Топографические съёмки. Виды наземной топографической съемки
14.1. СУЩНОСТЬ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СЪЕМКИ
Горизонтальной съемкой
называется совокупность измерительных действий на местности, дающих возможность построить графическое изображение горизонтальной проекции этой местности.
Предположим, что требуется произвести горизонтальную съемку участка местности, изображенного на рис. 14.1.
Прежде всего, выбирают на местности и закрепляют соответствующими геодезическими знаками точки A, B, С, F, G
и H
, которые будут служить опорными пунктами
для съемки подробностей. Чтобы получить горизонтальную проекцию многоугольника (полигона) abcfgh
, ориентированного относительно сторон горизонта, надо измерить на местности:
- длины D 1 , D 2 , ..., D 6 сторон многоугольника ABCFGH ;
- углы наклона этих сторон;
- горизонтальные проекции углов поворота β 1 , β 2 , ..., β 6 ;
- азимуты (либо дирекционные углы) a 1 , a 2 , ..., a 6 сторон многоугольника.
Рис. 14.1. Сущность горизонтальной съемки.
Положение подробностей, имеющихся на данном участке местности, определяют относительно опорных пунктов путем производства соответствующих линейных и угловых измерений. Способы съемки подробностей изложены в Лекции 12.
По результатам измерений на местности наносят на план сначала горизонтальные проекции a,
b,
c,
f,
g,
h
опорных пунктов, а затем контуры предметов местности.
14.2. СЪЕМКА УЧАСТКА МЕСТНОСТИ ЛЕНТОЙ И ЭКЕРОМ
Экером и лентой производят съемку лишь небольших участков местности при отсутствии более совершенных инструментов. В зависимости от характера снимаемого участка применяют следующие способы съемки экером и лентой:
- способ разбивки участка на треугольники,
- способ прямоугольных координат относительно магистрали,
- способ обхода.
14.2.1. Способ разбивки участка на треугольники
При разбивке участка на треугольники (рис. 14.2) в каждом из них строят экером высоту и измеряют лентой основание и высоту. Результаты измерений тут же заносят на схематический чертеж, называемый абрисом (Нем. Abris - чертеж) . В дальнейшем по этим данным строят в заданном масштабе треугольники на бумаге, получая план снятого участка. Способ разбивки на треугольники применим на открытой местности.
Рис. 14.2. Абрис съемки разбивкой участка местности на треугольники.
14.2.2. Способ прямоугольных координат
Для съемки прокладывают прямую линию - магистраль (AВ
на рис. 14.3). От точки А
начинают измерение длины этой линии. Из контурных точек (на рисунке - из точек поворота ограды и углов дома) на магистраль AB
с помощью экера опускают перпендикуляры, лентой измеряют длины этих перпендикуляров и измеряют расстояния от начальной точки A
до основания каждого перпендикуляра. При съемке отмечаются также точки пересечения ограды с магистралью АВ
иточки пересечения линий, являющихся продолжением стен дома, с линией AB.
При съемке ведется абрис - глазомерно составляемый чертеж, на котором показывают все снимаемые объекты и записывают числовые результаты всех измерений. По записям в абрисах впоследствии составляют план снятого участка.
Для контроля положения граничных пунктов участка измеряют лентой длины линий между соседними пунктами. При этом отмечают расстояния от начала данной линии до точек пересечения ее с контурами местности (например, с краями дороги, берегами речки и т. п.). Такой способ съемки называется способом промеров с точки на точку
.
Рис. 14.3. Абрис съемки способом прямоугольных координат (перпендикуляров).
При составлении плана участка, снятого способом прямоугольных координат, сначала наносят в заданном масштабе на бумагу магистраль. Затем откладывают на ней измеренные абсциссы. В полученных точках строят перпендикуляры и откладывают измеренные ординаты граничных пунктов участка. Для контроля сравнивают полученные на плане и измеренные на местности расстояния между соседними пунктами. Убедившись в правильности их нанесения, накладывают снятую ситуацию, после чего оформляют план в установленных условных знаках.
14.2.3. Способ обхода
Для съемки таких объектов, в середине которых невозможно проложить магистраль (например, труднопроходимое болото, озеро, пруд), вблизи их границ разбивают многоугольник с прямыми углами (рис. 14.4). Углы этого многоугольника строят экером, а стороны измеряют лентой. Изгибы границы снимают способом прямоугольных координат относительно ближайшей стороны многоугольника.
Рис. 14.4. Абрис съемки способом обхода и прямоугольных координат.
Построение плана участка, снятого способом обхода, начинают с нанесения многоугольника. Затем на его основе наносят всю снятую ситуацию.
Недостаток
плана, составленного по результатам съемки экером и лентой, состоит в отсутствии ориентировки относительно сторон горизонта.
14.3. ГЛАЗОМЕРНАЯ СЪЕМКА
Глазомерная съемка дает возможность быстро получать план местности без применения сложных инструментов. Она не отличается большой точностью, но выполняется значительно быстрее любого другого способа наземной съемки.
При глазомерной
съемке углы поворота хода строят с помощью визирной линейки (рис. 14.5) на ориентированном по компасу планшете, представляющем собой папку из толстого картона (рис. 14.6).
Рис. 14.5. Визирная линейка.
Рис. 14.6. Визирование при глазомерно-углоначертательной съемке.
Длины сторон хода, прокладываемого при глазомерной съемке обычно измеряют шагами, считая либо их пары, либо тройки. В первом случае легко осуществляют перевод числа пар шагов
, содержащихся в измеренном расстоянии, в соответствующее число метров
Счет троек шагов не так утомителен и, кроме того, производится попеременно под правую и левую ногу, что не особенно напрягает съемщика. Счет числа шагов облегчается применением шагомера.
Длину пары, или тройки шагов определяют, проходя обычным шагом вдоль какой-либо линии, длина которой известна. Для откладывания расстояний, измеренных шагами, пользуются масштабом шагов. Методика построения масштаба шагов изложена в Лекции 6.
Точность измерения расстояний шагами довольно разнообразна: она зависит как от опытности съемщика, так и от условий местности. На ровной местности длина шагов постоянна. На бугристой или наклонной поверхности длина шагов различна и измерение расстояний становится менее точным. В среднем принимают относительную ошибку измерения расстояний шагами 1:50.
Для построения плана при глазомерно-углоначертательной съемке к планшету прикалывают бумагу. Ход выполнения съемки рассмотрим на следующем примере.
Предположим, что нужно заснять маршрут из д. Ивановка в д. Новая (рис. 14.7). Съемщик становится в точке 1
на дороге и; держа в левой руке планшет, ориентирует его по компасу. Сообразуясь с направлением маршрута, он намечает на бумаге положение исходной точки 1
так, чтобы весь маршрут поместился на планшете; Тут же на бумаге прочерчивается направление меридиана СЮ
.
Рис. 14.7. Маршрут глазомерной съемки.
Вращая визирную линейку около точки 1
на планшете, съемщик направляет ее на следующую точку 2
и прочерчивает линию вдоль бокового ребра линейки. Сохраняя планшет ориентированным, съемщик зарисовывает на нем окраину д. Ивановка и вершину, по которой проходит граница леса, визируя на характерные точки с помощью линейки и измеряя расстояния на глаз. Эти расстояния он откладывает на планшете, пользуясь шкалой линейки.
Закончив работу в точке 1
, съемщик идет по дороге к точке 2
, считая число троек (пар) шагов. Дойдя до этой точки, он откладывает по масштабу шагов пройденное расстояние вдоль прочерченной линии, получая на планшете положение точки 2
.
