Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Задание 1. Дать ответы на теоретические вопросы
• 1. Понятие о кадастре мелиоративных систем сельскохозяйственного назначения
• 2. Понятие о геодезии, ее разделы и задачи
• 3. Цифровые модели рельефа
• 3.1 Классификация цифровых моделей рельефа
• 3.2 Классификация исходных массивов цифровой модели рельефа
• 4. Методы измерений, ошибки измерений
• 4.1 Методы измерений
• 4.2 Ошибки измерений, их виды
• Задание 2. Определить площадь угодий земельного участка с учетом масштаба плана графическим способом и при помощи палетки
• Определение площади участка графическим методом
• Определение площади палеткой
• Литература

Задание 1. Дать ответы на теоретические вопросы

Кадастр мелиоративных систем - систематизированный свод данных о состоянии мелиоративных систем и их основных элементов, периодически составляемый на основании обследований.

Кадастр составляют на основании периодической паспортизации, он включает данные о количестве мелиоративных систем, их качественном состоянии; учета изменений на этих, системах, разработки мероприятий по улучшению систем.

Учету подлежат все элементы мелиоративных систем (отрегулированные водоприемники, межхозяйственные и внутрихозяйственные осушительные и оросительные сети, водохранилища, крупные насосные станции, гидротехнические, дорожные_; и другие сооружения), а также линии электропередачи, средства связи, гражданские здания и постройки, находящиеся на балансе управлений осушительных и оросительных систем.

Осушительная система представляет собой комплекс осушительных, увлажнительных, гидротехнических и других сооружений, обеспечивающих Превращение торфяных болот и минеральных заболоченных земель в высокопродуктивные угодья и создающих благоприятные условия для получения на этих землях высоких и гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур.

Осушительные системы состоят из следующих основных элементов:

осушаемой территории;

регулирующей сети - открытых каналов или закрытых дренов и собирателей, выводных борозд, поглотительных фильтров, ложбин и других устройств, предназначенных для регулирования водно-воздушного режима почвы в корнеобитаемом слое;

проводящей сети - магистральных каналов разного порядка, закрытых и открытых коллекторов, предназначенных для приема избыточной воды из регулирующей и оградительной сетей и отвода ее в водоприемник;

оградительной сети - ловчих и нагорных каналов, закрытых горизонтальных и вертикальных ловчих дрен, земляных дамб и других устройств, предохраняющих осушаемые земли от затопления поверхностными и подземными водами со стороны прилегающего водосбора;

водоприемников, принимающих с осушаемой площади и проводящей сети избыточные воды. Водоприемниками могут быть реки, озера, балки и т.д.;

гидротехнических сооружений (шлюзы-регуляторы, труба-переезды, перепады, быстротоки, дюкеры, насосные станции, дренажные устья, колодцы), позволяющих управлять работой осушительной сети;

дорожной сети для эксплуатации мелиорируемых земель.

Периодическую паспортизацию показателей мелиоративного состояния осушенных земель проводят по установленной форме.

Оросительная система (мелиоративная система) предназначена для орошения определенного массива земель.

В состав оросительной системы кроме земельной территории входят источник орошения, оросительная сеть, сооружения и устройства, обеспечивающие своевременный забор воды, подачу и распределение ее по орошаемому полю в целях поддержания в корнеобитаемом слое оптимальной влажности.

По способу забора воды из источника орошения система может быть самотечной (самотечное орошение) и с механическим водоподъемом.

По конструкции подразделяют на открытые (магистральные каналы, в необходимых случаях с противофильтрационным покрытием, и отходящие от него каналы или лотки), закрытые (напорные и безнапорные трубопроводы), комбинированные (включают каналы и закрытые трубопроводы).

К оросительным системам относят дождевальные системы.

Паспортизацию показателей по оценке и учету мелиоративного состояния орошаемых сельскохозяйственных угодий и технического состояния оросительных систем проводят периодически по строго установленной форме.

Мелкие гидротехнические сооружения (ГТС), колодцы, насосные станции, водомерные устройства, каналы и другие сооружения учитывают в паспортных ведомостях системы.

2. Понятие о геодезии, ее разделы и задачи

Геодезия - наука об определении фигуры, размеров и гравитационного поля Земли и об измерениях на земной поверхности для отображения ее на планах и картах, а также для проведения различных инженерных и народнохозяйственных мероприятий.

На практике измерения приходится проводить и на поверхности земли, и под ее поверхностью (тоннели метро, шахты), и над землей (например, при постройке высотных зданий или таких уникальных сооружений, как Останкинская телебашня). Геодезические работы нужны для самых разнообразных целей, и прежде всего для составления планов и карт.

Всякая наука возникает на основе тех или иных потребностей человека, появляющихся у него в процессе его практической деятельности.

Геодезия относится к числу древнейших наук. Археология установила, что в Древнем Египте за 4000 лет до н. э. геодезия имела большое значение при решении вопросов земельного дела, при урегулировании границ земельных владений, при делении земельных участков на части для раздачи отдельным лицам, проведении мероприятий по искусственному орошению земель в долине Нила.

Трудно указать такую область знаний и практической деятельности человека, которая в той или иной степени не нуждалась бы в услугах геодезии.

Равным образом и сама геодезия нуждается в сведениях, относящихся ко многим научным дисциплинам.

Геодезия опирается:

прежде всего на математические дисциплины (до высшего математического анализа включительно);

знания физики, особенно оптики;

знания из области географии, особенно геоморфологии и геофизики;

применение правил черчения (топографическое черчение);

знания астрономии для определения положения точек на земной поверхности и ориентирования относительно стран света. В свою очередь, геодезия оказывает помощь астрономии, давая ей единицу длины для определения расстояния во Вселенной.

Многочисленность научных и практических задач, решаемых геодезией, привела к выделению в ней ряда самостоятельных разделов: топографии, высшей геодезии, картографии, прикладной (инженерной) геодезии, аэрофотогеодезии и космической геодезии (дистанционные методы зондирования).

Топография изучает измерения, необходимые для изображения небольших частей поверхности Земли на планах и топографических планах и картах. В геодезии изучаются способы и инструменты, применяемые при измерении длин линий, горизонтальных и вертикальных углов, при вычислительной обработке результатов измерений и при составлении планов, карт и профилей.

Топография рассматривает способы детального изучения сравнительно небольших участков Земли и отображения их на картах и планах.

Топография - научно-техническая дисциплина, занимающаяся географическим и геометрическим изучением местности путем создания топографических карт на основе съемочных работ (наземных, с воздуха, из космоса).

В прошлом топографические съемки производились традиционными наземными способами, которые теперь применяются для съемки лишь небольших участков местности.

Топографические съемки значительных площадей земной поверхности производят фотографированием местности с летательных аппаратов и последующим дешифрированием и фотограмметрической обработкой аэрокосмических снимков.

Высшая геодезия включает методы определения фигуры и размеров Земли, горизонтальных и вертикальных деформаций земной коры, изучение внешнего гравитационного поля Земли, создание высокоточной астрономо-геодезической, гравиметрической и нивелирной сетей и использование их как основы топографических съемок и картографирования страны в целом.

Картография рассматривает развитие и совершенствование методов изображения сферической поверхности Земли на плоскости в виде карт: составление и разработку новых типов карт и атласов, технологию производства карт.

Прикладная (инженерная) геодезия рассматривает методы геодезических работ, выполняемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации разнообразных инженерных сооружений (промышленных, сельскохозяйственных, гидротехнических), а также при использовании естественных богатств страны.

В последние годы в геодезии все большее применение находят дистанционные аэрокосмические средства измерения, в связи с чем в ее составе выделились аэрофотогеодезия и космическая геодезия.

Аэрофотогеодезия изучает методы получения фотоснимков местности и составления по ним планов и карт.

Космическая геодезия занимается обработкой специальных измерений, получаемых с искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей и орбитальных пилотируемых станций.

Все задачи геодезии решают на основе специальных измерений и с помощью специальных геодезических приборов.

Широкое применение в геодезической практике получила современная техника: лазеры, радио- и светодальномеры, гироскопы, автоматические координатографы и др.

Геодезии принадлежит большое значение в развитии науки о Земле и решении практических задач, связанных с развитием народного хозяйства.

Непрерывный рост производительных сил страны немыслим без топографо-геодезического обеспечения нужд производства.

