Курс лекций и практикум "Правила и приемы топографического черчения"

Раздел 1. Топографические карты и планы, их построение, назначение и использование

ПМ 01. Выполнение геодезических работ МДК. 01.01. Топографо-геодезические изыскания

МДК. 01.01. Топографо-геодезические изыскания Раздел 1. Топографические карты и планы, их построение, назначение и использование

Создание топографической карты – сложный процесс, включающий выполнение геодезических и топографических работ, составление и редактирование, подготовку к изданию и издание карт. Почти на каждом этапе создания карты в той или иной мере имеют место чертежные и оформительские работы, для выполнения которых необходимо не только знать материалы, принадлежности, чертежные
и гравировальные инструменты,
но владеть методами и приемами
вычерчивания и оформления карт

Несмотря на все большее внедрение механических, автоматических и электронных способов создания оригиналов карт, роль топографического черчения велика.
При овладении приемами черчения развиваются:
Глазомер
Твердость руки
Аккуратность
Усидчивость
Развитие художественного вкуса

Исторический путь географической карты

Картография является одной из наиболее древних отраслей человеческих знаний – ее истоки уходят в далекое прошлое. Простейшие картографические рисунки были известны в первобытном обществе еще до зарождения письменности. Эти изображения выполнялись резцами или краской на дереве, камне, металле, глиняных табличках, папирусе, тканях.

Расширяющие географические познания способствовали тому, что карты становились более подробными и наглядными. Важнейшее значение имели путешествия в конце XV и начале XVIвв.

Герард Меркатор, фламандский картограф и географ (1512-1594). Составил карты всего земного шара. Собрание карт назвал атласом.

Что изображено на фрагменте стариной немецкой карты XVII в.?

горы

растительность

реки

города

дороги

Чертежи русских земель

Русская картография имеет свою богатую историю, которую делали:
землепроходцы, ходившие вдоль Амура и Тихого океана: Василий Поярков и Ерофей Хабаров;
Первопроходчик реки Лены – Василий Бугров;
Казак – Семен Дежнев, открывший пролив между Азией и Америкой;
И многие другие, часто безвестные, составители «чертежей», как тогда на Руси назывались карты.

Семен Дежнев

Русская картографическая школа начала формироваться в конце XV в. При выполнении карт их внешнему виду уделялось огромное внимание.
Немалое внимание в России уделялось подготовке специалистов в области черчения и оформления карт.

Фрагмент старинной русской карты

Специальным указом от 9 декабря 1719 года Петр I разослал подготовленных в школе геодезистов во все концы России для съемки отдельных территорий. Большой вклад в картографирование внесли геодезисты И.Евреинов и Ф.Лужин – они составили карту Сибири и Дальнего Востока.
Техника составления карт в те времена была несложной: на лист бумаги вычерчивалась сетка меридианов и параллелей, на которую по координатам наносились отдельные точки, а затем основное содержание карты.

Карта Российской империи.
Сибирь. 1734 г.

Примеры старинных карт

Примеры старинных карт

Примеры старинных карт

Примеры старинных карт

Примеры старинных карт

Примеры старинных карт

После Великой Октябрьской социалистической революции 1917 года возникла острая необходимость в ускорении картографирования страны. С 1920 года начал внедрятся метод создания карт с использованием аэрофотосъемки. Это позволило за короткий срок создать карты обширных территорий и к 1954 году завершить картографирование нашей страны в масштабе 1:100 000.

В настоящее время для создания карт используют аэро- и космические съемки и компьютерные технологии. Аэро- и космические съемки Земли, сделанные с летательных аппаратов, используют для составления карт различного назначения. Космические снимки позволяют не только создавать очень точные карты, но и оперативно отслеживать все изменения, происходящие на поверхности Земли.

Технология изготовления оригиналов карт в настоящее время использует применение различных автоматических устройств (электронные координатографы, автоматические графопостроители)

Широкоформатный промышленный плоттер (координатограф)

Режущий плоттер
(графопостроитель)

Бумага.
Картографические изображения создаются на различных бумагах. Бумага состоит из растительных волокон, наполнителей и клеящих веществ.