Прочертив на ориентированном планшете линию при визировании на точку 3
, съемщик переходит в эту точку, считая тройки шагов. Нанеся точку 3
на планшет, он визирует на точку 4
и двигается по направлению к ней.
Так как вблизи хода имеется пирамида
, являющаяся хорошим ориентиром, по которому можно проверять съемку, то положение ее определяется засечкой с точек 2 и 3.
На полях бумаги выполняют перспективные зарисовки ориентиров и, кроме того, помещают таблицу принятых условных обозначений, называемую легендой.
Последующая съемка маршрута производится в том же порядке. Положение точки 4
проверяется по пирамиде.
Глазомерное изображение рельефа на планшете должно отображать общий ландшафт местности и давать возможность отличать на плане одну форму рельефа от другой.
При необходимости произвести общую съемку участка местности прокладывают на этом участке сомкнутый ход. Линейная невязка хода считается допустимой, если она не превосходит 1/50 части его периметра. Распределяется невязка способом параллельных линий.
Как было указано, расстояния при съемке подробностей определяются на глаз.
Глазомерное определение расстояний основано на способности нашего зрения ощущать глубину расположения предметов при рассматривании их одновременно обоими глазами. Однако эта способность зрения ограничена расстоянием до 500 м. Поэтому при необходимости глазомерного определения более длинных расстояний учитывают, что предметы становятся видимыми в ясную погоду примерно на следующих расстояниях от наблюдателя с нормальным зрением:
Заводские трубы и башни от 16 до 21 км
Деревни и большие дома............. ...... 9 м
Небольшие дома................................. 5
Окна в домах....................................... 4
Отдельные деревья, видимые на фоне небосвода 2
Километровые столбы на дорогах и одиночные люди 1
Переплеты в окнах.......................... 500
Цвета и части одежды..................... 250
Черепицы и доски на крышах............ 200
Лицо человека................................ 160
Глаза......................................... 60
Кроме того, при глазомерном определении расстояний полезно учитывать следующие обстоятельства:
- ярко освещенные и окрашенные предметы кажутся ближе, чем слабо освещенные или окрашенные в темные тона. По этой причине, в пасмурную погоду все расстояния кажутся больше действительных;
- предмет кажется находящимся на большем расстоянии, если между ним и глазом наблюдателя имеются промежуточные предметы. При отсутствии последних, например, на воде, расстояния кажутся меньше действительных.
Легко определяется расстояние до предмета, высота которого известна . Для этого, держа карандаш отвесно в вытянутой руке, отмечают на нем отрезок, закрывающий наблюдаемый предмет, и затем этот отрезок измеряют. Искомое расстояние S определяется из подобия двух треугольников (рис. 14.8).
Рис. 14.8. Определение расстояния до предмета с известной высотой
а
- расстояние от глаза до карандаша, в среднем равное 0,60 м;
L
-
известная высота предмета;
l
-
длина отмеченного отрезка на карандаше.
На приведенном соотношении основано определение расстояний с помощью стандартной спичечной коробки. Если держать ее в вытянутой руке, то длина коробки закрывает предметы, имеющие высоту равную 1/10 расстояния до наблюдателя; ширина коробки - 1/30 расстояния.
Подобным образом можно определять расстояния, пользуясь пальцами. Так, концы сложенных вместе указательного, среднего и безымянного пальцев при вытянутой руке с ладонью, обращенной ребром вниз, закрывают предметы, имеющие высоту, равную 1/20 расстояния до предмета.
Для облегчения определения расстояний до предметов с известными высотами приведены некоторые часто встречающиеся в практике размеры:
Рост человека.................................. 1,7 м
Высота телеграфного столба.......... 6
Средняя высота леса...................... 20
Высота ж.-д. вагона........................ 4,2
При глазомерной съемке местности полезно уметь измерять углы без инструментов.
Вопросы для самоконтроля:
- Какую съемку местности называют горизонтальной?
- Для каких целей на местности устанавливают геодезические знаки?
- Какие измерения необходимо произвести на местности чтобы получить горизонтальную проекцию полигона?
- Для каких целей предназначен экер?
- Какие способы съемки экером и лентой Вы знаете?
- В чем сущность съемки лентой и экером способом разбивки участка на треугольники?
- В чем сущность съемки лентой и экером способом прямоугольных координат?
- Какова последовательность действий при составлении плана участка снятого лентой и экером способом прямоугольных координат?
- В чем сущность съемки лентой и экером способом обхода?
- Какие основные достоинства и недостатки глазомерной съемки?
- Какой порядок глазомерно-углоначертательной съемки?
- Как построить масштаб шагов?
- Как определяется расстояние при глазомерной съемке?
- Как определить расстояние до предмета высота которого известна?
- Как построить на местности перпендикуляр при глазомерной съемке?
Под топографической съемкой понимается комплекс полевых и камеральных работ по определению взаимного планово-высотного расположения характерных точек местности с целью получения топографических планов, карт или цифровых моделей местности.
В зависимости от приборов и способов производства работ различают следующие виды съемок:
- теодолитная - выполняется с помощью теодолита и мерных приборов с последующим получением ситуационного плана (без рельефа);
- тахеометрическая - выполняется с помощью теодолита и реек с последующим получением не только ситуации, но и рельефа местности. Это один из наиболее распространенных видов топосъемок;
- нивелирование поверхности - выполняется с помощью нивелира и мерной ленты с получением топографического плана. Применяется при гладком рельефе на небольших участках местности;
- мензульная съемка - выполняется с помощью мензулы и кипрегеля с получением топоплана непосредственно в полевых условиях. Этот вид съемки, ранее весьма распространенный, в последние годы стал применяться реже, что связано главным образом с невозможностью быстрого получения информации для построения ЦММ;
- фототеодолитная - выполняется с помощью фототеодолита с получением топопланов и ЦММ при последующей камеральной обработке фотоснимков на стереофотограмметрических приборах. Один из прогрессивных и перспективных видов съемок;
- аэрофотосъемка - выполняется с использованием специальной аппаратуры с летательных аппаратов либо из космоса с получением топографических планов и ЦММ при последующей камеральной обработке фотоснимков на стереофотограмметрических приборах. Один из наиболее прогрессивных и перспективных видов съемок, позволяющий максимально автоматизировать процесс получения информации о местности;
- комбинированная (наземно – воздушная или космическая) - представляет собой сочетание аэросъемки и одного из видов наземной съемки. Применяется в районах со слабовыраженным рельефом, при этом ситуация топопланов создается по аэроснимкам, а рельеф - по материалам наземной съемки;
- батиметрическая - выполняется для составления карт рельефа дна на реках, озерах и морях. Основой современных батиметрических съемок является эхолокация.
Все виды топосъемок требуют создания планово-высотного съемочного обоснования. Поэтому все съемки ведутся с использованием основного принципа геодезических работ "от общего к частному". То есть вначале создается планово-высотное обоснование, а уже затем производится съемка подробностей ситуации и рельефа и, наконец, работа завершается созданием топопланов и ЦММ.
Любая топосъемка состоит из подготовительных, полевых и камеральных работ. К подготовительным работам относятся: выяснение необходимости производства съемки, выбор масштаба и высоты сечения рельефа, составление календарного плана и сметы работ, расчет необходимого количества исполнителей, приборов и оборудования. В процессе полевых работ выполняют рекогносцировку участка, закрепление пунктов съемочного обоснования и, наконец, угловые, линейные и высотные измерения. По окончании полевых измерений производят их вычислительную и графическую обработку.
Выбор масштаба и высоты сечения рельефа при
Топографических съемках
Выбор масштаба топосъемки является одним из основных факторов, определяющих объем, содержание, а соответственно и стоимость геодезических работ. Масштаб съемки должен учитывать ее назначение, размер территории, требуемую полноту и точность изображения предметов местности, а также стадию проектирования объектов. В настоящее время масштаб съемки регламентируется СН и П, различными инструкциями и рекомендациями, а также техническими условиями и заданиями, учитывающими специфику различных объектов.
Например, если требуется снять территорию, где имеются некие инженерные коммуникации, идущие на расстоянии 0.5 м, а на плане их требуется изобразить на расстоянии не менее 1 мм, то 1/М = 1/(500/1) = 1/500 .
Высота сечения рельефа h для топопланов стандартных масштабов может быть рассчитана по формуле: h = 0.2M мм.
Так для М 1:10 000 h = 2 м, для М 1: 5 000 - h = 1 м и т.п.
Поскольку h в значительной степени зависит также от сложности рельефа местности, для карт одного и того же масштаба предусмотрены различные значения h :
Масштаб Высота сечения, м
1:10 000 5, 2, 1
1: 5 000 5, 2, 1, 0.5
1: 2 000 2, 1, 0.5
В отдельных случаях допускается использование минимальной высоты сечения 0.25 м.
ТЕОДОЛИТНАЯ И ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКИ
МЕСТНОСТИ
Теодолитная съемка
Теодолитная съемка - вид наземных съемок, целью которого является получение контурного плана местности, без изображения рельефа. Чаще всего применяется на участках с равнинным рельефом и сложной ситуацией (застроенная территория, железнодорожные узлы, аэродромы и т.п.), а также вдоль трасс линейных сооружений (например, автодорог). В процессе теодолитной съемки углы измеряются теодолитом, а расстояния - лентами, оптическими или светодальномерами.
Съемочным обоснованием теодолитной съемки являются замкнутые (полигоны) или разомкнутые теодолитные ходы. В ходах измеряются углы и длины линий. Ходы в обязательном порядке привязываются к пунктам Государственных опорных сетей, это позволяет контролировать результаты измерений и обеспечивать требуемую точность. В процессе теодолитной съемки трасс линейных сооружений выполняется также разбивка пикетажа.
Ситуация при теодолитной съемке снимается несколькими способами (рис. 6.1):
- способом перпендикуляров - положение углов 1 и 2 каменного здания. Данный способ удобен при съемке вытянутых контуров. Перпендикуляры длиной до 8 м строятся на глаз, для больших длин используют эккер или теодолит;
- полярным способом - положение точек 3, 4 и 5 берега озера. При этом измеряются длины радиус - векторов и полярные углы;
- способом угловых засечек - положение точки 6 по измеренным углам;
- способом линейных засечек - колодец 7 по измеренным расстояниям;
Рис. 6.1. Способы съемки ситуации при топографических
- способом створов - точки 8 и 9 пересечения берегов реки с продолжением (створом) стороны съемочного обоснования.
В процессе съемки ситуации составляется схематический чертеж местности - абрис . На абрисе показывают взаимное расположение пунктов теодолитных ходов, а также снимаемых объектов ситуации со всеми числовыми результатами измерений и пояснительными надписями.
В процессе камеральных работ выполняют:
Вычисление координат пунктов теодолитных ходов съемочного обоснования;
Построение на листе чертежной бумаги координатной сетки со стороной квадрата 10 см, служащей для нанесения пунктов теодолитных ходов. Построение сетки производится координатографами или специальными линейками Дробышева;
По координатам на план наносят пункты теодолитных ходов. При этом правильность построений контролируется путем измерения расстояний между каждой парой пунктов по масштабу;
По данным абриса с использованием поперечного масштаба и транспортира на план наносят ситуацию.
Под съемкой понимают совокупность работ, выполняемых с целью создания планов и карт. Съемки подразделяют на наземные , включающие геометрические измерения непосредственно на местности, и аэрокосмические (дистанционные), проводимые путем регистрации электромагнитного излучения земной поверхности (или отраженного ею), обработку полученных материалов и графические построения (рис. 52).
Рис. 52. Виды съемок местности
При дистанционных съемках съемочные системы, принимающие информацию, удалены от земной поверхности на значительные расстояния - от сотен метров до тысяч километров. Приемниками информации служат фотографические и телевизионные камеры и другие приборы, установленные на летательных аппаратах. Съемка, производимая с самолета (вертолета), называется аэросъемкой . Съемка аппаратурой, находящейся за пределами земной атмосферы (на искусственном спутнике Земли, орбитальной станции, космическом корабле), называется космической съемкой . Материалы космической съемки используют в целях изучения природных ресурсов Земли, а также для создания карт малоизученных и труднодоступных районов и при обновлении обзорно-топографических карт.
Для картографирования земной поверхности широко применяется фотосъемка, материалы которой содержат большой объем информации и по ряду свойств близки к картам (обзорность, наглядность, наличие масштаба и др.).
Главным методом создания топографических планов и карт в масштабах 1:500 - 1:25 000 служит аэрофототопографическая съемка , включающая получение фотографических изображений местности с самолета и их обработку. Топографические карты более мелких масштабов составляются по картам (более крупного масштаба).
Наземными методами ныне создаются лишь планы и карты небольших участков местности, когда проведение аэрофотосъемки нерентабельно и при осуществлении инженерных задач (строительство крупных сооружений, каналов, сетей мелиорации и т. п.).
Вопрос 17 «Плановые съемки местности»
Наземные съемки подразделяются на плановые (горизонтальные), высотные (вертикальные) и высотно-плановые (называемые иногда совместными или топографическими). При горизонтальной съемке создается планово-контурное изображение местности без высотной характеристики; в результате вертикальной съемки определяют высоты точек; высотно-плановые съемки обеспечивают изображение на карте ситуации и рельефа.
Работа, производимая на местности, называется полевой, а обработка полученных данных в лабораторных условиях - камеральной.
Плановые съемки. Полевые работы при съемке участка осуществляются по основному принципу геодезии - от общего к частному: сначала создается съемочная геодезическая сеть, а затем производится съемка объектов местности, т.е. подробностей (ситуации).
На начальном этапе проводится рекогносцировка - осмотр местности, выбор и закрепление точек съемочной сети. При возможности положение опорных точек «привязывают» к пунктам государственной геодезической сети путем измерения от одного из пунктов расстояния и направления до точки съемочной сети. Однако часто положение точек съемочной сети определяется в условной (местной) системе координат.
Затем от точек съемочной сети измеряют расстояния и направления на объекты местности - снимают ситуацию. В зависимости от того, каким путем определяют направления на объекты, плановые съемки подразделяются на угломерные и углоначертательные (графические). При угломерных съемках горизонтальные углы между направлениями линий измеряют угломерными приборами, а при графических съемках направления на объекты съемки прочерчивают на горизонтальной плоскости (на бумаге) непосредственно в поле.
Для изображения на плане взаимного положения и плановых очертаний объектов местности определяют положение их характерных точек. При этом количество необходимых точек зависит от размера и конфигурации снимаемых объектов. Положение объектов малой площади, изображаемых на карте внемасштабными знаками, например отдельного дерева, колодца, определяется одной точкой. Для показа прямолинейного предмета (забор, линия связи, улица) достаточно двух точек. Ломаные и криволинейные контуры (дорога, граница угодий, река) изображаются по точкам поворота (рис. 64). По характерным точкам на бумаге вычерчивают контуры объектов, сохраняя геометрическое подобие контурам местности.
Рис. 64. Получение планового изображения местности
Плановое положение объектов получают способами: полярным, засечек, обхода, ординат (промеров), створов. Выбор способа зависит от вида съемки и особенностей снимаемого объекта. При полярном способе (рис 65, A) положение ряда точек местности определяется расстоянием от известной точки, например пункта съемочной сети, и углом от исходного направления, например магнитного меридиана.
Рис. 65. Определение планового положения точек способами полярным (А) и прямой графической засечки (Б)
Засечки - способ определения положения на плане третьей точки по двум данным. Засечки подразделяют на прямую и обратную. Прямая засечка (рис. 65, Б) применяется в тех случаях, когда из двух известных точек требуется определить положение недосягаемой (например, на другом берегу реки или по другую сторону болота и т. п.). От известных точек определяют азимуты направлений на третью точку - при угломерной съемке или прочерчивают их на плане - при углоначертательной съемке, тогда в их пересечении получают искомую точку. Наилучшие результаты получают при угле засечки, близком к 90°. Поскольку этого трудно достичь в полевых условиях, допускается угол засечки в пределах от 60° до 120°.
В случае, когда определяемая точка и одна из известных точек доступны для съемщика, но измерение расстояния между ними затруднено, применяют способ обратной засечки. На рисунке 66, А показан участок местности, а на рисунке 66, Б - план этого участка. Положение объектов 2 и 3 имеется на плане, требуется нанести на план изображение объекта 1. При углоначертательном способе съемки, стоя в точке 2, прочерчивают на ориентированном плане направление на определяемую точку 1, а затем, перейдя с планом в точку 1, проводят «на себя» направление от объекта 3. В точке пересечения этих двух линий получают изображение объекта 1 (рис. 66, В). При угломерной съемке вместо прочерчивания линий измеряют необходимые углы.
Рис. 66. Нанесение на план объекта 1 (башня) способом обратной засечки. Положение объектов 2 и 3 дано на плане
Для съемки дорог в лесу, улиц в селениях и других закрытых контуров пользуются способом обхода . Съемщик передвигается по снимаемой линии (обходит контур) и измеряет длины прямолинейных сторон хода и их направления, например азимуты. Вместо азимутов могут быть измерены горизонтальные углы между сторонами хода (например, в теодолитной съемке) или направления этих линий могут быть получены графически путем прочерчивания на плане.
Способ ординат (промеров) применяется для съемки небольших объектов с криволинейными границами, например участка берега реки, озера, контура рощи и т. п. Вдоль снимаемого контура прокладывают съемочный ход или магистраль (AB) (рис. 67), а затем из характерных точек контура a, b, c опускают перпендикуляры на линию хода. Длины перпендикуляров l 1 , l 2 , l 3 и т.д., а также расстояния до их основания от начальной точки хода S 0-1 , S 0-2 , S 0-3 и т.д. измеряют одним из способов, в зависимости от требуемой точности съемки.
Рис. 67. Измерения при съемке способом ординат
Прямолинейные границы объектов или направления отдельных прямых линий, расположенных под некоторым углом к съемочному ходу, получаютспособом створов . Находясь на линии съемочного хода AB (рис. 68), можно найти точки пересечения сторон снимаемого объекта с линией хода 1, 2, 3, 4 и из них определить направление нужных линий. Этим способом снимают линии связи и электропередач, заборы, здания, границы пашен и т.п.
Рис. 68. Визирование с точек магистрального хода по створу
В зависимости от условий местности и особенностей ситуации при плановых съемках используют обычно несколько способов.
Вопрос 18 «Способы плановой съемки ситуации»
Съемка ситуации – геодезические измерения на местности для последующего нанесения на план ситуации (контуров и предметов местности).
Выбор способа съемки зависит от характера и вида снимаемого объекта, рельефа местности и масштаба, в котором должен быть составлен план.
Съемку ситуации производят следующими способами: перпендикуляров; полярным; угловых засечек; линейных засечек; створов (рис. 60).
Способы съемки ситуации:
1) способ перпендикуляров;
2) полярный способ;
3) способ угловых засечек;
4) способ линейных засечек;
5) способ створов.
Рис. 60. Способы съемки ситуации:
а – перпендикуляров, б – полярный, в – угловых засечек, г – линейных засечек, д – створов.
Способ перпендикуляров (способ прямоугольных координат) – применяется обычно при съемке вытянутых в длину контуров, расположенных вдоль и вблизи линий теодолитного хода, проложенных по границе снимаемого участка. Из характерной точки К (рис. 60, а) опускают на линию хода А – В перпендикуляр, длину которого S 2 измеряют рулеткой. Расстояние S 1 от начала линии хода до основания перпендикуляра отсчитывают по ленте.
Полярный способ (способ полярных координат) – состоит в том, что одну из станций теодолитного хода (рис.60, б) принимают за полюс, например, станцию А, а положение точки К определяют расстоянием S от полюса до данной точки и полярным углом β между направлением на точку и линией А – В. Полярный угол измеряют теодолитом, а расстояние дальномером. Для упрощения получения углов, теодолит ориентируют по стороне хода.
Приспособе засечек (биполярных координат) положение точек местности определяют относительно пунктов съемочного обоснования путем измерения угловβ 1 и β 2 (рис.60, в) – угловая засечка , или расстояний S 1 и S 2 (рис.60, г) – линейная засечка .
Угловую засечку применяют для съемки удаленных или труднодоступных объектов.
Линейную засечку – для съемки объектов, расположенных вблизи пунктов съемочного обоснования. При этом необходимо чтобы угол γ, который получают между направлениями при засечке был не менее 30° и не более 150°.
Способ створов (промеров). Этим способом определяют плановое положение точек лентой или рулеткой.(рис. 60, д). Способ створов применяется при съемке точек, расположенных в створе опорных линий, либо в створе линий, опирающихся на стороны теодолитного хода. Способ применяется при видимости крайних точек линии. Результат съемки контуров заносят в абрис . Абрис называют схематический чертеж, который составляется четко и аккуратно.
Вопрос 19 «Буссольная съемка»
Буссольная съемка является плановой углоизмерительной съемкой, в процессе которой измерения магнитных азимутов направлений производят буссолью, а линейные измерения выполняют с помощью мерной ленты. Буссольную съемку обычно применяют для создания планов небольших участков местности малой точности. Приемы буссольной съемки используют также для определения планового положения объектов ситуации в более точных методах съемок.
Для измерения магнитных азимутов служат буссоли, гониометры и компасы. Этими приборами выполняют работы, не требующие высокой точности. Основная часть приборов – магнитная стрелка, ось которой устанавливается по направлению магнитного меридиана. Стрелка вращается на острие шпиля, укрепленного в центре латунной или пластмассовой коробки, прикрытой сверху стеклянной крышкой. Чтобы острие шпиля не затупилось, в нерабочем положении стрелку при помощи арретирующего устройства прижимают к стеклу коробки. В приборах, измеряющих магнитный азимут, вместо магнитной стрелки может использоваться кольцо с градусными делениями, прикрепленное к магниту.
Буссоль
- геодезический инструмент для измерения углов при съёмках на местности, специальный вид компаса. Имеет визирное приспособление. Шкала буссоли часто бывает направлена против часовой стрелки («обратная», или буссольная шкала), что облегчает прямое, без вычислений, взятие магнитных азимутов.
Буссоли
бывают штативные
, устанавливаемые при измерениях на штатив, ручные
, которыми работают с руки, и настольные
, накладываемые на карту или план для их ориентирования относительно сторон горизонта.
Буссольная съемка состоит из проложения буссольного хода и съемки подробностей местности с линий и точек этого хода.
Буссольную съемку следует начинать с осмотра участка местности, выбора характерных (поворотных) точек, составления глазомерной схемы участка, закрепления точек на местности (колышки, столбы и пр.). Расстояние между характерными точками рекомендуется от 50 до 200 м, а число сторон в буссольном полигоне не должно превышать 20 – 25.
При буссольной съемке прокладываются замкнутые и разомкнутые буссольные ходы. Замкнутый буссольный ход
состоит из ломаных линий, образующих многоугольник (полигон), разомкнутый буссольный ход – из ряда линий, опирающихся на две исходные точки. Буссольный ход, опирающийся на одну исходную точку, принято называть висячим. Исходной называют такую точку местности, положение которой определено заранее, или известны ее координаты.
Для привязки плана к прямоугольной системе координат перед съемкой определяют поправку направления (ПН) буссоли. Для этого буссоль устанавливают на геодезическом пункте (точке съемочного обоснования) и измеряют магнитный азимут на другой пункт, на который известен дирекционный угол. Разница в отсчете дирекционного угла и показаниями буссоли будет поправкой направления.
Если вблизи участка на котором ведутся полевые работы нет геодезических пунктов, то поправку направления рассчитывают по формуле
ПН = δ – γ,
где: δ
– магнитное склонение на год съемки, γ –
схождение меридианов.
Величины магнитного склонения и среднего схождения меридианов можно определить по любой топографической карте данного района.
Проложение буссольного хода
Рис. 14.14. Полигон буссольной съемки
Правильность угловых измерений контролируют па сходимости прямого и обратного азимутов, а также по величине угловой невязки в полигоне. Отклонение обратного азимута от прямого допускается на величину не более ± 30" (сверх 180º).
Угловая невязка f угл в полигоне представляет собой отклонение суммы измеренных ∑ β изм углов от ее теоретического значения ∑ β т т. е
f угл = ∑ β изм - ∑ β т
Теоретическую сумму углов подсчитывают по известной геометрической формуле
∑ β т = 180º (n-2),
в которой n
– число углов многоугольника.
Допустимая угловая невязка должна быть не более ± 10" .
Вопрос 20 «Теодолитная съемка»
Теодолитная съемка – это совокупность полевых измерений выполняемых теодолитом и другими инструментами для получения контурного плана местности.
Теодолитная съемка как горизонтальная съемка, используемая в основном в равнинной местности, нашла самое широкое применение при составлении и корректировке планов землепользования и их отдельных участков.
Теодолитная съемка осуществляется в два этапа:
1) создается рабочее геодезическое обоснование, состоящее из замкнутых теодолитных ходов по границам землепользований – полигонов. Для съемки отдельных участков рабочим обоснованием может быть разомкнутый теодолитный ход. Прокладка ходов заключается в точном измерении длин сторон и углов между ними. Наиболее точно определяют взаимное положение небольшого числа точек называемых опорными;
2) опираясь на подготовленное рабочее обоснование, менее точными приемами снимают внутреннюю ситуацию. Для этого требуется проходка диагональных ходов, расположенных внутри полигона между двумя любыми несмежными его вершинами.
Последовательность проведения теодолитной съемки следующая:
1) выбор и закрепление опорных точек производится с учетом особенностей участка. Расстояние между точками должны быть не меньше 100м и не больше 300-400 м. Длина теодолитного хода зависит от масштаба съемки и точности измерения углов;
2) закрепление на местности точек съемочного обоснования и при необходимости восстановление межевых знаков;
3) подготовка линий к измерению – вешение линий, прорубка просек и так далее;
4) измерение линий и углов теодолитных ходов;
5) съемка ситуации.
При теодолитной съемке применяются следующие приборы и инструменты: теодолиты, мерные ленты, рулетки, дальномеры, эклиметры, буссоли, эккеры.
Для составления плана результаты всех измерений длин линий и углов на местности нужно выразить в горизонтальной проекции. Горизонтальное проложение линий определяют по соответствующей формуле, а углы измеряют непосредственно на местности. Горизонтальный угол равен разности между правым и левым отсчетами теодолита.
Теодолит – это прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
Теодолит состоит из лимба, алидады, зрительной трубы, уровней, винтов верньеров и буссоли.
Измерение углов, проложение теодолитных ходов, съемка ситуации обработка результатов теодолитной съемки, определение площадей и составление плана съемки будут рассмотрены ниже.
Теодолитная съемка относится к числу крупномасштабных
(масштаба 1: 5000 и крупнее) и применяется в равнинной местности в условиях сложной ситуации и на застроенных территориях: в населенных пунктах, на строительных площадках, промплощадках горных предприятий, на территориях железнодорожных узлов, аэропортов и т. п. В качестве планового съемочного обоснования при теодолитной съемке обычно используются точки теодолитных ходов.
Теодолитные ходы
представляют собой системы ломаных линий, в которых горизонтальные углы измеряются техническими теодолитами, а длины сторон - стальными мерными лентами и рулетками либо оптическими дальномерами. По точности теодолитные ходы подразделяются на разряды: ходы 1 разряда - с относительной погрешностью не ниже 1 .2000, 2 разряда - не ниже 1: 1000. Обычно теодолитные ходы нужны не только для выполнения съемки ситуации местности, но и служат геодезической основой для других видов инженерно-геодезических работ. Теодолитные ходы развиваются от пунктов плановых государственных геодезических сетей и сетей сгущения.
По форме различают следующие виды теодолитных ходов:
1) разомкнутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования;
2) замкнутый ход (полигон)-сомкнутый многоугольник, обычно примыкающий к пункту геодезического обоснования;
3) висячий ход, один из концов которого примыкает к пункту геодезического обоснования, а второй конец остается свободным.
Форма теодолитных ходов зависит от характера снимаемой территории
. Так, для съемки полосы местности при трассировании осей линейных объектов (дорог, трубопроводов, ЛЭП и т. п.) прокладывают разомкнутые ходы. При съемках населенных пунктов, строительных площадок, промплощадок предприятий и других.
Плановая (горизонтальная) теодолитная съемка относится к угломерному виду съемок, при котором на местности измеряют расстояния лентой и дальномером и горизонтальные углы с помощью теодолита. Обычно применяется в равнинной местности для съемки населенных пунктов, застроенных участков и пр.
Горизонтальный угол β
лежит в горизонтальной плоскости, его лучами служат горизонтальные проекции направлений на наблюдаемые объекты (рис. 69).
Рис. 69. Принцип измерения горизонтальных углов. Заштрихованы вертикальные плоскости, проходящие через точку установки инструмента (вершина измеряемого угла) и визируемые предметы
Применяемые приборы. Теодолит - геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при топографо-геодезических работах. Его основной рабочей частью служат горизонтальный и вертикальный круги с градусными и более мелкими делениями. Применяются приборы с металлическими и, главным образом, со стеклянными кругами. Последние снабжены оптическими отсчетными устройствами и называются оптическими теодолитами.
Современные теодолиты весьма разнообразны по конструкции, точности результатов измерений, массе. Однако основные узлы в разных теодолитах имеют много общего.
Рис. 70. Теодолит с металлическими кругами
Рассмотрим устройство одного из теодолитов, внешний вид которого показан на рисунке 70, а разрез дан на рисунке 71. Прибор, подобно другим геодезическим инструментам, устанавливается на штативе с помощью массивной подставки А, снабженной подъемными винтами 1 для приведения вертикальной оси инструмента в отвесное положение. Становой винт 2 соединяет подставку с треногой. Во втулку 3 входит ось вращения 4. Основные части теодолита: горизонтальный круг В с круговой шкалой-лимбом, алидадный круг С, зрительная труба D и вертикальный круг Е. Круг В служит для измерения горизонтальных углов, на его лимбе нанесены деления, цена которых 20" (рис. 72). Деления подписаны через 10° по ходу часовой стрелки от 0° до 350°. Ось горизонтального круга 4 может вращаться во втулке подставки 3. Ось алидадного круга 5 входит во втулку горизонтального круга В. Таким образом, оси вращения обоих кругов совпадают. На двух концах диаметра алидадного круга нанесена шкала для отсчитывания по лимбу, называемая верньером. Чтобы исключить при отсчетах влияние эксцентритета круга и алидады, среднюю величину отсчета вычисляют по парным отсчетам, взятым по обоим верньерам алидады.
Рис. 71. Схема устройства теодолита
Рис. 72. Шкала верньера и часть лимба
Верньер служит для измерения углов с большей точностью, чем цена деления лимба1. Он представляет собой дугу, разделенную на равные части, число которых на единицу больше числа делений лимба, захватывающих ту же дугу. Следовательно, если обозначить цену деления лимба, выраженную в угловых мерах, буквой l, цену деления верньера (также в угловых мерах) - v, число этих делений лимба (n-1), а верньера - n, то можно составить равенство l(n-1) = vn или ln - l = vn; откуда ln - vn = l; n(l - v) = l. Обозначив (l - v) через t, назовем ее точностью верньера, получим: t = l / n .
Таким образом, точность верньера равна цене деления лимба, деленной на число делений верньера. Пользуясь этой формулой, определяют точность верньера теодолита. Если цена деления лимба 20" и на верньере 40 делений, то точность верньера t = 20" / 40 = 0,5", т.е. t = 30".
Рис. 73. Схема отсчета по верньеру: l - цена деления лимба; v - цена деления верньера; t - точность верньера, t=l - v. Совпадающие штрихи утолщены и отмечены треугольничком
Рассмотрим по схематическому изображению верньера на рисунке 73, как производится отсчет с его помощью. На рисунке показаны участки дуг верньера и лимба в разных взаимных положениях. В первом случае (А) ноль верньера совпадает (сливается) со штрихом 30 на лимбе, следовательно, отсчет по лимбу равен 30°.
На втором рисунке (Б) показано, что ноль верньера сместился на дугу, равную одной точности верньера; при этом первый штрих верньера совпал (слился) с каким-то штрихом лимба.
Наконец, на нижнем рисунке (В) ноль верньера сместился на дугу, равную 2t, и при этом второй штрих верньера совпал с каким-то штрихом лимба. Отсюда следует, что для оценки величины дуги некоторой части одного деления лимба а надо найти номер штриха верньера n 1 , совпадающего с каким-то штрихом лимба, и умножить на точность верньера t, т.е. a = n 1 t.
Для отсчитывания по кругам данного теодолита используют лупы, а в оптических теодолитах - шкаловые микроскопы и оптические микрометры.
Полный отсчет по лимбу А складывается из отсчета А 1 , по основному кругу от 0 лимба до 0 верньера и отсчета по верньеру: A = A 1 + a.
На рисунке 74 полный отсчет равен 53°33"30".
Рис. 74. Отсчет по лимбу и верньеру: 53°33"30""
В зависимости от применяемых приборов и методов различают следующие виды съемок.
Нивелирование (вертикальная или высотная съемка) производится с целью определения высот точек земной поверхности.
Теодолитная съемка - это горизонтальная (плановая) съемка местности, выполняемая с помощью угломерного прибора - теодолита и стальной мерной ленты. При выполнении этой съемки измеряют горизонтальные углы и расстояния. В результате съемки получают ситуационный план местности с изображением контуров и местных предметов.
Мензульная съемка производится при помощи мензулы - горизонтального столика и кипрегеля - специального углоначертательного прибора, снабженного вертикальным кругом и дальномером. В процессе этой съемки топографический план местности составляется непосредственно в поле, что позволяет сопоставлять полученный план с изображаемой местностью, обеспечивая тем самым своевременный контроль измерений.
Тахеометрическая съемка выполняется тахеометрами, при этом на местности измеряют горизонтальные и вертикальные углы (или превышения) и расстояния до точек. По результатам измерений в камеральных условиях строится топографический план местности.
Наземная стереофотосъемка выполняется фототеодолитом, представляющим собой сочетание теодолита и фотокамеры. Путем фотографирования местности с двух точек линии (базиса) и последующей обработки фотоснимков на специальных фотограмметрических приборах получают топографический план снимаемого участка местности.
Аэро- и космическая фотосъемки проводятся специальными аэрофотоаппаратами, устанавливаемыми на летательных аппаратах (самолетах, спутниках, дельтапланах и т.д.). Для обеспечения этой съемки на местности выполняют определенные геодезические измерения, необходимые для планово-высотной привязки аэроснимков к опорным точкам местности.
Буссольная съемка производится с помощью буссоли и мерной ленты для получения ситуационного плана местности. В качестве самостоятельной буссольная съемка в настоящее время не применяется; иногда она используется для съемки
небольших участков местности (например в лесоустройстве и др.) как вспомогательная при других видах съемок.
Глазомерная съемка - контурная съемка местности, выполняемая на планшете с компасом при помощи визирной линейки. При сочетании глазомерной съемки с барометрическим нивелированием можно получить топографический план местности. Глазомерная съемка с самолета (вертолета) называется аэровизуальной. В инженерной практике данная съемка применяется при предварительном ознакомлении с местностью (рекогносцировке), а также при изысканиях в неисследованных районах.
Нивелирная съемка
Для отображения рельефа на топографических картах, планах и профилях необходимо знать высоты точек местности. С этой целью производят нивелирование (вертикальную съемку), под которым подразумевают полевые измерительные действия, в результате которых определяют превышения одних точек местности над другими. Затем по известным высотам исходных точек определяют высоты остальных точек относительно принятой уровненной поверхности.
Знание высот земной поверхности необходимо:
1).Для изучения вертикального движения земной поверхности.
Для высотного обоснования топографических съемок.
Для изображения рельефа местности на картах и планах.
Для проектирования и строительства.
5).Для сельскохозяйственных нужд (орошение и осушение).
В зависимости от метода и применяемых приборов различают следующие виды нивелирования:
- 1) геометрическое, выполняемое с помощью нивелира, который обеспечивает горизонтальный луч визирования, и двух нивелирных реек. Можно выполнять двумя методами: «из середины» и «через ГП»;
- 2) тригонометрическое, выполняемое наклонным визирным лучом;
- 3) барометрическое, выполняемое с помощью барометров, действие которых основано на известной зависимости между атмосферным давлением и высотой над уровнем моря;
- 4) гидростатическое, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одинаковом уровне независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды;
- 5) стереофотограмметрическое, выполняемое с помощью измерений на стереоскопических парах аэрофотоснимков;
- 6) аэрорадионивелирование, осуществляемое с помощью радиовысотомеров, устанавливаемых на самолетах;
- 7) механическое, производимое с помощью приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути;
- 8) GPS (глобальная система позиционирования).
Из перечисленных видов нивелирования наиболее точным и распространенным является геометрическое нивелирование.
Способы нивелирования:
1. Нивелирование вперед . При этом способе отметки получают, пользуясь высотой (горизонтом) инструмента.
h = Ги - b (1)
h= b - Ги, если b > Ги (2)
где b - отсчет по рейке.
2. Нивелирование из середины . Этот способ более точный, чем первый. Здесь инструмент ставится где-нибудь между точками, превышение которых следует определить. На самих точках ставится рейка. Превышение определяют как разность между отсчетами а и b:
h=a-b (3)
При нивелировании точно из середины, на равном расстоянии от точек, определение разности превышения получается точнее, т.к. в этом случае возможные отклонения визирной оси трубы нивелира от горизонтальною положения будут равны в двух отсчетах и как бы взаимоисключаются. Об этом следует помнить при нивелировании на максимальных расстояниях (порядка 100 м) и при нивелирных ходах .
Нивелир-геодезический инструмент для измерения превышения точек земной поверхности.
Основными частями нивелира являются: зрительная труба, цилиндрический или круговой уровень (необходим для установления нивелира в горизонтальное положение) и подставка с тремя регулирующими винтами.
Классифицируются нивелиры:
- 1. По точности измерения: высокоточные; точные; технические.
- 2. В зависимости от устройства привидения линии визирования горизонтальное положение: с уровнем при зрительной трубе; самоустанавливающиеся; с компенсатором.
Поверки нивелира:
- 1. Поверки нивелиров с уровнем при зрительной трубе:
- - ось цилиндрического уровня перпендикулярна оси вращения нивелира;
- - вертикальная нить сетки параллельна оси вращения нивелира;
- - визирная ось зрительной трубы параллельна оси цилиндрического уровня.
Поверки нивелира с компенсатором:
- - ось кругового уровня параллельна оси вращения прибора;
- - поверка исправности компенсатора.
Нивелирование трассы
Продольное нивелирование-нивелирование, которое ведут вдоль узкой полосы земли по заранее намеченному направлению. На основе продольного нивелирования вычисляют высоты и составляют профиль трассы. При продольном нивелировании на линии разбивают пикетаж, то есть на местности намечают, а также закрепляют через каждые 100 м точки, называемые пикетами.
Если скат между соседними пикетами имеет переломы, то между ними в характерных точках местности намечают плюсовые точки рельефа.
После закрепления точек приступают к нивелированию. При двусторонних рейках каждую пару соседних пикетных точек нивелируют по способу из середины по двум сторонам рейки. Плюсовые точки нивелируют только по рабочей стороне. Все отсчеты по рейкам записываются в журнал и отмечают на абрисе.
Нивелирная рейка предназначена для определения вертикальных расстояний от точки, на которой установлена рейка до луча визирования. Бывают складные и цельные рейки, а также с прямым и обратным изображением шкал.
На рейках сантиметровое деление. У реек одна сторона рабочая, с черным делением, а другая, с красным делением, дополнительная.
Теодолитная съемка
Теодолитная съемка - съемка ситуации. Применяется в основном застроенных участках при создании планов при масштабе 1:2000-1:500. Теодолитной она называется потому, что основным прибором, с помощью которого она выполняется, является теодолит, предназначенный для измерения горизонтальных углов и углов наклона.
Съемочной геодезической сетью при теодолитной съемке может быть сеть треугольников, сеть теодолитных полигонов, составляющих группу смежных многоугольников, или теодолитных ходов, представляющих систему ломаных линий. Концами этих линий должны быть точки (пункты более точной геодезической сети), положение которых уже определено и выражено координатами. При съемке небольших участков съемочная сеть может представлять один полигон или один ход. Ход, проложенный внутри полигона для съемки ситуации, называется диагональным.
Углы в теодолитных полигонах и ходах измеряют при помощи теодолитов с погрешностью не более 0,5".
Линии измеряются мерной лентой в прямом и обратном направлениях с предельными относительными ошибками и.
Цель проложения теодолитных ходов - получение на местности ряда пунктов, имеющих координаты.
Пункты на местности закрепляют (временными или постоянными знаками).
После проложения теодолитных ходов снимают контуры ситуаций внутри участка несколькими способами:
1).Способ обхода. Все контуры, которые пересекают створ измеряемых линий, фокусируется расстояние от предыдущей точки.
Способ прямоугольных координат (способ перпендикуляров). Используют для съемки точек, расположенных на открытой местности вблизи сторон теодолитного хода. Для определения положения углов здания достаточно опустить на линию теодолитного хода перпендикуляры измерить расстояния от твердой точки по линии теодолитного хода до оснований перпендикуляров и длины перпендикуляров .
3).Полярный способ. С точек теодолитного хода, принимаемых за полюс, положение каждой точки из контуров ситуации пределяют парой полярных координат, направление на точку и расстоянием до нее. Углы измеряют теодолитом, расстояние - дальномером.
Способ угловой засечки. Используют при съемке удаленных труднодоступных местных предметов (трубы, шпили, антенны и т.п.). Определяемая точка получается путем пересечения направлений из двух и более теодолитного хода (для контроля - не менее чем с трех направлений). Углы измеряют теодолитом, при этом угол при определенной точке должен быть в пределах 30-150° .
Способ линейной засечки. Используют для съемки точек путем измерения отрезков с точек. Точки на линии теодолитного хода выбирают так, чтобы угол засечки при определенной точке был в пределах 30-150°, отрезки не превышали 50 м. На плане сначала получают точки и из этих точек как из центров с некоторыми радиусами и в масштабе плана проводят дуги окружностей, пересечение которых дает положение точки на плане .
Обработка полевых материалов.
Обработку полевых материалов проводят в следующей последовательности.
- 1. Проверяют все записи и вычисления в полевых журналах.
- 2. Заполняют ведомости вычисления координат теодолитных ходов.
Составляют схематический чертеж теодолитных ходов с указанием на них средних углов и расстояния проложений.
Составляют схему при вязке теодолитных ходов к опорным пунктам геодезической сети, измеряя при этом угол полигона к опорной сети;
- 5. Вычисляют координаты вершин теодолитного хода.
- 6. Составляют план теодолитного хода.
Обработка ведомостей вычисления координат замкнутого теодолитного хода
- 1. Определение и распределение угловой погрешности замкнутого полигона:
- а). Определяют практическую сумму измеренных углов:
б). Определяют теоретическую сумму углов полигона:
где п - число углов теодолитного полигона
в). Находят угловую невязку:
г). Вычисляют допустимую угловую невязку:
Если невязка допустима, её распределяют с обратным знаком по всем углам. Сумма исправленных углов должна быть равна сумме теоретических.
2. Вычисляют дирекционные углы и румбы. По начальному дирекционному углу и исправленным внутренним углам находят дирекционные углы всех остальных сторон хода. Подсчет проводят последовательно.
Контролем правильности вычислений дирекционных углов является получение начального дирекционного угла.
- 3. По дирекционным углам находят румбы (острый угол между северным или южным исходным направлением и данным направлением).
- 4. Вычисление приращения координат:
Где d - горизонтальное проложение (10)
5. Увязка приращения координат:
Вследствие погрешности измерений горизонтальных углов и длин, суммы приращений координат не равны нулю, поэтому необходимо найти абсолютную линейную погрешность в периметре полигона:
Чтобы оценить точность линейных и угловых измерений вычисляют относительную погрешность:
Где Р - периметр (14)
При допустимой погрешности полученные приращения координат увязывают - находят поправки к приращениям координат:
Поправки со знаком плюс прибавляют к приращению с обратным знаком невязки:
6. По исправленным приращениям от точек с известными координатами последовательно находят координаты вершин теодолитного хода:
Мензульная съемка
Мензульная съёмка - совокупность действий при составлении подробного плана местности, с помощью мензулы и её принадлежностей. Мензульная съёмка производится для получения топографических планов небольших участков местности в масштабах 1:5000 - 1:500. когда отсутствуют материалы аэрофотосъёмки либо применение их является экономически нецелесообразным. В горном деле мензульная съёмка применяется на открытых горных разработках, при детальных геологоразведочных работах для съёмки обнажений горных пород, для съёмки промплощадок горных предприятий и т.д.
Эти действия подразделяются на два рода: определение отдельных опорных точек, или составление так называемой геометрической сети, и съёмка подробностей. Отдельные точки, преимущественно вершины гор и холмов, пересечения дорог и т.п. означаются на местности вехами; выбрав из этих точек две, расстояние между которыми может быть измерено непосредственно цепью (базис) и с которых открывается обширный кругозор, съёмщик устанавливает мензулу на одну из них и, визируя на все видимые другие точки, прочерчивает соответствующие направления; те же действия исполняются и на другой точке. Пересечения линий, прочерченных на те же окружающие точки, изобразят на мензульном планшете соответствующие точки местности в том масштабе, в каком нанесён был базис.
Переходя последовательно на другие точки, съёмщик получит изображение и всех прочих точек местности, составляющих геометрическую сеть. При съёмке подробностей употребляются один из следующих четырёх способов:
Засечки, т.е. дальнейшее развитие геометрической сети.
Промеры с вехи на веху и с точки на веху цепью, замечая все точки пересечения промеряемой линии с контурами местности.
Инструментальный обход в местах закрытых, например, в лесах и в ущельях гор.
Из одной точки стояния.
Последний способ наиболее употребителен и удобен тем, что произволом съёмки не сопряжено с порчей огородов и полей: съёмщик рассылает по контурам реечников и все окружающие точки получает на 6yмаге дальномерным способом. Попутно со съёмкой подробностей зарисовываем и рельеф местности .
Тахеометрическая съемка
Тахеометрическая съемка - топографическая съемка, выполняемая с помощью теодолита или тахеометра и дальномерной репки (вехи с призмой), в результате которой получают план местности с изображением ситуации и рельефа. Тахеометрическая съемка выполняется самостоятельно для создания планов или цифровых моделей небольших участков местности в крупных масштабах (1: 500 - 1:5000) либо в сочетании с другими видами работ, когда выполнение стереотопографической или мензульной съемок экономически нецелесообразно или технически затруднительно. Её результаты используют при ведении земельного или городского кадастра, для планировки населенных пунктов, проектирования отводов земель, мелиоративных мероприятий и т.д. Особенно выгодно ее применение для съемки узких полос местности при изысканиях трасс каналов, железных и автомобильных дорог, линий электропередач, трубопроводов и других протяженных линейных объектов. Слово «тахеометрия» в переводе с греческого означает «быстрое измерение». Быстрота измерений при тахеометрической съемке достигается тем, что положение снимаемой точки местности в плане и по высоте определяется одним наведением трубы прибора на рейку, установленную в этой точке. Тахеометрическая съемка выполняется обычно с помощью технических теодолитов или тахеометров. При использовании технических теодолитов сущность тахеометрической съемки сводится к определению пространственных полярных координат точек местности и последующему нанесению этих точек на план. При этом горизонтальный угол В между начальным направлением и направлением на снимаемую точку измеряется с помощью горизонтального круга, вертикальный угол v - вертикального круга теодолита, а расстояние до точки D - дальномером. Таким образом, плановое положение снимаемых точек определяется полярным способом (координатами в, d ), а превышения точек методом тригонометрического нивелирования.
Преимущества тахеометрической съемки по сравнению с другими видами топографических съемок заключаются в том, что она может выполняться при неблагоприятных погодных условиях, а камеральные работы могут выполняться другим исполнителем вслед за производством полевых измерений, что позволяет сократить сроки составления плана снимаемой местности. Кроме того, сам процесс съемки может быть автоматизирован путем использования электронных тахеометров, а составление плана или ЦММ - производить на базе ЭВМ и графопостроителей. Основным недостатком тахеометрической съемки является то, что составление плана местности выполняется в камеральных условиях на основании только результатов полевых измерений и зарисовок. При этом нельзя своевременно выявить допущенные промахи путем сличения плана с местностью .
При теодолитной съемке с каждой станции снимается горизонтальный угол до объекта, также нитяным дальномером одновременно устанавливается расстояние до объекта и также вертикальный угол до объекта.
Максимальное расстояние от тахеометра до рейки и между пикетами зависят от масштаба съемки и высоты сечения рельефа:
В полевых условиях кроме журнала тахеометрической съемки ведется абрис на отдельных листах для каждой станции.
Па абрисе указывается станция, а также предыдущая и последующая точка ходов.
Все пикеты, отмеченные точками с номерами должны быть одинаковы на абрисе и в журнале.
Стрелками, показывающими направление ската соединяют соседние пикеты, между которыми имеется равномерный уклон. При составлении плана по стрелкам судят о том, между какими пикетами можно интерполировать горизонтали.
Интерполирование - проведение горизонталей через точки на плане, имеющие одинаковую высоту.
Составление топографического плана по материалам тахеометрической съемки.
Для составления плана топографической съемки выполняют математическую обработку результатов полевых измерений, приведенных в журнале тахеометрической съемки. Для этого вычисляют место нуля и углы между станциями по сторонам тахеометрического хода по следующим формулам:
где КП и КЛ - отсчеты по лимбу теодолита при круге право и круге лево МО - место нуля.
Тахеометрическая съемка обычно выполняется при круге лево. Величину места нуля определяют перед выполнением съемки и при необходимости приводят к нулю.
В соответствующие графы журнала записывают расстояния D, горизонтальные проложения d и превышения h ", которые вычисляют с помощью тахеометрических таблиц или микрокалькуляторов по формулам:
где i -высота прибора;
v -высота наведения;
k -коэффициент нитяного дальномера;
1 -количество делений на рейке;
a -угол наклона.
Если углы наклона не превышают 2°, то измеренные линии принимают за горизонтальные проложения. Горизонтальные проложения вычисляют с округлением до 0.1 м, а превышения- с точностью до 0.01 м. Знаки превышения одинаковы со знаками углов наклона. Далее выполняют увязку высот тахеометрического хода.
После вычисления превышений на всех станциях их увязывают между станциями по тахеометрическому ходу. Для этого выписывают горизонтальные проложения между станциями, прямые и образные превышения.
При вычислении средних превышений между станциями ставят знак прямого превышения. Теоретическая сумма превышений равна разности высот станций III и I:
[h] Т =H III - H I (28)
Невязку сравнивают с допустимой, которую вычисляют по формуле:
, S -средняя длина линий (29)
Если невязка допустима, то ее распределяют на каждое превышение с обратным знаком, пропорционально длинам линий. Высота II станции равна:
HII=HI+hI-II (30)
Высоты станций записывают на соответствующие страницы журнала, а вычисляют высоты пикетов по формуле:
На листе чертежной бумаги размером A3 строят сетку координат. Для того откладывают от левого края 6 см, снизу 5 см, относительно этой точки разбивают координатную сетку и наносят точки по координатам. Масштаб 1:2000. Укладывают основание транспортира по линии ориентирования, по его окружности откладывают углы на реечные точки, отмечают маленький черточкой, около которой подписывают номер направления. По этим направлениям откладывают измерители в масштабе плана расстояния. С правой стороны строго горизонтально подписывают отметки д.о 0.1 м. пользуясь отметками станций и реечных точек, методом графической интерполяции проводят на плане горизонтали с сечением рельефа через 1 м. При интерполировании пользуются адресом.
План оформляют тушью в соответствии с условными знаками данного масштаба. Горизонтали вычерчивают коричневой тушью. Горизонтали с отметками, кратными пяти метрам, утолщают и подписывают.
