Co je zobrazeno na topografických plánech?

Zmenšený obraz zemského povrchu ve formě zvláštního dokumentu se nazývá topografický plán (topoplán) nebo mapa. Pomocí symbolů je podle určitých matematických pravidel sestaven topografický plán s uvedením kvantitativních a kvalitativních charakteristik různých objektů. Hlavním rozdílem mezi mapou a plánem je nutnost vzít v úvahu zakřivení Země. Mapy mohou zobrazovat území větší oblasti než na plánu. Obecně se uznává, že topografické plány se zhotovují v měřítku 1:500, 1:1000, 1:2000 a 1:5000 a mapy v měřítku od 1:10000, 1:25000 a menších.
Pro jednoduchost použití byl pro jednotlivé listy topografických map a plánů vytvořen systém označení, tzv. nomenklatura.
Topografický plán nutně obsahuje tyto prvky: terén s vyznačením vrstevnic a výškových úrovní, průmyslová zařízení, různé budovy a stavby, silniční sítě a železnice s jejich stavbami, hranice využití území (lesy, orná půda, zahrady atd.), hydrografie a vodní stavby, vegetace, inženýrské komunikace (pozemní i podzemní).
Všechny prvky jsou na plánu vykresleny ve formě grafických prvků nazývaných symboly. Tyto grafické symboly, odhalující sémantický obsah zobrazovaných objektů, vizuálně připomínají tvar objektů v dané situaci. Konvenční znaky lze rozdělit do několika typů: měřítko (plocha), neměřítko, lineární a vysvětlující.

Měřítka topografických plánů

• rozvoj územních plánů pro vesnice;
• pro vypracování podrobného plánovacího projektu, technických projektů, dispozičních výkresů krajinářských prvků;
• detailní průzkum ložisek různých nerostů;
• tvorba technických projektů pro výstavbu a rekonstrukci silnic a železnic, potrubí, inženýrských staveb v oboru lodní dopravy, závlah, hydrologie.

Obrázek 3 – Fragmenty topografického plánu v měřítku 1:2000

Topografické plány v měřítku 1:1000 jsou určeny pro:

• vypracování územního plánu a pracovních výkresů při projektování nízkopodlažní a sídelní výstavby v zastavěném a nezastavěném území;
• řešení pro projekty vertikálního plánování a terénních úprav; vypracování plánů pro stávající podzemní sítě a stavby a spojování budov a staveb se staveništi;
• podrobný průzkum a výpočet zásob nerostů;
• projektování vodních staveb a geologické služby pro důlní podniky.

Obrázek 4 ukazuje fragmenty takového plánu.

Obrázek 4 – Fragmenty topografického plánu v měřítku 1:1000

Vypracovat výkonný, rámcový plán pro staveniště a pracovní výkresy vícepodlažního investičního rozvoje s hustou sítí podzemních komunikací, průmyslových podniků, vyřešit vertikální uspořádání, vypracovat plány podzemních sítí a konstrukcí a propojit budovy a staveb na staveniště v zastavěném území města, půdorysy v polohopisném měřítku jsou určeny 1:500. Příklad topografického plánu M 1:500 je na obrázku 5.

Ve většině případů se vzhledem k jejich širokému použití zejména ve stavebnictví používají plány v měřítku 1:500.

Obrázek 5 – Fragment topografického plánu v měřítku 1:500

Pár slov je třeba říci o topoplánech v měřítku 1:200 a 1:100, které vznikají při velkoplošné fotografii. Jejich použití je spojeno s přítomností složité situace, několika malých okruhů a hustou sítí podzemních komunikací. Plány tohoto rozsahu se také používají pro zdanění stromů.

Souřadnicové systémy

Jedním z významných úkolů geodézie je vytvoření jednotné souřadnicové základny jak na povrchu Země, tak mimo něj. Může to být celá zeměkoule, nebo to může být samostatný stát nebo jen část území. Volba souřadnicového systému (CS) spočívá v řešení takových problémů, jako je stanovení počátku souřadnicového systému a v metodách pro určení polohy předmětných objektů v tomto souřadnicovém systému.

Hlavní referenční čáry ve sférických souřadnicových systémech jsou olovnice a osa rotace Země. V geografických souřadnicových systémech – rovníková rovina a rovina nultého poledníku s počátkem ve středu Země, braný jako koule, a v astronomickém souřadnicovém systému je poloha bodu na zemském povrchu určena pozorováním hvězd vzhledem k ose rotace Země a olovnice. Když za obraz Země začali brát zemský elipsoid, jehož parametry odpovídají s požadovanou přesností tvaru a velikosti Země, vznikl geodetický souřadnicový systém s geodetickou zeměpisnou délkou (L), zeměpisnou šířkou (B) a výška (H).

V závislosti na tom, kde se nachází počátek souřadnic, se rozlišují souřadnicové systémy:

1. Běžné pozemské souřadnicové systémy, ve kterých je jejich původ zarovnán s těžištěm Země. Mezi běžné zemské souřadnicové systémy patří: systém geodetických parametrů „Parametry Země“ (PZ-90), „Světový geodetický systém“ (WGS), mezinárodní souřadnicový systém ITRF (International Terrestrial Reference Frame), což jsou geocentrické pravoúhlé prostorové souřadnicové systémy ;
2. Geocentrický pravoúhlý prostorový souřadnicový systém;
3. Referenční souřadnicové systémy, ve kterých je jejich počátek umístěn ve vzdálenosti desítek a stovek metrů od středu hmoty Země. Mezi takové souřadnicové systémy patří souřadnicový systém z roku 1942 (SK-42) a geodetický souřadnicový systém z roku 1995 (SK-95);
4. Topocentrické souřadnicové systémy, jejichž počátkem je pozorovací bod na zemském povrchu nebo na jiném povrchu (rovina, koule, elipsoid);
5. Soustavy rovinných pravoúhlých souřadnic, ve kterých je počátkem průsečík dvou vzájemně kolmých os (x a y) v určitém mapovém promítání.

Pojďme se podrobně zabývat místními souřadnicovými systémy. Místním souřadnicovým systémem se rozumí konvenční souřadnicový systém zřízený ve vztahu k omezenému území nepřesahujícímu území zakládajícího subjektu Ruské federace. Počátek souřadnic a orientace souřadnicových os místního systému jsou posunuty vzhledem k počátku souřadnic a orientaci souřadnicových os jednotného státního souřadnicového systému používaného při geodetických a kartografických pracích.

Místní souřadnicové systémy se zřizují pro geodetické a polohopisné práce při inženýrských průzkumech, výstavbě a provozu budov a staveb, geodetické práce, údržbu katastru a jiné speciální práce.

Při zřizování místních souřadnicových systémů je nutné zajistit možnost přechodu z místního souřadnicového systému do státního souřadnicového systému. Tento přechod se provádí pomocí parametrů přechodu (kláves). Přechodové parametry (klíče) z místního souřadnicového systému do státního souřadnicového systému jsou:

• souřadnice počátku místního souřadnicového systému ve státním souřadnicovém systému;
• souřadnice počátku lokálního souřadnicového systému v lokálním souřadnicovém systému;
• zeměpisná délka osového poledníku procházejícího počátkem místního souřadnicového systému;
• úhel natočení souřadnicových os místního systému vzhledem k souřadnicovým osám státního systému v počátku místního souřadnicového systému;
• výška referenční plochy místního souřadnicového systému;
• výškový systém

Úlohy řešené pomocí topografických plánů

Při vývoji konstrukční a technické dokumentace musí inženýr řešit mnoho různých problémů pomocí topografických plánů. Uvádíme nejběžnější z nich:

• určení zeměpisných a pravoúhlých souřadnic;
• určení vzdáleností mezi body a stanovení viditelnosti mezi body na zemském povrchu;
• měření skutečného azimutu a směrového úhlu vedení, výpočet magnetického azimutu a směru;
• určení vodorovných poloh čar;
• určení nadmořské výšky bodu a sklonu čáry;
• zakreslení čáry daného svahu do mapy;
• zmapování možné záplavové zóny při povodních, stanovení oblasti povodí, předpovídání úniků ropy v případě havárií na ropovodech;
• sestavení profilu terénu v daném směru;
• výpočet objemu zemních prací, vypracování projektu optimálního vertikálního uspořádání území;
• řešení přímých a inverzních geodetických úloh.

Z tohoto seznamu vyplývá, že všechny problémy lze rozdělit do dvou tříd: běžné výpočetní problémy a optimalizační problémy.