Способы съемки ситуации, съемка рельефа местности.

⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 24Следующая ⇒

Наземную съемку контуров ситуации и предметов местности выполняют вышеперечисленными видами съемок, применяя различные способы. Наземная съемка выполняется относительно опорных точек и линий.

Способ прямоугольных координат ( перпендикуляров)- определение планового положения точки относительно опорной линии АВ, принятую за ось абсцисс, а точку А- за начало координат. Рис. 2.

Рис. 2.

Для определения местоположения точки с, опустим перпендикуляр са на линю АВ. Горизонтальные проложения отрезков Аа и са являются абсциссой и ординатой точки с; ее положение на плане строят с помощью циркуля-измерителя и поперечного масштаба.

Этот способ наиболее эффективен при съемке вытянутых в длину контуров- водотоков, бровок, дорог, улиц. Счет абсцисс ведется от начальной точки каждой линии.

Так же этот способ удобен в сочетании с теодолитным ходом, когда точки А и В являются точками теодолитного хода и имеют координаты X и Y. Рис. 3.

Рис. 3.

Координаты точки С, в нашем случае- угол здания, можно вычислить следующим образом:

1. Вычислим значение румба стороны АВ.

(1)

Используя соотношения между румбом и дирекционным углом, вычисляют значение дирекционного угла стороны АВ.

Основным условием способа является перпендикулярность отрезка Сс к стороне теодолитного хода АВ, следовательно, угол . Рис. 3. Дирекционный угол отрезка сС равен:

(2)

2. Значение отрезков Ас и сС получают из результатов полевых измерений.

3. Координаты точки с, лежащей на отрезке АВ будут раны:

, где

-измеренная длина отрезка Ас.

(3)

5. Аналогичным путем вычисляют координаты точки С (угла здания).

, где

-измеренная длина отрезка сС.

(3)

Способ полярных координат (полярный)- при этом способе местоположение точки на плоскости определяют относительно точки О, принятой за полюс и линии ОС, являющейся полярной осью. Положение точки В. относительно точки О определено углом , отсчитываемым от направления ОС по часовой стрелке, и радиусом-вектором ОВ. Рис. 4.

Рис. 4.

Рассмотрим пример, когда полюсом является точка теодолитного хода А, полярной осью - сторона хода АБ. Рис. 5. Координаты точек А и В известны, дирекционный угол отрезка АВ получают из решения обратной геодезической задачи по формуле (1).

Рис. 5.

После чего, определение координат точки С, сводится к решению прямой геодезической задачи. Значение угла и длину отрезка АС определяют в процессе полевых измерений.

;

(4)

Метод полярных координат применяется при производстве топографо-геодезических работ гораздо чаще других методов. Этот метод положен в основу работы теодолитов и тахеометров.

Способ биполярных координат (двухполюсный, метод засечек) - к биполярному способу относятся угловые и линейные засечки. В основе способа лежит наличие двух точек (двух полюсов), имеющих координаты.

При определении координат недоступной точки С выгодно применять угловую засечку.

Рис. 6.

Рис. 6. Рис. 7.

С базиса АВ, в точках А и В измеряют углы и , прилежащие к базису. Угол при определяемой точке не должен быть меньше и не должен превышать . Тоска С является вершиной треугольника АСВ, построенного по стороне и двум прилежащим к ней углам.

Другая разновидность биполярного способа- линейная засечка. При определении координат точки С, с концов базиса АВ измеряют расстояния АС и ВС. Точка С является вершиной треугольника построенного по трем сторонам. Рис. 7.

Способ обхода- способ применяют для съемки контуров площадных объектов, например лесной массив. Положение контура определяют путем проложения по его границе съемочного теодолитного хода, опирающегося на пункты опорной геодезической сети. Рис. 8.

Способ промеров с вехи на веху (способ створов)- местоположение точки определяется как пересечение створных линий двух, или более точек, определенных на местности или плане. Рис. 9. Определяемая точка К лежит на пересечении створных линий, образуемых точками А, В и С, D. Точки А, В, С, D определены на плане и имеют координаты. Способ применяется на открытой местности при наличии взаимной видимости между точками А, В, К и С, D, К.

Аналитически координаты точки К можно определить решив обратную геодезическую задачу и применив теорему синусов.

Рис. 8.

Из обратной геодезической задачи определяют дирекционные углы линий ВD, DК, ВК, ВС, СК и длины линий ВD, ВС и DС. Углы вычисляют, как разность дирекционных направлений. Далее по теореме синусов определяют длины отрезков ВК, СК, КD. Координаты точки К вычисляют с контролем, по треугольникам СВК и КВD.

Рис. 9.

В треугольнике СВК:

	(5)

Координаты точки К вычисляют по формулам:

;

(6)

Подобным образом вычисляют координаты точки К из треугольника КВD.

В процессе съемки схематично, от руки составляют схему расположения местных предметов и контуров, называемую абрисом.

Съемка рельефа и высотное положение местных предметов выполняется нивелированием, тригонометрическим (наклонным лучом) или геометрическим (горизонтальным лучом).

Геометрическое нивелирование выполняется с помощью нивелиров, позволяющих получить горизонтальную визирную ось, и вертикально устанавливаемых реек.

Применяются два метода геометрического нивелирования: из середины

Рис. 10 и вперед Рис. 11.

Для определения превышения между точками А и В методом из середины на этих точках отвесно устанавливают рейки, а в середине линии АВ устанавливают нивелир. Затем, приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение, по очереди наводят ее на обе рейки и берут по ним отсчеты.

Отсчет по задней рейке на точке А обозначим а, по передней рейке на точке В – b. То превышение будет

h = а-b (7)

Таким образом, при нивелировании из середины превышение передней точки над задней равно отсчет по задней рейки минус отсчет по передней. В случае, когда передняя точка расположена выше задней, превышение положительно, если ниже- отрицательно.

При нивелировании вперед ( Рис. 11. ) нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр зрительной трубы находился на одной отвесной линии с точкой. Затем, при помощи рулетки, либо рейки измеряют высоту инструмента v от центра окуляра зрительной трубы до точки А, предварительно приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение. В точки В вертикально устанавливают рейку и берут по ней отсчет.

Превышение вычисляют по формуле:

h = v-b (8)

т. е. в этом случае превышение равно разности высоты инструмента и отсчета по рейке. Если высота точки А известна, то высоту точки В вычисляют по формуле:

(9)

При использовании геометрического нивелирования в процессе инженерных изысканий, либо тех или иных высотных съемок, высоты точек ( пикетов) можно получить через горизонт инструмента. Под горизонтом инструмента ( ГИ ) понимают отвесное расстояние от горизонтального визирного луча нивелира до уровенной поверхности:

или (10)

Рис. 10.

Для некоторой точки С высоту вычисляют по формуле:

(11)

где с –отсчет по рейке, установленной на точке С.

Определение превышений методом геометрического нивелировании, ограничено расстоянием от инструмента до рейки ( 100- 200 метров ), и небольшими превышениями между точками.

. Рис. 11. Рис. 12.

Тригонометрическое нивелирование выполняют наклонным визирным лучом. Для определения превышения измеряют угол наклона линии АВ и ее длину. Горизонтальное проложение ( проекция линии АВ на уровенную поверхность) вычисляют по формуле:

(10)

либо измеряют.

При этом превышение между точками А и В равно:

или (11)

Для определения превышений тригонометрическим способом используют теодолит или тахеометр. При выполнении измерений необходимо учитывать высоту инструмента i и высоту визирования v. Инструмент устанавливают на точкой А, рулеткой измеряют высоту инструмента i, наводят визирную ость теодолита на рейку, установленную на точки В, при этом высота визирования должна быть известна, и берут отсчет по вертикальному кругу.

Рис. 12.

Для измерения длины линии on или om используют дальномерные возможности инструмента ( оптический или лазерный дальномер ).

На основании Рис. № 12 мы имеем, и ,

где , таким образом превышение между точками А и В вычисляют по формуле:

(12)

На равнинной, открытой местности со слабо выраженным рельефом применяют метод нивелирования по квадратам. При этом методе высоты определяют в точках, являющихся вершинами квадратов, разбитых на местности и закрепленных деревянными кольями. Колья забивают вровень с поверхностью земли и отмечают сторожками, на которых отмечены номера вершин. Рис. 13.

В зависимости от масштаба съемки, ее назначения, особенностей рельефа, стороны квадратов могут быть от 10 до 200 м. Для построения сетки квадратов применяют теодолит и рулетку, либо дальномер. Первоначально на местности разбивают сетку основных квадратов со сторонами 100- 400 метров. Внутри основных разбивают заполняющие квадраты со сторонами 10- 200 метров. При построении сетки квадратов ведут журнал- схему, где отражают особенности ситуации и рельефа местности, в дальнейшем в этом журнале записывают отсчеты по рейке при производстве нивелирования и вычисленные высоты вершин. Нивелирование со станции ведется таким образом, чтобы были охвачены все вершины квадратов. Как правило, нивелирование по квадратам выполняют геометрическим нивелированием вперед, через горизонт нивелира. Для контроля высоты отдельных вершин определяют дважды, с двух станций. Горизонт инструмента определят от опорных точек или реперов высотной сети.

Нивелирование поверхности с применением магистралей практикуют при съемке территорий с ярко выраженным, пересеченным рельефом. По характерным точкам рельефа на водоразделах и водотоках прокладывают теодолитные и нивелирные ходы (магистрали). Теодолитные и нивелирные ходы должны быть примерно параллельны, при этом, расстояние между ними не должно превышать 600 м для съемок в масштабе 1: 500- 1: 1000, и 1000 м для съемок в масштабе 1: 2000. Приблизительно через такие же расстояния ходы должны быть связаны между собой. Рис. 14.

Рис. 13.

Для съемки участков, находящихся между ходами, через 20 м при съемке в масштабе 1: 500 и 1: 1000, через 40 м для масштаба 1: 2000, в обе стороны от магистрали разбивают поперечные сечения, длина которых не должна превышать 300 м. Вдоль поперечных сечений разбивают пикетаж через 20 или 40 м, в зависимости от масштаба съемки.

Одновременно с разбивкой пикетажа выполняют съемку контуров и ситуации при помощи стальной рулетки одним из выше описанных способом. Результаты схематично заносят в пикетажный журнал.

Рис. 14.

Теодолитная съемка - метод горизонтальной съемки местности, при которой угловые измерения выполняют теодолитом, линейные - мерной лентой, стальной рулеткой, оптическими или электронными дальномерами. Точность измерения линии не должна быть ниже 1: 1000- 1: 2000. Съемку ситуации выполняют с точек теодолитного хода полярным методом. Досъемку отдельных элементов ситуации выполняют одним из способов горизонтальной съемки, указанными выше.

Порядок выполнения геодезических работ при производстве теодолитной съемки следующий:

1. Камеральная подготовка- сбор и систематизация геодезических и картографических материалов выполненных на участок работ в прошлые годы, составление проекта производства геодезических работ;

2. Рекогносцировка снимаемого участка, установление расположений опорных теодолитных ходов, уточнение и корректировка проекта производства работ;

3. Выбор и закрепление точек теодолитных ходов.

4. Измерение углов и сторон теодолитных ходов, с привязкой к пунктам опорной геодезической сети;

5. Съемка ситуации;

6. Камеральная обработка полевых измерений, составление плана.

Теодолитные ходы представляют собой систему закрепленных на местности точек, координаты которых определены, как и в полигонометрии, измерением углов и длин сторон хода . Теодолитные ходы относятся к съемочным сетям, и могут быть:

Ø Одиночными Рис. 15;

Ø Замкнутыми Рис. 16;

Ø Висячими Рис. 17;

Ø И представлять систему ходов Рис. 18.

Отдельный теодолитный ход должен опираться на два исходных пункта и два исходных дирекционных угла, допускаются проложение теодолитного хода, опирающегося на два исходных пункта, без угловой привязки на одной из них. При этом для контроля угловых измерений должны использоваться дирекционные углы на ориентирные пункты опорных геодезических сетей или дирекционные углы примыкающих сторон, полученные из астрономических или других измерений (со средней квадратической погрешностью не более 15''). Рис. 15.

Рис. 15.

Рис. 16.

Рис. 17.

Замкнутый теодолитный ход представляет собой полигон опирающийся на один пункт. Для контроля желательно иметь на исходном пункте два исходных дирекционных направления. Рис. 16

Рис. 18

Допускается проложение висячих теодолитных ходов на незастроенных территориях не должна быть более 500 м при съемке в масштабе 1: 5000, 300 м при съемке в масштабе 1: 2000 и 150 м при съемке в масштабе 1: 1000 и 1: 500. Длины висячих ходов на застроенных территориях должны приниматься соответственно с коэффициентом 0, 7, а количество точек хода должно быть не более двух. Рис. 17.

В таблице 1 приведены требования, предъявляемые к теодолитным ходам.

Таблица 1.

Масштаб топографической съемки	Предельная длина теодолитного хода, км	Предельная абсолютная невязка теодолитного хода, м
между исходными геодезическими пунктами	между исходными пунктами и узловыми точками (или между узловыми точками)	Застроенная территория, открытая местность на незастроенной территории	Незастроенная территория, закрытая древесиной и кустарниковой растительностью
1: 5000	6, 0	4, 2	2, 0	3, 0
1: 2000	3, 0	2, 1	1, 0	1, 5
1: 1000	1, 8	1, 3	0, 6	0, 9
1: 500	0, 9	0, 6	0, 3	0, 4

Результаты измерений полученные при проложении теодолитного хода записывают в журнал измерений. Таблица 2.

ЖУРНАЛ

Измерений теодолитного хода

Таблица 2.

Дата: 20 декабря 2013 г.	Наблюдал: Тарасов С.В.
Погода: ясно, слабый ветер,	Записывал: Иголкин А.С.

Точки	Отсчеты по горизонт. кругу	Значение угла из полуприема	Среднее значение угла	Угол наклона	Длина линии (м)	Горизонтальное проложение (м)
Стояния	Наблюдения	КЛ	КП
0 /	0 /	0 /	0 /	0 /
		0 00.0	180 00.1	209 11.8
					209 11.8
		209 11.7	29 11.9	209 11.7		-4 45.8	141.33	140.84
		0 00.0	180 0.3	202 39.7		+4 45.7	141.33	140.84
					202 39.6
		202 39.7	22 39.8	202 39.5		+1 46.8	116.88	116.82
		0 00.0	179 59.8	177 31.3		-1 46.8	116.88	116.82
					177 31.4
		177 31.3	357 31.4	177 31.6

Камеральная обработка полевых измерений сводится к вычислению координат точек теодолитного хода и составлении схемы хода. Ведомость вычисления координат точек теодолитного хода приведена в таблице 4.

1. Из журнала в ведомость выписывают в графы 1 и 2, среднее значение измеренных углов.

2. Подсчитывают сумму измеренных углов , затем вычисляют угловую невязку по формулам:

-для замкнутых теодолитных ходов	(13)
- для разомкнутых теодолитных ходов ,

где дирекционные углы исходных сторон теодолитного хода, - сумма углов, измеренных на вершинах хода.

3. Угловая невязка не должна превышать абсолютного значения допустимой угловой невязки

(14)

где t - точность измерения угла, n - количество измеренных углов.

4. Угловую невязку распределяют на все измеренные углы введением поправки

(15)

Поправку вводят в углы с противоположным знаком, распределяя ее пропорционально длинам линий. В углы, образованные более короткими сторонами, вводят большую поправку. При этом округляя поправки до десятых долей минут, если углы измерялись с точностью до минуты. Для более точных измерений углов, при округлении удерживают один лишний знак по отношению к точности измерений. Графа 3 таблицы 4.

5. По исправленным углам вычисляют дирекционные углы сторон теодолитного хода.

При измеренных левых углах дирекционный угол последующей стороны вычисляют по формуле:

(16)

Вычисленные дирекционные углы сторон теодолитного хода отражены в графе 4 таблицы 4.

6. В графе 5 вычисляют значения румбов. В таблице 3 приведены соотношения между румбами и дирекционными углами.

7. В графу 6 из полевого журнала выписывают горизонтальные проложения S, вычисленные по формуле:

, где D- длина линии (наклонное расстояние),

- угол наклона линии.

(17)

Таблица 3.

Стороны света	Четверть	Румб r	Дирекционный угол	Примеры записи
r
Северо-восток	I-СВ			СВ:
Юго-восток	II-ЮВ			ЮВ:
Юго-запад	III-ЮЗ			ЮЗ:
Северо-запад	IV-СЗ			СЗ: