Отличное представление о том, что подразумевается под горизонталями и линиями горизонталей, можно получить из Рис. 5 и 6. Предположим, что остров, изображенный на Рисунке 5, раньше был полностью под водой и что в результате внезапного сдвига вода в озере спала, пока остров не оказался на двадцать футов выше уровня воды, и что позже произошло еще несколько внезапных падений уровня воды, каждый раз на двадцать футов, пока теперь остров не возвышается на 100 футов над озером, и на каждом уровне в двадцать футов осталась четкая береговая линия. Эти береговые линии являются идеальными линиями горизонталей, измеренными от поверхности озера как отсчетной (или нулевой) плоскости. Рисунок 6 показывает линии горизонталей с Рисунка 5, спроецированные, или перенесенные, на горизонтальную (ровную) поверхность. Можно заметить, что на пологих склонах, таких как F-H (Рис. 5), горизонтали (20, 40) находятся далеко друг от друга. Но на крутых склонах, таких как R-O, горизонтали (20, 40, 60, 80, 100) расположены близко друг к другу. Следовательно, видно, что горизонтали, расположенные далеко друг от друга на карте, указывают на пологие склоны, а горизонтали, расположенные близко друг к другу — на крутые склоны. Также видно, что форма горизонталей дает точное представление о форме острова. Горизонтали на Рис. 6 дают точное изображение не только общей формы острова, двух пиков O и B, ручья M-N, седловины M, водораздела от F до H и крутого обрыва у K, но они также дают представление о крутизне склонов местности во всех точках. Из этого мы видим, что крутизна склонов прямо пропорциональна близости горизонталей — то есть, чем ближе горизонтали на карте друг к другу, тем круче склон, и чем дальше горизонтали на карте друг от друга, тем положе склон. Таким образом, широкое пространство между горизонталями представляет ровную местность.
Fig. 5
Fig. 6
Горизонтали на картах всегда пронумерованы, причем число каждой из них показывает ее высоту над некоторой плоскостью, называемой нулевой плоскостью. Так, на Рис. 6 горизонтали пронумерованы от 0 до 100, используя поверхность озера в качестве нулевой плоскости.
Нумерация сразу показывает высоту любой точки на данной горизонтали и, кроме того, показывает сечение рельефа — в данном случае 20 футов.
Обычно нумеруется только каждая пятая горизонталь.
Нулевой плоскостью, обычно используемой на картах, является средний уровень моря, следовательно, указанные высоты будут высотами над средним уровнем моря.
Горизонтали конуса (Рис. 7) представляют собой круги разных размеров, один внутри другого, и находящиеся на одинаковом расстоянии друг от друга, поскольку склон конуса во всех точках одинаков.
Горизонтали полусферы (Рис. 8) представляют собой серию кругов, расположенных далеко друг от друга вблизи центра (вершины) и близко друг к другу снаружи (внизу), что показывает, что склон полусферы меняется во всех точках, будучи почти плоским сверху и увеличиваясь в крутизне к основанию.
Горизонтали вогнутого (выдолбленного) конуса (Рис. 9) расположены близко друг к другу в центре (вершине) и далеко друг от друга снаружи (внизу).
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Следует помнить следующие дополнительные моменты относительно горизонталей:
(a) Водораздел или отрог, вдоль которого дождевая вода разделяется, стекая от него в обе стороны, обозначается более высокими горизонталями, выпячивающимися в сторону более низких (F-H, Рис. 6).
(b) Водоток или долина, вдоль которой дождевая вода, падающая с обеих сторон, соединяется в один поток, обозначается более низкими горизонталями, изгибающимися в сторону более высоких (M-N, Рис. 6).
(c) Горизонтали разных высот, которые соединяются и становятся одной линией, представляют вертикальный обрыв (K, Рис. 6).
(d) Две горизонтали, которые пересекают друг друга, представляют нависающий обрыв.
(e) Замкнутая горизонталь без другой горизонтали внутри нее представляет либо возвышенность, либо впадину, в зависимости от того, является ли ее порядковый номер больше или меньше, чем у внешней горизонтали. Вершина холма показана, когда замкнутая горизонталь выше, чем следующая за ней горизонталь; впадина показана, когда замкнутая горизонталь ниже, чем следующая за ней.
Если учащийся сначала изучит систему дренажа, как показано руслами ручьев на карте, он сможет легко найти все долины, так как ручьи должны течь через долины. Зная долины, можно легко определить хребты или холмы, даже не обращаясь к числам на горизонталях.
Например: на Элементарной карте ручей Вудс-Крик течет на север, а ручей Йорк-Крик течет на юг. Они берут начало очень близко друг к другу, и местность между точками, в которых они берут начало, должна быть более высокой, с уклоном на север с одной стороны и на юг с другой, так как ручьи текут соответственно на север и на юг (см. хребет, идущий на запад от Твин-Хиллз).
Русло ручья Сэнди-Крик указывает на длинную долину, простирающуюся почти на всю длину карты. Ручей Медоу-Крик следует по другой долине, а Дип-Ран — по третьей. Когда эти ручьи соединяются с другими ручьями, долины должны открываться друг в друга.
1867. Расстояния на карте (или горизонтальные эквиваленты). Горизонтальное расстояние между горизонталями на карте (называемое расстоянием на карте, или Р. К.; или горизонтальными эквивалентами, или Г. Э.) обратно пропорционально крутизне склона представленной местности — то есть, чем больше крутизна склона местности, тем меньше горизонтальное расстояние между горизонталями; чем меньше крутизна склона представленной местности, тем больше горизонтальное расстояние между горизонталями.
Fig. 10
Slope (degrees) Rise (feet) Horizontal Distance (inches)
1 deg. 1 688
2 deg. 1 688/2 = 344
3 deg. 1 688/3 = 229
4 deg. 1 688/4 = 172
5 deg. 1 688/5 = 138
Фактом является то, что 688 дюймов по горизонтали на склоне в 1 градус дают вертикальный подъем в один фут; 1376 дюймов — два фута, 2064 дюйма — три фута и т. д., из чего мы видим, что на склоне в 1 градус 688 дюймов, умноженные на вертикальные подъемы в 1 фут, 2 фута, 3 фута и т. д., дают нам соответствующее горизонтальное расстояние в дюймах. Например, если сечение рельефа (вертикальный интервал, В. И.) карты составляет 10 футов, то 688 дюймов × 10 равняется 6880 дюймам, что дает горизонтальное расстояние на местности, соответствующее подъему в 10 футов на склоне в 1 градус. Чтобы привести это горизонтальное расстояние на местности к горизонтальному расстоянию на карте, мы, например, поступим следующим образом:
Предположим, что Ч. М. равен 1/15840 — то есть 15 840 дюймов на местности равны 1 дюйму на карте, следовательно, 6880 дюймов на местности равны 6880/15840, что равно 0,44 дюйма на карте. И в случае 2 градусов, 3 градусов и т. д. мы имели бы:
Р. К. для 2° = 6880 / (15840 × 2) = 0,22 дюйма;
Р. К. для 3° = 6880 / (15840 × 3) = 0,15 дюйма и т. д.
Из вышесказанного у нас есть это правило:
Чтобы построить масштаб Р. К. для карты, умножьте 688 на сечение рельефа (в футах) и Ч. М. карты, и разделите результаты на 1, 2, 3, 4 и т. д., а затем отложите эти расстояния, как показано на Рис. 11, Пар. 1867a.
ФОРМУЛА Р. К. (дюймы) = (688 × В. И. (футы) × Ч. М.) / Градусы (1, 2, 3, 4 и т. д.)
1867a. Масштаб расстояний на карте (или масштаб склонов). На Элементарной карте, под масштабом миль и масштабом ярдов, находится масштаб, подобный следующему:
Fig. 11
Левое деление помечено 1/2°; следующее деление (в два раза короче) — 1°; следующее деление (в два раза короче деления 1°) — 2° и так далее. Деление 1/2° означает, что там, где соседние горизонтали на карте находятся именно на таком расстоянии друг от друга, местность имеет склон в 1/2 градуса между этими двумя горизонталями и повышается в сторону горизонтали с большим порядковым номером; пространство между соседними горизонталями, равное пространству 1°, показанному на масштабе, означает склон в 1°, и так далее.
Что такое склон в 1°? Под склоном в 1° мы подразумеваем, что поверхность земли образует угол в 1° с горизонталью (ровной поверхностью. См. Рис. 10, Пар. 1867). Учащийся должен определить склон какого-нибудь холма или улицы и таким образом получить конкретное представление о том, что означают разные градусы склона. Дорога со склоном в 5° очень крутая.
С помощью этого масштаба Р. К. на карте читатель карты может определить склон любой части представленной местности, то есть такой крутой, как 1/2° или круче. Местность со склоном менее 1/2° практически ровная.
1868. Склоны. Склоны обычно задаются одним из трех способов: 1-й — в градусах; 2-й — в процентах; 3-й — в градиентах (уклонах).
1-й. Склон в один градус означает, что угол между горизонталью и данной линией равен 1 градусу (1°). См. Рис. 10, Пар. 1867.
2-й. Склон называется 1, 2, 3 и т. д. процентным, когда 100 единиц по горизонтали соответствуют подъему на 1, 2, 3 и т. д. единиц по вертикали.
Fig. 12
3-й. Склон называется один к одному (1/1), два к трем (2/3) и т. д., когда одна единица по горизонтали соответствует 1 по вертикали; три по горизонтали соответствуют двум по вертикали и т. д. Числитель обычно относится к вертикальному расстоянию, а знаменатель — к горизонтальному расстоянию.
Fig. 13
Градусы склона обычно используются в военных делах; проценты часто используются для дорог, почти всегда для железных дорог; градиенты используются для крутых склонов и обычно для размеров траншей.
1869. Влияние склона на передвижение
60 градусов или 7/4 — недоступно для пехоты;
45 градусов или 1/1 — трудно для пехоты;
30 градусов или 4/7 — недоступно для кавалерии;
15 градусов или 1/4 — недоступно для артиллерии;
5 градусов или 1/12 — доступно для повозок.
Нормальная система масштабов, предписанная для полевых зарисовок Армии США, следующая: для дорожных зарисовок — 3 дюйма = 1 миля, вертикальный интервал между горизонталями (В. И.) = 20 футов; для зарисовок позиций — 6 дюймов = 1 миля, В. И. = 10 футов; для фортификационных зарисовок — 12 дюймов = 1 миля, В. И. = 5 футов. В этой системе любая заданная длина Р. К. соответствует одному и тому же склону на каждой из карт. Например, 0,15 дюйма между горизонталями представляет склон в 5° на 3-дюймовых, 6-дюймовых и 12-дюймовых картах нормальной системы. Рисунок 11, Пар. 1867a, дает нормальный масштаб Р. К. для склонов до 8 градусов. Масштаб Р. К. обычно печатается на полях карт, рядом с географическим масштабом.
Fig. 14
1870. Меридианы. Если вы посмотрите вдоль верхнего левого края Элементарной карты (на обороте Руководства), вы увидите две стрелки, как показано на Рис. 14, указывающие на верхнюю часть карты.
Они указывают направление, которое является северным на карте. Стрелка с полным оперением указывает на северный полюс (истинный Северный полюс) земли и называется Истинным меридианом.
Стрелка только с половиной оперения указывает на то, что известно как Магнитный полюс земли, и называется Магнитным меридианом.
Магнитный полюс — это точка в арктических регионах, недалеко от географического или Истинного Северного полюса, которая из-за своих магнитных качеств притягивает один конец всех стрелок компаса и заставляет их указывать на него, и, поскольку он находится недалеко от Истинного Северного полюса, это служит для указания направления на север человеку, использующему компас.
Конечно, угол, который магнитная стрелка образует с Истинным меридианом (называемый магнитным склонением), варьируется в разных точках земли. В некоторых местах она указывает восточнее Истинного меридиана, а в других — западнее его.
Fig. 15
Важно знать это соотношение, потому что карты обычно показывают Истинный меридиан, а наблюдатель обычно снабжен магнитным компасом. Рис. 15 показывает обычный тип коробочного компаса. Он имеет 4 стороны света: N (север), E (восток), S (юг) и W (запад), а также круг, градуированный в градусах от нуля до 360° по часовой стрелке вокруг круга. Чтобы прочитать магнитный угол (называемый магнитным азимутом) любой точки от позиции наблюдателя, северная точка круга компаса направляется на объект, и считывается угол, указанный северным концом стрелки.
Теперь вы знаете по меридианам, например, при движении из Йорка в Оксфорд (см. Элементарную карту), что вы движетесь на север; из Болинга в Салем вы должны двигаться на юг; движение из Салема в Йорк требует, чтобы вы двигались на запад; а из Йорка в Салем вы движетесь на восток. Предположим, вы командуете патрулем в Йорке и вам приказано отправиться в Салем по самой прямой линии через местность. Вы смотрите на свою карту и видите, что Салем находится точно к востоку от Йорка. Затем вы достаете свой полевой компас (Рисунок 15, Пар. 1870), поднимаете крышку, держите коробку горизонтально, даете стрелке успокоиться и смотрите, в каком направлении указывает северный конец стрелки (он будет указывать на Оксфорд). Тогда вы знаете направление на север от Йорка, и вы можете повернуть направо и идти строго на восток в сторону Салема.
Обнаружив однажды направление на север на местности, вы можете отправиться в любую точку, показанную на вашей карте, без посторонней помощи. Если вы стоите в Йорке, лицом на север, и обращаетесь к своей карте, вам не нужен проводник, чтобы сказать вам, что Салем лежит прямо справа от вас; Оксфорд — прямо перед вами; Болинг — в направлении примерно на полпути между направлениями на Салем и Оксфорд, и так далее.
1871. Определение положений точек на карте. Если расстояние, высота и направление точки на карте известны относительно любой другой точки, то положение первой точки полностью определено.
Масштаб карты позволяет нам определить расстояние; горизонтали — высоту; а временной меридиан — направление.
Таким образом (см. карту в кармане в конце книги), Поуп-Хилл (sm') находится в 800 ярдах от Грант-Хилл (um') (используя графический масштаб), и он на 30 футов выше, чем Грант-Хилл, так как он находится на горизонтали 870, а Грант-Хилл — на горизонтали 840; Поуп-Хилл также находится прямо к северу от Грант-Хилл, то есть линия север-юг, проходящая через Грант-Хилл, проходит через Поуп-Хилл. Следовательно, положение Поуп-Хилл полностью определено относительно Грант-Хилл.
Ориентирование
1872. Чтобы направления на карте и на местности соответствовали друг другу, необходимо ориентировать карту, то есть истинный меридиан карты должен лежать в том же направлении, что и истинный меридиан, проходящий через позицию наблюдателя на местности, что является лишь другим способом сказать, что линии, идущие на север и юг на карте, должны идти в том же направлении, что и линии на север и юг на местности. Тогда каждая дорога, ручей или другой объект на карте будет идти в том же направлении, что и сама дорога, ручей или другой объект на местности, и все объекты, показанные на карте, можно быстро идентифицировать и найти на местности.
Методы ориентирования карты
1-й. С помощью магнитной стрелки: Если на карте отмечен магнитный меридиан, как на карте Ливенворта (в кармане в конце книги), поместите визирную линию a-b компаса (Рис. 15) на магнитный меридиан карты и перемещайте карту горизонтально, пока северный конец стрелки не укажет на север своего круга, после чего карта ориентирована. Если на карте есть истинный меридиан, но нет магнитного меридиана, его можно построить следующим образом, если известно магнитное склонение:
Fig. 16
(Рисунок 16): Поместите истинный меридиан карты прямо под магнитную стрелку компаса, а затем перемещайте коробку компаса, пока стрелка не покажет угол, равный магнитному склонению. Линия в продолжении визирной линии a'-b' будет магнитным меридианом. Если магнитное склонение в позиции наблюдателя составляет не более 4° или 5°, ориентирование будет достаточно точным для обычных целей, если принять истинный и магнитный меридианы за идентичные.
2-й. Если на карте нет ни магнитного, ни истинного меридиана, но известна позиция наблюдателя на местности: Перемещайте карту горизонтально, пока направление на какую-либо определенную точку на местности не совпадет с ее направлением на карте; тогда карта ориентирована. Например, предположим, вы стоите на местности в 8, q k' (Карта Форт-Ливенворта) и можете видеть тюрьму США в стороне на юге. Держите карту перед собой и повернитесь лицом к тюрьме США, перемещая карту до тех пор, пока линия, соединяющая 8 и тюрьму США (на карте), не ляжет в том же направлении, что и линия, соединяющая эти две точки на местности. Карта теперь ориентирована.
Научившись ориентировать карту и определять свое положение на ней, следует практиковаться в передвижении по местности, при этом сохраняя карту ориентированной и отмечая каждый объект местности на карте по мере прохождения мимо него. Эта практика имеет величайшую ценность для обучения точному чтению карты и правильной оценке расстояний, направлений и склонов.
Истинный меридиан
Fig. 17
1873. Положение истинного меридиана можно найти следующим образом (Рис. 17): Направьте часовую стрелку часов на солнце; линия, соединяющая ось и точку посередине между часовой стрелкой и XII на циферблате, будет указывать на юг; то есть, если наблюдатель встанет так, чтобы быть лицом к солнцу и XII на циферблате, он будет смотреть на юг. Чтобы направить часовую стрелку точно на солнце, воткните булавку, как в (a) на Рис. 17, и приведите часовую стрелку в тень. Ночью линия, проведенная на северную звезду от позиции наблюдателя, является приблизительно истинным меридианом.
Fig. 18
Линия, соединяющая «указатели» Большой Медведицы или Ковша, продленная примерно в пять раз больше своей длины, проходит почти через Полярную звезду, которую можно узнать по ее яркости.
1874. Условные знаки. Чтобы человек, использующий карту, мог сказать, что является дорогами, домами, лесами и т. д., каждый из этих объектов представлен особыми знаками, называемыми условными знаками. Другими словами, условные знаки — это определенные отметки или символы, показанные на карте для обозначения физических особенностей местности. (См. диаграмму, Пар. 1875, Таблицы I и II.) На Элементарной карте все условные знаки подписаны названием того, что они представляют. Изучая эту карту, учащийся может быстро научиться различать условные знаки большинства обычных объектов, показанных на картах. Эти условные знаки обычно являются графическими изображениями объектов местности, которые они представляют, и, следовательно, их обычно можно узнать без объяснений.