§13. Определение расстояний по карте. Определение расстояний по карте различными способами

Масштаб карт . Масштабом топографических карт называется отношение длины линии на карте к длине горизонтальной проекции соответствующей линии местности. На равнинных территориях, при небольших углах наклона физической поверхности, горизонтальные проекции линий весьма мало отличаются от длин самих линий, и в этих случаях можно считать масштабом отношение длины линии на карте к длине соответствующей линии местности, т.е. степень уменьшения длин линий на карте относительно их длины на местности. Масштаб указывается под южной рамкой листа карты в виде отношения чисел (численный масштаб), а также в виде именованного и линейного (графического) масштабов.

Численный масштаб (М) выражается дробью, где в числителе единица, а в знаменателе число, показывающее степень уменьшения: М =1/m . Так, например, на карте в масштабе 1:100 000 длины уменьшены сравнительно с их горизонтальными проекциями (или с действительностью) в 100 000 раз. Очевидно, чем больше знаменатель масштаба, тем больше уменьшение длин, тем мельче изображение объектов на карте, т.е. тем мельче масштаб карты.

Именованный масштаб - пояснение, указывающее соотношение длин линий на карте и на местности. При М= 1:100 000 1 см на карте соответствует 1 км.

Линейный масштаб служит для определения по картам длин линий в натуре. Это прямая, разделенная на равные отрезки, соответствующие «круглым» десятичным числам расстояний местности (рис. 5).

Рис. 5. Обозначение масштаба на топографической карте: а - основание линейного масштаба: b - наименьшее деление линейного масштаба; точность масштаба 100 м. Величина масштаба - 1 км

Отрезки a, откладываемые вправо от нуля, называются основанием масштаба . Расстояние на местности, соответствующее основанию, называется величиной линейного масштаба . Для повышения точности определения расстояний крайний слева отрезок линейного масштаба делится на более мелкие части в, называемые наименьшими делениями линейного масштаба. Расстояние на местности, выражаемое одним таким делением, является точностью линейного масштаба. Как видно на рисунке 5, при численном масштабе карты 1:100 000 и основании линейного масштаба в 1 см величина масштаба будет 1 км, а точность масштаба (при наименьшем делении в 1 мм) - 100 м. Точность измерений по картам и точность графических построений на бумаге связаны как с техническими возможностями измерений, так и с разрешающей способностью человеческого зрения. Точность построений на бумаге (графическую точность) принято считать равной 0,2 мм. Разрешающая способность нормального зрения близка к 0,1 мм.

Предельная точность масштаба карты - отрезок на местности, соответствующий 0,1 мм в масштабе данной карты. При масштабе карты 1:100 000 предельная точность составит 10 м, при масштабе 1:10 000 она будет равна 1 м. Очевидно, что возможности изображения на этих картах контуров в их действительных очертаниях будут весьма различны.

Масштабы топографических карт в значительной степени обусловливают отбор и детальность показа изображаемых на них объектов. С уменьшением масштаба, т.е. с увеличением его знаменателя, теряется детальность изображения объектов местности.

Для удовлетворения разнообразных потребностей отраслей народного хозяйства, науки и обороны страны необходимы карты разных масштабов. Для государственных топографических карт СССР разработан ряд стандартных масштабов, основанных на метрической десятичной системе мер (табл. 1).

Таблица 1. Масштабы топографических карт СССР
Численный масштаб	Название карты	1 см на карте соответствует на местности расстоянию	1 см 2 на карте соответ-ствует на местности площади
1:5 000	Пятитысячная	50 м	0,25 га
1:10 000	Десятитысячная	100 м	1 га
1:25 000	Двадцатипятитысячная	250 м	6,25 га
1:50 000	Пятидесятитысячная	500 м	25 га
1:100 000	Стотысячная	1 км	1 км 2
1:200 000	Двухсоттысячная	2 км	4 км 2
1:500 000	Пятисоттысячная	5 км	25 км 2
1:1 000 000	Миллионная	10 км	100 км 2

В комплексе карт, названных в табл. 1, выделяют собственно топографические карты масштабов 1:5000-1:200 000 и обзорно-топографические карты масштабов 1:500 000 и 1:1 000 000. Последние уступают в точности и подробности изображения местности, но отдельные листы охватывают значительные территории, и эти карты используют для общего ознакомления с местностью, для ориентирования при движении с большой скоростью.

Измерение расстояний и площадей по картам . При измерении расстояний по картам следует помнить, что в результате получают длины горизонтальных проекций линий, а не длины линий на земной поверхности. Однако при малых углах наклона разница в длине наклонной линии и ее горизонтальной проекции очень мала и может не учитываться. Так, например, при угле наклона 2° горизонтальная проекция короче самой линии на 0,0006, а при 5° - на 0,0004 ее длины.

