Министерство образования Республики Беларусь
Государственное учреждение образования
"Республиканский институт высшей школы"
Учебно-методическоe объединение высших учебных заведений
Республики Беларусь по естественнонаучному образованию
Учебно-методическое объединение высших учебных заведений
Республики Беларусь по экологическому образованию
УТВЕРЖДАЮ
Первый заместитель Министра образования
Республики Беларусь
________________ А.И. Жук
____________________
Регистрационный № ТД-______/тип.
ТОПОГРАФИЯ С ОСНОВАМИ ГЕОДЕЗИИ
Типовая учебная программа
для высших учебных заведений по специальностям:
1-31 02 01 «География» (по направлениям);
1-33 01 02 «Геоэкология»
СОГЛАСОВАНО
Председатель Учебно-методического
объединения высших учебных заведений Республики Беларусь по естественнонаучному образованию
_________________В. В. Самохвал
____________________
Председатель Учебно-методического объединения высших учебных заведений Республики Беларусь по экологическому образованию
_____________________ С.П. Кундас ____________________
|
СОГЛАСОВАНО
Начальник Управления высшего и среднего специального образования
_______________ Ю.И. Миксюк
_______________
Ректор
Государственного учреждения образования «Республиканский институт высшей школы»
______________ М.И. Демчук
______________
|
|
Эксперт-нормоконтролер
______________
___________________
|
Минск 2009
Составитель:
А.П. Романкевич, доцент кафедры геодезии и картографии Белорусского государственного университета, кандидат географических наук
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Кафедра инженерной геодезии Белорусского национального технического университета;
Б. А. Фурман, заместитель главного инженера Республиканского Унитарного предприятия аэрокосмических методов в геодезии «Белаэрокосмогеодезия», кандидат технических наук
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:
Кафедрой геодезии и картографии Белорусского государственного университета (протокол № 5 от 15 ноября 2008 г.);
Научно-методическим советом Белорусского государственного университета (протокол № 3 от 27 февраля 2008 г.);
Научно-методическим советом по специальности 1-33 02 01 «География» Учебно-методического объединения высших учебных заведений Республики Беларусь по естественнонаучному образованию
(протокол № 1 от 18 ноября 2008 г.)
Научно-методическим советом по специальностям 1-33 01 01 Биоэкология, I-33 0I 02 Геоэкология Учебно-методического объединения высших учебных заведений Республики Беларусь по экологическому образованию
(протокол № 6 от 15.01.2009 г.)
Ответственный за выпуск: А.П. Романкевич
I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«Топография с основами геодезии» является основной дисциплиной, дающей фундаментальные знания о топографической карте как методе изображения земной поверхности на плоскости, отличающейся полнотой, достоверностью и точностью отображения географической действительности.
Основной целью данного курса является получение знаний о топографической карте, ее свойствах, содержании, методах создания и использования для решения научных и практических задач.
Студент должен знать:
-
системы координат и высот, применяемые в геодезии, и взаимосвязь между ними;
-
математическую основу топографических карт и используемые картографические проекции;
-
классификацию топографических карт, их содержание;
-
устройство и поверки геодезических приборов;
-
виды и способы геодезических измерений при выполнении топографо-геодезических работ для создания топографических карт и планов;
-
методику выполнения картометрических и морфометрических работ, а также получение другой информации о географических объектах по топографическим картам.
Студент должен уметь:
- определять на топографических картах расстояния, географические и прямоугольные координаты объектов, измерять дирекционные углы;
- решать задачи с горизонталями по определению их высот, абсолютных и относительных отметок, углов наклона местности;
- выполнять математическую обработку результатов полевых измерений по вычислению координат и высот пунктов геодезического обоснования;
- выполнять камеральные работы по составлению топографических карт и планов
- проводить поверки геодезических приборов и владеть способами геодезических измерений на местности.
Кроме теоретического курса предусматривается выполнение программы учебной полевой практики.
Приобретенные знания и навыки составляют основу для работы с топографическими картами на последующих курсах и являются базой для изучения картографии, геоморфологии, геологии, гидрологии, аэрокосмических методов изучения земной поверхности, ландшафтоведения, почвоведения, туризма и краеведения и других основных и специальных географических дисциплин.
На изучение дисциплины «Топография с основами геодезии» по специальностям 1-31 02 01 География (по направлениям); 1- 33 01 02 Геоэкология всего отводится максимально 198 часов, из них аудиторных занятий – 86 часов, в том числе: лекции – 40, лабораторные занятия – 22, практические занятия – 24 часа.
II. ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Название разделов и тем
|
всего аудитор
ных
|
лек
ций
|
лабора
торных
|
практи
ческих
|
1.
|
Общие сведения
|
|
|
|
|
1.1.
|
Понятия, методы, история науки
|
2
|
2
|
–
|
–
|
1.2.
|
Форма и размеры Земли
|
2
|
2
|
–
|
–
|
1.3.
|
Изображение земной поверхности на плоскости. Масштабы планов и карт
|
4
|
2
|
2
|
–
|
1.4.
|
Системы координат и высот, применяемые в геодезии
|
12
|
4
|
4
|
4
|
1.5.
|
Элементы теории погрешностей измерений
|
2
|
2
|
–
|
–
|
2.
|
Топографические планы и карты
|
|
|
|
|
2.1.
|
Понятие о топографических картах и планах
|
4
|
2
|
–
|
2
|
2.2.
|
Использование топографических карт
|
16
|
6
|
4
|
6
|
3.
|
Геодезические измерения на местности.
|
|
|
|
|
3.1.
|
Измерение углов и направлений на местности
|
8
|
4
|
2
|
2
|
3.2.
|
Измерения длин линий на местности: виды измерений и способы
|
8
|
4
|
2
|
2
|
3.3.
|
Определение координат и высот точек местности
|
12
|
4
|
4
|
4
|
3.4.
|
Государственная геодезическая сеть
|
2
|
2
|
–
|
–
|
4.
|
Топографические съемки
|
|
|
|
|
4.1.
|
Виды топографических съёмок
|
14
|
6
|
4
|
4
|
|
ИТОГО
|
86
|
40
|
22
|
24
|
-
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. Понятия, методы, история науки
Определение, содержание и задачи топографии с основами геодезии (в дальнейшем топографии). Место и роль топографии в системе картографо-геодезических наук и учебных дисциплин. Методы топографического изучения земной поверхности. Связь с другими науками. Значение топографии для науки и практики. Значение топографии для географии. Основные этапы развития топографии и геодезии. Организация топографо-геодезической и картографической службы в Республике Беларусь. Единицы мер, применяемые в топографии и геодезии.
1.2. Форма и размеры Земли
Понятие о геоиде, земном эллипсоиде, референц-эллипсоиде, референц-эллипсоиде Красовского. Международный эллипсоид в системе WGS-84. Методы определения формы и размеров Земли: триангуляции, гравиметрический и спутниковый. Методы проецирования земной поверхности на плоскость. Размеры участков земной поверхности, принимаемые за плоские.
1.3. Изображение земной поверхности на плоскости.
Масштабы планов и карт
Топографические карты, планы. Аэроснимок и космический снимок. Профили местности. Масштабы карт и их виды. Численный и именованный масштабы. Линейные масштабы: простой и поперечный. Построение поперечного масштаба. Предельная точность поперечного масштаба. Измерение расстояний между точками и длин извилистых линий на топографических картах, откладывание отрезков заданной величины с использованием поперечного масштаба; определение площадей участков графическим методом, палетками и аналитическим способом.
1.4. Системы координат и высот, применяемые в геодезии
Географические координаты их виды и начало. Параллели и меридианы как координатные линии. Широта и долгота. Прямоугольные координаты и их начало в зональной системе. Определение географических и прямоугольных координат точек, определение объектов по их географическим и прямоугольным координатам на топографических картах. Полярная система координат. Ориентирование направлений в топографии. Географические и магнитные меридианы. Магнитное склонение. Географические и магнитные азимуты направлений. Сближение меридианов. Дирекционные углы. Связь между азимутами и дирекционными углами. Азимуты, прямые и обратные дирекционные углы, румбы. Измерение дирекционных углов на топографических картах и вычисление магнитных и географических азимутов. Связь между прямоугольной и полярной системами координат. Прямая и обратная геодезическая задачи. Абсолютные и относительные высоты точек местности и превышения между ними. Геоцентрические системы координат WGS-84, ПЗ-90.
1.5. Элементы теории погрешностей измерений
Виды измерений: равноточные и неравноточные. Ошибки измерений, их виды (грубые, систематические, случайные). Свойства случайных ошибок. Вероятнейшее значение измеренной величины (принцип арифметической середины). Методы оценки точности измерений. Средняя квадратическая ошибка. Абсолютная и относительная ошибки. Предельная ошибка.
2. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ ПЛАНЫ И КАРТЫ
2.1. Понятие о топографических картах и планах
Свойства топографических карт и планов и их назначение. Классификации и особенности подготовки карт к изданию. Содержание топографических карт и планов: математическая основа, картографическое изображение, вспомогательное оснащение, дополнительные данные. Математическая основа карт. Виды проекций, координатные сетки и рамки топографических карт. Равноугольная проекция Гаусса-Крюгера. Распределение искажений в применяемых проекциях. Разграфка и номенклатура топографических карт и планов. Определение номенклатуры карт по географическим координатам рамок. Определение координат рамок карт по номенклатуре. Понятие о картографической генерализации. Основные факторы картографической генерализации и её виды. Условные обозначения на топографических картах. Площадные, линейные и внемасштабные условные знаки. Надписи и цифровые обозначения.
2.2. Использование топографических карт
Полнота, достоверность и точность топографических карт. Изображение рельефа на топографических картах. Основные формы рельефа. Применение способа горизонталей при изображении рельефа. Виды и свойства горизонталей. Основные характеристики склона. Задачи, решаемые на топографических картах с горизонталями: определение по горизонталям форм рельефа; форм и крутизны склонов; определение высотных отметок точек и взаимного превышения между ними; построение профилей местности.
Изображение на картах элементов картографического содержания: гидрографических объектов, рельефа, растительности и грунтов, населённых пунктов, путей сообщения и коммуникаций, промышленных, сельскохозяйственных и социально-культурных объектов, политико-административного деления. Способы анализа карт. Описание местности по картам. Работа с топографической картой на местности. Ориентирование на местности с картой по местным объектам и компасу. Определение на карте своего местоположения, движение с картой по маршруту.
3. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ НА МЕСТНОСТИ
3.1. Измерение углов и направлений на местности
Сущность измерения горизонтального угла. Виды угломерных инструментов. Теодолиты и их классификация. Технические теодолиты, их устройство и поверки. Способы измерения горизонтальных углов: способы приемов и круговых приемов. Измерение углов наклона. Измерение магнитных азимутов. Журнал измерения углов. Цифровые теодолиты и электронные тахеометры.
3.2. Измерения длин линий на местности: виды измерений и способы
Приборы для измерения длин линий местности. Вешение линий. Измерение длин линий штриховой лентой. Измерение углов наклона эклиметром и теодолитом. Определение горизонтальных проложений длин линий. Ошибки и точность измерения линий мерными лентами. Определение недоступных расстояний. Измерение линий оптическими дальномерами. Нитяной дальномер. Понятие об измерении длин линий светодальномерами и лазерными рулетками.
3.3. Определение координат и высот точек местности
Теодолитные ходы и их виды. Вычисление координат точек теодолитного хода. Определение плановых координат отдельных точек засечками. Понятие о спутниковых системах позиционирования GPS, ГЛОНАСС. Определение координат пунктов с использованием спутниковых систем.
Нивелирование, сущность и виды. Геометрическое нивелирование, способы нивелирования. Цифровые и лазерные нивелиры. Оптические нивелиры, устройство и поверки, нивелирные рейки. Разбивка пикетажа трассы, нивелирование профиля трассы. Обработка материалов геометрического нивелирования. Составление профиля. Нивелирование поверхности по квадратам. Тригонометрическое нивелирование, сущность и используемые приборы. Вычислительные работы при тригонометрическом нивелировании.
3.4. Государственная геодезическая сеть
Структура, виды и методы построения. Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть, высокоточная геодезическая сеть, спутниковая геодезическая сеть 1 класса, астрономо-геодезическая сеть. Государственная нивелирная сеть, методы создания. Геодезические сети сгущения.
4. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЁМКИ
4.1. Виды топографических съёмок
Стадии топографо-геодезических работ. Требования к ведению полевой документации и графическому оформлению карт, планов и профилей. Техника безопасности на топографо-геодезических работах.
Теодолитная съёмка и её сущность. Способы съёмки ситуации. Составление контурного плана участка местности.
Тахеометрическая съёмка, её сущность и применяемое оборудование. Методы создания геодезического обоснования съёмки. Производство съёмки, съёмка ситуации и рельефа. Камеральная обработка полевых материалов съемки. Составление топографического плана: нанесение точек съемочного обоснования и пикетов съемки, проведение горизонталей (интерполирование), оформление контурной части плана.
Цифровая топографическая съемка, ее сущность и назначение. Производство съемки с применением электронных тахеометров. Программные продукты, используемые при обработке цифровой съемки.
Мензульная съёмка, её сущность и приборы. Мензульный комплект. Кипрегель, его устройство и поверки. Методы создания геодезического съёмочного обоснования. Съёмка ситуации и рельефа.
Дистанционные съёмки местности, их виды и сущность, особенности и назначение. Аэрофотосъёмка местности. Аэрофотосъёмочные работы, их состав, содержание и получаемые материалы (негативы, аэрофотоснимки, накидной монтаж, фотосхемы, фотоплан). Виды аэрофотоснимков, их свойства и масштабы. Дешифрирование аэрофотоснимков. Прямые и косвенные дешифровочные признаки.
Комбинированная съёмка, её сущность. Используемые приборы и материалы. Создание высотного съёмочного обоснования. Съёмка рельефа. Оформление топографического плана. Наземная фототопографическая (фототеодолитная) съёмка, её сущность и используемые приборы.
Стереотопографическая съёмка и методы её выполнения: дифференциальный и универсальный. Цифровые методы съемок.
Съемки местности пониженной точности. Буссольная съёмка, её сущность, назначение и приборы. Создание съёмочного обоснования и производство съёмки. Обработка результатов съёмки и составление плана участка.
Глазомерная съёмка, её сущность, назначение и принадлежности. Глазомерная площадная и маршрутная съёмка. Масштаб шагов. Основные способы съёмки ситуации.
IV. ЛИТЕРАТУРА
Основная
-
Киселев М. И., Михелев Д. Ш. Основы геодезии. М.: Высш. шк.,2001.
-
Клюшин Е.Б., Куприянов А. О., Шлапак В. В. Спутниковые методы измерений в геодезии. Часть 1. – МИИГАиК, 2006.
-
Несцяронак В.Ф., Несцяронак М.С. Інжынерная геадэзія. Мн., 1998.
-
Паромонов А.Г., Сомов В.Д., Черноглазов В.Н. Основы топографии и аэрофотосъёмки. М., 1991.
-
Серапинас Б.Б. Глобальные системы позиционирования. М., 2002.
-
Топография с основами геодезии: Курс лекций // А.П. Романкевич, П.П. Явид. – Мн., БГУ, 2004.
-
Топография с основами геодезии / Под. ред. А.С.Харченко и А.П.Божок. М., 1986.
Дополнительная
-
Государственная геодезическая сеть Республики Беларусь. Основные положения. СТБ 1653 – 2006. – Мн., 2006.
-
Жмойдяк Р.А., Медведев Б.А. Полевая практика по топографии с основами геодезии. Мн., 1987.
-
Инженерная геодезия. Под ред. проф. Д. Ш. Михелева. – М., Высш. шк., 2000.
-
Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 ГКИНП -02-033-79. – М, Недра, 1985.
-
Кулешов Д.А., Стрельников Г.Е., Рязанцев Г.Е. Инженерная геодезия. М., 1996.
-
Курошев Г.Д. Геодезия и картография. СПб., 1999.
-
Левицкий И.Ю., Евгелевская Я.В. Решение задач по географическим картам. М., 1992.
-
Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах. Мн., 1991.
-
Топографо-геодезические термины: Справочник. М., 1989.
-
Справочник геодезиста /Под ред. В.Д. Большакова и Г.П. Левчука. М., 1985.
Приложение 1. Примерная тематика лабораторных и практических заданий
-
Масштабы. Измерение прямых и кривых линий на топографических картах.
-
Определение прямоугольных и географических координат объектов на топографических картах.
-
Измерение дирекционных углов на топографических картах. Азимуты (географический, магнитный), дирекционные углы и взаимосвязь между ними.
-
Определение номенклатуры и географических координат рамок топографических карт.
-
Изображение рельефа на топографических картах. Задачи, решаемые по картам с горизонталями. Построение профилей по заданному направлению на топографических картах.
-
Математическая обработка теодолитного хода. Вычисление координат точек хода и нанесение их на план.
-
Математическая обработка данных геометрического нивелирования. Построение профиля по материалам геометрического нивелирования.
-
Математическая обработка данных тахеометрической съемки. Составление плана участка местности по результатам тахеометрической съемки.
-
Изучение устройства теодолита, выполнение поверок, измерение горизонтальных и вертикальных углов, магнитных азимутов. Измерение длин линий нитяным дальномером.
-
Изучение устройства нивелира и нивелирных реек, выполнение поверок, определение превышений между точками земной поверхности.
|