Типы топографических карт. Назначение и краткая характеристика топографических карт

Система плоских прямоугольных  координат в каждой зоне имеет  вполне определенное географическое положение, поэтому она непосредственно  связана с системой географических координат и с системами прямоугольных  координат всех остальных зон.

Для простоты определения  координат на плоскость (карту) наносят  сетку квадратов, линии которой  параллельны осям координат. Такую  сетку принято называть координатной сеткой.

Если на каждую координатную зону отдельно нанести координатную сетку со сторонами квадратов  в масштабе карты, то такая сетка  будет являться графическим выражением плоской прямоугольной системы  координат.

Счет координат х ведется  от экватора к полюсам. Значения координат  х к северу от экватора положительные, а к югу - отрицательные.

Счет координат у ведется от осевого меридиана. Значения координат ук востоку осевого меридиана имеют знак плюс, к западу - знак минус.

На листах топографических  карт, нанесена километровая или координатная сетка. Около каждой линии записаны их координаты (рис. 4). Так, надпись 6015 означает, что все точки, расположенные на горизонтальной линии (линии У-ов), находятся от экватора на расстоянии 6015 км. Надпись 3435 у вертикальной линии (линии Х-ов) показывает: 3 - номер зоны, а 435 - ординату линии в километрах, расположенную на западе от осевого меридиана зоны на 65 км (500 км - 435 км = 65 км). Если бы данная вертикальная линия обозначалась трехзначной цифрой больше 500, то это означало бы, что линия находится на востоке от осевого меридиана.

Последующие линии километровой сетки обозначены лишь двузначными  числами, чтобы не было повторений.

• Определение прямоугольных координат:

Найдем в прямоугольных  координатах положение точки, обозначенной на карте отметкой 151,8. Для этого надо измерить по перпендикулярам расстояние от этой отметки до горизонтальной и вертикальной линий и полученные значения сложить с координатами линий.

Расстояния можно измерять с помощью измерителя или линейки, а также с помощью координатной мерки или координатомера.

При определении координат  точки используется координатная мерка  или координатомер того масштаба карты, по которой определяется местоположение этой точки.

После измерения расстояний от линий координатных сеток до определяемой точки запишем ее координаты:

Записанные в таком  виде координаты точки называются сокращенными. Они показывают, в каком километровом квадрате находится данная точка  и ее расстояния в метрах от координатных линий. Так можно показать положение  точки лишь в пределах одной зоны, то есть аналогичные координаты могут  характеризовать и другие точки, расположенные в разных зонах. Поэтому  часто используются полные координаты, характеризующие положение только данной точки. Для точки - с отметкой 151,8 полными координатами будут:

Для определения координат  точек по карте лучше всего  пользоваться измерителем и поперечным масштабом.

 

• Определение полярных координат:

Для определения положения  точек, кроме прямоугольных координат, широко применяют так называемые полярные координаты, особенно при  ориентировании и целеуказании. Сущность полярных координат заключается в том, что положение точки характеризуется углом от какого-то направления, принятого за начальное, и дальностью от исходной точки до определяемой.

Вертикальные линии километровой сетки, как известно, в каждой координатной зоне параллельны своему осевому  меридиану. Поэтому при склейке  смежных листов двух соседних зон  их километровые линии, располагаясь под  углом одна к другой, не совпадают.

На всех листах карт, располагающихся  на к востоку от западной границы каждой зоны, сделаны метки (между внешней и минутной рамками), которые обозначают продолжение линий координатной сетки соседней западной зоны. Эти метки оцифрованы в соответствии с нумерацией километровых линий соседней зоны. Оцифровка помещается за внешней рамкой листа.

Когда приходится использовать листы карты на стыке двух зон, а требуется работать в единой системе координат, прежде всего необходимо решить какую координатную зону следует применять. В соответствии с этим на том листе карты, на котором имеются штрихи километровой сетки соседней зоны, нужно соединить эти штрихи друг с другом остро отточенным карандашом, построив, таким образом километровую сетку западной зоны. В последующем на этом листе карты при определении координат точек пользуются лишь прочерченной координатной сеткой. А когда район работ с картой переместится от стыка зон, переходят к работе в той зоне, в которой предстоит действовать дальше.

Пользование программой «Surfer»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание пакета Surfer

Программное обеспечение: Surfer™  
Производитель: Golden Software, Inc. (США).  
Назначение: Создание карт изолиний, трёхмерных, теневых и др. карт; регуляризация и анализ пространственных данных.

Пакет Surfer работает в двух режимах: Plot Document и Worksheet. Режим Worksheet позволяет вводить, редактировать и делать различные арифметические преобразования над исходными данными, а режим Plot Document – получать сеточные цифровые модели геологических полей, визуализировать их и выполнять различные преобразования цифровых моделей. После запуска программы Surfer по команде File/New в окне New предоставляется возможность выбора одного из двух режимов. В процессе работы Surfer можно открыть несколько окон в обоих режимах, что позволяет быстро переходить из Worksheet в Plot Document и наоборот. 
 
Исходные данные для построения цифровой геологической модели должны быть записаны в виде столбцов, причем наименьшее допустимое число столбцов равно трём, это столбцы координат X и Y и столбец замеров Z. На практике файл с исходными данными содержит, как правило, не менее четырех столбцов. Четвёртый столбец содержит наименования скважин. Отметим, что Surfer может работать с файлами, в которых число столбцов может быть значительно больше четырех. Первая строка каждого столбца должна содержать текстовую информацию, которая в сокращённом виде отображает содержимое столбца.  
 
По умолчанию столбец А Surfer интерпретирует как координату X, столбец В – как координату Y и столбец С – как геологический интерполируемый параметр Z. 
 
В случае нарушения такого содержания столбцов А, В и С при построении цифровой модели пользователю надо обязательно указать в каких столбцах записаны X, Y и Z.

Основные форматы представления  данных:

• карты изолиний
• трёхмерное изображение поверхности
• каркасное представление
• теневые карты рельефа
• поле векторов
• растровые и векторные карты-подложки
• отображение точечных объектов, надписей и графических примитивов

Имеется возможность комбинировать  различные форматы представления  данных на одной карте, а также  располагать произвольное число  карт рядом друг с другом в одном  документе. Практически все аспекты  отображения могут быть настроены  пользователем. Пакет обеспечивает лёгкую и быструю подготовку высококачественных графических материалов.

Документ Surfer хранится в собственном бинарном формате SRF. Исходные данные могут быть импортированы из большого числа различных форматов: DAT, TXT, SLK, XLS, WKx, WRx, CSV, BNA, BLN, DEM, SDTS DDF, GTOP30 HDR, DXF, GSI, BLN, SHP, LGO, BNA, GSB, DLG, LGS, MIF, E00, USGS SDTS DLG DDF, EMF, WMF, TIF, PCX, BMP, PLT, CLP, TGA, PCX, JPG, PNG, DCX, WPG, PCT и др. Имеется экспорт в различные форматы, включая DXF, SHP, BNA, BLN, MIF, GSI, GSB, EMF, WMF, CLP, CGM, TIF, BMP, JPG, TGA, PNG, PCX, DCX, WPG, PCT, XLS, SLK, CSV, TXT, DAT.

Для подготовки данных имеется  встроенный табличный редактор, позволяющий  выполнять над табличными данными  различные математические операции.

Для визуализации поверхностей Surfer использует данные на прямоугольной регулярной сети (грид). В пакете реализовано множество алгоритмов построения регулярной сети (регуляризации, или гриддинга). Среди них: триангуляция, метод обратных расстояний, криггинг, полиномиальная регрессия, метод минимальной кривизны, метод ближайшего соседа, метод Шепарда, метод радиальных базисных функций, метод скользящего среднего, метод локальных полиномов. Имеется возможность тонкой настройки всех параметров регуляризации для обеспечения максимально корректного результата. Для анализа данных могут использоваться вариограммы. Имеются средства для указания линий разломов и сбросов.

Над файлами поверхности  могут выполняться различные  математические операции. Например, есть возможность построить разностную карту, отображающую различия между  двумя поверхностями.

Пакет поддерживает программную  автоматизацию на основе технологии ActiveX. Имеется встроенный редактор и интерпретатор скриптового языка VBA.

Создание модели.

После открытия программы, на рабочем столе появиться окно:

 

 

Затем, для ввода данных Модели местности (горизонталей), нажимаем на вкладке  Сетка-Данные:

 

 

 

 

 

 

После этого находим свой текстовый файл на компьютере (1Основная) со своими данными. Нажимаем Открыть:

 

 

 

 

 

 

Появиться новое окно: Scattered Data Interpolation (Рассыпная Интерполяция данных)

 

 

На вкладке Данные, выбираем подзаголовок - Колонки данных, задаем свои координаты, сверяясь с текстовым документом, расставляем их в нужные колонки.

Х: Columb C;

Y: Columb B;

Z: ColumbD;

 

 

 

 

 

Для проверки правильности  заданных параметров, на вкладке Основные установки в окне Grid-линий можно удостовериться Maxи Min интервала и пределов координатной сетки.

 

 

 

 

 

 

 

В окне Scattered Data Interpolation (Рассыпная Интерполяция данных) в подзаголовке - Интерполяционный метод, мы можем менять методы интерполяции (их всего 9).После того, как выбрали, нажимаем ОК.

 

 

После этого у нас появится окно Surfer-Report2.Закрывем его и сохраняем в нужную папку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затем нажимаем на значок (Contour map)  на панели инструментов или выбираем вкладку Карта – Карта изолиний – Новая карта изолиний.

 

 

 

 

 

 

Далее выбираем путь где находится файл с данными формата grd и открываем его. 

1.В окне Contour Map Properties (свойства контурных карт), нажав «Опции», можно:

• Закрасить модель;
• Сгладить контур.

 

 

 

 

 

 

 

2.НажавУровни - Level, можно:

• Изменить сечение горизонталей;

Для этого нажимаем Level-Интервал.

• Изменить Maxи Min, отображаемых на модели.

Для этого нажимаем Level-Maximum/Minimum.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Нажав  Уровни– Line,Можно изменять стиль, цвет линий, а также их толщину.

 

Уровни – Line– Цвет;

• Уровни – Line– Стиль.
• Уровни – Line– Line      Width . 
  

4.Нажав Уровни – Fill,можно изменять параметры заливки:

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Нажав Уровни – Label, можно изменять параметры подписи горизонталей:

Уровень – Label – Интервал подписи, Интервал к дистанции, Фонт – Face, Color, Points – Ок .

 

 

 

 

 

 

 

6. Для того чтобы удалить ненужную горизонталь, нужно выбрать Уровень – Line–Удалить.

 

 

7. Нажав дважды по значению горизонтали, можно ввести другое значение:

 

 

 

 

 

 

 

После изменения параметров в окне Contour Map Properties нажимаем -Применить – Ок.    

Отображение модели в натуре (на местности).

В открытом окне программы, с боку, на панеле инструментов, выбираем значок Wireframe Map.

 

 

Затем открываем нужный текстовый  документ и нажимаем Открыть. Появиться окноWireframe Propeties:

 

 

 

 

 

 

В этом окне, нажав вкладку Z Уровни, появиться окно контурный інтервал. В нем можно:

• Изменить сечение горизонталей, а также максимум и минимум:

Z Уровни  - Level– Интервал, Max и Min.

 

 

 

• Изменить параметры стиля и цвета Maxи Minлиний.

Z Уровни  - Line.

 

 

• Применить цвет линий.

Z Уровни  - Шкала цветности  – Применить цветность к: Х,  У, Z.

 

 

 

 

 

 

• Изменять цвет и стиль линий.

Шкала цветности – Line, после

этого появиться окно

Line Spectrum.

 

 

 

 

 

Для того чтобы посмотреть на карту в 3D и изменить ее параметры вращения, нужно открыть вкладку Карта – 3D просмотр,

на поле программы появиться окно Просмотр, в котором  можно будет поменять параметры вращения.

 

Для того, чтобы добавить надпись, надо открыть вкладку Рисовать – Текст, затем нужно нажать правой клавишей мыши на листе. В окне, которое образовалось, вписывают текст и применяют к нему параметры стиля, цвета и др.

 

 

Для того чтобы ввести подпись оси, нужно кликнуть на оси х два раза, после этого появиться окно Left Axis Properties. В нем во вкладке Основные вводим в заголовке – Ось Х, и устанавливаем угол  90.

 

 

 

 

 

 

 

 

В заголовке тики меняем None на Cross в Min иMax Тики. 

В заголовке Вычисление меняем Глав. интервал для 426 – 200, для 32 и 16 – 100.

 

 

 

 

 

 

 

В заголовке Grid линии ставим галочку Вкл у подзаголовке Главные линии координат.

 

 

 

 

 

 

 

Подпись оси У меняем точно в такой же последовательности, только в заголовке Основные не вводим угол 90.

 

 

Для того чтобы были видны  точек горизонталей нужно нажать Post Map, затем появится окно Post 

Map Properties:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В этом окне, в заголовке General, в раздела Столбцы таблицы меняем – Columbm C :Y,Columb B: X, Columb D: H. Затем переходим в раздел Символ по умолчанию и выбираем метку, которой будет показан номер точки на горизонтали. После этого переходим в заголовок Labels и в разделе Worksheet   Column for Labels выбираем Columb A: №.

После этого нажимаем Применить и ОК.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для того чтобы вычислить линию нулевых работ, нужно зайти в меню Сетка – Данные найти папку со своими данными и выбрать нужный файл.

Затем суммируем максимальное и минимальное значения точек со снятых горизонталей. Число, которое получиться нужно, вставить в окно. Для этого нажимаем Сетка – Размерность. Записываем полученное число в строку, ставим кому и дописываем цифры чтобы в строке Cut minus Fill в результате получилось 0 или 0,….