Кафедра «Изыскания и проектирование дорог»

Кафедра «Изыскания и проектирование дорог»

КУРС

ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ

Учебно-методическое пособие для студентов

Строительных и транспортных специальностей БелГУТа

Ч а с т ь II

Гомель 2011

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

 

 

Кафедра «Изыскания и проектирование дорог»

 

КУРС

ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ

 

Учебно-методическое пособие для студентов

строительных и транспортных специальностей БелГУТа

 

Ч а с т ь II

 

Одобрено методической комиссией факультета ПГС

 

Гомель 2011

 

УДК 528.48 (075.8)

ББК 26.12

К93

 

А в т о р ы: канд. техн. наук, доцент Е. К. Атрошко (предисл., гл. 1–3, 6, 11), ст. преп. В. Б. Марендич (гл. 7–10), ассист. А. А. Ткачев гл. 4, 5), ассист. Н. С. Сырова (гл. 12).

 

 

Р е ц е н з е н т – заведующий кафедрой «СЭД» канд. техн. наук, доцент П. В. Ковтун (УО «БелГУТ»).

 

Курс инженерной геодезии: учеб.-метод. пособие для студентов

К93 строительных и транспортных специальностей БелГУТа. В 2 ч. Ч. II / Е. К. Атрошко [и др.]; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель: БелГУТ, 2011. – 187 с.

ISBN 978-985-468-862-6 (ч. II)

 

В первой части пособия (Гомель, 2010) были изложены основные сведения по геодезии, топографические карты и планы, теория погрешностей измерений, устройство и работа геодезических приборов.

Во второй части рассмотрены способы выполнения съемочных работ, а также вопросы, связанные с выполнением геодезических работ при строительстве и эксплуатации промышленных зданий и инженерных сооружений.

Предназначено для студентов I курса строительных и транспортных специальностей БелГУТа.

 

УДК 528.48 (075.8)

ББК 26.12

 

 

ISBN 978-985-468-862-6 (ч. II)

ISBN 978-985-468-756-8 © Оформление. УО «БелГУТ», 2011

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Учебно-методическое пособие «Курс инженерной геодезии (часть II)» составлена в соответствии с типовыми и рабочими программами по дисциплине «Инженерная геодезия» для студентов строительных и транспортных специальностей БелГУТа.

Данное пособие является продолжением учебно-методического пособия «Курс инженерной геодезии (часть I)» и методически оно опирается на основные сведения и геодезические приборы, изложенные в первой части.

Данное пособие разделено на два раздела. В первом разделе рассмотрены основные топографические съемки местности: тахеометрическая, мензульная и нивелирование поверхности, а также изложены сведения по фотограмметрии и фототопографии, приведены современные специальные виды съемок с помощью приборов спутниковых технологий и методов лазерного сканирования.

Второй раздел пособия посвящен инженерно-геодезическим работам при изысканиях, строительстве и эксплуатации различных видов сооружений: железных и автомобильных дорог, линий водоснабжения и водоотведения, промышленных и гражданских зданий. Рассмотрены также геодезические работы при реконструкции, эксплуатации и экспертизе зданий, сооружений и строительных конструкций.

Во втором разделе пособия первоначально рассмотрены геодезические сведения, общие для всех специальностей, а затем на основе этого указаны особенности инженерно-геодезических работ для отдельных специальностей факультетов С, ПГС и УПП БелГУТа, что является весьма важным при подготовке будущих инженеров.

Авторы выражают благодарность рецензенту заведующему кафедрой «Строительство и эксплуатация дорог» кандидату технических наук П.В. Ковтуну и ассистенту И.П. Драловой за помощь в подготовке и оформлении учебно-методического пособия.

 

 

ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Сущность тахеометрической съемки.

Тахеометрические формулы

Тахеометрическая съемка является основным видом съемки для получения топографического плана местности в крупных масштабах (1:500 – 1:5000). Применяют ее для съемки небольших незастроенных участков местности, а также при изысканиях и проектировании дорог и искусственных сооружений.

В переводе с греческого языка тахеометрия означает „быстрое измерение“. Быстрота тахеометрической съемки достигается тем, что при одном только визировании на точку местности с исходного пункта сразу определяют расстояние до этой точки, направление на нее и превышение, что позволяет определить положение точки относительно исходного пункта в плане и по высоте.

Выполняют тахеометрическую съемку с помощью геодезических приборов, называемых тахеометрами. При этом расстояния до точек определяют по дальномеру тахеометра, направление линии – по горизонтальным углам, а превышения – способом тригонометрического нивелирования. Для определения планового положения точки используется полярный способ съемки, при котором положение точки 1 определятся с помощью измерения горизонтального угла (β) и полярного расстояния (d) (рисунок 1.1).

