Проектирование планово картографической основы для городского када

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГОУ ВПО «ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ГОРОДСКОГО КАДАСТРА И ГЕОДЕЗИИ

Дисциплина: Картография

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Проектирование планово-картографической основы для городского кадастра»

Вологда, 2007

Содержание

Введение

1. Характеристика района

1.1 Физико-географическая характеристика района картографирования

1.2 Картографические источники

2. Проектирование среднемасштабной карты масштаба 1:1000000

2.1 Построение математической основы

2.2 Вычисление и построение нормальной равноугольной конической проекции для карты масштаба 1:1000000

2.3 Определение величины искажений на карте

2.4 Содержание и назначение карты

2.5 Компоновка карты масштаба 1:1000000

3. Проектирование крупномасштабной топографической карты масштаба 1:200000 в проекции Гаусса-Крюгера

3.1 Назначение и использование карты

3.2 Построение математической основы для карт

3.3 Вычисление прямоугольных координат по географическим

3.4 Содержание карты

3.5 Компоновка карты

4. Построение математической основы для листов топографических карт масштаба 1:10000. Расчет номенклатуры листов топокарт картографируемого района. Определение размеров и площади трапеций масштаба 1:10000

4.1 Построение математической основы для листов топографических карт масштаба 1:10000

4.2 Расчет номенклатуры топографической карты

5. Определение по таблицам Гаусса-Крюгера координат х, у, сближения меридианов g, размеров рамки трапеции для листа масштаба 1:10000. Построение и оформление рамки съемочной трапеции листа масштаба 1:10000

Заключение

Список используемых источников

Приложение А. Схема картографических источников Чагодощенского района

Приложение Б. Нормальная равноугольная коническая проекция

Приложение В. Топографическая карта масштаба 1:200000

Приложение Г. Проект крупномасштабного картографирования на Чагодощенский район

Приложение Д. Топографическая карта масштаба 1:10000

1. Характеристика района

1.1 Физико-географическая характеристика района картографирования

Полное наименование: Чагодощенский муниципальный район. Дата образования: 1918. Население, тыс. чел.: 17,3, в т.ч. сельское: 5,3

Географическое положение: Чагодощенский район – самая западная территория Вологодской области. Он расположен в бассейнах рек Чагодощи и Кабожи, являющимися левыми притоками Мологи. На северо-западе район граничит с Ленинградской областью, на юго-западе с Новгородской. На северо-востоке и востоке его соседями являются Бабаевский и Устюженский районы нашей области. Географическое положение Чагодощенского района весьма выгодное, так как он находится почти в равноудаленном расстоянии от таких крупных административных и индустриальных центров, как Москва (600 км.), Санкт-Петербург (340 км.), Новгород (380 км.), Вологда (326 км.) и связан с ними шоссейной и железной дорогами. Площадь территории муниципального образования: 2,4 тыс. кв. км. Общая площадь района равна 2,4 тыс. кв. км, что составляет 1,6% от всей площади Вологодской области. Наибольшее протяжение территории района в меридиальном направлении 60 км, в широтном – 68 км.

Климат Чагодощенского района, как и всей западной части Вологодской области, умеренно-континентальный, с умеренно теплым летом и умеренно холодной зимой. Абсолютная максимальная температура воздуха +35°С. Абсолютная минимальная температура воздуха -47°С.Количество осадков за ноябрь-март 174 мм.Количество осадков за апрель-октябрь 450 мм.

Гидрография. Район богат гидросетью. Все реки, протекающие по его территории, являются притоками Мологи, и через нее принадлежат бассейну Волги. Основные водные артерии района река Чагодоща с притоками Смердомка, Горюн, Медь, Внина и река Кобожа с притоками Белая, Черная, Веуч. На территории района более 20 озер. Наиболее крупные из них Черное, Сиглинское, Угличное, Конево. Большое количество болот, в основном проходимые. Среди наиболее крупных можно выделить болота Дедово Поле, Океан Великий Мох, Зыбулинское и др.

Населенные пункты.Административный центр – пос. Чагода (1926). В районе насчитывается 7 сельских поселений. Наиболее крупными населенными пунктами являются районный пос. Чагода, районный пос. Сазоново. Всего насчитывается 91 сельский населенный пункт (Анисимово, Стулово, Бортниково, Борисово, Олисово, Бабушкино).

Рельеф.Главная роль в формировании рельефа принадлежит действию материковых льдов. Колебания высот от 128 до 175 м. Поверхность района наклонена в северо-восточном направлении.

Растительный покров. 159 тыс. га (66%) территории района занимают леса (они состоят из хвойных пород – ели и сосны и мелколиственных – березы, осины, ольхи и др.). Леса и рощи района изобилуют грибами и ценными ягодами (морошка, черника, брусника, клюква, малина, земляника и др.). Ботаническими экспедициями описаны и собраны в гербарии 500 видов растений, в том числе 173 редких, 159 лекарственных, что на 15–20 видов больше, чем в близлежащих районах.

Животный мир. В реках и озерах водиться щука, окунь, плотва, лещ, язь, карась и другие виды рыб. Разнообразен птичий мир района. Среди охотничьих видов – глухарь, рябчик, тетерев, белая куропатка, утки. Наиболее распространены животные: лось, кабан, бурый медведь, рыжая лиса, волк, рысь, куница, горностай, хорь черный, заяц-беляк, белка-летяга, заяц-русак, ондатра, бобр.

Полезные ископаемые.Недра края богаты полезными ископаемыми. Его минерально-сырьевой ресурс представлен месторождениями кварцевых песков, известняков, карбонатовых пород, кирпичных и красящих глин, бутового камня, торфа и др.

Особо охраняемые природные территории. Общая площадь особоохраняемых территорий – 9035 га.

· Ландшафтный заказник «Ратца» (площадь 3201 га.) – типичный для юго-запада области природный комплекс с разнообразными типами леса, верховыми болотами;

· Рекреационный ботанический заказник «Падун» (площадь 1213 га.);

· Ландшафтный заказник «Чагодощенский» (площадь 4524 га);

· Природный резерват местного значения «Старая Пустынь» (площадь 97 га.) – создание природного резервата обусловлено необходимостью сохранения в неизменном виде культурно – исторического местечка «Старая Пустынь», связанного с именем преподобного Евфросина Синозерского.

Дорожная сеть.Автодороги с усовершенствованным покрытием, с покрытием, без покрытия, грунтовые проселочные, полевые и лесные дороги, зимние дороги, железные дороги.

1.2 Картографические источники

Процесс камерального составления карты предполагает наличие другой карты (карты-источника), которая может быть использована для нанесения гидрографии и других элементов содержания на новую карту. Использование карты-источника может быть полное или частичное по некоторым элементам. Может оказаться необходимым привлечение нескольких карт для нанесения разных элементов содержания. В качестве карт-источников привлекаются карты общегеографические, тематические и специальные.

Общегеографические карты используют в качестве источников при составлении любых тематических карт. Они служат основой для нанесения тематического содержания. Топографические, обзорно-топографические и обзорные карты – это надежные и достоверные источники, которые создают по государственным инструкциям, в стандартной системе условных знаков с определенными, строго фиксированными требованиями к точности.

Вся территория России покрыта топографическими картами масштабов 1:25000 и мельче. На отдельные территории имеются карты более крупных масштабов. Другие, сравнительно небольшие по площади страны располагают картами значительно более крупных масштабов, например территория Великобритании целиком закартографирована в масштабе 1:2500. Вся планета охвачена международными картами масштабов 1:1000000 (около 1000 листов) и 1:2500000 (262 листа).

Значение общегеографических карт не ограничивается использованием их для привязки тематического содержания. Они обеспечивают географическую достоверность картографирования, играя роль каркаса, относительно которого выполняют нанесение и последующую увязку тематического содержания составляемой карты, а также взаимное согласование карт разной тематики.

Тематические картографические материалы основной источник для составления тематических карт. К ним относятся результаты полевых тематических съемок (крупномасштабные планы, схемы, абрисы, маршрутные и стационарные съемки и т.п.), собственно тематические карты разного масштаба и назначения, а также разного рода специальные материалы такие, как схемы землепользовании, лесоустроительные планы и др.

Тематические карты крупных масштабов всегда служат источниками для создания мелкомасштабных карт, но особенно важно, что карты одной тематики часто используют при составлении карт смежной тематики. Так, при почвенном картографировании привлекают карты растительности и геоморфологические, при создании геоморфологических карт – геологические и тектонические, при составлении карт транспорта необходимы карты расселения и т.д. А для получения синтетических карт районирования и оценки территории в качестве источников часто используют серии карт разной тематики. Современное обилие тематических материалов ставит задачу оптимизации их выбора при создании любой карты, а это требует от картографа глубоких географических знаний.

Особый вид источников –кадастровые карты и планы. Они с документальной точностью отражают размещение, качественные и количественные характеристики явлений и природных ресурсов, дают их экономическую или социально-экономическую оценку, содержат рекомендации по рациональному использованию и охране природных ресурсов. Таковы карты кадастра земельного, городского, полезных ископаемых, лесного, водного, промыслового и др.

Кроме карт используются и другие источники, содержащие данные, необходимые для составления:

- каталоги координат опорных пунктов;

- литературно-описательные материалы: книги, научно-технические отчеты, описания;

- справочники и статистические данные по населению, экономике, административно-территориальному устройству, путям сообщения и т.д.;

- справочные дежурные пособия по отдельным элементам содержания карт.

Для составления разных по содержанию, масштабам и назначению карт даже для составления одной карты картографические источники имеют различное значение и степень использования.

Принято подразделять используемые для составления каждой карты картографические источники на основные и дополнительные. В группу основных источников всегда входят общегеографические карты, по которым составляется гидрография, а во многих случаях и другие элементы (рельеф, пути сообщения, населенные пункты, политико-административные границы и др.). Основными картографическими источниками могут являться различные специальные карты, по которым составляются все элементы содержания – общегеографические и специальные. Иногда в качестве основных источников привлекаются две или несколько карт.

Основными картографическими источниками для составления специального содержания специальных карт часто являются справочники, статистические, а также литературно-описательные материалы. Например, специальное содержание карт экономических, населения, некоторых карт природы наиболее часто составляется по статистическим данным; исторические события весьма часто наносятся на карту по литературно-описательным данным.

К дополнительным картографическим источникам относятся карты, справочники и литературно-описательные источники, не вошедшие в основные, но с которых берутся дополнительные данные для нанесения на карту или уточняется ее содержание (например, устанавливается классификация путей сообщения, проводится транскрибирование названий, уточняется положение границ и т.д.). К дополнительным картографическим источникам относятся также дежурные справочные пособия.

Источники, привлекаемые для картографирования, также подразделяются на первичные, полученные в ходе прямых измерений и наблюдений, и вторичные, являющиеся результатом обработки и преобразования первичных материалов.

Картографические источники, используемые при написании данной курсовой работы следующие:

- карта масштаба 1:1000000;

- карта масштаба 1:200000;

- таблица дуг меридиан в 1° по широте, длин дуг параллелей в 1° по долготе;

- таблица отрезков меридианов Д, величин lg;

- таблица значений радиусов первого вертикала N, меридианов М, параллелей r, радиусов кривизны R;

- таблицы Гаусса-Крюгера для вычисления прямоугольных координат;

- таблицы размеров рамок и площадей топографических карт масштабов 1:200000, 1:1000000.

Схема картографических источников показана в Приложении А.

2. Проектирование среднемасштабной карты масштаба 1:1000000

Проектирование среднемасштабной карты 1:1000000 состоит из нескольких этапов:

- построение математической основы;

- вычисление и построение нормальной равноугольной конической проекции;

- вычисление искажений на проектируемой карте;

- содержание, назначение карты;

- компоновка карты.

Карта масштаба 1:1000000 создаётся в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса, вычисленной по параметрам эллипсоида Красовского для шестиградусной зоны или в конических и поликонических проекциях.

В данном разделе курсовой работы выполнено проектирование карты масштаба 1:1000000 в конической проекции с одной главной параллелью, для этого выполнены расчёты параметров конической проекции для картографируемого района согласно варианту, определены величины искажений для данной проекции, построена по результатам расчётов проекция, привязан район картографирования к данной проекции, выполнена компоновка карты.

Нормальная коническая проекция – проекция, в которой параллели нормальной сетки – дуги концентрических окружностей, центр которых в точке схода меридианов, а меридианы – их радиусы, углы между которыми пропорциональны соответствующим разностям долгот.

В этой проекции применяются две системы координат: плоские полярные координаты d и r и прямоугольные координаты х и у . Связь между координатами по следующим формулам:


(1)

,

где q – расстояние между полюсом полярных и началом прямоугольных координат, т.е. величина постоянная.

Нормальные конические проекции наиболее выгодно применять для территорий, расположенных в средних широтах и вытянутых вдоль параллелей.

2.1 Построение математической основы

К математической основе карты относят: картографическую проекцию, компоновку, масштаб (для многолистных карт – разграфку на листы, номенклатуру) и геодезическую основу.

Карту масштаба 1:1000000 необходимо создавать в конической проекции с одной главной параллелью.

Размеры одинарных листов карт в пределах широт от 0 до 60° по широте 4° и по долготе 6°, меридианы и параллели проводят через 1°.

Каждый лист карты масштаба 1:1000000 будет иметь семь меридианов и пять параллелей.

Таким образом, Вологодская область находится на нескольких листах карт масштаба 1:1000000, имеющего номенклатуры: О‑36, О‑37, О‑38, N‑36, N‑37, Р‑36, Р‑37, Р‑38.

Математическую основу вычерчивают или гравируют на координатографе, а при отсутствии – при помощи простейших приборов. С этой целью разбивают километровую сетку через 2 см и её оцифровывают. Для построения картографической сетки надо знать координаты 35 точек (по семь точек на каждой параллели).

Точность нанесения точек пересечения меридианов и параллелей ±0,2 мм. Практические размеры рамок не должны отличаться от теоретических на 0,2 мм по сторонам и на 0,3 мм по диагонали.

За внутренней рамкой листа карты дают выходы километровой сетки через 2 см и её оцифровку через 20 км. Линии меридианов и параллелей, являющиеся внутренними рамками листов, делят на отрезки через 5¢, а внутри листа через 10¢.

2.2 Вычисление и построение нормальной равноугольной конической проекции для карты масштаба 1:1000000

Территория Чагодощенского района находится на листе карты масштаба 1:1000000, имеющего номенклатуру О‑36 и ограничена меридианами с долготами lзап =30°lвост =36° и параллелями с широтами jсев =60°jюж =56°. Долгота среднего меридиана lср =33°. Картографическую сетку построить через 1°, Dj = Dl = 1°. Параметр a найти под условием, что параллель с широтой jо =jср =58° сохраняет длину, nо =1. Земную поверхность принять за эллипсоид. Формулы для вычисления:

1. , (2)

где a – параметр проекции (величина постоянная).

2. , (3)

где С – параметр проекции (постоянная величина);

r экв – радиус экватора на проекции;


, (4)

где е – эксцентриситет земного эллипсоида;

,

где а – большая полуось эллипсоида;

b – малая полуось эллипсоида;

а = 6378245 м;

b = 6356863 м;

R = 6371116 м (средний радиус Земли, принятой за шар).

.

3. , (5)

где d – полярный угол.

4. , (6)

где r – радиус параллелей по проекции.

5. , (7)

где q – расстояние между полюсом полярной системы координат началом счёта прямоугольных координат на проекции;

х – абсцисса.

6. , (8)

где у – ордината.

7. , (9)

где m , n – масштабы по меридианам и параллелям;

r – радиусы параллелей земного эллипсоида.

8. , (10)

где р – масштаб площади.

9. (w – максимальное искажение в проекции).

Величины r, lgv, No , ctg j o выбирают по значению широты главной параллели jо из картографических таблиц.

Вычисление параметров конической проекции a и С произведены по формулам (2) и (3), результаты представлены в таблице по форме 1.

Вычисление параметров a и С

Обозначение и формулы Вычисление значений jо = 58°
0,8480481
0,5400344
lg = 0,4579751
2,870616
3995197´1/1000000´100=399,5197
С 1146,867643

Вычисление полярных координат d и r произведены по формуле (5) для разностей долгот , где l i - меридианы, l ср = 33°, результаты представлены в таблице по форме 2.

Вычисление полярных углов d

Обозначения и формулы Вычисление значений для разности долгот
D l 0
a 0,8480481
0 0,8480481 1,6960962 2,5441443

Радиусы параллелей r проекции вычисляют, преобразуя формулу (6) . Радиусы параллелей r проекции представлены в таблице по форме 3.

Вычисление радиусов параллелей

Обозначения и формулы Вычисление значений для широт
56° 57° 58° 59° 60°
0,8480481
lg v 0,5122473 0,5259534 0,5400344 0,5545159 0,5694259
lg v a = a lg v 0,4344103 0,4460338 0,4579751 0,4702562 0,4829006
va 2,7190068 2,7927612 2,8706160 2,9529507 3,0401888
C 1146,867643
421,796534 410,657253 399,519700 388,380220 377,235665

Вычисление прямоугольных координат х и у проводится по формулам (7), (8) для неё q =422 (число, близкое к значению радиуса южной параллели). Результат вычислений представлен в таблице по форме 4.


Вычисление координат конической проекции

j Обозначения и формулы Вычисление значений для широт
lср lср ±Dl lср ±2Dl lср ±3Dl

d

cos d

sin d

0,0000000

1,0000

0,0000

0,8480481

0,9999

0,0148

1,6960962

0,9996

0,0296

2,5441443

0,9990

0,0444

56°

x , см

q , см

r´cos d, см

r, см

у , см

0,203466

422

421,796534

421,796534

0,000000

0,245646

422

421,754354

421,796534

6,242589

0,372185

422

421,627815

421,796534

12,485177

0,625263

422

421,374737

421,796534

18,727766

57°

x , см

q , см

r´cosd, см

r, см

у , см

11,342747

422

410,657253

410,657253

0,000000

11,383813

422

410,616187

410,657253

6,077727

11,507010

422

410,492990

410,657253

12,155455

11,753404

422

410,246596

410,657253

18,233182

58°

x , см

q , см

r´cosd, см

r, см

у , см

22,480300

422

399,519700

399,519700

0,000000

22,520252

422

399,479748

399,519700

5,912892

22,640108

422

399,359892

399,519700

11,825783

22,879820

422

399,120180

399,519700

17,738675

59°

x , см

q , см

r´cosd, см

r, см

у , см

33,619780

422

388,380220

388,380220

0,000000

33,658618

422

388,341382

388,380220

5,748027

33,775132

422

388,224868

388,380220

11,496055

34,008160

422

387,991840

388,380220

17,244082

60°

x , см

q , см

r´cosd, см

r, см

у , см

44,764335

422

377,235665

377,235665

0,000000

44,802059

422

377,197941

377,235665

5,583088

44,915229

422

377,084771

377,235665

11,166176

45,141571

422

376,858429

377,235665

16,749264

Прямоугольные координаты х , у для нормальной равноугольной конической проекции составлены в таблице по форме 5.


Вычисление прямоугольных координат

j Обозначения Прямоугольные координаты для меридианов, см

lср =33°

d=0

l=lср ±Dl

d=0,8480481

l=lср ±2Dl

d=1,6960962

56° X 0,203466 0,245646 0,372185
Y 0,000000 6,242589 12,485177
57° X 11,342747 11,383813 11,507010
Y 0,000000 6,077727 12,155455
58° X 22,480300 22,520252 22,640108
Y 0,000000 5,912892 11,825783
59° X 33,619780 33,658618 33,775132
Y 0,000000 5,748027 11,496055
60° X 44,764335 44,802059 44,915229
Y 0,000000 5,583088 11,166176

2.3 Определение величины искажений на картах

Величины искажений длин, площадей и максимального искажения углов являются критерием для достоинства проекции.

Значение искажений в данной точке проекции на карте можно определить по формулам аналогичным способом.

При вычислении искажений вводятся следующие величины:

- Частный масштаб площади (р ).

- Искажение площади (vp ).

- Наибольший масштаб (а ).

- Наименьший масштаб (b ).

- Максимальный угол искажений (w).

- Коэффициент искажения форм (k ).

В ходе курсовой работы использованы следующие обозначения:

n – масштаб по параллели;

m – масштаб по меридиану;

e – уклонение угла t от 90°;

t – угол между меридианом и касательной к параллели;

l 1 – длина меридиана в выделенной трапеции на карте;

L 1 – длина меридиана в выделенной трапеции на местности;

l 2 – длина параллели в выделенной трапеции на карте;

L 2 – длина параллели в выделенной трапеции на местности.

Частный масштаб площади определяется по формуле:

,

где ;

;

.

Искажение площади

.

Наибольший и наименьший масштабы определяются из системы:

;

где а – наибольший масштаб;

b – наименьший масштаб.

Максимальный угол искажений:

.

Коэффициент искажения форм:

1. Выберем на карте

Страницы: 1 2 3