Создание топографической карты - сложный процесс, включающий выполнение геодезических и топографических работ, аэрофотосъемку, 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 инструменты, но и владеть методами и приемами вычерчивания и оформления карт.
Задачей курса «Топографическое черчение» является изучение чертежных материалов и инструментов, требований к графическому исполнению, правил и приемов графических работ. Успех освоения практических навыков и приемов работ в значительной степени зависит от теоретической подготовки исполнителя. Овладение приемами черчения и оформления тесно связано с развитием глазомера, твердости руки, аккуратности и усидчивости, развитием художественного вкуса.
В настоящее время наряду с рукописным способом создания оригиналов карт, широко используются различные графические программные продукты.
ЧЕРТЕЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Топографическое черчение выполняется на чертежной бумаге, фотоматериале и на прозрачных основах. Высокое графическое качество и быстрота выполнения работ зависят не только от навыков и знания правил вычерчивания, но и от качества чертежных материалов, инструментов и принадлежностей.
БУМАГИ
Бумага (от итальянского bambagia – хлопок) – это тонкий, ровный слой специально обработанных растительных волокон, тесно переплетенных между собой и соединенных силами сцепления, возникающими при их обработке. В состав бумаги входят наполнители (мел, каолин и др.), а также клеящие вещества (клей, канифоль, крахмал и т.п.).
Промышленностью вырабатывается большое количество разных видов бумаги, причем вид бумаги и ее сорт определяются исходными материалами, из которых она изготавливается (древесина, солома, хлопок, льняные волокна, тряпье и др.), и условиями производства. Разные сорта бумаги отличаются один от другого такими показателями, как масса, толщина, гладкость, прозрачность, цвет, впитывающая способность и т.д.
В топографическом черчении используется главным образом чертежная бумага и калька, а при печатании карт – различные виды картографической бумаги.
Чертежная бумага в зависимости от назначения вырабатывается двух марок: «В» и «О». Бумага марки «В» – высшего сорта, ручного отлива и машинного отлива, т.е. ручного и машинного изготовления, а бумага марки «О» - обыкновенная машинного отлива № 1 и № 2. Бумага обеих марок машинного отлива выпускается в листах и рулонах, а бумага ручного отлива – только в листах.
Для изготовления съемочных, составительских и издательских оригиналов листов карт и планов местности используется чертежная бумага марки «В». Эта бумага характеризуется хорошей проклейкой, прочностью, белизной и большой плотностью.
Основные свойства, которыми должна обладать чертежная бумага, следующие: минимальная деформация; белый (без оттенков) цвет; светоустойчивость; химическая стойкость; прочность на перегиб и на разрыв; шероховатая поверхность; способность не пропускать тушь и краску; способность допускать подчистку поверхности.
Бумажная калька (восковка) употребляется для изготовления копий с карт и планов и других чертежей. Представляет собой тонкую писчую бумагу, пропитанную раствором спирта, касторовым маслом и смолой (мастикой) или другими их заменителями. Бумажная калька должна быть прозрачной, не ломкой.
ПЛАСТИКИ
В картографическом производстве широкое применение нашли синтетические пленки (пластики). Пленки полностью или частично состоят из полимеров – высокомолекулярных соединений, образованных сочетанием атомов углерода, водорода, кремния, хлора или других химических элементов. Полимер как связующее вещество компонуется с наполнителями, пластификаторами, стабилизаторами, красящими веществами, предназначенными для придания пленкам тех или иных качеств.
К пластикам предъявляются следующие требования: стабильность размеров, толщина порядка 0,1-0,13 мм, прозрачность, легкость и эластичность, химическая инертность, светопрочность, механическая прочность, твердость и ровность поверхности, возможность черчения на ней тушью или карандашом, а также исправления дефектов черчения.
Указанным требованиям удовлетворяют пластики полиэфирной группы лавсан (Россия), лумиперл, диамат,микротрейс (Япония), перматрейс, вельветекс, мелинекс (Великобритания), хостафан (Германия) и др.
Лавсан – полиэтилентерефталатная пленка марок КЧ-г – глянцевая, КЧ-п – полуматовая, КЧ-м – матовая. Для черчения пригодна только рулонная пленка. Лавсан является основой для создания различных видов чертежных пленок.
Обладая многими преимуществами по сравнению с бумагами, полиэфирные пластики, однако, имеют недостаток, они плохо удерживают водную тушь на своей поверхности. Поэтому, чтобы улучшить чертежные свойства, поверхность пластика бумифицируют, т.е. делают поверхность шероховатой, матовой, наподобие бумаги. Шероховатая поверхность способствует сцеплению тушевого и карандашного рисунков с основой.
Существует несколько способов бумифицирования пленок. Механический способ состоит в механическом матировании на зернильных машинах. Матированную поверхность можно получить химическим травлением, а также припрессовкойк пленке бумаги. Чертежная поверхность создается также введением определенного наполнителя в полимер. Однако наиболее прогрессивным является способ нанесения на поверхность пленки лакового полимерного слоя, имитирующего механическое зернение. Лаковый слой может иметь глянцевую гидрофильную поверхность, удерживающую водную тушь. Однако работать карандашом на такой пленке нельзя. В настоящее время матированная поверхность создается в заводских условиях.
Для работы карандашом может использоваться офсетная лавсановая пленка с лаковым слоем.
Для черчения предназначена лакированная лавсановая пленка с односторонним (ПНЧ-КТ1) и двухсторонним матированием (ПНЧ-КТ2). Это чертежный материал на полиэтилентерефталатной основе, выпускаемой по ТУ 6-05-1828-77.
В отличие от полиэфирных поливинилхлоридные пластики при нагревании сильно деформируются, поэтому их используют для изготовления рельефных карт.
КРАСКИ
В зависимости от связующих веществ различают краски масляные, силикатные, клеевые.
При выполнении картографических работ используют в основном акварельные краски.
Акварель (от французского aquarelle – водяная краска) получила свое название потому, что перед употреблением разводится водой.
В краске основой является красящее вещество. Кроме красящего вещества в пигментных акварельных красках имеются связующие вещества и добавки.
Связующее (клеевое) вещество добавляется в краску для того, чтобы красящее вещество, если оно не растворяется в воде, держалось на окрашиваемой поверхности и могло смешиваться с водой, когда краска разводится для работы.
Добавки – различные вещества, добавляемые в краску для улучшения ее свойства.
Качество акварельной краски зависит от качества веществ, входящих в ее состав.
Различают три группы красящих веществ.
1. Красители – вещества, полностью растворимые в воде, масле, спирте. Водным раствором красителей можно окрашивать бумагу.
Краситель, как красящее вещество может входить в состав клеевой акварельной краски.
2. Пигменты – мелкодисперсные красящие вещества, практически нерастворимые в воде, масле, спирте и связующих веществах.
3. Фарблаки – это лаки, полученные путем осаждения и закрепления каменноугольных красителей на субстратах или непосредственным синтезом из органических полупродуктов и ставшие почти не растворимыми в воде.
Качество красящего вещества определяется: его цветом, устойчивостью к действию света, химической стойкостью, физической структурой, прозрачностью и свойством ровно распределяться по бумаге.
Цвет. В состав хороших красок входят красящие вещества, цвет которых обладает в той или иной степени ярко выраженным цветовым тоном. Цветовой тон – это качество цвета, делающее его похожим на какой-либо спектральный цвет: синий, желтый, красный.
Цветовой тон краски зависит в основном от спектрального состава лучей, идущих от красящего вещества. Предпочтительнее краски, имеющие чистые (близкие к спектральным) цвета.
Устойчивость (прочность) красящих веществ – это их способность противостоять действию света, быть светопрочными, устойчивыми в смесях, т.е. обладать химической стойкостью.
Химическая стойкость. Красящие вещества, смешиваясь с другими красящими веществами, не должны вступать с ними в химическую реакцию.
Физическая структура каждого красящего вещества различна. Чем тоньше размолото вещество, тем лучше краска, но не всегда возможна одинаковая тонкость размола.
