Топографическая практика студентов I курса
Задачей топографической практики является закрепление знаний, приобретенных студентами при изучении лекционного курса и на семинарских занятиях, а также овладение основными методами измерений на местности. У студентов должны выработаться навыки полевой работы, умение проводить инструментальные наблюдения природных географических объектов, фиксировать результаты и интерпретировать численные характеристики рельефа и местности с географической точки зрения на основе непосредственных геодезических измерений, составления и анализа топографических карт, дешифрирования аэро- и космических снимков.
Комплексная практика студентов I курса географического факультета МГУ проводится на учебно-научной базе «Сатино» в Боровском районе Калужской области. На полигоне развернута долговременная учебная геодезическая сеть. Территория полигона покрыта топографическими картами и планами масштабов 1:5000, 1:10 000 и 1:25 000, а отдельные участки — планами более крупных масштабов, аэрофотоснимками разных годов залетов и космическими снимками. Имеются данные государственной геологической съемки (1:200 000), комплект тематических карт, данные бурения и др. В 1990-1995 гг. в лаборатории аэрокосмических методов кафедры картографии и геоинформатики МГУ была создана первая в России растровая учебная геоинформационная система «ГИС-Сатино». В настоящее время работает ее вторая векторная версия (масштаб 1:10000), состоящая из следующих слоев:
-
Гипсометрия
-
Опорная геодезическая сеть
-
Фотоплан (разрешение 2 метра)
-
Геоморфология
-
Четвертичные отложения
-
Скважины
-
Почвы
-
Гидрология
-
Растительность и животный мир
-
Ландшафты
-
Кадастр
-
Землеустройство
-
Микроклимат
-
Транспортная сеть
База практики обеспечена геодезическими приборами (теодолитами «4Т30П», нивелирами с компенсаторами «Runner-24», лазерными дальномерами «Disto-A5», спутниковыми приемниками «GPS Garmin Etrex Legend», и др.), картографическими и аэрофотосъемочными материалами и учебными пособиями.
Топографическая практика проводится для всего потока студентов-географов I курса (около 250 человек) и стоит первой в ряду других географических практик. Она хотя и продолжительнее других, но значительно ограничена во времени, что накладывает отпечаток на ее структуру. Между всеми практиками существует определенная логическая и информационная преемственность.
Особенность проведения топографической практики для студентов-географов (в МГУ и других классических университетах) заключается в общей географической направленности и небольшой продолжительности. Программа практики включает следующие виды работ:
-
Рекогносцировка и выбор участка топографической съемки (0,5 дня)
-
Создание планово-высотного обоснования для топографической съемки. Проложение теодолитных ходов (5 дней)
-
Проложение нивелирного хода IV класса. Нивелирование по профилю, площадное нивелирование (4 дня)
-
Съемочные работы (тахеометрическая съемка в масштабах 1:500-1:2000 с сечением рельефа 0,5-1 м и мензульная съемка в масштабе 1:2000, 5 дней)
-
Работа с аэрофотоснимками, включая полевое дешифрирование (1 день)
-
Определение пространственных координат пунктов с помощью спутниковых приемников (1,5 дня)
-
Подготовка отчета и итоговых графических материалов (1 день)
Пункты планово-высотного обоснования для топографической съемки проектируются с таким расчетом, чтобы они по возможности равномерно охватывали площадь исследуемого участка и располагались на характерных формах рельефа и в типичных ландшафтах. Координаты точек съемочного обоснования определяют из теодолитных ходов, засечек или с помощью спутниковых приемников.
Профили, по которым выполняется геометрическое нивелирование, закладывают по характерным направлениям, чтобы наиболее полно отразить геоморфологически обусловленные неровности местности: бровки, гребни, ребра и водоразделы, швы и тальвеги, а также характерные ландшафтные особенности. Поперечные профили через долину р. Протвы или через овраги обычно прокладывают в местах, удобных для расчистки обнажений, закладки почвенных шурфов, скважин или вблизи этих объектов.
На участках местности, где затруднено выполнение геометрического нивелирования, проводят тригонометрическое и барометрическое нивелирование по показаниям микробаронивелиров.
Площадное нивелирование выполняют с целью достоверного и детального отображения на крупномасштабных топографических планах микрорельефа, мелких ложбин, старичных понижений, бугров, западин и других элементов местности, существенных для формирования ландшафта, перераспределения увлажнения и солнечной радиации.
По результатам топографических съемок составляют планы, на которых кроме рельефа подробно показывают элементы ситуации (растительность, почвы, грунты, гидрографическая сеть, дороги, угодья).
При проведении практики большое значение придается работе с топографическими картами и аэрофотоснимками. Для географов карта и снимок — это не только средство ориентирования на местности, документ для фиксации полевых наблюдений, но и источник новых знаний, дополнительной качественной и количественной информации об изучаемых объектах, их структуре, динамике, взаимосвязях. Поэтому обучение свободному чтению карты и извлечению из нее полезной географической информации — одна из важнейших задач практики. Студенты осваивают приемы визуальных определений по картам и простые инструментальные способы снятия координат объектов и нанесения их по координатам, определяют относительные и абсолютные высоты местности, урезы воды.
В ходе дешифрирования будущие географы учатся обнаруживать объекты по совокупности дешифровочных признаков, опознавать эти объекты на местности, определять их местоположение, а также качественные и количественные характеристики, наносить отдешифрированные объекты на карту.
В последние годы работа с картой и дешифрирование снимков сочетаются с упражнениями по научному фотографированию при помощи цифровых камер. После съемок сразу имеется возможность отображать на экране компьютера отснятые характерные элементы рельефа, ландшафта, антропогенные объекты, памятники культуры, местные ориентиры. Снимки включаются в итоговый отчет по топографической практике. Кроме того, они пополняют базу фотоизображений полигона и используется в новой версии «ГИС-Сатино».
Большое значение имеет включение в практику спутниковых методов определения координат. В современных условиях ГСП (Глобальные системы позиционирования) не просто комплекс технических устройств. Это социальное явление, влияющее на образ жизни, поведение и мысли множества людей. ГСП стоят на страже здоровья, безопасности и независимости народов. Они влияют на трудоустройство людей. С их помощью решаются географические, хозяйственные, историко-культурные и другие задачи. Они – незаменимый инструмент при решении важнейших научных задач. Показательные измерения спутниковыми приемниками ведутся с 1995 г. В программу практики эти работы введены в 2000 г. Каждый студент приобретает навыки работы с кодовыми спутниковыми приемниками. На базе «Сатино» студентам демонстрируют высокоточные кодово-фазовые спутниковые приемники, их используют для обновления и развития учебной геодезической сети.
На время топографической практики разворачивается компьютерный класс, где студенты обрабатывают результаты полевых геодезических измерений. В качестве основного программного обеспечения используется разработанный на кафедре картографии и геоинформатики МГУ комплекс программ “Practice”, включающий программы, необходимые для ввода, редактирование и обработки результатов полевых измерений, причем результаты полевых работ визуализируются на электронной карте сопряженной с ГИС “Сатино” 2-ой версии, что позволяет в оперативном режиме дать оценку полевых исследований. Программа “Practice” обладает расширенным модулем, предназначенным для экспорта вычисленных результатов в форматы современных геоинформационных систем и других программных продуктов (“Maplnfo, ArcView, ArcGIS, МАГ, Surfer, Idrisi, GeoMatica”).
Многолетний опыт проведения практики по топографии убеждает в том, что основное внимание следует сосредоточить на географической составляющей, но — без ущерба геодезической. Изучение приборов и технических аспектов отходит на второй план. Однако, будущие геоморфологи, биогеографы, почвоведы, экономико-географы, гидрометеорологи, криолитологи, экологи должны хорошо понимать, в каких условиях и с какой целью проводятся те или иные виды полевых работ, что от них можно ожидать и как использовать в конкретных исследованиях. Для этого необходимо знакомить студентов, как с традиционными, так и с новыми геодезическими методами съемок и измерений, космическими материалами, компьютерными технологиями.
В конечном итоге, практика должна заложить основы интеграции географических, топографо-геодезических и картографических знаний и навыков будущих специалистов с университетскими дипломами.
A.M. Берлянт, Б.Б. Серапинас, А.А. Сучилин
Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова
