Лекции по инженерной геодезии (на укр.яз) - файл Лекція 10.doc



Лекции по инженерной геодезии (на укр.яз)
скачать (35197.6 kb.)
Доступные файлы (14):
Лекція 10.doc9758kb.09.06.2009 03:05скачать
ЛЕКЦІЯ 12.doc3420kb.09.06.2009 03:06скачать
Лекція 13.doc5157kb.09.06.2009 03:06скачать
Лекція 14.doc1712kb.09.06.2009 03:06скачать
лекція 15.doc1085kb.09.06.2009 03:07скачать
Лекція 1..doc131kb.09.06.2009 03:01скачать
Лекція 2.doc5919kb.09.06.2009 03:01скачать
ЛЕКЦІЯ 3.doc1258kb.09.06.2009 03:07скачать
Лекція 4.doc325kb.09.06.2009 03:02скачать
Лекція 5.doc208kb.09.06.2009 03:03скачать
Лекція 6.doc2399kb.09.06.2009 03:03скачать
ЛЕКЦІЯ 7.doc1388kb.09.06.2009 03:04скачать
ЛЕКЦІЯ 8.doc3551kb.09.06.2009 03:04скачать
ЛЕКЦІЯ 9.doc2935kb.09.06.2009 03:08скачать
содержание

Лекція 10.doc

Реклама MarketGid:
Лекція 10.

Топографічні знімання


Ми розглянули які виміри виконуються в геодезії, як оцінити кількісні та якісні характеристики вимірів. Встановлено, що для складання карт і планів земної поверхні спочатку розвивають Державні планові та висотні мережі, потім їх згущують в необхідних місцях, а для виконання наземних знімань місцевості безпосередньо до початку робіт розвивають знімальні мережі в вигляді теодолітно-нівелірних ходів.

Це дає нам змогу розглянути питання про виконання топографічних знімань для складання карти та планів земної поверхні.

^ 54. Види знімань місцевості


Процес виконання геодезичних вимірів для складання карт і планів місцевості називається зніманням.

Якщо при зніманні визначають взаємне розміщення предметів та контурів місцевості, то його називають горизонтальним або контурним зніманням. Знімання ситуації та рельєфу місцевості називають топографічним.

Знімання виконують на основі створеної знімальної геодезичної основи. В залежності від застосування методів та приладів розрізняють такі види знімань:

^ Окомірне знімання. Є одним із найпростіших контурних знімань. Виконується як допоміжне при виконанні інструментального знімання, рекогносцировки місцевості, прив’язки положення геодезичних знаків до місцевих предметів і контурів, в військовій справі і т.д.

^ Бусольне знімання. Виконується за допомогою мірної стрічки або рулетки і бусолі. Можна отримати контурний план вищої точності ніж при окомірному зніманні.

^ Горизонтальне (теодолітне) знімання є однією з найбільш точних видів контурного знімання місцевості. Виконується за допомогою теодоліта, тахеометра, мірної стрічки, рулетки або оптичного віддалеміра.

^ Тахеометричне знімання є однією із видів топографічного знімання місцевості. Виконується для крупномасштабного знімання невеликих територій, вишукуванні інженерних споруд і т.і. Мензульне знімання. Є одним із графічних методів визначення положення предметів, контурів та характерних точок рельєфу.

^ Наземне фототеодолітне знімання (розділ 9, §10). Виконується фототеодолітом – це прилад, в якому поєднані теодоліт з фотокамерою.

Аерофотознімання (розділ 9, §9). З літальних апаратів за допомогою спеціальних аерофотокамер фотографують місцевість.

^ Космічне знімання (розділ 9, §11). Для складання карт та планів місцевості використовують космічні знімки поверхні землі, отримані з штучних супутників Землі.

Основними етапами горизонтального (теодолітного) та тахеометричного знімання, які найбільш часто використовуються при вишукуваннях інженерних споруд є:

  1. ^ Підготовчий етап. Вивчають наявність існуючих на дану територію карт та планів, пунктів геодезичних мереж. Виконується рекогносцировка місцевості. Закріплюються точки планово-висотної геодезичної основи. Складається схема ходів та їх прив’язки до вихідних пунктів геодезичних мереж.

  2. ^ Етап вимірювальних робіт. Виконуються всі необхідні польові виміри в знімальній основі та знімання предметів контурів і рельєфа місцевості.

  3. Обробка результатів вимірів. Контролюють результати польових вимірів, обчислюють горизонтальні прокладання, середні кути, перевищення, виконують вирівнювання планової та висотної знімальної основи.

