Графическая обработка результатов полевых измерений с использованием САПР и ГИС-технологий

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.Н. Картавцева

ГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ 

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПР И ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

Учебное пособие

Томск

Издательство ТГАСУ

2021

УДК 528.9:912.43(075.32)
ББК 26.17я7+26.8я7

К27  

Картавцева, Е.Н.

Графическая 
обработка 
результатов 
полевых 

измерений с использованием САПР и ГИС-технологий : 
учебное пособие / Е.Н. Картавцева. – Томск : Изд-во Том. 
гос. архит.-строит. ун-та, 2021. –
140
с. –
Текст : 

непосредственный.

ISBN 978-5-93057-980-2

В пособии рассмотрены методы автоматизации картографо-геодези
ческих работ, специфика выполнения основных операций по созданию цифрового топографического плана. Главное внимание уделено практическим примерам 
для освоения студентами методов обработки геодезических измерений и технологии создания цифровой модели ситуации с использованием САПР и ГИСтехнологий.

Пособие предназначено для студентов средних и высших учебных за
ведений картографических, геодезических, землеустроительных и кадастровых 
специальностей, изучающих автоматизированные методы картографо-геодезических работ.

УДК 528.9:912.43(075.32)

ББК 26.17я7+26.8я7

Рецензенты:
Е.В. Воропаева, заместитель директора МБУ «АПУ»;
О.Е. Попова, старший преподаватель ФСПО ТГАСУ.

ISBN 978-5-93057-980-2
 Томский государственный

архитектурно-строительный
университет, 2021

 Картавцева Е.Н., 2021

К27

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение......................................................................................................................5
1. Крупномасштабные топографические планы 
1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 ...............................................................................6

1.1. Назначение топографических планов...........................................6
1.2. Содержание топографических планов..........................................9

1.2.1. Разграфка и номенклатура топографических планов .........9
1.2.2. Геодезическая основа топографических планов ...............13
Вопросы для самоконтроля...........................................................15
1.2.3. Строения, здания и их части ...............................................16
Вопросы для самоконтроля...........................................................21
1.2.4. Объекты промышленные, коммунальные 
и сельскохозяйственного производства .......................................22
Вопросы для самоконтроля...........................................................31
1.2.5. Железные дороги и сооружения при них. 
Автомобильные и грунтовые дороги............................................32
Вопросы для самоконтроля...........................................................38
1.2.6. Гидрография. Объекты гидротехнические, 
водного транспорта и водоснабжения..........................................39
Вопросы для самоконтроля...........................................................45
1.2.7. Рельеф....................................................................................48
Вопросы для самоконтроля...........................................................51
1.2.8. Растительность. Грунты и микроформы 
земной поверхности.......................................................................53
Вопросы для самоконтроля...........................................................57
1.2.9. Ограждения...........................................................................59
Вопросы для самоконтроля...........................................................60
1.2.10. Границы...............................................................................60
Вопросы для самоконтроля...........................................................62

2. Общие понятия о цифровых моделях местности...................................64

2.1. Определение цифровых моделей местности .............................64
2.2. Основные этапы автоматизированного
картографирования..............................................................................67
2.3. Технология создания цифрового топографического плана......68
Вопросы для самоконтроля ................................................................74

3. Программное обеспечение, используемое
в крупномасштабном картографировании .......................................75

3.1. Оформление топографических планов в САПР AutoCAD.......76
3.2. Оформление топографических планов в ГИС MapInfo............79
Вопросы для самоконтроля ................................................................84

4. Выполнение практических работ................................................................86

4.1. Практическая работа № 1. Вычерчивание участка 
в AutoCAD по прямоугольным координатам ...................................86
4.2. Практическая работа № 2. Вычерчивание участка 
в AutoCAD по координатам, представленным в Microsoft Word....89
4.3. Практическая работа № 3. Вычерчивание участка
в AutoCAD по координатам, представленным в Microsoft Excel....92
4.4. Практическая работа № 4. Вычерчивание участка 
в AutoCAD по координатам, представленным в Блокноте..............93
4.5. Практическая работа № 5. Вычисление геодезических 
данных. Графическое построение участка в AutoCAD....................95
4.6. Практическая работа № 6. Обработка горизонтальной 
съемки в программе «Геодезия» и AutoCAD....................................98
Вопросы для самоконтроля ..............................................................102
4.7. Практическая работа № 7. Экспорт изображения
из AutoCAD в MapInfo .....................................................................102
4.8. Практическая работа № 8. Построение участка 
по координатам, представленным в Microsoft Excel и MapInfo ...108
4.9. Практическая работа № 9. Построение участка
по координатам и определение геодезических данных 
в ГИС MapInfo ...................................................................................111
4.10. Практическая работа № 10. Обработка 
горизонтальной съемки в программе «Геодезия» и MapInfo .......113
4.11. Практическая работа № 11. Построение 
инженерно-топографического плана 
промышленной застройки с использованием САПР AutoCAD ...115
4.12. Практическая работа № 12. Построение цифровой 
модели ситуации с использованием ГИС MapInfo ........................122
Список рекомендуемой литературы.......................................................131
Приложение 1. Исходные данные для графической обработки .........133
Приложение 2. Образец оформления работы № 1..................................136
Приложение 3. Образец оформления работы № 2..................................137
Приложение 4. Полевой абрис для графической обработки................138

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время крупномасштабная топографическая 

съемка занимает ведущее место в перечне геодезических работ 
и ее востребованность с каждым годом все более возрастает.

Топографическая съемка – обязательный вид работ перед 

началом строительства на любом участке. Результаты топографической съемки обрабатываются и составляется топографический план участка. Он необходим для получения разрешения 
на возведение сооружений при проектировании коммуникаций 
(водопроводов, канализаций, газа, теплосети, электросети и др.), 
при оформлении земельных участков в собственность или аренду, для строительства дорог и др.

Потребность народного хозяйства в высококачественных

материалах крупномасштабных топографических съемок требует постоянного поддержания их на современном уровне. При 
создании и обновлении государственных топографических карт 
и планов используются методы и технологии, основанные 
на использовании САПР и ГИС-технологий. 

Дисциплина «Автоматизация картографо-геодезических ра
бот» изучает особенности изображения элементов содержания 
на топографических планах, современное программное обеспечение, используемое для создания цифровых моделей местности 
(ЦММ), принципы организации данных, системы классификации 
и кодирования топографических объектов, а также основные возможности программ AutoCAD и MapInfo при обработке съемок 
и построении топографических планов и моделей местности.

Настоящее учебное пособие включает теоретические осно
вы автоматизации картографо-геодезических работ и практические примеры обработки геодезических измерений с использованием геоинформационной системы MapInfo и системы автоматизированного проектирования AutoCAD.

1. КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ 

ПЛАНЫ 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500

1.1. Назначение топографических планов

Значение масштабов топографических планов расшифро
вывается следующим образом: для масштаба 1:5000 – 1 см на 
плане соответствует 50 м на реальной местности; для масштаба 
1:500 – 1 см на плане соответствует 5 м на местности. Поэтому 
процесс крупномасштабной съемки и ее обработки требует 
большой кропотливости и внимательности от специалиста. 
Каждый масштаб топографического плана имеет свое принципиальное назначение.

Назначение топографических планов масштаба 1:5000 

1. Разработка генеральных планов и проектов размещения 

строительства крупных городов и промышленных районов 
с территорией более 1000 га.

2. Строительство инженерных сетей и коммуникаций, 

транспортных путей, сложных транспортных развязок и др.

3. Составление
генеральных планов морских портов 

и судоремонтных заводов.

4. Выполнение поисково-разведочных работ, предвари
тельных и детальных разведок и подсчетов запасов полезных 
ископаемых месторождений.

5. Проектирование строительства промышленных и гор
нодобывающих предприятий, а также для решения горнотехнических задач при эксплуатации месторождений полезных ископаемых.

6. Земельный кадастр и землеустройство.
7. Составление различных схем размещения жилых или 

промышленных районов городов, обзорных планов проектов 
инженерных сооружений.

Кроме того, топографические планы масштаба 1:5000 яв
ляются основным материалом для составления топографических 
планов и карт более мелких масштабов.

Назначение топографических планов масштаба 1:2000

1. Разработка генеральных планов малых городов, посел
ков городского типа и сельских населенных пунктов.

2. Составление проектов детальной планировки городских 

промышленных районов, технических проектов застройки, проектов наиболее сложных транспортных развязок в городах 
на стадии разработки генерального плана.

3. Составление исполнительных планов горнопромыш
ленных предприятий (рудников, шахт, карьеров, разрезов).

4. Выполнение детальных разведок и подсчетов запасов 

полезных ископаемых.

5. Составление технических проектов и генеральных пла
нов морских портов, судоремонтных заводов и отдельных гидротехнических сооружений.

6. Составление проектов и рабочих чертежей осушения 

и орошения сельскохозяйственных земель закрытым дренажем, 
регулирования рек-водоприемников, разработка проектов крупных гидротехнических узлов и сооружений.

7. Разработка генеральной схемы реконструкции железно
дорожного узла.

8. Составление рабочих чертежей трубопроводных, ком
прессорных станций, линейных пунктов и ремонтных баз, переходов через крупные реки на сложных пересечениях и сближениях транспортных и других магистралей.

Назначение топографических планов масштаба 1:1000

1. Составление технических проектов и рабочих чертежей 

при проектировании на незастроенной территории или территории с одноэтажной застройкой.

2. Решение вертикальной планировки и проектов озелене
ния территории.

3. Составление планов существующих подземных комму
никаций и сооружений и привязки зданий и сооружений 
к участкам строительства.

4. Составление рабочих чертежей бетонных плотин, зданий 

ГЭС, камер шлюзов, участков примыкания плотин к скалам.

5. Разработка
проектов переустройства существующих

и рабочих чертежей новых железнодорожных станций.

6. Детальные разведки и подсчет запасов полезных иско
паемых месторождений с исключительно сложным строением 
и невыраженными рудными жилами с неравномерным распределением промышленного оруденения (месторождения ртути, 
сурьмы, олова, вольфрама и др.).

7. Сложные инженерные изыскания.
8. Проектирование напорных трубопроводов на бетонных 

фундаментах, гидротехнических сооружений (акведуки, дюкеры, 
насосные станции) на площади более 2 га, канализации и теплогазоснабжения в населенных пунктах с плотной застройкой.

Назначение топографических планов масштаба 1:500

1. Составление
исполнительного, генерального плана 

участка строительства и рабочих чертежей многоэтажной капитальной застройки с густой сетью подземных коммуникаций,
промышленных предприятий для решения вертикальной планировки, составления планов существующих подземных сетей 
и сооружений и привязки зданий и сооружений к участкам 
строительства на встроенных территориях города.

2. Составление рабочих чертежей плотин, напорных тру
бопроводов, зданий ГЭС, тоннелей, шахт.

На планах масштабов 1:1000 и 1:500 подробнейшим обра
зом показываются подземные коммуникации с их основными
техническими характеристиками. 

Для решения отдельных отраслевых задач могут созда
ваться специализированные топографические планы. В зависимости от назначения различают изыскательские инженернотопографические планы, которые создаются для выбора строительных площадок и детального проектирования сооружений 

или подбора оптимального варианта трассы; исполнительные
планы, составляемые в процессе возведения сооружений на завершенные объекты или этапы строительства; инвентаризационные планы, создаваемые для целей учета, описи элементов 
и объектов хозяйственной деятельности отрасли или ведомств; 
кадастровые планы, на которых отражаются земельные, лесные, 
водные, городские угодья с их подробными характеристиками 
и оценкой стоимости и др.

Требования к ним излагаются в ведомственных инструкциях,

одобренных Геонадзором. В содержании планов могут допускаться отклонения, например, отображается не вся ситуация местности, 
применяется необщепринятое сечение рельефа, требования к точности изображения элементов содержания плана и др.

1.2. Содержание топографических планов

Топографический план является графическим изображени
ем картографируемой территории с рисунками условных знаков 
всех топографических объектов. На них подробно показываются 
рельеф, подземные коммуникации, инженерно-технические сооружения, границы угодий и др.

Кроме графического изображения объектов на топографи
ческом плане дается подробная информация об их количественных и качественных характеристиках. 

Крупномасштабные топографические планы составляются 

в полном соответствии с действующими нормативными актами 
и Инструкцией по топографической съемке. Все элементы содержания изображаются в соответствии с действующими условными знаками.

1.2.1. Разграфка и номенклатура 

топографических планов

Все государственные топографические планы имеют соб
ственную разграфку, т. е. деление многолистной карты (плана)

на отдельные листы, которые имеют свои обозначения по определенной системе – номенклатуру. 

Лист карты масштаба 1:1 000 000 получают путем деления 

эллипсоида на колонны размером 6° и пояса размером 4°. Поверхность земного эллипсоида делится на 60 шестиградусных колонн, счет которых ведется от меридиана 180°. По широте колонна 
имеет размер 4° и счет широт ведется от экватора. Таким образом, лист карты масштаба 1:1 000 000 имеет φ = 4°, λ = 6°, а номенклатура его складывается из обозначения пояса и номера колонны, например, М-42.

Лист карты 1:100 000 получают путем деления листа карты 

масштаба 1:1 000 000 на 144 части. Размеры листа определяют
соотношением:

4° = 240΄/12 = 20΄; 6° = 360΄/12 = 30΄.

Полученный лист карты будет иметь номенклатуру, 

например, М-42-71 (рис. 1).

За основу разграфки планов масштабов 1:5000 и 1:2000, 

создаваемых на участках площадью свыше 20 км2, принимается 
лист карты масштаба 1:100 000, который делится на 256 частей 
для съемок масштаба 1:5000. Номенклатура листа масштаба 
1:5000 складывается из номенклатуры листа карты масштаба 
1:100 000 и взятого в скобки номера листа масштаба 1:5000, 
например, М-42-71-(256) (рис. 2).

Лист карты масштаба 1:2000 получается путем деления ли
ста масштаба 1:5000 на девять частей, отсюда получается его 
номенклатура, например, М-42-71 (256-е) (рис. 3).

Размеры рамок для планов приведенной выше разграфки 

устанавливаются:

– для масштаба 1:5000 φ = 1΄15,0, λ = 1΄52,5;
– для масштаба 1:2000 φ = 25,0, λ = 37,5.
Севернее параллели 60° планы по долготе сдваиваются.
Если топографические планы масштабов 1: 5000 и 1:2000 

создаются на участки, площадь которых меньше 20 км2, то при