Основы топографии и ориентирования на местности

Введение в топографию

Продуктом топографических исследований становится топографическая карта, на которой максимально подробно отражены элементы рельефа, а также созданные природой и человеком объекты. Истоки топографии уходят в глубокую древность; она появилась еще до появления письменных языков, когда люди создавали первые условные планы и знаковые схемы для обмена важной информацией и ориентации на местности.

Активный толчок развитию топографии дало освоение новых территорий, а также экспедиции и эпоха Великих географических открытий. В современных условиях эта наука использует передовые технологии и всё чаще интегрируется с автоматизированными системами. Сбор и обработка данных о рельефе территории реализуется с помощью топографических съемок, объединяющих инструментальное измерение на местности, камеральную обработку результатов и последующее построение карты в графическом редакторе.

Комплекс работ по созданию карты условно делится на несколько этапов. Сначала специалисты проводят детальные замеры при помощи геодезических инструментов и стационарных станций. Затем производится аналитическая обработка полученной информации, что позволяет определить координаты всех значимых объектов. Финальный этап - это перенос данных на карту либо топографический план с помощью различных условных символов и знаков. Данный процесс формирует практические и теоретические основы топографии.

Предмет и задачи топографии

В систематике топографии выделяют целый ряд базовых и специализированных задач. К важнейшим из них относятся:

• совершенствование методов составления топографических карт и планов;
• разработка новых способов детализации изображения рельефа и прочих объектов;
• обеспечение максимальной точности и достоверности картографического материала;
• подготовка методик для практического и инженерного применения картографических источников;
• классификация и систематизация топографических чертежей по масштабам и назначению.

Основы топографии - это сумма знаний и практических методов, позволяющих создавать, анализировать и применять топографические планы для получения точного местоположения и высоты точки, а также решения различных задач, связанных с ориентацией и планированием действий на местности. Этот комплекс принципов отличает топографические карты от других видов картографии, делая их ключевым инструментом инженерных, военных, строительных и исследовательских работ.

Каждая территория на карте состоит из базовых топографических компонентов: рельефных форм и отдельных предметов (или объектов). Рельеф - это возвышенности, понижения, горы, ложбины и прочие элементы, от которых зависят способы передвижения, укрытия и маскировки. Местные объекты включают разлившиеся реки, массивы леса, слабопроходимые болота, посёлки, транспортные магистрали, сооружения - и требуют грамотного прочтения на карте для адекватного планирования маршрутов.

Необходимо также различать масштабы топографических карт: крупномасштабные (от 1:500 до 1:10 000) подходят для инженерных и строительных изысканий, среднемасштабные (от 1:25 000 до 1:100 000) - для тактических и хозяйственных работ, а мелкомасштабные (от 1:200 000 и меньше) применяются для стратегии и обзоров широких территорий. Обработка результатов полевых работ сегодня невозможна без применения вычислительных комплексов, а также данных дистанционного зондирования и спутникового позиционирования.

Основы ориентирования на местности

Ориентироваться - значит определить своё положение относительно сторон света и объектов окружающей среды, а также выбрать верный маршрут для достижения намеченной точки. Важнейшим инструментом считается топографическая карта: с её помощью становится возможной привязка абстрактного изображения к реальной обстановке, быстрое выявление отличительных объектов и составление оптимального маршрута.

Существуют два подхода к ориентированию по карте: общая и детальная. Первая применяется при движении по знакомым трассам и дорогам - для выбора направления достаточно ориентировочно узнать своё положение. Детальная методика предполагает, что человек точно определяет свою точку стояния, направление движения и рассчитывает азимут; она особенно необходима в районах сложного рельефа, плотного леса, без зримо выраженных ориентиров.

Для точного определения своего положения полезно использовать методы засечки, сравнивать карту с окружающей местностью и искать соответствия между объектами на карте и в действительности. Один из обязательных навыков - определение масштаба карты, в том числе в ситуациях, когда титульные данные утеряны. С этой целью или измеряют расстояния между важными точками на карте и на местности шагами, по времени движения или с использованием GPS; затем посредством пропорции узнают масштаб. В роли ориентиров могут быть задействованы как отдельные здания, вышки, мосты (точечные ориентиры), дорожные сети, реки и линии электропередач (линейные), так и крупные массивы - водоёмы, леса или населённые пункты (площадные ориентиры).

Развивая практические основы топографии, важно научиться использовать не только классический компас, но и современные GPS-устройства, научиться определять стороны света по природным признакам: положению солнца, длине и направлению тени, луне или созвездиям. Составление предварительных схем, выбор бережного маршрута, анализ возможных трудностей - всё это позволяет увеличить уровень собственной безопасности и повысить успешность передвижения даже в незнакомой зоне.

Основы движения по азимуту

Понятие "азимут" относится к измерению горизонтального угла между северным направлением и направлением на определённый объект, причём отсчёт ведут вправо, по часовой стрелке. Азимут принимается за величину в градусах от 0 до 360. Для точного построения направления движения следует сначала совместить стрелку компаса с севером, а затем определить интересующий угол до целевого объекта.

Существует различие между магнитным и истинным азимутом. Истинный измеряется от географического меридиана, магнитный - от магнитного (по стрелке компаса). Разница между этими направлениями называется магнитным склонением: оно бывает восточным, если стрелка отклоняется вправо, и западным - если влево. Пренебрежение этим фактором при дальних переходах может привести к ощутимым ошибкам и промахам в маршруте.

Движение по азимуту связывается с определённым уровнем погрешности, иногда доходящим до 5-10% длины маршрута. Чтобы минимизировать эти искажения, рекомендуется использовать промежуточные точки, тщательно контролировать количество сделанных шагов или пройденное время, а также составлять подробные графические схемы маршрутов. Всё это неразрывно связано с основами топографии и по-прежнему актуально даже в век электронных навигаторов и спутниковых систем позиционирования.

Новейшие разработки - мобильные приложения, спутниковые трекеры - значительно упростили задачу ориентирования, однако владение классическими методиками остаётся залогом успеха при внезапной потере сигнала или сбоях электроники. В комплексе с визуальной навигацией и анализом рельефа местности, эти знания позволяют уверенно чувствовать себя в любой, даже самой сложной топографической ситуации.