Условные знаки топографических карт и картографические способы изображения рельефа местности.

Понятие карты местности. Классификация карт местности.

Как подготовка туристского похода, так и его проведение требует от туристов умений и навыков работы с картой местности. В подготовительный предпоходный период туристы, пользуясь картографическими материалами, выбирают район проведения похода и разрабатывают подробную нитку маршрута. Непосредственно в походе карта необходима туристам для точного ориентирования на местности и движения по разработанной ими нитке маршрута. Система знаний, умений и навыков, позволяющих читать карты местности по условным знакам, проводить необходимые измерения по карте и туристским схемам составляет понятие топографической подготовки. Топографическая подготовка, в свою очередь, является неотъемлемой частью общей туристской подготовки. Для успешного восприятия дальнейшего материала определим ряд необходимых понятий: «карта», «масштаб», «картографическая проекция».

Что такое карта местности? Карта местности (в дальнейшем – карта) – это основной инструмент (средство) ориентирования на местности. Мы предлагаем Вам определение топографической карты (см. ниже), как карты, наиболее часто применяемой в туристской деятельности. Топографическая карта – это уменьшенное, точное, подробное и наглядное изображение земной поверхности со всеми ее объектами и рельефом, выполненное в определенной картографической проекции и в определенном масштабе. Из данного определения следует вынести следующее. Топографическая карта – это наглядная, пригодная для проведения измерений модель физической поверхности земли, дающая ясное представление о географических характеристиках местности: растительности, речной и дорожной сети, местоположении населенных пунктов, особенностях рельефа и т.д. Таким образом, карта показывает свойства, расположение, взаимосвязи природных и социально-экономических (искусственно созданных) объектов и рельефа местности. При этом карта построена по определенным математическим законам (т.е. в масштабе и определенной проекции).

Что мы понимаем под масштабом карты? Масштабом называется отношение длин линий на карте к длинам горизонтальных проложений этих линий на местности. Иными словами, масштабкартыпоказывает, во сколько раз линия на местности уменьшается при ее изображении на карте. Масштаб карт всегда связан с линейными мерами, принятыми в данной стране и указывается на листе за рамкой карты. Выделяют численный и линейный масштабы. Численный масштаб картывыражен дробью, числитель которой – единица, а знаменатель – число, показывающее степень уменьшения на карте линий местности (точнее – их горизонтальных проложений); чем меньше знаменатель масштаба, тем крупнее масштаб карты. Например, масштаб 1 : 1 000000 означает, что линия в 1см на карте соответствует линии в 1 000000см на местности (т.е. 10 км местности). К крупномасштабным картам относят карты масштаба 1:10000 – 1:200000. К среднемасштабным картам относят карты масштаба мельче 1:200000 до 1: 1 000000. Карты с масштабом мельче 1: 1 000000 относятся, соответственно, к мелкомасштабным картам. Чертежи местности, выполненные в условных знаках и в крупном масштабе (1:5000 и «крупнее») называют обычно планами местности. Линейный масштаб карты – этографическое выражение численного масштаба. Он представляет изображенную за рамкой карты прямую линию, разделенную на отрезки в один см и менее (масштабная линейка). Деления линейки сопровождаются подписями, означающими действительные расстояния на местности. Линейным масштабом карты удобно пользоваться для измерения расстояний по карте.

Что такое «картографические проекции»? Однаиз проблем, с которой сталкиваются картографы, диктуется сложностью точного воспроизведения сферической поверхности земли на плоскость карты. Определим, что картографические проекции – это математические способы изображения на плоскости карты сферической поверхности земного шара. Не вдаваясь в излишние подробности, отметим, что картографическая проекция – это способ перехода от реальной, геометрически сложной поверхности земного шара к плоскости карты. Причем данный переход осуществляется с применением строгих математических зависимостей. В результате использования проекции каждой точке земного шара с определенной широтой и долготой, соответствует одна единственная точка на карте с определенными прямоугольными («плоскими») координатами. Сферические поверхности не развертываются на плоскости без складок и разрывов и по этой причине на картах неизбежны искажения длин, углов, площадей. При этом на крупномасштабных картах искажения могут быть практически неощутимы. Картографические проекции различают, в том числе, по виду вспомогательной поверхности, используемой при переходе от эллипсоида (планеты земля) к плоскости карты. Топографические карты (наиболее часто используемые в туризме), создаются обычно в цилиндрической проекции. При этом проецирование с эллипсоида ведется как бы на поверхность цилиндра.

Ниже мы приводим принятую в географии классификацию карт местности (в дальнейшем – карт) и определяем разновидности карт, наиболее приемлемые для использования в практике спортивного и рекреационно-спортивного туризма.

Как принято классифицировать карты местности на основании их содержания? Все карты местности (в дальнейшем – карты)на основанииихсодержания принято классифицировать на карты общегеографические и тематические. На общегеографических картах нанесены важнейшие географические характеристики местности: элементы гидрографии и рельефа местности, населенные пункты и дорожная сеть, важные искусственные объекты и сооружения. На тематических картах, на «фоне» общегеографической информации, выделена информация об определенных природных и общественных явлениях. Примерами тематических карт служат карты полезных ископаемых, карты климатических зон, политико-административные карты. Понятно, что для целей туризма важны и используются, прежде всего, общегеографические карты.

По своему масштабу, степени генерализации и детальности изображения местности (см. ниже) общегеографические карты в свою очередь подразделяются на карты обзорные (масштабом мельче, чем 1 : 1 000000), обзорно-топографические (масштабом 1 : 200000 – 1 : 1 000000) и топографические (масштабом 1 : 100000 и крупнее). Обзорные карты дают наиболее общие представления о местности. В туристско-спортивной деятельности их использование весьма ограничено (такие карты могут применяться, например, для определения района похода, удобных путей подъезда туристской группы к району похода). Карты обзорно-топографические применяются в спортивном туризме более широко: как для выбора района похода, так и для разработки обобщенной нитки маршрута (определения пунктов старта и финиша похода; определения тактической схемы маршрута; основных классифицированных участков, мест организации биваков и пр.). В то же время по обзорно-топографическим картам сложно ориентироваться непосредственно на маршруте похода, так как нанесенная на них информация о местности слишком обобщена (не детализирована). Относительно эффективно соблюдать в движении намеченную линию маршрута позволяет лишь двухкилометровая обзорно-топографической карта (1 : 200000), но при этом, на ключевые классифицированные участки маршрута у туристов должен иметься крупномасштабный картографический материал (карты или картосхемы). Наибольшее применение в спортивном и активном рекреационном туризме находят крупномасштабные топографические карты («пятисот метровки», «километровки»). На таких картах местность изображается наиболее подробно, детально; они позволяют, как разрабатывать подробную нитку маршрута, так и эффективно ориентироваться на маршруте похода. Карты с более крупным масштабом в целом при движении по маршруту малопригодны, но на ключевые классифицированные участки маршрута они бывают весьма полезны.

Как принято классифицировать карты на основании их назначения? Еще одно важное основание для классификации карт – ихназначение. Назначение карт так же разнообразно, как разнообразны сферы человеческой деятельности. Соответственно, выделяют карты научно-справочные, культурно-просветительные, технические, учебные и т.д. Для нас же наиболее важны карты туристские и карты спортивные. Карты туристские собственно и предназначены для туристской деятельности (для туристов и отдыхающих). Это общегеографические карты с дополнительным нанесением важной для туризма информации: расположения на местности турбаз, кемпингов, экскурсионных объектов, горных перевалов, границ заповедников и заказников, оборудованных туристских стоянок и пр. В спортивном туризме используются как общегеографические крупномасштабные карты (топографические карты), так и туристские крупномасштабные карты. При этом туристские карты, в связи с их специализацией, часто бывают более удобными для разработки и реализации туристских маршрутов.

Карты спортивные предназначены для проведения соревнований в виде спорта «спортивное ориентирование» и для подготовки спортсменов-ориентировщиков. Это крупномасштабные карты местности (1 : 5000 – 1 : 30000), со специфической системой расцветки и условных знаков, подробным изображением объектов и рельефа местности и дополнительным обозначением специфических для вида спорта объектов (например, контрольных пунктов). Спортивные карты, кроме главного их применения, используют и в спортивном (рекреационно-спортивном) туризме. В частности, на соревнованиях по туристско-прикладному многоборью спортивные карты используются для планирования дистанций и ориентирования спортсменов на дистанциях.

 

Знаковость – одна из главнейших особенностей топографической карты. Условные знаки, цветовое, графическое оформление карты – это особая форма нанесения информации о местности. Знаковостью карта отличается от иных источников информации о местности – текстов, аэрофотоснимков, макетов и т.д. Условные знаки карты не только показывают местоположение объектов на местности, но и передают их качественную и количественную характеристику. Таким образом, условные знаки топографических карт – это система графических, буквенных и цифровых обозначений, с помощью которых показывается на карте местоположение объектов местности, и передаются их качественные и количественные характеристики.

Как принято классифицировать условные знаки карты? В топографии условные знаки принято разделять на следующие виды: масштабные (контурные), внемасштабные и пояснительные. Масштабные (контурные) условные знаки передают информацию о действительных размерах объекта на местности (о его длине, ширине, площади), которые выражаются в масштабе карты. Они состоят из контура (внешнего очертания объекта); и его заполнения значками, цветом или штриховкой, которое передает характер объекта. Например, масштабный знак, обозначающий на карте лесной массив, состоит из контура заполненного зеленым цветом; масштабный знак «озеро» состоит из контура, заполненного синим цветом. Линейные условные знаки, как разновидность масштабных условных знаков, применяются при изображении на карте объектов линейного характера – дорог, линий электропередачи, лесных просек, рек и т. д. При этом местоположение и плановое очертание оси линейных объектов изображаются на карте точно, но их ширина значительно преувеличивается (по ширине линейные знаки внемасштабны). Например, условный знак «шоссейная дорога» на картах масштаба 1: 100000 преувеличивает ее ширину в 8-10 раз. Внемасштабные условные знаки используются для изображения объектов, плановое очертание которых не может быть передано в масштабе карты. Это могут быть геометрические фигурки, схематические рисунки, буквенные символы. Внемасштабными знаками обозначены, например, населенные пункты (на мелкомасштабных картах), отдельные дома, производственные здания, мосты. Пояснительные условные знаки применяются для дополнительной характеристики объектов местности. Например, стрелка, нанесенная рядом с обозначением реки, показывает направление ее течения; фигурка (значок) лиственного дерева на фоне зеленой заливки лесного массива, обозначает, что в данном лесу преобладают лиственные породы деревьев. Кроме того, на картах имеются поясняющие подписи, буквенные и цифровые обозначения (названия населенных пунктов, обозначения ширины реки, характера дна, скорость течения реки и пр.).

Какие графические средства используют картографы для нанесения информации о местности на карту? Для построения системы условных знаков применяют разнообразныеграфические средства. К ним относятся форма знаков, их расцветка, размер, ориентировка, внутренняя структура. Комбинация данных графических средств позволяет получать бесконечное разнообразие знаков. Используемые на картах цвета и условные обозначения могут различаться в зависимости от страны, в которой карта выпущена, разновидности карты и иных особенностей. Для выполнения топографических карт на территории стран СНГ применяется стандартная система условных знаков. Данная система включает следующие (главные) графические средства.

Значками на карте обозначаютлокализованные в определенных пунктах местности объекты, не выражающиеся в масштабе карты, например, мосты, отдельные строения (объекты, обозначаемые внемасштабными знаками). Значки могут быть геометрическими, буквенными или иметь вид наглядных рисунков. Линиями,нанесенными на карту с помощью различных графических средств, обозначают качественные или количественные особенности линейных объектов местности. Например, рассмотрим такие объекты, как дороги. Их качество обозначено цветом (черные линии – грунтовые лесные и полевые дороги, линии с коричневой цветовой заливкой – шоссейные дороги). Их количественные параметры обозначены видом линии и толщиной линии (черный пунктир – слабо наезженные, грунтовые дороги; черная сплошная линия – хорошо наезженные грунтовые дороги). Качественный фон в виде цветовой заливки или штриховкииспользуется для построения масштабных знаков и отражает на картеявления сплошного распространения. Например, сплошная синяя заливка используется для изображения озер, а синяя штриховка (штрихи ориентированы с запада на восток) – для изображения заболоченных участков местности. Изолинии на карте – это линии равных значений какого-либо количественного показателя. Изолинии применяются для показа явлений, имеющих сплошное, непрерывное, более или менее плавное распределение на какой-либо территории (акватории). Примером изолиний на карте являются горизонтали, которые служат для изображения рельефа местности. Для активных форм туризма, особенно для путешествий по горным районам, информация об элементах рельефа является весьма существенной. Поэтому мы отдельно уделим внимание способам изображения рельефа на картах. В картографии применяются следующие способы изображения рельефа: способ горизонталей; способ гипсометрической окраски, способ теневой пластики (отмывки).

