Высотное съёмочное обоснование

Для производства топографической съёмки помимо планового требуется высотное съёмочное обоснование, которое создаётся в виде нивелирного хода.

В нивелирном ходе различают три группы точек.

1. Связующие точки – такие геодезические пункты, которые нивелируются с двух станций по двум сторонам рейки. Их отметки вычисляются через увязанные превышения.

2. Промежуточные точки – закрепленные пункты или опознаваемые фрагменты местности, сооружений, которые нивелируются с одной станции по одной стороне рейки. Их отметки вычисляются через горизонт прибора. При крупномасштабных съемках к числу промежуточных точек обычно относят буровые скважины, колодцы, вершины курганов, естественные выходы ископаемых, урезы воды в водохранилищах, выходы родников, устои мостов, головки рельсов железных дорог на перегонах и против станций, межевые и километровые столбы, опорные башмаки светофоров, опоры ЛЭП, линий связи и осветительной сети и др.

3. Х- точки – это вспомогательные связующие точки, определяемые условиями видимости либо значительным перепадом высот. В качестве Х точек могут использоваться переносные башмаки.

Полевые работы. До начала измерений должна быть проведена рекогносцировка местности, намечен маршрут и установлены все точки нивелирного хода. Ход обязательно должен начинаться с репера и заканчиваться на репере.

Результаты измерений записываются в журнал (таблицу 4.3). Журнал обязательно дополняется схемой нивелирного хода (рис. 4.4), где указываются все реперы с отметками их высот. Схема, как правило, рисуется «от руки» и в полевых условиях.

На каждой станции выполняется контроль превышения. Различие превышений вычисленных по чёрной и красной шкалам реек не должно превышать 5 мм. За окончательный результат принимается среднее арифметическое h_ср из двух значений.

После замыкания нивелирного хода в полевых условиях производится контроль по всему ходу. Для этого вычисляется фактическая невязка (мм) по ходу в виде

f_hф = [ h_ср ] - [ h_теор], (4.3)

[ h_ср ] - сумма средних превышений по всем станциям для связующих точек,

[ h_теор ] - теоретическая сумма превышений конца хода над началом, равна разности отметок конечного и начального пунктов нивелирования. Для замкнутого хода эта сумма равна нулю.

Рис. 4.4 Схема нивелирного хода высотного обоснования

Допускаемая невязка по ходу (мм) для технического нивелирования при длине хода до 1 км при числе станций n находится в виде

f _hдоп . (4.4)

Для более протяженных ходов

f hдоп = , (4.5)

где L - длина хода в километрах.

Если фактическая невязка по ходу по абсолютной величине менее допускаемой, то полевые работы завершаются.

Камеральные работы.Для подтверждения правильности полевых вычислений производится постраничный контроль журнала. Для этого на каждой странице журнала находится сумма задних отсчетов [a] и сумма передних отсчетов [b], также сумма средних превышений [h] . Естественно, что для каждой страницы журнала число задних и число передних отсчетов должно совпадать.

Для постраничного контроля необходимо выполнение условия

[h] = ([a] – [b])/2. (4.6)

Если контроль завершился успешно, то производится уравнивание превышений. Для этого вычисляются поправки (мм) в каждое измеренное превышение в виде

h*= - f_hф / n, мм (4.7)

Значение поправки со своим знаком выписывается над каждым средним превышением.

Затем вычисляются исправленные (увязанные) превышения (мм) в виде

h_ув = h_ср +h* (4.8)

и записываются в журнале под средними превышениями.

Отметки связующих точек вычисляются по следующему правилу: отметка последующей связующей точки равна отметке предыдущей связующей точки плюс исправленное превышение.

После того как вычислены отметки всех связующих точек, приступают к вычислению отметок промежуточных точек. Для этого по станциям, где имеются промежуточные точки, вычисляют горизонты прибора в виде

ГП_i =Нз_i +а_i, м (4.9)

где Нз_i отметка задней связующей точки для i-ой станции;

а_i - черный отсчет по рейке, установленной на задней связующей точке для i-й станции.

Раздельно для каждой станции, где имелись промежуточные точки, вычисляются их отметки (м) в виде

Н_k = ГП_i - с_k, (4.10)

где c_k - отсчет по черной стороне рейки , для k-й промежуточной точки.

Результаты вычислений записываются в журнал (табл. 4.3).

Таблица 4.3

ЖУРНАЛ

Технического нивелирования

Дата: 19.07.2014 Погода: пасмурно, ветер

Журнал нивелирования обязательно должен сопровождаться элементами контроля. Если записи произведены на нескольких страницах, то на каждой странице должен быть постраничный контроль. Под таблицей, после замыкания нивелирного хода следует указывать невязки: фактическую и допускаемую.

Выводы по главе 4

1. Для производства топографической съёмки на местности создаётся плановое и высотное съёмочное обоснование.

2. Традиционным методом создания планового съёмочного обоснования можно считать построение на местности теодолитного хода.

3. Альтернативным методом создания планового съёмочного обоснования будет ход трилатерации с использованием лазерного прибора Disto.

4. Высотное съёмочное обоснование для крупномасштабной съёмки создаётся в виде нивелирного хода.

Вопроса для самопроверки

1. Какой конфигурации могут быть теодолитные ходы?

2. Какие элементы контроля используются в теодолитном ходе?

3. Что означает координатная привязка теодолитного хода?

4. Как подсчитать угловую невязку замкнутого теодолитного хода?

5. Как подсчитать угловую невязку разомкнутого теодолитного хода?

6. Как подсчитать невязки в приращениях координат?

7. Как производится распределение невязок в теодолитном ходе?

8. Какие величины подлежат определению в ходе трилатерации?

9. Как обеспечить контроль в ходе трилатерации?

10. Как подсчитать фактическую невязку для разомкнутого нивелирного хода?

11. Как вычисляются отметки связующих точек?

12. Как вычисляются отметки промежуточных точек?

Глава 5. Съёмочные работы и составление плана

Топографический план составляется для того, чтобы с его помощью решать определённый круг инженерных или землеустроительных задач. Отсюда вытекают требования к минимальному объёму информации, которую следует почерпнуть в полевых условиях при проведении съёмочных работ [2, 9].

Условные знаки

Изображение ситуации и рельефа производится с помощью условных знаков [2, 8]. Таблицы условных знаков составлены в Центральном научно–исследовательском институте геодезии, аэросъёмки и картографии. Эти знаки обязательны для всех предприятий, организаций и учреждений, выполняющих топографо–геодезические и картографические работы, независимо от их ведомственной принадлежности. Вид условного знака зависит от масштаба съёмки. Для масштабов 1:500 и 1:1000 используются, как правило, условные знаки одного вида. В таблице П3 приведены примеры наиболее часто употребляемых условных знаков упомянутых масштабов.

Условные знаки можно разделить на две части: масштабные и внемасштабные. Внемасштабные условные знаки показывает только местоположение предмета. Масштабные условные знаки показывют местоположение предмета и его размеры. Масштабные условные знаки, в свою очередь, могут быть линейными и площадными. Таким образом, при сьёмке ситуации может решаться одна из трёх задач: 1) определение местоположения точки местности, 2) прямой линии и 3) кривой общего вида.

Рельеф - это совокупность неровностей земной поверхности. Естественный рельеф поверхности Земли образовывался в течение длительного исторического времени под влиянием различных геологических факторов, поэтому образовалась система, поддающаяся определённому анализу.

Различают следующие основные формы рельефа и их элементы.

Гора, холм – это возвышенность конической формы, выше 200 метров над окружающей местностью и соответственно ниже. Самую высокую точку такой возвышенности называют вершиной, а боковые поверхности, которые внизу заканчиваются подошвой называют скатами.

Котловина – это углубление чашеобразной формы. Самую низшую точку котловины называют дном. Боковые поверхности, которые вверху заканчиваются бровкой, также называют скатами.

Хребет – это возвышенность удлинённой формы. Линию вдоль хребта, проходящую по самым высоким точкам, называют водоразделом.

Лощина – это углубление удлинённой формы. Линию, проходящую вдоль лощины по самым низким точкам, называют водотоками или тальвегами.

Водораздел и тальвег называют иногда структурными, или инвариантными линиями рельефа.

Широкие лощины с пологими скатами называют долинами. Лощины в виде глубоких промоин в долинах, образующиеся под действием поверхностных, вод называют оврагами. С течением времени обрывы оврагов зарастают травой, древесной растительностью и образуются балки.

Седловина – это пониженная часть местности между двумя возвышенностями. Седловина включает в себя как водораздел, так и тальвег. Они пересекаются в точке, окрестность которой называется инвариантной площадкой рельефа.

Искусственная форма рельефа может отличаться от природной. Это обусловлено технологией производства земляных работ. Например, при рытье котлованов или при открытых горных разработках визуально на местности прослеживаются линии уступов, которые не характерны для естественных форм рельефа. Линии уступов можно считать обособленными структурными линиями рельефа.

Для изображения рельефа используется метод горизонталей, числовых отметок, а также имеются специальные условные знаки.

Горизонталь это замкнутая кривая линия, все точки которой имеют одинаковую высоту над уровнем море, кратную высоте сечения рельефа.

Высота сечения рельефа это кратчайшее расстояние между горизонталями по высоте. Кратчайшее расстояние между горизонталями в плане называется заложение.

Заложение имеет направление. Отношение высоты сечения к заложению называется уклоном местности, который тоже имеет направление. Горизонтали обычно изображаются коричневым цветом и имеют направление, которое указывается бергштрихами и положением надписи в разрыве линии. Голова цифр направлена в сторону возвышения рельефа. Для упрощения восприятия рельефа следует помнить, что чем гуще горизонтали, тем круче рельеф.

Для решения задач землеустройства и кадастра недвижимости требуется отображение на планах сельскохозяйственных угодий, растительности, границ землевладений и гидрографии. Эти вопросы решаются с помощью соответствующих условных знаков.

Теодолитная съёмка

Контурная или ситуационная съёмка, при которой положение снимаемых объектов определяется относительно сторон теодолитного хода называется теодолитной съёмкой . Каждая сторона теодолитного хода образует своеобразную систему координат – прямоугольную, полярную или биполярную. Началом отсчёта в такой системе должна быть младшая вершина теодолитного хода. При съёмке ситуации возможно использование одного из следующих способов [2, 3, 5, 7]:

· перпендикуляров,

· линейных засечек,

· угловых засечек,

· полярный способ,

· способ створов,

· способ обхода.

Горизонтальная съёмка обязательно должна сопровождаться абрисами.

Абрис – это схематичный чертёж местных предметов, выполненный в полевых условиях, с указанием размеров в соответствии со способами съёмки ситуации.

Способ перпендикуляров. Положение снимаемого пункта М относительно стороны теодолитного хода А-В определяется двумя взаимно перпендикулярными отрезками – абсциссой х и ординатой у (рис. 5.1,а). При этом следует помнить, что при глазомерном построении прямого угла длина ординаты не должна превышать 4… 6 м в зависимости от масштаба съёмки. Съёмку должны выполнять два человека, один из которых определяет створ линии хода, а другой измеряет абсциссу и ординату.

Рис. 5.1. Способы съёмки ситуации

Способ линейных засечек. Положение снимаемого пункта М относительно стороны теодолитного хода А-B определяется двумя отрезками a и b (рис. 5.1,б). По существу, это секция трилатерации. Для того чтобы повысить устойчивость системы, снять ограничения и исключить грубые ошибки рекомендуется измерить ещё два отрезка c и d. Для измерений можно использовать лазерный прибор как в отражательном, так и в безотражательном режимах.

Способ угловых засечек. Положение снимаемого пункта М относительно стороны теодолитного хода А –В определяется двумя горизонтальными углами u1 и u2 (рис. 5.1,в). Углы измеряются теодолитом полным приёмом. Значения углов должны быть не более 150° и не менее 30°. Удаление снимаемого пункта от стороны хода должно быть не более её длины.

Способ полярных координат. Положение снимаемого пункта М относительно стороны теодолитного хода А –B определяется полярными координатами – горизонтальным углом u1 и расстоянием S (рис. 5.1,г). Расстояние измеряется, как правило, нитяным дальномером, за исключение углов капитальных зданий, когда используется лазерный прибор.

Способ створов. Положение снимаемых пунктов М относительно створа вершин А и B теодолитного хода (или продолженного створа) определяется отрезками линий a, b, c, отсчитываемых от пункта А (рис. 5.1,д).

Способ обхода. Применяется при съёмке контуров со сложными очертаниями (например, береговой линии водоёма). По существу, это теодолитный ход, в котором нет уравнивания, а горизонтальные углы при вершинах измерены одним полуприёмом. Для обеспечения контроля следует предусматривать диагональные линии, измеряемые лазерным прибором (рис. 5.1,е).