  4. ^ Складання плану. По даним польових вимірів ручним способом на папері або в автоматичному режимі за допомогою ПЕОМ складають план місцевості в заданому масштабі.

Ситуацію місцевості зображають в умовних знаках, а рельєф місцевості – горизонталями.


^ 55. Способи знімання ситуації та рельєфу


Наземне знімання виконується від точок та ліній планово-висотної знімальної основи в залежності від умов місцевості, наявності приладів, розміщення характерних точок предметів, контурів та рельєфу місцевості наступними способами:

  1. Спосіб прямокутних координат або перпендикулярів

Спосіб перпендикулярів застосовують при зйомці предметів та контурів місцевості, розміщених на невеликій відстані вздовж ліній планової знімальної основи. Положення точок визначається абсцисою х та ординатою у (рис. 9.1).




Рис. 9.1. Спосіб прямокутних координат (перпендикулярів)





Рис. 9.2. Побудова перпендикуляра рулеткою


Абсциси Хі та ординати Yi вимірюють рулеткою (мірною стрічкою) з точністю до 0,01 м до чітких контурів і до 0,1 м – до нечітких контурів (контур ліса, болота, берег річки і т.і.).

При великій довжині перпендикулярів застосовують екер (призмовий або дзеркальний) (рис. 9.3).







Рис. 9.3. Однопризмовий екер Рис. 9.4. Побудова екером

перпендикуляра

Результати вимірів заносять на складену схему (абрис).

Абрисом називають схематичне креслення знімальних робіт, складене в польових умовах від руки в довільному масштабі.

^ 2. Полярний спосіб або спосіб полярних координат

Положення характерної точки ситуації та рельєфа визначається горизонтальним кутом  відносно лінії знімальної основи АВ та відстані l від точки знімальної основи А до точки місцевості (рис. 9.5).




Рис. 9.5. Спосіб полярних координат


  1. Спосіб кутових засічок. Використовується для зніманняи точок місцевості значно віддалених від ліній і точок знімальної основи і немає можливості виконати безпосереднє вимірювання віддалей.

Положення точки 1 визначають шляхом вимірювання горизонтальних кутів 1 і 2, що примикають до лінії АВ знімальної основи (рис. 9.6).

Кути вимірюють теодолітом з точністю до 1. При цьому кут  при точці 1, що визначається повинен бути в межах 30о – 150о.




Рис. 9.6. Спосіб кутової засічки


  1. Спосіб лінійних засічок. Застосовують, коли умови дозволяють легко і швидко вимірювати відстані до характерних точок ситуації місцевості.

Рулеткою (мірною стрічкою) від точок створу а, b, c, d вимірюють відстані l1, l2, ..., і т .д.

Способи лінійних засічок важливо, щоб довжини засічок lі не перевищували довжини мірного приладу, а кути при точках зніманняи були в межах 30о – 150о. Лінії l вимірюються з точністю до 0,01 м.




Рис. 9.7. Спосіб лінійних засічок


  1. Спосіб лінійних створних засічок. Застосовується при зніманні точок ситуації 1,2, які лежать на перетині лінії знімальної основи (рис. 9.8). Положення характерних точок 1,2 і т.д., які лежать на лінії знімальної основи АВ визначають візуванням зорової труби теодоліта. Відстані до точок вимірюють рулетками, стрічками, віддалемірами.




Рис. 9.8. Спосіб лінійної створної засічки


6. Спосіб обходу. Спосіб обходу застосовується при визначені недоступних об’єктів значних за розмірами територій: лісів, заборонених для відвідування місць, боліт, площ полів в землеустрої і т.і.

При зйомці площинних контурів прокладають замкнені теодолітні ходи або витягнуті розімкнені ходи при зйомці доріг, меж і т.д. (рис. 9.9).

Кути вимірюють теодолітом при крузі ліво (КЛ), а лінії мірною стрічкою або рулеткою і контролюють по нитковому віддалеміру.

Хід обходу з точками 1,2,3,4 прив’язують до лінії знімальної основи АВ (рис. 9.9).




Рис. 9.9. Спосіб обходу


56. Горизонтальне (теодолітне) знімання


Теодолітне знімання є методом отримання горизонтального контурного плану місцевості без рельєфу.

Геодезичною знімальною основою служать теодолітні ходи.

При виконанні теодолітного знімання використовують:






а




б





в

Рис. 9.10. Абрис теодолітного знімання

а – способи: перпендикулярів, кутових та лінійних засічок;

б – способи: перпендикулярів, полярних координат, створеної засічки; в – приклад комплексного використання усіх способів знімання.


^ 57. Тахеометричне знімання


Тахеометричне знімання забезпечує створення топографічного плану з зображенням предметів, контурів та рельєфу місцевості.

При виконанні тахеометричного знімання використовують прилади:

Наземне тахеометричне знімання виконують з пунктів опорної геодезичної основи та точок теодолітних ходів.

Точка, з якої ведеться знімання, називають станцією. Перед початком вимірювальних робіт на кожній станції складаються кроки тахеометричного знімання. Крокице схематичне зображення ситуації і рельєфу місцевості в довільному масштабі на папері.

1. Встановлюють теодоліт або тахеометр над точкою знімальної основи і приводять його в робоче положення.

2. Нуль лімба горизонтального круга орієнтують (встановлюють) на початковий напрямок, тобто на іншу точку знімальної основи.

3. Вимірюють висоту приладу (і) і в журналі записують: номер точки стояння, номер точки початкового напряму, висоту приладу (і) і відлік по горизонтальному кругу на початковий напрямок 0о00. Визначають місце нуля вертикального круга (МО). На рейці позначають висоту прилада – і.

При зніманні дотримуються нормативів інструкції (табл. 9.1).

На кроках тахеометричного знімання намічають і нумерують характерні точки ситуації.


Таблиця 9.1

Нормативні вимоги тахеометричного знімання


Масштаб

знімання

Висота перерізу рельєфу

(м)

Максимальна відстань (м)

між

пікетами

до точок

рельєфу

до контурних

точок

1:500

0.5

15

100

60

1.0

15

150

50

1:1000

0.5

20

150

80

1.0

30

200

80

1:2000

0.5

40

200

100

2.0

50

250

100


Знімання ведеться методом полярних координат з одночасним тригонометричним або геометричним (на рівній місцевості) нівелюванням характерних точок. Їх називають пікетами.

При зніманні рейка встановлюється на пікет, візирна вісь зорової труби наводиться на мітку висоти приладу на рейку, беруть відліки по горизонтальному і вертикальному кругам та відстань до пікету. Відліки записуються в журнал.





Рис. 9.11. Кроки тахеометричного знімання


Таблиця 9.2

Журнал тахеометричного знімання

Виконавець

Теодоліт 2Т-30 № 05697


№№

Відлік на крузі

Верти-

каль-

ний

кут v

Відстань

за відда-

леміром

L, м

Гори-

зон-

тальне

про-

кла-

дання

d, м

Пере-

вищен-

ня

h, м

Поз-

начка

точки

Н, м

При-

міт-

ка

гори-

зон таль-

ному

верти-

каль-

ному

Станція І і = 1,40; МО = 0о04; Нст = 85,40 м

“круг ліво”

Ст.ІІ

0о00






















1

16о20¢

7о27¢

7о23¢

47,80

47,40

+6,10

91,50

Вісь

дороги

2

16о20¢

12о15¢

12о11¢

31,60

29,90

+6,17

91,57

Межа

ниви

3

31о20¢

353о12¢

-6о52¢

29,45

29,05

-4,71

80,69

Узлісся

v = 2,70

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Ст.ІІ

0о03¢






























Рис. 9.12. Номограмний Рис. 9.13. Поле зору номограмного

тахеометр тахеометра


На рис. 9.13 відповідно маємо:

d = Kdld = 100  20 см = 20,0 м;

h = Khlh = 10 ´ 14,5 см = 145 см = 1,45 м.

Номограмний тахеометр 2ТаН (рис. 9.14) призначений для вимірювання кутів, похилих віддалей, горизонтальних прокладань, перевищень та магнітних азимутів.




Рис. 9.14. Тахеометр 2ТаН з картографічним столиком


Це дозволяє безпосередньо на станції складати на прозорій основі (калька, лавсан, пластик) план місцевості.

При тахеометричній зйомці оптичним теодолітом камерально обчислюють: горизонтальні прокладання і перевищення та позначки всіх пікетів за формулою

НіПК = Нст + hi, (9.3)


58. Електронне тахеометричне знімання


Тахеометричне знімання виконують електронними тахеометрами.

Електронні тахеометри дозволяють автоматизувати взяття відліків, обробку результатів вимірів і складання планів та цифрових моделей рельєфа. Основним способом є спосіб полярних координат з визначенням кута нахилу візирного променя та відстані до пікетів.

Технологія автоматизованої обробки інформації виконується в такому порядку:

Електронний тахеометр Leica Smart Station (TPS i GPS) (рис.9.15) має приставку GPS. Це дозволяє практично відмовитись від створення знімальної основи та закріплення точок. Координати і висоти точок знімальної основи визначають безпосередньо на точці знімання приймачем GPS і виконують знімання місцевості.





Рис. 9.15. Електронний тахеометр TPS i GPS (Leica)


Найбільш сучасними високопродуктивними приладами є наземні лазерні сканери.

Лазерні сканери вимірюють координати Х, Y, H точок ділянки місцевості або споруди за допомогою імпульсного безвідбиткового віддалеміра, який по горизонталі і вертикалі сканує всю поверхню місцевості або інженерної споруди.

За результатами роботи лазерного сканера (рис.9.16) визначається множина просторових координат точок (пікселей). Їх число може сягати від сотень, тисяч до декількох мільйонів.




а б


Рис.9.16. Наземні лазерні сканери

а) сканер HDS 3000 б) сканер Leica


Застосування лазерних сканерів високоефективне не тільки при зніманнях місцевості, а і при зніманні складних інженерних об’єктів, автодоріг, залізниць, дорожніх розв’язок, при архітектурних обмірах будинків, виконавчих зніманнях при зведені споруд, розробці корисних копалин і т.д.


^ 59. Складання планів горизонтального (теодолітного) та тахеометричного знімання


Побудова планів при обох видах знімань має подібну спільну технологію:

1. Побудова координатної сітки

Координатна сітка будується на папері або лавсановій плівці необхідних розмірів (або план складається з декількох листів) за допомогою лінійки проф.. Ф.В.Дробишева (рис. 9.17).




Рис. 9.17. Лінійка професора Ф.В.Дробишева


а

б


в

в

Рис. 9.18. Побудова координатної сітки


2. Нанесення точок знімальної основи

Для цього спочатку підписують координатну сітку згідно значень координат точок знімальної основи. Виписують екстремальні значення координат Хmin, Xmax, Ymin, Ymax.

Значення координат ліній сітки повинно забезпечувати розміщення території знімання на папері відповідно до масштабу плану.





Рис. 9.19. Визначення координат ліній координатної сітки та нанесення точок знімальної основи


При складанні теодолітного плану підписують номер точки, а тахеометричного – номер точки і позначку її висоти.

3. Нанесення ситуації

При накладанні точок знятих полярним способом використовують транспортир-тахеограф (рис. 9.20).




Рис. 9.20. Транспортир-тахеограф

Нанесення характерних точок ситуації і рельєфу міусцевості виконується в зворотньому порядку за даними абриса та кроки теодолітної та тахеометричної зйомок.

При складанні плану тахеометричного знімання підписують номер пікета, позначку і стрілкою показують напрям схилу рельєфу місцевості.

Особливостями складання плану тахеометричного знімання є:

Побудова горизонталей виконується після нанесення контурів і предметів місцевості та підписані висоти всіх пікетів. Спочатку проводять скелетні лінії рельєфу – вододільні та водозбірні лінії і напрями схилів між суміжними пікетами.

Визначають або інтерполюють значення позначок горизонталей відповідно до позначок пікетів та висоти перерізу горизонталей h.

Інтерполювання горизонталей по лінії між точками а та b можна визначити за допомогою палетки (рис. 9.21).




Рис. 9.21. Інтерполювання горизонталей за допомогою палетки.





Рис. 9.22. Проведення горизонталей на плані тахеометричного знімання




Рис. 9.23. План тахеометричного знімання


При використанні електронних тахеометрів результати вимірів заносяться до магнітних накопичувачів і переносяться на магнітну касету. В подальшому вони поступають до ЕОМ і за спеціальним програмним забезпеченням виконується обробка результатів вимірів для побудови топографічного плану або цифрових моделей місцевості. Графічна побудова топографічного пплану виконується на графопобудовувачі з’єднаного з ЕОМ.

При використанні лазерних сканерів інформацію про місцевість отримують в цифровому вигляді, що дозволяє широке застосування автоматизованих комп’ютерних технологій при проектуванні, будівництві та експлуатації інженерних споруд.

^ 60. Нівелювання поверхні


При нівелюванні поверхні на місцевості будують мережу планових точок, висоти яких визначають методом геометричного нівелювання, а знімання ситуації виконується відносно точок і ліній планової основи способом перпендикулярів, лінійних і створних засічок.

В залежності від виду побудови планової основи розрізняють способи нівелювання поверхні:

  1. Спосіб поперечників




Рис. 9.24. Спосіб поперечників до магістрального ходу


2. Спосіб паралельних ліній





Рис. 9.25. Схема способу паралельних ліній


3. Спосіб квадратів


На місцевості вибирають і закріплюють вихідний напрям АВ (рис. 9.26). За допомогою теодоліта і рулетки по створу АВ через рівні проміжки розмічають точки а, б, в, г, д, е. Від лінії АВ теодолітом будують кут в 90о і по отриманому напрямку АС так само розмічають створні точки 1, 2, ..., 6 і.т.д.




Рис. 9.26. Схема розмічування квадратів


Для визначення позначок точок вершин квадратів виконують геометричне нівелювання.

Нівелір встановлюють приблизно посередині сітки квадратів, приводять в робоче положення і беруть відліки по чорній стороні нівелірної рейки на всі точки в вершинах квадратів. На вихідну точку А або репер беруть відлік по чорній та червоній сторонам рейки.

Для кожної станції обчислюють горизонт приладу (НГП), за допомогою якого за формулою (7.12) обчислюють позначки вершин квадратів.




Масштаб 1:500

Висота перерізу рельєфу 0,25 м

Рис. 9.27. План нівелювання поверхні по квадратам


1. Поняття про мензульне знімання


Отримання топографічного плану безпосередньо на місцевості за допомогою мензули та кіпрегеля називають мензульним зніманням.




Рис. 9.28. Мензульний комплект





Рис. 9.29. Поле зору кіпрегеля КН


  1. Поняття про окомірне знімання


При виконанні попередніх вишукувань, рекогносцируванні місцевості і т.і. виникає необхідність в швидкому складанні схематичних планів місцевості за допомогою окомірного знімання.

Для цього використовують: тверду планшетку, трьохгранну лінійку-візирку, лінійку, компас або бусоль. Сьогодні промисловістю випускаються обмірні колеса (Рис. 9.30.), які дозволяють з достатньо високою точністю вимірювати відстані. Можна використовувати лазерні рулетки.




Рис. 9.30. Обмірні колеса (Sokkia- Японія)


3. Аерофототопографічне знімання


При аерофототопографічному зніманні топографічний план та цифрові моделі місцевості отримують за результатами фотозображень місцевості з літальних апаратів або з космосу.





Рис. 9.31. Загальний вигляд аерофотокамери




від 20 до 60%

а б


Рис. 9.32. Повздовжнє (а) та поперечне (б) перекриття аерофотознімків

Аерофотознімки місцевості (рис.9.33) отримують в центральній проекції.




Рис. 9.33 Аерофотознімок масштабу 1:3000


Масштаб аерофотознімка (рис. 9.34) визначиться за формулою:

, (9.5)

де fk – фокусна відстань АФА; Н – висота фотографування; l – відрізок на аерофотознімку; L – відстань на місцевості.

В залежності від поставлених завдань виконують:

При використанні різних зон спектра електромагнітних хвиль виконується:

По способу виконання розрізняють польове, камеральне та комбіноване дешифрування.


Синтез комп’ютерних технологій обробки растрових зображень місцевості і методів стереофотограмметричної обробки аерознімків привів до створення автоматизованих систем цифрової фотограмметрії (АСЦФ). Аналогом таких систем є цифрова фотограмметрична станція “Дельта” (Україна) та “Photomod” (Росія).

Цифрова фотограмметрична станція “Дельта” (рис.9.35) випускається науково-виробничим підприємством “Геосистема” (м.Вінниця).




Рис. 9.35. Цифрова фотограмметрична станція “Дельта”


4. Наземне фототеодолітне знімання


Наземне фототеодолітне знімання місцевості виконується за допомогою фототеодоліта.





Рис. 9.36. Фототеодоліти Photheо 19/1318 і UMK-10/1318





Рис. 9.37. Схема фототеодолітного знімання

Камеральну обробку стереопар фотознімків виконують способами: графічним, графо-механічним та аналітичним. В результаті отримують топографічні плани та цифрові моделі місцевості (ЦММ).


^ 5. Наземно-космічні знімання

Створені супутникові навігаційні системи в США (“NAVSTAR”) та СРСР (“ГЛОНАС”) під назвою “Глобальні Системи Позиціювання” - GPS дозволяють оперативно визначати координати точок місцевості, транспортних засобів, повітряних та морських суден і т.д





Рис.9.39. Комплект устаткування GPS





Рис. 9.40. Схема знімання з базовою “ДGPS” - станцією


Методика польових вимірювань аналогічна методиці тахеометричного знімання. Реєчники (GPS-приймачі) встановлюють на характерних точках ситуації і рельєфу місцевості. Координати точок місцевості з дисплея контролера автоматично записують на магнітні носії інформації. В камеральних умовах в автоматизованому режимі виконується створення топографічних планів місцевості на плотерах та підготовка ЦММ – цифрової моделі місцевості. ЦММ використовують для автоматизації проектування інженерних споруд.
Реклама:





Скачать файл (35197.6 kb.)

Поиск по сайту:  

Учебный материал
© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru