Види основних робіт виробничого циклу побудови ДГМ та їх характеристика

Виробничий цикл побудови ДГМ складається з таких основних видів робіт:

проектування мережі;

рекогностування і побудова геодезичних пунктів;

вимірювання елементів мережі;

математична обробка вимірів;

складання каталогів координат і висот геодезичних пунктів та нівелірних знаків.

Середня щільність пунктів ДГМ повинна бути не менше одного пункту на 30 кв. кілометрів. Подальше збільшення щільності пунктів ДГМ обгрунтовується розрахунками, виходячи з конкретних завдань топографо-геодезичного забезпечення території.

Для геодезичного забезпечення топографічної зйомки встановлюються такі норми щільності пунктів та реперів ДГМ:

для зйомок у масштабі 1:25 000 і 1:10 000 - 1 пункт на 30 кв. кілометрів і 1 репер на трапецію масштабу 1:10 000;

для зйомки у масштабі 1: 5 000 - 1 пункт на 20-30 кв. кілометрів і 1 репер на 10-15 кв. кілометрів;

для зйомки у масштабі 1: 2 000 і більше - 1 пункт на 5-15 кв. кілометрів і 1 репер на 5-7 кв. кілометрів.

Для топографічної та кадастрової зйомки в масштабі 1:2 000 і більше на доповнення до пунктів ДГМ визначаються пункти розрядних та знімальних геодезичних мереж.

У разі використання супутникових геодезичних методів для визначення пунктів знімальних мереж можливе обгрунтоване зменшення щільності пунктів ДГМ.

Проектування геодезичних мереж виконується з урахуванням усіх раніше виконаних робіт.

Місця побудови геодезичних пунктів обираються таким чином, щоб забезпечувалось їх збереження та стійкість центрів у плані і за висотою протягом тривалого часу і щоб їх було зручно використовувати в практичній діяльності.

Типи центрів вибираються з урахуванням фізико-географічних умов району робіт, глибини промерзання грунтів, гідрогеологічного режиму та інших особливостей місцевості.

22. Нівелірні мережі III і IV класів створюються з метою згущення висот­ної основи для забезпечення топографічної зйомки всіх масштабів та вирі­шення інженерних завдань.

Лінії нівелювання III класу прокладаються всередині полігонів II класу так, щоб утворювались полігони з периметром 60-150 кілометрів. Для за­безпечення топографічної зйомки у масштабі 1:5000 і більше лінії нівелю­вання III класу прокладаються з розрахунком створення полігонів з пери­метром до 60 кілометрів.

Нівелювання III класу виконується з точністю, яка забезпечує отри­мання нев'язки в ході чи полігоні величиною не більше , де L – довжина ходу або периметр полігона в кілометрах.

Нівелювання IV класу є згущенням нівелірної мережі III класу. Його виконують ходами довжиною не більше 50 км з точністю, яка забезпечує отримання нев'язки в ході чи полігоні величиною не більше , де L – довжина ходу або периметр полігона в кілометрах.

23. Технічне нівелювання. При передачі висоти Н з точки А на іншу точку В, якщо вони знахо­дяться на невеликій віддалі одна від одної (100-300 м) і в межах видимос­ті, перевищення між точками визначають з одного встановлення нівеліра, способом нівелювання з "середини", за формулою (8.1), а висоту обчис­люють за формулою (8.3). При передачі висоти на значну віддаль або при великих схилах місцевості застосовують послідовне нівелювання, коли використовують декілька станцій нівеліра, які утворюють у сукупності хід (рис. 8.23). Після того, як на станції I взяті відліки а₁ за задньою рейкою R₁ і b₁ - за передньою рейкою R₂ і обчислене перевищення h₁ нівелір вста­новлюють на станції II. Задню рейку R₁ з початкової точки А переносять на точку 2 (передню).

Знову беруть відліки а₂ за рейкою R₂, тепер вже задньою, і b₂ за перед­ньою R₁' і т.д. до кінцевої точки В. Точка 1 під час нівелювання зі станції І є передньою, а під час нівелювання зі станції II - задньою. Аналогічно точ­ка 2 під час нівелювання зі станції II є передньою, а зі станції III - зад­ньою. Точки, загальні для двох суміжних станцій, називають сполучними (точки 1, 2, 3, 4 ). Перевищення h між сполучними точками у нівелірному ході обчислюють за формулами:

Перевищення h_ВА точки В над точкою А обчислюють як суму переви­щень між усіма точками ходу:

Висоту кінцевої точки В можна обчислити за формулою (8.3).

