3.Исходный картографический материал


Виды и характеристика исходного картографического материала

Геодезической "основой" спортивных карт служат топографические карты масштаба 1:25000 и 1:10000, топографические планы масштаба 1:5000 и крупнее, материалы аэрофотосъемки, планы землеустройства и лесоустройства. Эти документы содержат массу информации об изображенной на них местности и характеризуют ее с различных сторон в зависимости от своего назначения и технических возможностей исполнения. Однако далеко не всю информацию, имеющуюся на исходном картографическом материале, возможно и целесообразно использовать при создании спортивной карты.


Топографические карты масштабов 1 : 10000 и 1 :25000


Эти карты предназначены для использования в народном хозяйстве. На них в соответствии с основными положениями по их созданию и действующими условными знаками должны быть нанесены пункты геодезической основы и съемочной сети, населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные объекты, железные дороги, шоссейные и грунтовые дороги, гидрографическая сеть, растительность, болота, границы, ограждения, рельеф местности.
Контуры растительности и грунтов изображаются на карте, если в данном масштабе они занимают площадь: 4 мм2 и более- имеющие значение ориентиров; 10 мм2 и более-ценные в хозяйственном отношении; 25 мм2 и более-прочие контуры.
Назначение карт и перечень объектов, подлежащих нанесению на них, уже сами по себе говорят о том, что наиболее подробно и достоверно нанесены на карты объекты хозяйственной деятельности человека, естественно расположенные на открытой местности без лесного покрова. Залесенная территория, представляющая основной интерес для ориентирования, изображается на карте с меньшей полнотой и более схематично.
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: 0,5мм-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.
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 масшта 1:10000 служат ценным материалом, содержащим много информации. Для них характерна высокая точность планового и высотного положения отдельных точек, особенно на открытой местности. Эти карты 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 форм, 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.
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: 0,4 мм - на территориях с капитальной многоэтажной застройкой; 0,5 мм-на равнинной и всхолмленной местности; 0,7 мм - в горных районах.
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, особенно, 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

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, 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 это можно сделать по высотным отметкам и приблизительным воспроизведением рисунка горизонталей с карты.
Трансформированные снимки и фотопланы геометрически подобны топографической карте - это наиболее надежные основы для работы.
Из переводных материалов известно, что, например, в Швеции при создании спортивных карт заказывают специальные залеты 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.


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.
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 высотой 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.
Вдоль просек и визиров имеются стометровые отметки расстояния. Они делаются на затесах деревьев или колышках высотой 50-10 см. Каждая горизонтальная черта означает 100 м. А каждая наклонная - 500 м. Визиры и отметки расстояний можно использовать при полевых работах после соответствующей проверки.
На плане лес ограничен ломаной линией, которой на местности соответствует неглубокая канава или просека. Практически отдельные деревья и поросль молодняка часто заходят за границу на поля.
Все 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.