При измерении по картам расстояний в горных районах действительное расстояние на наклонной поверхности можно вычислить

по формуле S = d·cos α, где d - длина горизонтальной проекции линии S, α - угол наклона. Углы наклона можно измерить по топографической карте методом, указанным в §11. Поправки в длины наклонных линий приводятся также в таблицах.

Рис. 6. Положение циркуля-измерителя при измерении расстояний по карте с помощью линейного масштаба

Для определения длины отрезка прямой между двумя точками в раствор циркуля-измерителя берут с карты заданный отрезок, переносят на линейный масштаб карты (как указано на рисунке 6) и получают длину линии, выраженную в поземельных мерах (метрах или километрах). Аналогичным образом измеряют длины ломаных линий, беря в раствор циркуля каждый отрезок отдельно и затем суммируя их длины. Измерения расстояний по кривым линиям (по дорогам, границам, рекам и т. п.) более сложны и менее точны. Очень плавные кривые измеряют как ломаные, разбив предварительно на прямолинейные отрезки. Извилистые линии измеряют малым постоянным раствором циркуля, переставляя его («шагая») по всем изгибам линии. Очевидно, что мелкоизвилистые линии следует измерять при весьма малом растворе циркуля (2-4 мм). Зная, какой длине на местности соответствует раствор циркуля, и подсчитав число его установок по всей линии, определяют общую ее длину. При этих измерениях применяют микроизмеритель или пружинный циркуль, раствор которого регулируется винтом, пропущенным через ножки циркуля.

Рис. 7. Курвиметр

Следует иметь в виду, что любые измерения неизбежно сопровождаются погрешностями (ошибками). По их происхождению ошибки подразделяются на грубые промахи (возникают из-за невнимательности лица, производящего измерения), систематические ошибки (из-за погрешностей мерных приборов и др.), случайные ошибки, которые не могут быть полностью учтены (причины их не ясны). Очевидно, что истинное значение измеряемой величины из-за влияния ошибок измерений остается неизвестным. Поэтому определяют ее вероятнейшее значение. Таким значением является арифметическое среднее из всех отдельных измерений x - (a 1 +a 2 + …+а n):n=∑a/n , где x - вероятнейшее значение измеренной величины, a 1 , a 2 … a n - результаты отдельных измерений; 2 - знак суммы, n - число измерений. Чем больше измерений, тем ближе вероятнейшее значение к истинной величине A. Если предположить, что значение A известно, то разность между этой величиной и измерением а даст истинную погрешность измерения Δ=A-a. Отношение погрешности измерения какой-либо величины A к ее значению называется относительной погрешностью -. Эта погрешность выражается в виде правильной дроби, где в знаменателе - доля ошибки от измеряемой величины, т.е. Δ/A = 1/(A:Δ).

Так, например, при измерении длин кривых курвиметром возникает ошибка измерений порядка 1-2%, т. е. она составит 1/100 - 1/50 часть длины измеряемой линии. Таким образом, при измерении линии длиной 10 см возможна относительная ошибка 1-2 мм. Эта величина в разных масштабах дает разные ошибки в длинах измеряемых линий. Так, на карте масштаба 1:10 000 2 мм соответствует 20 м, а на карте масштаба 1:1 000 000 это будет 200 м. Отсюда следует, что более точные результаты измерений получаются при использовании карт крупных масштабов.

Определение площадей участков по топографическим картам основано на геометрической зависимости между площадью фигуры и ее линейными элементами. Масштаб площадей равен квадрату линейного масштаба. Если стороны прямоугольника на карте уменьшены в n раз, то площадь этой фигуры уменьшится в п2 раз. Для карты масштаба 1:10 000 (1 см - 100 м) масштаб площадей будет равен (1:10 000)2 или 1 см 2 - (100 м) 2 , т.е. в 1 см 2 - 1 га, а на карте масштаба 1:1 000 000 в 1 см 2 - 100 км 2 .

Для измерения площадей по картам применяют графические и инструментальные способы. Применение того или иного способа измерений диктуется формой измеряемого участка, заданной точностью результатов измерений, требуемой быстротой получения данных и наличием необходимых приборов.

Рис. 8. Спрямление криволинейных границ участка и разбивка его площади на простые геометрические фигуры: точками обозначены отсекаемые участки, штриховкой - причленяемые участки

При измерении площади участка с прямолинейными границами делят участок на простые геометрические фигуры, измеряют площадь каждой из них геометрическим способом и, суммируя площади отдельных участков, вычисленных с учетом масштаба карты, получают общую площадь объекта. Объект с криволинейным контуром разбивают на геометрические фигуры, предварительно спрямив границы с таким расчетом, чтобы сумма отсеченных участков и сумма избытков взаимно компенсировали друг друга (рис. 8). Результаты измерений будут в некоторой степени приближенными.

Рис. 9. Квадратная сеточная палетка, наложенная на измеряемую фигуру. Площадь участка Р=a 2 n, a - сторона квадрата, выраженная в масштабе карты; n - число квадратов, попавших в пределы контура измеряемого участка

Измерение площадей участков, имеющих сложную неправильную конфигурацию, чаще производят с помощью палеток и планиметров, что дает наиболее точные результаты. Сеточная палетка (рис. 9) представляет собой прозрачную пластину (из пластика, органического стекла или кальки) с награвированной или начерченной сеткой квадратов. Палетку накладывают на измеряемый контур и по ней подсчитывают количество клеток и их частей, оказавшихся внутри контура. Доли неполных квадратиков оцениваются на глаз, поэтому для повышения точности измерений применяются палетки с мелкими квадратами (со стороной 2-5 мм). Перед работой на данной карте определяют площадь одной ячейки в поземельных мерах, т.е. цену деления палетки.

Рис. 10. Точечная палетка - видоизмененная квадратная палетка. Р=a 2 n

Помимо сеточных палеток, применяются точечные и параллельные палетки, представляющие собой прозрачные пластины с награвированными точками или линиями. Точки ставятся в одном из углов ячеек сеточной палетки с известной ценой деления, затем линии сетки удаляют (рис. 10). Вес-каждой точки равен цене деления палетки. Площадь измеряемого участка определяется путем подсчета количества точек, оказавшихся внутри контура, и умножением этого количества на вес точки.

Рис. 11. Палетка, состоящая из системы параллельных линий. Площадь фигуры равна сумме длин отрезков (средних пунктирных), отсекаемых контуром участка, умноженной на расстояние между линиями палетки. P = р∑l

На параллельной палетке награвированы равноотстоящие параллельные прямые. Измеряемый участок окажется разделенным на ряд трапеций с одинаковой высотой при наложении на него палетки (рис. 11). Отрезки параллельных линий внутри контура посредине между линиями являются средними линиями трапеций. Измерив все средние линии, умножают их сумму на длину промежутка между линиями и получают площадь всего участка (с учетом площадного масштаба).

Измерение площадей значительных участков производится по картам с помощью планиметра. Наиболее распространенным является полярный планиметр, работа с которым не представляет большой сложности. Однако теория этого прибора довольно сложна и рассматривается в руководствах по геодезии.

При нахождении в незнакомой местности, особенно, если карта недостаточно подробная с условной привязкой координат или с отсутствием таковой вообще, возникает необходимость ориентироваться на глаз, определяя расстояние до цели различными способами. У опытных путешественников и охотников определение расстояний осуществляется не только с помощью многолетней практики и навыков, но и специального инструмента – дальномера. Используя это оборудование, охотник может с точностью определить расстояние до животного, чтобы убить его одним выстрелом. Дистанция измеряется лазерным лучом, прибор работает от аккумуляторных батареек. Применяя это устройство на охоте или при других обстоятельствах, постепенно вырабатывается способность определения расстояния на глаз, поскольку при его использовании всегда сравниваются реальное значение и показание лазерного дальномера. Далее будут описаны способы определения расстояний без использования специального оборудования.

Определение расстояний на местности осуществляется разнообразными способами. Некоторые из них относятся к разряду снайперских методов или военно-разведочных. В частности, во время ориентирования на местности обычному туристу могут пригодиться следующие:

Измерение шагами

Этот способ часто используется для составления карт местности. Как правило, шаги считаются парами. Отметка производится после каждой пары или тройки шагов, после этого вычисляется расстояние в метрах. Для этого количество пар или троек шагов умножается на длину одной пары или тройки.

Способ измерений углом.

Все предметы видны под определенными углами. Зная этот угол, можно измерить дистанцию между объектом и наблюдателем. Учитывая, что 1 см с расстояния 57 см виден под углом 1 градус, можно за эталон измерения этого угла взять ноготь большого пальца вытянутой вперед руки, равного 1 см (1 градус). Весь указательный палец является эталонно 10 градусов. Прочие эталоны сведены в таблицу, которая поможет ориентироваться в измерении. Зная угол, можно определить длину объекта: если он закрывается ногтем большого пальца, значит, он находится под углом 1 градус. Следовательно, от наблюдателя до объекта приблизительно 60 м.

