Топография в полевых археологических исследованиях

К оглавлению книги «Полевая археология СССР» | К следующей главе

Карты при археологических работах. В исследовательской работе археологу часто нужно иметь характеристику изучаемой местности, в которой находится тот или иной археологический памятник. Ведь размещение многих памятников подчинено определенной топографической закономерности. Известно, например, что неолитические стоянки расположены на низких берегах, у самой воды, что в междуречье Оки и Волги редкий узкий мыс не занят дьяковским городищем. Естественно, что подобная закономерность расположения помогает обнаружению стоянок и городищ. Для памятников, занимающих большую территорию, важно узнать топографические особенности отдельных ее частей; расположение оврагов, обрывов, ручьев, колодцев, бродов и т. п.

Для выявления этих особенностей и для обобщения уже имеющихся сведений обычно выезжают на изучаемую местность. Работа эта чрезвычайно трудоемка, так как неровности местности не дают возможности охватить ее одним взглядом. Этот недостаток можно устранить, поднявшись над местностью на самолете, но это не всегда возможно. К тому же при этом не обойтись без записей и чертежей, и здесь выясняется, что эта работа уже проделана геодезистами. Ими вычерчено изображение местности в уменьшенном виде (т. е. карта), наиболее удобное при работе над изучением природных особенностей данного района.

При археологических разведках карта имеет громадное значение. Если район предстоящих разведок предварительно изучить по карте и заранее наметить места, характерные для тех или иных памятников, эффективность разведок значительно увеличится. Чтобы не забыть местоположение открытого памятника, следует нанести его на карту. В этом случае карту нельзя заменить никаким описанием, оно может ее лишь дополнить. Но для того, чтобы открытые объекты нанести на карту, нужно уметь ее читать и производить простейшие топографические съемки.

Без карты нельзя изучать водные или сухопутные пути определенного периода, трудно достаточно полно учесть данные топонимики и т. д. Для археолога карта незаменима, но не всякая, а только та, которая изображает местность в сравнительно небольшом уменьшении. Если величина этого уменьшения меньше одной миллионной (1:1 000 000), такую карту называют мелкомасштабной. Если же эта величина равна или меньше 1:200 000, то карта называется топографической.
Умение читать топографическую карту и производить простейшие топографические съемки обязательно для каждого археолога .

Разновидности карт. Существует несколько разновидностей топографических карт. Это различие для карт СССР зависит от того, по каким съемкам выполнена карта — по дореволюционным или по новым. Дореволюционные и некоторая часть советских карт исполнены в старых русских мерах, новые карты — в метрических мерах. На старых картах рельеф местности часто изображен штриховкой, отмывкой и пр., на новых — горизонталями (что, впрочем, не редкость и для дореволюционных карт). Карты могут быть одноцветными, т. е. напечатаны одной черной краской, трех- или четырехцветными, где вода изображается синим, рельеф — коричневым, леса — зеленым, остальное — черным цветом; имеются карты многоцветные. Существуют и иные отличительные особенности карт.

Для археолога наиболее важными особенностями карт являются их масштаб, способ изображения рельефа и система условных знаков.

Масштабы карт. Масштабом карты называется степень уменьшения изображения линий и расстояний на карте по отношению к их действительным размерам на местности. Иначе, под масштабом понимают отношение длины какой-нибудь линии на карте к длине соответствующей линии на местности.

Данная глава не имеет целью научить в совершенстве читать топографические карты или вычерчивать планы. Она является справочной, обращая внимание на важнейшие для археолога свойства карт и элементарные приемы топографической съемки. Во всем остальном следует обращаться к инструкции и учебникам топографии.

Поскольку масштаб есть отношение, его выражают дробью, числитель которой единица, а знаменатель показывает, во сколько раз линия на карте меньше соответствующей линии на местности. Например, масштаб 1:100 000 означает, что одному сантиметру на карте соответствует 100 000 см на местности, т. е. одному сантиметру на карте соответствует один километр на местности. Это же отношение может быть выражено как 1:100 000. Изображение масштаба в виде дроби или в виде отношения принято называть численным масштабом.

Если измерить расстояние на карте и полученное число умножить на знаменатель масштаба, получим величину этого расстояния на карте. Если же расстояние на местности разделить на этот знаменатель, получим величину соответствующей линии на карте. Надо помнить, что исходные данные и результат получаются в одних и тех же мерах.

Кроме численного масштаба на картах дается линейный масштаб, который представляет собой прямую линию, разделенную на сантиметры или, на старых картах, на дюймы. Каждая такая часть называется основанием масштаба. У такого деления имеется объяснение, чему оно равняется на местности. При пользовании картой удобнее линейный масштаб, так как не надо производить вычислений. Линейный масштаб особенно удобен при промерах расстояний циркулем или линейкой.

Линейный масштаб легко перевести в численный, а по численному можно построить линейный. Например, дан линейный масштаб — два сантиметра на карте соответствуют одному километру на местности. Требуется определить численный масштаб. Поскольку основание выражено в сантиметрах, то один километр надо превратить в сантиметры. Получим 100 000 см. Теперь пишем отношение 2:1 000 000; но поскольку в числителе всегда должна быть единица, дробь сокращаем и получаем 1:50 000.

Обратное превращение численного масштаба в линейный состоит в определении расстояния местности, соответствующего 1 см карты данного масштаба. Например, дан численный масштаб 1:25 000, нужно построить

Рис. 97. Линейные масштабы

Рис. 97. Линейные масштабы

линейный. Превращаем 25 000 в метры (так как 25 000 менее одного километра, иначе превращали бы и в километры). Получаем 250 м, т. е. 1 см на карте соответствует 250 м на местности. Но в подписи к линейному масштабу в правой части отношения должен стоять 1 км. Для этого придется обе части отношения увеличить в четыре раза и подпись будет гласить: 4 см на карте соответствуют 1 км на местности. Далее вычерчивается линия масштаба и разбивается на соответствующие отрезки.

В тех случаях, когда 1 см на карте соответствует более чем 1 км на местности, выравнивание не производится и масштаб, например 1:600 000, обозначается так: 1 см на карте соответствует 6 км на местности.

Промеры по карте. Точность измерения на карте прежде всего зависит от точности линейки. При работе с картой нужно иметь не плоскую, а визирную линейку (треугольного сечения). У визирной линейки край, на котором нанесены деления, вплотную прилегает к карте, а у плоской линейки он как бы висит над бумагой, отделенный от нее толщиной самой линейки, и это обусловливает искажение вследствие так называемого параллакса. Пользуются и прозрачной пластмассовой линейкой, у которой цифры нанесены на нижнюю сторону.

Но чаще погрешности при измерениях вызываются неумелыми промерами по карте. Измерение прямых линий не вызывает труда. Они могут производиться линейкой или циркулем. Измерения кривых производят обычно циркулем.

Рис. 98. Измерение циркулем ломаной кривой

но Рис. 98. Измерение циркулем ломаной кривой

 

Рис. 99. Измерение циркулем плавной кривой

Рис. 99. Измерение циркулем плавной кривой

При  измерении кривой ее следует разбить на прямые отрезки или, если линия прямых участков не имеет, на очень малые отрезки, приближающиеся к прямым. При этом можно, измерив один участок, построить касательную к другому и от точки следующего измерения отложить по касательной расстояние, равное раствору циркуля при предыдущем измерении. Затем измерение производится от дальней точки касательной до конца нового участка. В результате новый раствор циркуля будет равен сумме двух участков. При необходимости это суммирование можно продолжить, а затем вычислить расстояние по линейному масштабу.

Курвиметр. Измерение расстояний по линиям карты можно производить курвиметром. Он представляет собой несложный прибор из двух колесиков, на большем из которых нанесены деления с одной стороны в сантиметрах, с другой — в дюймах. Если маленькое колесо катить по линии дороги, то на большом будет видно пройденное по карте расстояние (в сантиметрах или в дюймах). Зная масштаб карты, нетрудно вычислить расстояние на местности.

Карты, составленные в старых русских мерах, бытуют до сих пор. При пользовании такими картами следует помнить, что верста равна 500 саженям, сажень равна 7 футам (или 3 аршинам), фут равен 12 дюймам. Итого в версте 42 000 дюймов. Поэтому масштаб карт кратен половине от 42 000. Например, 1:21 000; 1 : 42 000;
1 : 84 000; 1 : 210 000; 1 : 1 050 000 и т. д.

Рис. 100. Курвиметр.

Рис. 100. Курвиметр.

Рис. 101. Проекции береговой линии на горизонтальную плоскость при постепенном подъеме воды дают ряд горизонталей

Рис. 101. Проекции береговой линии на горизонтальную плоскость при постепенном подъеме воды дают ряд горизонталей

метр
Изображение рельефа. Закономерность распределения большинства археологических памятников так или иначе проявляется в рельефе местности, поэтому археологу важно уметь читать рельеф по карте. Способов изображения рельефа много, но наиболее удобным является обозначение рельефа горизонталями. Этот способ принят повсеместно. Чтобы понять его сущность, приведем пример.

Как известно, в измерениях высоты тех или иных характерных точек рельефа за нулевую отметку принят уровень океана. Представим себе невысокий остров в океане при спокойной погоде. Береговая линия острова в месте соприкосновения с водой лежит на нулевом уровне и представляет собой замкнутую кривую, которая является как бы следом сечения острова горизонтальной плоскостью, лежащей на уровне океана. Нанесем эту кривую на карту острова.

При наступившем приливе уровень воды повышается. Представим, что он повысился на два метра. При этом береговая линия острова кое-где изменилась — в пологих местах она глубоко врезалась к его середине, но там, где берег поднимается круто, от прежней границы

Рис. 102. Горизонтали: А — основные и полугоризонталь; Б — вспомогательная горизонталь

Рис. 102. Горизонтали: А — основные и полугоризонталь; Б — вспомогательная горизонталь

она отступила незначительно. Это как бы сечение острова горизонтальной плоскостью, находящейся на высоте 2 м от уровня океана. Нанесем новые контуры береговой линии на ту же карту.

При повышении уровня воды еще на 2 метра большая часть острова оказывается затопленной и от него остаются в виде двух маленьких островков лишь вершины двух самых высоких холмов. Береговая линия каждого из этих островков представляет замкнутую линию, но обе они находятся на одной высоте. Это как бы след сечения острова горизонтальной плоскостью, находящейся на высоте 4 метров от уровня океана. Нанесем этот след на ту же карту.

Наконец, вода поднялась еще на 2 м, и на поверхности осталась лишь одна вершина и та возвышается всего сантиметров на 70. Нанесем береговую линию этой вершины на карту, а в знак того, что следующее поднятие воды ее совсем затопит, поставим на ней отметку, ее высоту 6,7.

Горизонтали. На полученной карте рельеф острова изображен горизонталями, которые представляют собой как бы следы сечений острова горизонтальными плоскостями, расположенными на равном (по высоте) расстоянии друг от друга. Это расстояние между секущими плоскостями называется высотой сечения. Таким же образом при помощи мнимых сечений местности горизонтальными плоскостями, след которых определяется сложными измерениями, на карты наносится рельеф любой местности.

Высота сечения. Высота сечения может быть разной, например 2, 5, 10, 50 м, но строго определенной для данной карты. В некоторых случаях для изображения подробностей рельефа горизонталей, обусловленных данной высотой сечения, недостаточно.

Рис. 103. Определение отметки горизонтали по отметке точки: поскольку высота сечения 5 м, а отметка высоты 132,4 м, то горизонталь а имеет отметку 130,0, горизонталь в - 125,0 и т. д.

Рис. 103. Определение отметки горизонтали по отметке точки: поскольку высота сечения 5 м, а отметка высоты 132,4 м, то горизонталь а имеет отметку 130,0, горизонталь в — 125,0 и т. д.

Тогда прибегают к помощи дополнительных или полугоризонталей, проведенных на половине сечения. Полугоризонтали вычерчены длинным пунктиром и в отличие от сплошных основных горизонталей могут обрываться, когда исчезнет в них необходимость. Если рельеф настолько сложен, что не хватает и этих горизонталей, его обозначают вспомогательными, или четверть-горизонталями, проведенными на высоте четверти основного сечения и изображаемые частым коротким пунктиром.

Горизонтали проводятся через определенное, обязательно круглое, число метров. Для облегчения счета каждая десятая или пятая горизонталь надписывается на карте, при этом низ цифры обращен в сторону ската. Направление ската можно узнать и по бергштрихам — коротким, перпендикулярным к горизонтали черточкам, направленным вниз по скату.
На некоторых вершинах и характерных точках местности, как это было показано выше, надписывается их высота или отметка. Зная высоту сечений по отметке точки, легко определить отметку соседней горизонтали. Например, отметка высоты 132,4, высота сечения 5 м. Таким образом, отметка ближайшей горизонтали (а) — 130.
По надписанным отметкам горизонталей и точек можно определить высоту сечения. Если надписаны соседние горизонтали, высота сечения равна разности их отметок. Если надписаны горизонтали, между которыми находятся другие, и все они расположены на одном скате, то высота сечения будет равна разности отметок надписанных горизонталей, деленной на количество промежутков между разделяющими их горизонталями.

Высоту точки, находящейся между горизонталями, можно определить лишь приблизительно, так как форма ската на таком малом участке прочтена быть не может.

Для археологических целей важно уметь выявить форму рельефа (холм, впадину, мыс, хребет, лощину

Рис. 104. Изображение горизонталями основных видов рельефа: I - вершина; II — впадина; III - мыс; IV- лощина; V - седловина; VI- уступ, овраг, обрыв

Рис. 104. Изображение горизонталями основных видов рельефа: I — вершина; II — впадина; III — мыс; IV- лощина; V — седловина; VI- уступ, овраг, обрыв

и т. д.), определить высоту местности и отдельных точек над уровнем моря, направление и крутизну скатов, а также превышение одной точки над другой.

Горизонталями можно изобразить любой рельеф.

Выше показано, что одна горизонталь отступает от другой тем меньше, чем круче скат. Значит, в крутых местах горизонтали расположены чаще, в пологих — ре¬же. Можно наглядно изобразить крутизну подъема в любом месте. Для этого нужно вычертить в увеличенном масштабе (масштаб карты для этого слишком мелок) заложение, т. е. отрезок прямой линии между точками, лежащими на двух смежных горизонталях. От одного конца отложенного отрезка в направлении увеличения подъема местности надо восстановить перпендикуляр, на котором в том же масштабе откладывается высота сечения. Эти два отрезка являются катетами треугольника. Соединив их гипотенузой, получим достаточно точное изображение данного ската, крутизну которого можно измерить транспортиром.

 

Рис. 105. Определение крутизны дороги (на участке а — б по шкале заложений с помощью циркуля)

Рис. 105. Определение крутизны дороги (на участке а — б по шкале заложений с помощью циркуля)

По условным знакам оврагов, обрывов, осыпей, скал определить крутизну ската нельзя.

Для более быстрого определения крутизны ската на карте крупного масштаба вычерчивается шкала заложений. Чтобы воспользоваться ею, нужно циркулем или полоской бумаги измерить заложение, затем приложить эту полоску к шкале заложений так, чтобы один ее конец совместился с основанием шкалы, а другой — с какой-либо точкой ее верхней (кривой) границы. Против последней точки написана крутизна ската в градусах.

Ориентирование карты. Для нанесения на карту открытого археологического памятника карту нужно ориентировать, т. е. придать ей такое положение, при котором верхняя сторона рамки карты была бы обращена к северу. Это можно сделать по компасу и по линиям местности. При ориентировании карты по компасу следует учитывать магнитное склонение в данной местности, т. е. отклонение стрелки компаса от направления географического меридиана. Магнитное склонение указано на карте за ее рамкой. При точном ориентировании следует учитывать величину так называемого сближения меридианов, которая определяется таблицами (но в данном случае ее можно опустить). Компас помещают на край
карты так, чтобы его диаметр С —Ю совпал с боковым обрезом карты. Затем карту вместе с компасом вращают, при этом северный конец стрелки должен показывать не на север, а соответственно магнитному склонению должен отклоняться к востоку или к западу.

 Рис. 106. Ориентирование карты по компасу с учетом склонения


Рис. 106. Ориентирование карты по компасу с учетом склонения

Находясь на какой-либо линии местности, например на дороге, карту можно ориентировать по ней. Для этого карту поворачивают до тех пор, пока совпадут направление дороги и направление ее изображения на карте. При этом надо следить, чтобы совпало положение и остальных местных предметов.

Определение точки стояния. Теперь можно приступить к нанесению на карту открытого археологического памятника. Эта задача сводится к определению на карте точки стояния. При этом в любой момент карта должна быть ориентирована, что нужно постоянно проверять.

Точка стояния может быть определена промером, если вблизи есть местный предмет (дерево, дом и проч.), имеющийся и на карте. В таком случае к изображению предмета приставляют линейку и направляют ее так, чтобы соответствующий предмет на местности находился на продолжении ее ребра. На карте по линейке прочерчивают линию и измеряют расстояние до этого предмета, а затем откладывают его в масштабе по прочерченной линии от изображения. Это и есть точка стояния.

Точка стояния может быть определена обратной засечкой. Для этого нужно повторить только что описанный прием визирования с линейкой, не делая промера, для двух местных предметов. Пересечение прочерченных на карте линий явится точкой стояния. Если возможно, положение точки стояния нужно проверить визированием на третий местный предмет.

Рис. 107. Обратная засечка: для определения точки стояния надо по ориентированной карте отметить направление на два или три местных предмета. Пересечение этих линий даст точку стояния

Рис. 107. Обратная засечка: для определения точки стояния надо по ориентированной карте отметить направление на два или три местных предмета. Пересечение этих линий даст
точку стояния

Может случиться, что памятник окажется недоступным, например расположенным на противоположном берегу реки, через которую нет переправы. Чтобы нанести этот памятник на карту, можно воспользоваться приемом прямой засечки. Из какой-либо точки, имеющейся на карте, визируют направление на памятник, затем визирование повторяют из другой точки, отстоящей от первой на несколько сот метров. Точка пересечения линий визирования определяет положение памятника на карте.
На отмеченном месте надо поставить изображение, например, кургана. Курганы такой величины, чтобы показать их рельефом, встречаются крайне редко, и топографическое изображение кургана очень мелко. Значит, надо поставить на месте кургана какой-то условный знак. Отделом полевых исследований ПА АН СССР рекомендован ряд условных знаков, разработанных еще Д. Н. Анучиным и видоизмененных в практической деятельности нескольких поколений русских археологов.

Рис. 108. Прямая засечка: для определения положения на местности какого-либо предмета нужно визировать направление на него с одной точки, а затем повторить визирование с другой точки. Положение обеих точек должно быть предварительно найдено на карте. Пересечение линий визирования определит положение предмета

Рис. 108. Прямая засечка: для определения положения на местности какого-либо предмета нужно визировать направление на него с одной точки, а затем повторить визирование с другой точки. Положение обеих точек должно быть предварительно найдено на карте. Пересечение линий визирования определит положение предмета

Количество этих знаков ограничено, но его легко увеличить, имея в виду комбинации знаков, предложенные А. А. Миллером и названные им производными от основных. При нанесении условных знаков на карту следует избегать пояснительных цифр, кроме цифры, обозначающей номер памятника, под которым он фигурирует в описаниях.

Виды археологических карт. Виды археологических карт зависят от цели, которую преследует их составитель. Они могут быть сплошными, освещая только один

Рис. 109. Условные обозначения для археологических карт

Рис. 109. Условные обозначения для археологических карт

маршрут, или полными, давая сведения о памятниках всех эпох и типов или об одном их типе и т. д. Из всех возможных видов археологических карт предпочтительна сплошная карта данного района, дающая сведения о всех типах археологических памятников. Имея в виду так называемую основную топографическую карту СССР, которая имеет листы всех районов СССР в масштабе 1 : 100 000, А. А. Мансуров предлагал на ее основе создать основную археологическую карту СССР. Такая карта должна была быть составлена на базе сплошного археологического обследования территории Советского Союза. При массовой паспортизации археологических памятников СССР эта работа была начата, но без топографической основы.

Для археологических карт желательна единая основа, но при археологических разведках под рукой может не оказаться карты масштаба 1:100 000 или ее производных. Поэтому иногда ее приходится заменять. При замене надо иметь в виду, что, во-первых, для археолога требуется карта масштабом не менее 1 : 600 000, да и она бывает малопригодна для детализации, и тогда ее приходится дополнять обширными топографическими описаниями. Во-вторых, карта не должна быть загромождена условными знаками, так как при обилии условных знаков на карте трудно найти только что нанесенный значок. Совершенно непригодны карты горных районов с рельефом, нанесенным штриховкой, карты лесных районов с условными знаками дореволюционного образца, а также яркие карты, в том числе поднятые, т. е. такие, где леса, воды и некоторые урочища раскрашены. В-третьих, малопригодны карты, не имеющие обозначения рельефа.

При производстве археологических разведок и раскопок кроме нанесения археологических объектов на карту может потребоваться составление особых планов, показывающих особенности памятника, его строение и связь с окружающей местностью. План высокой точности, съемка которого требует значительного времени, для археологических целей является излишней роскошью, однако глазомерный план, снятый с помощью одного компаса, недостаточен. В археологической практике получила распространение съемка местности при помощи теодолита.

Измерение прямых линий на местности. Съемка планов начинается измерением прямых линий на местности, которое производится шагами, рулеткой или мерной лептой. При измерениях шагами надо предварительно высчитать среднюю длину своего шага. Для этого на ровной местности, например на шоссе, рулеткой или мерной лентой отмеряется расстояние не менее 100 м. Затем это расстояние измеряют парными шагами (считают шаг только правой или только левой ноги).
Промеры на местности зависят от ее пересеченности, длины измерительного инструмента, точности его укладки и многих других причин. Шаг — самая короткая мера длины, самая короткая «рулетка», поэтому при измерении шагами погрешность максимальна. Промеры шагами могут быть применены лишь в крайнем случае и при съемках, не имеющих большой важности.

При измерении линии местности мерную ленту или рулетку надо держать горизонтально, поэтому сильно пересеченную местность приходится мерить небольшими отрезками. Чем больше отрезков, тем больше погрешность в измерениях. Лучше производить измерение минимального количества линий местности, особенно пересеченной, и стремиться измерять расстояния рулеткой

Рис. 110. Компас Адрианова

Рис. 110. Компас Адрианова

максимальной длины (20 м и больше). Если рулетку приходится перекладывать несколько раз, то точки, отмечающие границы отдельных промеров, надо строго визировать, чтобы вместо измеряемой прямой не получилось ломаной линии. Очень просто производить измерение расстояний нивелиром или теодолитом. Поскольку при съемках планов применяются инструменты, следует в общих чертах познакомиться с устройством и употреблением некоторых из них.

Компас. При глазомерных съемках употребляется простейший инструмент — компас. Его главной частью является магнитная стрелка, подвешенная на острие, укрепленном на дне цилиндрической коробки. На дне коробки помещается градусное кольцо. Для археологических целей удобнее пользоваться компасом с азимутальным делением кольца, т. е. от 0 до 360°. Наиболее удобен компас Адрианова, крышка которого вращается вокруг азимутального градусного кольца, а на ней обозначена прямая (с одной стороны —двумя вырезами, образующими треугольный зубец —мушку, с другой — одной треугольной прорезью), которая служит для визирования и называется директриссой. Визированием называется действие, при котором плоскость, проходящая через глазной диоптр (в данном случае через острое основание прореза) и волосок (в данном случае через вершину зубца), совмещается с данной точкой на местности. Угол между северным концом магнитной стрелки и линией визирования называется магнитным азимутом. Азимут измеряется в пределах от 0 до 360°.

Буссоль. Для измерения азимутов может употребляться компас Адрианова, но удобнее работать с буссолью,

Рис. 111. Отсчет азимутов: от направления на север по часовой стрелке

Рис. 111. Отсчет азимутов: от направления на север по часовой стрелке

которая от компаса отличается большими размерами и наличием диоптров — металлических пластинок с прорезями (в компасе Адрианова они заменены прорезью и зубцом — мушкой). Диоптры прикреплены к коробке буссоли или находятся на подвижной линейке — алидаде, находящейся под коробкой буссоли. Они делятся на глазные и предметные: глазные имеют узкую прорезь, предметные— широкую, с натянутым посредине волоском.

