понедельник, 23 марта 2020 г.

Топографическая карта

Отредактировано 11.09.2022


Топографическая карта - это подробное изображение земной поверхности в уменьшенном виде, содержащее координатную сетку с условными знаками. Такая карта имеет универсальное назначение.

Топографическая карта содержит сведения об опорных геодезических пунктах, рельефе, гидрографии, растительности, грунтах, хозяйственных и культурных объектах, дорогах, коммуникациях, границах и других объектах местности. Совокупность показанных на карте элементов и объектов местности и сообщаемых о них сведениях называется содержанием карты. Оно должно быть полным, достоверным, современным и точным.

Содержание карты позволяет используя топографическую карту узнавать информацию о местности и используется для ее изучения, определения расстояний и площадей, дирекционных углов, координат различных объектов и решения других измерительных задач.

Топографические карты широко применяются в военном деле, строительстве, лесном деле и сельскохозяйственном производстве, как средство ориентирования в экспедициях, туристических походах и поездках и т.п.

Топографические карты строятся по законам проектирования физических тел на плоскость, имеют опорную геодезическую сеть и стабильную систему обозначений, что в совокупности обусловливает возможность получения по ним наглядной, точной и сопоставимой общегеографической информации о местности.
Топографические карты подразделяются на карты суши, шельфа и внутренних водоемов.

Создаются топографические карты, главным образом, в результате обработки снимоков из космоса, реже - аэрофотоснимков территории или путем непосредственной наземной топографической съемки местности.


Масштаб топографических карт

Разнообразие задач, решаемых с помощью топографических карт, вызывает необходимость иметь карты различных масштабов.

Масштаб карты - степень уменьшения линии на карте или плане относительно горизонтального проложения соответствующей линии на местности.


Все географические карты (к которым относятся и топографические карты) в зависимости от масштабов условно подразделяются на следующие типы:
  • топографические планы — до 1:5000 включительно;
  • крупномасштабные топографические карты — 1:10 000; 1:25 000; 1:50 000;
    Топографическая карта масштаба 1:50 000

    Топографическая карта масштаба 1:25 000
  • среднемасштабные топографические карты — 1:100 000; 1:200 000;
    Топографическая карта масштаба 1:200 000

    Топографическая карта масштаба 1:100 000
  • мелкомасштабные топографические карты — 1:500 000 и выше
    Топографическая карта масштаба 1:1 000 000

    Топографическая карта масштаба 1:500 000

Чем меньше знаменатель численного масштаба, тем крупнее масштаб. Планы составляют в крупных масштабах, а карты — в мелких. На практике же термины план/карта используются в зависимости не от проекции/масштаба, а от охватываемого объекта: континент, страна, область, номенклатурный лист -- это карта, а город, поселок, микрорайон, здание - план. В картах учитывается "шарообразность" Земли, а в планах — нет. Из-за этого планы не должны составляться для территорий площадью свыше 400 км2 (то есть участков земли крупнее 20х20 км).

Наиболее подробно географические объекты и их очертания изображаются на крупномасштабных топографических картах. При уменьшении масштаба карты подробности приходится исключать и обобщать. Отдельные объекты заменяются их собирательными значениями. Отбор и обобщение становятся очевидными при сравнении разномасштабного изображения населённого пункта, который в масштабе 1:10 000 дается в виде отдельных строений, в масштабе 1:50 000 — кварталами, а в масштабе 1:100 000 — обозначением .
Отбор и обобщение содержания при составлении географических карт называется картографической генерализацией. Она имеет целью сохранить и выделить на карте типичные особенности изображаемых явлений в соответствии с назначением карты.

Полнота изображения отдельных объектов среднепересеченной обжитой местности на топографических
Полнота изображения отдельных объектов среднепересеченной обжитой местности на топографических картах масштабов 1:25 000 - 1:500 000 

Сводная таблица масштабов карт
Сводная таблица масштабов карт



Масштаб указывают на картах именным, численным или линейным способами.


Именованный (словесный) масштаб

Это вид масштаба, словесное указание того, какое расстояние на местности соответствует 1 см на карте, плане, снимке.

Именованный масштаб выражается именованными числами, обозначающими длины взаимно соответствующих отрезков на карте и в натуре.
Например, в 1 сантиметре 5 километров (в 1 см 5 км).


Численный масштаб карты

Запись численного масштаба выглядит как дробь с числителем, равным единице, и знаменателем, равным степени уменьшения. Его используют в качестве пояснения и записывают под южной стороной рамки листа карты.

Показатель численного масштаба равен величине, которая соответствует 1 см. Чем больше значение знаменателя численного масштаба, тем больше степень уменьшения горизонтальных проекций линий местности, тем мельче масштаб плана или карты и менее подробно изображены элементы местности. И наоборот, чем знаменатель меньше, тем масштаб будет крупнее, тем с большей подробностью и детальностью могут быть показаны на них элементы местности. Например, численный масштаб 1:50 000 является более мелким, чем масштаб 1:25 000, но более крупным, чем масштаб 1:100 000.

Расстояние на местности в метрах или километрах, соответствующее 1 см карты или плана, называется величиной масштаба. Численный масштаб и величина масштаба размещаются 


При пользовании численным масштабом расстояния на карте или плане могут быть измерены в сантиметрах линейкой или курвиметром. Полученное при этом число сантиметров умножают на знаменатель масштаба.
Например, линия на карте d = 13,14 см, а масштаб карты 1:100 000. Расстояние на карте будет равно 13,14・100 000 = 1314 000 см = 13 140 м = 13,14 км.


Линейный масштаб карты

Линейный масштаб выглядит как прямая линия с делениями для отсчета расстояний. Линейный масштаб необходим для тех, кто одновременно с изучением топографической карты измеряют расстояния и переводят их в натуральные величины.

Для построения линейного масштаба на прямой линии откладывают ряд отрезков одинаковой длины, называемой основанием линейного масштаба. Основание масштаба обычно соответствует целому числу километров или сотен метров.
Для повышения точности измерения первое основание разделено на более мелкие части. Например, для карты масштаба 1:50 000 наименьшее деление на линейном масштабе будет соответствовать 50 м.

Ниже приведены виды линейного масштаба
Виды линейного масштаба на топографических картах


Как перевести масштабы карт друг в друга

Перевести численный масштаб в именованный (можно использовать и в линейном масштабе) можно подставив одинаковые единицы измерения в числитель и знаменатель (сантиметры)
1:100000,
т.е. в 1 см 100 000 см,
или (зачеркиваем два нуля 1:100 000)
в 1 см 1000 м
или (зачеркиваем пять нулей 1:100 000)
в 1 см 1 км

Например, в масштабе 1 : 500 000 в 1 см 5 км. 
А в масштабе 1:5000 в 1 см 0,05 км или в 1 см 50 м


Чтобы перевести именованный масштаб в численный надо приведя обе части в одну размерность (сантиметры)
в 1 см 1 км,
1 км = 1000 м = 100000 см, следовательно
в 1 см 100000 см,
тогда масштаб 1:100000

Например, на карте 1:10 000 расстояние между точкам составляется 27 мм (2 см 7 мм). Чтобы найти расстояние на местности:
1 см = 100 м
2,7 см = х м
х = (2,7 см * 100 м) / 1 см = 270 м.
Т.е. расстояние на местности будет равно 270 м.



Расцветка топографических карт

Цветовое оформление топографических карт заключено в выделении цветом соответствующих объектов:
  • кустарники, леса и другая зелёная масса на территориях обозначаются зеленым цветом
  • водное пространство, ледники окрашиваются бирюзовым
  • рельеф, разнообразные разновидности почвогрунта окрашены в оранжевый цвет
  • автодороги улучшенного типа выделяют жёлтым
  • для населенных пунктов, городов с населением более 50 тыс. предусмотрен оранжевый цвет
  • пески, каменистые поверхности выделяют коричневым
  • для других обозначений используют черный цвет
Ниже приведен пример расцветки топографических карт
Расцветка топографических карт



Легенда топографической карты

Как было написано в начале топографическая карта (собственно, как и любая другая карта) содержит условные знаки.
Легенда - это список или таблица условных обозначений на карте с разъяснением их значения. Легенда помещается на свободном пространстве (например, в углах), чтобы не скрывать нужные объекты на карте. В атласах может размещаться на отдельных страницах. Обозначения на легендах карт собраны в группы.

Для удобства применения подобных знаков введена специальная система классификации:
  • Площадные. Предназначены для, того, чтобы определять макрообъекты: луга, озера, реки. С помощью площадных знаков картографическое изображение не только определяет расположение объекта, но и помогает представить его реальные размеры. Правила нанесения предусматривают частичную или полную штриховку тела фигуры. 
  • Точечные. Это объекты минимальной величины, которые невозможно полностью отобразить на карте из-за масштаба: указатели на дорогах, отдельно стоящие столбы, колодцы, памятники.
  • Линейные. Символы, которые обозначают дороги, их протяженность, линии границ промышленных сооружений.



Рамки листа топографической карты

Лист топографической карты имеет три рамки: внешнюю оформительскую, минутную и внутреннюю.

Внешняя оформительская рамка проводится утолщенной линией черного цвета и служит для ограничения картографического изображения от других элементов карты.

