Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, их форме и взаимном расположении.

Рельеф является одним из важнейших элементов местности. Рельеф изображается горизонталями. В 20-х гг. 18 в. во Франции и в России независимо друг от друга стали изображать рельеф горизонталями.

Рельеф местности пересекается секущими плоскостями. Эти плоскости параллельны основной уровненной поверхности и отстоят одна от другой на равных расстояниях. В результате пересечения получаются горизонтали, которые затем в заданном масштабе проектируются на плоскость (в соответствующем масштабе).

Горизонталь – это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря (линия равных высот).

На примере рисунка 1 рассмотрим сущность изображения рельефа горизонталями. На рисунке показан остров с вершинами А и В и береговой линией D, E, F. Замкнутая кривая d, e, f представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уровенной поверхностью океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю.

Рисунок 1. – Сущность изображения рельефа горизонталями

Допустим, что уровень океана поднялся на высоту h , тогда образуется новое сечение острова воображаемой секущей плоскостью h – h . Проектируя это сечение с помощью отвесных линий, получим на карте изображение первой горизонтали, все точки которой имеют высоту h . Точно так же можно получить на карте изображение и других сечений, выполненных на высотах 2h , З h , 4 h и т.д. В результате на карте будет иметь место изображение рельефа острова горизонталями. При этом рельеф острова изображается тремя горизонталями, охватывающими остров целиком, и двумя горизонталями, охватывающими отдельно каждую из вершин. Вершина А несколько выше 4 h , а вершина В несколько выше 3 h относительно уровня океана. Скаты возвышенности А круче, чем скаты возвышенности В, поэтому в первом случае горизонтали на карте расположены ближе друг к другу, чем во втором.

Из рисунка 1 видно, что способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов. На топографических картах горизонтали проводятся толщиной 0,1 мм.

Высота сечения рельефа – это разность высот двух смежных секущих поверхностей (заданное расстояние между секущими плоскостями).

На карте она выражается разностью высот двух смежных горизонталей. В пределах листа карты высота сечения рельефа, как правило, является постоянной. Высота сечения может быть определена на топографических картах как разность высот между двумя соседними горизонталями. На карте заложение можно определить как расстояние между двумя смежными по скату горизонталями (то есть расстояние между двумя соседними горизонталями является заложением ). Направление ската определяется как перпендикуляр горизонтали, лежащей в плоскости ската. Заложение всегда меньше ската. Чем меньше заложение, тем больше крутизна ската. Высота сечения на топографической карте в данном масштабе постоянна. При увеличении заложения угол х уменьшается.

На рисунке 2 показан вертикальный разрез (профиль) ската. Через точки М, N, О проведены уровенные поверхности на расстоянии друг от друга, равном высоте сечения h. Пересекая поверхность ската, они образуют кривые линии, ортогональные проекции которых в виде трех горизонталей показаны в нижней части рисунка.

Рисунок 2. – Профиль ската:
h – высота сечения рельефа; а – заложение горизонталей; α – крутизна ската

Расстояния тn и по между горизонталями являются проекциями отрезков М N и N O ската. Эти проекции называются заложениями горизонталей. Из рисунка видно, что заложение всегда короче наклонного отрезка ската. При данной высоте сечения чем больше горизонталей на скате, тем он выше, чем ближе горизонтали одна к другой, тем скат круче. Следовательно, по числу горизонталей можно определять превышение одних точек местности над другими, а по расстоянию между горизонталями, то есть по величине заложения, судить о крутизне ската.

Величина заложения (при определенной высоте сечения рельефа) зависит от крутизны ската и от направления по отношению к горизонталям. На рисунке 3 в перспективе показан участок ската между горизонталями АА и ВВ. Из любой точки на скате, например из точки О, можно провести по скату рядлиний в разных направлениях. По скату проведены прямые линии ОМ, ОМ1 и ОМ2, их ортогональные проекции О1М, О1М1, О1М2 являются заложениями. Из рисунка видно, что при одинаковой высоте сечения рельефа в зависимости от изменения крутизны ската меняется и величина заложения.

Рисунок 3. — Изменение заложения

Линии ОМ, ОМ 1 и ОМ 2 наклонены под разными углами (α, α 1 , α 2) к горизонтальной плоскости. Угол наклона линии ОА равен нулю, так как она является горизонталью. Наибольший угол наклона будет в том случае, когда направление, перпендикулярное горизонтали на рисунке ОМ, перпендикулярно АА1 . Это направление соответствует наибольшей крутизне ската и называется направлением ската.

Крутизна ската – это угол, составленный направлением ската с горизонтальной плоскостью в данной точке.

Детальность изображения рельефа горизонталями зависит от высоты сечения рельефа для данного масштаба карты, которая связана с заложением и крутизной ската формулой (рисунок 4).

Рисунок 4. – Элементы ската:
h – высота ската; d – заложение ската

Из формулы видно, что чем подробнее требуется изобразить рельеф горизонталями, тем меньшую надо брать высоту сечения и тем меньшими будут заложения при постоянной крутизне скатов. Однако излишне малая высота сечения ведет к чрезмерной детализации изображения рельефа, в результате чего изображение теряет наглядность. На наших топографических картах за основную принята высота сечения, обеспечивающая раздельное изображение горизонталями скатов крутизной 45°.

Установленная для каждого масштаба карты высота сечения рельефа обеспечивает наглядность изображения рельефа и сравнимость крутизны скатов, что важно при оценке проходимости и защитных свойств местности.

Для того чтобы не забивать карту слишком большой густотой горизонталей, высота сечения рельефа для карт горных районов иногда увеличивается. Для карт равнинной местности с целью более детального изображения подробностей рельефа высота сечения уменьшается. Высота сечения изменяется также в зависимости от масштаба карты. Чем мельче масштаб карты, тем больше высота сечения, и наоборот.

Высота сечения рельефа для топографических карт различных масштабов в зависимости от характера местности дана в таблице 1. Из таблицы видно, что чем крупнее масштаб карты, тем меньше высота сечения рельефа, следовательно, более подробно изображается рельеф.

Таблица 1. – Высота сечения рельефа в зависимостиот характера местности

Основная высота сечения рельефа для карты масштаба 1:1 000 000 устанавливается в соответствии с высотными поясами по следующей шкале: от 100 м ниже уровня моря до 400 м над уровнем моря – 50 м, от 400 до 1000 м – 100 м, выше 1000 м – 200 м.

Основные горизонтали – это горизонтали на карте, соответствующие установленной для нее высоте сечения.

На картах они вычерчиваются коричневыми сплошными тонкими или утолщенными линиями. Основные горизонтали, вычерчиваемые утолщенными линиями, называются утолщенными горизонталями. Они служат для облегчения счета горизонталей при определении высот точек местности. На всех картах утолщаются нулевая и каждая пятая основные горизонтали, а на карте масштаба 1:25 000, создаваемой на районы с высотой сечения рельефа 2,5 м, утолщается каждая десятая основная горизонталь.

Выразить основными горизонталями все формы и детали рельефа не всегда возможно. Для отображения характерных форм и деталей рельефа (перегибов скатов, вершин, седловин и т.п.), а также для изображения рельефа равнинных участков, когда заложения между основными горизонталями очень велики (более 3…4 см на карте), используют дополнительные сечения (АВ и СД на рисунке 5) посредине между основными сечениями. Соответствующие этим сечениям горизонтали называются дополнительными или полугоризонталями . Они изображаются в виде прерывистых линий только в тех местах, где им необходимо выразить какие-либо формы и детали рельефа, не выражающиеся основными горизонталями. При изображении дополнительными горизонталями вершин и седловин обязательно показывают ответные дополнительные горизонтали на противоположных склонах. Данная горизонталь проводиться толщиной 0,1 мм. Расстояние между штрихами – 1 мм.

Рисунок 5. – Изображение рельефа дополнительными и вспомогательными горизонталями

Для изображения отдельных деталей рельефа (блюдец в степных районах, западин, отдельных небольших высот и бугров на плоскоравнинной местности), которые не передаются основными или дополнительными горизонталями, применяются вспомогательные горизонтали. Они проводятся на произвольной высоте таким образом, чтобы лучше передать данную форму рельефа. Вычерчивают вспомогательные горизонтали, как и дополнительные, прерывистыми линиями, но с более короткими звеньями. Ответные вспомогательные горизонтали на противоположных склонах не проводят. Вспомогательная горизонталь проводится на 1/4 высоты.

Горизонтали проводят через обозначения всех объектов без разрыва, за исключением обозначений дорог, рек и каналов, изображаемых в две линии, промоин и оврагов шириной менее 3 мм в масштабе карты, выемок, ям и карьеров, а также внемасштабных условных знаков. Способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов.

9.1. ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА

Рельеф - совокупность неровностей суши, дна океанов и морей, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных (выпуклых) и отрицательных (вогнутых) форм. Основными формами рельефа являются: гора, котловина, хребет, лощина и седловина.
Кроме перечисленных форм, рельеф имеет детали . К деталям рельефа относятся: овраги, промоины, курганы, насыпи, выемки, уступы, каменоломни и т.д.
Все разновидности форм и деталей рельефа состоят из элементов. Основными элементами рельефа являются: основание (подошва), склон (скат), вершина (дно), высота (глубина), крутизна и направление ската, линии водораздела и водосбора (тальвег). Основные формы, детали и элементы рельефа показаны на рис. 9.1.

Рис. 9.1. Основные формы, детали и элементы рельефа

Горой называют куполообразную или конусообразную возвышенность земной поверхности. Самую высокую точку горы называют вершиной , от которой во все стороны местность понижается. Остроконечную верхнюю часть горы называют пиком , а плоскую - плато . Боковая поверхность горы называется скатом или склоном. Основание горы, являющееся линией перехода скатов в окружающую ровную поверхность, называется подошвой горы. Небольшую гору, высотой до 200 м, называют холмом. Насыпной холм называют курганом.
Котловина представляет собой замкнутое углубление земной поверхности конусообразной формы. Нижнюю часть котловины называют дном, боковую поверхность - скатом, линию перехода боковой поверхности в окружающую местность - бровкой. Небольшую котловину называют ямой, воронкой или впадиной.
Хребет - это вытянутая в одном направлении возвышенность с двумя противоположными скатами. Линию пересечения его скатов, проходящую по самым высоким точкам хребта, называют водоразделом, от которого вода и атмосферные осадки скатываются вниз по двум скатам.
Лощина - углубление удлиненной формы. Линию вдоль лощины, проходящую по самым низким точкам, называют водотоком или тальвегом , а бока - скатами , которые заканчиваются бровками . Если посмотреть вниз по водотоку, то превышения в этом направлении будут отрицательными, а вправо, влево и назад - положительными. Широкие лощины с пологими скатами называют долинами , а с крутыми и каменистыми - ущельями . Лощины в виде глубоких промоин в долинах, образующиеся под действием текучих вод, называют оврагами . С течением времени обрывы оврага осыпаются, зарастают травой, древесной растительностью и образуют балки .
Седловина - это пониженный участок водораздела между двумя возвышенностями и двумя лощинами, расходящимися от седловины в противоположные стороны. В горной местности седловину называют перевалом.
Для изображения рельефа местности в характерных точках седловин, на вершинах гор, на дне котловин, на водоразделах хребтов, водотоках лощин, на бровках котловин и лощин, на подошвах гор и на точках перегибов скатов при топографической съемке определяют их высоты, которые затем подписывают на карте около этих точек.

9.2. СУЩНОСТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ РЕЛЬЕФА ГОРИЗОНТАЛЯМИ

На топографических картах рельеф изображается горизонталями, т. е. кривыми замкнутыми линиями, каждая из которых представляет собой изображение на карте горизонтального контура неровности, все точки которого на местности расположены на одной и той же высоте над уровнем моря.
Чтобы лучше уяснить сущность изображения рельефа горизонталями, представим себе остров в виде горы, постепенно затопляемой водой. Допустим при этом, что уровень воды последовательно останавливается через одинаковые промежутки по высоте, равные h метров (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Сущность изображения рельефа горизонталями

Каждому уровню воды, начиная с исходного (АВ ), будет, очевидно, соответствовать своя береговая линия (CD, KL, MN, RS ) в виде замкнутой кривой, все точки которой имеют одну и ту же высоту.
Эти линии можно рассматривать и как следы сечения неровностей местности уровенными поверхностями, параллельными уровенной поверхности моря, от которой ведется счет высот. Исходя из этого, расстояние h по высоте между смежными секущими поверхностями называют высотой сечения.
Если все эти линии равных высот спроектировать на поверхность земного эллипсоида и изобразить в заданном масштабе на карте, то получим на ней изображение горы в плане в виде системы замкнутых кривых линий ab , cd , kl , тп и rs . Это и будут горизонтали.
Рассматривая сущность горизонталей, можно сделать следующее заключение:
а) каждая горизонталь на карте представляет собой горизонтальную проекцию линии равных высот на местности, изображающую плановое очертание неровностей земной поверхности. Таким образом, по рисунку и взаимному положению горизонталей можно воспринимать формы, взаимное положение и взаимосвязь неровностей;
б) так как горизонтали на карте проводятся через равные промежутки по высоте, то по числу горизонталей на скатах можно определять высоту скатов и взаимные превышения точек земной поверхности: чем больше горизонталей на скате, тем он выше;
в) заложения горизонталей , т. е. расстояния в плане между смежными горизонталями, зависят от крутизны ската: чем скат круче, тем меньше заложение. Следовательно, по величине заложения можно судить о крутизне ската.

9.3. ВИДЫ ГОРИЗОНТАЛЕЙ

Высота сечения рельефа на карте зависит от масштаба карты и характера рельефа . Для равнинной и холмистой местности ее величина равна 0,02 величины масштаба карты (например, на картах масштабов 1:50 000 и 1:100 000 нормальная высота сечения соответственно равна 10 и 20 м). На картах же высокогорных районов, чтобы изображение рельефа не затемнялось из-за излишней густоты горизонталей и лучше б читалось, высоту сечения принимают в два раза больше нормальной (на карте масштаба 1:25 000 - 10 м, 1:50 000 - 20 м, 1:100 000 - 40 м, 1:200 000 - 80 м). На картах плоскоравнинных районов масштабов 1:25 000 и 1:200 000 высоту сечения принимают в два раза меньше нормальной, т. е. соответственно 2,5 и 20 м.
Горизонтали на карте, соответствующие установленной для нее высоте сечения, проводятся сплошными линиями и называются основными , или сплошными , горизонталями (рис. 9.3).
Нередко бывает, что важные подробности рельефа не выражаются на карте основными горизонталями. В этих случаях помимо основных горизонталей применяют половинные (полугоризонтали ), которые проводятся на карте через половину основной высоты сечения. В отличие от основных, половинные горизонтали вычерчивают прерывистыми линиями.
В отдельных местах, где нужные подробности рельефа не выражаются основными и половинными горизонталями, проводятся между ними еще вспомогательные горизонтали - примерно через четверть высоты сечения . Их вычерчивают также прерывистыми линиями, но с более короткими звеньями.

Рис. 9.3. Основные, половинные и вспомогательные горизонтали

Для облегчения счета горизонталей при определении высот точек по карте все сплошные горизонтали, соответствующие пятикратной высоте сечения, вычерчивают утолщенной линией (утолщенные горизонтали ).
Основная высота сечения указана на каждом листе карты - под южной стороной его рамки. Например, надпись «Сплошные горизонтали проведены через 10 м» означает, что на данном листе все горизонтали, показанные сплошными линиями, кратны 10 м, а утолщенные - кратны 50 м.

9.4. ИЗОБРАЖЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЯМИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФОРМ РЕЛЬЕФА

На рис. 9.4. раздельно изображены горизонталями элементарные формы рельефа. На рисунке видно, что небольшая гора (холм) и котловина выглядят, в общем, одинаково - в виде системы замкнутых опоясывающих друг друга горизонталей. Схожи между собой и изображения хребта и лощины. Отличить их можно лишь по направлению скатов.

Рис. 9.4. Изображение горизонталями
элементарных форм рельефа

Указателями направления скатов , или бергштрихами , служат короткие черточки, расставленные на горизонталях (перпендикулярно к ним) по направлению покатостей. Они помещаются на изгибах горизонталей в наиболее характерных местах, преимущественно у вершин, седловин или на дне котловин, а также на пологих скатах - в местах, затруднительных для чтения.
Определять направления скатов помогают также высотные отметки на картах :

• отметки горизонталей , т. е. цифровые подписи на некоторых горизонталях, указывающие в метрах их высоту над уровнем моря. Верх этих цифр всегда обращен в сторону повышения ската;
• отметки высот отдельных, наиболее характерных точек местности - вершин гор и холмов, высших точек водоразделов, наиболее низких точек долин и оврагов, уровней (урезов) воды в реках и других водоемах и т. п.

На картах масштаба 1:100 000 и крупнее отметки высот точек над уровнем моря подписываются с точностью до 0,1 м, а на картах 1:200 000 и мельче - до целых метров. Это надо иметь в виду, чтобы не перепутать точки при указании и отождествлении их отметок по картам различных масштабов.

9.5. ОСОБЕННОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЯМИ РАВНИННОГО И ГОРНОГО РЕЛЬЕФА

Наиболее наглядно представляются горизонталями неровности с крупными, четко выраженными и плавными формами. Изображение же плоскоравнинного рельефа получается менее выразительным, так как горизонтали здесь проходят на значительном расстоянии одна от другой и не выражают многих подробностей, заключающихся между горизонталями основного сечения. Поэтому на картах равнинных районов наряду с основными (сплошными) горизонталями широко применяются полугоризонтали. Это улучшает читаемость и подробность изображения равнинного рельефа. Изучая такой рельеф и определяя по карте его числовые характеристики, надо особенно внимательно следить за тем, чтобы не спутать половинные и вспомогательные горизонтали с основными.
При изучении по карте горного и сильнопересеченного рельефа, наоборот, приходится иметь дело с очень густым расположением горизонталей. При большой крутизне скатов заложения местами бывают настолько малы, что провести здесь раздельно все горизонтали не представляется возможным.
Поэтому при изображении на картах скатов, крутизна которых больше предельной, горизонтали вычерчивают слитно одну с другой или же пунктиром, оставляя между утолщенными горизонталями вместо четырех только две или три промежуточные горизонтали. В таких местах при определении по карте высот точек или крутизны скатов следует пользоваться утолщенными горизонталями.

9.6. УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЬЕФА, НЕ ВЫРАЖАЮЩИХСЯ ГОРИЗОНТАЛЯМИ

Объекты и детали рельефа, которые невозможно изобразить горизонталями (более 45º), показываются на картах специальными условными знаками (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Условные знаки рельефа

К таким объектам относятся обрывы, скалы, осыпи, овраги, промоины, валы, дорожные насыпи и выемки, курганы, ямы, карстовые воронки. Цифры, сопровождающие условные знаки этих объектов, указывают их относительные высоты (глубины) в метрах.
Условные знаки естественных образований рельефа и относящиеся к ним подписи характеристик, так же как и горизонтали, печатаются коричневой краской, а искусственных (насыпи, выемки, курганы и т. п.) - черной.

Рис. 9.6. Террасы полей укрепленные (цифры - высоты в метрах)

Рис. 9.7. Курганы (цифры - высоты в метрах):
а) - на картах; б - на планах

Особыми условными знаками черного цвета изображаются: скалы-останцы - крупные отдельно лежащие камни и скопления камней, являющиеся ориентирами, с указанием их относительных высот; пещеры, гроты и подземные выработки с их числовой характеристикой (в числителе - средний диаметр входа, в знаменателе - длина или глубина в метрах); туннели с указанием в числителе их высоты и ширины, а в знаменателе - длины. На дорогах и тропах, пересекающих горные хребты, обозначаются перевалы с указанием их высоты над уровнем моря и времени действия.
Рельеф вечных снегов (фирновых полей) и ледников изображается также горизонталями, но синего цвета. Таким же цветом показываются все относящиеся к нему условные знаки (ледяные обрывы, ледяные трещины, наледи) и числовые отметки высот и горизонталей.

Рис. 9.8. Рельеф вечных снегов и ледников
а) фирновые поля (вечные снега), б) ледники, в) ледниковые трещины, г) морены, д) каменные реки. е) каменистые россыпи. ж) скалы и скалистые обрывы, з) крутые склоны протяженностью в масштабе карты менее 1 см. и) крутые склоны протяженностью в масштабе карты более 1 см. к) границы фирновых полей

9.7. ОСОБЕННОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ РЕЛЬЕФА НА КАРТАХ МАСШТАБОВ 1:500 000 И 1:1 000 000

Рельеф на мелкомасштабных топографических картах, как и на картах более крупных масштабов, изображается горизонталями и условными знаками, но более обобщенно. На них отображается лишь общий характер рельефа - его структура, основные формы, степень вертикальной и горизонтальной его расчлененности.
Высота основного сечения при изображении равнинных районов на обеих картах установлена 50 м, а горных - 100 м. На карте масштаба 1:1 000 000 применяется, кроме того, высота сечения 200 м - для изображения районов, расположенных выше 1 000 м над уровнем моря.
Объекты рельефа, не выражающиеся горизонталями, показываются лишь те, которые необходимы для характеристики местности или являются важными ориентирами. Они обозначаются теми же условными знаками, что и на других картах, но меньшего размера.
Основная особенность заключается в изображении горного рельефа. Для большей наглядности его изображение горизонталями дополняется так называемой отмывкой и послойной раскраской по ступеням высот .

Рис. 9.9. Карта без отмывки (вверху) и с отмывкой (внизу)

Отмывка , т. е. оттенение склонов важнейших форм горного рельефа, делает изображение более выразительным и пластичным, позволяя зрительно ощущать его объемные формы. Оттенение делается серо-коричневой краской по принципу - чем значительнее, выше и круче склон, тем сильнее тон отмывки.
Благодаря отмывке хорошо выделяются основные горные хребты и массивы, их важнейшие отроги и вершины, перевалы, уступы нагорий, глубокие долины и каньоны. Отчетливо воспринимаются направление и сравнительная крутизна склонов, форма гребней (острая, округлая и т. п.) и отличие по высоте главнейших горных хребтов.
Послойная раскраска по ступеням высот наглядно отображает высотную характеристику горного рельефа и усиливает пластичный эффект его изображения. Выполняется она оранжевой краской различного тона по принципу - чем выше, тем темнее. Изображение рельефа при этом как бы разбивается на отдельные высотные слои (ступени), по тону окраски которых легко различаются их абсолютные высоты и взаимные превышения. Тон окраски слоев усиливается через 400, 600 или 1000 м в зависимости от их абсолютных высот. Шкала ступеней высот, принятая на карте, указывается на каждом листе под южной стороной его рамки.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Дайте определение «рельеф» «горизонталь», «высота сечения», «заложение», «заложение ската»
2. Назовите основные формы детали и элементы рельефа, дайте им краткую характеристику.
3. Какие горизонтали называют основными?
4. В каких целях используют половинные и вспомогательные горизонтали и на каком расстоянии по вертикали они проведены на карте?
5. Для каких целей нанесены на карту бергштрихи?
6. Какие цвета используются для изображения рельефа на картах?
7. В чем сущность способа отмывки для изображения рельефа на картах?
8. В чем сущность гипсометрического способа для изображения рельефа на картах?
9. Как расположены цифровые обозначения при подписях значений горизонталей?
10. Какие объекты рельефа обозначены на картах специальными условными знаками?
11. С помощью горизонталей покажите на чертеже гору, хребет, седловину, котловину, лощину.
12. Какие особенности изображения рельефа горизонталями на равнинной и горной местности?
13. Назовите виды скатов. Как они изображены на картах?
14. Какие особенности изображения рельефа ни картах масштабов 1:1 000 000 и 1:500 000?

Определение высоты сечения

Высота сечения обычно указывается на картах под южной рамкой ниже линейного масштаба. Однако на практике встречаются случаи, когда поля карты заклеены (при склейке нескольких листов) или обрезаны, и тогда высоту сечения приходится определять самим.

Рассмотрим несколько способов определения высоты сечения.

1. Определение высоты сечения по отметкам высот горизонталей. Для определения высоты сечения следует отыскать на карте две отметки горизонталей, расположенные на одном общем скате, вычислить разность между ними и разделить ее на количество промежутков между этими горизонталями. Полученный результат будет соответствовать высоте сечения данной карты.

Пример 4.6. На одной горизонтали (рис. 4.9) имеется отметка 220, на другой, расположенной через четыре промежутка от нее, – 140. Делим разность отметок (220 – 140 = 80) на количество промежутков: 80:4 = 20 (м). Следовательно, высота сечения равна 20 м.

Рис. 4.9.

2. Определение высоты сечения по отметкам высот точки и ближайшей к ней горизонтали. Для этого надо из большей отметки вычесть меньшую, затем разницу разделить на количество полных промежутков между горизонталями.

Пример 4.7. На карте (рис. 4.10, а) имеются отметки точки (453,2) и горизонтали (420). Вычисляем разность: 453,2 – 420 = = 33,2 (м). Количество промежутков между горизонталями с этими отметками равно трем. Разделив полученную разность на количество промежутков, получим высоту сечения данной карты: 33,2: 3 = 10 (м).

Рис. 4.10.

3. Определение высоты сечения по отметкам высот точек. Обычно высоты точек показываются на разных скатах, поэтому прежде всего необходимо выяснить, какая горизонталь является общей для обеих точек. Общей, очевидно, будет та, которая проходит по обоим скатам. Частное от деления разности высот точек на разность промежутков, отсчитанных от общей горизонтали до каждой из отметок, выразит высоту сечения.

Пример 4.8. На карте обозначены две высоты: 348,6 и 284,2 (рис. 4.10, б). Так как обе точки расположены на различных скатах, выбираем общую для этих высот горизонталь (например, утолщенную) и от нее отсчитываем количество полных промежутков до каждой из точек. До отметки 348,6 получим семь промежутков, а до отметки 284,2 – четыре. Следовательно, первая из этих точек выше второй на три промежутка. Разность же отметок будет: 348,6 – 284,2 = 64,4. Таким образом, высота сечения равна 64,4: 3 ≈ 20 м.

Определение по горизонталям формы скатов

Рельеф земной поверхности слагается из скатов различной формы. По своему профилю они могут быть ровными, выпуклыми, вогнутыми и волнистыми (рис. 4.11).

Рис. 4.11.

а – ровный; б – выпуклый; в – вогнутый; г – волнистый

Выпуклые скаты характеризуются постепенным увеличением крутизны склона по направлению спуска. Горизонтали, изображающие выпуклые скаты на карте, сближаются по направлению к подошве.

В отличие от выпуклых вогнутые скаты имеют склоны круче к вершине и положе к подошве. На карте они показываются горизонталями, сближающимися по направлению к вершине.

На волнистых скатах чередуются выпуклые и вогнутые участки. Эти скаты имеют горизонтали на различном удалении одна от другой.

Форма ската влияет на обзор местности. Так, прямой и вогнутый скаты способствуют хорошему наземному обзору, а перегибы выпуклых и волнистых скатов, наоборот, могут оказаться существенной преградой для наблюдения с некоторых точек на местности.

Горизонтальная проекция ската, выраженная на карте расстоянием между горизонталями, называется заложением (рис. 4.12). Величина заложения зависит от крутизны ската и принятой для данной карты высоты сечения рельефа. Эта зависимость выражается формулой (4.2):

d = h ctg α, (4.2)

где d – величина заложения, м; h – высота сечения, м; а – крутизна ската, градусы.

Таким образом, при неизменной высоте сечения заложение увеличивается с уменьшением крутизны ската и уменьшается с ее увеличением. Чем круче скат, тем меньше заложение, и наоборот. Для практических измерений на карте можно приближенно считать, что заложение есть величина, обратно пропорциональная крутизне ската. При неизменной крутизне ската заложение увеличивается или уменьшается прямо пропорционально изменению высоты сечения.

Заложение определяется на карте измерением по масштабу расстояния между горизонталями.

Рельеф - это совокупность неровностей поверхности Земли, характеризующихся различным возрастом, историей развития, характером возникновения, очертанием и т.д. Рельеф может рассматриваться как часть ландшафта. Он относится к географическим особенностям, контролирующих , климат, погоду и сущность жизни на Земле. Говоря простыми словами: любая форма на поверхности Земли известна как рельеф.

Топографическая карта рельефа Земли

Происхождение рельефа

Различные формы рельефа, которые мы имеем на сегодняшний день, возникли из-за природных процессов: эрозия, ветер, дождь, погодные условия, лед, химическое воздействия и др. Естественные процессы и стихийные бедствия, такие как землетрясения и извержения вулканов, создали различные формы земной поверхности, которые мы видим в настоящее время. Водная и ветровая эрозия способна изнашивать земли и формировать типы рельефа, такие как долины и каньоны. Оба процесса происходят в течение длительного периода времени, который иногда занимает миллионы лет.

Потребовалось около 6 миллионов лет для того, чтобы река Колорадо прорезала в американском штате Аризона. Длина Гранд-Каньона составляет 446 километров.

Самый высокий рельеф на Земле - это гора Эверест в Непале. Ее вершина находится на высоте 8 848 метров над уровнем моря. Это часть горной системы Гималаи, которая располагается в нескольких странах Азии.

Самым глубоким рельефом на Земле (почти 11 000 м) является Марианский жёлоб (Марианская впадина), который находится в южной части Тихого океана.

Основные формы рельефа земной коры

Горы, холмы, плато и равнины являются четырьмя основными типами рельефа. Незначительные формы рельефа включают в себя останцы, каньоны, долины, бассейны, котловины, хребты, седловины, лощины и др.

Горы

Гора представляет собой крупный рельеф, который простирается над окружающей землей в ограниченной области, обычно в виде пика или горной системы. Гора обычно круче и выше холма. Горы формируются посредством тектонических сил или вулканизма. Эти силы могут локально поднимать поверхность Земли. Горы медленно разрушаются благодаря действию рек, погодных условий и ледников. Несколько гор являются отдельными вершинами, но большинство из них встречается на огромных горных хребтах.

На вершинах высоких гор более холодный климат, чем на уровне моря. Погодные условия сильно влияют на : для разных высот присуще различие флоры и фауны. Из-за менее благоприятного ландшафта и климата, горы, как правило, используются меньше для сельского хозяйства и больше для и отдыха, такого как альпинизм.

Самая высокая известная гора в Солнечной системе - Олимп Монс на Марсе - 21171 м.

Холмы

Холмы - это форма рельефа, которая выступает над окружающей местностью. Их отличительной особенностью, как правило, является округлая или овальная вершина.

Нет четко принятого во всем мире различия между холмом и горой и в значительной степени оно субъективное, однако холм повсеместно считается менее высоким и менее крутым, чем гора. Большая советская энциклопедия определяет холм как возвышенность с относительной высотой вершины до 200 м.

Плато

Плато представляет собой плоский, приподнятый рельеф, который резко поднимается над окружающей местностью, по меньшей мере с одной стороны. Плато расположены на каждом континенте и занимают треть суши нашей планеты и являются одной из основных форм рельефа Земли.

Есть два вида плато: расчлененное и вулканическое.

• Расчлененное плато образуется в результате восходящего движения в земной коре. Возвышение вызвано медленным столкновением тектонических плит.

Плато Колорадо, на западе Соединенных Штатов, растет около 0,3 сантиметра в год в течение более 10 миллионов лет.

• Вулканическое плато образовано многочисленными небольшими извержениями вулканов, которые медленно нарастают с течением времени, образуя плато из лавовых потоков.

Северное островное вулканическое плато покрывает большую территорию центральной части Северного острова Новой Зеландии. На этом вулканическом плато все еще есть три действующих вулкана: гора Тонгариро, гора Нгаурухоэ и гора Руапеху.

Долина образуется, когда речная вода прорезает плато. Колумбийское плато, расположенное между Каскадными и Скалистыми горами на северо-западе Соединенных Штатов, прорезано рекой Колумбия.

Эрозия также формирует плато. Иногда оно настолько размывается, что разбивается на более мелкие приподнятые участки.

Самое большое плато в мире - Тибетское нагорье, расположенное в Центральной Азии. Оно простирается через Тибет, Китай и Индию, занимая площадь в 2,5 млн. км².

Равнины

В географии равнина представляет собой ровную, широкую поверхность Земли, которая обычно не сильно изменяется по высоте (колебание в высоте не более 200 метров, а уклон менее 5°). Равнины встречаются как низменности вдоль горных долин, прибрежные равнины или небольшие возвышенности.

Равнина - одна из основных форм рельефа на нашей планете. Они присутствуют на всех континентах и ​​охватывают более одной трети суши мира. Равнины обычно бывают лугопастбищными (умеренными или субтропическими), степными (полузасушливыми), саванными (тропическими) или тундровыми (полярными) биомами. В некоторых случаях пустыни и тропические леса также могут быть равнинами.

Однако не все равнины являются лугами. Некоторые из них такие, как мексиканская равнина Табаско, покрыты лесами. Лесные равнины имеют разные типы деревьев, кустарников и другой растительности.

Также могут быть отнесены к равнинам. Часть Сахары, великой пустыни в Северной Африке, имеет равнинный рельеф.

В Арктике, где земля замерзает, равнины называются . Несмотря на холод, здесь выживают многие животные и растения, включая кустарники и мох.

Элементы рельефа

Формы земли классифицируются по характерным физическим особенностям, таким как высота, наклон, ориентация, воздействие горных пород и тип почвы. Рельеф включает в себя такие элементы как: бермы, хребты, утесы, долины, реки, острова, вулканы и множество других структурных и размерных (т.е. прудов и озер, холмов и гор) элементов, в том числе различные виды внутренних и океанических водоемов, а также подповерхностных объектов.

К элементам отдельных форм рельефа относятся: линии, точки, поверхностные углы и т.д.

Уровни рельефа

Рельеф можно классифицировать следующим образом:

Рельеф первого уровня

Вся литосфера, состоящая из континентальной и океанической коры, находится под рельефом первого уровня.

Континентальная кора имеет меньшую плотность, чем океаническая, и состоит преимущественно из гранитной породы, которая включает кремнезем и алюминий. В то время как океаническая кора состоит из базальтовых пород, кремнезема и магния.

Рельеф первого уровня в основном отражает первоначальное охлаждение и затвердевание земной коры в момент ее образования.

Рельеф второго уровня

Этот тип рельефа в основном состоит из всех эндогенных сил, которые происходят внутри земной коры, в ее недрах. Эндогенные силы ответственны за развитие вариаций поверхности земли.

Эндогенные процессы классифицируются следующим образом:

• Диастрофизм - деформация земной коры под действием внутренней энергии нашей планеты;
• Вулканизм/Землетрясения.

Горы - лучший пример продукта эндогенных процессов на континентальной коре, а в океанической коре - подводные хребты и траншеи.

Рельеф третьего уровня

Этот тип рельефа в основном состоит из экзогенных сил. Экзогенные силы - это те силы, которые возникают на поверхности Земли.

Все экзогенные силы ответственны за выравнивание поверхности планеты. Процесс выравнивания включает эрозию, транспортировку и осаждение, в результате чего образуются долины (из-за эрозии) и дельты (вследствие осаждения). Ниже приводятся природные явления, которые выполняют весь процесс выравнивания:

• Проточная вода (реки);
• Ветер;
• Подземные воды;
• Ледники;
• Морские волны.

Важное примечание: все вышеупомянутые явления не работают за границами береговой линии. Это означает, что рельеф третьего уровня ограничен только континентальной корой.

Однако континентальная окраина (область океанского дна, расположенная между глубоководной областью и линией побережья) может иметь признаки рельефа третьего уровня из-за изменений среднего уровня моря, климатических условий или специфических для региона процессов.

Высота местности над уровнем моря

Высота местности над уровнем моря показывает на каком расстоянии относительно среднего уровня моря (принятого за ноль) находится измеряемая территория (если это равнинная местность) или определенный объект.

Средний уровень моря используется в качестве базового уровня для измерения глубины и высоты на Земле. Температура, гравитация, ветер, течения, климат и другие факторы влияют на уровень моря и изменяют его с течением времени. По этой и другим причинам регистрируемые измерения высоты над уровнем моря могут отличаться от фактической высоты данного местоположения над уровнем моря в данный момент.

На территории стран СНГ используется Балтийская система высот. Прибор для измерения высоты Балтийского моря называется кронштадтский футшток и находится в устое Синего моста, в Кронштадтском районе Санкт-Петербурга.

Возраст рельефа

Когда речь идет об измерении возраста рельефа, в геоморфологии используются следующие термины:

• Абсолютный возраст рельефа выражается в отрезке времени, как правило, в годах, за который сформировалась характерная неровность.

• Относительный возраст рельефа является отображением его развития до определенной стадии. В этом случае, возраст рельефа можно определить сравнивая его с другими формами рельефа.

Значение рельефа

Понимание особенностей рельефа имеет решающее значение по многим причинам:

• Рельеф во многом определяет пригодность местности для расселения людей: плоские, аллювиальные равнины склонны иметь более хорошие почвы, пригодные для сельскохозяйственной деятельности, чем крутые, скалистые возвышенности.

• Что касается качества окружающей среды, сельского хозяйства и гидрологии, то понимание рельефа местности позволяет понять границы водосборных бассейнов, дренажную систему, движение воды и влияние на ее качество. Комплексные данные рельефа используются для прогнозирования качества речной воды.

• Понимание рельефа также поддерживает сохранение почв, особенно в сельском хозяйстве. Контурная вспашка является общепринятой практикой, обеспечивающей устойчивое ведение сельского хозяйства на склонах; такая вспашка характеризуется обработкой почвы вдоль линий возвышения, а не вверх и вниз по склону.

• Рельеф имеет критически важное значение во время военных действий, поскольку он определяет способность вооруженных сил захватывать и удерживать районы, а также перемещать войска и материалы. Понимание местности является основополагающим как для оборонительной, так и для наступательной стратегии.

• Рельеф играет важную роль в определении погодных условий. Две области, географически близкие друг к другу, могут радикально отличаться по уровню осадков из-за различий по высоте или эффекта «дождевой тени».

• Точное знание местности является жизненно важным в авиации, особенно для низколетящих маршрутов и манёвров, а также высоты аэропортов. Рельеф также влияет на дальность и характеристики радаров и наземных радионавигационных систем. Кроме того, холмистая или горная местность может сильно повлиять на строительство нового аэродрома и ориентацию его взлетно-посадочных полос.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

По высотам сечения рельефа на топографических картах Тверская область лежит на территории равнин с чередованием низменностей и возвышенностей, сечение рельефа для масштаба 1:25000 будет равно 2,5 метрам.

При выборе высоты сечения рельефа необходимо учитывать очень многие факторы и требования, предъявляемые к изображению рельефа на топографических картах и планах. Является обеспечение необходимой точности положения горизонталей при использовании различных методов съемок, и одновременно одинаковая наглядность рисунка горизонталей на картах одних и тех же масштабов и при одном и том же сечение рельефа.

При изображении рельефа на картах необходимо четко выделять все горизонтали, даже при небольших заложениях. При изображении крутых ненарушенных склонов небольшой протяженности сначала проводят все утолщенные горизонтали, а между ними – такое количество горизонталей, которое позволяет избежать их слияния. На основе учета природных закономерностей ландшафта, изображение на картах рельефа должно быть увязано с изображением других компонентов ландшафта.

Практически в работах по созданию топографических карт предельно малым расстоянием между горизонталями (заложением) считается 0,2 мм.

Формула по которой определяется заложение рельефа следующая:

Где h- высота сечения рельефа; a - угол наклона поверхности.

Поэтому при выборе сечения рельефа необходимо учитывать преобладающие углы наклона поверхности.

Рельеф Тверской области равнинный с чередованием низменностей и возвышенностей, местами всхолмлённый с преобладающими углами наклона до 6. Поэтому, руководствуясь таблицей "Высоты сечения рельефа на топографических картах" (Т.В. Верещака, Н.С. Подобелов), определяем, что оптимальная высота сечения рельефа 2,5 метра . Но рельеф данной местности неоднороден. Поэтому есть вероятность, что придется использовать полугоризонтали, так как прибегать к использованию разных высот сечения рельефа в разных районах нет необходимости, так как это заметно усложнит чтение карты и проведение по ней морфометрических работ, кроме того, это не обусловлено морфометрическими характеристиками рельефа.

4. Метод картографирования

В настоящее время топографические карты и планы масштабов 1:500- 1:25000 создаются преимущественно на основе использования аэрофототопографической съемки, а в отдельных случаях – наземной фототеодолитной съемкой. Топографические карты более мелких масштабов получают путем камерального составления по имеющимся картам более крупного масштаба.

Аэрофототопографическая съемка - вид топографической съемки, которая выполняется по аэрофотоснимкам и другим материалам аэрофотосъемки при помощи фотограмметрических приборов. Он производится комбинированием и стереотопографическими методами.

Комбинированный метод используется при картографировании главным образом заселенных равнинных районов и также всхолмленной местности. На основе точек полевой плановой привязки аэрофотоснимков и планового сгущения опорной сети способами фототриангуляции изготавливают мозаичные фотопланы из предварительно трансформированных аэрофотоснимков. С мозаичных фотопланов изготавливают светокопии (репродукции), фотоизображение которых дешифрируют в полевых условиях для получения изображения контуров. На этих же репродукциях производят рисовку рельефа методом наземной топографической съемки. В результате получают полевой составительский оригинал топографической карты.

Стереотопографический метод отличается большой дифференциальностью.

Основными процессами которого являются:

Маркировка топознаков и создание планово-высотного обоснования съемки;

Производство аэрофотосъемочных работ;

Полевое и камеральное дешифрирование аэрофотоснимков;

Рисовка рельефа на стереообрабатывающих приборах;

Увязка результатов дешифрирования и рисовки рельефа на фотопланах, графических планах или других основах составительского оригинала. Этот метод создания топографических карт отличается от комбинированного сведением к минимуму полевых работ, поэтому он является самым рентабельным.

Фототеодолитная съемка – метод создания топографических планов и карт, основанный на использовании фотоснимков, полученных фотографированием с точек земной поверхности. Фотографирование производится фототеодолитом. Составление оригиналов топографических карт и планов при этом методе съемки осуществляется по фотоснимкам с использованием фотограмметрических приборов. Комплекс работ слагается из следующих основных процессов:

Выбор базисов и контрольных точек на местности;

Выполнение полевых и камеральных работ по определению координат станций, контрольных точек и длин базисов;

Фотографирование фототеодолитом местности с выбранных станций и выполнение фотолабораторных работ;

Фотограмметрическая обработка стереоскопических пар наземных снимков на стереокомпараторах или стереоавтографах для получения топографической карты соответствующего масштаба.

Фототеодолитная съемка используется главным образом для создания крупномасштабных топографических планов при выполнении различных инженерных изысканий на небольших участках территории. Эта съемка выполняется редко, как правило, в горных и высокогорных районах.

Основными методами создания топографических планов в настоящее время являются стереотопографический и комбинированный. Методы мензульной, тахеометрической или теодолитной съемки применяются лишь в отдельных случаях при создании планов небольших участков территории, при отсутствии материалов фотосъемок и т. п.

Таким образом, проанализировав возможные методы съёмки, для Тверской области целесообразно выбрать стереотопографический метод аэрофототопографической съёмки. Так как этот способ наилучшим образом подходит для масштаба создаваемой карты 1:25 000 000, для заселённого картографируемого района с равнинной, местами с всхолмлённой местностью. К тому же данный метод является менее затратным и трудоёмким, и по сравнению с комбинированным методом полевые работы сводятся к минимуму.