МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

СОЧИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И КУРОРТНОГО ДЕЛА

Кафедра Городского строительства

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетно-графической работы №1 по инженерной геодезии

МАСШТАБЫ, ГОРИЗОНТАЛИ, УГЛЫ ОРИЕНТИРОВАНИЯ И КООРДИНАТЫ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАНОВ И КАРТ

ББК 22.314

К 17

УДК 531/534

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по инженерной геодезии «Масштабы, горизонтали, углы ориентирования и координаты топографических планов и карт». г. Сочи, изд. СГУТиКД 2010 г.

Предназначены для студентов строительных специальностей Инженерно-экологического факультета СГУТиКД всех форм обучения. Объем работы в зависимости от специальности и формы обучения может корректироваться кафедрой «Городского строительства» в соответствии с Учебными планами и Программами.

Цель работы – изучить масштабы планов и карт, научиться определять и преобразовывать углы ориентирования, определять географические и прямоугольные координаты точек, а так же изображать рельеф местности горизонталями.

Утверждены на заседании кафедры «Городского строительства».

Протокол №_______ от ________________ 2010 г.

Составители: преп. Колесник В.В., старш. преп. А.В.Мигоренко.

Рецензент: д.т.н., профессор К.Н.Макаров.

(С) Сочинский Государственный Университет Туризма и Курортного Дела.

2010 Г.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Данные методические указания предназначены для студентов СГУТиКД всех строительных специальностей, изучающих Инженерную геодезию как дневной, так и заочной форм обучения. Объем выполнения работы в зависимости от специальности и формы обучения может корректироваться кафедрой «Городского строительства» в соответствии с Учебными планами и Программами.

Цель работы – изучить масштабы планов и карт, научиться определять и преобразовывать углы ориентирования, определять географические и прямоугольные координаты точек, а так же изображать рельеф местности горизонталями.

Для РГР студентам необходимы чертежные принадлежности и лист ватмана формата А4.

Данная РГР является первой в курсе изучения предмета Инженерная геодезия, поэтому без сдачи работы, студенты к дальнейшим лабораторным работам и РГР по геодезии не допускаются.

РГР состоит из разделов:

- масштабы топографических планов и карт;

- построение горизонталей по результатам нивелирования поверхности по квадратам;

- определение и вычисление углов ориентирования по топографическим картам;

- определение координат заданных точек.

1. Масштабы топоргафических планов и карт.

Цель задания – построение графика нормального сотенного поперечного масштаба, построение на нем отрезков заданной длины и определение длины заданных отрезков.

Определение: степень уменьшения длин линий на карте (плане) относительно их горизонтальных проложений на местности называется масштабом.

При помощи масштабов решаются две основные задачи:

1. Построение отрезков на планах по их горизонтальным проложениям на местности;

2. Определение горизонтальных проложений линий местности по измеренным длинам этих линий на планах.

Масштабы подразделяются на численные и графические. Численный масштаб – это дробь, где в числителе – единица, а в знаменателе – число, показывающее во сколько раз линии на плане короче горизонтальных проложений этих же линий на местности. Горизонтальным проложением линииместности является ее проекция на уровенную поверхность. Численный масштаб есть величина относительная, независящая от системы линейных мер (сантиметры, метры, километры, футы, дюймы, ярды и т.п.).

Принятыми численными масштабами планов является 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, а для карт – 1:10 000, 1:25 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000, 1:1 000 000. При использовании численных масштабов приходится всякий раз выполнять вычисления, что является определенным неудобством. Для того чтобы избежать вычислений используют графические масштабы.

Графические масштабы подразделяют на линейные и поперечные. Построение линейного масштаба выполняется следующим образом. На прямой линии несколько раз откладывают отрезок определенной длинны, называемый основанием масштаба (Рис. 1). Далее определяют длину основания в заданном численном масштабе плана. Например, если численный масштаб 1:2000, а длина основания 2 см, то на местности одному основанию будет соответствовать расстояние в 40 м. После этого в конце (справа) первого основания ставится 0, в конце второго – 40, третьего – 80 и т.д. Первое основание делится на 10 равных частей, которые заштриховываются через один (см. Рис.1). Очевидно, что при численном масштабе 1:2000 и при условии, что длина основания 2 см – одной десятой доле основания будет соответствовать на местности отрезок длиной 4 м.

Рис.1 Линейный масштаб.