Буссоли бывают ручные и штативные. Точность работы ручными буссолями несколько больше, чем при работе с компасом; штативные буссоли точнее ручных. Из ручных буссолей распространена буссоль Шмалькальдера. Внутри ее коробки на острие подвешена магнитная стрелка с прикрепленным к ней легким картонным кружком, на котором нанесены деления с зеркально отраженными надписями. К коробке буссоли на шарнирах прикреплены два диоптра: один предметный — обычный, а другой имеет выпуклую стеклянную призму. Визирование этой буссолью происходит обычным путем, а отсчет градусов — через стеклянную призму. При этом деления

 

Рис. 112. Ручная буссоль. Рис. 113. Штативная буссоль Шмалькальдера Стефана

Рис. 112. Ручная буссоль Шмалькальдера. Рис. 113. Штативная буссоль Стефана

 
градусного кольца видны в прямом (а не зеркальном) виде и несколько увеличены.
Штативная буссоль Стефана имеет диоптры, укрепленные на алидаде, с обеих сторон которой находятся верньеры или нониусы. Алидада вращается в центре лимба с нанесенными градусными делениями. У лимба внизу есть втулка, которая насаживается на кол или при помощи специальной головки — на легкий штатив.
Буссоль Шмалькальдера устанавливается нулем на юг, буссоль Стефана — нулем на север. После этого можно производить визирование.

Многие буссоли, в том числе и буссоли Стефана, снабжены верньером или нониусом. Нониус служит для отсчета углов и нанесен на алидаде. Его штрихи расположены на строго определенном и равном друг от друга расстоянии, которое меньше, чем расстояние между штрихами на лимбе. При любом положении алидады только один штрих нониуса совпадает с каким-нибудь штрихом лимба, и это совпадение хорошо улавливается глазом.

Рис. 114. Приспособление для установки буссоли на штативе фотоаппарата Рис. 115. Отсчет по верньеру буссоли Стефана: 2 55' (наверху) и 30Г05' (внизу)

Рис. 114. Приспособление для установки буссоли на штативе фотоаппарата
Рис. 115. Отсчет по верньеру буссоли Стефана: 2 55′ (наверху) и 30Г05′ (внизу)

Грубый отсчет производят по штриху нониуса с отметкой 0 (ноль). Предположим, ноль нониуса остановился между делениями 276 и 277 лимба, нанесенного против часовой стрелки. Полное совпадение со штрихом лимба отмечено у пятого влево от нуля штриха нониуса. Если цена деления нониуса 5, то отсчет равен 276° 25’.

Нивелир и теодолит. В полевой археологической практике применяются нивелир и теодолит — инструменты со зрительными трубами, дающими обратное (перевернутое) изображение. В окуляре зрительной трубы видна сетка нитей, иногда очень сложная. Горизонтальная и вертикальная нити, расположенные по диаметрам (так называемый простой крест), служат для визирования; две горизонтальные нити, расположенные на определенном и равном расстоянии от горизонтальной нити простого креста, являются дальномерными (см. ниже). Кроме того, в зрительных трубах встречаются сетки нитей еще четырех видов. Прямая, соединяющая пересечение нитей сетки с оптическим центром объектива, называется визирной осью трубы. При изготовлении прибора плоскость визирной оси устанавливают перпендикулярно его главной вертикальной оси. Таким образом, при работе прибора, если главная вертикальная ось установлена точно, при любом повороте зрительной трубы, закрепленной в нулевом положении, ее визирная ось должна лежать в горизонтальной плоскости. Это основное свойство нивелира, труба которого не имеет другого положения, кроме нулевого.

На лимбе есть деления, отмечающие лишь десятки градусов; в этом случае отметка 7 означает 70% 21 — 210% 27 — 270 и т. д., а единицы градусов отсчитываются по делениям лимба.

При установке штатив теодолита нужно центрировать (что требуется для измерения углов). Для этого к становому винту прикрепляется отвес и штатив устанавливается так, чтобы отвес оказался вблизи центра колышка, отмечающего точку стояния теодолита. Регулировку сначала производят сдвиганием или раздвиганием ножек штатива, затем закрепляют баранчики (зажимы) и производят более точную регулировку, нажимая ногой на выступ нужной ножки.

Устанавливают штатив нивелира на глаз, без отвеса. При этом следят, чтобы его головка находилась в более или менее горизонтальном положении.

После установки штатива вынимают из коробки теодолит или нивелир, ставят его концами подъемных винтов в специальные выемки на головке штатива, вывинчивают на одинаковую высоту подъемные винты (приблизительно до середины нарезки) и закрепляют прибор на штативе становым винтом.
Дальнейшая установка нивелира и теодолита состоит в приведении главной вертикальной оси прибора в отвесное положение, что достигается с помощью подъемных винтов и уровней.

При установке нивелира сначала нажимом на выступы ножек штатива приводят в центральное положение круглый уровень, а затем зрительную трубу поворачивают параллельно линии двух подъемных винтов и, вращая их одновременно в разные стороны, пузырек уровня, прикрепленного в зрительной трубе, приводится в среднее положение. Затем, повернув трубу параллельно линии двух других винтов, снова выводят уровень в среднее положение. Прибор считается установленным, если при любом повороте зрительной трубы пузырек ее уровня не выходит из этого положения.

Главная вертикальная ось теодолита приводится в отвесное положение аналогичным путем. Сначала один из уровней алидады устанавливается параллельно линии двух подъемных винтов, которые и регулируют его уровень; затем третьим винтом приводят в соответствующее положение второй уровень, расположенный в этом случае по направлению третьего подъемного винта.

Ввиду того что визирная ось установленного нивелира горизонтальна, этим прибором легко определить повышение и понижение местности по отношению к уровню другой точки или к уровню визирной оси. Для этого на нужную точку ставят мерную рейку (нулем вниз, так как зрительная труба дает обратное изображение), производят отсчет, затем такой же промер делают но отношению к другой точке, и разница измерений дает разницу высот данных точек. Нивелирование применяется при вычислении горизонталей, а также при раскопках для измерения глубин по отношению к измеренной нулевой точке. При нивелировании надо иметь в виду, во-первых, что без перемены места стояния нивелира можно измерять неровности местности, не превышающие длину рейки; во-вторых, что при каждой новой установке высота визирной оси нивелира меняется. Расстояние от нивелира (теодолита) до рейки в метрах равно числу сантиметров, видимых на рейке между дальномерными линиями.

Пользование нивелиром при раскопках курганов. Техника нивелирования поверхности кургана такова. Нивелир устанавливается метрах в двадцати от центра кургана: он не должен покрываться пылью от выбрасываемой земли; деления на рейке, поставленной в любом месте раскапываемого кургана, должны быть хорошо видны, а луч зрения (через скрещивание нитей) должен быть немного выше вершины кургана. Удобно располагать нивелир на соседнем кургане. Прежде всего рейка ставится на скрещении осей кургана (у центрального кола, но не на кол). Полученный отсчет (поправка) вычитается из всех дальнейших отсчетов. Таким образом, вершина кургана будет иметь нивелировочную отметку 0 (нуль), а все остальные отметки будут отрицательными. Они (после соответствующего вычитания) немедленно наносятся на план. Первоначальный отсчет вычита¬ется и при измерении глубины любой точки в процессе раскопок кургана.

 Рис. 117. Измерение глубины залегания находки нивелиром: на рисунке измерение производится от репера, имеющего отметку минус 200. В нивелир видна цифра 09, значит, горизонт инструмента равен 200—09=191. На установленной на измеряемой точке рейке (стоит на бревне) в нивелир видна цифра 123. Значит, глубина точки стояния этой рейки (конца бревна) 191 + 123=314 см


Рис. 117. Измерение глубины залегания находки нивелиром: на рисунке измерение производится от репера, имеющего отметку минус 200. В нивелир видна цифра 09, значит, горизонт инструмента равен 200—09=191. На установленной на измеряемой точке рейке (стоит на бревне) в нивелир видна цифра 123. Значит, глубина точки стояния этой рейки (конца бревна) 191 + 123=314 см

В процессе раскопок кургана нивелир приходится убирать или переставлять. При его новом положении нужно вычислить новую поправку. Если цел центральный кол, то опять ставят у него рейку, и полученная отметка будет новой поправкой. Если же кол уже снесен, то ставят рейку у любого кола, нивелировочная отметка которого известна. Отметку этого кола вычитают из отметки, полученной новым нивелированием этого кола, и полученная разность явится новой нивелировочной поправкой. Например, при первом нивелировании кол имел отметку 19. При переносе нивелира отметка того же кола стала 46 (46 — 19 = 27); 27 — новая поправка. Ее и
следует вычитать из всех дальнейших отсчетов с этой точки стояния нивелира. Следует помнить, что новую поправку нужно вычислять даже тогда, когда ножки треноги установлены в ямках их прежнего стояния.

Пользование нивелиром при раскопках поселений. При нивелировке квадратной сетки на поверхности раскопа поселения нивелир устанавливают метрах в 10—15 от границ раскопа. Рейку ставят на высшую точку квадратной сетки, и полученная отметка будет поправкой для всех остальных измерений, т. е. эта отметка — условный нуль. Поправку вычитают из результатов всех дальнейших промеров. Может оказаться, что при углублении раскопа условный нуль будет снесен. При новой установке нивелира поступают так же, как при нивелировке поверхности кургана, т. е. ставят рейку у любого бортового кола и его первоначальную отметку (она должна быть на чертеже) вычитают из отметки, полученной новым нивелированием. Иногда выбирают какой-нибудь рядом стоящий столб, прислоняют к этому объекту рейку и регулируют ее высоту до тех пор, пока ее отметка по нивелиру станет такой же, как на нулевой точке. Тогда, не сдвигая рейку с места, отмечают положение ее низа (зарубкой, карандашом, гвоздем), и это будет перенесенная нулевая точка. С нее снимается поправка при каждой новой установке нивелира.

При углублении раскопа приходится переносить нивелир в раскоп, так как рейка становится недостаточно длинной для отсчетов. В этом случае следует предварительно наметить глубину 100 см и отметить ее колом на стене раскопа. В дальнейшем для получения нивелиро¬вочной поправки рейку ставят на этот кол и полученный отсчет вычитают из 100 см. Это и будет поправка. Когда раскоп углубится еще более, забивают колья с отметками 200, 300 см и аналогичным способом вычисляют поправку.

Может оказаться, что точка, глубину которой надо вычислить, расположена слишком близко к нивелиру. Тогда один из сотрудников медленно ведет карандаш (лучше яркой окраски), держа его поперек рейки, снизу вверх до тех пор, пока яркая полоса не будет видна на скрещении нитей в нивелире. Сотрудник, смотрящий в нивелир, кричит «Стоп!» и производит отсчет непосредственно по рейке, т. е. смотрит, на каком делении остановлен карандаш.

Иногда приходится завершать нивелировочные работы в сумерки. В таких случаях рейку надо освещать карманным фонариком.

Для вычисления реальной глубины данной точки от поверхности надо вычислить отметку ее глубины нивелиром и сравнить с отметками в этом квадрате при нивелировке поверхности. Разница составит реальную глубину, причем ошибка будет гораздо меньше, чем при измерении рейкой с уровнем. Этот способ получения реальной глубины применим к раскопкам поселений и курганов.

При зарисовке профилей удобно забить в стенки раскопа на заранее выбранной глубине маленькие колышки, на которые кладется горизонтальная рейка или натягивается шнур. Обычно колья забиваются через 1 м по глубине. Точки для забивки кольев определяют по нивелиру. Для этого нужно вычислить, какая отметка на рейке соответствует глубине 1 м. Затем поступают так же, как при переносе нулевой отметки на дом или на дерево, т. е. регулируют высоту рейки, прислоненной к стенке раскопа, до тех пор, пока ее отметка по нивелиру станет соответствовать глубине 1 м. Только после этого под рейкой забивают колышек.

Теодолит. Теодолит, труба которого закреплена в нулевом положении, может быть использован как нивелир. Кроме того, каждый теодолит снабжен компасом и лимбом, и при его помощи можно измерять азимуты. Труба теодолита имеет дальномерную сетку, поэтому им можно определять расстояния, как и нивелиром.

Теодолитом можно определить превышение точки местности по отношению к другой точке или к уровню стояния теодолита даже в том случае, если рейка выходит из поля зрения его горизонтально закрепленной трубы. Подобное измерение с одной точки стояния нивелиром сделать нельзя. К тому же нивелир не имеет буссоли, а часто важно одновременно измерять горизонтальные углы.

Для подобных измерений труба теодолита открепляется и перемещается вокруг горизонтальной оси до тех пор, пока не станет видна рейка. Установив скрещение нитей на отметке рейки, равной высоте стояния теодолита, вычисляют угол наклона трубы и расстояние до рейки, а затем по таблице определяют превышение (или понижение) точки стояния рейки по отношению к точке стояния теодолита.

Эклиметр. Угол наклона линий местности можно измерять эклиметром. Он состоит из круглой коробочки, в которой заключено градусное кольцо, имеющее внизу груз, а сбоку— градусные деления. Это кольцо при вертикальном положении ребра коробки обращено грузом вниз. К коробке прикреплена визирная трубочка, которой визируется направление ската по вешке, высота которой равна положению эклиметра. Отсчет производится по шкале градусного кольца, видной в боковом окошечке коробки эклиметра.

Съемка плана археологического памятника. Археологические планы в значительной степени схематичны. Совершенно не обязательно при съемке плана курганной группы вычерчивать план каждого кургана со всеми особенностями насыпи. Поэтому они условно изображаются кружками или овалами: ведь при раскопках каждого кургана происходит детальная фиксация формы насыпи. При открытии и даже при раскопках поселения далеко не всегда можно быть уверенным, что его границы выявлены во всех подробностях. При съемке плана археолог вправе упростить задачу и нанести на бумагу не линии, а расположение отдельных характерных, точек — вершин курганов, вершин углов и точки перегибов линий контура городища; остальные же данные, например диаметр кургана, наносятся на план схематически. Если нужен детальный план местности, то приходится прибегать либо к уже имеющимся планам, либо обращаться за помощью к специалисту-топографу, так как съемка такого плана отнимает много времени.

Но и характерные точки наносятся на план обычно без поправок на покатость местности, так как погрешность при этом невелика и возрастает лишь в случаях значительного уклона.

Итак, задача съемки археологического плана состоит в нанесении на бумагу ряда характерных точек, памятника, расположенного на местности, условно принимаемой за горизонтальную. Правда, это условие не исключает, например, обязательности изображения горизонталями валов городищ.

Полярный способ. План можно снимать полярным способом и способом засечек. Полярный способ состоит в том, что, стоя на одной из данных характерных точек, можно определить азимуты и измерить расстояние до наибольшего числа других точек. Таким образом, станут известны полярные координаты для каждой из них. Если измерение координат с данной точки невозможно, исчерпав возможности измерений, переходят на другую точку из числа тех, координаты которых только что определены, и с новой точки определяют азимут и измеряют расстояние до точек, ранее недосягаемых. Недостаток этого способа состоит в большом количестве промеров расстояний, что уменьшает точность измерений.

Рис. 118. Съемка плана полярным способом и буссольный сомкнутый ход (по М.Н. Кислову)

Рис. 118. Съемка плана полярным способом и буссольный сомкнутый ход (по М.Н. Кислову)

При съемках полярным способом можно пользоваться теодолитом, которым измеряют не только азимуты, но и расстояния до визируемых точек. Это очень удобный и точный прибор, но он требует внимательности и аккуратного обращения. На плохо просматриваемой местности, например в высоком густом кустарнике, теодолит не очень удобен и расстояния до визируемых точек приходится измерять мерной лентой. В последнем случае удобнее пользоваться буссолью, которую в силу простоты ее установки археологи предпочитают и в иных условиях.

Глазомерные съемки. На полярном способе основан прием глазомерных съемок. Для этого сначала ориентируют планшет с бумагой по компасу, прикрепленному к планшету, отмечают на бумаге точку стояния, подносят ориентированный планшет к глазам, линейкой визируют на ближайшую характерную точку и по ней прочерчивают на бумаге линию. Затем измеряют расстояние до этой точки и откладывают его в масштабе на бумаге. После этого данная точка становится местом стояния и с нее производят визирование следующей точки и так далее.

 Рис, 119. Глазомерная съемка плана


Рис, 119. Глазомерная съемка плана

Желательно, чтобы обход совершался по замкнутой кривой и кончался в начальной точке. При этом последнее визирование покажет правильность снятого плана или укажет на допущенную ошибку. Однако подобная съемка неточна, и ее можно допустить только при крайнем недостатке времени, например в разведке.

Способ съемки засечками. Способ засечек состоит в построении треугольника по одной стороне и двум прилегающим к ней углам. При съемке выбирается базис — линия длиной около 100 м, и с каждого конца этой линии определяются азимуты всех подлежащих съемке точек, а также концов самого базиса. Случается, что для съемки одного базиса недостаточно, тогда разбивают второй базис, а если нужно, и следующие. При этом концы каждого базиса рассматриваются как характерные точки объекта, и каждый раз определяется их положение на местности. Для уменьшения возможных погрешностей при выборе базисов их нужно располагать так, чтобы углы, образованные линиями визирования (т. е. угол, лежащий против базиса), были не менее 30° и не более 150°.

При съемке способом засечек базис разбивается на ровном месте и промеряется рулеткой или мерной лентой, а азимуты — буссолью.

Чтобы не перепутать снимаемые точки археологического объекта, их нужно занумеровать, что производится с помощью нумерованных кольев. При визировании этих точек один сотрудник стоит у буссоли или теодолита, производит отсчеты азимутов и записывает их в журнал, а другой («реечники» часто работают вдвоем) сообщает первому номер точки (рука, поднятая вверх — единица; две поднятые руки — десяток, скрещенные руки — ошибка и т. д.) держит рейку при визировании, при съемке курганов измеряет высоту и диаметр данного кургана, схематически зарисовывает повреждения насыпи, на других объектах отмечает их иные особенности.

Рис. 102.Съемка плана способом засечек (по М.Н. Кислову)

Рис. 102.Съемка плана способом засечек (по М.Н. Кислову)

Для того чтобы найти место плана на карте и чтобы этим планом можно было пользоваться на местности, он должен включать характерные объекты этой местности или иметь линии визирования на них. Такими характерными объектами местности может быть, например, устье какого-либо ручья или реки, впадающих в другой водоем, характерный изгиб берега реки, овраг, скала или иные особенности рельефа. Этими объектами могут быть местные предметы, например заводская труба, дорога, отдельное строение, окраина поселка и т. п. Нужно стараться выбрать, во-первых, наиболее долговечный объект, а во-вторых, объект, расположенный либо в пределах снимаемого участка, либо в небольшом удалении от него (до 1 км). В последнем случае с крайних точек базиса (при полярном способе с наиболее отдаленных точек плана) производится визирование на избранные объекты (их должно быть два или больше) и линии визирования с указанием объектов, на которые они направлены, наносятся на план. Если же эти объекты будут удалены на значительное расстояние от данного места, определение положения снятого участка на местности будет затруднено и не может быть точным.

Вычерчивание плана. При полярной съемке и при съемке засечками вычерчивание плана производится не в поле, а на базе. Поэтому результаты съемки должны фиксироваться в полевом журнале.
Вычерчивание плана лучше всего производить на миллиметровой бумаге, обычно в масштабе 1 : 500 (при площадях в 3 — 4 км лучше взять масштаб 1 : 1000), пользуясь линейкой и транспортиром с радиусом 10—15 см и больше. От величины транспортира зависит точность построения углов. Обычно самые большие транспортиры позволяют откладывать угол с точностью до ‘/4°, а поэтому при вычерчивании все углы, измеренные в процессе съемки, округляются до этого предела точности. Опорной линией транспортира всегда является линия С — Ю, проходящая через точку, вокруг которой строятся углы, а отсчет углов по транспортиру производится в направлении градусного кольца буссоли, с помощью которой производилась съемка.

Если под рукой нет транспортира нужной точности, вокруг точек, с которых нужно откладывать данные направления, строится градусное кольцо. Для этого вычерчивается круг, а на нем откладываются линии тангенсов, соответствующие углу 1°. При этом удобнее брать радиус круга, равный 688 или 344, или 289 мм; тогда линия тангенса будет соответственно равна 12, 6 или 4 мм. Вычер-

Рис. 122. Образцы журналов топографической съемки: вверху — способом засечек, внизу — полярным способом. (По М. II. Кислову)

Рис. 122. Образцы журналов топографической съемки: вверху —
способом засечек, внизу — полярным способом. (По М. II. Кислову)

ченное подобным образом градусное кольцо с успехом заменяет транспортир.
При вычерчивании плана по данным съемки на бумаге намечается точка, обозначающая конец базиса, затем по транспортиру откладывается азимут другого конца того же базиса и по этой линии в принятом масштабе отмеряется длина базисной линии. Затем с той же точки вычерчиваются азимуты всех снятых точек, причем у концов этих линий ставятся номера соответствующих точек. После этого такие же линии вычерчиваются с другого конца базиса. Точка пересечения двух линий, обозначенных одним и тем же номером, обозначает соответствующую характерную точку местности.

Если съемка производилась полярным способом, то сначала из первой точки стояния вычерчиваются все азимуты снятых точек, затем по вычерченным линиям в масштабе откладываются ранее измеренные расстояния до этих точек. Потом транспортир переносится на следующую точку стояния и т. д.

 Рис. 123. Нивелирование скатов с помощью реек и уровня


Рис. 123. Нивелирование скатов с помощью реек и уровня

Вычерченный план должен быть проверен в поле. Если обнаруживается его неточность, то сначала проверяется правильность вычерчивания, а если оно проведено правильно, то производится повторная съемка всего плана в целом или его неточного участка.

Съемка рельефа. Для съемки городищ или памятников, расположенных на склоне, а также для того, чтобы показать высоту данной местности над уровнем реки, дна оврага и т. п., удобнее обозначать на плане рельеф горизонталями. Для этого сначала обозначают колышками по скату его ребра и ложбины, отмечают места их и направление на плане, а затем производят их нивелировку, которую удобнее всего вести по всем линиям от одного уровня местности при помощи уровня, горизонтальной и вертикальной реек. Промеры надо начинать снизу, удобнее всего — от уровня реки. Если реки вблизи нет, то нижнюю горизонталь легко отметить с помощью нивелира или, в крайнем случае, с помощью тех же реек и уровня, что, впрочем, потребует значительно большего времени.

Обозначив исходную горизонталь по намеченным линиям, производят нивелировку скатов. Нивелировка производится через одинаковые вертикальные промежутки, обычно равные одному метру. Полученные при этом результаты обозначаются на плане местности, где ранее уже были обозначены направления нивелировки. Затем, сравнивая уровень других точек ската с данными нивелировки, намечают нужные горизонтали и наносят их на тот же план местности.

Съемка плана пещеры. Наконец, нужно упомянуть о простейшем способе съемки плана пещеры. Для этого в пещере сначала натягивают шпагат, который будет служить базисной линией (причалкой) . Если нельзя натянуть шпагат от края до края пещеры, то им обозначают ломаную линию, а образовавшиеся углы и длину каждого отрезка измеряют. Линию, обозначенную шпагатом, наносят на схематический план. Затем в характерных местах по линиям, перпендикулярным шпагату, производят промеры до стенок пещеры. Полученные данные также наносят на схематический план. Одновременно, пользуясь тем же шпагатом, аналогичным способом делают промеры высоты пещеры. Затем с помощью чертежных инструментов по данным съемки вычерчивают положение характерных точек и, вернувшись в пещеру, соединяют эти точки линиями, соответствующими контуру пещеры. Если пол пещеры неровный, его можно пронивелировать и обозначить горизонталями.

М. П. Грязнов рекомендует похожий способ для съемки плана могильника. На предполагаемой площади могильника провешивается линия (С — Ю или 3 — В) и по ней забиваются колья через 10 м. Все промеры производятся перпендикуляром к этой линии (по египетскому треугольнику).

К оглавлению книги «Полевая археология СССР» | К следующей главе

В этот день:

Нет событий

Метки

Свежие записи

Рубрики

Яндекс.Метрика