Параллельно внешней рамке двойной линией проведена минутная рамка. Она разделена на отрезки, соответствующие с юга на север минутам широты, а с запада на восток – минутам долготы.
Каждый минутный отрезок на картах масштаба 1:25 000 – 1:100 000 делится точками на шесть частей по 10 секунд каждая, за исключением листов карты масштаба 1:100 000, расположенных в пределах широт 60–76 градусов, на которых минутные отрезки по северной и южной сторонам рамки делятся на три части по 20 секунд, а расположенных севернее параллели 76 градусов – на две части, по 30 секунд.
Таким образом, минутная рамка служит для определения географических координат точек.

Внутренняя рамка карты выполнена тонкими линиями, ограничивающими картографическое изображение, она представляет собой выпрямленные дуги параллелей и меридианов, выделяющих лист карты данного масштаба. В углах карты подписаны широты параллелей и долготы меридианов линий внутренней рамки.

За рамкой листа топографической карты помещают его номенклатуру, название соответствующей политико-административной единицы и главного населенного пункта, численный и линейный масштабы, сведения о системах координат и высот, сечении рельефа, методе и годе изготовления.
Кроме того, на зарамочных полях обзорно-топографических карт дают условные знаки к данному листу, шкалу ступеней высот, схему границ; собственно топографических карт – схему сближения меридианов и магнитного склонения, шкалу заложений, дополнительные обозначения объектов; топографических планов – название площадки, схему всего участка съемки и тексты о назначении плана, увязке урезов вод и т.п. Для обзорно-топографических, мелко- и среднемасштабных карт предусмотрено многоцветное полиграфическое издание, крупномасштабных – многоцветное и одноцветное, топографических планов – размножение в нескольких экземплярах фотографическим, электрографическим или др. упрощённым способом.
Рамки листа на карте
Рамки листа топографической карты




Разграфка и номенклатура топографических карт

Серии карт могут быть двух видов:
  • серии, включающие карты одного содержания на разные территории
  • серии, включающие карты разного содержания на одну территорию

Карты одного и того же содержания, например топографические, создаваемые на разные территории строятся в одном масштабе, по единым установкам, в единой системе условных обозначений и образуют непрерывное изображение значительной части земной поверхности. Топографические карты обширных территорий, например, России, включают большое количество отдельных листов, так как на одном листе изображается небольшая по площади территория. Каждый лист топографической карты ограничен отрезками меридианов (с запада и с востока) и отрезками параллелей (с севера и с юга) и представляет собой трапецию.

Все листы топографических карт имеют определенную систему обозначений – номенклатуру, которая зависит от масштаба карты и географического положения изображенной на нем территории. Система деления карт на листы называется разграфкой. Существует два вида разграфки: прямоугольная и международная.

Прямоугольная разграфка производится простым делением картографического изображения страны на листы прямоугольной формы.

В международной разграфке карт рамками листов служат линии меридианов и параллелей карты масштаба 1:1 000 000 с размерами 4° по широте и 6° по долготе. Разграфка и номенклатура карт России основана на использовании поперечной цилиндрической проекции Гаусса – Крюгера.

Для получения карты масштаба 1: 1000 000 поверхность земного эллипсоида делят параллелями и меридианами на ряды и колонны.
Ряды – это полосы между двумя соседними параллелями, проведенными через 4 градуса по широте к северу и к югу от экватора. Ряды обозначаются буквами латинского алфавита: A.B.C.D.E.F.G.H.I.J.K.L.M.N.O.P.Q.R.S.T.U.V.Z– окружность около полюсов.
Колонны – это двуугольники между двумя соседними меридианами, проведенными через 6 градусов, колонны нумеруются арабскими цифрами с запада на восток от меридиана с долготой 180º. Таким образом, Гринвичский меридиан разграничивает 30 и 31 колонны. Всего насчитывается 60 колонн
В результате разграфки на ряды и колонны происходит выделение трапеций карт масштаба 1: 1 000 000, номенклатура которых складывается из буквы ряда и цифры колонны, например, О-36
Разграфка на листы миллионной карты территории СССР
Разграфка на листы миллионной карты территории бывшего Советского Союза


Далее, на основе деления листа миллионной карты на 4 части средним меридианом и средней параллелью получаются листы карт масштаба 1: 500 000, а номер складывается из номера листа миллионной карты и заглавной буквы русского алфавита, обозначающей одну из четырех полученных частей: А, Б, В, Г, например: О-37-А.

Затем делением миллионной карты на 9 частей получают листы карт масштаба 1: 300 000, в их номере перед обозначением исходного миллионного листа добавляют римскую цифру, например: V-О-36.

Делением миллионной карты на 36 частей получают листы карт масштаба 1: 200 000, а в номере после обозначения исходного листа миллионной карты добавляют римскую цифру. Например: О-36-ΧΧV.
Пример разграфки листа миллионной карты на карты масштабов 1:500 000, 1:200 000, 1:100 000
Пример разграфки листа миллионной карты на карты масштаба 1:500 000 (синие), 1:200 000 (зелёные) и 1:100 000 (жёлтые)

Путем деления листа миллионной карты на 144 части получаются листы карт масштаба 1: 100 000, в номере после обозначения миллионной карты ставят арабскую цифру, например: О-36-133. Затем, карты более крупных масштабов 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000 получают путем деления на 4 части листа каждой предыдущей карты и обозначения полученных листов соответственно заглавными буквами русского алфавита, строчными буквами и арабскими цифрами.

В номенклатуре каждой последующей карты сохраняется номер исходной миллионной карты и элементы номера каждой предыдущей карты, например: 1:50 000 имеет номер О-36-133-А для масштаба 1:25 000 это может быть О-36-133-А-б. Для 1:10 000 – О-36-133-А-б-4. Листы карты каждого масштаба имеют четко обоснованные размеры по широте и долготе. По номеру карты можно определить её масштаб, положение изображенной территории на земном эллипсоиде и номера листов соседних карт. (Схемы разграфки и номенклатуры).


Бумажные и электронные карты

В связи с развитием техники кроме давно известных бумажных карт появились электронные карты.


Бумажные карты

Плюсы бумажных карт:
  • легкость
  • неприхотливость к условиям использования
  • сравнительно низкая цена

Минусы бумажных карт:


Электронные карты (цифровые карты местности)

Электронные карты - это цифровая модель участка Земной поверхности, сформированная специальными программами.

Электронные карты можно загрузить в любой смартфон или компьютер. Также они используются в навигаторах. Примерами таких программа является ЯндексКарты, Google Maps, 2GIS, Navitel, OSM (open street maps) и другие.

Плюсы электронных карт:
  • есть поиск
  • есть расчет примерного маршрута
  • обновляются
  • компактность
  • сами определяют местоположение
  • генерализация - отображение в зависимости от масштаба
  • можно добавлять "свои" данные, например свои треки, или сканы бумажных карт
  • можно записывать свой маршрут


Минусы электронных карт:
  • энергозависимость. Поэтому при длительном походе надо брать запасную батарею (батарейки)
  • уязвимость аппаратуры
  • высокая цена смартфона или навигатора
  • для некоторых программ требуется постоянное подключение к интернету
  • некоторые программы бывают платными.


Секретность топографических карт

Топографические карты территории России масштаба 1:50 000 и крупнее подлежат засекречиванию в случае, если указанные карты и планы содержат сведения, подпадающие под действие пунктов раздела 3.4 "Геопространственные сведения по территории Земли" Перечня сведений, подлежащих засекречиванию, Министерства экономического развития Российской Федерации, утвержденного приказом Минэкономразвития России от 17 марта 2008 г. N 01, в его действующей редакции, утвержденной приказом Минэкономразвития России от 25 июля 2014 г. N 456-дсп (следует учитывать, что картографией СССР и России весьма интенсивно и продуктивно занимались за рубежом, так например, в годы Холодной войны изготовлением и компиляцией топографических карт СССР для вооружённых сил США занимались компании Engineering Service в Джэксоне, штат Миссисипи и International Aerial Mapping Co. в Сан-Антонио, Техас, поэтому уровни секретности картографической информации в США могут отличаться от таковых в РФ).

Работающие с картами масштаба 1:50 000 и крупнее, содержащими сведения, подлежащие засекречиванию, обязаны, помимо разрешения (лицензии) от Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии либо свидетельства саморегулируемой организации (СРО), получить разрешение ФСБ, поскольку такие карты составляют государственную тайну. Для лиц, имеющих допуск к государственной тайне, нарушение установленных правил обращения с содержащими государственную тайну документами, если это повлекло по неосторожности их утрату и наступление тяжких последствий, предусмотрено наказание до трёх лет лишения свободы (в соответствии со статьей 284 УК РФ "Утрата документов, содержащих государственную тайну").

При этом, после 1991 года секретные карты всей территории СССР, хранившиеся в штабах военных округов, расположенных за пределами России, появились в свободной продаже. Поскольку у руководства, например, Украины, Белоруссии и любых других постсоветских государств, — в силу их национального законодательства и за отсутствием соответствующих межгосударственных договорённостей, регулирующих конкретно данный вопрос, — нет необходимости соблюдать режим секретности в отношении карт иностранных для них территорий.


В других странах данная проблема разрешена тем, что применяется не площадная, а объектовая секретность. При объектной секретности запрещается свободное распространение крупномасштабных топографических карт и снимков строго определённых объектов, например, районов военных действий, военных баз и полигонов, стоянок военных кораблей. Для этого разработана методика создания топографических карт и планов любых масштабов, не имеющих грифа секретности и предназначенных для открытого пользования.

1 комментарий: