Что понимают под рельефом
Геодезия лекция на тему: Рельеф, его изображение на картах и планах.
Лекция 1. Рельеф, его изображение на картах и планах. Лекция 2. Ориентирование линии на местности. Таблица зависимости между азимутами и дирекционными углами и румбами линий, расположенных в разных четвертях.
Просмотр содержимого документа
«Геодезия лекция на тему: Рельеф, его изображение на картах и планах.»
Лекция 1. Рельеф, его изображение на картах и планах.
1.1. Рельеф. Основные формы рельефа
Различные возвышения и углубления на земной поверхности учитывают при строительстве площадок и зданий, дорог и каналов, мостов и плотин, при проектировании участков для полива, механизированной обработки и пр. Совокупность разнообразных неровностей земной поверхности называют Рельефом.
Рельеф местности оказывает влияние на почвообразование, а значит и на вид сельскохозяйственного использования территории. Рельеф местности не является чем то постоянным, неизменным. Под влиянием сил, действующих внутри Земли, колебаний температуры, действий воды, ветра, растений, деятельности человека рельеф с течением времени изменяется. Поэтому мероприятия, направленные на рациональное использование земной территории, связаны с необходимостью периодического изучения рельефа и отображения его на картах, планах и профилях, по которым проектируют эти мероприятия.
Из разнообразных неровностей земной поверхности можно выделить основный формы рельфа: горы, котловины, хребты, лощины, седловины.
Рельеф земной поверхности весьма разнообразен, но все многообразие форм рельефа для упрощения его анализа типизировано на небольшое количество основных форм (рис. 1).
Рис. 1. Формы рельефа:
1 — лощина; 2 — хребет; 3, 7, 11 — гора; 4 — водораздел; 5, 9 — седловина; 6 — тальвег; 8 — река; 10 — обрыв; 12 — терраса
К основным формам рельефа относятся:
Гора – это возвышающаяся над окружающей местностью конусообразная форма рельефа. Наивысшая точка её называется вершиной. Вершина может быть острой – пик, или в виде площадки – плато. Боковая поверхность состоит из скатов. Линия слияния скатов с окружающей местностью называется подошвой или основанием горы. Гору высотой менее 200м над окружающей поверхностью называют холмом.
Котловина – форма рельефа, противоположная горе, представляющая собой замкнутое углубление. Самая низкая точка её – дно. Боковая поверхность состоит из скатов; линия их слияния с окружающей местностью называется бровкой.
Хребет – это возвышенность, вытянутая и постоянно понижающаяся в каком – либо направлении. У хребта два склона; в верхней части хребта они сливаются, образуя водораздельную линию, или водораздел.
Лощина – форма рельефа, противоположная хребту и представляющая вытянутое в каком – либо направлении и открытое с одного конца постоянно понижающееся углубление. Два ската лощины; сливаясь между собой в самой низкой части её образуют водосливную линию или тальвег, по которой стекает вода, попадающая на скаты. Разновидностями лощины являются долина и овраг: первая является широкой лощиной с пологими задернованными скатами, вторая – узкая лощина с крутыми обнаженными скатами. Долина часто бывает ложем реки или ручья.
Седловина – это место, которое образуется при слиянии скатов двух соседних гор. Иногда седловина является местом слияния водоразделов двух хребтов. От седловины берут начало две лощины, распространяющиеся в противоположных направлениях. В горной местности через седловины обычно пролегают дороги или пешеходные тропы; поэтому седловины в горах называют перевалами.
Для изображения рельефа местности в характерных точках (на вершинах, дне, водоразделах, водотоках, бровках, подошвах, седловинах и в точках перегибов скатов) определяют высоты и подписывают их на планах и картах.
1.2. Изображение рельефа на планах и картах
Для изображения рельефа местности на планах и картах применяют условные обозначения, которые дают представление о формах рельефа земной поверхности, крутизне скатов, высотах точек и превышениях.
Рельеф местности на планах и картах изображают различными способами (штриховкой, пунктиром, цветной пластикой), но чаще всего с помощью горизонталей (изогипсов), числовых отметок и условных знаков.
Горизонталь на местности можно представить как след, образованный пересечением уровенной поверхности с физической поверхностью Земли. Например, если представить холм, окружённый неподвижной водой, то береговая линия воды и есть горизонталь (рис. 2). Лежащие на ней точки имеют одинаковую высоту.
Допустим, что высота уровня воды относительно уровенной поверхности 110 м (рис. 30). Предположим теперь, что уровень воды упал на 5 м и часть холма обнажилась. Кривая линия пересечения поверхностей воды и холма будет соответствовать горизонтали с высотой 105 м. Если последовательно снижать уровень воды по 5 м и проектировать кривые линии, образованные пересечением поверхности воды с земной поверхностью, на горизонтальную плоскость в уменьшенном виде, то получим изображение рельефа местности горизонталями на плоскости.
Таким образом кривая линия, соединяющая все точки местности с равными отметками, называется горизонталью.
Рис. 2. Способ изображения рельефа горизонталями
При решении ряда инженерных задач необходимо знать свойства горизонталей:
1. Все точки местности, лежащие на горизонтали, имеют равные отметки.
2. Горизонтали не могут пересекаться на плане, поскольку они лежат на разных высотах. Исключения возможны в горных районах, когда горизонталями изображают нависший утес.
3. Горизонтали являются непрерывными линиями. Горизонтали, прерванные у рамки плана, замыкаются за пределами плана.
4. Разность высот смежных горизонталей называется высотой сечения рельефа и обозначается буквой h.
Высота сечения рельефа в пределах плана или карты строго постоянна. Её выбор зависит от характера рельефа, масштаба и назначения карты или плана. Для определения высоты сечения рельефа иногда пользуются формулой
где М – знаменатель масштаба.
Такая высота сечения рельефа называется нормальной.
5. Расстояние между соседними горизонталями на плане или карте называется заложением ската или склона. Заложение есть любое расстояние между соседними горизонталями (см. рис. 30), оно характеризует крутизну ската местности и обозначается d.
Вертикальный угол, образованный направлением ската с плоскостью горизонта и выраженный в угловой мере, называется углом наклона ската ν (рис. 3). Чем больше угол наклона, тем круче скат.
Рис. 3. Определение уклона и угла наклона ската
Другой характеристикой крутизны служит уклон i. Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению. Из формулы следует (рис. 3), что уклон безразмерная величина. Его выражают в сотых долях (%) или тысячных долях – промиллях (‰).
Если угол наклона ската до 45°, то он изображается горизонталями, если его крутизна более 45°, то рельеф обозначают специальными знаками. Например, обрыв показывается на планах и картах соответствующим условным знаком (рис. 4).
Изображение основных форм рельефа горизонталями приведено на рис. 4.
Рис. 4. Изображение форм рельефа горизонталями
Для изображения рельефа горизонталями выполняют топографическую съемку участка местности. По результатам съемки определяют координаты (две плановые и высоту) для характерных точек рельефа и наносят их на план (рис. 5). В зависимости от характера рельефа, масштаба и назначения плана выбирают высоту сечения рельефа h.
Рис. 5. Изображение рельефа горизонталями
Для инженерного проектирования обычно h = 1 м. Отметки горизонталей в этом случае будут кратны одному метру.
Положение горизонталей на плане или карте определяется с помощью интерполирования. На рис. 33 приведено построение горизонталей с отметками 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 м. Горизонтали кратные 5 или 10 м проводят на чертеже утолщенными и подписывают. Подписи наносят таким образом, чтобы верх цифр указывал сторону повышения рельефа. На рис. 33 подписана горизонталь с отметкой 55 м.
Там, где заложения больше, наносят штриховые линии (полугоризонтали). Иногда, чтобы сделать чертеж более наглядным, горизонтали сопровождают небольшими черточками, которые ставятся перпендикулярно горизонталям, по направлению ската (в сторону стока воды). Эти черточки называются бергштрихи.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимают под рельефом местности?
2. Назовите формы рельефа.
3. Что такое горизонталь? Назовите её основные свойства.
4. Что такое высота сечения рельефа?
5. Что называется заложением горизонталей?
6. Что такое уклон линии?
Лекция 2. Ориентирование линии местности.
Зависимость между азимутами или дирекционными углами и румбами линий, расположенных в разных четвертях, устанавливают по формулам.
Рельеф — определение в географии, основные формы и факторы, влияющие на формирование
Факторы, влияющие на формирование рельефа
Формирование рельефа — это непрекращающийся ни на минуту процесс, который зависит от внутренних или внешних сил Земли, а иногда влияет и их сочетание. Временами это происходит неспешно и незаметно, а иногда — резко и ярко выражено. О явлениях геологического прошлого можно судить по специальной геохронологической шкале.
Важно! Если бы существовала машина времени, и мы могли бы вернуться на миллион лет назад либо, наоборот, попасть в далекое будущее, наверняка не узнали бы поверхность нашей планеты. Современный вид Земли сильно отличается от того, что был, например, в Кембрийском периоде.
Рис. 1. Факторы формирования рельефа
Внутренние силы Земли
Внутренние силы Земли большей частью формируют разнообразие поверхности:
Внешние силы Земли
К таким относят действие ветра, воды, перепадов температур, а также движение ледников, влияние живых организмов (например, разрушение пород корневой системой или деятельность человека). Стоит построить в какой-то местности горнодобывающее предприятие, и рельеф окрестностей будет изменен навсегда. Совокупность естественных процессов, изменяющих и разрушающих поверхность Земли, называют выветриванием. Оно может быть физическим (влияние температур, текучих вод, ветра и т.д.) и химическим (вода растворяет некоторые породы).
Важно! Внешние силы Земли, как и внутренние, не только разрушают, но и создают новые рельефные формы. Например, под влиянием воды создаются долины рек, овраги, отмершие остатки кораллов формируют рифы на дне океана и т.д.
Классификация форм рельефа
Формы рельефа можно классифицировать по разным признакам: по величине, происхождению, внешнему виду и т.д. Попробуем конкретнее разобраться с этим. По направленности формы рельефа можно поделить на:
По размерам неровности Земли можно поделить на такие категории:
Рис. 2. Формы рельефа
Изображение рельефа на физической и топографической карте
На планах и картах для отображения форм рельефа используют разные способы:
Важно! Высоту над уровнем моря можно определить по специальной шкале, которая находится в условных обозначениях. Например, чем меньше высота над уровнем моря у низменности, тем темнее будет оттенок зеленого. Или чем выше горы, тем интенсивнее оттенок коричневого мы видим на физической карте. Океанический рельеф отображается оттенками голубого и синего. Соответственно, чем темнее — тем глубже.
Важно! Если бергштрихи направлены концом к центру изображения, то перед нами не возвышенность, а впадина.
Несмотря на многообразие неровностей Земли, можно описать наиболее распространенные виды рельефа.
Основные виды рельефа суши
Начнем с разбора различных форм рельефа на суше.
Сильно приподнятые, от 500 м, значительно расчлененные участки поверхности. Это могут быть горные системы или отдельно стоящие горы. Они образуются в тектонически активных областях. Здесь также есть своя классификация:
Важно! В целом, около 24% поверхности — это горы. Где-то их мало (в Африке лишь 3% суши занимают горы), а где-то достаточно много (в Азии горы преобладают, они занимают 64% всей территории, много гор также в США).
Равнины
Равнинами называют значительные участки суши с малыми колебаниями высот, то есть имеющие относительно плоский вид. Обычно они расположены в центральной части литосферных плит (платформ). Их происхождение связывают с различными факторами. Чаще всего — это результат взаимодействия и внутренних и внешних сил. Этот тип рельефа — сейсмически спокойный, в отличие от горных местностей.
Важно! Равнинный рельеф получается в результате движения огромного ледника. Это Русская равнина, равнины Канады и другие. А могут они иметь и неледниковое происхождение. Например, аккумулятивные равнины, бывшее морское дно. Например, Причерноморская равнина.
Равнины делятся по высоте на низменности, возвышенности и плоскогорья. Нужно отметить, что большую часть территории России занимают равнины. Вот их названия: Западно-Сибирская равнина, Восточно-Европейская (Русская), Средне-Сибирское плоскогорье и другие.
Важно! Самая большая равнина в мире — Амазонская низменность.
Рис. 3. Строение дна океана
Виды рельефа в океане
Несмотря на то, что большая часть жителей планеты может видеть только поверхность водных ресурсов Земли, от этого рельеф их не становится проще. Наоборот, в некотором смысле он даже более разнообразен, чем поверхность суши, тем более, что многие водные просторы до сих пор не исследованы. Рассмотрим основные виды.
Впадины
Глубоководные впадины еще называют океаническими желобами. Они имеют глубину 7-11 км. Впадина — это непросто провал в дне океана, как колодец. Профиль этого объекта — продолговатое углубление, потому что образуется оно на стыке двух плит. Больше всего их имеет Тихий океан. Там царит черный мрак и высочайшее давление, что сильно усложняет их изучение.
Важно! Самой глубокой считается Марианская впадина — 10,994 км. Самое ее глубокое место — пучина Челленджера.
Благодаря современным технологиям, люди уже имеют возможность опускаться на определенную глубину таких желобов, чтобы составить правильное представление о таких местах океана, иметь описание и даже видео и фотодоказательства.
Важно! Интересно, что водный мир впадин не безжизненный, как думали когда-то. Даже на таких экстремальных глубинах есть живые существа. Примеры: одноклеточные и моллюски.
Срединно-океанические хребты
Представляют собой горные образования на дне океана. Высота — около 2-3 км, протяженность — более 60 км. Имеют вид параллельных горных гряд вдоль гребней, прорезанных рифтовыми ущельями. Образуются на границах литосферных плит. Обычно располагаются в центральной части океана (Срединно-Атлантический хребет), хотя иногда и не в центре, как Восточно-Тихоокеанское поднятие. Рельеф представляет собой самый важный компонент географической оболочки, ведь именно он распределяет по поверхности земли тепло и влагу, является базисом для природных территориальных комплексов. Понимание рельефа очень важно для сохранения почвы, определения погодных условий, а также навигации. Изучением рельефа занимаются постоянно, подобная информация помогает решать множество вопросов хозяйственного освоения местности.
Рельеф земной поверхности или топографический рельеф
Рельеф – это совокупность неровностей поверхности Земли, характеризующихся различным возрастом, историей развития, характером возникновения, очертанием и т.д. Рельеф может рассматриваться как часть ландшафта. Он относится к географическим особенностям, контролирующих экосистему, климат, погоду и сущность жизни на Земле. Говоря простыми словами: любая форма на поверхности Земли известна как рельеф.
Топографическая карта рельефа Земли
Происхождение рельефа
Различные формы рельефа, которые мы имеем на сегодняшний день, возникли из-за природных процессов: эрозия, ветер, дождь, погодные условия, лед, химическое воздействия и др. Естественные процессы и стихийные бедствия, такие как землетрясения и извержения вулканов, создали различные формы земной поверхности, которые мы видим в настоящее время. Водная и ветровая эрозия способна изнашивать земли и формировать типы рельефа, такие как долины и каньоны. Оба процесса происходят в течение длительного периода времени, который иногда занимает миллионы лет.
Потребовалось около 6 миллионов лет для того, чтобы река Колорадо прорезала Гранд-Каньон в американском штате Аризона. Длина Гранд-Каньона составляет 446 километров.
Самый высокий рельеф на Земле – это гора Эверест в Непале. Ее вершина находится на высоте 8 848 метров над уровнем моря. Это часть горной системы Гималаи, которая располагается в нескольких странах Азии. Самым глубоким рельефом на Земле (почти 11 000 м) является Марианский жёлоб (Марианская впадина), который находится в южной части Тихого океана.
Основные формы рельефа земной коры
Горы, холмы, плато и равнины являются четырьмя основными типами рельефа. Незначительные формы рельефа включают в себя останцы, каньоны, долины, бассейны, котловины, хребты, седловины, лощины и др.
Гора представляет собой крупный рельеф, который простирается над окружающей землей в ограниченной области, обычно в виде пика или горной системы. Гора обычно круче и выше холма. Горы формируются посредством тектонических сил или вулканизма. Эти силы могут локально поднимать поверхность Земли. Горы медленно разрушаются благодаря действию рек, погодных условий и ледников. Несколько гор являются отдельными вершинами, но большинство из них встречается на огромных горных хребтах.
На вершинах высоких гор более холодный климат, чем на уровне моря. Погодные условия сильно влияют на экосистемы гор: для разных высот присуще различие флоры и фауны. Из-за менее благоприятного ландшафта и климата, горы, как правило, используются меньше для сельского хозяйства и больше для добычи природных ресурсов и отдыха, такого как альпинизм.
Самая высокая известная гора в Солнечной системе – Олимп Монс на Марсе – 21171 м.
Холмы
Холмы – это форма рельефа, которая выступает над окружающей местностью. Их отличительной особенностью, как правило, является округлая или овальная вершина.
Нет четко принятого во всем мире различия между холмом и горой и в значительной степени оно субъективное, однако холм повсеместно считается менее высоким и менее крутым, чем гора. Большая советская энциклопедия определяет холм как возвышенность с относительной высотой вершины до 200 м.
Плато
Плато представляет собой плоский, приподнятый рельеф, который резко поднимается над окружающей местностью, по меньшей мере с одной стороны. Плато расположены на каждом континенте и занимают треть суши нашей планеты и являются одной из основных форм рельефа Земли.
Есть два вида плато: расчлененное и вулканическое.
Плато Колорадо, на западе Соединенных Штатов, растет около 0,3 сантиметра в год в течение более 10 миллионов лет.
Северное островное вулканическое плато покрывает большую территорию центральной части Северного острова Новой Зеландии. На этом вулканическом плато все еще есть три действующих вулкана: гора Тонгариро, гора Нгаурухоэ и гора Руапеху.
Долина образуется, когда речная вода прорезает плато. Колумбийское плато, расположенное между Каскадными и Скалистыми горами на северо-западе Соединенных Штатов, прорезано рекой Колумбия.
Эрозия также формирует плато. Иногда оно настолько размывается, что разбивается на более мелкие приподнятые участки.
Самое большое плато в мире – Тибетское нагорье, расположенное в Центральной Азии. Оно простирается через Тибет, Китай и Индию, занимая площадь в 2,5 млн. км².
Равнины
В географии равнина представляет собой ровную, широкую поверхность Земли, которая обычно не сильно изменяется по высоте (колебание в высоте не более 200 метров, а уклон менее 5°). Равнины встречаются как низменности вдоль горных долин, прибрежные равнины или небольшие возвышенности.
Равнина – одна из основных форм рельефа на нашей планете. Они присутствуют на всех континентах и охватывают более одной трети суши мира. Равнины обычно бывают лугопастбищными (умеренными или субтропическими), степными (полузасушливыми), саванными (тропическими) или тундровыми (полярными) биомами. В некоторых случаях пустыни и тропические леса также могут быть равнинами.
Равнины включают луга, которые в Северной Америке называются прериями, в Восточной Европе и Азии – степями, а в Австралии, Южной и Центральной Америке, а также на большей части Африки – саваннами.
Однако не все равнины являются лугами. Некоторые из них такие, как мексиканская равнина Табаско, покрыты лесами. Лесные равнины имеют разные типы деревьев, кустарников и другой растительности.
Пустыни также могут быть отнесены к равнинам. Часть Сахары, великой пустыни в Северной Африке, имеет равнинный рельеф.
В Арктике, где земля замерзает, равнины называются тундрой. Несмотря на холод, здесь выживают многие животные и растения, включая кустарники и мох.
Элементы рельефа
Формы земли классифицируются по характерным физическим особенностям, таким как высота, наклон, ориентация, воздействие горных пород и тип почвы. Рельеф включает в себя такие элементы как: бермы, хребты, утесы, долины, реки, острова, вулканы и множество других структурных и размерных (т.е. прудов и озер, холмов и гор) элементов, в том числе различные виды внутренних и океанических водоемов, а также подповерхностных объектов.
К элементам отдельных форм рельефа относятся: линии, точки, поверхностные углы и т.д.
Уровни рельефа
Рельеф можно классифицировать следующим образом:
Рельеф первого уровня
Вся литосфера, состоящая из континентальной и океанической коры, находится под рельефом первого уровня.
Континентальная кора имеет меньшую плотность, чем океаническая, и состоит преимущественно из гранитной породы, которая включает кремнезем и алюминий. В то время как океаническая кора состоит из базальтовых пород, кремнезема и магния.
Рельеф первого уровня в основном отражает первоначальное охлаждение и затвердевание земной коры в момент ее образования.
Рельеф второго уровня
Этот тип рельефа в основном состоит из всех эндогенных сил, которые происходят внутри земной коры, в ее недрах. Эндогенные силы ответственны за развитие вариаций поверхности земли.
Эндогенные процессы классифицируются следующим образом:
Горы – лучший пример продукта эндогенных процессов на континентальной коре, а в океанической коре – подводные хребты и траншеи.
Рельеф третьего уровня
Этот тип рельефа в основном состоит из экзогенных сил. Экзогенные силы – это те силы, которые возникают на поверхности Земли.
Все экзогенные силы ответственны за выравнивание поверхности планеты. Процесс выравнивания включает эрозию, транспортировку и осаждение, в результате чего образуются долины (из-за эрозии) и дельты (вследствие осаждения). Ниже приводятся природные явления, которые выполняют весь процесс выравнивания:
Важное примечание: все вышеупомянутые явления не работают за границами береговой линии. Это означает, что рельеф третьего уровня ограничен только континентальной корой.
Однако континентальная окраина (область океанского дна, расположенная между глубоководной областью и линией побережья) может иметь признаки рельефа третьего уровня из-за изменений среднего уровня моря, климатических условий или специфических для региона процессов.
Высота местности над уровнем моря
Высота местности над уровнем моря показывает на каком расстоянии относительно среднего уровня моря (принятого за ноль) находится измеряемая территория (если это равнинная местность) или определенный объект.
Средний уровень моря используется в качестве базового уровня для измерения глубины и высоты на Земле. Температура, гравитация, ветер, течения, климат и другие факторы влияют на уровень моря и изменяют его с течением времени. По этой и другим причинам регистрируемые измерения высоты над уровнем моря могут отличаться от фактической высоты данного местоположения над уровнем моря в данный момент.
На территории стран СНГ используется Балтийская система высот. Прибор для измерения высоты Балтийского моря называется кронштадтский футшток и находится в устое Синего моста, в Кронштадтском районе Санкт-Петербурга.
Возраст рельефа
Когда речь идет об измерении возраста рельефа, в геоморфологии используются следующие термины:
Значение рельефа
Понимание особенностей рельефа имеет решающее значение по многим причинам: