[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Московский государственный университет
геодезии и картографии (МИИГАиК)
Факультет дистанционных форм обучения
Заочное отделение
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ,
ПРОГРАММА И
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по курсам:«Общая картография»
Для студентов 3 курса специальности 120401.65 - прикладная геодезия «Картография»
Для студентов 3 курса специальности 120700.62 – землеустройство и кадастры Подлежит возврату в деканат заочного отделения факультета дистанционных форм обучения Москва Составитель: Баева Е.Ю. – доцент кафедры картографии МИИГАиК.
Методические указания, программа и контрольная работа по курсам:
«Общая картография» для студентов 3 курса специальности 120401.65 - прикладная геодезия, «Картография» для студентов 3 курса специальности 120700.62 – землеустройство и кадастры. – М.: МИИГАиК, 2013. - 29 с.
Методические указания разработаны в соответствии с утвержденной программой курса «Общая картография» для специальности 120401.65 - «Прикладная геодезия» и курса «Картография» для специальности 120700.62 – «Землеустройство и кадастры», рекомендованы кафедрой картографии и утверждены к изданию Методической комиссией факультета дистанционных форм обучения МИИГАиК.
Методические указания содержат программу курсов и рекомендации по выполнению контрольной и лабораторной работ.
Рис. – 6, табл. – 6, прил. – 1, библиогр. – 8 назв.
Рецензенты:
Флейс М.Э., с.н.с. Института Географии РАН, к.т.н.
Билибина Н.А., доцент кафедры картографии МИИГАиК, к.т.н.
© Московский государственный университет геодезии и картографии, Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография» и «Картография»
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВведениеРабочая программа
Контрольная работа
Задание № 1. Нормальная равноугольная цилиндрическая проекция (проекция Меркатора)
Задание № 2. Решение картометрических задач
Лабораторная работа
Проекция Гаусса-Крюгера
Литература
Приложение: Картографические таблицы
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография»
ВВЕДЕНИЕ
Целью курса «Общая картография», изучаемого студентами заочного отделения специальности «прикладная геодезия», и курса «Картография», изучаемого студентами заочного отделения специальности «землеустройство и кадастры», является ознакомление с основными видами и свойствами карт, их содержанием, способами создания и использования.По учебному плану для студентов-заочников предусматривается выполнение контрольной работы, которую студенты выполняют самостоятельно до прибытия на сессию и присылают в деканат на проверку.
В период зачетно-экзаменационной сессии студенты слушают обзорный теоретический курс лекций и выполняют лабораторную работу.
Аттестация по дисциплине завершается сдачей зачета или экзамена (в соответствии с учебным планом специальности).
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
(для студентов специальности 120401.65 - прикладная геодезия) (для студентов специальности 120700.62 – землеустройство и кадастры)ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью освоения дисциплины является формирование общекультурных и профессиональных компетенций, определяющих готовность и способность выпускника соответствующей специальности к использованию знаний из области картографии для решения основных задач геодезии и землеустройства.Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
определение карты, ее свойства, элементы;
основные виды картографических проекций, их свойства и применение;
способы изображения и систему условных знаков топографических основы построения картографического изображения, проектирования и создания (обновления) карт.
Уметь:
проводить измерения по картам;
использовать топографические карты для выполнения инженерных использовать нормативные документы по созданию карт.
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Владеть:
навыками чтения топографических карт и планов;
основными приемами составления топографических карт;
методами определения элементов математической основы карты (масштаба, номенклатуры, рамки).
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Предмет и задачи картографии. Связь картографии с другими науками.Краткий исторический обзор развития картографии.
Карты, их свойства, элементы, классификация. Условные знаки. Надписи на картах. Способы изображения рельефа. Способы отображения элементов на тематических картах. Картографическая генерализация, способы ее выполнения.
Элементы математической основы карт: масштаб, проекция, компоновка.
Общая теория и классификация картографических проекций. Отдельные классы проекций (конические, цилиндрические, азимутальные); их свойства и применение. Проекции топографических карт (Гаусса-Крюгера, UTM).
Выбор картографических проекций.
Назначение топографических карт, требования к точности. Математическая основа. Элементы содержания, их классификация. Составление гидроБаева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» графии и гидротехнических сооружений, населенных пунктов, дорожной сети и дорожных сооружений, рельефа, почвенно-растительного покрова. Обновление карт.
Основные виды картографических произведений Обзорные общегеографические карты, их серии. Атласы, их характерные особенности, классификация. Фундаментальные отечественные общегеографические и комплексные атласы.
Общие сведения об основных этапах создания карт: редакционноподготовительные работы, составительские работы, подготовка к изданию, издание карт.
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Работа предусматривает выполнение заданий № 1 и № 2.Задание № 1. Нормальная равноугольная цилиндрическая проекция (проекция Меркатора) 1. Вычислить прямоугольные координаты узловых точек проекции 2. Определить частные масштабы длин и площадей и их искажения.
3. Построить картографическую сетку проекции.
Картографическая сетка нормальной равноугольной цилиндрической проекции имеет простой вид: все меридианы – параллельные прямые, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга, параллели – прямые, перпендикулярные к меридианам; расстояния между ними увеличиваются в направлении от экватора к географическим полюсам (рис. 1).
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Равноугольные цилиндрические проекции известны под названием проекций Меркатора. Они отличаются друг от друга параметром, который влияет на распределение искажений в проекции.
Общие формулы проекции Меркатора:
Исходные данные для вычислений:
ю – широта южной параллели территории;
с – широта северной параллели территории;
з - долгота западного меридиана территории;
в - долгота восточного меридиана территории;
– частота картографической сетки по широте;
– частота картографической сетки по долготе;
1:Мo – главный масштаб карты;
k - широта главной параллели.
Для вычислений примем: k = (ю + с) / 2, = = 5о. Остальные данные в соответствии с вариантом необходимо выписать из таблицы 1. Номер варианта соответствует последней цифре шифра студента.
Таблица 1 – Исходные данные Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография»
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:
Возьмем для примера следующие значения исходных данных:ю =40°; с =60°; з=0°; в=20°; k= (ю + с)/2=50° ; = =5°;
1:М0=1:20 000 000.
1. Вычисление параметра проекции :
rk – радиус параллели (на земном эллипсоиде) с широтой k, который выбирается из картографических таблиц [см. прил.].
В данном случае k = 50°, поэтому = rk= 4107932 м или в масштабе карты:
2. Вычисление абсциссы х, частных масштабов и искажений:
lnU, r выбираются из картографических таблиц [см. приложение].
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Вычисления заносим в таблицу 2.
Таблица 2 – Абсциссы х, частные масштабы и искажения 40° 0,7586032 155,81 0,00 4892789 0,8396 -16,04 0,7049 -29, 3. Вычисление ординаты у:
Вычисления заносим в таблицу 3.
уi (мм) 0,00 17,92 35,85 53,77 71, По вычисленным прямоугольным координатам хприв и у на миллиметровой бумаге необходимо построить сетку проекции Меркатора (рис.2).
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Задание № 2. Решение картометрических задач Содержание задания:
1. На сетке проекции Меркатора через заданные точки А и В построить линии положения: локсодромию и ортодромию.
2. Вычислить длину локсодромии и ортодромии, а также площадь участка, ограниченного крайними меридианами и параллелями.
3. Измерить длину локсодромии и площадь участка.
Локсодромия – линия, пересекающая все меридианы под постоянным углом.
Ортодромия – кратчайшее расстояние между двумя точками на поверхности шара.
Исходные данные:
А, А - координаты точки А;
В, В - координаты точки В;
R – средний радиус кривизны, который выбирается из картографических таблиц [см. приложение] по значению k = (ю + с) / 2.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:
Возьмем для примера следующие значения исходных данных:1. Построение линий положения 1.1. Построение локсодромии Проекция Меркатора обладает свойством локсодромичности, т.е. локсодромия в ней изображается прямой линией.
Нанесем на сетку проекции Меркатора точки А и В по их географическим координатам. Соединив их прямой линией, получим локсодромию (рис.2).
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» 1.2. Построение ортодромии Чтобы построить ортодромию, необходимо вычислить географические координаты ее промежуточных точек. Для упрощения задачи можно вычислить координаты орт i точек, лежащих на меридианах картографической сетки i.
С этой целью вначале вычисляется вспомогательный угол u:
а затем – широта точки пересечения ортодромии с заданным меридианом i (табл. 4):
Таблица 4 – Координаты промежуточных точек ортодромии По географическим координатам наносим промежуточные точки ортодромии и, соединяя их по лекалу, строим линию ортодромии (рис.2).
2. Вычисление длин линий и площади участка по формулам 2.1.Вычисление длины ортодромии (на шаре) Для рассматриваемого примера:
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» 2.2. Вычисление длины локсодромии (на шаре) s Сначала вычисляем азимут локсодромии локс:
где D – меридиональные части, которые выбираются из картографических таблиц по широтам точек А и В.
локс = 32,282166°.
Длина локсодромии на шаре вычисляется по формуле:
Контроль вычислений: < s.
2.3.Вычисление площади участка P где Pсев и Pюж – площади трапеций протяжением от экватора до текущей параллели (сев и юж) и разностью долгот в один радиан [см. прил.].
3. Измерение длины локсодромии и площади участка.
В проекции Меркатора частные масштабы длин и площадей зависят от широты, поэтому при измерении длин и площадей необходимо учитывать изменение частных масштабов. Для этого измеряемые отрезки и площади Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» разделяют на части, в пределах которых величины частных масштабов принимают постоянными.
3.1.Измерение длины локсодромии Разбиваем локсодромию на отрезки si, которые расположены приблизительно симметрично относительно соответствующей параллели (рис.3).
Длина локсодромии с учетом частных масштабов ni (см. табл. 2) вычисляется по формуле:
Все измерения заносим в таблицу 5.
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» 3.2.Измерение площади участка Измерение площади участка производится с учетом частного масштаба р. Для этого весь измеряемый участок нужно разбить на прямоугольники и в их измеренную площадь ввести поправки в виде коэффициента рi. У разбиваемого участка делим меридианы по такому же принципу, что и при измерении длины локсодромии (рис.4).
Площадь участка с учетом частных масштабов pi (см. табл. 2) вычисляется по формуле:
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Все измерения заносим в таблицу 5.
Таблица 5 – Измерения длины локсодромии и площади участка Расхождения между измеренными и теоретическими значениями допускаются в пределах: для длины локсодромии ± 2%, для площади участка ± 3%.
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Лабораторная работа выполняется во время лабораторно-экзаменационной сессии.1. По заданной номенклатуре листа топографической карты масштаба 1:25000 определить географические и прямоугольные координаты 2. Выписать размеры внутренней рамки карты.
Проекция Гаусса-Крюгера используется в нашей стране для составления топографических карт, включая масштаб 1:1 000 000. Отображение земного эллипсоида осуществляется по меридианным зонам, ширина которых для карт масштабов 1:10 000 – 1:1 000 000 равна 6. Меридианы и параллели зоны изображаются кривыми, симметричными относительно осевого меридиана зоны и экватора. При этом кривизна меридианов настолько мала, что западная и восточная рамки карты, с которыми они совпадают, изображаются на картах всех масштабов прямыми линиями. Параллели, совпадающие с северной и южной рамками карт, изображаются прямыми только на картах крупного масштаба (до 1:50 000 включительно). На топографических картах более мелких масштабов параллели изображаются кривыми линиями.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:
1. Возьмем для примера номенклатуру листа карты масштаба 1: В основу разграфки топографических карт в нашей стране принята карта масштаба 1:1 000 000, которая имеет размеры рамок по широте 4 и по долготе 6. Номенклатура листа складывается из указания соответствующего ряда и колонны.Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» В данном примере карта масштаба 1:1 000 000 имеет номенклатуру N – 36, где N – широтный пояс, 36 – номер колонны.
Широтный пояс N ограничен параллелями 52 и 56 с.ш.
Долготы крайних меридианов листа карты и осевого меридиана шестиградусной зоны определяются следующим образом:
L0 = Lвост - 3 = 36 - 3 = 33 в.д. – осевой меридиан зоны.
Разграфка листов топографических карт представлена на рисунке 5.
Географические координаты четырех точек карты масштаба 1: вносим в таблицу 6. Здесь же вычисляем l = Li – L0. Зная широту В и разность долгот l, определяем по таблицам Гаусса-Крюгера [3] прямоугольные координаты Х(м) и ±Y(м). При этом знак Y берется таким же, как у разности долгот l.
Как известно, на топографических картах у выходов километровой сетки подписываются Yусловные, которые получают путем прибавления 500 000 м к табличным значениям Y. В дополнение к условной ординате перед ней приписывают номер зоны, которая в данном примере равна 6 (табл.6):
Прямоугольные координаты x и y в масштабе карты вычисляются по формулам:
Х0 – наименьшее из всех абсцисс целое число километров.
Y0 – наименьшее из всех условных ординат целое число километров.
В данном случае: Хmin = 5 794 208,5 м, Х0 = 5 794 000 м;
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Рис. 5 – Разграфка листов топографических карт масштабов 1:1 000 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000.
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография» Таблица 6 – Прямоугольные координаты точек 2. Размеры рамок трапеции (выписываются из таблиц ГауссаКрюгера) [5].
Рис. 6 – Размеры рамок карты Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография»
и «Картография»
ЛИТЕРАТУРА
Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс, Бугаевский Л.М. Математическая картография. Изд Златоуст, 1998. – Картографические таблицы //Труды ЦНИИГАиК. Вып 132, 1960.Руководство по картографическим и картоиздательским работам.
Часть 1. Составление и подготовка к изданию топографических карт масштабов 1:25 000, 1:50000, 1:100 000.- М.: РИО ВТС, 1978.- 131с.
Таблицы координат Гаусса-Крюгера и таблицы размеров рамок и площадей трапеций топографических съёмок.
Условные знаки для топографических карт масштаба 1:10 000. М.: Недра, 1977. – 143 с.
Условные знаки для топографических карт масштабов 1:25 000, 1: 000, 1:100 000. М.: ВТУ, 1983. – 90 с.
Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. М.: Недра, 1989. – 286 с.
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография» и «Картография»
ПРИЛОЖЕНИЕ
Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография» и «Картография» Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография» и «Картография» Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография» и «Картография» Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография» и «Картография» Баева Е.Ю. Методические указания, программа и контрольная работа по курсам: «Общая картография» и «Картография»
«