Чертежная бумага применяется марок В (высшего качества) и марки О (обыкновенная).
Требования к чертежной бумаге:
должна иметь белую или голубоватую поверхность;
должна быть светоустойчива;
должна обладать достаточной плотностью и прочностью на разрыв;
не должна пропускать тушь и краски и вступать с ними в химическую реакцию;
поверхность бумаги должна быть слегка бугристой.

На миллиметровой бумаге отпечатана цветная сетка квадратов (1 мм 1 мм). Такую бумагу используют для построения профилей, схем, графиков, букв и т. д.

Для изготовления копий с чертежей, схем используется калька –представляет собой тонкую писчую бумагу, пропитанную раствором спирта, касторовым маслом и смолой, имеет цвет воска. Для большей прозрачности ее можно перед черчением протереть ватным тампоном, смоченным подсолнечным маслом. Поверхность кальки хорошо удерживает тушь. Непропитанная калька называется пергамином. На пергамине хорошо чертить карандашами и тушью. Оба материала допускают подчистки ножом или лезвием, но перед повторным черчением тушью их лучше смазать коллодием. Материалы склонны к большой усадке, особенно при изменении влажности, и потому непригодны для вычерчивания издательских оригиналов.

Краски. Тушь.

Тушь – прочная краска, в которой красящим раствором является сажа или различные каменноугольные красители. Тушь применяется для вычерчивания издательских оригиналов. Изготавливают ее концентрированной (в тюбиках) и жидкой (во флаконах). Тушь должна быть черного цвета, хорошо ложиться на бумагу и прочно держаться на ней. Не должна расплываться и иметь блеска. Тушь бывает черного, зеленого, коричневого и другого цветов.

Краски. Тушь.

Для картографических работ применяются клеевые краски, к ним относятся: акварельные, гуашевые краски. Акварельную краску перед употреблением разводят водой. Она относится к некроющим краскам. Гуашевые краски приготовляют из более грубого размола, они - кроющие.

Принадлежности для черчения.

К принадлежностям для топографического черчения относят линейку, лекало, транспортир и др.
Для топографического черчения применяются линейки, со скошенным пластмассовым краем, вдоль которого нанесены миллиметровые деления. Край линейки должен быть без зазубрин, ровным, прямолинейным.

Принадлежности для черчения.

Существует простой и надежный способ проверки прямолинейности линейки: по рабочему ребру проводят линию, затем линейку переворачивают, как показано на рисунке, и снова проводят линию. Если ребро прямое, линии совпадают, а при кривизне получатся разрывы.

Принадлежности для черчения.

Для нанесения на планшет рамок топографических планов и сеток применяют специальные металлические линейки – Дробышева (а) и ЛБЛ (б) (линейка Бизяева-Лизунова).
В этих линейках имеются вырезы через равные расстояния: в линейке Дробышева через 10 см, ЛБЛ – через 8 см.

Топографическая готовальня.

1 - пенал; 2 — карандашная ножка к чертежному падающему кронциркулю; 3 - удлинитель к чертежному циркулю; 4 - рейсфедер линейный; 5 — кронциркуль падающий с рейсфедером; 6 — отвертка; 7 — разметочный циркуль; 8 — циркуль чертежный с карандашной вставкой; 9 — ручка-удлинитель; 10 — рейсфедер линейный; 11 —- рейсфедер к чертежному циркулю; 12 - центрик; 13 — ножка игольная к чертежному циркулю; 14 — измеритель

Принадлежности для черчения.

Для вычерчивания окружностей применяют циркули. Круговой циркуль предназначен для вычерчивания окружностей с радиусом до 200 мм; он имеет одну иглу; в другую ножку можно вставлять карандашную или рейсфедерную вставку. Для вычерчивания небольших окружностей (радиусом от 0,4 до 5 мм) пользуются падающим кронциркулем ("балеринка") или комбинированным микроизмерителем.

Рейсфедер
Значение слова "Рейсфедер» (нем. Reißfeder, от reißen — чертить и Feder — перо), чертёжный инструмент для проведения тушью или краской линий толщиной от 0,08 до 1,6 мм. Рейсфедеры наиболее распространённых типов показаны на рисунке. Двойной рейсфедер позволяет проводить по линейке или лекалу одновременно две параллельные линии одинаковой или разной толщины с расстоянием между ними от 0,5 до 8 мм; кривоножка (одинарная или двойная) служит для выполнения от руки (без лекала) кривых линий — одинарных или двойных с промежутками между ними от 0,5 до 5 мм. Ручки рейсфедера изготавливают из пластмассы, реже из стали; перья — из стали или ударопрочных пластмасс, армированных стальными пластинами. Толщина проводимых линий регулируется. 

