Составление планов по результатам топографических съемок

Оглавление. Введение. 3 Глава 1. Составление топографического плана участка на основе нивелирования поверхности по квадратам. 5 1.1. Способы нивелирования. 5 1.2. Сущность геометрического нивелирования. 6 1.3. Виды нивелирных работ. 8 1.4. Нивелирование поверхности участков по квадратам. 9 Глава 2. Составление топографического плана участка по результатам тахеометрической съёмки. 12 2.1. Сущность тахеометрической съёмки. 12 2.2. Съёмочное обоснование тахеометрической съёмки. 14 2.3. Съёмка ситуации и рельефа. 15 2.4. Обработка результатов тахеометрической съёмки. Составление плана. 17 Глава 3. Составление топографического плана участка по результатам мензульной съёмки. 18 3.1. Сущность графического метода съёмки. 18 3.2. Подготовка к проведению полевых работ. 21 3.3. Работа на станции. Составление плана 24 Глава 4. Решение инженерных задач по горизонталям топографического плана. 33 4.1. Построение профиля по заданному направлению. 33 4.2. Определение уклона заданной линии. 34 4.3. Построение линии с заданным уклоном. 35 Заключение. 36 Список литературы. 38 Приложения Геодезия – наука, изучающая форму и размеры поверхности всей земли или отдельных её частей путём измерений, вычислительной обработки их, построений карт, планов, профилей и методы использования результатов измерений и построений, при решении инженерных, экономических и иных задач . Геодезия возникла в глубокой древности, когда появилась необходимость землеизмерения и изучения земной поверхности для хозяйственных целей. В Древнем Египте еще в 18 в. до н. э. существовало руководство по решению арифметических и геометрических задач, связанных с землеизмерением и определением площадей земельных участков. Геодезия развивалась с ростом потребностей человечества в жилье, возделывании растений, делении земельных массивов на участки, строительстве каналов для орошения, осушения земель и соединения рек и морей, строительстве дорог и мостов, изучении природных богатств и т. п. Для проведении всякого мероприятия, связанного с использованием земли в сельском хозяйстве, для строительства сооружений требуется изучение земной поверхности, её форм рельефа, расположения объектов на ней и прежде всего производство специальных измерений, их вычислительная обработка и составление карт, планов и профилей, которые служат основной продукцией геодезических работ и дают представление о форме и размерах поверхности всей земли и ли отдельных её частей. Планом называется уменьшенное подобное изображение на плоскости горизонтального положения участка земной поверхности. Планами отдельных местностей и даже больших стран также пользовались ещё в глубокой древности. Имеются сведения, что в Китае уже около 10 в. до н. э. существовало особое учреждение для топография, съёмок страны. Съёмкой называется процесс полевых измерений, которые производятся в целях получения карт, планов и профилей, т. е. съёмка позволяет решить главную задачу геодезических изысканий, а потому съёмка – один из главных методов геодезии Съёмка, выполняемая для получения высот точек и превышений между ними, называется нивелированием. Существует основное правило всякой геодезической съёмки: сначала определяется взаимное расположение основных точек – создаётся так называемая съёмочная геодезическая сеть , а затем производится съёмка подробностей (ситуации) , в процессе которой устанавливают взаимное положение отдельных характерных точек снимаемых объектов. По целям или назначению, съёмки разделяют на следующие: сельскохозяйственные, почвенные, городские, лесные, геологические и др. По приборам, применяемым при съёмках их (съёмки) различают на следующие виды: эккерные, буссольные, теодолитные, мензульные, тахеометрические, аэрофотосъёмки, фототеодолитные, глазомерные и полуинструментальные. Эккерные и буссольные съёмки применяют для получения планов небольших участков местности и сравнительно невысокой точности. Для получения более точных планов участков, занимающих площади в несколько сотен и тысяч гектаров, применяют теодолитные и мензульные съёмки. Для изображения рельефа местности на плане, то обычно методом теодолитной съёмки определяют взаимное положение точек съёмочной геодезической сети, а подробности снимают мензулой. Особенности мензульной съёмки в отличие от других видов состоит в том, что план местности составляют непосредственно в поле в процессе съёмки . Для небольших участков при необходимости изобразить на плане рельеф местности применяют тахеометрическую съёмку. Основным видом съёмки для значительных по площади территорий является аэрофотосъёмка , заключающаяся в последовательном фотографировании местности при помощи особого автоматического фотоаппарата, установленного на вертолёте или самолёте. Для горной и всхолмленной местности применяют фототеодолитную съёмку, состоящую в том, что местность фотографируют с помощью фототеодолита, а затем на специальных приборах составляют план по фотоснимкам. Иногда возникает необходимость в быстрой съёмке местности. В этом случае применяют полуинструментальную или глазомерную съёмки. Все съёмочные работы, выполняемые в поле, называются полевыми , в а вычислительные и графические, выполняемые в кабинетах и лабораториях, – камеральными . Целью представленной работы является получение знаний, умений и навыков по составлению картографической основы (крупномасштабного топографического плана) по результатам наземных съёмок и её использованию для решения инженерных задач. Достижение предполагаемой цели связано с решением частных задач: - изучение методов наземных топографических съёмок; - изучение способов обработки полевой съёмочной информации и составления топографических планов на основе нивелирования поверхности по квадратам, тахеометрической и мензульной съёмки; - решение инженерных задач, связанных с использованием топографических планов. Глава 1. Составление топографического плана участка на основе нивелирования поверхности по квадратам. 1.1. Способы нивелирования. Рельеф местности имеет важное значение в сельском хозяйстве, технические процессы которого связаны с обработкой земли. Рельеф учитывают при землеустройстве (размещение полей севооборотов, лесных полос и т. п.), в мелиорации (проектирование каналов, гидротехнических сооружений, вертикальной планировки земель и т. п.) и в сельском строительстве (размещение животноводческих, птицеводческих комплексов, зданий и сооружений культурно-бытового назначения и т. п.). Для отображения рельефа на топографических планах местности необходимо знать высоты точек местности. С этой целью производят нивелирование (вертикальную съёмку), под которым понимают 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 уровенной поверхности. В зависимости от метода и применяемых приборов различают следующие виды нивелирования: - геометрическое , выполняемое горизонтальным визирным лучом; - тригонометрическое , выполняемое наклонным визирным лучом; - барометрическое , выполняемое с помощью барометров, чьё действие основано на зависимости между атмосферным давлением и высотой над уровнем моря; - гидростатическое , основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах; - стереофотограмметрическое , выполняемое с помощью измерений на стереоскопических парах аэрофотоснимков; - аэрорадионивелирование , осуществляемое с помощью радиовысотомеров, устанавливаемых на самолётах; - механическое , выполняемое с помощью приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути. Наиболее точным и распространенным является геометрическое нивелирование, которое и будет рассмотрено в настоящей работе. 1.2. Сущность геометрического нивелирования. Геометрическое нивелирование выполняют с помощью нивелира и нивелирных реек . Нивелиром называют геодезический прибор, обеспечивающий при работе горизонтальную линию визирования. Он представляет собою сочетание зрительной трубы либо с цилиндрическим уровнем, либо с компенсатором. И уровень и компенсатор служат для приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение. Нивелирные рейки представляют собою деревянные бруски чаще всего с сантиметровыми делениями, оцифрованными снизу (от «пятки» рейки) вверх. Сущность геометрического нивелирования состоит в определении превышения одной точки над другой горизонтальным лучом нивелира по отсчётам на рейках, отвесно устанавливаемых в точках, между которыми определяют превышение. Геометрическое нивелирование можно вести двумя методами: вперёд и из середины. Для определения превышения h между точками А и В методом вперёд (рис. 1) нивелир устанавливают в точке А так, чтобы окуляр зрительной трубы приходился над этой точкой, а рейку устанавливают отвесно в точке В. В точке А с помощью нивелирной рейки или рулетки измеряют высоту нивелира i как отвесное расстояние от центра окуляра до точки, над которой установлен нивелир. После приведения визирной оси в горизонтальное положение делают отсчёт по рейке. Как видно из рис. 1, h = i – b, т.е. превышение равно высоте нивелира минус отсчёт по рейке (взгляд вперёд). Для более точного определения высоты нивелира её рекомендуется измерять отсчётом по рейке, устанавливаемой в задней точке А , при этом нивелир находится в двух-трёх метрах от точки А . Для определения превышения методом из середины (рис. 2) в этих точках устанавливают отвесно рейки, а между ними по возможности на одинаковых расстояниях – нивелир. Направив горизонтальную визирную ось на рейки, установленные в точках А и В , и выполнив соответственно отсчёты а и b , получают превышение h = а – b . Если считать точку А задней, а точку В передней, то формулу можно выразить словами: превышение передней точки над задней равно взгляду назад минус взгляд вперёд. Превышение положительно, если передняя точка выше задней, и отрицательно в ином случае. Очевидно, что высота последующей точки равна высоте данной точки плюс превышение между ними: Н В = Н А + h . Высоту точки В можно получить также при помощи горизонта прибора, т. е. отвесного расстояния от уровенной поверхности до визирной оси нивелира . Из рисунков 1 и 2 видно. Что высота точки равна горизонту прибора минус отсчёт по рейке на этой высоте: Н В = ГП ─'2d b . С помощью горизонта прибора удобно производить измерения в тех случаях, когда с одной станции выполняются отсчёты по рейке на нескольких точках. Геометрическое нивелирование разделяют на нивелирование I , II , III , IV классов и техническое нивелирование. Нивелирование I , II , III , IV классов составляет нивелирную сеть, которая является высотной основой топографических съёмок всех масштабов и геодезических измерений, проводимых для удовлетворения потребностей народного хозяйства и обороны России. Нивелирная сеть I и II классов – главная высотная основа, посредством которой устанавливается единая система высот на всей территории страны. Нивелирные сети III и IV классов и технического нивелирования служат высотной основой топографических съёмок и предназначены для решения различных инженерных задач. 1.3. Виды нивелирных работ. Применительно к нуждам сельского хозяйства (землеустройства, мелиорации и сельского строительства) производят следующие виды нивелирных работ. Определение высот точек высотной съёмочной сети. Эту работу выполняют путём проложения ходов технического нивелирования с целью обеспечения высотами крупномасштабных топографических съёмок, а также различных инженерно-геодезических работ, выполняемых после окончания съёмок. Геодезическое трассирование линейных сооружений. Это комплекс геодезических работ по проложению трассы. Под трассой понимают ось проектируемого линейного сооружения, обозначенную на местности или нанесённую на карту, план или фотоплан. Основные элементы трассы: план – её проекция на горизонтальную плоскость и продольный профиль – вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения. Под линейными понимают сооружения, располагающиеся местности длинной узкой полосой (каналы, дороги, трубопроводы, ЛЭП). Трассирование один из наиболее распространённых видов инженерно-геодезических работ. Нивелирование поверхности. Производится в целях получения топографического плана в крупном масштабе с малой высотой сечения рельефа. Такую работу чаще всего выполняют в районах орошаемого земледелия со слабо выраженным рельефом для составления проектов вертикальной планировки и подсчётов объёмов земляных работ. На нивелируемой поверхности предварительно разбивают сеть точек, чаще всего вершин квадратов , плановое и высотное положение которых определяют для отображения рельефа и контура ситуации. 1.4. Нивелирование поверхности участков по квадратам. Поверхность земли нивелируют по квадратам при топографической съёмке открытых плоскоравнинных участков местности с незначительными уклонами в крупных масштабах с малой высотой сечения рельефа с целью составления проектов вертикальной планировки и подсчётов земляных работ. Такую работу выполняют на поливных участках и рисовых чеках при строительстве оросительных систем, на строительных площадках при возведении объектов промышленного, гражданского и спортивного строительства. В зависимости от характера рельефа, требуемой точности его отображения, сложности и стоимости сооружения и других факторов разбивают сети квадратов со сторонами от 10 до 100 м. При нивелировании по квадратам небольших участков земной поверхности с целью получения топографических планов для проектирования отдельных сооружений (животноводческих комплексов, стадионов и др.) опорную сеть квадратов не создают, а сразу разбивают заполняющую сеть квадратов заданных размеров (например, 10Х10, 20Х20 м). Вершины квадратов закрепляют колышками. Перед началом нивелирования на плотной бумаге составляют схему квадратов (рис. 3.), которая одновременно является и полевым журналом нивелирования. Каждого реечника снабжают такой схемой с указанием порядка перемещения по вершинам квадратов. Станции выбирают так, чтобы из связующих точек образовался замкнутый полигон (например, ACFHA ). С каждой станции в зависимости от характера рельефа определяют отметки вершин квадратов в радиусе 100 – 150 м. Для контроля подсчитывают взгляды на связующие точки, причём суммы накрест лежащих взглядов (отсчётов) на связующие точки должны быть равны (на практике расхождения не должны превышать 4 мм). Для уравнивания результатов нивелирования на полевой схеме (рис. 4.) выделяют опорный замкнутый нивелирный ход из связующих точек, например, ACFHA. По каждой линии хода вычисляют превышения конечной точки над начальной из пары отсчётов, взятых с одной станции. Вычисленные превышения по опорному полигону выписывают в ведомость, в которой и уравнивают, и вычисляют высоты вершин опорного полигона, приняв одну из них за исходную. Номера точек Превышения, м Высоты точек, м. вычисленные исправленные A C F H A f h f h доп Вычисленные высоты связующих точек выписывают на полевую схему. Затем по высотам двух точек на каждой станции вычисляют два значения горизонта прибора, среднее из которых записывают над номером станции. Методом горизонта прибора вычисляют и записывают на схему высоты всех промежуточных точек, взятых с данной станции. После вычислительной обработки результатов нивелирования составляют топографический план (рис. 5.), на который наносят границу участка, вершины квадратов, дополнительные точки, полученные в характерных местах рельефа, контуры ситуации. Подписывают высоты точек и проводят горизонтали с заданной высотой сечения рельефа. План вычерчивают тушью в соответствии с условными знаками. Проведение горизонталей включает два действия: интерполирование и собственно проведение горизонталей. Интерполирование горизонталей – определение на плане точек, высоты которых кратны принятой высоте сечения рельефа. Горизонтали интерполируют только между точками, находящимися на однородном скате. Различают два способа интерполирования: аналитический и графический. Для интерполирования применяют миллиметровую бумагу, восковку с параллельными линиями и другие средства. Опытные топографы, какими предстоит стать и нам, студентам-первокурсникам, как правило, интерполируют на глаз. Выполним математическую обработку материалов нивелирования (вариант 4). 1. Вычислим горизонт прибора по формуле ГП = Н Rp + a, где Н Rp – высота репера, в метрах; а – отсчёт по рейке, поставленной на репер, в мм: ГП = 93,603 + 1,479 = 95,088 (м). 2. Вычислим высоты всех вершин квадратов по формуле Н i = ГП – b i , результаты представим в виде таблицы: i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 b i, м 0,046 0,227 0,186 0,900 1,479 1,083 1,615 0,690 1,221 1,710 0,758 0,678 Н i, м 95,042 94,861 94,902 94,188 93,609 94,005 93,473 94,398 93,867 93,378 94,330 94,410 3 . Вычисленные высоты записаны на схеме под значениями отсчётов (см. приложения). Глава 2. Составление топографического плана участка по результатам тахеометрической съёмки. 2.1. Сущность тахеометрической съёмки. Тахеометрическая съёмка является одним из методов наземной топографической съёмки. Приборами для этой съёмки служат теодолиты или специальные приборы – тахеометры. Слово «тахеометрия» пришло к нам из глубины веков, в переводе с греческого оно означает «быстрое измерение». Быстрота измерения достигается тем, что положение снимаемой точки в плане и по высоте определяют при одном наведении трубы тахеометра на рейку, получая расстояние (по дальномеру), горизонтальный угол или превышение. Тахеометрическая съёмка отличается от теодолитной тем, что, кроме ситуации, производится съёмка рельефа местности, а от мензульной съёмки тем, что план местности составляется не в поле, а в камеральных условиях. По сравнению с мензульной съёмкой тахеометрическая имеет свои достоинства и недостатки. Преимущества её в том, что она может применяться при погоде, неблагоприятной для мензульной съёмки, и позволяет выполнить полевую работу в кратчайшие сроки. Кроме того, план тахеометрической съёмки может быть составлен в более короткий срок, так как камеральные работы можно поручить другому исполнителю вслед за выполнением части полевых измерений по съёмке. К недостаткам такой съёмки следует отнести то, что при составлении плана исполнитель не видит местность и поэтому не может в камеральных условиях выявить допущенные промахи путём сличения плана с местностью (пропуски, искажения контуров, погрешности в изображении рельефа и т. п.). Тахеометрическая съёмка применяется для создания планов небольших участков в крупном масштабе как основной вид съёмки или в сочетании с другими видами. Она выполняется в тех случаях, когда проведение других видов съёмок экономически нецелесообразно или технически затруднительно. Особенно выгодно её применение для съёмки узких, но достаточно длинных полос местности при различных изысканиях (трасс дорог, трубопроводов, ЛЭП и т. п.). В России предусмотрен выпуск четырёх типов тахеометров: 1. тахеометр электрический ТЭ; 2. тахеометр с авторедукционным дальномером двойного изображения ТД; 3. тахеометр номограммный ТН; 4. тахеометр внутрибазный ТВ. Отличительной особенностью тахеометров типа ТЭ является сочетание угломерного блока, содержащего датчик типа «угол-код», с дальномерным блоком, выполненного в виде квантового светодальномера с излучателем на арсениде галлия. Результаты измерений регистрируются на перфоленте или на световом табло. Тахеометр ТЭ предназначается для измерения расстояний до 2 км со средней квадратической погрешностью не более 2 см, а также для измерений горизонтальных и вертикальных углов со средней квадратической погрешностью 3 и 5″ соответственно. ЭТ в сочетании с ЭВМ и автоматическими координатографами позволяют повысить производительность наземных методов топографической съёмки до 25 %. К электронным тахеометрам относятся, например, тахеометры «Рег Эльта 14» фирмы «Файнтехник Оптон» и «Редта 002» («Карл Цейсс», Йена). Тахеометр ТН предназначен для определения редуцированных на горизонтальную плоскость расстояний и превышений по вертикальной рейке при помощи номограмм, видимых в поле зрения зрительной трубы. К тахеометрам типа ТН относится тахеометр «Дальта 010А» («Карл Цейсс», Йена). На рисунке 6 показан вид поля зрения тахеометра. Тахеометр ТВ предназначен для измерения горизонтальных положений и углов. Расстояния до 60 м можно измерять без использования рейки по наблюдаемым вертикальным контурам местных предметов; для измерения расстояний до 180 м используется веха и дополнительная база величиной 60 см. 2.2. Съёмочное обоснование тахеометрической съёмки. Для производства тахеометрической съёмки производят сгущение существующей геодезической сети пунктами съёмочного обоснования до плотности, обеспечивающей проложение на всей территории съёмки тахеометрических ходов с соблюдением технических требований инструкции, приведённых в таблице. Масштаб съёмки Максимальная длина хода, м Максимальная длина линий, м Максимальное число линий в ходе 1 : 5000 1 : 2000 1200 600 300 200 6 5 Тахеометрическая съёмка может производиться с любого пункта геодезической опоры, но в основном она выполняется с точек тахеометрических ходов. Все точки, с которых производится съёмка, называются съёмочными. До производства полевых работ по съёмке на имеющейся карте составляют проект тахеометрических ходов. При рекогносцировке проект ходов уточняют и точки хода закрепляют деревянными кольями длиной 30 – 40 см и толщиной 4 – 6 см с забитыми в верхний торец каждого кола гвоздём. При необходимости обеспечения сохранности пунктов на несколько лет их закрепляют деревянными столбами длиной 1,5 – 2,0 м и диаметром 15 – 20 см; в верхний торец столба забивают гвоздь, служащий центром пункта. Горизонтальные и вертикальные углы в ходах измеряют при двух положениях вертикального круга; стороны ходов измеряют, как правило, дальномером в прямом и обратном направлениях, а в некоторых случаях – лентой. Все измерения заносят в полевой журнал. При высоте рельефа 0,5 м высоты точек ходов определяют техническим нивелированием. Высоту тахеометра на точке стояния определяют с округлением да 1 см как сумму двух частей: постоянной части – от оси вращения трубы до нижней поверхности головки штатива и переменной части – от нижней поверхности головки штатива до верха кола или другой поверхности, для которой определена высота пункта. Кроме контроля измерения вертикальных углов, на съёмочной точке проверяют правильность измерения горизонтального угла по расхождению между его значениями, полученными из двух полуприёмов. Вычисление горизонтальных проложений и превышений на каждой точке хода выполняется по тахеометрическим таблицам или с помощью логарифмической линейки. Расхождение между результатами измерений стороны в прямом и обратном направлениях не должны превышать 1 : 400. Расхождение в абсолютных значениях превышений, полученных в прямом и обратном направлениях, допускается не более 4 см на 100 м. Съёмка подробностей может выполняться с переходных точек. Общее количество переходных точек не должно быть больше половины числа точек тахеометрических ходов. 2.3. Съёмка ситуации и рельефа. Съёмку ситуации и рельефа обычно производят попутно с проложением тахеометрических ходов, применяя для этого полярный способ. Максимальные допустимые расстояния от тахеометра до рейки и между пикетами зависят от масштаба съёмки и высоты сечения рельефа. Для двух масштабов эти значения приведены в таблице. Масштаб съёмки Высота сечения рельефа, м Максимальное расстояние между пикетами, м Максимальное расстояние от прибора до рейки при съёмке рельефа, м Максимальное расстояние от прибора до рейки при съёмке контуров, м 1 : 2000 1 : 5000 0,5 1,0 0,5 1,0 2,0 40 40 60 80 100 200 250 250 300 350 100 100 150 150 150 В том случае, когда съёмка подробностей производится попутно с проложением тахеометрического хода, работа на съёмочной точке применительно к съёмке с помощью теодолита обычно выполняется в следующем порядке. 1. Устанавливают теодолит в рабочее положение и измеряют его высоту с округлением до 1 см. 2. Измеряют горизонтальный угол хода, а также вертикальные углы на заднюю и переднюю точки и определяют по дальномеру расстояния до этих точек. 3. При положении трубы КЛ совмещают нулевой штрих алидады с нулевым штрихом лимба. Скрепив алидаду с лимбом, наводят трубу на заднюю (или переднюю) точку хода, ориентируя, таким образом, лимб. 4. Оставляя лимб неподвижным, визируют на рейку, установленную на пикете, и берут отсчёты: по рейке, по горизонтальному и вертикальному кругам. 5. По окончании съёмки пикетов на съёмочной точке снова визируют на точку, по которой ориентирован лимб, и берут контрольный отсчёт. Расхождение с первоначальным отсчётом не должно превышать 2′. Все результаты измерений, включая и контрольный отсчёт, записывают в журнал. При съёмке равнинной местности высоты точек можно определять горизонтальным лучом трубы прибора. Этот метод особенно удобен, если зрительная труба имеет прикреплённый к ней уровень. При съёмке способом горизонтального луча рейку устанавливают на пикете так, чтобы её нуль был вверху, а отсчёт производят от верха рейки. В поле, кроме журнала ведут абрис (рисунок 7) на отдельных для каждой съёмочной точки листах. На абрисе указывают точку стояния прибора, предыдущую и последующую точки хода и их номера. Смежные точки хода соединяют прямыми линиями. В отличие от абриса теодолитной съёмки, при тахеометрической на абрисе все пикеты отмечаются точками с номерами, одинаковыми с записанными в журнале. Кроме того, стрелками, показывающими направления скатов, соединяют соседние пикеты, между которыми имеется равномерный уклон. При составлении плана по этим стрелкам судят о том, между какими пикетами можно производить интерполирование для проведения горизонталей. В некоторых случаях на абрисе тахеометрической съёмки в характерных местах рельефа показывают форму горизонталей. При производстве тахеометрической съёмки необходимо обращать внимание на то, чтобы между съёмками с соседних съёмочных точек не было пропусков. Для контроля на смежных съёмочных точках выполняют съёмку с перекрытием, равным примерно наибольшему допустимому расстоянию между соседними пикетами для данного масштаба съёмки. 2.4. Обработка результатов тахеометрической съёмки. Составление плана. В камеральную обработку результатов тахеометрической съёмки входит следующее: - проверка полевых журналов и составление схемы тахеометрических ходов; - вычисление координат и высот точек тахеометрических ходов; - вычисление высот пикетов на каждой съёмочной точке; - накладка съёмочных точек, нанесение ситуации и проведение горизонталей. Работы, перечисленные в пунктах 2 и 3, могут с успехом выполняться при помощи ЭВМ, а накладка пикетов может быть произведена с помощью автоматизированного координатографа. Формулы допустимых невязок в тахеометрическом ходе следующие: - для угловой невязки - для невязки в периметре - для невязки в сумме превышений по ходу Примечание. Если ход очень короткий, то fs < 0,10 м и fh < 0,10 м. Тахеометрический ход уравнивается в плановом отношении как теодолитный, а в высотном – как нивелирный. Приращения координат, координаты и высоты точек тахеометрического хода вычисляются с точностью до 0, 01 м. После проведения вычислений по результатам тахеометрической съёмки переходят к составлению плана. Для этой цели на листе плотной чертёжной бумаги или на жёсткой основе строят координатную сетку, которую подписывают с таким расчётом, чтобы план разместился на середине листа. Значения подписей сетки для масштаба 1 : 5000 должны быть равны 500 м, для масштаба 1 : 2000 – кратны 200 м. По координатам наносят все точки тахеометрического хода. Затем с помощью транспортира и масштабной линейки наносят пикеты. На план выписывают высоты съёмочных точек и пикетов. В соответствии с абрисом съёмки наносят ситуацию, производят интерполирование и проводят горизонтали. План тахеометрической съёмки, выполненный в карандаше, тщательно проверяют в поле путём сличения изображённого на плане с местностью; в случае необходимости применяется инструментальная проверка. Глава 3. Составление топографического плана участка по результатам мензульной съёмки. 3.1. Сущность графического метода съёмки. От теодолитной мензульная съёмка отличается главным образом тем, что при её применении измерения на местности и составление плана производится в поле одновременно. Если при теодолитной съёмке горизонтальные углы измеряют и выражают в градусной или (градовой) мере, то при мензульной съёмке измерение сопровождается графическим построением угла. Для построения угла лист бумаги прикрепляют к верхней поверхности мензульной доски (устанавливаемой горизонтально), рис. 8), которую вместе с этим листом называют планшетом Чаще на мензульную доску прикрепляют лист фанеры или алюминия с наклеенной на него бумагой. , и прочерчивают на ней стороны горизонтального угла, параллельные горизонтальным проложениям соответственных линий местности. Поэтому мензульную съёмку называют углоначертательной . При определении положения на планшете пунктов съёмочной сети в открытой местности применяют метод засечек, а в закрытой (заселённой и застроенной местности) прокладывают мензульные ходы. Одновременно со съёмкой ситуации снимают рельеф, т.е. определяют высоты характерных точек рельефа (пикетов), по которым проводят горизонтали. При съёмке ситуации и рельефа применяют главным образом полярный метод и реже метод засечек. При мензульной съёмке абрис не составляют, расстояния (горизонтальные проложения), измеренные на местности, откладывают на планшете при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки; иногда их значения записывают в полевой журнал для вычисления превышений. Мензульная доска-планшет выполняет роль горизонтального круга теодолита, поэтому во время построения горизонтального угла он должен быть неподвижен, а верхняя его поверхность должно быть горизонтальна. Роль алидады выполняет линейка, накладываемая на планшет и являющаяся частью визирного прибора, называемого кипрегелем . К верхней поверхности линейки прикреплена колонка с вращающейся, как у теодолита, зрительной трубой, вертикальным кругом и уровнем при алидаде вертикального круга. По скошенному ребру линейки кипрегеля прочерчивают направления на точки предметов, наблюдаемых в зрительную трубу. По одну сторону от колонки к линейке прикреплён цилиндрический уровень, посредством которого верхнюю поверхность планшета приводят в горизонтальное положение , а по другую – поперечный масштаб. Мензульную доску прикрепляют к металлической подставке , напоминающей нижнюю часть теодолита и состоящей из круга с осью, с тремя винтами для прикрепления доски к подставке и тремя подъёмными винтами. Для плавного вращения планшета эта часть имеет наводящее устройство (винт), а для закрепления планшета в неподвижном положении – закрепительный винт. Подставку прикрепляют к штативу с помощью станового винта. Над точкой местности (пунктом) при помощи отвеса центрируют положение этой точки на планшете, так чтобы точки оказались на одной отвесной линии. Для центрирования планшета применяют вилку (рис. 9). Индекс i вилки, совмещённый с точкой на планшете, должен быть на одной линии с отвесом. При съёмках в масштабе 1 : 5000 и мельче планшет центрируют на глаз, так как погрешность центрирования в большинстве случаев допускается примерно равной половине точности масштаба. Ориентирование планшета , т. е. установку его так, чтобы линии на планшете были параллельны горизонтальным проложениям соответствующих линий местности , производят по точкам местности, положение которых на планшете известно. Для этого ребро линейки кипрегеля на планшете прокладывают к изображениям точки стояния мензулы а и точки наблюдения b (рис. 8) и вращают планшет до тех пор, пока окажется, что коллимационная плоскость зрительной трубы проходит через точку В местности. Иногда ориентацию производят с помощью круглой буссоли или ориентир-буссоли, имеющей неполное кольцо и коробку прямоугольной формы. Для проведения направления на точку наблюдаемого предмета после центрирования, приведения в горизонтальное положение и ориентирования планшета прикладывают ребро линейки кипрегеля к изображению точки стояния мензулы и наводят трубу на точку наблюдаемого предмета, после чего проводят направление (прочерчивают линию) вдоль ребра линейки. При съёмке точек ситуации и рельефа полярным способом, а также при проложении мензульных ходов поступают следующим образом. После центрирования, приведения в горизонтальное положение и ориентирования планшета прикладывают ребро линейки кипрегеля к изображению точки стояния мензулы а (рис. 8), наводят зрительную трубу на дальномерную рейку, стоящую на снимаемой точке С , определяют по дальномеру расстояние до снимаемой точки, берут это расстояние в раствор циркуля-измерителя по масштабной линейке и откладывают его вдоль линейки от изображения точки стояния а . Конец отложенного отрезка с будет изображением снимаемой точки С местности. Для защиты наблюдателя и планшета от солнца и небольшого дождя применяют зонт. Кипрегель, мензульная доска, подставка, тренога, вилка, буссоль, зонт и дальномерная рейка составляют мензульный комплект . Для транспортировки кипрегель, подставку и буссоль укладывают в отдельный ящик, а мензульную доску – в брезентовый чехол. 3.2. Подготовка к проведению полевых работ. Предварительная подготовка к проведению мензульной съёмке включает в себя комплекс работ по испытанию составляющих мензульного комплекта и собственно подготовку планшета. Для испытания мензульного комплекта необходимо собрать мензулу: установить подставку на штативе, привинтить мензульную доску к подставке, поставить на доску кипрегель и положить буссоль. Большинство требований, которым должен удовлетворять теодолит (свободное и плавное вращение горизонтального и вертикального кругов и алидады горизонтального круга; отсутствие шатаний подставки на штативе; хорошая отшлифованность внутренних поверхностей каждого уровня; ясность изображений, даваемых зрительной трубой и др.) относятся и к мензульному комплекту, но, учитывая его особенности, к нему предъявляются дополнительные требования: - нарезка у станового винта и у конца оси подставки должна быть одинаковой, чтобы становой винт привинчивался свободно к подставке, винты служащие для прикрепления доски к подставке, должны быть хорошо подогнаны к гнёздам в доске; - вращение мензульной доски должно быть свободным и при работе с наводящим винтом подставки – плавным; - в собранном виде мензула должна быть устойчивой и при надавливании на планшет пружинить ; - верхняя поверхность мензульной доски должна быть плоскостью; - верхняя поверхность мензульной доски должна быть перпендикулярна к вертикальной оси подставки; - при горизонтальном положении планшета индекс i вилки (рис. 9) должен находиться на одной отвесной линии с остриём отвеса; - рабочие рёбра буссоли должны быть параллельны нулевому диаметру кольца; - скошенный край линейки кипрегеля должен представлять прямую линию, а нижняя поверхность её должна быть плоскостью; - вертикальный круг кипрегеля должен быть прочно соединён со зрительной трубой, а уровень при вертикальном круге – с алидадой. Чтобы при работе с кипрегелем осуществлялся принцип измерения и графического построения горизонтальных углов на планшете, проверяют выполнение ряда геометрических условий: 1. Ось цилиндрического уровня на линейке кипрегеля должна быть параллельна нижней плоскости линейки. 2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси кипрегеля. 3. Горизонтальная ось кипрегеля должна быть параллельна нижней плоскости линейки. 4. Вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярной к горизонтальной оси кипрегеля. 5. Коллимационная плоскость зрительной трубы должна проходить через скошенный край линейки или быть ему параллельной. Для планшета применяют высокосортную чертёжную бумагу (гознак). Перед наклеиванием на мензульную доску бумагу смачивают чистой водой при помощи ваты или чистой тряпки и дают немного подсохнуть. Поверхность мензульной доски покрывают взбитым яичным белком, разбавленным небольшим количеством воды. После этого лист бумаги влажной стороной накладывают на мензульную доску и, наложив лист писчей бумаги, притирают чертёжную бумагу к доске от центра к краям, выдавливая наружу воздушные пузыри, образовавшиеся между доской и бумагой. Края чертёжной бумаги загибают и приклеивают картофельным клейстером к боковой и нижней поверхностям доски, аккуратно обрезав углы. Для большей прочности планшета на верхнюю поверхность доски натягивают коленкор (или мадаполам), края его прикрепляют мелкими медными гвоздиками к нижней поверхности доски. При непосредственном наклеивании чертёжной бумаги на доску или наклеивании её с коленкором при съёмке на большой территории требуется большое количество мензульных досок. План, после того как он снят с доски и снова прикреплён к ней, например, для перенесения проекта в натуру, становится неровным, что затрудняет его использование в поле. Кроме того, бумага, снятая с доски, сильно деформируется. Поэтому чаще всего чертёжную бумагу наклеивают предварительно на лист высокосортной фанеры (сухой, чистой, без сучков и трещин) или на лист алюминия размером, несколько меньшим верхней поверхности доски. Фанерные листы перед наклейкой бумаги смачивают мокрой тряпкой и выдерживают под прессом 5– 6 дней. Смоченную чертёжную бумагу наклеивают на фанеру жидким столярным клеем. После наклейки фанерные листы выдерживают под прессом ещё 5– 6 дней, причём ежедневно меняют местами верхние, средние и нижние листы. Чтобы фанера не коробилась, на её обратную сторону картофельным клейстером наклеивают обыкновенную чертёжную бумагу. Края фанеры на 1 см подклеивают тонкой писчей бумагой тем же клейстером. После этого листы снова выдерживают под прессом 1– 2 дня. Перед наклейкой бумаги на лист алюминия его обрабатывают наждачной бумагой № 3 или № 4 до получения шероховатой поверхности, так как от гладкой поверхности алюминия бумага будет отставать. После обработки алюминия с него тряпкой удаляют пыль. Для наклейки чертёжной бумаги на алюминий приготовляют три раствора: А, Б, В. В состав раствора А входит 100 см 3 воды и 24 г едкого калия, Б – раствор фенолфталеина в нескольких граммах ректифицированного спирта, В – раствор 200 г картофельной муки в 1200 см 3 воды (размешивают до исчезновения комков). Раствор А при постоянном помешивании вливают в раствор В . Клей начинает постепенно густеть и через 40– 50 мин после добавления в него раствора А делается густым и прозрачным. Через 12 ч в него добавляют 10– 15 капель раствора Б , клей тщательно размешивают до получения равномерной красной окраски. Изготовленный лист фанеры или алюминия прибивают к мензульной доске медными гвоздиками. Если геодезической сетью для мензульной съёмки служат точки, для которых вычислены координаты (пункты триангуляции, теодолитных ходов), то на планшете строят координатную сетку и точки наносят на планшет по координатам. Для предохранения планшета от загрязнения его покрывают листом чертёжной бумаги («рубашкой»), а края приклеивают к нижней поверхности доски. В местах съёмки и расположения пунктов геодезической сети верхнюю бумагу вырезают. Для определения места выреза пользуются калькой высот, на которую нанесены пункты геодезической сети ещё до покрытия планшета бумагой. Чтобы правильно ориентировать кальку высот на бумаге, её делают по размеру равной планшету, а на нижней поверхности доски до покрытия планшета бумагой отмечают северный край. 3.3. Работа на станции. Построение плана. Особенности мензульной съёмки (одновременное выполнение измерений на местности и построение плана) позволяют включить вопросы построения плана в раздел «Работа на станции» и не выделять эти вопросы в отдельный раздел. Известно, что процесс теодолитной съёмки включает в себя - закрепление (обозначение) точек на местности, - измерение линий и углов в полигонах и ходах, - съёмку подробностей (ситуации). При проведении мензульной съёмки, одновременно со съёмкой ситуации, производят съёмку рельефа. При мензульной съёмке рельефа местности и, в особенности, при построении съёмочного обоснования превышения между точками определяются с одной станции на расстояние в несколько сотен метров, применяя тригонометрическое нивелирование. Для определения превышения h между точками наклонной визирной осью на одной точке устанавливают мензульный комплект или теодолит, а на другой – знак (веху, пирамиду и др.). Для измерения угла наклона б визируют на верх знака. На станции измеряют высоту прибора i и высоту знака v . Если геометрическое проложение между точками – s , то h = s tq б + i – v. С учётом поправки на кривизну Земли k и поправки за рефракцию светового луча в атмосфере r , получаем: h = s tq б + i – v + k - r. Общая поправка за кривизну Земли и рефракцию вычисляется по формуле: f = k – r = 0 ,42 s 2 /R , где R – радиус земли ( R = 6370 км ). Превышения вычисляют с округлением до 0,01 м, поэтому поправку f вычисляют лишь для расстояний, превышающих 300 м. Существуют специальные таблицы превышений, которыми и пользуются при определении поправок. Угол наклона измеряют вертикальным кругом кипрегеля. Высоту прибора обычно измеряют непосредственно рулеткой и записывают с округлением до 0,01 м. Высоту знака измеряют непосредственно или получают путём вычислений в зависимости от вида знака, например, если знаком служит дальномерная рейка или вешка, то их высоту измеряют непосредственно рулеткой и записывают с округлением до 0, 01 м, при этом имеется в виду, что рейка или вешка будет установлена на кол или столб, а визировать измерения угла будем на верх рейки или вешки. При построении съёмочного обоснования положение точек в открытой местности определяют прямой или боковой засечками . Имея на планшете две точки , определяют положение третьей точки с двух станций . Для определения положения точки С прямой засечкой мензулу устанавливают в точках А и В, положение которых a и b известно на планшете. Придя с мензулой в точку А, грубо ориентируют, центрируют планшет, приводят поверхность его в горизонтальное положение и ориентируют, приложив ребро линейки кипрегеля к точкам а и b и визируя на точку В (рис.10, а) . После этого, приложив ребро линейки кипрегеля к точке а, визируют на точку С, положение которой определяется на планшете, и прочерчивают линию вдоль ребра линейки. После этого переходят с мензулой в точку В, грубо ориентируют, центрируют планшет, приводят поверхность его в горизонтальное положение и ориентируют его по линии b а (рис. 10, б). Теперь, приложив ребро линейки кипрегеля к точке b , визируют на точку С и прочерчивают линию вдоль ребра линейки. Пересечение двух поперечных линий даёт положение искомой точки с. Боковую засечку применяют, когда одна из данных точек недоступна для станции (шпиль здания, антенна и др.), или, чтобы не делать лишней станции, мензулу устанавливают на определяемой точке С, с которой тут же производят съёмку ситуации и рельефа. Геометрическую сеть как съёмочное обоснование обычно строят для сгущения геодезической сети, когда имеющиеся пункты триангуляции, полигонометрии и теодолитных ходов расположены редко. Длины сторон треугольников геометрической сети составляют примерно одну десятую знаменателя численного масштаба, выраженную в метрах. Поэтому при построении сети в масштабе 1 : 10 000 длина стороны треугольника геометрической сети примерно равна 1 км, в масштабе 1 : 5000 – соответственно 0,5 км; в масштабе 1 : 2000 и крупнее геометрическую сеть обычно не строят. Сгущение геодезической сети пунктами геометрической сети выгодно в том отношении, что их положение на плане (планшете) определяется графически (методом засечек), а, следовательно, не возникает необходимость выполнения вычислений. Кроме того, засечки отдельных пунктов геометрической сети можно производить попутно со съёмкой ситуации и рельефа с точек уже имеющейся сети. Если площадь съёмки невелика и размещается на одном планшете, то её можно выполнить, построив предварительно геометрическую сеть на основе одного базиса. Построение геометрической сети начинают с измерения длины базиса лентой в прямом и обратном направлениях и нанесения его на планшет. Для этого устанавливают мензулу на одном из концов базиса и ориентируют планшет по магнитному меридиану при помощи буссоли, которую устанавливают на какой-нибудь край планшета нулевым диаметром кольца параллельно краю планшета и отмечаю При построении геометрической сети очень важно учитывать следующее. В пункты геометрической сети необходимо включать постоянные предметы местности (шпили башен, зданий культового поклонения, антенны и пр.). Это важно потому, что, во-первых, пересечение нескольких направлений в одной точке при засечках постоянных предметов местности свидетельствует о правильности построения геометрической сети, во-вторых, постоянные предметы местности, видимые на большие расстояния, дают возможность при съёмке ориентировать планшет по длинным линиям и, в-третьих, постоянные предметы местности – более долговечные знаки геометрической сети. При выборе места для установки пунктов геометрической сети стремятся к тому, чтобы они располагались на возвышенных местах, на не удобных для хозяйственного использования землях и чтобы каждый пункт мог быть получен прямыми засечками не менее чем с трёх других пунктов, а углы, образуемые при засечках, были не менее 40˚ и не более 140˚. Планшет центрируют с такой точностью, чтобы погрешность направления из-за неточного центрирования не получилась более 2 ґ и чтобы погрешность центрирования не превышала половины точности масштаба съёмки (плана). Планшет ориентируют по наиболее удалённой точке, расстояние до которой должно быть больше расстояния до засекаемой точки. Если точки геодезического обоснования нанесены на планшет по координатам и видимости на удалённые точки нет, то для повышения точности ориентации планшета применяют специальное удлинения направлений. Ориентирование планшета проверяют по другим точкам. Для этого на планшете прикладывают ребро линейки кипрегеля к точке стояния мензулы и визируют на точку местности, по которой проверяют ориентировку. Ориентируют планшет и проводят направления на определяемые пункты при одном положении вертикального круга, чтобы ослабить остаточное влияние коллимационной погрешности. Когда направления на все определяемые пункты с данной станции будут проведены, проверяют ориентировку планшета. Прежде чем приступить к засечке пунктов после расстановки вех, надо составить схему сети, а затем продумать порядок обхода точек с тем, чтобы было наименьшее количество постановок мензулы, меньше проходов и при этом соблюдалась надёжность засечек. После проведения направлений на засекаемые пункты измеряют углы наклона на них, если высоты определяют методом тригонометрического нивелирования; при этом не требуется ни точного ориентирования планшета, ни точного приведения его в горизонтальное положение. Углы измеряют по заранее составленной программе наблюдений, предусматривающей контроль вычислений превышений в прямом и обратном направлениях. Углы наклона измеряют полным приёмом – при обоих положениях вертикального круга, причём наблюдают сначала с данной станции на все пункты при одном положении круга, затем – при другом, после чего вычисляют значения места нуля. Визирование производят на то место знака, да которого считается его высота. Высоты постоянных предметов местности принимают равными нулю. Перед измерением углов наклона на данной станции измеряют высоту прибора. Все данные при измерении углов наклона записывают в топографический журнал. Заполнение журнала в поле можно ограничить вычислением места нуля, записями высот прибора и высот наблюдаемых знаков. Все остальные графы можно заполнять в камеральных условиях по мере получения положения пунктов на планшете, так как превышения вычисляют по горизонтальным проложениям, определяемым по плану (планшету). Уже отмечалось, что перед вычислением превышений проверяют углы наклона. Превышения вычисляются по формуле h = s tq б + i – v + k – r, в которой s – горизонтальные проложения, определяемые графически по планшету, если они не измерялись на местности. Существует несколько способов и приёмов увязки превышений, применяемых в зависимости от сложности сети и от того, привызана ли сеть к пунктам с уже имеющимися исходными высотами или она свободна. Наиболее простым способом увязки, если сеть не привязана к пунктам с исходными высотами (свободная сеть), является способ сравнения невязок в смежных полигонах (треугольниках). Способ сравнения невязок применяют и для увязки углов и приращений координат в смежных полигонах. Высоты пунктов геометрической сети вычисляют по формуле H k+1 = H k + h , т. е. высота последующего пункта равна высоте данного пункта плюс превышение между ними. Все вычисленные высоты точек записывают в каталог топографического журнала с указанием высот знаков, а затем аккуратно вырисовывают их на планшет. Геометрическую сеть не строят такой густоты, чтобы со всех её пунктов можно было снять ситуацию и рельеф, потому что построение густой геометрической сети трудоёмко и дорого. В связи с этим, помимо пунктов геодезического обоснования, на планшете определяют положения переходных точек , всегда являющихся съёмочными точками , с которых снимают ситуацию и рельеф. Если бы переходных точек не было, то только с пунктов съёмочного обоснования часть местности оказалась бы неснятой, так как расстояния от съёмочной точки до снимаемых точек ограничивается определёнными пределами. Переходные точки необходимы и в залесённой (закрытой) местности, когда видимость на точки ситуации и рельефа закрывается растительностью и строениями. Различают несколько способов определения переходных точек: - полярный – наиболее простой; - прямая засечка; - боковая засечка; - по створу – удобный и быстрый способ определения положения точек с одной станции; - определение четвёртой точки по по трём данным – обратная засечка (задача Потенота). Известно, что определение положения точки по способу прямой или боковой засечки возможно не менее чем по двум пунктам и с двух станций. Задача же Потенота решается по трём пунктам и с одной станции в той точке, положение которой определяется . Задачу Потенота можно решить как аналитическим , так и графическим способами. При решении этой задачи на мензульном планшете в поле применяют различные приёмы: 1. Способ поворотов планшета. 2. Способ приближений. 3. Способ пары треугольников. 4. Способ Болотова. Наиболее благоприятным случаем решения задачи по определению четвёртой точки по трём данным на мензульном планшете является случай, когда четвёртая точка лежит внутри треугольника, образованного тремя данными точками. После определения положения точки её высоту определяют не менее чем с двух ближайших пунктов и из двух значений высоты выводят среднее арифметическое. Если построение геометрической сети невозможно (в залесённой и застроенной местности), прокладывают мензульные ходы. Начальной и конечной точками хода служат пункты геодезической сети или надёжно определённые в плане и по высоте переходные точки . Точки мензульных ходов на местности закрепляют кольями. В зависимости от длин сторон и способа ориентирования планшета на точках хода мензульные ходы прокладывают двух видов: 1) ход, ориентируемый по точкам на планшете, когда стороны длинные и на каждой точке планшет ориентируют по предыдущему прочерченному на планшете направлению; 2) ход, буссольный , когда стороны хода короткие и на каждой точке планшет ориентируют по буссоли. Мензульную съёмку ситуации и рельефа производят главным образом полярным методом с пунктов геометрической сети, если они удобно расположены для съёмки местности, и с переходных точек. Планшет на станции центрируют с погрешностью, не превышающей величины, равной половине точности масштаба, при условии, что с этой станции не будет определяться положение переходной точки или если эта станция не является начальной точкой мензульного хода. Вехи, закрепляющие пункты, при установке мензулы можно не вынимать из земли, однако мензулу следует ставить по ту сторону вехи, по которую погрешность центрирования получается наименьшей. Плоскость планшета считается горизонтальной, если пузырёк уровня на линейке кипрегеля отклоняется от середины не более чем на 2 – 3 деления. Ориентировать планшет можно по пункту, расстояние до которого не меньше, чем допускаемое расстояние от мензулы до рейки при съёмке ситуации и рельефа. Расстояния от мензулы до снимаемых точек и до пикетов, определяемые по дальномеру не следует брать более где М – знаменатель численного масштаба плана. Для съёмки неясно выраженных контуров эти расстояния можно увеличить в полтора раза. При большом количестве контуров ситуации и пересечённом рельефе необходимо, чтобы переходные точки были чаще и не допускались бы большие расстояния от мензулы до рейки, при которых снимаемые контуры и рельеф не видны со станции. Эти требования топографы обычно формулируют так : «не видишь – не рисуй» и «больше переходных точек – меньше пикетов». Крутые склоны лощин, крутые берега рек рекомендуется снимать с противоположной стороны лощины, реки, так как в этом случае увеличивается обзорность снимаемой местности и уменьшаются углы наклона визирной оси. Отсчёты по дальномерной рейке берут, как правило, между двумя крайними дальномерными штрихами. Ситуацию и рельеф снимают при КЛ. Левая рука держит кипрегель, правая измеритель и карандаш. Ситуационные точки и пикеты на планшете обозначают только наколами, не прочерчивая на них направлений. При обходе объекта съёмки (контура ситуации) реечник ставит рейку на всех поворотах контура. Контур считают прямой линией лишь в том случае, если лежащие на нём точки отстоят от прямой линии на величину, не превышающую двойную точность масштаба. Обход по контуру какого-либо объекта при съёмке ситуации поручают только одному реечнику и запрещают переходить на другой объект без разрешения топографа. При съёмке замкнутого контура (объекта) реечник обязан закончить обход в той точке, откуда он его начал. Контур снимаемого объекта на планшете проводят вслед за наколом ситуационной точки, иначе не будет гарантии, что углы поворота контура будут правильно соединены линиями на планшете. Прямые линии проводят по линейке. На каждой последующей станции съёмку начинают с проверки ситуационных точек и пикетов, полученных на планшете с предыдущих станций. Съёмку рельефа производят одновременно со съёмкой ситуации, причём высоты определяют только для таких точек ситуации, которые располагаются на характерных изгибах рельефа. После съёмки всей ситуации с данной станции определяют недостающие пикеты для проведения горизонталей, при этом рейку ставят также на всех перегибах местности, и количество их зависит от характера рельефа. На ровной местности пикеты выбирают реже. Когда характерные точки едва заметны или отстоят одно от другой на больших расстояниях, пикеты определяют не реже чем через где h С – высота сечения рельефа горизонталями. При съёмке рельефа на бугристых песках и ямах допускается брать пикеты с таким расчётом, чтобы дать несколько обобщённую его зарисовку горизонталями. В закрытых местах для съёмки рельефа прокладывают густую сеть мензульных ходов с таким расчётом, чтобы точки с известными высотами располагались на водоразделах и водотоках. При проложении мензульных ходов попутно можно снимать ситуацию и рельеф (до увязки хода) с первых двух точек, не считая начальной. Для вычисления высот пикетов определяют превышения между съёмочной точкой (станцией) и пикетами либо измерением углов наклона линии визирования, либо при помощи номограмм кипрегеля. Высоты пикетов вычисляют и записывают в журнале и на планшете с округлением до 0,1 м при высоте сечения 0,5 м и меньше. Высоту сечения рельефа принимают в зависимости от назначения съёмки, условий местности и масштаба съёмки. Рельеф зарисовывают горизонталями обязательно в поле в процессе определения высот пикетов (в особенности при сложном рельефе) или после набора всех пикетов на данной станции. Если при проведении горизонталей окажется, что пикетов недостаточно или проведённые горизонтали неправильно выражают видимый топографом рельеф, то определяют дополнительные пикеты и проверяю имеющиеся. Если какой-либо участок со станции не просматривается, следует перейти с мензулой на одну из ситуационных точек этого участка и зарисовать рельеф по имеющимся пикетам. В местах с пологими скатами, если перегибы скатов не выражаются горизонталями, проводят полугоризонтали, доводя их до середины соответствующего промежутка между основными горизонталями. Для удобства чтения рельефа и выяснения направления ската утолщают каждую четвёртую или пятую горизонталь с высотами, кратными круглому числу метров, а возле горизонталей проводят скатштрихи по направлению к скату. Если съёмка участка (массива) производится на нескольких планшетах, то для контроля и обеспечения правильности сводки ситуации и горизонталей по границам (рамкам) съёмок ситуация и рельеф снимаются за границей съёмки не менее чем на 4 мм. Рельеф и ситуацию снимают массивом, окончательно обрабатывая массив, с тем чтобы не возвращаться к нему. В той части планшета, где выполняют съёмку, верхнюю бумагу планшета вырезают и все снимаемые объекты вычерчивают аккуратно карандашом в соответствии с принятыми условными знаками. Внутри контуров угодий подписывают их названия или очень редко ставят условные знаки. Чтобы не загрязнять снятые части планшета, их закрывают писчей бумагой, приклеиваемой к верхней бумаге с нижней её стороны. В местах, защищающих планшет от загрязнения, над пунктами геодезической сети в бумаге прорезают окошечки для пользования этими пунктами при ориентировании планшета и определения положения переходных точек. В процессе съёмки ежедневно или в крайнем случае не реже чем через день результаты съёмки переносят на кальку контуров и кальку высот. Кальку контуров составляют для того, чтобы избежать потери деталей съёмки, искажений или неправильного наименования всех снятых объектов при вычерчивании планшета, а также не пропустить какой-либо объект. Путём копирования на просвет на кальку тушью наносят все элементы ситуации и рельефа, не выражающиеся горизонталями. На кальке подписывают названия населённых пунктов, урочищ, рек, озёр, посевов культур и др., числовые характеристики лесов, дорог, курганов, ям и т. д. Если калька подверглась деформации, то копирование производят по частям, в пределах отдельных квадратов координатной сетки. Кальку высот составляют для того, чтобы зафиксировать и легко отыскать все пункты геодезической сети, переходные точки, а также пикеты, высоты которых записаны в журнале, высоты урезов воды, точек у родников и пр. Мензульную съёмку контролируют систематически в процессе работы и по окончании съёмки на планшете. Кроме поверок, связанных с измерениями на местности, производится общий осмотр результатов съёмки путём объезда или обхода снятого участка с планшетом в руках; при этом проверяют полноту съёмки, подобие фигур на планшете действительным очертаниям объёктов местности, правильность их обозначения и пр. Все результаты полевой поверки записывают в полевой журнал, а контрольные станции, проверенные контуры ситуации, контрольные пикеты и их высоты записывают на кальки контуров и высот красной тушью. Глава 4. Решение инженерных задач по горизонталям топографического плана. 4.1. Построение профиля по заданному направлению. Профилем местности называется уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности (рис 11, а). Линия, изображающая уровенную поверхность, на профиле проводится обычно в виде прямой (рис. 11, б). На ней в масштабе плана (1:2000) наносят расстояния между точками. Для быстроты выполнения к линии на плане прикладывают полоску бумаги, на которой отмечаются расстояния между горизонталями. Затем их переносят на линию условного горизонта так, чтобы самые низкие точки профиля находились выше этой линии на 1-2 см. К нанесённым точкам на линии условного горизонта восстанавливают перпендикуляры, на которых откладывают высоты точек в масштабе 1:200. Соединив между собой отложенные по перпендикулярам точки, получают профиль по заданному направлению. Ниже линии условного горизонта строят графы профиля (высоты точек, горизонтальные расстояния). Эти графы заполняют данными, полученными непосредственно с плана. Над профилем делают надпись «Профиль по линии», а под профилем указывают масштабы – горизонтальный 1:2000 и вертикальный 1:200. Приведём математические расчёты (вариант 4). 1. Найдём высоты точек в масштабе 1:200: h 1 = h 6 = (52 м – 50 м) / 200 = 1 см. h 2 = h 5 = (53 м – 50 м) / 200 = 1 см. h 3 = h 4 = (54 м – 50 м) / 200 = 1 см. 2. Найдём горизонтальные расстояния для заполнения граф: r 1 = 8 мм · 2000 = 16 м. r 2 = r 5 = 11 мм · 2000 = 22 м. r 3 = r 4 = 10 мм · 2000 = 20 м. 4.2. Определение уклона заданной линии. При проектировании каналов, дорог, направления движения тракторных агрегатов на пашне, изучении эрозии почв определяют уклоны линий местности. Уклоном i линии называют отношение превышения h между точками к горизонтальному проложению s между ними. Уклон может быть положительным или отрицательным в зависимости от знака превышения. Уклон линии, превышение и угол наклона, определённые в одном и том же направлении, имеют один и тои же знак. Уклон между точками, лежащими на соседних горизонталях, очевидно, равен высоте сечения рельефа, делённой на расстояние между этими точками, определёнными по плану. Уклон линии между этими точками можно быстро и просто определить графически при помощи номограммы, называемой графиком заложений Заложение – горизонтальное проложение между двумя соседними горизонталями по заданному направлению. и изображаемой на крупномасштабных картах. График заложений даёт возможность определить уклон в тангенсах или характеризовать углом наклона (в градусах). Приведём алгоритм построения графика заложений. Для интересующих нас уклонов в тангенсах и градусах по принятой высоте сечения рельефа вычисляют горизонтальные проложения по формулам: Затем на вертикальной линии откладывают произвольные (преимущественно равные) отрезки и против их концов подписывают значения уклонов в тангенсах или в градусах. От полученных точек на вертикальной линии по перпендикулярам к ней откладывают горизонтальные проложения в масштабе плана (карты) и через конечные точки проводят плавную кривую. Проведём расчёты для построения графика заложений (вариант 4) и заполним таблицу: i 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 S, м 100 50 33,3 25 20 16,7 14,3 12,5 11,1 10 S, мм 50 25 16,65 12,5 10 8,35 7,15 6,25 5,55 5 4.3. Построение линии с заданным уклоном. Кратчайшее расстояние между заданными точками, чтобы на всём её протяжении уклон между горизонталями не превышал заданного, определяют при помощи графика заложений. В раствор измерителя по графику заложений берут расстояние, соответствующее заданному уклону. После этого, начиная от заданной точки, измерителем последовательно откладывают эти расстояния между каждой парой соседних горизонталей в направлении к второй точке. Полученные на горизонталях точки соединяют прямыми отрезками – линиями заданного уклона. По всей длине линии с помощью графика заложений можно определить уклоны отрезков между соседними горизонталями. Для этого расстояние между точками на соседних горизонталях (где требуется определить уклон) берут в раствор циркуля и прикладывают его к номограмме так, чтобы одна ножка была на вертикальной линии, а другая – на кривой по перпендикуляру к вертикальной линии, после чего против ножки циркуля отсчитывают уклон или угол уклона, интерполируя тысячные доли уклона или доли градуса на глаз. Изображение линии приведено на плане (см. приложения) Заключение. Съёмка – один из главных методов геодезии, так как она позволяет решить главную задачу геодезических изысканий: получение карт, планов и профилей, Основное правило всякой геодезической съёмки: сначала определяется взаимное расположение основных точек – создаётся так называемая съёмочная геодезическая сеть , а затем производится съёмка подробностей (ситуации) , в процессе которой устанавливают взаимное положение отдельных характерных точек снимаемых объектов. В представленной работе выполнено построение планов по результатам съёмок различных видов: нивелированием, тахеометрической и мензульной. На нивелируемой поверхности предварительно разбивают сеть точек, чаще всего вершин квадратов , плановое и высотное положение которых определяют для отображения рельефа и контура ситуации. Такую работу можно выполнять, например, на поливных участках и рисовых чеках при строительстве оросительных систем, на строительных площадках при возведении объектов промышленного, гражданского и спортивного строительства. Тахеометрическую съёмку применяют для небольших участков при необходимости изобразить на плане рельеф местности. Тахеометрическая съёмка отличается от теодолитной тем, что, кроме ситуации, производится съёмка рельефа местности, а от мензульной съёмки тем, что план местности составляется не в поле, а в камеральных условиях. По сравнению с другими видами, тахеометрическая съёмка имеет свои достоинства и недостатки. Преимущества тахеометрической съёмки в том, что она может применяться при погоде, неблагоприятной для мензульной съёмки, и позволяет выполнить полевую работу в кратчайшие сроки. Кроме того, план тахеометрической съёмки может быть составлен в более короткий срок, так как камеральные работы можно поручить другому исполнителю вслед за выполнением части полевых измерений по съёмке. К сравнительным недостаткам тахеометрической съёмки следует отнести то, что при составлении плана исполнитель не видит местность и поэтому не может в камеральных условиях выявить допущенные промахи путём сличения плана с местностью (пропуски, искажения контуров, погрешности в изображении рельефа и т. п.). Существует целый ряд отличий мензульной съёмки от съёмок других видов. Так, например, если при теодолитной съёмке горизонтальные углы измеряют и выражают в градусной или (градовой) мере, то при мензульной съёмке измерение сопровождается графическим построением угла, а вместо составления абриса ( тахеометрическая съёмка), расстояния (горизонтальные проложения), измеренные на местности, откладывают на планшете при помощи циркуля-измерителя и масштабной линейки. Но существует и главное, принципиальное отличие: мензульная съёмка отличается главным образом тем, что при её применении измерения на местности и составление плана производится в поле одновременно. Применение мензульной съёмки рекомендуется для получения более точных планов участков, занимающих площади в несколько сотен и тысяч гектаров. Тахеометрическую съёмку желательно применять для создания планов небольших участков в крупном масштабе как основной вид съёмки или в сочетании с другими видами. Особенно выгодно её применение для съёмки узких, но достаточно длинных полос местности при различных изысканиях (трасс дорог, трубопроводов, ЛЭП и т. п.). Нивелирование рекомендуется производить в целях получения топографического плана в крупном масштабе с малой высотой сечения рельефа, например, в районах орошаемого земледелия со слабо выраженным рельефом для составления проектов вертикальной планировки и подсчётов объёмов земляных работ.. Список литературы. 1. Киселев М. И., Михелев Д. Ш.. Основы геодезии. – М., 2001. 2. Маслов А. В., Гордеев А. В., Батраков Ю. Г. Геодезия. Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1980. 3. Никулин А. С. Тахеометрические таблицы. – М.: Недра, 1976. 4. Уваров А. И., Васяева Е. Н., Савосюк С. П. Составление планов по результатам топографических съёмок. Методические указания к курсовой работе № 1 – ОмГАУ, 2001. 5. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:500 – 1:5000. – М.: Недра, 1989. 6. Фельдман В. Д., Михелев Д. Ш.. Основы инженерной геодезии. – М., 2001.