Алешин В.М. Карта в спортивном ориентировании

Высота сечения рельефа и средняя погрешность съемки рельефа на топографических картах масштабов 1:10000 и 1:25000 [6]

Районы съемки	Высота сечения рельефа горизонталями (м)		Средняя погрешность съемки рельефа (в долях высоты сечения)
	1:10000	1:25000	1:10000	1:25000
Плоскоравнинные с уклоном местности до 1°	1,0	2.5	1/4	1/3
равнинные с уклоном местности от 1 до 2°	1,0 2.0	2.5 5,0*	1/3	1/3
равнинные пересеченные и всхолмленные с уклоном местности от 2 до 6°	2.0 (2,5)	2.5** 5,0	1/3	1/3
Горные и предгорные	5,0	5,0	В долинах - 1/3 сечения.
Высокогорные	-	10	на склонах - соответствие числа горизонталей разности высот между перегибами склона

* В залесенных районах.
** В открытых районах при уклонах до 4°.

В пределах одного листа карты, как правило, высоту сечения не изменяют. В исключительных случаях за рамкой листа карты приводится схема размещения участков с разной высотой сечения. На это обстоятельство надо обращать особое внимание при работе с топографическими картами.

На каждом квадратном дециметре карты должны быть надписаны высотные отметки поверхности земли 5-15 характерных точек (в том числе урезов воды).

Средние погрешности в положении на карте четких контуров и предметов местности относительно ближайших точек планового съемочного обоснования не должны превышать: 0,5 мм - при создании карт равнинных и всхолмленных районов с уклонами местности до 6°; 0,7 мм - при создании карт горных и высокогорных районов.

Средние погрешности точек полевого съемочного обоснования относительно ближайших пунктов геодезической основы не должны превышать: 0,1 мм на карте - для точек планового обоснования; 0,1 высоты сечения рельефа - для точек высотного обоснования.

Средние погрешности съемки рельефа в открытых районах относительно ближайших точек съемочного обоснования не должны превышать величин, указанных в табл. 4. На сплошь залесенных участках средние погрешности съемки рельефа допускаются в 1,5 раза больше, чем для соответствующего открытого района.

Средние погрешности высот точек, надписываемых на карте, не должны превышать 75% от средних погрешностей съемки рельефа.

Предельные погрешности съемки контуров и рельефа и определения высот характерных точек не должны превышать удвоенных значений средних погрешностей. Количество предельных погрешностей не должно быть более 10% от общего числа контрольных измерений.

Современные топографические карты масштабов 1 : 10000 и 1 : 25000 создаются двумя основными методами: стереотопографическим (стереофотограмметрическим) и комбинированным. Оба они основаны на использовании аэрофотоснимков, их последующем дешифрировании и трансформации, сгущении точек опорной сети и введении на них горизонталей и отметок высот.

Стереотопографический метод предусматривает съемку рельефа и проведение горизонталей в камеральных условиях на измерительных стереофотограмметрических приборах, использующих возможности измерения превышений точек земной поверхности путем анализа стереопары аэрофотоснимков местности. Это наиболее передовой, эффективный и дешевый способ создания карт.

Комбинированный метод предусматривает съемку контурной части карты аэрофотографическим способом, а рельефа - методом мензульной съемки (полевых работ). Комбинированный метод более трудоемкий и дорогостоящий.

Анализ назначения, содержания, требований к точности и методов изготовления топографических карт приводит к следующим выводам:

1. Топографические карты масштабов 1 : 10000 и 1 : 25000 служат ценным материалом, содержащим много информации. Для них характерна высокая точность планового и высотного положения отдельных точек, особенно на открытой местности. Эти каты должны служить основой для создания спортивных карт.
2. Точность, а главное подробность и полнота изображения топографических карт резко снижается по мере перехода от открытых, хозяйственно освоенных участков местности к залесенным участкам с расчлененным рельефом и большими перепадами высот. В назначение этих карт не входит (а следовательно, и не предусматривается основными методами съемки при их создании) детальное изображение рельефа с выявлением всех его средних и мелких фopм, особенно на залесенных территориях.
3. Многолетний опыт работы составителей спортивных карт приводит к выводу, что требования инструкций на съемку топографических карт в части точности (особенно высот точек и проведения горизонталей) не всегда выполняются на практике. Причем вероятность появления погрешностей на них резко возрастает в залесенных районах со сложным рельефом. Рельеф одного и того же участка топографической карты 1 : 10000 и спортивной карты 1 : 15000 с высотой сечения 5 м приведен на картах XII и XVI.
4. В качестве основы для создания спортивной карты можно достоверно использовать с топографических карт: в качестве планового обоснования - дороги, просеки, канавы (на открытых местах), четкие контуры растительности (особенно вырубок), отдельные строения и сооружения; в качестве высотного обоснования - отметки высот и общее количество горизонталей на основных формах рельефа.
5. Учитывая старение карт, целесообразно проверять полевыми обследованиями с точными измерениями плановое положение точек, которые используются как твердые точки при корректировке.

Топографические планы масштабов 1 : 5000, 1 : 2000, 1 : 1000, 1 : 500

Топографические планы разных масштабов предназначены для нужд народного хозяйства. На них достоверно и с необходимой степенью точности и подробности, в зависимости от масштаба плана, изображаются: населенные пункты, отдельные строения, промышленные, сельскохозяйственные, культурно-бытовые объекты и объекты коммунального хозяйства; дорожная сеть; гидрография, рельеф местности, растительный покров и грунты, границы и ограждения.

Рельеф местности изображается горизонталями, условными знаками и подписями отметок высот характерных точек. Высота сечения рельефа горизонталями в зависимости от масштаба плана и характера местности выбирается в пределах от 0,5 до 5 м. На каждом квадратном дециметре плана (всех масштабов) должно быть подписано не менее 5 отметок высот точек.

Средние ошибки в положении на плане предметов и контуров местности с четкими очертаниями относительно ближайших точек съемочного обоснования не должны превышать: 0,4мм - на территориях с капитальной многоэтажной застройкой; 0,5 мм - на равнинной и всхолмленной местности; 0,7 мм - в горных районах.

Средние ошибки съемки рельефа относительно ближайших точек геодезического обоснования на открытой местности не должны превышать 1/4 - 1/3 высоты сечения; на залесенной местности эти допуски увеличиваются в 1,5 раза.

Топографические съемки планов выполняются стереотопографическим, комбинированным, мензульными методами.

Анализируя крупномасштабные планы, можно отметить, что они служат более подходящей основой для составления спортивных карт, чем топографические карты 1 : 10000 и 1 : 25000, хотя и не лишены присущих картам недостатков. К сожалению, очень немногие территории (в основном парковые и лесопарковые зоны городов), пригодные для ориентирования, обеспечены крупномасштабными планами.

Материалы аэрофотосъемки

Топография местности, сделанная с самолета, называется аэроотоснимком, а процесс извлечения необходимой качественной и количественной информации с него - дешифрированием.

По геометрической структуре аэрофотоснимок - это центральная проекция поверхности земли на плоскость. Основные термины и понятия показаны на рис. 22. Точка пересечения оптической оси аэрофотоаппарата (АФА) с плоскостью светочувствительного слоя (О - на рис. 22) называется главной точкой и принимается за начало прямоугольной системы координат снимка.

Снимки, полученные при строго отвесном положении оптической оси АФА, называют горизонтальными, а если угол составляет 2-3°,-плановыми.

Рис. 22. Основные понятия аэрофотосъемки:
S - центр проекции, задняя узловая точка аэрофотоаппарата (АФА); Аа, Be, Oo, Cc. Dd - световые лучи; о - главная точка снимка; So=t - фокусное расстояние объектива АФА; SO - высота фотографирования; о, в. о, с, d - изображение на светочувствительном слое

Съемку производят с продольным перекрытием кадров в 60-90 % и с поперечным - на 35-40%. Благодаря этому все снимки можно смонтировать в один "накидной" монтаж, последовательно накладывая ("накидывая") снимки и совмещая тождественные изображения объектов.

Экспонированная пленка называется аэронегативным фильмом, а полученные с нее контактным способом отпечатки на фотобумаге - контактными отпечатками.

Масштаб горизонтального снимка определяют по формуле:

М=H/I,

где: Н - высота фотографирования, I - фокусное расстояние АФА. Для равнинной или слабовсхолмленной местности он одинаков для всех участков снимка, а сам снимок может служить планом местности.

На плановом снимке линии, перпендикулярные направлению полета, называют горизонталями, а параллельные - вертикалями. Масштаб планового снимка по горизонталям будет:

1/mr=(f/H)(cos a - (x/f) sin a),

где: a - угол отклонения оптической оси АФА, х-координата точки снимка. На таком снимке масштабы в разных частях различны, а изображение местности геометрически не подобно карте. Для устранения разномасштабности плановый снимок путем фототрансформирования надо превратить в горизонтальный. Из трансформированных снимков монтируют фотоплан, масштаб которой практически одинаков во всех его частях.

Много информации о местности дают два перекрывающихся снимка, составляющих стереоскопическую пару. Рассматривая такую пару через стереоскоп, мы увидим рельеф местности, объемное изображение зданий, деревьев и прочих объектов. Полученную с помощью стереоскопа объемную модель местности можно обмерить и определить превышения между отдельными точками земной поверхности.

Подробно с аэрофотосъемкой можно познакомиться в книге Г. В. Господинова и В. Н. Сорокина "Топография" [4].

Для анализа свойств исходных картографических материалов вернемся к понятию ""резиновая" карта". Очевидно, что любое измерение на местности и построение на планшете производится с определенной погрешностью - растягивает или сжимает "резиновую" карту, - причем эти погрешности пропорциональны длине съемочного хода. Имея в качестве основы топографическую карту, мы как бы прикрепили "резиновую" карту к планшету во всех местах, где на топографической карте есть точки с достоверным плановым и высотным положением, и своими измерениями и построениями между этими точками деформируем "резиновую" карту гораздо меньше, так как на коротких ходах погрешности меньше.

С этой точки зрения плановый (не трансформированный) снимок - "резиновая" карта, прикрепленная к планшету в главной точке снимка и растянутая к краям, причем чем ближе к краю, тем в большей степени. На "резиновой" карте планового снимка нет складок и разрывов, так как его деформация (изменение масштаба к краям) равномерная. Зная параметры фотографирования (т, f, а), можно подсчитать изменение масштаба, которое для снимка размером 30 х 30 см и масштаба 1 : 20000 составит: на расстоянии 10 см от центра - 1 : 21200, а на краю снимка - 1 : 22500. Пригоден ли такой материал в качестве основы для спортивной карты? Очевидно, пригоден. Ведь "резиновая" карта планового снимка во многих местах (контуры, линейные ориентиры, отдельные объекты) "прижата" к планшету. При работе с такой основой надо помнить о разномасштабности, не прокладывать длинных съемочных ходов, а работать методом заполнения мелких ячеек основы - их на снимке очень много. На такой снимок нельзя перенести рельеф прямым копированием горизонталей с карты, но его можно сделать по высотным отметкам и приблизительным воспроизведением рисунка горизонталей с карты.

Для анализа свойств исходных картографических материалов вернемся к понятию ""резиновая" карта". Очевидно, что любое измерение на местности и построение на планшете производится с определенной погрешностью - растягивает или сжимает "резиновую" карту, - причем эти погрешности пропорциональны длине съемочного хода. Имея в качестве основы топографическую карту, мы как бы прикрепили "резиновую" карту к планшету во всех местах, где на топографической карте есть точки с достоверным плановым и высотным положением, и своими измерениями и построениями между этими точками деформируем "резиновую" карту гораздо меньше, так как на коротких ходах погрешности меньше.

С этой точки зрения плановый (не трансформированный) снимок -"резиновая" карта, прикрепленная к планшету в главной точке снимка и растянутая к краям, причем чем ближе к краю, тем в большей степени. На "резиновой" карте планового снимка нет складок и разрывов, так как его деформация (изменение масштаба к краям) равномерная. Зная параметры фотографирования (т, f, а), можно подсчитать изменение масштаба, которое для снимка размером 30 х 30 см и масштаба 1 : 20000 составит: на расстоянии 10 см от центра - 1 : 21200, а на краю снимка - 1 : 22500. Пригоден ли такой материал в качестве основы для спортивной карты? Очевидно, пригоден. Ведь "резиновая" карта планового снимка во многих местах (контуры, линейные ориентиры, отдельные объекты) "прижата" к планшету. При работе с такой основой надо помнить о разномасштабности, не прокладывать длинных съемочных ходов, а работать методом заполнения мелких ячеек основы - их на снимке очень много. На такой снимок нельзя перенести рельеф прямым копированием горизонталей с карты, но можно сделать его по высотным отметкам и приблизительным восроизведением рисунка горизонталей с карты.

Трансформированные снимки и фотопланы геометрически подобны топографической карте - это наиболее надежные основы для работы.