Чтобы по графику линейного масштаба определить длину на местности поступают следующим образом. Берут раствором циркуля-измерителя длину линии на плане. Одну ножку измерителя устанавливают в конце (справа) какого-либо основания линейного масштаба с таким расчетом, чтобы другая ножка попала в пределы первого основания, поделенного на 10 равных частей. Если ножка измерителя попадает между штрихами мелких делений, то их доли оценивают на глаз. Для примера на Рис. 1 отмечено расстояние длиной 88,4 м при численном масштабе 1:2000 и при условии, что длина основания равна 2 см. Для построения на плане отрезков заданной длины задача решается аналогично, но в обратном порядке.

Поперечный масштаб позволяет повысить точность измерения и построения отрезков на планах по сравнению с линейным. Рассмотрим построение графика так называемого нормального сотенного поперечного масштаба, пригодно для любого численного масштаба. Такой масштаб гравируется на специальных масштабных линейках некоторых геодезических приборов, например кипрегелей. Порядок построения следующий. На горизонтальной прямой несколько раз откладывается отрезок длиной 2 см., называемый основанием. Из конечных точек оснований восстанавливаем перпендикуляры (Рис. 2 ). Верхний и нижний отрезки первого основания (СД и 0В) делятся на 10 равных частей по 2 м и точки деления соединяются косыми линиями как показано на ДСОВ (Рис. 2). Крайние перпендикуляры разбиваются на 10 отрезков по 0,2 м и их концы соединяются горизонтальными прямыми. На рис. 2 показан в увеличенном виде треугольник ОСЕ. Определим в нем длины параллельных отрезков е1 с1, е2 с2 и т.д. Из подобия треугольников ОСЕ и Ос1е1 имеем: е1с1/ЕС = Ос1/ОС. Но по построению Ос1 = 0,1·ОС и СЕ = 0,1·ОВ. Следовательно, е1с1 = 0,01·0,04. Из изложенного также следует е2с1 = 0,02·0,4, е3с3 = 0,03·0,4 и т.д. То есть каждый следующий горизонтальный отрезок длиннее предыдущего на 0,01 от основания масштаба. Указанное свойство поперечного масштаба позволяет без оценки на глаз измерять и откладывать отрезки длиной до 0,01 от основания масштаба.

Рис.2 График поперечного сотенного масштаба.

Если расписать значение в аналитической форме, получим: 2 основания по 40 метров (т.е. “работает” вторая вертикальная линия), 1 отрезок (от 0 влево) по 4 метра и 3,5 отрезков (вверх) по 0,4 метра.

Длина наименьшего отрезка на графике поперечного (линейного) масштаба в масштабе плана есть цена деления графика. Эта величина называется точностью графика масштаба. Человеческий глаз в силу физиологических ограничений не в состоянии без специальных оптических приборов различать расстояния меньше 0,1 мм, практически это размер наколки острой иглы. Указанной величиной, называемой предельной графической точностью, ограничена точность измерения и откладывания отрезков на планах. Расстояние на местности, соответствующее 0,1 мм на плане называетсяточностью масштаба плана (карты). В действительности ошибки измерений значительно больше (сказываются ошибки взятия отсчетов по графикам масштабов, деформации бумаги, неточности при изготовлении самих планов и т.п.). Практически можно считать, что ошибка измерения и построения расстояний на планах лежит в пределах, соответствующих расстояний на местности в 0,5 – 0,7 мм на плане.

Рассмотрим пользование графиком поперечного масштаба на примере для численного масштаба 1:2000 при основании 2 см. При этих условиях одному основанию соответствует на местности расстояние 40 м., а длина наименьшего отрезка на графике (е1с1 на рис.2) составляет 0,4 м. Для определения длины отрезка, измеренного на плане одну ножку измерителя устанавливает в конце (справа) какого-либо основания так, чтобы другая ножка оказалась в пределах первого основания. Далее перемещая вдоль вертикальной линии вверх одновременно обе ножки измерителя добиваются того, чтобы ножка на первом основании совместилась с наклонной линией графика. Искомое расстояние получает путем суммирования целых оснований, десятых и сотых долей масштаба.

Задание для самостоятельной работы:

1. Построить график нормального сотенного поперечного масштаба с основанием 2 см в численном масштабе 1:2000. На этом графике отложить отрезки длиной 46,8 м и 107,4 м, и отметить их крестиками «х»;

2. Отложить на том же графике два произвольных отрезка и записать их величину, соответствующую длине на местности, и отметить их на графике ноликами «°»;

3. Под номограммой поперечного сотенного масштаба в аналитической форме представить построение на графике величины (например: 68,8 = 40·1+4·7+0,4·2).