В чем заключается способ изображения рельефа горизонталями? На топографических картах, на многих туристских картах и на спортивных картах для изображения рельефа используется способ горизонталей. Горизонтали – это частный случай изолиний. Горизонтали – кривые замкнутые линии на карте, объединяющие точки местности с одинаковой высотой над уровнем моря (с одинаковой абсолютной высотой). На туристских, спортивных картах горизонтали (и все прочие знаки, отображающие особенности рельефа) изображены коричневым цветом. Отдельные горизонтали характеризуют высоты местности, но не дают представления о формах рельефа, для этого на картах использована система горизонталей. В совокупности горизонтали передают форму, крутизну и высоту отдельных участков местности и т.о. передают действительные очертания холмов, котловин, лощин, седловин, отдельных горных вершин и хребтов (Рис. 1).

Способ изображения рельефа горизонталями позволяет легко определять на карте абсолютную высоту определенной точки местности и относительную высоту (превышение одной точки над другой точкой). Для этого следует применить специальный показатель – высоту сечения рельефа, указанный за рамкой данной карты. Высота сечения рельефа – это разность высот между точками местности, лежащими на соседних горизонталях. На топографических картах применяют стандартные сечения рельефа, в зависимости от масштаба карты.

 

 

Рис. 1 Изображение горизонталями основных форм рельефа (по Вяткину Л.А с соавторами, 2001)

 

Например, на картах масштаба 1:100 000 обычная высота сечения рельефа 20м для равнинных районов и 40м для горных районов. На спортивных картах высота сечения рельефа обычно составляет величину 2.5-5м. Зная высоту сечения рельефа, высота точки местности определяется простым подсчетом числа горизонталей между данной точкой и ближайшей горизонталью с указанной абсолютной высотой над уровнем моря. Порядок определения абсолютных и относительных высот точек местности с использованием карты представлен нами в специальном методическом занятии (см. занятие «Технические приемы ориентирования»). Здесь же отметим, что учет относительных и абсолютных высот по горизонталям на протяжении всей нитки маршрута туристского похода позволяет построить т.н. высотный график маршрута, отражающий в частности величину потенциальных трудозатрат на его преодоление, что, в свою очередь, позволяет разработать грамотный тактический план движения по маршруту.

По картам с горизонталями можно определять и уклон рельефа (крутизну склонов). Крутизна склона находит отражение в расстоянии между горизонталями. Расстояние между смежными горизонталями на карте – это т.н. заложение. Между заложением, высотой сечения и крутизной изображенного на карте склона существует следующая зависимость: при одинаковой высоте сечения, чем меньше заложение, тем круче склон (Рис. 2). И наоборот, чем больше заложение, тем склон более пологий. Тогда на качественном уровне достаточно легко на карте отличить крутые склоны от пологих склонов. При малой крутизне расстояния между горизонталями на карте относительно велики; при большой крутизне – горизонтали наносятся плотно друг к другу. Определение крутизны склонов крайне важно для планирования нитки маршрута в горных походах, выбора способа подъема и спуска со склонов. Изображение рельефа горизонталями дополняется на картах отметками высот характерных точек местности, вершин, седловин и пр.

Способ изображения рельефа горизонталями – ведущий и по отношению к топографическим и туристским крупномасштабным картам. На спортивных картах рельеф показан исключительно горизонталями. Только следует помнить, что горизонтали на спортивных картах показывают не абсолютную высоту расположения точек местности, а относительную – в сравнении с самой высокой или низкой точкой района, «охваченного» картой. Однако на мелкомасштабных географических картах, на некоторых туристских картах, для увеличения наглядности изображения рельефа используют так же и другие способы.

 

Рис. 2 Воспроизведение крутизны склона горизонталями. При одной и той же высоте сечения (h) чем круче угол ската на местности (α), тем меньше заложение горизонталей на карте (d) (По по Вяткину Л.А с соавторами, 2001).

В чем заключается способы изображения рельефа гипсометрической окраской и отмывкой? Способ гипсометрической окраски применяют на мелкомасштабных картах для того. Чтобы повысить их наглядность. В данном случае интервалы между горизонталями (гипсометрические ступени) окрашивают в соответствии с принятой цветовой шкалой. На учебных физических картах рельеф суши чаще всего дается в зелено-желто-коричнево-оранжевой шкале. При этом темно-оранжевый цвет соответствует наибольшим высотам местности, зеленый – наименьшим высотам. Для создания еще большей выразительности при изображении рельефа используют способ отмывки, где кроме шкалы цветов, применяютприемизображения горных склонов со светотенями. Для изображения форм рельефа не выражающихся горизонталями: резких уступов, оврагов, обрывов и т.д. – применяют специальные условные знаки. Они так же даются коричневым цветом. На туристских картах такими знаками четко прорисованы горные обрывы (сбросы).