Робота на станції. При виконанні технічного нівелювання нівелір встановлюють приблизно на рівній віддалі до задньої та передньої рейок, приводять вісь обертання приладу у прямовисне положення за круглим рівнем обертанням підйомних гвинтів (у нівелірах 2Н-10Л, Н-10КЛ) або нахилом рукоятки (у нівелірах НТ). Після цього виконують відліки за рей­ками в такий послідовності:

а) візують на задню рейку. Чітке зображення рейки і сітки ниток отри­мують обертанням головки фокусуючого пристрою і окулярного кільця. За допомогою елеваційного гвинта суміщають зображення кінців буль­башки циліндричного рівня;

б) беруть відлік по чорній стороні рейки з точністю до 1 мм з оцінкою поділки "на око" по середній нитці і записують отримане значення в журнал геометричного нівелювання (рис. 8.24);

в) візують на передню рейку, повторюють дії пунктів а, б. Не змінюючи положен­ня візирної труби нівеліра, беруть відлік по червоній стороні передньої рейки;

г) візують на задню рейку і повторюють дії пункту а. Беруть відлік по червоній стороні задньої рейки.

Усі чотири відліки повинні бути записані в журнал. Обчислюють пере­вищення з відліків по чорній h' та червоній h" сторонах рейок за форму­лою (8.1). Якщо виконується умова:

то обчислюють середню величину перевищення на станції.

Під час робіт на станції нівеліром з компенсатором порядок взяття від­ліків за рейками може бути іншим:

а) візують на задню рейку - беруть відліки по чорній та червоній сто­ронах рейки;

б) візують на передню рейку - беруть відліки по чорній та червоній сторонах рейки. Подальші розрахунки виконують за правилами, які вже описані вище.

Віддалі від нівеліра до рейок не повинні перевищувати 150 м і по можливості повинні бути рівними. Нівелювання виконують в одному напрямку.

24. Тригонометричне нівелювання полягає у визначенні перевищення за допомогою похилого променю візування. Нехай між точками А і В місце­вості потрібно визначити перевищення h, причому горизонтальне прокла­дання між ними відоме (рис. 8.27).

У точці А встановлюють теодоліт (тахеометр). Рулеткою вимірюють висоту приладу і - віддаль від осі обертання зорової труби до точки А. Ви­мірюють кут нахилу ν променя візування і висоту візування ν (рулеткою).

Перевищення h обчислюють за формулою:

Якщо i=ν то:

Встановимо середню квадратичну похибку перевищення з формули (8.22). Нехай виміряна похила віддаль D між кінцевими точками, тоді формула (8.22) має вигляд:

Якщо D, ν, і, ν, незалежні результати вимірювань, то вони отримані з точністю, яка характеризується середніми квадратичними похибками відповідно т_d, т_ν, т_i т_ν Величини і і ν вимірюють звичайно з точністю 1 см.

У відповідності з формулами (8.23) та (9.25) середня квадратична по­хибка перевищення буде дорівнювати:

Формула (8.24) при малих значеннях кутів нахилу буде мати вигляд:

Похибку визначення перевищення між двома віддаленими точками, між якими прокладений хід тригонометричного нівелювання, можна знай­ти за формулою:

де: т_h1 - середні квадратичні похибки окремих перевищень ходу.

Якщо прийняти, що віддалі D_І=D₂=...=D_n і вимірювання рівноточні, то

де m_h - середня квадратична похибка перевищення тригонометричного ходу;

п - кількість перевищень.

Підставивши у формулу (8.27) значення т з формули (8.26), отримаємо:

де D - середнє значення довжини сторони ходу, яке дорівнює:

Тоді підставивши значення D у формулу (8.28), отримаємо:

де Р - периметр ходу, м.

В інструкції [4] вказана формула допустимої нев'язки перевищення у ході тригонометричного нівелювання:

де n - кількість перевищень або ліній у ході; Р - периметр ходу, м.

25. Топографічні знімання. Після створення зйомочної мережі в районі робіт проводиться зйомка місцевості. В залежності від застосовуваних методів і приладів розрізня­ють такі види зйомки.

Окомірна зйомка - це спрощена зйомка з невисокою точністю. Вона може застосовуватися як допоміжна під час інструментальних зйомок дрібного масштабу, так і самостійно під час рекогносцировки, прив'язки геодезичних пунктів до місцевих предметів та контурів, під час різнома­нітних попередніх розвідок, у воєнній справі і т.п. Окомірна зйомка є най­простіша. При її виконанні використовується планшет з компасом і візир­на лінійка. Можливе застосування приладів полегшеного типу: ручних безрейкових віддалемірів, крокомірів, ручних бусолей і т.п. При поєднан­ні окомірної зйомки з барометричним нівелюванням отримують топогра­фічний план місцевості.

Бусольна зйомка виконується за допомогою бусолі (для визначення магнітних азимутів) та мірної стрічки.

Бусольна зйомка дозволяє отримати контурний план місцевості, але тепер, як самостійна зйомка, практично не застосовується. Інколи вона ви­користовується для зйомки невеликих ділянок місцевості як допоміжна під час інших видів зйомки.

Теодолітна зйомка проводиться за допомогою кутомірного приладу - теодоліта і приладу для лінійних вимірювань - стальної мірної стрічки або оптичного віддалеміра. При виконанні зйомки вимірюються горизонталь­ні кути і віддалі. За результатами зйомки в камеральних умовах будують ситуаційний план з зображенням контурів і місцевих предметів.

Тахеометрична зйомка -це топографічна зйомка. Вона виконується теодолітами-тахеометрами - приладами, що дозволяють виміряти верти­кальні і горизонтальні кути та віддалі. Даний вид зйомки має широке за­стосування при великомасштабних зйомках невеликих територій, під час виконання вишукувальних робіт для будівництва різних інженерних спо­руд і т.п.

В традиційному методі виконання тахеометричної зйомки в польових умовах вимірюють горизонтальні і вертикальні кути, віддалі за допомо­гою ниткового віддалеміра теодоліта. В камеральних умовах визначають горизонтальні прокладання ліній, перевищення між точками і висоти зйо­мочних точок. На основі отриманих даних будують топографічний план.

В останні роки все ширше застосовуються електронні тахеометри, що складаються з кодового теодоліта, електронного віддалеміра і обчислю­вального обладнання. Безпосередньо в польових умовах отримують гори­зонтальні прокладання і перевищення, значення яких можуть бути виве­дені на світлове табло у цифровому виді або записані на магнітні носії. Ін­формація з магнітних носіїв вводиться в ПЕОМ, де виконується наступна обробка і побудова цифрових карт.

Мензульна зйомка виконується за допомогою мензули - горизонталь­ного столика і кіпрегеля - спеціального кутомірнонарисного приладу, що має вертикальний круг і віддалемір.

В процесі мензульної зйомки топографічний план місцевості склада­ється безпосередньо в полі. Це дозволяє порівнювати отриманий план з зображуваною місцевістю, що забезпечує вчасний контроль вимірювань.

Наземна фототеодолітна зйомка виконується фототеодолітом (фото­камерою, з'єднаною з теодолітом). Ділянку місцевості фотографують з двох точок лінії, закріпленої на місцевості (базису). Координати кінців ба­зису визначають геодезичними методами. В процесі фототеодолітної зйомки отримують два знімки однієї і тієї ж ділянки, що складає стереопа-ру. Шляхом обробки стереопари на спеціальних фотограмметричних при­ладах отримують топографічні плани ділянки. Наземна фототеодолітна зйомка застосовується, як правило, у високогірній та гірській, переважно відкритій місцевості зі складними формами рельєфу і в рівнинній місце­вості під час дорожніх, геологічних та інших вишукувань. Широке роз­повсюдження даний вид зйомки отримав при складанні маркшейдерських планів кар'єрів, при архітектурних обмірах та контролі точності монтажу будівельних конструкцій.

Аерофотозйомка проводиться спеціальними аерофотоапаратами, які встановлюються на літаках або вертольотах. На місцевості виконують геодезичні вимірювання для визначення координат і висот незначної кіль­кості опорних точок. Обробка аерофотозйомки виконується на спеціаль­них фотограмметричних приладах.

Фотограмметричні методи є в наш час основними і найперспективні-шими, тому що вони потребують мінімальних витрат на польові роботи і є найпродуктивнішими. Крім того, під час обробки на фотограмметричних приладах одночасно отримують дані для побудові цифрових моделей міс­цевості. Наземна фототеодолітна зйомка та аерофотозйомка детально вив­чаються в курсі "Фотограмметрія та дистанційне зондування".

В останні роки з метою картографування використовуються знімки, отримані з штучних супутників Землі. Таку зйомку можна назвати косміч­ною зйомкою. За матеріалами космічної зйомки вже складаються карти в достатньо великому масштабі 1:50000. Такою зйомкою сьогодні покрито приблизно 60% Землі.