|
От автора
В нашей стране развернуто огромное строительство. Строятся новые заводы и фабрики, мощные электростанции, прокладываются каналы, железные и шоссейные дороги, сооружаются оросительные системы, проводятся различные мелиоративные работы, связанные с осушением болот, закреплением оврагов, облесением балок, укреплением размывающихся склонов и т. д.
При выполнении этих и многих других работ производят измерения на поверхности земли и составляют топографический план местности. Такой план иногда нужно уметь составить и для личных целей. Так, застройщик, прежде чем приступить к строительству дома, должен иметь план участка, который позволяет затем правильно его использовать. Составив план, можно лучше и удобнее организовать территорию сада или огорода. В различных экспедициях и экскурсиях бывает необходимость быстрого построения примерного плана значительного участка без использования специальных приборов.
В книге «Простейшие измерения на местности» последовательно излагаются методы измерения длин линий, углов и высот точек. В общедоступной форме автор описывает приемы, связанные с составлением плана небольшого участка местности, и подробно останавливается на выполнении глазомерной съемки. Обращено внимание на ориентирование относительно стран света — нахождение направления истинного и магнитного меридиана.
Все эти работы можно выполнить без специальных приборов, используя примитивные инструменты: линейку, треугольник, транспортир, мерную ленту или рулетку, экер, компас и ватерпас. Наряду с этим, в книге даются понятия о современных геодезических приборах, применяемых при топографических съемках. Эту книгу могут использовать:
— бригадиры тракторных и производственных колхозных бригад при работах на орошаемых участках, при севе и посадках квадратно-гнездовым способом и т. д.;
— агрономы и землеустроители при проведении занятий с бригадирами;
— члены кружков ДОСААФ, которые должны уметь читать топографические планы и карты, имея в виду, что «карта — глаза армии». Именно в расчете на этих читателей в книге значительное место отведено приближенным методам определения расстояния и глазомерной съемке;
— учителя средней школы, которые в целях осуществления политехнического обучения при преподавании таких предметов, как геометрия, география и черчение, все чаще практикуют проведение практических работ с учащимися по измерению на местности. В этой связи в работе получили соответствующее развитие такие разделы, как «Определение недоступных расстояний» и др.;
— члены Всесоюзного астрономо-геодезического общества (ВАГО) при пропаганде среди населения астрономо-геодезическнх знаний.
§ 1. Предварительные сведения
ГЕОДЕЗИЯ. При решении хозяйственных и научных вопросов, связанных с поверхностью земли, часто возникают такие задачи:
— каково расстояние между двумя пунктами;
— насколько одна точка выше или ниже другой заданной точки;
— чему равна площадь некоторого участка местности;
— как направлена (ориентирована) данная линия относительно стран света и т. д.
Все эти вопросы связаны с изучением поверхности земли в геометрическом отношении, и их решение сводится к определению относительного (взаимного) положения точек этой поверхности.
При организации территории и осуществлении всякого рода строительных работ приходится решать и другие задачи:
— как на местности построить прямую заданной длины или круговую кривую данного радиуса;
— как отбить на местности площадь определенной величины и формы и т д.
В этом случае, наоборот, приходится на поверхности земли (или вблизи нее) намечать точки, которые отвечают определенным условиям.
Наука, которая занимается всеми этими вопросами, называется геодезией. Задачи геодезии теперь можем кратко формулировать так. Геодезия занимается определением относительного (взаимного) положения точек земной поверхности, а также обозначением (маркировкой) на местности точек, отвечающих заданным (проектным) геометрическим условиям.
Результаты геодезических измерений представляют аналитически — каталогами координат и ведомостями высот точек, а также графически — различными чертежами, отображающими по определенному закону местность на плоскости.
Чтобы рационально организовать измерения на поверхности Земли и правильно изображать ее на бумаге, нужно иметь достаточно четкое понятие о форме и размерах Земли.
ФОРМА ЗЕМЛИ. ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ПРОЛОЖЕНИЕ. ВЫСОТА. Часто приходится слышать выражение: «Земля имеет форму шара». Однако некоторые неправильно понимают смысл этою утверждения. Как можно сравнить гладкую поверхность шара, говорят они, с неровной поверхностью Земли? Дело в следующем: во-первых, при сравнении Земли с шаром берется не видимая (дневная) поверхность Земли, а ее уровенная поверхность. Уровенной поверхностью Земли называют воображаемую поверхность, которая получится, если мысленно продолжить поверхность океана в его спокойном состоянии под сушей (т. е. как бы срезать сушу до уровня океана).
Во-вторых, суша занимает всего около Уз всей поверхности Земли. К тому же она незначительно возвышается над уровнем океана: лишь отдельные вершины высочайших гор Земли гесколь-ко превышают 0,001 ее радиуса. Все это позволяет приближенно принять и общий вид ее физической (видимой) поверхности за уро-венную поверхность.
Уровенная поверхность Земли похожа на шар, несколько сплюснутый у полюсов: по исследованиям советских ученых, расстояние от центра Земли до экватора около 6 378 км, до полюсов — 6 357 км.
Небольшой участок уровенной поверхности Земли в любом месте можно принять за плоскость, которую называют горизонтальной.
Линия, перпендикулярная к горизонтальной плоскости, т. е. образующая с ней угол в 90°, называется вертикальной или отвесной. Направление отвесной линии легко получить практически: оно совпадает с нитью спокойно висящего отвеса.
Представим себе, что каждая точка местности перенесена — спроектирована отвесными линиями на горизонтальную плоскость. Так, точки А и В — углы дома (рис. 1) — будут представлены на горизонтальной плоскости точками а и 6, которые называют проекциями точек А и В, а полученное таким образом изображение местности па горизонтальной плоскости — горизонтальным проложением,
Задачу нахождения относительного положения точек местности в геодезии делят на две части: во-первых, устанавливают взаимное расположение проекций точек на горизонтальной плоскости и, во-вторых, определяют высоты точек.
Высотой точки называют расстояние, измеряемое по направлению отвесной линии, от нее до некоторой уровенной поверхности, а для малых участков местности — до горизонтальной плоскости. Так, высотой точки А является отрезок Аа, а высотой точки В — отрезок ВЬ (рис. 1 , а).
Высоты точек обычно обозначают буквой Н с соответствующим индексом, например: НА и Нв — соответственно высоты точек
А и В.
Разность высот двух точек называют превышением и обозначают буквой ht например h — HB — НА.
По сделанному определению превышение может быть числом как положительным, так и отрицательным, т. е. превышение фактически (по смыслу) может быть понижением.
Высоты точек называются абсолютными, если они измеряются от уровня моря, и условными (относительными) — если от иной уровенной (горизонтальной) поверхности. Превышение точки В над точкой А можно понимать как условную высоту точки В относительно уровенной поверхности, проведенной через точку А.
В СССР за начало счета абсолютных высот принята уровенная поверхность, проходящая через нуль Кронштадтского футштока, практически совпадающий со средним уровнем Балтийского моря в Кронштадте. Футшток — рейка, надежно установленная на берегу моря, при помощи которой ведется наблюдение за уровнем моря.
Числовое значение высоты называют отметкой, которая дается в метрах. Из Кронштадта абсолютная высота (отметка) передана на континент — в г. Ленинград и далее распространена (см. стр. 49) по всей территории Союза. Точки, на которые переданы абсолютные высоты, закреплены на местности специальными геодезическими знаками — реперами (грунтовыми и стенными) и марками (рис. 1,6).
ПЛАН. С давних пор для ознакомления с местностью ее осматривали с некоторой высоты. В наши дни для этой цели удобнее всего использовать самолет. Сделанный с самолета фотографический снимок поверхности земли (аэрофотоснимок) позволяет изучать местность, не наблюдая ее непосредственно. Однако решать различные инженерные задачи по аэрофотоснимку неудобно, и целесообразнее для этого использовать специальный чертеж, называемый планом.
Чтобы получить представление о сущности плана, допустим, что с самолета удалось сделать снимок не самой местности, а ее горизонтального проложения, причем оптическая ось фотокамеры (в момент спуска затвора) была отвесна, а пленка (пластинка) — горизонтальна. Воображаемый снимок обладал бы следующими двумя геометрическими свойствами. Во-первых, длина каждой линии снимка меньше длины соответствующей ей линии горизонтального
лроложения в определенное число раз, постоянное для данного снимка. Во-вторых, любые линии снимка пересекаются под такими же углами, под какими они пересекаются на местности (на горизонтальном проложении). Эти два свойства делают снимок подобным горизонтальному проложению местности, Если изображения подробностей местности на снимке заменить соответствующими знаками, то полученный чертеж и будет планом.
Теперь мы можем сказать, что план — это чертеж, на котором в уменьшенном и подобном виде изображено горизонтальное проло-жение небольшого участка местности. Если на плане кроме контуров (границ угодий и предметов) изображен и рельеф — неровности земной поверхности, то такой план называют топографическим. План без выражения рельефа называется контурным.
Из изложенного следует, что по плану местности можно узнать характер и расположение различных угодий и предметов, находящихся на поверхности земли. Кроме того, в ряде случаев план позволяет заменить измерение углов, линий и площадей на местности соответствующими измерениями на чертеже. По топографическому плану можно определять высоты точек и уклоны линий. Все это делает план весьма важным документом, который находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства и в обороне страны.
Большой участок уровенной поверхности земли из-за ее кривизны нельзя развернуть на плоскости без складок и разрывов. Чертеж, на котором в уменьшенном виде и с искажениями, подчиненными определенным математическим законам, изображен в условных знаках большой участок земной поверхности или всей Землиг называют картой. Каждая карта, как и всякий план, строго говоря, отображает не местность, а ее горизонтальное проложение.
Это обстоятельство не может повести к недоразумениям: практически, как правило, нужно знать не длины линий, не углы и не площади местности, а соответствующие им горизонтальные проло-жения. Так, говоря о размерах дома, надо указать именно длину горизонтального отрезка abt а не наклонного АВ (см. рис. 1) Рассуждая об углах, которые образуют, например, стены дома, имеют всегда в виду углы горизонтальные, а не углы в наклонной плоскости. Наконец, в хозяйственном отношении нужно также знать не величину наклонной площади, а величину ее горизонтального лроложения, которая всегда несколько меньше. Дело в том, что растения располагаются отвесно. Следовательно, расстояния между ними должны учитываться горизонтальные, а не наклонные. Отсюда делается вывод, что на наклонной плоскости при одинаковых других условиях не может развиться большее количество растений, чем на соответствующем горизонтальном проложении. KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