Чтобы рейсфедер всегда был в хорошем состоянии, после работы его надо тщательно протирать и вставлять между створками кусочек пробки или картона (для сохранения концов створок). Нельзя соскабливать засохшую тушь ножом - следует отмочить ее в воде или в спирте и протереть створки замшей или мягкой полотняной тряпочкой.

а – линейный, б – ножевидный, в – с широкими щечками и делительной головкой, г – двойной линейный, д – двойная кривоножка, е – циркулярный, ж – циркулярная кривоножка

Для картографического черчения применяют специальные чертежные перья: № 291, № 2350, № 41, "Рондо". У хорошего пера разрез должен находиться в середине, концы пера быть одинаковой длины и толщины; перо при опробовании должно не царапать бумагу, а давать тонкую ровную линию. Этих качеств можно добиться, самостоятельно затачивая перья. С чертежными перьями надо обращаться бережно, предохранять от ударов и повреждений.

Чертежные перья

Рапидограф

Рапидограф (капиллярная ручка) — инструмент для выполнения точных чертёжных работ. Состоит из небольшой трубки и баллончика для туши. Внутри трубки расположена тонкая игла, которая отвечает за стабильную подачу краски. Его удобно применять для создания чертежей и рисунков тушью.

1 — наконечник пера и игла2 — воздушный канал3 — утяжелитель4 — корпус5 — патрон для туши 6 — зажим7 — ручка8 — перо в разрезе: утяжелитель и игла9 — колпачок10 — перо

Ручка «Графос»

Ручка «Графос» проста в обращении и предназначена для обычной чертежной и каллиграфической туши. Ручку заряжают чертежной тушью, которая затем свободно и равномерно стекает с острия пера. Имеется большое разнообразие сменных перьев, предназначенных для разных целей. Верхняя пластинка пера поворачивается в ту или другую сторону, что облегчает чистку пера.
Особо важное значение имеет ширина кончика пера, которым обеспечивается абсолютно точное и бесперебойное вычерчивание линий одинаковой толщины.
Ручка легко крепится к любому циркулю с помощью зажима.

Чтобы подготовить ручку «Графос» к работе, необходимо снять колпачок и надеть его на другой конец ручки для сохранения равновесия. Затем вынимают тушеподающий стержень, наполняют емкость ручки тушью, далее устанавливают тушеподающий стержень на место, вставляют перо, и ручка готова к использованию. По окончании работы перо снимают, плотно закрывают колпачком, чтобы тушь не засохла, а перо тщательно протирают.

Во время работы чертежник устанавливает, перо, которое лучше всего подходит для выполняемой работы. Ручка «Графос» представляет собой превосходный чертежный инструмент, особенно рекомендуется для вычерчивания тонких линий очень высокого качества.

Работа карандашом

Наиболее часто для черчения используют графитный карандаш.Карандаши имеют 19 степеней твердости. Мягкие карандаши (B) предназначены для художественного рисунка. Твердые (H) – для черчения. У карандашей с обозначениями (HB) и (F) – средняя твердость.
Карандаш удаляется с бумаги или пластика резинками. Они бывают мягкими жесткими; в состав жестких входит абразив, ими можно удалят цветные карандаши, тушь или краску.

Карандаши надо правильно затачивать. Для этого используют острый нож из хорошей стали. Сначала снимают по конусу дерево на 3-3,5 см от конца. Длина графитного стержня, освобожденного от дерева, должна составлять 5-6 мм. Потом оттачивают графитный стержень по конусу или лопаточкой. Во время заточки карандаш надо вращать вокруг его оси. Для окончательной отточки или подточки во время работы пользуются мелкозернистой шкуркой

Техника работы карандашом

Черчение карандашом по линейке несложно, но несколько практических советов могут понадобиться начинающему составителю. Проводя линии, не следует держать карандаш близко к графиту не рекомендуется менять наклон карандаша. Конец его надо держать вплотную к линейке. Карандаш, который в работе быстро тупится, следует периодически подтачивать о наждачную бумагу или брусочек. При работе не нужно сильно нажимать на карандаш особенно при черновом черчении с последующим обведены тушью на ватмане.

При вычерчивании кривой линии от руки необходимо делать это не длинными штрихами, а очень короткими - наращивать штрих. Вначале будет получаться неровная линия - елочкой, но после приобретения навыка линия станет ровной. Наращивать штрих надо при движении карандаша на себя, каждый новый штрих должен частично перекрывать уже нарисованную линию. При этом наклонять карандаш надо на угол около 45° и направлять его несколько правее правого плеча.

Техника работы рейсфедером

Рейсфедер наполняют тушью с помощью металлической пластинки или пера. Высота столбика туши между створками рейсфедера должна составлять 3,5-5 мм при черчении тонких линий и 5-8 мм - для толстых. Если туши меньше, она быстро засыхает; большее количество туши приведет к выливанию ее на чертеж или к утолщению линий.

Перед началом вычерчивания надо провести пробные линии на куске материала, аналогичном тому, на котором работаете. Прочерчивать линию нужно медленно, слегка нажимая на инструмент. При быстром движении линия получается рваной. Если при правильной работе все же получается неровная или "несочная" линия, это может быть из-за сгущения туши в створках (рейсфедер промыть и протереть) или вследствие плохой заточки инструмента (рейсфедер заново заточить).

Где изображена правильная техника работы рейсфедером?

Работа циркулем, кронциркулем

При работе круговым циркулем движение должно быть медленным и плавным, инструмент не следует сильно наклонять в сторону движения. Ось кронциркуля при работе ставят отвесно, указательным пальцем слегка нажимают на шляпку, а безымянным, большим и средним вращают по часовой стрелке трубку с рейсфедером плавно и медленно. Обычно бывает достаточно одного поворота.

Техника работы пером

Чертежную ручку держат в руке как обыкновенную. Перо касается бумаги двумя половинками. Ручку не надо сжимать, при движении пером пальцы должны свободно двигаться, а кисть руки опираться ребром ладони о стол. Локоть также опирается о стол. Набирают тушь на перо осторожно опуская его кончик выпуклой стороной в тушницу, стараясь легко прикоснуться к поверхности туши и набрать ее немного. Чем меньше туши на пере - тем тоньше линия. При работе следует только слегка касаться пером бумаги. Ни в коем случае нельзя писать пером - им надо только чертить, т. е. наращивать очень короткими штрихами.

Перо двигают на себя и от себя: первое движение на себя - прочерчен штрих, от себя - перо не касается бумаги, опять на себя - перо ставят примерно на середине прочерченного штриха и наращивают его на величину около 1 мм. При вычерчивании кривых линий чертеж поворачивают так, чтобы движение всегда было на себя, а не в сторону. Точки чертят слегка вращая кончик пера. Во время работы перо периодически промывают в чистой воде и протирают мягкой тряпочкой. Работа пером - наиболее сложная технически и требует большого навыка для обеспечения высокого качества.

Особенности работы акварельными красками.

Перед окрашиванием необходимую площадь смачивают водой для удаления жирного налета с бумаги и приглаживания ворсинок. На смоченную поверхность краска ложится ровно и без пятен. Необходимо помнить , что после высыхания тон краски становится темнее. Окрашивание до нужного тона проводят слабо разведенной краской нужное число раз. Окрашивание следует производить по всей площади за один прием. При окрашивании по частям в местах стыка получатся неисправимые полосы.

При раскрашивании чертежей рекомендуется:
- повторную окраску для усиления тона производить после просыхания поверхности бумаги;
- не прибегать к искусственной просушке окрашенной площади, в этом случае испарение происходит не равномерно и на разных участках вместе с водой будет испаряться разное количество краски;
- убирать краску с ошибочно закрашенной площади чистой полусухой кистью. При случайных заплывах краски за контур ее убирают быстрыми движениями кисти в сторону, обратную заплыву.

Исправление ошибок черчения тушью.

Часто приходится стирать уже сделанный рисунок. С ватмана его удаляют острым ножом, скальпелем или лезвием безопасной бритвы. Нож следует наклонить плоскостью на угол 45-55° к плоскости чертежа и плавными движениями, не прижимая его к бумаге, как бы "сбрить" нужное место. Лезвие выгибают большим и указательным пальцами и, двигая параллельно бумаге, срезают тушь с очень тонким слоем бумаги. Удалив рисунок, соскобленное место протирают чистой мягкой резинкой и "притирают" плоским отшлифованным предметом, чтобы спрессовать разрыхленный слой бумаги. С восковки и пергамина тушь соскабливают лезвием, держа его перпендикулярно бумаге. Соскабливать надо не углом, а частью кромки лезвия легкими, плавными движениями. Кальку и пергамин обязательно, а ватман желательно для повторного черчения тушью по исправленному месту смазать коллодием. Тушь на него ложится хорошо.

Тренировка по исправлению ошибок черчения тушью.
Срезание бритвой букв со страницы журнала, газеты.

Качество работы в немалой степени зависит от организации рабочего места.
Инструменты и принадлежности нужно располагать на столе в определенном порядке. Справа должно лежать то, что берется правой рукой: карандаш, резинка, ручка с пером, рейсфедеры и пр. слева располагается то, что берется левой рукой: линейка, тряпочка и т.п. Тушь, краски ставятся спереди так, чтобы небыли случайно задеты и пролиты.
После работы каждый инструмент тщательно очищают и убирают в готовальню.

Топографическое черчение отличается высокой точностью. Степень точности характеризуется отклонением полученного результата от заданного, т.е. величиной ошибки.
Предельная графическая точность – около 0,1 мм. На точность чертежа влияют:
квалификация и аккуратность исполнителя
качество инструментов, материалов и принадлежностей.
Обозначение точек наколами широко используется в топографии. Контролем проведения карандаша через точку является небольшой «щелчок». Если этого не произошло, значит карандаш прошел в стороне от точки, а значит допущена неточность в работе.

Вычерчивание коротких прямых и кривых линий различной толщины карандашом, элементов гидрографии и рельефа.

Материальное обеспечение: лист чертежной бумаги формата А4, карандаш 3Т-4Т, линейка, треугольник, резинка.

Требования к работе:
Разграфку требуется выполнять с предельной графической точностью (0,1мм).
Линии должны быть одинаковой длины и хорошего качества.
На бумаге не должно оставаться следов от продавливания карандашом.
Все указанные размеры должны быть соблюдены.

Последовательность выполнения работы:

Упражнение 1.
В левой части листа вычертить вспомогательный прямоугольник размером 120мм165мм, внутри которого сделать разграфку параллельных линий по указанным на образце размерам.
Через 1мм вычертить от руки прямые, наклонные и кривые линии, начиная с линий толщиной 0,1мм и постепенно утолщая их, прийти к линия толщиной 1,0мм

Упражнение 2.
В правой части листа вычертить от руки линии рельефа

Упражнение 3 (самостоятельная работа).
Вычертить прямоугольник 75120мм
При помощи линейки построить шкалу толщин от 0,1 до 2,0мм

Примечание: цифры указывающие размеры, вычерчивать не нужно.

Вычерчивание линий рейсфедером. Штриховка в одном направлении и в пересекающихся направлениях. Проведение пунктирных линий.

Материальное обеспечение: лист чертежной бумаги формата А4, карандаш 3Т-4Т, линейка, треугольник, рейсфедер, тушь черная, бритва, тряпочка, резинка.

Требования к работе:
Линии должны быть «налитыми» с ровными краями.
Линии в шкале толщин должны быть в пределах указанных размеров.

Последовательность выполнения работы:

Упражнение 1.
В верхней части листа расположить вспомогательный прямоугольник размером 30200мм
Вычертить сетку квадратов со стороной 10мм карандашом, а затем обвести тушью с помощью линейки и рейсфедера.

Упражнение 2.
Вычертить вспомогательный прямоугольник размером 40160мм
Разделить его на три квадрата и равномерно заполнить их горизонтальными, вертикальными и наклонными линиями.

Упражнение 3 (самостоятельная работа).
Вычертить 10 линий через 10мм с увеличением толщины от 0,1 до 1,5мм

Примечание: цифры указывающие размеры, вычерчивать не нужно.

Вычерчивание окружностей разного диаметра циркулем, кронциркулем

Материальное обеспечение: лист чертежной бумаги формата А4, карандаш 3Т-4Т, линейка, треугольник, чертежные инструменты (рейсфедер, циркуль, кронциркуль), тушь черная, бритва, тряпочка, резинка.


Требования к работе:
Линии должны быть «налитыми» с ровными краями.
Все окружности должны быть правильной формы и указанных размеров.

Последовательность выполнения работы:

Упражнение 1.
Посередине листа циркулем вычертить сплошной линией три окружности радиусами 80мм, 77мм, 74мм соответственно и пунктирной линией три окружности радиусами 70мм, 67мм, 64мм.
Кронциркулем в центре вычертить окружности радиусом 2мм, 4мм, 6мм, и симметрично по четырем направлениям по две окружности размерами R=1мм и R=2мм и по окружности радиусом 1мм

Упражнение 2 (самостоятельная работа).
Вычертить три дуги с разной толщиной линий

Вычерчивание чертёжным пером прямых и кривых штрихов, элементов рельефа

Материальное обеспечение: лист чертежной бумаги формата А4, карандаш 3Т-4Т, линейка, треугольник, рейсфедер, чертежная ручка с пером (чертежным), тушь черная, бритва, тряпочка, резинка.

Требования к работе:
Подготовительная разграфка выполняется с точностью 0,1мм.
Линии должны располагаться на одинаковом расстоянии друг от друга, быть хорошего качества.
Линии горизонталей должны быть плавными, налитыми, четкими.

Последовательность выполнения работы:
Упражнение 1.
В левой части листа расположить вспомогательный прямоугольник размером 50120мм
В пределах прямоугольника, в шахматном порядке, вычертить от руки тушью следующие вертикальные линии: 4 строки высотой 10 мм и толщиной линий 0,1мм; 5 строк высотой 0,8мм и толщиной линий 0,3мм; 5 строк высотой 7 мм и толщиной линий 0,5мм; 2 строки высотой 5мм и толщиной линий 1мм.
Упражнение 2.
Вычертить вспомогательный прямоугольник размером 50120мм
Нанести пером точки уменьшая плотность их нанесения и диаметр слева на право
Упражнение 3 (самостоятельная работа).
Вычертить вспомогательный прямоугольник размером 5070мм карандашом, а затем обвести тушью с помощью линейки и рейсфедера
Внутри прямоугольника вычертить элементы рельефа

Примечание: цифры указывающие размеры, вычерчивать не нужно.

Выполнение окраски площадей методом лессировки. Ступенчатая окраска.

Материальное обеспечение: лист чертежной бумаги формата А4, карандаш 3Т-4Т, линейка, треугольник, рейсфедер, ватка, акварельные краски, кисть, колпачки, тушь черная, бритва, тряпочка, резинка.

Требования к работе:
Окрашенные площади должны иметь один ровный тон
В результате наложения цветов друг на друга (упражнение 2), должны получиться другие цвета
Все фигуры должны быть соответствующих размеров

Последовательность выполнения работы:

Упражнение 1.
В левой части листа вычертить три прямоугольника высотой 180мм и шириной 40мм, которые тонкими горизонтальными карандашными линиями разделить на шесть равных частей
Площадь обезжирить. Прямоугольники раскрасить методом лессировки в светлые тона зеленый, коричневый и синий
После высыхания краски, прямоугольники покрыть этими же красящими растворами вторично, но при этом не закрашивать в зеленом и синем прямоугольниках верхние части, а в коричневом - нижнюю часть, и так продолжать пока последовательно не будут закрашены все части прямоугольника, получится шкалы высот и глубин

Упражнение 2.
В правой части листа построить карандашом три квадрата размером 4040мм, и наложить на них прямоугольник размером 80×40мм
Площадь обезжирить и приступить к окрашиванию. Один квадрат окрасить в красный цвет, другой – в коричневый, третий – в желтый, а прямоугольник в синий цвет. При этом прямоугольник окрашивается после высыхания квадратов
Контурные линии обвести тушью

1. http://www.sdusshor7.ru/index.php?mode=kso_12 - подготовка карты к изданию