Подготовка исходного картографического материала к работе

При изготовлении копий с топографических карт калькированием (назовем их кальками) рекомендуется сохранять утолщенные горизонтали. На кальку целесообразно нанести все точки с отметками высот. Горизонтали вычерчиваются двумя цветами, четная одним цветом, нечетная - другим. На кальке надо указать высоту сечения.
Очень важно при изготовлении кальки правильно определить направление магнитного меридиана. Как известно, магнитные меридианы не совпадают с истинными (географическими). Угол между одноименными направлениями истинного и магнитного меридианов называется магнитным склонением. Склонение считается восточным (со знаком "плюс"), если северный конец стрелки уклоняется к востоку от истинного меридиана, и западным (со знаком "минус") - при уклонении к западу. Вертикальные линии координатной сетки, имеющейся на всех топографических картах, не совпадают с направлением истинного меридиана, а образуют с ним некоторый угол, называемый сближением меридианов. Происходит это потому, что меридианы сходятся у полюса в одной точке, а вертикальные линии сетки остаются параллельными в пределах одной зоны. Если вертикальная линия сетки отклоняется северным концом к востоку от истинного меридиана, сближение меридиана называют восточным, при отклонении в противоположную сторону - западным (со знаком "минус"). И наконец, угол между вертикальными линиями сетки и магнитным меридианом называется поправкой направления или отклонением магнитной стрелки. Данные о величине поправки направления и слагающих ее величинах помещаются в виде схемы на полях топографической карты, под нижней стороной ее рамки. Поправка направления, которая и нужна нам, чтобы правильно построить магнитный меридиан, подсчитывается как алгебраическая (т.е. с учетом знаков уменьшаемого и вычитаемого) разность магнитного склонения и сближения меридианов:
Если предполагается использовать несколько исходных картографических материалов, наиболее желательно иметь копии с них, выполненные в одинаковом масштабе. Если это невозможно, масштаб менее значительных (вспомогательных) материалов (лесоплана, плана землеустройства, топографической карты при наличии фотоплана) надо привести к масштабу основного материала.
После приведения масштаба содержание вспомогательных материалов переносится на основной материал - прямым копированием, если основной материал на прозрачной основе, или копированием на просветном столе, если основа непрозрачная. После этой операции вся информация с исходных картографических материалов будет собрана на одном документе.
Следующая операция-приведение к масштабу полевых работ.
На топооснове целесообразно поднять цветными карандашами или красками основные элементы гидрографии (озера, реки, ручьи) и большие открытые пространства (поля, вырубки), что сделает ее более наглядной.
На топографических картах часто встречаются разрывы горизонталей в местах их пересечений с названиями, отметками высот, знаками шоссе, населенных пунктов и другими элементами содержания. Подобные разрывы надо исключить, соединив концы одноименных горизонталей. При изготовлении калек бывают случаи, когда основные горизонтали обрываются, две горизонтали сливаются в одну или пересекаются друг с другом, основная горизонталь переходит во вспомогательную. Все эти дефекты надо исправить, руководствуясь оригиналом исходного картографического материала, если есть такая возможность, или пользуясь логическим анализом в случае отсутствия материала. Оборванные основные горизонтали надо провести по всему листу топоосновы-либо до замыкания самой на себя, либо до обреза примерно посередине расстояния между двумя соседними (имеющимися на топооснове). Это очень важно для сохранения количества горизонталей на склонах при работе в участках.
Если принято решение о применении утолщенных горизонталей на издаваемой карте, их надо наметить и соответствующим образом (толщиной, цветом) выделить на топооснове. Ю. В. Худеньких из Горького, рекомендует поднимать горизонтали на топооснове разными цветами: например, утолщенные горизонтали - красным, а расположенные между ними - синим, зеленым, коричневым и фиолетовым соответственно в каждом промежутке. Эти меры позволяют избежать "перескока" с одной горизонтали на другую в дальнейшей работе. Всем поднятым горизонталям на топооснове надо дать условные номера. Номера горизонталей надо надписать на топооснове в достаточном количестве. Располагать их удобнее на линии горизонтали "ногами" в сторону понижения склона. Около точек с отметками высот следует написать их полную условную высоту.
Следует выделить горизонтальные поверхности и попытаться определить их высоты. Они понадобятся в дальнейшем при создании высотного обоснования и полевых работах. Горизонтальными поверхностями можно считать озера, большие и средние реки со спокойным течением в равнинных районах (их падение составляет несколько десятков сантиметров на километр, и им можно пренебречь), болота в некоторых ландшафтных зонах (в основном верховые в зонах древнего оледенения). Высоту поверхности воды озер и рек можно определить по урезам воды на исходной топографической карте, а высоту поверхности болота - по имеющимся на карте высотным отметкам. Если таковых нет, можно пользоваться собственными измерениями в процессе рекогносцировки района. Условные высоты горизонтальных поверхностей следует нанести на топооснову.
На топооснову надо точно нанести магнитные меридианы через 500 м расстояния на местности.
Топооснова изготавливается на полупрозрачном пластике.