Топографические карты широко используют за основу для отображения результатов научной и практической деятельности в области геологии, геоморфологии, географии, гидрологии, метеорологии, почвоведения и других естественных наук.

Проектирование инженерных сооружений, разведка и эксплуатация природных богатств, организация сельскохозяйственного производства, выполнение мелиоративных работ, проведение водохозяйственных и гидротехнических мероприятий, землеустройство, лесоустройство - далеко не полный перечень областей применения инженерной геодезии.

В сельском хозяйстве топографические планы и карты имеют исключительно большое значение, особенно в условиях изменения форм собственности на землю.

Землеустроительные органы занимаются проблемой рационального использования земли. Ведут систематический учет всех категорий земель, составляют проекты землеустройства территорий, где обозначены границы хозяйств всех форм собственности, полей севооборотов, населенные пункты, дороги, реки, леса и другие объекты местности.

Перед сельским хозяйством стоят задачи, связанные с улучшением (мелиорацией) земель - орошением и осушением земельных участков, а также с проведением мероприятий по борьбе с эрозией почв. Все эти проблемы можно решать только с помощью топографо-геодезических материалов.

Специалистам сельского хозяйства в своей практической деятельности приходится либо непосредственно выполнять геодезические работы на местности, либо использовать результаты общегосударственных топографо-геодезических работ в виде карт. В связи с этим они должны знать карту, уметь ее читать, наносить на нее специальные данные, проводить съемку местности и выполнять простейшие геодезические измерения, связанные с организацией работ.

3. Цифровые модели рельефа

Развитие вычислительной техники, расширение возможностей компьютерной периферии позволило автоматизировать решение различных инженерных задач, связанных с сельским хозяйством, в частности с землеустроительными работами (проектированием структуры хозяйства, севооборотов). При этом используют не только топографические планы и карты, но и аэрокосмические снимки. В связи с этим стала насущной необходимость представления и хранения информации о топографии местности в цифровом виде (создание информационного банка данных), удобном для ввода, обработки и хранения в электронно-вычислительной технике.

Информация о местности, введенная в память компьютера, представлена в виде координат и высотного положения множества точек. Таким образом, цифровой моделью местности называют множество точек с их координатами и высотным положением, представленное в виде цифр.

По своему содержанию цифровую модель местности разделяют на цифровую модель ситуации (контуров местности) и цифровую модель рельефа.

Цифровая модель рельефа - это специально сформированная информация о рельефе местности и математический аппарат преобразования информации от одного вида к другому.

Цифровая модель рельефа характеризует топографическую поверхность местности. Она определяется некоторым множеством точек с плановыми и высотными координатами X, Y, Н, выбранными на земной поверхности так, чтобы отобразить рельеф.

К особенностям рельефа как объекта моделирования относят: непрерывность на всем участке моделирования, наличие случайных и закономерных элементов рельефа, структурное членение поверхности.

Все задачи, решаемые с использованием цифровой модели рельефа, в конечном итоге сводятся к двум основным.

Первая задача - определение высоты точки, заданной в области моделирования плановыми координатами X, Y.

Вторая задача - определение плановых координат X, Y множества точек, имеющих одинаковую высоту (определение положения горизонталей).

3.1 Классификация цифровых моделей рельефа

По способам решения базовых задач цифрового моделирования рельефа среди существующих цифровых моделей можно выделить аналитические и структурные.

К аналитическим моделям относят цифровые модели рельефа, которые используют при решении базовых задач с помощью аналитических уравнений различной степени сложности. Это могут быть алгебраические и тригонометрические уравнения и их сочетания.

Порядок использования этих моделей следующий. Область моделирования разделяют на отдельные участки. Чаще других способов - на квадраты и, как правило, на перекрывающие квадраты. Для каждого участка получают уравнение, описывающее его поверхность. Коэффициенты уравнения вычисляют с использованием координат тех точек исходного массива, которые находятся в пределах этого участка.

Аналитическое моделирование очень удобно при необходимости определения высоты точки, заданной плановыми координатами.

Основной недостаток аналитической модели - непредсказуемость поведения описывающей поверхности в местах пониженной плотности информации, в результате чего ошибки значительно превышают допустимые.

Структурные модели предполагают использование простого математического аппарата - линейного уравнения. Параметры этого уравнения определяют с помощью ближайших к определяемой точке точек, расположенных на характерных (орографических) линиях местности. Сложность использования структурной модели заключается в необходимости поиска данных, которые могут участвовать в определении высоты точки, заданной плановыми координатами, и допустимых направлений интерполяции.

3.2 Классификация исходных массивов цифровой модели рельефа

Исходный массив представляет собой множество точек с известными плановыми и высотными координатами. При создании этого массива необходимо обращать внимание на то, в какой мере метод формирования данных учитывает структурное строение рельефа.

По методам формирования исходных массивов можно выделить регулярные, массивы поперечников, горизонталей, пикетные массивы.

Регулярные массивы строят на основе регулярных сеток квадратов, прямоугольников, равносторонних треугольников. Чаще других способов используют сетку квадратов. Плановое положение точек с известной высотой Н_i, вычисляют в этом случае, используя значения i и следующие параметры: Х₀, % - координаты первой точки; а - угол между осями координат и линиями сетки; к, l - число узлов сетки в направлении осей X и Y; S - шаг сетки.

Как правило, линии сетки параллельны, осям координат и а = 0.

Этапы построения цифровой модели рельефа с использованием сетки квадратов показаны на рисунке 1. Первый этап состоит в выборе исходной топографической карты требуемого масштаба и выделении на нем фрагмента для последующей обработки; второй этап в нормализации исходного фрагмента карты, на третьем этапе - на нормализованный фрагмент карты накладывают сетку квадратов, задающую углы интерполяции (вершины квадратов). Определяют высотное положение вершин квадратов и далее эту информацию (в виде цифр) вводят в компьютер. Чтобы представить реальную картину местности, цифровую модель преобразовывают в блок-диаграммы в различных проекциях, построенных в различных системах профилей.

Массив поперечников - это массивы данных, использующие точки на поперечниках к основной линии, находят применение при моделировании поверхности рельефа вдоль проектируемой или строящейся трассы магистрального канала, дороги, трубопровода, линий электропередачи и связи т.д.

Плановое положение точки с известной высотой вычисляют, используя параметры: Х₀, Y₀ - координаты начальной точки трассы; а - дирекционный угол линии трассы; S - расстояние между начальной точкой и точкой пересечения трассы и поперечника B - угол между направлением трассы и линией поперечника; L - расстояние между точкой пересечения и точкой на; поперечнике.

Массив горизонталей - это такой массив, когда все точки исходной массива, заданные плановыми координатами X,Y, разделены на группы каждая из которых описывает положение какой-либо горизонтали.

Пикетный массив - это такой исходный массив, который состоит из точек, расположенных в характерных местах рельефа.

Рис. 1. Этапы построения цифровой модели рельефа:

а - фрагмент исходной карты; б - нормализованной; в - решетка, задающая углы интерполяции; г -условное изображение маркеров: 1, 2, 3- порядок возрастания кода красок

4. Методы измерений, ошибки измерений

При проведении геодезических (топографических) работ выполняют различные измерения-длин линий, горизонтальных и вертикальных углов, превышений и т. п.

Измерить величину - значит найти отношение этой величины к другой однородной ей величине, принятой за единицу измерения (например, при измерении длин линий на местности сравнение их с единицей измерения, равной 1 м).

4.1 Методы измерений

Все измерения можно выполнять либо непосредственно, либо косвенно.

Непосредственными - называют такие методы измерения, при которых определяемые величины получают в результате непосредственного сравнения их с единицами измерений. Например, определение мерной лентой длины линии на местности или определение горизонтального угла при помощи теодолита в теодолитном ходе.

Косвенными - называют такие методы измерения, при которых определяемые величины получаются как функции других непосредственно измеренных величин. Пример косвенного метода - определение сторон треугольника при создании государственной опорной геодезической сети методом триангуляции, когда в первом треугольнике измеряют только длину одной стороны (базис) и все три угла, а длины остальных сторон вычисляют по формулам, или трилатерации, когда в треугольнике светодальномером измеряют все стороны, а углы вычисляют по формулам.

Кроме того, результаты измерений разделяют на равноточные и неравноточные.

Равноточными - называют измерения, выполняемые исполнителями одинаковой квалификации, инструментами одинаковой точности, одинаковыми методами, в одинаковых условиях, одинаковое число раз.

Если хотя бы одно из условий не соблюдается, то такие измерения называют неравноточными.

4.2 Ошибки измерений, их виды

Измерить величину абсолютно точно невозможно.

Любые измерения, как бы тщательно их ни выполняли, всегда сопровождаются ошибками, т. е. отклонениями измеренных значений от истинных (точных). При повторных измерениях всегда получаются различные результаты, несмотря на то, что их проводят одним инструментом, одним и тем же методом, без заметных изменений условий окружающей среды и один и тот же исполнитель.

Причины возникновения ошибок измерений: ошибки инструментов, влияние внешней среды и личные ошибки наблюдателя.

Отклонение результата измерений величины от ее точного значения называют ошибкой или истинной ошибкой измерения.

Ошибку измерения можно вычислить, если взять разность между результатом измерения L и истинным значением измеряемой величины х. В этом случае ошибку называют истинной и обозначают буквой Д, т. е.

Д = L - х.

Этот принцип принят в дальнейшем при рассмотрении задач теории ошибок.

Ошибки наблюдений разделяют на грубые, систематические и случайные.

К грубым ошибкам относятся промахи, просчеты в наблюдениях, возникающие в результате невнимательности исполнителя работ, а также грубое нарушение технологии работ.

Грубыми считают ошибки, которые превышают значения, возможные для данных измерений. Результаты измерений, содержащие грубые ошибки, необходимо выявлять, проводить повторные измерения и ошибки отбрасывать.

К систематическим ошибкам относят такие ошибки наблюдений, которые входят в результат наблюдения по тому или иному закону. Эти ошибки имеют определенный источник и явно выраженный закономерный характер изменения; для них известен не только знак («плюс» или «минус»), но и само значение ошибок. Систематические ошибки для каждого процесса измерения необходимо досконально изучать, чтобы можно было полностью освободить от них конечные результаты измерений или оставшаяся часть их не имела практического значения.

Примером такого рода ошибок может служить ошибка в измерении длины линии, вызываемая неучетом температуры при измерении расстояния стальной лентой. Эти ошибки могут быть исключены из наблюдений путем изучения причин, их вызывающих, а также специальной организацией измерений.

К случайным ошибкам относятся такие ошибки, для которых неизвестен характер действия их в каждом конкретном случае, поэтому нет возможности полностью освободить от них результат измерения.

Случайные ошибки всегда сопутствуют измерениям, они не могут быть устранены из единичного измерения. Их влияние можно лишь ослабить, повышая качество и число измерений, а также надлежащей математической обработкой результатов измерений.

Случайные ошибки, как показывают теоретические исследования и многолетний опыт измерений, подчинены определенным закономерностям, изучение которых дает возможность получить наиболее надежный результат из совокупности измерений и оценить его точность.

Задание 2. Определить площадь угодий земельного участка с учетом масштаба плана графическим способом и при помощи палетки

Определение площади участка графическим методом

Таблица 2 - Ведомость вычисления площадей контуров графическим способом

Определение площади палеткой

Палетка - это сетка квадратов (точек, параллельных линий), нанесенная на прозрачном материале (кальке, целлулоиде, стекле). Стороны квадрата равны 1-2 мм или 1 см. Общие размеры палетки 10x15 см. Применяют для вычисления площадей небольших участков с извилистыми границами.

Палетку накладывать на полигон и подсчитывать число квадратов, находящихся внутри контура, из не полных квадратов на глаз составить целые.

Площадь контура определить по формуле:

S = nS_кв

где n - число квадратов;S_кв - площадь квадрата палетки в масштабе плана.

Исходя из того, что:

масштаб в 1см = 150 метров;

площадь 1 квадрата S_кв = 150·150 = 22500м² = 2,25 га;

число квадратов n = 132 шт.

Тогда площадь участка S = 132 · 2,25=297 га

Вывод: Из расчетов видно что, графический метод определения площадей данного участка более точен, а метод определения с помощью палетки дает погрешность.

Так как масштаб карты в 1 см 500 м, то 1 клетка палетки соответствует 500Ч500 м или 250000 м² или 25 га на местности. Умножая число квадратов палетки на 25, получим площади, занятые разными угодиями.

Результаты занесем в таблицу.

Таблица - Экспликация земель

Размещено на Allbest.ru