Прозрачность краски – ее свойство в тонком слое (при сильном разведении водой) частично пропускать или поглощать лучи, идущие от слоя другой краски, находящегося под ней. Прозрачность акварели зависит от тонкости размола пигмента и от связующего вещества. Чем мельче размолот пигмент, тем прозрачнее краска. Чем больше показатель преломления пигмента относительно связующего вещества, тем краска менее прозрачна.
На основании этого свойства осуществляется лессировка (перекрытие) одних слоев краски другими и возможность получения при этом большого количества цветовых тонов (при перекрытии хотя бы только двух красок). Прозрачные краски при малом количестве воды (густые) почти полностью теряют свойство прозрачности.
Способность краски ровно окрашивать бумагу зависит от тонкости размола, структуры красящего вещества, от качества клеевого вещества. Для получения ровной окраски (без полос и пятен) в краску вводят специальные добавки.
Добавками являются: глицерин добавляется для придания эластичности клеевой пленке; бычья желчь способствует ровному наложению красок на бумагу; фенол – предохраняет краску от загнивания.
Добавки не должны изменять цвет краски, вступать в химическую реакцию ни с клеем, ни с красящими веществами, они должны растворяться в воде.
Связующим веществом для акварельных красок служат различные виды растительного и животного клея. Для того, чтобы клеевое вещество не влияло на цвет краски, оно должно быть почти, бесцветным, а, чтобы краску можно было легко развести водой, клеевые вещества должны хорошо растворяться в ней. Клей не должен вступать в химическую реакцию с красящим веществом.
Связующими веществами могут служить: гуммиарабик, декстрин, вишневый клей, сахар, альбумин, мед, патока.
Качество красок целиком зависит от их состава. Если в краске хороший пигмент и соответствующее связующее, то ее можно считать хорошей.
ТУШЬ
Для топографического черчения в зависимости от характера выполнения работ используется тушь различных цветов и разных видов, в основном концентрированная в тюбиках.
Красящим веществом для туши служит газовая или ацетиленовая сажа, которую получают сжиганием натуральных газов. Если вместо черного красящего вещества в состав туши ввести цветное вещество, то получится цветная тушь.
Требования, предъявляемые к туши: должна быть черного цвета и не иметь блеска, хорошо ложиться на бумагу и быстро сохнуть, прочно держаться на бумаге и не проникать глубоко в бумагу; не должна расплываться при подчистках.
Концентрированная тушь разводится водой до нужной концентрации. Для этого нужно выдавить из тюбика небольшое количество туши в емкость, добавить несколько капель воды и тщательно перемешать. Правильно приготовленная тушь легко сходит с пера и оставляет тонкий светонепроницаемый штрих.
ЧеРТЕЖНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ
Чертежные карандаши применяются для вычерчивания карт, планов, для разграфки и построения условных знаков, но, как правило, для выполнения вспомогательных работ. Чертежные карандаши отличаются от обычных твердостью стержня, который изготовляется из лучших сортов графита, глины и пектина.
Чертежные карандаши делятся на твердые и мягкие.
Чертежные карандаши изготовляются различной твердости, они имеют цифровую и буквенную маркировку, которые показывают степень твердости карандаша.
Твердые карандаши обозначаются буквой Т, твердость карандаша обозначается цифрой, чем ее значение больше, тем карандаш тверже. Такие же обозначения имеют карандаши зарубежного производства, только букве Т соответствует латинская буква Н, а букве М – латинская буква В.
В зависимости от характера выполняемых работ используют карандаши от 2М до 6Т: 2М-2Т – при черчении в сырую и холодную погоду, на фотобумаге, на пластике и бумаге низшего качества, 3Т-6Т – на чертежной бумаге высшего качества и при работах в сухую, жаркую погоду, 2М-ТМ – для записей, зарисовок, тушевок.
Заточку карандаша следует начинать с конца, противоположного маркировке. Для этого используют различные точилки, скальпели. Сначала срезают дерево на 30 мм , обнажая графит на 8-10 мм , затем затачивают грифель скальпелем или перочинным ножом, окончательную шлифовку производят на мелкозернистой наждачной бумаге или на чертежной бумаге. Заточенный карандаш должен иметь форму конуса
Для удаления с чертежа карандашных линий, загрязненных мест используют резинки (ластики). Они могут быть мягкими (карандашными) и жесткими (чернильными). В состав последних входят абразивные вещества. Жесткой резинкой обычно удаляют с чертежа слабые следы туши или краски. В топографическом черчении чаще применяются мягкие резинки. Стирать резинкой следует аккуратно, стараясь не повредить поверхность бумаги.
ЧЕРТЕЖНЫЕ РУЧКИ И ПЕРЬЯ
В топографическом черчении используются специальные чертежные перья, которые изготавливаются из стали высших сортов под № 41.2350.
Требования, предъявляемые к чертежному перу: разрез пера должен быть в середине, концы пера должны быть одинаковой длины и толщины, перо при опробовании не должно царапать бумагу, должно давать тонкую ровную линию.
Для чертежного пера предназначен специальный держатель – чертежная ручка, изготавливаемая из дерева или пластмассы.
КИСТИ
Разведение красок и окрашивание площадей производится с помощью кистей. Их производят из шерсти животных: колонка, соболя, хорька, белки, барсука. Лучшими считаются колонковые и беличьи кисти. От кисти требуется, чтобы она имела острый кончик, была упругой и вбирала в себя много влаги. Качество кисти определяется смачиванием ее в воде, если волоски собираются вместе в острый конусообразный конец, кисть хороша. После работы кисти следует промывать в чистой воде и хранить их сухими, не заминая волосков.
Кисти выпускаются разных размеров, от 1-го до 24-го номера. Размер кисти соответствует ее величине.
ЛИНЕЙКИ, ТРЕУГОЛЬНИКИ, ШТРИХОВАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
К принадлежностям для топографического черчения относят линейки, треугольники, лекала, штриховальные приборы и др.
Для черчения применяются деревянные, металлические и пластмассовые линейки, лучше со скошенным краем. Край линейки должен быть ровным, без зазубрин, прямолинейным. Прямолинейность проверяют следующим образом: проводят линию, линейку поворачивают на 1800, прикладывают к краям прочерченной линии и проводят вторую линию. Если край линейки непрямолинеен, то между линиями получится зазор.
Лекало – криволинейная линейка, у которой все рабочие ребра различной кривизны. Лекала применяют для вычерчивания географических сеток – меридианов и параллелей на картах и других плавных кривых линий Форма и кривизна ребер лекал весьма разнообразны
Лекала картографические служат для вычерчивания линий меридианов и параллелей на картах, где эти линии представлены дугами окружностей или другими кривыми больших радиусов.
Треугольники служат для проведения вертикальных, наклонных и параллельных линий. Стороны треугольника проверяют на прямолинейность так же, как у линейки.
Для проведения параллельных линий могут применяться различные приспособления: рейсшина, пропорциональные линейки, штриховальный прибор.
Широкое применение в топографическом черчении находят пропорциональные (синусные) линейки, которые позволяют с большой точностью проводить параллельные линии. С их помощью производят разметку карандашом для условных знаков и надписей, вычерчивают условные знаки, изображаемые параллельными линиями, рамки и т.п.
Первая представляет собой обычную линейку с делениями через 1 или 2 см , на некоторых выгравирован поперечный масштаб. Вторая часть является прямоугольным треугольником срезанный острый угол которого равен 50 44/ 30//, синус этого угла равен 0,1.
При передвижении треугольника вдоль линейки на некоторую величину скошенный край треугольника перемещается на величину
Работать синусным прибором очень просто. Например, нужно заштриховать площадь через 0,6 мм , т.е. мм. Для определения сдвига умножают 0,6 на 10 и получают 6 мм . Деления на треугольнике нанесены через 2 мм , следовательно, сдвигать треугольник в данном случае надо на три деления.
Этот прибор удобен потому, что позволяет проводить линии не только на постоянных расстояниях, но и на последовательно изменяющихся, например, провести одну за другой линии на расстояниях 0,6; 0,2; 0,4 мм . Это удобно при вычерчивании рамок и ряда условных знаков, например огорода
