Составление плана по результатам топографических съемок

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Составление плана по результатам топографических съемок

Введение

нивелирование топографический съемка

Геодезия - наука о методах и технике производства измерений на земной поверхности, выполняемых с целью изучения фигуры Земли, изображения земной поверхности в виде планов, карт, профилей, а также решения различных прикладных задач.

В задачи геодезии входит изучение методов:

1) измерение линий и углов на поверхности земли, под землей (в шахтах, туннелях), над землей (при аэрофотосъемке, при использовании искусственных спутников Земли и ракетно-космической техники) с помощью специальных геодезических приборов;

2) вычислительной обработки результатов измерений с использованием электронно-вычислительной техники;

3) графических построений и оформления карт, планов и профилей;

4) использования результатов измерений и графических построений при решении задач промышленного, сельскохозяйственного, транспортного, культурного строительства, научных исследований и др.

Геодезия как инженерная наука в своем развитии опирается на математику, физику, тесно связана с географией и геологией, геоморфологией и почвоведением, земледелием и геоботаникой, землеустроительным проектированием и экономикой сельского хозяйства, мелиорацией и дорожным делом, астрономией и геофизикой и др.

Геодезия имеет огромное научное и практическое значение в самых различных сферах народного хозяйства.

Геодезические измерения широко используются в современных научных исследованиях по изучению внутреннего строения Земли и процессов, происходящих на ее поверхности и в недрах, поэтому роль геодезии в решении задач космических исследований чрезвычайно велика.

Для обеспечения непрерывного роста производительных сил страны важно изучение ее территории в топографическом отношении, что осуществляют с помощью карт и планов, создаваемых по результатам геодезических работ.

Геодезия играет важную роль в решении многих задач хозяйства страны: при изысканиях, проектировании и строительстве самых различных сооружений, при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых, при планировке, озеленении и благоустройстве населенных пунктов, земле- и лесоустройстве, осушении и орошении земель, при наблюдениях за деформациями сооружений ит. д.

Большое значение имеют результаты топографо-геодезических работ в сельском хозяйстве. Планы, карты профиля и цифровые модели местности используются для отвода земельных участков, уточнения и изменения границ землепользовании, внутрихозяйственной организации территорий сельскохозяйственных предприятий, проведения почвенных, геоботанических и др. обследований и изысканий, проектирования и вынесения в натуру проектов сельскохозяйственных объектов и решения других задач.

Важнейшая роль отведена геодезии в проведении государственного земельного кадастра, данные которого служат для рационального использования земель и их охраны, регулирования земельных отношений, планирования сельскохозяйственного производства, обоснования размеров платы за землю, оценки хозяйственной деятельности, а также осуществления других мероприятий, связанных с использованием земель.

Велика роль геодезии в обороне страны. Значение геодезических данных особенного возросло в связи с применением военной ракетной техники. Наряду с широким использованием готовой геодезической продукции - планов и карт - в современной боевой обстановке нельзя обойтись без геодезических измерений.

1. Методы наземных топографических съемок

1.1 Понятие о съемке местности

Все измерительные работы, которые проводят на местности для определения положения точек, называют съемкой.

Основными действиями при съемках являются геодезические измерения:

- линейные, в результате которых определяют расстояния между точками местности;

- угловые, позволяющие определять горизонтальные и вертикальные углы между направлениями на заданные точки;

- высотные, или нивелирование, в результате которых определяют превышения между точками местности.

Совокупность измерений, выполняемых на земной поверхности для построения планов и карт, называют геодезической или топографической съемкой.

В процессе съемок выполняют такие измерения, по которым можно определить проекции точек, линий и углов, а также высоту точек.

Если в результате измерений получают проекции линий и углов, т.е. находят только взаимное расположение точек в плане, то такую съемку называют горизонтальной, плановой или контурной.

Если определяют только высоту точек, съемку называют вертикальной или высотной. Этот вид геодезических работ иначе называют нивелированием.

Если во время съемки определяют как плановое, так и высотное положение точек, ее называют полной или планово-высотной.

Кроме такой классификации съемок существует еще разделение их по наименованию основного инструмента, которым ведут работы, например буссольная съемка, теодолитная съемка, нивелирование, тахеометрическая съемка, мензульная съемка и другие виды съемок.

В XX в. в связи с появлением авиации и началом космических полетов в геодезии стали применять аэрофотосъемку и космическую съемку.

1.2 Способы съемки местности

Для того чтобы изобразить на бумаге в виде плана или карты какую-либо снимаемую местность с изображением деталей местности (населенных пунктов, рек, ручьев, дорог, мостов, лесов, сельскохозяйственных угодий, гор, оврагов и пр.), необходимо в натуре провести соответствующие измерения.

Геодезические работы при съемке местности состоят из создания геодезической основы и съемки деталей.

При всякой съемке местности прежде всего должна быть создана сеть опорных точек, относительно которых в дальнейшем ведут всю съемку подробностей. Опорные точки закрепляют на местности специально установленными прочными знаками. Геодезическими действиями возможно более точно определяют взаимное положение этих опорных точек, а затем снимают детали местности, привязывая их к закрепленным точкам опоры.

Геодезическую основу (сеть опорных точек) делят на горизонтальную и вертикальную (высотную).

Геодезическую основу при топографической съемке местности в основном создают способом обхода, или полигонов.

Способ обхода, или полигонов. Применяют при измерении границ участков, дорог и других вытянутых контуров на земной поверхности. Местности разбивают точками на прямолинейные отрезки, между точками измеряют прямые линии, а в точках - углы между этими линиями.

В результате измерений получают сомкнутый или разомкнутый многоугольник с известными сторонами и углами между ними, по которым на бумаге можно построить подобную фигуру.

При проведении геодезических работ для определения каждой отдельной точки (деталей или ситуации) относительно уже определенных ранее точек (точек опоры) применяют различные способы: линейных засечек; перпендикуляров, или прямоугольных координат; полярный; угловых засечек, или биполярных координат.

1.3 Виды съёмок и их классификация

В зависимости от применяемых приборов и методов различают следующие виды съемок.

Нивелирование (вертикальная или высотная съемка) производится с целью определения высот точек земной поверхности.

Теодолитная съемка - это горизонтальная (плановая) съемка местности, выполняемая с помощью угломерного прибора - теодолита и стальной мерной ленты. При выполнении этой съемки измеряют горизонтальные углы и расстояния. В результате съемки получают ситуационный план местности с изображением контуров и местных предметов.

Мензульная съемка производится при помощи мензулы - горизонтального столика и кипрегеля - специального углоначертательного прибора, снабженного вертикальным кругом и дальномером. В процессе этой съемки топографический план местности составляется непосредственно в поле, что позволяет сопоставлять полученный план с изображаемой местностью, обеспечивая тем самым своевременный контроль измерений.

Тахеометрическая съемка выполняется тахеометрами, при этом на местности измеряют горизонтальные и вертикальные углы (или превышения) и расстояния до точек. По результатам измерений в камеральных условиях строится топографический план местности.

Наземная стереофотосъемка выполняется фототеодолитом, представляющим собой сочетание теодолита и фотокамеры. Путем фотографирования местности с двух точек линии (базиса) и последующей обработки фотоснимков на специальных фотограмметрических приборах получают топографический план снимаемого участка местности.

Аэро- и космическая фотосъемки проводятся специальными аэрофотоаппаратами, устанавливаемыми на летательных аппаратах (самолетах, спутниках, дельтапланах и т.д.). Для обеспечения этой съемки на местности выполняют определенные геодезические измерения, необходимые для планово-высотной привязки аэроснимков к опорным точкам местности.

Буссольная съемка производится с помощью буссоли и мерной ленты для получения ситуационного плана местности. В качестве самостоятельной буссольная съемка в настоящее время не применяется; иногда она используется для съемки

небольших участков местности (например в лесоустройстве и др.) как вспомогательная при других видах съемок.

Глазомерная съемка - контурная съемка местности, выполняемая на планшете с компасом при помощи визирной линейки. При сочетании глазомерной съемки с барометрическим нивелированием можно получить топографический план местности. Глазомерная съемка с самолета (вертолета) называется аэровизуальной. В инженерной практике данная съемка применяется при предварительном ознакомлении с местностью (рекогносцировке), а также при изысканиях в неисследованных районах.

Нивелирная съемка

Для отображения рельефа на топографических картах, планах и профилях необходимо знать высоты точек местности. С этой целью производят нивелирование (вертикальную съемку), под которым подразумевают полевые измерительные действия, в результате которых определяют превышения одних точек местности над другими. Затем по известным высотам исходных точек определяют высоты остальных точек относительно принятой уровненной поверхности.

Знание высот земной поверхности необходимо:

1).Для изучения вертикального движения земной поверхности.

Для высотного обоснования топографических съемок.

Для изображения рельефа местности на картах и планах.

Для проектирования и строительства.

5).Для сельскохозяйственных нужд (орошение и осушение).

В зависимости от метода и применяемых приборов различают следующие виды нивелирования:

1) геометрическое, выполняемое с помощью нивелира, который обеспечивает горизонтальный луч визирования, и двух нивелирных реек. Можно выполнять двумя методами: «из середины» и «через ГП»;

2) тригонометрическое, выполняемое наклонным визирным лучом;

3) барометрическое, выполняемое с помощью барометров, действие которых основано на известной зависимости между атмосферным давлением и высотой над уровнем моря;

4) гидростатическое, основанное на свойстве свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одинаковом уровне независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды;

5) стереофотограмметрическое, выполняемое с помощью измерений на стереоскопических парах аэрофотоснимков;

6) аэрорадионивелирование, осуществляемое с помощью радиовысотомеров, устанавливаемых на самолетах;

7) механическое, производимое с помощью приборов, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути;

8) GPS (глобальная система позиционирования).

Из перечисленных видов нивелирования наиболее точным и распространенным является геометрическое нивелирование.

Способы нивелирования:

1. Нивелирование вперед. При этом способе отметки получают, пользуясь высотой (горизонтом) инструмента.

h = Ги - b (1)

h= b - Ги, если b > Ги (2)

где b - отсчет по рейке.

2. Нивелирование из середины. Этот способ более точный, чем первый. Здесь инструмент ставится где-нибудь между точками, превышение которых следует определить. На самих точках ставится рейка. Превышение определяют как разность между отсчетами а и b:

h=a-b (3)

При нивелировании точно из середины, на равном расстоянии от точек, определение разности превышения получается точнее, т.к. в этом случае возможные отклонения визирной оси трубы нивелира от горизонтальною положения будут равны в двух отсчетах и как бы взаимоисключаются. Об этом следует помнить при нивелировании на максимальных расстояниях (порядка 100 м) и при нивелирных ходах [3].

Нивелир-геодезический инструмент для измерения превышения точек земной поверхности.

Основными частями нивелира являются: зрительная труба, цилиндрический или круговой уровень (необходим для установления нивелира в горизонтальное положение) и подставка с тремя регулирующими винтами.

Классифицируются нивелиры:

1. По точности измерения: высокоточные; точные; технические.

2. В зависимости от устройства привидения линии визирования горизонтальное положение: с уровнем при зрительной трубе; самоустанавливающиеся; с компенсатором.

Поверки нивелира:

1. Поверки нивелиров с уровнем при зрительной трубе:

- ось цилиндрического уровня перпендикулярна оси вращения нивелира;

- ось кругового уровня параллельна оси вращения прибора;

- вертикальная нить сетки параллельна оси вращения нивелира;

- визирная ось зрительной трубы параллельна оси цилиндрического уровня.

Поверки нивелира с компенсатором:

- ось кругового уровня параллельна оси вращения прибора;

- поверка исправности компенсатора.

Нивелирование трассы

Продольное нивелирование-нивелирование, которое ведут вдоль узкой полосы земли по заранее намеченному направлению. На основе продольного нивелирования вычисляют высоты и составляют профиль трассы. При продольном нивелировании на линии разбивают пикетаж, то есть на местности намечают, а также закрепляют через каждые 100 м точки, называемые пикетами.

Если скат между соседними пикетами имеет переломы, то между ними в характерных точках местности намечают плюсовые точки рельефа.

После закрепления точек приступают к нивелированию. При двусторонних рейках каждую пару соседних пикетных точек нивелируют по способу из середины по двум сторонам рейки. Плюсовые точки нивелируют только по рабочей стороне. Все отсчеты по рейкам записываются в журнал и отмечают на абрисе.

Нивелирная рейка предназначена для определения вертикальных расстояний от точки, на которой установлена рейка до луча визирования. Бывают складные и цельные рейки, а также с прямым и обратным изображением шкал.

На рейках сантиметровое деление. У реек одна сторона рабочая, с черным делением, а другая, с красным делением, дополнительная.

Теодолитная съемка

Теодолитная съемка - съемка ситуации. Применяется в основном застроенных участках при создании планов при масштабе 1:2000-1:500. Теодолитной она называется потому, что основным прибором, с помощью которого она выполняется, является теодолит, предназначенный для измерения горизонтальных углов и углов наклона.

Съемочной геодезической сетью при теодолитной съемке может быть сеть треугольников, сеть теодолитных полигонов, составляющих группу смежных многоугольников, или теодолитных ходов, представляющих систему ломаных линий. Концами этих линий должны быть точки (пункты более точной геодезической сети), положение которых уже определено и выражено координатами. При съемке небольших участков съемочная сеть может представлять один полигон или один ход. Ход, проложенный внутри полигона для съемки ситуации, называется диагональным.

Углы в теодолитных полигонах и ходах измеряют при помощи теодолитов с погрешностью не более 0,5'.

Линии измеряются мерной лентой в прямом и обратном направлениях с предельными относительными ошибками и .

Цель проложения теодолитных ходов - получение на местности ряда пунктов, имеющих координаты.

Пункты на местности закрепляют (временными или постоянными знаками).

После проложения теодолитных ходов снимают контуры ситуаций внутри участка несколькими способами:

1).Способ обхода. Все контуры, которые пересекают створ измеряемых линий, фокусируется расстояние от предыдущей точки.

Способ прямоугольных координат (способ перпендикуляров). Используют для съемки точек, расположенных на открытой местности вблизи сторон теодолитного хода. Для определения положения углов здания достаточно опустить на линию теодолитного хода перпендикуляры измерить расстояния от твердой точки по линии теодолитного хода до оснований перпендикуляров и длины перпендикуляров [4].

3).Полярный способ. С точек теодолитного хода, принимаемых за полюс, положение каждой точки из контуров ситуации пределяют парой полярных координат, направление на точку и расстоянием до нее. Углы измеряют теодолитом, расстояние - дальномером.

Способ угловой засечки. Используют при съемке удаленных труднодоступных местных предметов (трубы, шпили, антенны и т.п.). Определяемая точка получается путем пересечения направлений из двух и более теодолитного хода (для контроля - не менее чем с трех направлений). Углы измеряют теодолитом, при этом угол при определенной точке должен быть в пределах 30-150° [5].

Способ линейной засечки. Используют для съемки точек путем измерения отрезков с точек. Точки на линии теодолитного хода выбирают так, чтобы угол засечки при определенной точке был в пределах 30-150°, отрезки не превышали 50 м. На плане сначала получают точки и из этих точек как из центров с некоторыми радиусами и в масштабе плана проводят дуги окружностей, пересечение которых дает положение точки на плане [6].

Обработка полевых материалов.

Обработку полевых материалов проводят в следующей последовательности.

1. Проверяют все записи и вычисления в полевых журналах.

2. Заполняют ведомости вычисления координат теодолитных ходов.

Составляют схематический чертеж теодолитных ходов с указанием на них средних углов и расстояния проложений.

Составляют схему при вязке теодолитных ходов к опорным пунктам геодезической сети, измеряя при этом угол полигона к опорной сети;

5. Вычисляют координаты вершин теодолитного хода.

6. Составляют план теодолитного хода.

Обработка ведомостей вычисления координат замкнутого теодолитного хода

1. Определение и распределение угловой погрешности замкнутого полигона:

а). Определяют практическую сумму измеренных углов:

(4)

б). Определяют теоретическую сумму углов полигона:

, (5)

где п - число углов теодолитного полигона

в). Находят угловую невязку:

f (6)

г). Вычисляют допустимую угловую невязку:

f (7)

Если невязка допустима, её распределяют с обратным знаком по всем углам. Сумма исправленных углов должна быть равна сумме теоретических.

2. Вычисляют дирекционные углы и румбы. По начальному дирекционному углу и исправленным внутренним углам находят дирекционные углы всех остальных сторон хода. Подсчет проводят последовательно.

(8)

Контролем правильности вычислений дирекционных углов является получение начального дирекционного угла.

3. По дирекционным углам находят румбы (острый угол между северным или южным исходным направлением и данным направлением).

4. Вычисление приращения координат:

(9)

, где d - горизонтальное проложение (10)

5. Увязка приращения координат:

Вследствие погрешности измерений горизонтальных углов и длин, суммы приращений координат не равны нулю, поэтому необходимо найти абсолютную линейную погрешность в периметре полигона:

(11)

(12)

(13)

Чтобы оценить точность линейных и угловых измерений вычисляют относительную погрешность:

, где Р - периметр (14)

При допустимой погрешности полученные приращения координат увязывают - находят поправки к приращениям координат:

(15)

(16)

Поправки со знаком плюс прибавляют к приращению с обратным знаком невязки:

(17)

(18)

6. По исправленным приращениям от точек с известными координатами последовательно находят координаты вершин теодолитного хода:

(19)

(20)

Мензульная съемка

Мензульная съёмка - совокупность действий при составлении подробного плана местности, с помощью мензулы и её принадлежностей. Мензульная съёмка производится для получения топографических планов небольших участков местности в масштабах 1:5000 - 1:500. когда отсутствуют материалы аэрофотосъёмки либо применение их является экономически нецелесообразным. В горном деле мензульная съёмка применяется на открытых горных разработках, при детальных геологоразведочных работах для съёмки обнажений горных пород, для съёмки промплощадок горных предприятий и т.д.

Эти действия подразделяются на два рода: определение отдельных опорных точек, или составление так называемой геометрической сети, и съёмка подробностей. Отдельные точки, преимущественно вершины гор и холмов, пересечения дорог и т.п. означаются на местности вехами; выбрав из этих точек две, расстояние между которыми может быть измерено непосредственно цепью (базис) и с которых открывается обширный кругозор, съёмщик устанавливает мензулу на одну из них и, визируя на все видимые другие точки, прочерчивает соответствующие направления; те же действия исполняются и на другой точке. Пересечения линий, прочерченных на те же окружающие точки, изобразят на мензульном планшете соответствующие точки местности в том масштабе, в каком нанесён был базис.

Переходя последовательно на другие точки, съёмщик получит изображение и всех прочих точек местности, составляющих геометрическую сеть. При съёмке подробностей употребляются один из следующих четырёх способов:

Засечки, т.е. дальнейшее развитие геометрической сети.

Промеры с вехи на веху и с точки на веху цепью, замечая все точки пересечения промеряемой линии с контурами местности.

Инструментальный обход в местах закрытых, например, в лесах и в ущельях гор.

Из одной точки стояния.

Последний способ наиболее употребителен и удобен тем, что произволом съёмки не сопряжено с порчей огородов и полей: съёмщик рассылает по контурам реечников и все окружающие точки получает на 6yмаге дальномерным способом. Попутно со съёмкой подробностей зарисовываем и рельеф местности [7].

Тахеометрическая съемка

Тахеометрическая съемка - топографическая съемка, выполняемая с помощью теодолита или тахеометра и дальномерной репки (вехи с призмой), в результате которой получают план местности с изображением ситуации и рельефа. Тахеометрическая съемка выполняется самостоятельно для создания планов или цифровых моделей небольших участков местности в крупных масштабах (1: 500 - 1:5000) либо в сочетании с другими видами работ, когда выполнение стереотопографической или мензульной съемок экономически нецелесообразно или технически затруднительно. Её результаты используют при ведении земельного или городского кадастра, для планировки населенных пунктов, проектирования отводов земель, мелиоративных мероприятий и т.д. Особенно выгодно ее применение для съемки узких полос местности при изысканиях трасс каналов, железных и автомобильных дорог, линий электропередач, трубопроводов и других протяженных линейных объектов. Слово «тахеометрия» в переводе с греческого означает «быстрое измерение». Быстрота измерений при тахеометрической съемке достигается тем, что положение снимаемой точки местности в плане и по высоте определяется одним наведением трубы прибора на рейку, установленную в этой точке. Тахеометрическая съемка выполняется обычно с помощью технических теодолитов или тахеометров. При использовании технических теодолитов сущность тахеометрической съемки сводится к определению пространственных полярных координат точек местности и последующему нанесению этих точек на план. При этом горизонтальный угол В между начальным направлением и направлением на снимаемую точку измеряется с помощью горизонтального круга, вертикальный угол v - вертикального круга теодолита, а расстояние до точки D - дальномером. Таким образом, плановое положение снимаемых точек определяется полярным способом (координатами в, d), а превышения точек методом тригонометрического нивелирования.

Преимущества тахеометрической съемки по сравнению с другими видами топографических съемок заключаются в том, что она может выполняться при неблагоприятных погодных условиях, а камеральные работы могут выполняться другим исполнителем вслед за производством полевых измерений, что позволяет сократить сроки составления плана снимаемой местности. Кроме того, сам процесс съемки может быть автоматизирован путем использования электронных тахеометров, а составление плана или ЦММ - производить на базе ЭВМ и графопостроителей. Основным недостатком тахеометрической съемки является то, что составление плана местности выполняется в камеральных условиях на основании только результатов полевых измерений и зарисовок. При этом нельзя своевременно выявить допущенные промахи путем сличения плана с местностью [91].

При теодолитной съемке с каждой станции снимается горизонтальный угол до объекта, также нитяным дальномером одновременно устанавливается расстояние до объекта и также вертикальный угол до объекта.

Максимальное расстояние от тахеометра до рейки и между пикетами зависят от масштаба съемки и высоты сечения рельефа:

(21)

(22)

В полевых условиях кроме журнала тахеометрической съемки ведется абрис на отдельных листах для каждой станции.

Па абрисе указывается станция, а также предыдущая и последующая точка ходов.

Все пикеты, отмеченные точками с номерами должны быть одинаковы на абрисе и в журнале.

Стрелками, показывающими направление ската соединяют соседние пикеты, между которыми имеется равномерный уклон. При составлении плана по стрелкам судят о том, между какими пикетами можно интерполировать горизонтали.

Интерполирование - проведение горизонталей через точки на плане, имеющие одинаковую высоту.

Составление топографического плана по материалам тахеометрической съемки.

Для составления плана топографической съемки выполняют математическую обработку результатов полевых измерений, приведенных в журнале тахеометрической съемки. Для этого вычисляют место нуля и углы между станциями по сторонам тахеометрического хода по следующим формулам:

, (23)

(24)

(25)

, (26)

где КП и КЛ - отсчеты по лимбу теодолита при круге право и круге лево МО - место нуля.

Тахеометрическая съемка обычно выполняется при круге лево. Величину места нуля определяют перед выполнением съемки и при необходимости приводят к нулю.

В соответствующие графы журнала записывают расстояния D, горизонтальные проложения d и превышения h', которые вычисляют с помощью тахеометрических таблиц или микрокалькуляторов по формулам:

(27)

где i-высота прибора;

v-высота наведения;

k-коэффициент нитяного дальномера;

1-количество делений на рейке;

a-угол наклона.

Если углы наклона не превышают 2°, то измеренные линии принимают за горизонтальные проложения. Горизонтальные проложения вычисляют с округлением до 0.1 м, а превышения- с точностью до 0.01 м. Знаки превышения одинаковы со знаками углов наклона. Далее выполняют увязку высот тахеометрического хода.

После вычисления превышений на всех станциях их увязывают между станциями по тахеометрическому ходу. Для этого выписывают горизонтальные проложения между станциями, прямые и образные превышения.

При вычислении средних превышений между станциями ставят знак прямого превышения. Теоретическая сумма превышений равна разности высот станций III и I:

[h]_Т=H _III- H _I (28)

Невязку сравнивают с допустимой, которую вычисляют по формуле:

, S-средняя длина линий (29)

Если невязка допустима, то ее распределяют на каждое превышение с обратным знаком, пропорционально длинам линий. Высота II станции равна:

HII=HI+hI-II (30)

Высоты станций записывают на соответствующие страницы журнала, а вычисляют высоты пикетов по формуле:

H=H_cт+hI

Далее производят составление и вычерчивание плана.

На листе чертежной бумаги размером A3 строят сетку координат. Для того откладывают от левого края 6 см, снизу 5 см, относительно этой точки разбивают координатную сетку и наносят точки по координатам. Масштаб 1:2000. Укладывают основание транспортира по линии ориентирования, по его окружности откладывают углы на реечные точки, отмечают маленький черточкой, около которой подписывают номер направления. По этим направлениям откладывают измерители в масштабе плана расстояния. С правой стороны строго горизонтально подписывают отметки д.о 0.1 м. пользуясь отметками станций и реечных точек, методом графической интерполяции проводят на плане горизонтали с сечением рельефа через 1 м. При интерполировании пользуются адресом.

План оформляют тушью в соответствии с условными знаками данного масштаба. Горизонтали вычерчивают коричневой тушью. Горизонтали с отметками, кратными пяти метрам, утолщают и подписывают.

2. Нивелирование поверхности по квадратам

Нивелирование поверхности создают для детализированного изображении рельефа местности на старых площадках больших сооружении, промплощадках горных компаний, на участках открытых горных работ, для проектирования осушительных и оросительных систем и т.д. В зависимости от нрава рельефа и ситуации местности, а также от площади нивелируемой поверхности используют разные методы нивелирования: по квадратам, параллельных линий, магистралей (полигонов) и др., из которых наибольшее распространение получил метод нивелирования по квадратам. Данный метод используют при топографической съемке открытых участков местности с размеренным рельефом в больших масштабах (1:500-1:5000) с малой (0,1 -0,5 м) высотой сечения рельефа с целью составления проекта вертикальной планировки и подсчета размеров земельных работ. С учетом нрава рельефа требуемой точности его изображения, трудности и назначения строящегося сооружения разбивают сети квадратов со сторонами от 10 до 100 м. При разбивке сетки квадратов поначалу традиционно строят внешний полигон в виде квадрата либо прямоугольника. Для этого вдоль границы снимаемого участка на местности закрепляют опорную линию АВ и на ней откладывают мерной лентой длины сторон квадратов (А-1, 1-2, 5-В). Потом в точках А и В поочередно устанавливают теодолит и восставляют перпендикуляры АС и BD к полосы АВ. Для контроля измеряют длину полосы CD, которая не обязана различаться от длины полосы АВ наиболее чем на 1: 2000 её длины. На перпендикулярах и полосы CD также откладывают длины сторон квадратов. Вершины полигона ABDC и точки на его сторонах закрепляют грунтовыми реперами. Разбивка квадратов изнутри полигона выполняется по створам линий 1-1, 2-2, 5-5. Контроль разбивки выполняется вешением точек по перпендикулярным створам а-а, б-б, в-в. Вершины квадратов (пикеты) закрепляют колышками. При необходимости на сторонах квадратов в точках перегиба рельефа местности закрепляют плюсовые точки. При длинах сторон внешнего полигона до 300 м разбивку заполняющих квадратов комфортно делать длинноватыми тросами, размеченными через расстояния, равные длине стороны квадрата. Одновременно с разбивкой пикетов делается съемка ситуации линейными промерами от сторон квадратов до соответствующих точек контуров и местных предметов. Результаты съемки заносят в абрис, на котором также демонстрируют стрелками направление скатов. Перед началом нивелирования на листе плотной бумаги вычерчивают схему квадратов, которая является сразу и полевым журнальчиком нивелирования. Порядок нивелирования квадратов зависит от их размера и критерий местности [8].

2.1 Математическая обработка материалов нивелирования поверхности по квадратам

Для выполнения плана нивелирования поверхности по квадратам составляют схему квадратов и переносят на нее все отсчеты и высоту репера. Горизонт прибора вычисляют по формуле:

ГП=НR _р+а, (31)

где HR _р - высота репера, в метрах; а - отсчет по рейке, поставленной на репер.

HR_p=79.128m, а= 1940 мм,

ГП=79.128+1.940=81.068

Вычисляют высоты всех вершин по формуле:

Н _{вершины} =ГП-в, (32)

где в-отсчет по рейке взятый на вершине квадрата

Н1=81.068-1.532=79.536	H14 =81.068-2.553=78.515
Н2 =81.068-1.165=79.903	Н15=81.068-2.961 =78.107
Н3=81.068-1.470=79.598	H16=81.068-2.572=78.496
Н4 =81.068-1.940=79.128	Н17=81.068-2.124=78.944
Н5 = 81.068-1.628=79.440	Н18=81.068-1.473=79.595
Н6= 81.068-1. J 95=79.873	Н19=81.068-1.847=79.221
Н7 =81.068-0.875=80.193	Н20=81.068-2.211 =78.857
Н8=81.068-1.263=79.805	H21=81.068-1.927=79.141
Н9=81.068-1.964=79.104	Н22=81.068-1.250=79.818
Н10= 81.068-1.283=79.785	Н23=81.068-0.3 69=80.699
Н11 =81.068-1.072=79.996	Н24=81.068-0.081 =80.987
H12=81.068-0.579=80.489	Н25=81.068-2.025=79.043
H13=81.068-0.912=80.156

Вычисленные высоты точек записывают на схему под значениями отсчетов по рейке. На чертежной бумаге формата А4 строят сетку квадратов для построения плана в масштабе 1:500. Сторона квадрата составляет 20 метров (4 см на плане). На план со схемы выписывают значения высот, округляют их до 0.01 м, проставляют их у вершин квадратов. Определяют местоположение горизонталей на всех сторонах квадратов, при этом выполняют графическое интерполирование аналитическим способ. Высоту сечения рельефа принимают равной h_сеч=0.25 м. Вычисление горизонталей:

Вычисляем разность высот: 79.22-78.52=0.7

Вычисляем превышение ближайшей горизонтали с отметкой 78.75 над точкой с отметкой 78.52: 78.75-78.52=0.23

Находим точку расположения первой горизонтали по формуле:

(33)

d₁=40/0.7*0.23=13.1

Таким же образом находим точку расположения второй горизонтали:

79-78.52=0.48

d₂ =40/0.7*0.48=27.4

На замкнутых и вытянутых горизонталях проставляют бергштрихи, показывающие направление ската. Бергштрихи должны быть перпендикулярны горизонтали. Горизонтали, кратные 1.0 метру, подписывают. Со схемы по промерам переносят контуры ситуации. План оформляют тушью в соответствии с условными знаками для масштаба 1:500.

Решение инженерных задач на плане

- определяют отметку точки Р, лежащую между горизонталями.

Высоту точки, расположенной между горизонталями, определяют линейной интерполяцией по высотам соседних с ней горизонталей.

Пусть, например, высоты двух соседних горизонталей равны большей Н_a и меньшей Нв; высоту сечения рельефа обозначим hсеч. Через точку Р проводят прямую, примерно перпендикулярную этим горизонталям. Измеряют отрезки на плане ав, аР, вР. Высоту точки Р находят из выражения:

Н _р =На - (аР/ав) hсеч;

Н_Р-Нв+(Рв/ав) hсеч. (34)

Нсеч-1 м; ав=0.9, аР=0.5, Рв=0.4

Н_Р=81 - (0.5/0.9)* 1=80.4

Н_Р=80+(0.4/0.9)* 1=80.4

- строят профиль по линии АВ.

В отведенном для построения профиля месте плана проводят линию условного горизонта, на которой в масштабе плана (1:2000) наносят расстояния между точками, это пересечение линии АВ с горизонталями. Для быстроты выполнения к линии АВ прикладывают полоску бумаги, на которой отмечают расстояния между горизонталями по линии АВ. Затем их переносят на линию условного горизонта. Высоту линии условною горизонта принимают так, чтобы самые низкие точки профиля находились выше этой линии на 1-2 см. К нанесенным точкам на линии условного горизонта восстанавливают перпендикуляры, на которых откладывают высоты точек в масштабе 1:200. Соединяют 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 графами, полученными непосредственно с плана. Над профилем делают надпись: «Профиль по линии АВ» или «Профиль линии АВ», а под профилем указывают масштабы - горизонтальный 1:2000 и вертикальный 1:200.

- выполняют расчет и строят график заложений (по уклонам).

Расчет для построения графика заложений выполняют исходя из заданных уклонов через 0.01 и высоты сечения рельефа hсеч=1 м по формуле:

(35)

где d-величина заложения, i - задаваемый уклон. Весь учет записывают в форме таблицы:

Уклон	0.01	0.02	0.03	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.09	0.1
Заложение	100	50	33.3	25	20	16.7	14.29	12.5	11.1	10

По вычисленным значениям заложений (соответствующим заданным уклонам) строят график. Для этого проводят две взаимно перпендикулярные линии (горизонтально и вертикально) и на одной из них откладывают одинаковые отрезки (примерно через 0.5 см), на концах которых последовательно (снизу вверх) подписывают уклоны, а по перпендикулярам откладывают отрезки, соответствующие значениям заложений. Концы отрезков соединяют плавной кривой.

- по заданию преподавателя проводят на плане кратчайшее расстояние между заданными точками так, чтобы на всем ее протяжении уклон между горизонталями не превышал заданного. Эту работу выполняют с помощью графика заложений. Для чего в раствор измерителя но графику заложений набирают расстояние, соответствующее данному уклону. После этого начиная от заданной точки, измерителем последовательно откладывают эти расстояния между каждой парой соседних горизонталей в направление к второй точке. Полученные на горизонталях точки соединяют прямыми отрезками-линиями заданного уклона.

- по всей длине линии АВ с помощью графика заложений определяют уклоны отрезков между соседними горизонталями. Для этого набирают раствор измерителя и прикладывают ножки циркуля к графику заложений так, чтобы одна ножка измерителя была на вертикальной линии, а другая на кривой. Значения уклонов записывают красной тушью у соответствующих отрезков.

Линию АВ и линию заданного уклона на плане оформляют красным цветом.

Сравнительный анализ методов топографических съемок

От теодолитной мензульная съемка отличается главным образом тем, что при ее применении измерения на местности и составление плана производятся в поле одновременно. Если при теодолитной съемке горизонтальные углы измеряют и выражают в градусной (или градовой) мере, то при мензульной съемке измерение сопровождается графическим построением угла.

При мензульной съемке 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.

Отличается от теодолитной тем, что, кроме ситуации, производится съемка рельефа местности, а от мензульной съемки тем, что план местности составляется не в поле, а в камеральных условиях.

По сравнению с мензульной имеет свои преимущества и недостатки. Преимущества ее в том, что она может применяться при погоде, неблагоприятной для мензульной съемки, и позволяет выполнить полевую работу в кратчайший срок.

К недостаткам тахеометрической съемки следует отнести то, что при составлении плана исполнитель не видит местность и поэтому не может в камеральных условиях выявить допущенные промахи.

Тахеометрическая съёмка применяется для создания планов небольших участков в крупном масштабе как основной вид съемки или в сочетании с другими видами.

Заключение

В результате проделанной мной работы я закрепил знания по обработке журнала, ведомости вычисления координат, а именно: измерять вертикальные и горизонтальные углы, находить азимуты, румбы, приращения, научился увязывать их и находить невязку. Также я научился рассчитывать точки полигона и строить их на координатной сетке, чертить план местности.

В ходе проделанной работы изучил главные методы съемки местности, приборы, с помощью которых производится та или иная съемка.

Я считаю, что лучшая съемка местности - тахеометрическая.

Тахеометрическая съемка используется при создании топографических планов небольших территорий в масштабах 1:500-1:5000, когда применение других методов неэффективно, ее часто используют для съемки полосы линейных сооружений: трубопроводов, дорог, каналов и т.п.

За курс геодезии мы научились применять эту съемку, а также изучили прибор-теодолит, с помощью которого она производиться.

Размещено на Allbest.ru

...