И. О. Отступник "С ЧЕГО НАЧИНАТЬ ТОПОГРАФИЮ?"

Принципы произведения съемки

Теперь представим на минутку, что вы получили новую квартиру. Уже на стадии постройки дома вы уже не раз приходили в свой будущий дом и заранее наметили, где вам устроить спальню, где столовую.

Вы, несомненно, спланируете заранее, где и как разместить мебель. Чтобы не заниматься бесполезной ее перестановкой, вам нужно предварительно составить план вашей новой квартиры с окнами и дверями. После вычерчивания плана в нужном вам масштабе обмеряется вся мебель, далее из картона можно вырезать прямоугольники, квадратики и кружочки, представляющие собой каждый предмет в масштабе, и передвигать их по плану до тех пор, пока расстановка не покажется вам удобной.

Съемку плана своей квартиры вы сможете произвести без особых затруднений, так как все углы в комнатах прямые.

По этому же принципу вы сможете произвести съемку и любого объекта на местности. Предположим, вы хотите произвести съемку какого-либо озера со всеми изгибами его береговой линии. Для этого вам нужно построить вокруг озера прямоугольник, а его вершины отметить вешками 1, 2, 3, 4. От каждой стороны прямоугольника измеряются длины перпендикуляров, опущенных из каких-нибудь заметных точек берега, и расстояния от вешек до основания перпендикуляров. Все произведенные вами измерения надо тщательно записать на схеме, затем по этим данным в принятом вами масштабе вычерчивается план озера. Какие вам потребуются инструменты? Достаточно простые. Во-первых, экер – прибор для построения прямых углов. Изготовление экера не отнимет у вас много усилий: нужно взять 2 гладкие дощечки, соединить их крест-накрест и насадить на палку с острым концом. С помощью линейки и угольника нужно нанести на крестовину две взаимно перпендикулярные линии и во все четыре конца забить по булавке. Экер готов. Чтобы отложить прямой угол, установите его на исходную точку и смотрите одним  глазом вдоль булавок 1 и 3. В створе этих булавок ваш друг по вашим сигналам должен поставить вешку. Точно так же ставится и вторая вешка, но уже по двум другим булавкам (2 и 4). Таким образом на местности строится прямой угол с вершиной в точке стояния.

Второй необходимый прибор – всем известная рулетка, и поэтому нет особой надобности объяснять, как ею пользоваться.

Съёмку по перпендикулярам можно вести и без всяких приборов, для этого надо научится отмечать на местности прямые углы и измерять расстояния шагами.

Хочу предложить вам рассмотреть один из простейших приёмов провешивания перпендикулярных линий. Допустим, в данной линии, отмеченной 2 вешками, вам надо восстановить перпендикуляр. Встаньте в створе этой линии лицом по направлению к одной вешке и, не поворачивая пока головы, протяните руку в ту сторону, куда желаете провести перпендикуляр. Сделав это, приподнимите большой палец своей вытянутой руки, поверните к нему голову и заметьте, какой предмет покрывается большим пальцем, если на него смотреть соответствующим глазом (то есть правым, вытянута правая рука, и левым – когда левая).

Вы должны лишь отметить на земле прямую линию от места, где стояли, к замеченному предмету – это будет тот самый искомый перпендикуляр.

Несмотря на свою кажущую простоту, этот прием при некоторой тренировке обеспечивает достаточную точность откладывания на местности прямых углов.

С древних времен известно людям измерение расстояний шагами. Большинство людей делают настолько одинаковые шаги, что они могут служить отличной единицей расстояний. Обыкновенно длина шага равна 0,5 человеческого роста, считая до уровня глаз. У взрослого человека она составит в среднем 0,7 – 0,8 метра.

Для получения наиболее точных результатов измерений, вам надо проверить длину своего шага, узнать так называемую «цену» шага. Проверку лучше всего проводить на шоссейной бетонной дороге с километровыми столбами. Расстояние между ними необходимо пройти ровным шагом и вывести среднюю величину своего шага.

Допустим, на 1000 м среднее количество шагов у вас получилось 1665. Значит, длина вашего шага будет равна 0,6 м (1000:1665).

Существует такая эмпирическая формула для определения средней длины шага (СШ) человека по его росту, предложенная М. Беляковым. Шаги считаются обычно парами. Замечено однако, что при счете шагов парами та нога, под которою ведется счет, устает быстрее. Поэтому шаги удобнее считать тройками. В этом случае счет будет приходится поочередно на левую и правую ноги. После необходимой тренировки можно привыкнуть считать шаги механически, не сбиваясь со счета при рассматривании местности.

Чтобы не переводить шаги в метры, а затем, при нанесении расстояний на плане, метры в миллиметры, составляют масштаб шагов.

Предположим, что количество троек шагов в 1 км равно 444; съёмка выполняется в масштабе 1:25 000. В этом масштабе 1 км местности будет соответствовать 111 тройкам шагов на местности. Такой масштаб, в принципе, можно построить, но он будет неудобен для использования. Лучше вычислить иное основание масштаба для какого-либо круглого числа шагов, например для ста. Из пропорции находим: 1 см – 111 троек шагов; Х см – 100 троек шагов; Х = 100:111 = 0,9 см.

Масштаб шагов строится на отдельной полоске картона или другого подходящего материала. Деление надо доводить до края, чтобы можно было откладывать расстояния на плане без циркуля.

Каркас карты.

Самая северная точка Азиатского материка – мыс Челюскин. Его координаты 77° 44 мин северной широты и 104° 18 мин восточной долготы. Вот точный адрес этого объекта на земной поверхности.

Так и на карте – определить точное положение объекта возможно, если указан его точный адрес. И карта тоже создается на каркасе опорных пунктов, у которых заранее определены координаты. Как при строительстве зданий работа начинается обычно с сооружения каркаса, так и при топографических съемках прежде всего создают так называемое обоснование, систему опорных пунктов.

Только тогда, когда на местности будут определены координаты опорных пунктов, топограф может приступить к съемкам.

Географические координаты определяются по звездам путем наблюдений высокоточными астрономическими приборами. Но астрономические наблюдения очень громоздки, их проведение сопряжено с большими трудностями. В 1614 году голландский астроном и математик Снеллиус предложил более удобный и точный способ определения опорных точек, который получил название т р и а н г у л я ц и й.

Наверное, вам не раз случалось встречать деревянные или металлические вышки с небольшими цилиндрами на конце. Такие вышки ставятся на высоких местах и поэтому хорошо заметны со всех сторон. Большие вышки, их называют сигналами, отстоят друг от друга на расстоянии 10 – 15 км и даже более. Обычно они стоят на равнинной или залесенной местности, которая не позволяет вести наблюдения с земли на большие расстояния. Маленькие вышки, которые называются пирамиды, ставятся на меньшем расстоянии. Сигналы и пирамиды находятся в вершинах воображаемых треугольников, имеющие общие стороны. Эту систему треугольников называют т р и а н г у л я ц и е й.

Математические основы триангуляции заключаются в следующем: каждый треугольник, как известно, состоит из 6 элементов: 3-х сторон и 3-х углов. Если в треугольнике даны два угла ( а и б) и одна из сторон (АБ), то, пользуясь теоремой синусов, можно определить две другие стороны (АС и ВС).  В системе, состоящей из большего числа треугольников, определяют одну, так называемую «выходную» сторону, которую измеряют с высокой точностью. Углы воображаемых треугольников измеряют угломерным прибором – теодолитом.

Начальным пунктом триангуляции считается центр круглого зала Пулковской обсерватории, координаты которого определены астрономическим путем с высокой точностью. Координаты остальных пунктов триангуляции получаются путем вычислений. Величина ошибки, с которой определяется положение каждого пункта на земной поверхности, зависит от точности измерения углов. Чем меньше будет ошибка в измеренных углах, тем точнее получаемые координаты пунктов. В триангуляции углы измеряются высокоточными теодолитами.

Если, например, расстояние между двумя пунктами триангуляции равно 20 км, то ошибка в положении определяемого пункта составит 10 см.