Файл: Ганьшин, В. Н. Простейшие измерения на местности.pdf

УДК 628. 02/08 (023)

Ганьшин В. Н. Простейшие измерения на

Особое внимание уделено способам косвен­ ного определения расстояний.

Изложены правила горизонтальной и верти­ кальной съемки и составления плана небольшого участка местности.

Подробно описана глазомерная съемка (мар­ шрутная и площадная).

Приведены простейшие способы приближен­ ного ориентирования относительно стран света (по Солнцу и звездам).

Книга рассчитана в основном на лиц, не име­ ющих специального образования по топографии, но для которых эти знания необходимы в их практической работе. В книге они могут позна­ комиться с основами не только составления и чтения контурного плана местности, но и с эле­ ментами топографического плана, на котором рельеф изображен горизонталями.

Таблиц 9, иллюстраций 45.

Г

© издательство ..НЕДРА". 1973

вание относительно стран света — нахождение на­ правления истинного и магнитного меридиана.

Все эти работы можно выполнить без специаль­ ных инструментов, используя примитивные при­ боры: линейку, треугольник, транспортир, мерную ленту или рулетку, экер, компас и ватерпас. На­ ряду с этим, в книге даются понятия о современ­ ных геодезических инструментах, применяемых при топографических съемках. Показывается, что прин­ цип их работы имеет те же основы, что и простей­ шие приборы. Эту книгу могут использовать:

— бригадиры тракторных и производственных колхозных бригад при работах на орошаемых М участках, при севе и посадках квадратно-гнездовым способом и т. д.;

—агрономы и землеустроители при проведении занятий с бригадирами;

—члены кружков ДОСААФ, которые должны уметь читать топографические планы и карты, имея

в виду, что карта — глаза армии. Именно в рас­ чете на этих читателей в книге значительное место отведено приближенным методам определения рас­ стояния и глазомерной съемке;

— учителя средней школы, которые в целях осуществления политехнического обучения при пре­ подавании таких предметов, как геометрия, гео­ графия и черчение, все чаще практикуют проведе­ ние практических работ с учащимися по измерению на местности. В этой связи в работе получили со­ ответствующее развитие такие разделы, как «Опре­ деление недоступных расстояний», «Определение высоты предмета» и др.;

— члены Всесоюзного астрономо-геодезиче­ ского общества (ВАГО) при пропаганде среди на­ селения астрономо-геодезических знаний.

4

§ t. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Геодезия. При решении хозяйственных и науч­ ных вопросов, связанных с поверхностью земли, часто возникают такие задачи:

—каково расстояние между двумя пунктами;

—насколько одна точка выше или ниже другой заданной точки;

—чему равна площадь некоторого участка местности;

—как направлена (ориентирована) данная ли­ ния * относительно стран света и т. д.

Все эти вопросы связаны с изучением поверх­ ности земли в геометрическом отношении, и их

решение сводится к определению относительного (взаимного) положения точек этой поверхности. )

■ При организации территории и осуществлении всякого рода строительных работ приходится ре­ шать и другие задачи:

— как на местности построить прямую задан­ ной длины или круговую кривую данного радиуса;

—: как отбить на местности площадь опреде­ ленной величины и формы и т. д.

В этом случае, наоборот, приходится на поверх­ ности земли (или вблизи нее) намечать точки, которые отвечают определенным условиям.

* В геодезии отрезок линии краткости ради называют, «линией».

5

Наука, которая занимается всеми этими вопро­ сами, называется геодезией. Задачи геодезии теперь можем кратко формулировать так. Геодезия зани­ мается определением относительного (взаимного) положения точек земной поверхности, а также обо­ значением (маркировкой) на местности точек, от­ вечающих заданным (проектным) геометрическим условиям.

Результаты геодезических измерений представ­ ляют аналитически — каталогами координат и ведомостями высот точек, а также графически — различными чертежами, отображающими по определенному закону местность на плоскости. .

Чтобы рационально организовать измерения на поверхности Земли и правильно изображать ее на бумаге, нужно иметь достаточно четкое понятие о форме и размерах Земли.

Форма Земли. Горизонтальное проложение. Вы­ сота. Часто приходится слышать выражение: «Земля имеет форму шара». Однако некоторые неправильно понимают смысл этого утверждения. Как можно сравнить гладкую поверхность шара, говорят они, с неровной поверхностью Земли? Дело в следующем: во-первых, при сравнении Земли с шаром берется не видимая (дневная) поверхность Земли, а ее уровенная поверхность. Уровенной поверхностью Земли называют воображаемую по­ верхность, которая получится, если мысленно про­ должить поверхность океана в его спокойном со­ стоянии под сушей (т. е. как бы срезать сушу до

уровня океана).

Во-вторих, суша занимает всего около */з всей поверхности Земли. К тому же она незначительно возвышается над уровнем океана: лишь отдельные вершины высочайших гор Земли несколько пре­ вышают 0,001 долю ее радиуса. Все это позволяет

6

приближенно принять и общий вид ее физической (видимой) поверхности за уровенную поверхность.

Уровенная поверхность Земли похожа на шар, несколько сплюснутый у полюсов: по исследова­ ниям советских ученых расстояние от центра Земли

практически: оно совпадает с нитью спокойно вися­ щего отвеса.

Представим себе, что каждая точка местности перенесена — спроектирована отвесными линиями на горизонтальную плоскость. Так, точки А и В, углы дома (рис. 1), будут представлены на гори­ зонтальной плоскости точками а и Ь, которые на­ зывают проекциями точек А и В, а полученное таким образом изображение местности на горизон­ тальной плоскости — горизонтальным проложением.

Задачу нахождения относительного положения точек местности в геодезии делят на две части: во-первых, устанавливают взаимное расположение проекций точек на горизонтальной плоскости и, во-вторых, определяют высоты точек.

Высотой точки называют расстояние, измеряемое по направлению отвесной линии, от нее до' некото­ рой уровенной поверхности, а для малых участков

7

местности — дѳ горизонтальной плоскости. Так, вы­ сотой точки А является отрезок Аа, а высотой точ­ ки В — отрезок ВЬ (см. рис. 1).

Высоты точек называются абсолютными, если они измеряются от уровня моря, и условными (от­ носительными) — если от иной уровенной (гори­ зонтальной) поверхности.

План. С давних пор для ознакомления с мест­ ностью ее осматривали с некоторой высоты. В наши дни для этой цели удобнее всего использо­ вать самолет. Сделанный с самолета фотографи­ ческий снимок поверхности земли (аэрофотосни­ мок) позволяет изучать местность, не наблюдая ее непосредственно. Однако решать различные инже­ нерные задачи по аэрофотоснимку не удобно и це­ лесообразнее для этого использовать специальный чертеж, называемый планом.

Чтобы получить представление о сущности плана, допустим, что с самолета удалось сделать снимок не самой местности, а ее горизонтального проложения, причем оптическая ось фотокамеры (в момент спуска затвора) была отвесна, а пленка (пластинка)—горизонтальна. Воображаемый сни­ мок обладал бы следующими двумя геометриче­ скими свойствами. Во-первых, длина каждой линии снимка меньше длины соответствующей ей линии горизонтального проложения в определенное число раз, постоянное для данного снимка. Во-вторых, любые линии снимка пересекаются под такими же углами, под какими они пересекаются на местности (на горизонтальном проложении).

Эти два свойства делают снимок подобным горизонтальному проложению местности. Если изо­ бражения подробностей местности на снимке-заме­ нить соответствующими условными знаками, то полученный чертеж и будет планом.

8

Теперь мы можем сказать, что план—это чер­ теж, на котором в уменьшенном и подобном виде изображено горизонтальное проложение неболь­ шого участка местности. Если на плане кроме кон­ туров (границ угодий и предметов) изображен и рельеф — неровности земной поверхности, то такой план называют топографическим. План без выра­ жения рельефа называется контурным.

Из изложенного следует, что по плану местности можно узнать харакер и расположение различных угодий и предметов, находящихся на поверхности земли. Кроме того, в ряде случаев план позволяет заменить измерение углов, линий и площадей на местности соответствующими измерениями на чер­ теже. По топографическому плану можно опреде­ лять высоты точек и уклоны линий. Все это делает план весьма важным документом, который находит широкое применение в различных отраслях народ­ ного хозяйства и в обороне страны.

Большой участок уровенной поверхности земли из-за ее кривизны нельзя развернуть на плоскости без складок и разрывов. Чертеж, на котором в уменьшенном виде и с искажениями, подчиненными определенным математическим законам, изображен в условных знаках большой участок земной поверх­ ности или всей Земли, называют картой. Каждая карта, как и всякий план, строго говоря, отобра­ жает не местность, а ее горизонтальное проло­ жение.

Это обстоятельство не может повести к недо­ разумениям: практически, как правило, нужно знать не длины линий, не углы и не площади мест­ ности, а соответствующие им горизонтальные проложения. Так, говоря о размерах дома, надо указать именно длину горизонтального отрезка ab, а не наклонного АВ (см. рис. 1). Рассуждая об углах,

9