Из переводных материалов [32] нам известно, что, например, в Швеции при создании спортивных карт заказывают специальные адеты аэрофотосъемки с более низких высот - 2-2,5 км (вместо обычных 5-6 км). Рельеф стереофотограмметрическим методом рисуют операторы, специализирующиеся в дешифровании снимков для спортивных карт. Стоимость аэрофотосъемки и работы оператора составляет около 15% от общей стоимости тиража карт. Получение подобного рода основ - дело, будем надеяться, недалеко будущего. А пока надо эффективно и грамотно использовать имеющиеся материалы аэрофотосъемки, производимой для нужд народного хозяйства.

Планы лесоустройства

Планы лесоустройства составлены на территории, входящие в Государственный лесной фонд. Они бывают двух масштабов: черно-белые - 1 : 10000 и цветные - 1 : 25000. На лесопланах подробно показано все, что относится к ведению лесного хозяйства: различные просеки, контуры леса и вырубок, границы таксационных делянок, а также основные дороги, ручьи и болота (обобщенно). Рельеф не наносится.

На рис. 23 дан пример лесоплана. На нем изображен лес, разбитый системой просек на кварталы. Система просек чаще всего построена по строгим правилам: просеки ориентированы по географическому или магнитному меридиану, сторона квартала равна 1000 или 500 м, 1 или 0,5 версты (1073 м). В каждом лесничестве нумерация кварталов начинается с единицы, которая присваивается самому северо-западному кварталу (в левом верхнем углу плана), Сначала нумеруется верхний ряд, затем по очереди - все остальные. Возрастание номеров идет с запада на восток. На углах кварталов стоят квартальные столбы. Их стороны, обращенные внутрь кварталов, имеют затесы, на которых написаны номера соответствующих кварталов. На квартальных просеках через каждые 200 или 250 м ставятся визирные столбы, нумерованные римскими или арабскими цифрами. От них в лес проложены визиры, обозначенные на местности зарубками на деревьях, обращенными внутрь визира, и вехами - заостренными в верхней части палками высоте около 1,5 м. В густых участках леса вдоль визира прорубается просека шириной до 0,5 м. Как правило, визиры параллельны просекам, но бывают косые и даже ломаные, например в квартале 2, на рис. 23.

Вдоль просек и визиров имеются стометровые отметки рас стояния. Они делаются на затесах деревьев или колышках высотой 50-70 см. Каждая горизонтальная черта означает 100 м, каждая наклонная - 500 м. Визиры и отметки расстояний можно использовать при полевых работах после соответствующе проверки.

Рис. 23. Лесоплан

На плане лес ограничен ломаной линией (линия 1-7 на рис. 23), которой на местности соответствует неглубокая канава или просека. На поворотах этой линии устанавливают столбы с изображением серпа и молота и букв ГЛ (граница Гослесфонда). Практически отдельные деревья и поросль молодняка часто заходят за границу на поля. Всe установленные в лесу столбы помечены на лесоплане жирными точками.

Черно-белые лесопланы масштаба 1 : 10000 хранятся в лесничествах и являются рабочими документами. На них наносятся все последние данные о вырубках, посадках, прореживании и других изменениях в лесу. На них же наносятся и планируемые на ближайший год сплошные и выборочные вырубки. Эти сведения очень ценны для составителя карты.

Цветные лесопланы издаются в масштабе 1 :25000. На них условными цветами наносят породы деревьев: - ель - сиреневым, сосну - желтым, дуб - коричневым, березу - голубым, осину - зеленым. Открытые места - белые. Молодой лес изображают бледным тоном, зрелый - более интенсивным. Эти материалы хранятся в областных управлениях лесного хозяйства.

Сами по себе лесопланы - ненадежная основа спортивной карты, однако в сочетании с топографической картой или аэрофотоснимком могут быть успешно использованы. На них с достаточной степенью точности (имеются в виду планы 1 : 10000) нанесено много точек и линий, которые можно использовать при полевых работах. Кроме того, из них можно почерпнуть сведения справочного характера, полезные составителю спортивной карты.

Планы землеустройства

Планы землеустройства составлены на колхозные и совхозные земли в масштабах 1 : 5000, 1 : 10000 и 1 : 25000. Их границы точно стыкуются с границами лесопланов.

Планы землеустройства используются для ведения сельского хозяйства, поэтому на них подробно показываются границы угодий - пахотных, сенокосных и прочих. Выделяются выгоны для скота, пустоши и другие земли. Показаны граница леса, застроенные территории, границы площадей, неудобных для использования в хозяйстве (болота, овраги, крутые склоны).

Как основной материал для составления спортивной карты эти планы ценности не представляют, но могут использоваться как дополнительный и справочный материал. Точность их ниже, чем у топографических карт.

<<< назад | содержание | вперед >>>