Картография (стр. 4 )

6. тематические карты

6.1. Геологические карты

Геологические карты как самостоятельный вид входят в группу карт природы. Они подразделяются на стратиграфические карты, петрографические, тектонические, четвертичных отложений, новейшей тектоники, гидрогеологические, полезных ископаемых, инженерно-геологические. Кроме того, они могут быть и узкоотраслевыми.

Стратиграфические карты характеризуют горные породы по возрасту и происхождению, подразделяя все породы на осадочные, интрузивные и метаморфические. Возраст передается по эрам, периодам, эпохам, векам и фазам обычно окраской и оттенками (молодые породы – бледнее, древние – интенсивнее). Стратиграфическое деление по группам, системам, отделам, ярусам, зонам отображается окраской и индексами.

Окраска стандартизирована, индексы – тоже. Карты дополняются профилями, разрезами и блок-диаграммами.

Петрографические карты отображают минералогический состав горных пород. Здесь также применяется традиционная окраска горных пород.

Тектонические карты передают историю развития земной коры, отражая и её современную структуру. Их легенды чаще сочетают генетический и морфологический принципы, разделяя, прежде всего платформы и геосинклинали. Обязательно передают возраст складчатости, магматизм и метаморфизм, а также тектонический режим (поднятия, опускания). Легенды чаще табличные.

Карты четвертичных отложений показывают состав и генезис горных пород (окраской фона) и литологический состав (штриховкой). Легенды табличные (по возрасту и генезису). Иногда на этих картах показывают некоторые формы и элементы рельефа, границы оледенений и морских трансгрессий, кору выветривания.

Карты новейшей тектоники отображают направление, интенсивность и характер современных движений земной коры, а также складки, разломы, новейшие тектонические структуры. Окраску делают по структурам, её интенсивность передает величину деформаций (желто-коричневая окраска используется для платформ и ярко-красная – для подвижных зон).

Гидрогеологические карты характеризуют формирование и условия залегания подземных вод. На них показывают площади распространения водоносных горизонтов, их возраст, состав и глубину залегания. Количество воды передают штриховкой или подписывают дебит скважин. Глубина залегания дается гидроизогипсами первого от поверхности водного горизонта. Иногда передают направление движения подземных вод, их минерализацию, температуру.

Карты полезных ископаемых дают сведения об их размещении в связи с породами и условиями залегания, а также основные сведения о самих месторождениях (запас, процент содержания руды в породе, особенности строения). Их составляют по обобщенной геологической карте, на которой выделяют ареалами и значками сами месторождения. Однородные группы ископаемых объединяют одинаковым цветом, различия передают рисунком и формой знаков.

Могут быть карты, содержащие изображение всех полезных ископаемых, но существуют и карты отдельных их видов. К ним относятся, например, карты минерально-строительного сырья и металлогенические карты. На последних передаются рудные районы с общим происхождением руд. Составляют и прогнозные карты для отдельных видов ископаемых, отражающие возможные районы их местонахождения, выделяемые по геологическому возрасту и тектонике.

Инженерно-геологические карты содержат анализ инженерно-геологичес-ких условий для строительных целей. Они отображают прочность, деформируемость, водостойкость и водопроницаемость горных пород, их подверженность к выветриванию. На них особо выделяют такие явления, как карст, оползни и просадки, сели, заболачивание, засоление, оврагообразование и т. п.

Основными источниками для составления геологических карт являются первичные (полевые) материалы геологических съемок, которые состоят из государственных геологических карт масштаба 1 : с объяснительными записками. В систему таких карт входят: геологическая, четвертичных отложений, геоморфологическая, тектоническая, гидрогеологическая, полезных ископаемых, аномального магнитного и гравиметрического полей (геофизическая).

6.2. Карты строительства

Карты строительства представляют собой один из видов социально-экономи-ческих карт. Они отображают капитальное строительство в разных аспектах: размещение строительных организаций, их материально-техническую базу, производство строительных материалов, размещение самого строительства, капиталовложения в него.

Карты строительных организаций отображают размещение строительных трестов и управлений, их специализацию, ведомственную принадлежность и размеры (мощность). Для их показа применяют обычно значковый способ, передавая рисунком, цветом и размером знаков качественные и количественные признаки. На таких картах иногда показывают проектные и изыскательские институты, районы их деятельности. Количественные показатели: стоимость строительных работ, число работающих.

Карты материально-технической базы строительства отображают заводы и предприятия по производству строительных материалов и конструкций, ремонтную базу, заводы по производству строительных машин и механизмов. Картографируют эти объекты так же, как промышленность, т. е. с применением способа значков.

Карты капитального строительства составляют либо по «стройпунктам», либо статистическими способами по административным районам. Они показывают объем и структуру строительства в натуральных или денежных показателях, причем структура отражает виды строительства (промышленное, транспортное, коммунальное, культурное) или ведомственную принадлежность новостроек. Сами новостройки изображаются значками и линейными знаками дорог, ЛЭП, трубопроводов. Мелиоративное строительство изображают ареалами районов мелиорации, цвет и рисунок которых передают их характеристики.

Источниками для составления карт строительства служат статистические материалы и сведения, получаемые непосредственно в строительных организациях.

6.3. Экологические карты

Одним из видов новой группы карт природно-социально-экономических являются экологические карты. Они изображают структуру и остроту экологических проблем в пределах конкретных административных единиц. Эти карты предназначены для решения сформировавшихся на картографируемой территории экологических проблем и предотвращения появления новых. Они широко используются специалистами экологических комитетов, санитарно-эпиде-миологического надзора, природоохранных научно-исследовательских организаций в качестве научно-справочных пособий при принятии конкретных решений по восстановлению окружающей среды.

Экологические карты могут быть подразделены на аналитические (отраслевые), синтетические (интегральные) и комплексные [11].

Аналитические, или отраслевые, экологические карты в настоящее время распространены наиболее широко. Они характеризуют текущее состояние отдельных компонентов окружающей среды. Тематика таких карт весьма разнообразна: сюда входят карты загрязнения промышленными отходами отдельных рек и озер, карты загрязненности почв, геолого-экологические карты и т. д. Каждая отдельно взятая отраслевая экологическая карта, в соответствии со своей темой, подробно или обобщенно изображает экологическое состояние какого-либо одного компонента природной среды.

Комплексные экологические карты позволяют одновременно отобразить все источники экологической опасности на данной территории, оценить их воздействие на окружающую среду, проанализировать сложившуюся экологическую обстановку и сделать выводы для принятия конкретных мер по охране природы. Комплексный характер этих карт обусловливается самой природой экологического картографирования, в основе которого лежит сочетание теоретических понятий, методов и практических приемов таких направлений, как природоохранное, медико-географическое, рекреационное картографирование, картографирование природопользования и пр. Создание таких карт является одной из важнейших задач современного экологического картографирования.

Синтетические, или интегральные, экологические карты изображают результаты экологического зонирования территории по степени опасности загрязнения для здоровья местного населения или по степени нарушенности окружающей среды. Основным содержанием подобных карт является комплексный показатель степени опасности картографируемой территории, разработанный на основании суммарной оценки опасности каждого экологического фактора, действующего в пределах картографируемой территории.

Экологические карты могут составляться в различных масштабах.

Мелкомасштабные экологические карты изображают общую экологическую обстановку больших по площади территорий (страны в целом, географических районов, крупных административных субъектов, совокупности отдельных административных единиц). Такие карты служат информационной базой для обоснования и разработки генеральных природоохранных мероприятий на обширных территориях.

Среднемасштабные, или региональные, экологические карты изображают текущее экологическое состояние отдельных административных единиц (краев, областей, районов области). В настоящее время региональные экологические карты являются наиболее востребованными, так как позволяют решать весьма широкий круг задач:

1)   выявление основных техногенных объектов и факторов, отрицательно влияющих на окружающую среду в пределах картографируемого региона;

2)   обоснование конкретных мероприятий по охране и рациональному использованию природной среды данного региона;

3)   проведение экологического районирования территории региона по степени опасности техногенного загрязнения для окружающей среды и здоровья местного населения;

4)   прогнозирование в региональных масштабах основных тенденций развития отрицательных экологических процессов, вызванных производственной деятельностью местного населения.

Крупномасштабные экологические карты изображают наиболее загрязненные и наиболее опасные в экологическом отношении небольшие по площади территории (крупные промышленные центры, городские агломерации, бассейны добычи полезных ископаемых и пр.).

Сферы практического использования экологических карт следующие.

1. Установление основных направлений по проведению природоохранных мероприятий и организации экологического мониторинга.

2. Разработка картографического обеспечения конкретных природоохранных мероприятий, включающего карты гигиенической и экологической оценок, карты прогноза экологической ситуации, карты рекомендуемых природоохранных мероприятий, карты контроля выполнения мероприятий.

3. Оценка техногенного воздействия на окружающую среду в пределах картографируемого региона, позволяющая получить информацию о возможном состоянии окружающей среды после завершения строительства и на период эксплуатации промышленных объектов различных типов.

4. Оценка экологической безопасности картографируемой территории с выделением удовлетворительных, напряженных, критических, кризисных и катастрофических ситуаций. Для решения этой задачи необходимо использовать экологические карты, отражающие наличие, региональные особенности и взаимодействие антропогенных факторов в пределах исследуемой территории.

При разработке системы условных обозначений для экологической карты следует стремиться использовать наиболее яркие и выразительные значки для показа тематического содержания этих карт, вынося его на первый план карты. Для этого используются простые и сложные (структурные) значки, а также линейные и фоновые обозначения [10].

Простые геометрические значки применяются для показа отдельных небольших по площади экологически опасных объектов: мест захоронения промышленных и радиоактивных отходов, ГЭС, АЭС и др.

Сложные (структурные) значки используются для показа промышленных объектов с их качественными и количественными характеристиками. Например, с помощью круглых структурных значков на экологических картах отображают ТЭЦ, ГРЭС и другие промышленные объекты, выбрасывающие в атмосферу различные химические элементы и соединения. Размер радиуса круга передает суммарный годовой объем выбросов всех загрязняющих веществ, а разноцветные и разновеликие сектора внутри круга – химический состав выбросов и их удельный вес в общем годовом объеме выбросов. Следует заметить, что простые и сложные геометрические значки могут строиться в абсолютной и условной масштабности.

Абсолютная масштабность может применяться тогда, когда разница в количественных показателях между самыми малыми и самыми крупными значениями будет сравнительно небольшая, но если эта разница достигает значительных размеров, применять абсолютную масштабность нецелесообразно и даже невозможно, так как значки крупных промышленных объектов своими большими размерами закроют значительные участки карты и сделают ее нечитаемой.

Линейные условные обозначения в виде сплошных, прерывистых и разноцветных линий или стрелок применяются на экологических картах для показа границ ареалов загрязнения почв, заказников, тектонических разломов и других объектов.

Фоновые условные обозначения на экологических картах используются для характеристики степени экологической напряженности отдельных участков картографируемой территории. Эту напряженность (опасность) легко можно показать интенсивностью фоновой окраски.

Источники, используемые при составлении экологических карт, подразделяются на 3 вида: картографические, статистические и литературные.

Картографические источники используются для составления элементов общегеографической основы и тематической нагрузки. В качестве основного картографического источника для составления общегеографической основы проектируемой экологической карты целесообразно использовать уже изданную общегеографическую карту на данную территорию. Составление тематической нагрузки ведется с использованием таких источников, как ранее созданные карты отдельных природных компонентов (карты лесов, сельскохозяйственных угодий и пр.) и материалы многозональной аэрокосмической съемки, позволяющие оценить пространственную и временную динамику таких отрицательных экологических процессов, как эрозия почв, заболачивание, засоление и т. д.

Статистические источники по теме картографирования представляют собой данные наблюдений регионального и локального экологического мониторинга. Их следует брать только из официальных статистических документов, составленных соответствующими службами.

Литературные источники могут служить вспомогательным материалом при уточнении некоторых данных, отображаемых на карте. Такими источниками могут быть различные статьи, монографии, методические рекомендации, посвященные картографируемой теме [10].

В процессе сбора и изучения необходимых материалов важное значение для составления тематического содержания карты имеет личное посещение редактором некоторых важных объектов картографирования, чтобы на месте ознакомиться с экологической обстановкой данной территории и объективно отобразить ее на проектируемой карте.

7. Фундаментальные картографические произведения отечественных и зарубежных издателей

Атлас – это систематизированное собрание взаимоувязанных и взаимодополняющих друг друга карт, выполненное по единой программе как целостное произведение, изданное в виде книги или комплекта листов. Атлас нередко называют моделью местности или планеты в целом. В нем природные и социально-эко-номические компоненты рассматриваются в виде геосистем различного уровня [3].

Сегодня издаются тысячи атласов. Дифференциация их по назначению, содержанию, тематике и охвату картографируемого пространства очень велика. Однако всем им свойственна следующая общая черта: атлас содержит систему карт, тесно увязанных между собой и взаимно дополняющих друг друга. Благодаря этому атлас является моделью геосистемы и в значительной степени он выступает как предшественник современных компьютерных ГИС. Более того, в настоящее время ГИС нередко создают на основе атласов.

Основными классификационными признаками атласов являются назначение, содержание и территориальный охват [17].

По территориальному охвату атласы можно подразделить на атласы отдельных планет (например, Атлас поверхности Венеры, изданный в 1989 г.), и атласы Земли. Последние, в свою очередь, подразделяются на атласы мира (например, отечественный Атлас Мира, 1999 г.); атласы материков и океанов (Атлас Африки, 1968 г.); атласы крупных регионов (Атлас Ближнего Востока, 1977–1984 гг.), атласы отдельных государств (Географический атлас России, 1998 г.) и их регионов (Атлас Тюменской области, 1971–1976гг.). Кроме того, атласы могут создаваться и на небольшие территории, примечательные в природном или экономическом отношении (Атлас Байкала, 1969 г.), на крупные населенные пункты (английский Атлас Лондона и его окрестностей, 1960–1970 гг.).

По назначению выделяют следующие типы атласов:

- научно-справочные (например, английский атлас «Таймс»), предназначенные для глубокого и всестороннего изучения картографируемых явлений;

- атласы широкого использования (например, Справочный атлас СССР, 1986 г.), рассчитанные на широкий круг потребителей и предназначенные прежде всего для справочных целей;

- учебные атласы (например, Учебный атлас мира, 1967 г.), предназначенные для получения учащимися дополнительных сведений о природе, населении и экономике мира и отдельных стран;

- атласы специального назначения (например, Атлас Офицера, 1984 г.);

- туристские атласы (например, Атлас Московской области для рыболовов, охотников, туристов и автолюбителей, 2001 г.).

По содержанию выделяют следующие виды атласов: общегеографические (например, Географический атлас России, 1998 г.), тематические (например, Климатический атлас СССР, 1960–1963 гг.), комплексные (например, Атлас Тюменской области, 1971–1976 гг.).

По формату атласы подразделяются на следующие:

- крупноформатные (настольные), имеющие суммарную полезную площадь карт более 15 м2;

- среднеформатные (книжные), у которых суммарная полезная площадь карт составляет от 5 до 15 м2;

- карманные атласы, имеющие суммарную полезную площадь карт менее 5 м2;

- миниатюрные атласы (суммарная полезная площадь карт составляет менее 1 м2).

Для того, чтобы атлас выполнял функции источника согласованной пространственной информации и модели геосистемы, он должен отвечать определенным требованиям, обеспечивающим его внутреннее единство.

Изображение картографируемой территории должно осуществляться по принципу от общего к частному: в начале атласа размещают обзорные карты всей территории в мелком масштабе, а затем – карты отдельных районов местности в более крупном масштабе. Также устанавливается единый масштабный ряд для групп карт атласа. Большого разнообразия масштабов следует избегать, поскольку это затрудняет пользование атласом. Кроме того, желательно установить единство картографических проекций для всех карт одного типа.

Общей программой атласа устанавливают единые требования к содержанию карт, к характеру и степени генерализации, к выбору способов изображения, к картографическим источникам и технологии создания атласа.

Обычно атласы издаются в виде книг или брошюр, однако в настоящее время, наряду с традиционными бумажными атласами, широкое распространение получили электронные атласы, которые могут существовать как на компакт-дисках, так и в виртуальном варианте (Интернет-атласы, размещаемые в компьютерных телекоммуникационных сетях). Некоторые виды электронных атласов (так называемые интерактивные атласы), в отличие от бумажных, дают пользователю возможность изменять оформление, способы изображения и классификацию картографируемых явлений, масштабировать изображение, получать бумажные копии карт и т. п. [3].

8. технология создания карт

Создание карты может производиться двумя методами: полевым и камеральным.

В первом случае выполняется геодезическая съемка картографируемой местности (обычно для крупномасштабного картографирования).

Во втором случае новая карта составляется на основании собранных исходных данных (аэрокосмических снимков и т. п.) или путем переработки ранее составленных карт на исследуемую территорию.

Полевой метод создания карт практикуют государственные топографо-геодезические службы силами производственных предприятий. Они выполняют топографическую съемку местности в полном соответствии с государственными и ведомственными руководствами и инструкциями. Также полевой метод может использоваться и при создании некоторых видов тематических карт (геологических, почвенных, геоботанических и т. п.). В этом случае тематическую съемку местности осуществляют соответствующие министерства, ведомства, научные и научно-производственные организации. При этом они опираются на государственные нормативные документы, определяющие содержание и порядок выполнения съемочных работ. Помимо съемочных материалов, при создании карт полевым методом широко используются аэро - и космические снимки [3].

Камеральный метод создания карт включает в себя следующие этапы:

а) редакционно-подготовительный этап. Цель этого этапа – разработка редакционных документов, необходимых для организации и эффективного выполнения всех работ по созданию карты. Данный этап завершается созданием программы (проекта) карты и включает в себя следующие процессы:

- формулировка темы, назначения, круга потребителей, требований к будущей карте;

- сбор, анализ и систематизация источников для составления карты;

- изучение особенностей картографируемой территории (или явления);

- разработка программы карты;

б) составление карты. На этом этапе выполняют основной комплекс работ по изготовлению оригинала карты, поэтому процессы, входящие в этот этап, будут рассмотрены нами более подробно.

Прежде всего, проводятся подготовка и обработка картографических источников. При необходимости выполняют масштабирование источников, изменение проекции или системы координат, преобразование классификаций и легенд. Также проводят предварительную обработку таблиц и текстовых материалов и определяют, какие именно элементы и в какой последовательности будут переноситься с источников на составляемую карту.

Сам процесс составления карты начинают с создания общегеографической основы карты, на которую далее будут наноситься элементы тематического содержания. На общегеографической основе обязательно должны быть показаны сетка меридианов и параллелей, гидрографическая сеть и береговая линия водоемов, населенные пункты и административные границы. В некоторых случаях на общегеографическую основу может наноситься и рельеф картографируемой территории.

Затем выполняется разработка легенды карты. В основу легенды закладывается та классификация картографируемых явлений, которая будет принята на создаваемой карте. На этой же стадии определяют вид и размеры условных знаков, подбирают цветовые шкалы для фоновых окрасок, устанавливают размер и начертание шрифтов подписей.

Далее приступают к нанесению тематического содержания карты на общегеографическую основу. При этом тематическая информация с традиционных (бумажных) картографических источников может быть перенесена на основу путем масштабирования, проектирования или перерисовки вручную в каком-либо графическом редакторе; цифровые же данные копируют из имеющихся баз данных или вводят вручную с клавиатуры.

В процессе составления карты обязательно выполняют генерализацию ее содержания. При этом необходимо увязать элементы общегеографического и тематического содержания карты в пределах отдельного цифрового слоя карты, а также согласовать содержание слоев карты друг с другом.

В составлении многих видов тематических карт принимают участие не только картографы, но и специалисты по теме карты. Они подготавливают и представляют исходные материалы, которые затем подвергаются картографической обработке. Существуют следующие виды авторских и составительских документов:

- авторский эскиз – схематичный набросок, отражающий в общих чертах идею карты и легенды, выполненный без соблюдения некоторых картографических правил, с возможными отступлениями от принятых условных знаков;

- авторский макет – карта, выполненная на общегеографической основе в укрупненном масштабе и точно передающая содержание, но составленная не в строгом соответствии с нормами оформления картографической продукции;

- авторский оригинал – карта, выполненная в полном соответствии с легендой, с необходимой точностью, полнотой и детальностью;

- составительский оригинал – точный и полный по содержанию оригинал карты, составленный с учетом всех требований и с высоким графическим качеством.

В течение всех вышеописанных этапов осуществляются редактирование и корректура создаваемого оригинала карты. Редактирование подразумевает руководство и контроль за всеми процессами создания карты. Редактор карты обязан наблюдать за правильным построением математической основы, точным нанесением и взаимным согласованием всех элементов содержания, правильным применением условных знаков и способов картографического изображения, соблюдением правил генерализации, за корректурой;

в) подготовка к изданию и издание карты. Это – заключительный этап создания карты, включающий в себя следующие процессы:

- создание издательских оригиналов для обеспечения полиграфических процессов;

- изготовление печатных форм, печать штриховой и красочной пробы;

- печать тиража карты.

Кроме того, во время всех вышеперечисленных процессов осуществляются редактирование и корректура создаваемой карты, техническое редактирование.

В настоящее время размножение (тиражирование) карты может быть осуществлено как в полиграфической, так и в компьютерной форме.

9. Использование карт

Карты хранят полученные человеком знания и позволяют сделать на их основе необходимые обобщения, выявить закономерности развития явлений. Они позволяют выполнить различные географические исследования.

В частности, по топографической карте можно определить наличие или отсутствие тех или иных объектов в заданном районе, их координаты, качественные и количественные характеристики (например, число жителей в населенном пункте и тип поселения, ширину и покрытие дороги, глубину и грунт брода и т. п.) [5].

Существуют графоаналитические приемы, такие как картометрия и морфометрия, предназначенные для исчисления по картам различных количественных характеристик. Эти приемы наиболее разработаны в теоретическом и практическом плане применительно к топографическим картам.

К сфере картометрии относят измерения по картам плановых координат, объектов аппликат (высот, глубин, мощностей), длин, площадей, объемов, углов и направлений. В задачи картометрии входит также оценка точности измерений с учетом масштаба и проекции карты.

Морфометрия изучает и разрабатывает способы количественной оценки по картам форм и структур объектов. К основным морфометрическим показателям принадлежат характеристики формы, плотности, концентрации объектов, глубины и густоты расчленения. Морфометрические показатели относительны, и для их выражения часто используют абсолютные картометрические величины.

Свойства географических изображений делают возможным получение довольно сложных интегральных характеристик местности относительно простыми путями [13].

В данном разделе рассматриваемые элементы картометрии и морфометрии ориентированы на графические приемы измерения длин, площадей, объемов, а также на отдельные задачи, решаемые по изображению рельефа земной поверхности горизонталями.

9.1. Растровый метод измерения площадей

Измерение площадей растровым методом состоит в том, что область измерений тем или иным способом разделяется на ячейки некоторой регулярной сетки (в переводе с немецкого растр – сетка, решетка), часть из которых попадает в пределы измеряемой площади. Величина этой площади равна числу попавших в нее ячеек, умноженному на площадь одной ячейки. Деление изображения на ячейки регулярной сетки можно осуществить наложением на изображение прозрачной палетки с нанесенной на ней сеткой ячеек [13].

Палетки могут быть различны по геометрии ячеек – квадратные (рис. 25, а), шестиугольные (гексогональные) и другие.

Рис. 25. Пример палеток для измерения площадей:
а) квадратные; б) точечные; в) блочные

Новые типы палеток: точечные (рис. 25, б), блочные (рис. 25, в) – существенно упрощают и ускоряют процесс измерений. Измерения точечной палеткой сводятся к подсчету числа n точек, попадающих в пределы измеряемой фигуры (рис. 25, б). Подсчет числа точек можно ускорить, выделив на палетке блоки по 25 и 100 точек (рис. 25, в). Площадь S фигуры определяется по формуле

S = n × d, (5)

где d – цена деления палетки.

Для квадратных палеток-клетчаток и квадратных точечных палеток цена деления определяется как квадрат расстояния Dl между узловыми точками

d = Dl2. (6)

По сравнению с планиметрами палетки более удобны для определения общей площади совокупности разобщенности контуров – озер, лесов и т. п.

Измерения площадей растровым методом могут быть сравнительно просто реализованы с помощью автоматических сканирующих устройств.

9.2. Определение объемов по карте

С определением площадей тесно связано определение объемов по карте. Такие задачи часто возникают при измерении баланса вещества в природе, например, объемов снимаемого и досыпаемого грунта.

Очень просто вычислить объем участка по карте, представив его как объем n-го количества косоусеченных призм с одинаковой площадью основания р (рис. 26). Средняя высота каждой призмы zi определяется по карте как разница высот между нижним и верхним ее основаниями.

Тогда объем всего тела тогда вычисляется по формуле

V = pz1 + pz2 + ... + pzn = p (7)

Рис. 26. Пример участка карты с изолиниями (горизонталями)
и блок-диаграмма того же участка

Из формулы видно, что данный способ вычисления объема не требует непосредственного измерения площадей по картам, а основан на применении точечных палеток (гексогональных, квадратных и др.). Для этого достаточно разместить на карте сетку равноотстоящих точек, определить zi, суммировать их и умножить на площадь основания палетки. Если используется точечная квадратная палетка, то площадь основания палетки р = Dl2, где Dl – сторона квадрата или расстояние между узловыми точками палетки. Тогда формула (7) примет вид

V = Dl2. (8)

9.3. Морфометрические характеристики земной поверхности,
определяемые по изображению рельефа горизонталями

Морфометрические характеристики определяются как средние для некоторых линий (трасс линейных объектов, русел рек, склонов) или площадей (бассейны рек, район строительства), значения высоты, уклона, степени расчленения поверхности и других характеристик. В практике морфометрического анализа рельефа используются несколько десятков характеристик. Наиболее простые приводятся ниже [13].

Средняя высота линии может быть найдена как среднее из высот n точек, равномерно (т. е. через равные промежутки по длине) расположенных вдоль этой линии (рис. 27).

. (9)

Средняя квадратическая ошибка такого определения оценивается по формуле

= , (10)

где – средняя квадратическая ошибка определения высоты отдельной точки по карте; – среднее квадратическое отклонение высоты для данной линии

. (11)

Для достижения необходимой точности определения , задаваемой средней квадратической ошибкой , необходимо рассчитать расстояние между точками, в которых по карте определяется высота. Число таких точек определится из формулы:

, (12)

а расстояние Dl между ними

Dl =,

где L – длина линии.

С геометрической точки зрения средняя высота вдоль линии есть высота горизонтальной проекции этой линии ab, относительно которой сумма площадей вертикальных сечений, ограниченных физической линией АВ, равна нулю.

Рис. 27. Пример профиля линии АВ по отношению к ее средней высоте

Средняя высота области может быть найдена как среднее из высот точек, равномерно расположенных в пределах рассматриваемой области (например, как на рис. 27). Этот способ называют точечным. Значения средней высоты и средней квадратической ошибки ее определения рассчитывают по формулам (9), (10), где n – число точек в пределах области, Hi – значения высот в точках.

Для расчета параметров сетки точек при заданной точности определения средней высоты, задаваемой , вначале определяют необходимое число точек n1 по формуле (12), а затем рассчитывают расстояние Dl между точками, располагающимися в узлах квадратной сетки, по формуле:

Dl1= , (13)

где – площадь области.

10. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

10.1. Задание «Анализ и описание топографической карты
масштаба 1 :»

10.1.1. Цель и содержание работы

Цель задания: изучить назначение и содержание топографической карты масштаба 1 :, полноту и подробность изображения всех основных элементов местности.