По вспышке света

Определяется разница между вспышкой света и звуком по секундомеру. Исходя из этого вычисляется расстояние. Как правило, таким образом, вычисляется нахождением огнестрельного оружия.

По спидометру
По времени скорости движения
По спичке

На спичку наносятся деления, равные 1 мм. Держа в руке, ее нужно вытянуть вперед, держать горизонтально, при этом закрыть один глаз, затем совместить ее один конец с верхней частью определяемого предмета. После этого нужно продвигать ноготь большого пальца до основания объекта и вычислить дистанцию по формуле: расстояние до предмета, равное его высоте разделить на расстояние от глаз наблюдателя до спички, равное отмеченному количеству делений на спичке.

Способ определения расстояния на местности с помощью большого пальца руки помогает вычислить нахождение как движущегося, так и неподвижного предмета. Для вычисления нужно вытянуть руку вперед, поднять большой палец вверх. Нужно закрыть один глаз, при этом, если цель передвигается слева направо, закрывается левый глаз и наоборот. В момент, когда цель закроется пальцем, нужно закрыть другой глаз, открыв тот, который был закрыт. При этом объект окажется отодвинутым назад. Теперь необходимо сделать подсчет времени (или шагов, если наблюдение идет за человеком), до того момента, когда объект снова закроется пальцем. Вычисляется расстояние до цели просто: количество времени (или шагов пешехода) до закрытия пальцем второй раз, умноженное на 10. Полученное значение переводится в метры.

Метод распознавания дистанции на глаз является самым простым, но требует практики. Это самый распространенный способ, поскольку не требует использования каких-либо приспособлений. Способов глазомерного определения расстояния до цели существует несколько: по отрезкам местности, степени видимости объекта, а также его приблизительной величине, которая кажется на глаз. Для тренировки глазомера нужно практиковаться, сравнивая кажущееся расстояние до цели с перепроверкой по карте или шагами (при этом можно использовать шагомер). При этом способе важно закрепить в памяти некие эталоны меры дистанции (50,100,200,300 метров), которые затем мысленно откладывать на местности, и оценивать примерную дистанцию, сравнивая реальное значение и эталонное. Закрепление в памяти конкретных отрезков дистанции также требует практики: для этого нужно запомнить привычное расстояние от одного предмета до другого. При этом нужно учитывать, что величина отрезка сокращается с увеличением расстояния до него.

Степень видимости и различимости объектов влияет на установку дистанции до них невооруженным глазом. Существует таблица предельных расстояний, ориентируясь на которую, можно представить приблизительную дистанцию до объекта, который можно увидеть человеку с нормальной остротой зрения. Этот способ рассчитан на примерное, индивидуальное нахождение дальностей предметов. Так, если в соответствии с таблицей, черты лица человека становятся различимы со ста метров, это означает, что в реальности до него расстояние составляет не точно 100 м., а не более того. Для человека с низкой остротой зрения необходимо делать индивидуальные поправки касательно таблицы-ориентира.

При установлении дистанции до объекта с помощью глазомера следует учитывать следующие особенности:

Ярко освещенные предметы, так же как и объекты, обозначенные ярким цветом, кажутся ближе истинного расстояния. Это нужно учитывать, если вы заметили костер, пожар или сигнал бедствия . То же самое касается и крупных объектов. Мелкие кажутся меньше.
В сумерки, наоборот, все объекты кажутся дальше. Аналогичная ситуация складывается во время тумана.
После дождя при отсутствии пыли цель всегда кажется более близкой, чем на самом деле.
Если солнце расположено впереди наблюдателя, нужная цель будет казаться более близкой, чем на самом деле. Если оно расположено сзади, расстояние до искомой цели больше.
Цель, расположенная на ровном берегу всегда будет казаться ближе, чем на холмистом. Это объясняется тем, что неровности рельефа скрадывают расстояние.
При взгляде с высокой точки вниз предметы будут казаться ближе, чем при рассмотрении их снизу вверх.
Предметы, расположенные на темном фоне всегда кажутся дальше, чем на светлом фоне.
Дистанция до объекта кажется меньше, если наблюдаемых целей в поле зрения очень мало.

Следует помнить, что, чем больше расстояние до определяемой цели, тем более вероятна ошибка в расчетах. К тому же, чем больше натренирован глазомер, тем более высокой точности расчетов можно добиться.

Ориентирование по звуку

В случаях, когда определение расстояния до цели глазомером невозможно, например, в условиях плохой видимости, сильно пересеченной местности или ночью, можно ориентироваться по звукам. Эта способность также должна быть натренирована. Опознавание дальности цели по звукам обусловлено различными погодными условиями:

Четкий звук человеческой речи слышен издалека в условиях тихой летней ночи, если пространство при этом открытое. Слышимость может достигать 500м.
Речь, шаги, различные звуки отчетливо слышны в морозную зимнюю или осеннюю ночь, а также туманную погоду. В последнем случае трудно определить направление объекта, поскольку звук отчетливый, но рассеянный.
В безветренном лесу и над спокойной водой звуки разносятся очень быстро, а дождь сильно приглушает их.
Сухая земля лучше передает звуки, чем воздух, особенно ночью.

Чтобы определить нахождение цели, существует таблица соответствия дальности слышимости характерам звука. Если ее применять, можно ориентироваться на наиболее часто встречающиеся в каждой местности объекты (крики, шаги, звуки автотранспорта, выстрелы, разговоры и прочее).

Измерьте соответствующий отрезок при помощи линейки. Предпочтительно, чтобы она была изготовлена из как можно более тонкого листового материала. В случае, если поверхность, на которой расстелена , не является плоской, поможет портновский метр. А при отсутствии тонкой линейки, и если карту не жалко прокалывать, удобно использовать для измерения циркуль, желательно с двумя иголками. Потом его можно перенести на миллиметровую бумагу и измерить длину отрезка по ней.

Дороги между двумя точками на редко прямыми. Измерить длину линии поможет удобный прибор - курвиметр. Чтобы им воспользоваться, вначале вращением ролика совместите стрелку с нулем. Если курвиметр электронный, устанавливать его на нуль вручную необязательно - достаточно нажать кнопку сброса. Придерживая ролик, прижмите его к начальной точке отрезка так, чтобы риска на корпусе (она расположена над роликом) указывала прямо на эту точку. Затем ведите ролик по линии, пока риска не окажется совмещена с конечной точкой. Прочитайте показания. Учтите, что у некоторых курвиметров имеются две шкалы, одна из которых имеет градуировку в сантиметрах, а другая - в дюймах.

Найдите на карте указатель масштаба - обычно он расположен в правом нижнем углу. Иногда этот указатель представляет собой отрезок калиброванной длины, рядом с которым указано, какому расстоянию он соответствует. Измерьте длину этого отрезка линейкой. Если окажется, например, что он имеет длину в 4 сантиметра, а рядом с ним указано, что соответствует 200 метрам, поделите второе число на первое, и вы узнаете, что каждому на карте соответствует 50 метров на местности. На некоторых вместо отрезка присутствует готовая фраза, которая может выглядеть, например, следующим образом: «В одном сантиметре 150 метров». Также масштаб может быть указан в виде соотношения следующего вида: 1:100000. В этом случае можно подсчитать, что сантиметру на карте соответствует 1000 метров на местности, поскольку 100000/100(сантиметров в метре)=1000 м.

Измеренное линейкой или курвиметром расстояние, выраженное в сантиметрах, умножьте на указанное на карте или рассчитанное количество метров или в одном сантиметре. В результате получится реальное расстояние, выраженное, соответственно, или километрах.

Любая карта представляет собой уменьшенное изображение какой-то территории. Коэффициент, показывающий, насколько изображение уменьшено по отношению к реальному объекту, называется масштабом. Зная его, можно определить расстояние по . Для реально существующих карт на бумажной основе масштаб – величина фиксированная. Для виртуальных, электронных карт эта величина меняется вместе с изменением увеличения изображения карты на экране монитора.

Инструкция

Если ваша на основе, то найдите ее , которое называется легендой. Чаще всего, оно находится в зарамочном оформлении. В легенде обязательно должен быть указан масштаб карты, который вам подскажет, измеренное в расстояние по данной составит в реальности, на . Так, если масштаб равен 1:15000, то это значит, что 1 см на карте равен 150 метров на местности. Если масштаб карты равен 1:200000, то 1 см, отложенный на ней равен 2 км в реальности

То расстояние , которое вас интересует. Учтите, что если вы хотите определить, как быстро вы дойдете или доедете от одного дома до другого в или от одного населенного пункта до другого, то маршрут ваш будет состоять из прямолинейных отрезков. Вы будете двигаться не по прямой, а по маршруту, проходящему вдоль улиц и дорог.

Местность на карте всегда изображается в уменьшенном виде. Степень уменьшения местности определяется масштабом карты.

Масштаб показывает во сколько раз длина линии на карте меньше соответствующей ей длины на местности. Масштаб указан - на каждом листе карты под южной (нижней) стороной рамки в числовом и графическом виде.

Численный масштаб обозначается на картах в виде отношения единицы к числу, показывающему, во сколько раз уменьшены длины линий на местности при изображении их на карте.

Пример : масштаб 1:50000 означает, что все линии местности изображены на карте с уменьшением в 50000 раз, т. е. 1 см на карте соответствует 50000 см на местности.

Количество метров (километров) на местности, соответствующее 1 см на карте, называется величиной масштаба. Она указывается на карте под численным масштабом.

Полезно запомнить правило : если в правой части отношения зачеркнуть два последних нуля 1:50000, то оставшееся число покажет, сколько метров на местности содержится в 1 см на карте, т. е. величину масштаба.

При сравнении нескольких масштабов более крупным будет тот, у которого число в правой части отношения меньше. Чем крупнее масштаб карты, тем подробнее и точнее на ней изображена местность.

Линейный масштаб - графическое изображение численного масштаба в виде прямой линии с делениями (в километрах, метрах) для непосредственного отчета расстояний, измеряемых на карте.

Способы измерения расстояний по карте.

Расстояние по карте измеряют, пользуясь численным или линейным масштабом.

Расстояние на местности равно произведению длины отрезка, измеренного на карте в сантиметрах на величину масштаба.

Расстояние между точками по прямым или ломаным линиям измеряют обычно при помощи линейки, умножая это значение на величину масштаба.

Пример 1: по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину дороги от мукомольного завода в свх. Беличи (6511) до пересечения с железной дорогой.

Длина дроги на карте - 4, 6 см

Величина масштаба - 500 м

Длина дороги на местности 4,6х500 = 2300 м

Пример 2 : по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину полевой дороги от Воронихи (7419) до моста через реку Губановку (7622). Длина дороги по карте равна 2 см + 1 см + 2, 3 см + 1, 4 см + 0,4 см = 7, 1 см. длина полевой дороги на местности 7, 1 х 500 = 3550 м.

Небольшие прямолинейные участки измеряют, пользуясь линейным масштабом без всяких вычислений. Для этого достаточно отложить циркулем расстояние между заданными точками на карте и, приложив циркуль к линейному масштабу, снять готовый отсчет в метрах или километрах.

Пример 3: по карте 1:50000 (СНОВ) определить длину озера Камышовое (7412) при помощи линейного масштаба.

Длина озера - 575 м.

Пример 4 : пользуясь линейным масштабом определить длину реки Воронка от плотины (6717) до впадения в реку Соть.

Длина реки Воронка - 2175 м.

Для измерения кривых и извилистых линий используют либо циркуль-измеритель, либо специальный прибор - курвиметр.

При использовании циркуля - измерителя необходимо установить раствор циркуля, соответствующий целому числу метров (километров), а также соизмеримый с кривизной измеряемой линии.

Этим раствором проходят измеряемую линию, считая «шаги». Затем, пользуясь величиной масштаба, находят длину линии.

Пример 5 : по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину участка реки Андога от железнодорожного моста до места впадения Андоги в реку Соть.

Выбранный раствор циркуля - 0,5 см.

Количество шагов - 6.

Остаток - 0,2 см.

Величина масштаба - 500 м.

Длина участка реки Андоги на местности (0,5 х 6) х 500 + (0,2 х 500) = 1500 м + 100 м = 1600 м.

Для измерения кривых и извилистых линий используют также специальный прибор - курвиметр . Механизм этого прибора состоит из измерительного колесика, соединенного со стрелкой, которая движется по циферблату. При движении колесика вдоль измеряемой по карте линии стрелка передвигается по циферблату и указывает пройденное колесиком расстояние в сантиметрах.

Для измерения кривых линий курвиметром следует предварительно установить стрелку курвиметра на «0», а затем прокатить его по измеряемой линии, следя за тем, чтобы стрелка курвиметра двигалась по направлению движения часовой стрелки. Умножив показания курвиметра в см на величину масштаба, получают расстояние на местности.

Пример 6: по карте 1:50000 (СНОВ) при помощи курвиметра измерить длину участка железной дороги Мирцевск - Бельцово ограниченного рамкой карты.

Показания стрелки курвиметра - 33 см

Величина масштаба - 500 м

Длина участка железной дороги Мирцевск - Бельцово на местности составляет: 33х500 = 16500 м = 16, 5 км.

Точность измерения расстояния по карте.

Точность измерения расстояний по карте зависит от ее масштаба, погрешностей в составлении самой карты, помятости и деформации бумаги, рельефа местности, измерительных приборов, зрения и аккуратности человека.

Предельная графическая точность в топографии принята 0,5 мм 5% от величины масштаба карты.

Измеренные по карте расстояния получаются всегда несколько короче действительных. Это происходит потому что, по карте измеряются горизонтальные проложения, в то время как соответствующие им линии на местности наклонные, т. е. длиннее своих горизонтальных проложений.

Поэтому при расчетов приходится вводить соответствующие поправки на наклон линий.

Наклон линий — 10° поправка - 2% от длины линии

Наклон линий — 20° поправка - 6% от длины линии

Наклон линий — 30° поправка - 15% от длины линии

Измерение площадей по карте.

Площади объектов чаще всего измеряют подсчетом квадратов координатной сетки. Каждому квадрату сетки карт 1:10000 - 1:50000 на местности соответствует 1 км, 1:100000 - 4 км, 1:200000 - 16 км.

При измерении больших площадей по карте или аэрофотоснимку применяется геометрический способ, который заключается в измерении линейных элементов участка и последующем вычислении его по формулам.

Если участок на карте имеет сложную конфигурацию, его делят прямыми линиями на прямоугольники ((а+в) х 2), треугольника ((ахв) : 2) и вычисляют площади полученных фигур, которые затем суммируют.

Площади небольших участков удобно измерять офицерской линейкой, имеющей специальные вырезы прямоугольной формы.

Площадь радиоактивного заражения местности рассчитывают по формуле для определения площади трапеции:

где R - радиус круга заражения, км

а - хорда, км.

Понятие системы координат.

Координатами называются линейные или угловые величины, определяющие положение точки на плоскости или в пространстве.

Системой координат называется совокупность линий и плоскостей, относительно которых определяют положение точек, объектов, целей и т.п.

Существует множество систем координат, которые находят применение в математике, физике, технике, военном деле.

В военной топографии для определения положения точек (объектов, целей) на земной поверхности и на карте применяются географические, плоские прямоугольные и полярные системы координат.

Географическая система координат.

В этой системе положение любой точки на наземной поверхности определяется двумя углами - географической широтой и географической долготой, относительно экватора и начального (нулевого меридиана).

Географическая широта (В) - это угол, образованный плоскостью экватора и ответственной линией в данной точке земной поверхности.

Широты отсчитываются по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от) 0° на экваторе до 90° у полюсов. В северном полушарии - южные широты.

Географическая долгота (L) - угол, образованный плоскость начального (нулевого) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку.

За начальный меридиан принят меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (около Лондона). Все точки на земном шаре, расположенные к востоку от начального меридиана имеют восточную долготу от 0° до 180° а к западу - западную долготу, также от 0° до 180°. Все точки, лежащие на одном меридиане имеют одинаковою долготу.

Разность долгот двух точек показывает не только их взаимное расположение, но и разницу во времени в этих точках. Каждые 15° по долготе соответствует 1 час, т. к. поворот Земли на 360° совершается на 24 часа.

Таким образом, зная долготу двух пунктов, легко определить разность местного времени в этих пунктах.

Географическая сетка на топографических картах.

Линии, соединяющие точки земной поверхности одинаковой широты, называется параллелями.

Линии, соединяющие точки земной поверхности одинаковой долготы, называются меридианами.

Параллели и меридианы являются рамками листов топографических карт.

Нижняя и верхняя стороны рамки являются параллелями, а боковые стороны - меридианами.

Широты и долготы рамки подписываются на углах каждого листа кары (прочитать и показать на карте и плакате). На крупномасштабных и среднемасштабных топографических картах стороны рамок разделены на отрезки, равные одной минуте. Минутные отрезки оттенены через один черной краской и разделены точками на части по 10 секунд.

Кроме того, непосредственно на карте показывается пересечения средних параллелей и меридианов и дается их оцифровка в градусах и минутах, а по внутренней рамке показываются штрихами 2-3 мм выходы минутных делений.

Это позволяет прочерчивать параллели и меридианы на карте, склеенной из нескольких листов.

Чтобы определить географические координаты, какой либо точки по топографической карте, нужно через эту точку провести линии параллели и меридиана. Для чего из этой точки опустить перпендикуляры на нижнюю (верхнюю) и боковую стороны рамки карты. После этого произвести расчеты градусов, минут и секунд по шкалам широт и долгот на сторонах рамки карты.

Точность определения географических координат по крупномасштабным картам составляет около 2-х секунд.

Пример : географические координаты условного знака аэродрома (7407) на карте СНОВ будут соответственно:

B = 54 45’ 23” - северной широты;

L = 18 00’ 20” - восточной долготы.

Система плоских прямоугольных координат.

Плоскими прямоугольными координатами в топографии называются линейные величины:

Абсцисса Х,

Ордината У.

Эти координаты несколько отличаются от принятых в математике декартовых координат на плоскости. За положительное направление осей координат принято для оси абсцисс (осевой меридиан зоны) направление на север, для оси ординат (экватора эллипсоида) на восток.

Оси координат делят шестиградусную зону на четыре четверти, счет которых ведется по ходу часовой стрелки от положительного направления оси абсцисс Х. Положение любой точки, например точки М, определяется кратчайшим расстоянием до осей координат, то есть по перпендикулярам.

Ширина любой координатной зоны составляет на экваторе примерно 670 км, на широте 40 - 510 км, на широте 50 - 430 км. В северном полушарии Земли (I и IV четверти зон) знаки абсцисс положительные. Знак ординаты в IV четверти отрицательный. Чтобы не иметь отрицательных значений ординат при работе с топографическими картами, в точке начала координат каждой зоны величина ординаты принята равной 500 км, а ордината точки расположенной к западу от осевого меридиана зоны, будет всегда положительной и по абсолютному значению меньше 500 км, а ордината точки, расположенной к востоку от осевого меридиана, будет всегда больше 500 км.

Топографическая карта представляет собой двумерную карту, на которой изображена трехмерная местность, при этом высота земной поверхности указывается с помощью контурных линий. Как и в случае любой другой карты, расстояние между двумя точками на топографической карте измеряется вдоль соединяющей их прямой линии, как будто между этими точками пролетает птица. Это делается в первую очередь, и лишь затем учитывается рельеф поверхности и другие особенности местности, которые могут повлиять на общую протяженность маршрута. Узнайте, как измерять расстояние вдоль прямой линии.

Шаги

Измерение расстояния по линейному масштабу

Приложите к карте полоску бумаги и отметьте на ней точки. Положите на карту полоску бумаги с прямым краем. Совместите этот край одновременно с первой (“точка A”) и второй (“точка Б”) точками, расстояние между которыми вы хотите измерить, и отметьте на бумаге расположение этих точек.

Возьмите достаточно длинную полоску бумаги, чтобы она покрывала расстояние между интересующими вас точками. Учтите, что данный метод лучше подходит для измерения относительно коротких линейных расстояний.
Прижмите полоску бумаги к карте и постарайтесь как можно точнее отметить на ней расположение двух точек.

Приложите полоску бумаги к линейному масштабу. Найдите на топографической карте линейный масштаб - как правило, он расположен в нижнем левом углу карты. Приложите к нему полоску бумаги с двумя отметками, чтобы определить расстояние между ними. Используйте данный метод для измерения небольших расстояний, которые умещаются на линейном масштабе.

Определите бо льшую часть расстояния по основной шкале. Приложите полоску бумаги к шкале так, чтобы правая метка совпала с целым числом на шкале. При этом левая метка должна оказаться на дополнительной шкале.
- Точка основной шкалы, в которой окажется правая метка, определяется тем условием, что левая метка должна попасть на дополнительную шкалу. При этом необходимо совместить правую метку с целым числом на основной шкале.
- Соответствующее правой метке целое число на основной шкале показывает, что измеряемое расстояние составляет по меньшей мере столько-то метров или километров. Остаток расстояния можно точнее определить по дополнительной шкале.
Перейдите к дополнительной шкале, на которой основание масштаба поделено на части. Определите длину меньшей части расстояния по дополнительной шкале. Левая метка совпадет с целым числом на дополнительной шкале - это число следует поделить на десять и прибавить к расстоянию, определенному по основной шкале.

Измерение расстояния по численному масштабу
1. Отметьте расстояние на полоске бумаги. Приложите полоску бумаги с прямым краем к карте и совместите этот край с теми точками, расстояние между которыми вы хотите измерить. Отметьте на бумаге “точку А” и “точку Б”.
  - Прижимайте полоску бумаги к карте и не сгибайте ее, чтобы получить как можно более точные результаты.
  - При желании можно использовать вместо бумаги линейку или измерительную ленту. В этом случае запишите измеренное расстояние между точками в миллиметрах.
2. Измерьте расстояние линейкой. Приложите к бумаге линейку или измерительную ленту и определите расстояние между двумя метками. Используйте данный метод для измерения больших расстояний, которые выходят за рамки линейного масштаба, или если вы хотите вычислить расстояние как можно точнее.
  - Постарайтесь определить расстояние с точностью до миллиметра.
  - Найдите шкалу в нижней части карты. Здесь должно быть приведено соотношение длин, а также отрезок (линейный масштаб) с отложенными на нем сантиметрами. Как правило, для удобства масштаб выбирается в целых числах, например 1 сантиметр = 1 километру.
3. Вычислите расстояние вдоль прямой линии. Используйте для этого измеренное по карте расстояние в миллиметрах и численный масштаб, который представляет собой соотношение длин. Умножьте измеренное расстояние на знаменатель масштаба.