Высотное положение точки определяется путем измерения тахеометром превышения способом тригонометрического нивелирования.

Сущность тригонометрического нивелирования показана на рисунке 1.2. Для определения превышения (h) в точке А устанавливают тахеометр, а в точке 1 – рейку. Измеряют с помощью рулетки или рейки высоту прибора (i). Затем наводят зрительную трубу тахеометра на рейку и определяют по вертикальному кругу угол наклона (υ) линии визирования. С помощью дальномера тахеометра измеряют наклонное расстояние (D) или горизонтальное проложение (d).

Из рисунка 1.2 превышение (h) можно определить по формуле

 

h = h ' + i – V, (1.1)

 

где h ' – превышение над горизонтальным лучом визирования;

V – высота наведения на рейке (высота визирования).

Из прямоугольного треугольника OMN, видно, что

 

h ' = d ∙ tgυ, (1.2)

 

или, учитывая, что

 

d = D ∙ cos²υ, (1.3)

 

получим

 

h' = D ∙ cos² υ ∙ sin υ / cos υ = 0,5 D ∙ sin2υ. (1.4)

 

Окончательно с учетом формулы (1.1) превышение

 

h = 0,5 D ∙ sin2 υ + i – V. (1.5)

 

Если расстояние (D) измерено нитяным дальномером, то

 

D = kn + C, (1.6)

 

где k – коэффициент нитяного дальномера (k = 100);

n – число сантиметровых делений между дальномерными штрихами;

С – постоянная нитяного дальномера.

Подставив формулу (1.6) в (1.5), получим

 

h = 0,5(kn + C) ∙ sin2υ + i – V. (1.7)

 

Если при измерении углов наклона средний штрих сетки нитей тахеометра наводят на высоту прибора, то есть V = i, формулы (1.1), (1.5) и (1.7) примут более простой вид:

 

h = h ' = d tgυ; (1.8)

 

h = 0,5 D sin2υ; (1.9)

 

h = 0,5 (kn + C) sin2υ. (1.10)

 

Вычисления по формулам (1.3) и (1.4) можно выполнять с помощью специальных тахеометрических таблиц, в которых по аргументам (D) и (υ) определяются горизонтальное проложение (d) и величина превышения над горизонтальным лучом (h ').

При расстояниях d более 300 м в полученные формулы вводят поправку за кривизну Земли и рефракцию, которую вычисляют по формуле

 

f = 0,42 d ² / R,(1.11)

 

где d – горизонтальное проложение;

R – радиус Земли (R ≈ 6400 км).

С учетом этой поправки полная формула вычисления превышения способом тригонометрического нивелирования примет вид

 

h = h ' + i – V + f. (1.12)

 

Если расстояние до определяемой точки менее 300 м, то поправка за кривизну Земли и рефракцию будет f < 0,01 м, и ее не учитывают.

Точность тригонометрического нивелирования зависит в основном от точности измерения угла наклона и величины расстояния от тахеометра до точки. В среднем при ошибке измерения угла наклона m _υ = 1' погрешность определения превышения будет составлять 4 см на каждые 100 м расстояния, то есть на 200 м m_h = 8 см.

При расстояниях свыше 1–2 км на ошибку в определении превышения начинают оказывать значительное влияние непостоянство земной рефракции и условия видимости. Поэтому тригонометрическое нивелирование следует производить в полуденное время с 9 до 16 часов, когда земная рефракция принимает более устойчивое значение.

 

При тахеометрической съемке

В соответствие с принципом перехода от общего к частному тахеометрическая съемка выполняется в два этапа. На п е р в о м этапе, на участке местности, подлежащей съемке, создается опорная съемочная сеть, а на втором этапе с точек этой съемочной сети (съемочного обоснования) выполняют непосредственно съемку характерных точек ситуации и рельефа местности. Иногда эти два этапа выполняют одновременно.

На первом этапе для создания съемочного обоснования тахеометрической съемки на местности прокладывают опорные планово-высотные х о д ы. В зависимости от способов измерения расстояний и превышений различают следующие виды ходов: теодолитно-нивелирный, теодолитно-высотный и теодолитно-тахеометрический.

Теодолитно-нивелирный прокладывают для создания съемочной сети при крупномасштабной съемке (для масштабов 1:500 и 1:1000). Расстояние в таких ходах измеряют мерной лентой, а превышения – нивелиром методом геометрического нивелирования.

В теодолитно-высотных ходах расстояния измеряют мерной лентой, а превышения способом тригонометрического нивелирования. В теодолитно-тахеометричесикх ходах расстояния измеряют нитяным дальномером теодолита, а превышения – тригонометрическим нивелированием. Применяют теодолитно-высотные и теодолитно-тахеометрические ходы для составления планов масштабов 1:1000; 1:2000 и 1:5000.

По своей конфигурации все тахеометрические ходы бывают замкнутые и разомкнутые. Разомкнутые тахеометрические ходы прокладывают обычно при маршрутной съемке, когда снимается, по какому-либо направлению узкая полоса местности. Например, при изысканиях для строительства железных и автомобильных дорог, каналов, различных трубопроводов и других сооружений, имеющих вытянутую форму.

Если съемке подлежит сравнительно небольшой участок местности, то по его границе прокладывают замкнутый тахеометрический ход, а затем внутри него – диагональный ход, обеспечивающий сплошную съемку участка. На рисунке 1.5 приведены схемы замкнутого и разомкнутого теодолитно-тахеометрических ходов, причем разомкнутый ход проложен между исходными пунктами государственной геодезической сети (А и В).

II

h1

	б)

β 2

β 2

β 1

d 3

h2

I

d1

d1

h4

h3

III

β 4

В

d4

β 3

d3

II

h 2

d2

β 1

h1

А

III

β 3

d3

h3

I

	Рисунок 1.5 – Теодолитно-тахеометрические ходы: а – замкнутый; б – разомкнутый.

а)

 

 

Точки поворота этих ходов служат станциями для съемки окружающей ситуации и рельефа местности. Прокладка ходов состоит в выборе и закреплении точек хода, измерении углов поворота и длин сторон и в определении превышений между точками хода.

Точки поворота тахеометрических ходов выбирают с учетом их взаимной видимости и обзора для съемки окружающей местности. Длины тахеометрических ходов, число сторон и их длина в ходе не должны превышать, в зависимости от масштаба съемки, величин, указанных в таблице 1.2.

 

Таблица 1.2 – Характеристика тахеометрического хода

Показатель	Масштабы съемки
1:5000	1:2000	1:1000	1:500
Предельная длина хода, м
Максимальное число сторон в ходе
Предельная длина стороны, м

Закрепление вершин тахеометрических ходов выполняют временными знаками (колышками, столбами, металлическими штырями и т. д.).

Последовательность работ на станции при проложении теодолитно-тахеометрических ходов следующая. Измеряют:

– высоту прибора;

– по нитяному дальномеру расстояние между станциями хода;

– полным приемом при круге лево (КЛ) и при круге право (КП) горизонтальные углы между направлениями на смежные станции;

– при КЛ и КП вертикальные углы.

Все результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки. При обработке журнала вычисляют по отсчетам по вертикальному кругу значение места нуля (М0) вертикального круга и углы наклона (υ) в зависимости от модели теодолита-тахеометра. Например, для теодолитов 2Т30 и 2Т30П формулы для вычислений будут следующие:

 

 

М0 = (КЛ+ КП)/2;

 

υ = КЛ – М0 = М0 – КП.

 

Затем, по тахеометрическим таблицам или на калькуляторе определяют величину горизонтальных проложений (d) и превышений над горизонтальным лучом (h '), используя для этого формулы (1.2) – (1.4). После этого по формуле (1.1) вычисляют превышения (h) между станциями тахеометрического хода.

Для каждой стороны хода проверяют разность между превышениями в прямом и обратном направлениях. Эти прямые и обратные превышения должны быть с противоположными знаками, а по абсолютной величине разности прямых и обратных превышений не должны превышать 4 см на 100 м расстояния. Аналогично прямые и обратные горизонтальные проложения не должны отличаться между собой более чем на 1:300 от длины стороны.

На основании обработанного журнала тахеометрической съемки составляют ведомость вычисления высот тахеометрического хода, в котором выполняют уравнивание превышений. Для этого с учетом прямых и обратных превышений находят средние превышения по каждой стороне тахеометрического хода, которые берут со знаком прямого превышения. Затем вычисляют невязку в превышениях для тахеометрического хода. Если ход разомкнутый (см. рисунок 1.5, б) невязку определяют по формуле

 

f_h = Σ h _ср – (H_B – H_A), (1.13)

 

где f_h – невязка в превышениях;

Σ h _ср – сумма средних превышений по всему ходу;

Н_В и Н_А – соответственно высоты конечной и начальной точек хода.

Для замкнутого хода

 

 

f_h = Σ h _ср, (1.14)

 

 

так как в замкнутом ходе теоретическая сумма превышений должна равняться нулю.

Невязки, вычисляемые по формулам (1.13) и (1.14) не должны превышать допустимой величины

f_{h доп}= 0,04Σ d / , (1.15)

 

где Σ d – длина тахеометрического хода, выраженная в сотнях метров;

n – число сторон хода.

Если невязка допустима, то ее распределяют путем введения поправок в средние превышения:

 

v_i = – (f_h / Σ d) d_i, (1.16)

 

 

где v_i – значение поправки в i -е превышение;

d_i – длина i -й стороны.

То есть поправку в превышения берут со знаком, обратным невязке и пропорционально длинам сторон. Контроль: суммы поправок должны равняться невязке с обратным знаком.

С учетом поправок находят исправленные превышения

 

 

h _испр = h _ср + v_i. (1.17)

 

 

Контроль: сумма исправленных превышений в замкнутом ходе должна равняться нулю, а в разомкнутом – разности высот конечной и начальной точек хода.

Высоты станций тахеометрического хода определяют по формуле

 

 

Н _посл = Н _пред + h _испр, (1.18)

 

 

где Н _посл и Н _пред – соответственно высоты последующей и предыдущей стан-

ций хода.

В конце вычислений по формуле (1.18) для замкнутого хода должны получить высоту начальной точки, а для разомкнутого хода – высоту конечной точки хода.

Для вычисления плановых координат (X и Y) станций тахеометрического хода выполняют уравнивание углов и приращений координат. Для этого используют те же формулы, как и в теодолитном ходе. При этом относительная невязка хода при измерении линий нитяным дальномером не должна быть больше 1/500, а при измерении линий мерной лентой – не более 1/2000 для благоприятной местности и 1/1000 – для неблагоприятной (пашня, высокая трава и т. д.).

Образцы вычислений координат и высот теодолитного и тахеометрического ходов и соответствующие ведомости приведены подробно в методических указаниях для выполнения лабораторных и расчетно-графических работ.

 

МЕНЗУЛЬНАЯ СЪЕМКА

Плановое и высотное обоснование мензульной съемки.

Геометрическая сеть

 

Производство мензульной съемки, как и любой другой съемки местности, выполняется в два этапа. На первом этапе на местности создается съемочная сеть (съемочное обоснование), а на втором этапе с точек съемочной сети производится непосредственно съемка ситуации и рельефа местности.

Рассмотрим первый этап мензульной съемки. В зависимости от размера территории и условий местности съемочное обоснование может создаваться аналитическим или графическим способами. К аналитическим способам относят прокладку теодолитных ходов и сетей микротриангуляции. Аналитический способ используют при съемке больших территорий. Если съемке подлежит небольшой участок местности, то съемочная сеть может быть создана графическим способом с помощью построения геометрической сети или проложения мензульных ходов.

Геометрическая сеть – сеть опорных точек, полученных на планшете при помощи засечек. Она может строиться на основе пунктов аналитической сети или на основе измеренного базиса. При построении геометрической сети на основе базиса его выбирают обычно в середине снимаемого участка на ровном открытом месте и дважды измеряют мерной лентой или рулеткой.

Длину базиса берут такой, чтобы на плане он изображался отрезком не менее 5 см. Вокруг базиса намечают равномерно по всему участку точки геометриической сети, которые закрепляют колышками и устанавливают на них вешки. Обычно точки геометрической сети выбирают на возвышенных местах с учетом взаимной видимости и хорошего обзора местности. Затем на планшете намечают точку базиса I (рисунок 2.8) с таким расчетом, чтобы снимаемый участок изобразился в центральной части планшета.

Рисунок 2.8 – Построение геометрической сети

 

Устанавливают мензулу на точке I в рабочее положение (центрируют ее, горизонтируют и ориентируют по буссоли) и, приложив скошенный край линейки кипрегеля к начальной точке I, визируют и прочерчивают направление на конечную точку базиса II. Вдоль полученного направления откладывают длину базиса в масштабе съемки и получают точку II базиса. Затем через точку I при круге лево визируют и прочерчивают направление на все видимые точки геометрической сети (на рисунке 2.8 это точки III–V).

После этого переходят на точку II базиса, центрируют и горизонтируют планшет и ориентируют его по линии II – I. Визируют кипрегелем через точку II планшета на все соседние точки геометрической сети и прочерчивают соответствующие направления. Пересечения направлений на точках III – V обводят карандашом и переходят на одну из определяемых точек, например на точку III. Установив мензулу в этой точке, ориентируют ее по линии III – I и проверяют правильность определения точки III по линии III – I. С точки III визируют и прочерчивают направления на точки IV и V. Каждую точку геометрической сети получают пересечением не менее трех направлений, при этом сторона полученного треугольника погрешности не должна превышать 0,4 мм. Точку пересечения направлений накалывают, обводят окружностью диаметром 1,5 мм и подписывают ее номер.

Определение высот точек геометрической сети. Для нахождения высот точек геометрической сети определяют превышение методом тригонометрического нивелирования в прямом и обратном направлениях по сторонам образующим треугольники. Превышения h определяют по формуле (рисунок 2.9)

 

h = h ' + i – v, (2.1)

 

где h '– превышение над горизонтальным лучом;

i – высота прибора;

v – высота наведения,

h ' = d ∙ tg υ; (2.2)

 

υ – вертикальный угол на верх вешки или рейки;

d – расстояние между точками геометрической сети, которое измеряют на планшете по масштабу плану.

Превышения определяют одновременно с построением точек геометрической сети. Для этого на каждой станции берут отсчеты при круге лево и круге право по вертикальному кругу (КЛ и КП), по которым вычисляют место нуля и вертикальные углы на все видимые точки геометрической сети. Результаты измерений заносят в журнал, форма которого приведена в таблице 2.1 (для кипрегеля КА-2).

 

Таблица 2.1 – Образец журнала определения превышений точек геометрической сети

№ ст. I	Н о
d = 182,00	h ср	+0,54
№ н.т. II	Н
+0о24'	υ	+0о04'
270о25'	КП	270о04'
90о01'	М0	90о00'
89о37'	КЛ	89о56'
+1,27	h '	+0,21
1,30	i	1,33
2,57	Σ = h ' + i	1,54
2,00	v	2,05
+0,57	h	–0,51

 

В журнал (таблица 2.1) записывают также высоту прибора и высоту вешек или реек, на которые производилось визирование. Затем по формулам (2.1) и (2.2) вычисляют превышения по каждой стороне сети в прямом и обратном направлениях. Расхождения между прямым и обратным превышениями не должны быть более 4 см на 100 м расстояния. Например, в таблице 2.1 для стороны I – II прямое превышение h _I-II = +0,57 м, а обратное превышение h _II-I = – 0,51 м. Для расстояния d = 182 м допустимое расхождение составит 7 см, а получилось расхождение (0,57 – 0,51) = 0,06 м.

Если расхождение допустимо, то вычисляют среднее превышение, которое берут со знаком прямого превышения (в таблице 2.1 h _ср = +0,54 м). Средние превышения выписывают на схему сети и уравнивают методом сравнения невязок. Для этого в треугольниках полученной геометрической сети подсчитывают невязки в превышениях:

 

f_h = Σ h _ср. (2.3)

 

Полученную невязку сравнивают с допустимой невязкой:

 

f_{h доп} = 0,04 Σ d / , (2.4)

 

где Σ d – периметр треугольника в сотнях метров;

n – число сторон.

Если невязки допустимы, то их распределяют по следующему правилу: при различных знаках невязок в двух смежных треугольниках максимальную поправку вводят в среднее превышение по общей стороне, а если знаки невязок одинаковы, в среднее превышение по общей стороне вводят минимальную поправку. Знаки поправок должны быть противоположными знаку невязки. С учетом поправок вычисляют уравненные превышения:

 

h _уравн = h _ср + V_h. (2.5)

 

Высоты точек геометрической сети определяют по формуле

 

Н _посл = Н _пред + h _ур, (2.6)

 

где Н _посл и Н _пред – высоты последующей и предыдущей точек.

Высоту исходной точки определяют из привязки к реперу сети высотной основы.

Другим графическим способом создания съемочного обоснования при мензульной съемке является проложение мензульных ходов. Схема построения таких ходов аналогична проложению теодолитно-высотных ходов при тахеометрической съемке и показана на рисунке 2.10. Однако горизонтальные углы в мензульных ходах не измеряют, а прочерчивают на планшете в виде направлений, вдоль которых откладывают расстояния измеренные кипрегелем-автоматом по кривой горизонтальных проложений. Превышения в мензульных ходах также измеряют кипрегелем-автоматом, используя соответствующие кривые превышений. Расстояния и превышения определяют дважды в прямом и обратном направлениях. Для контроля мензульные ходы прокладывают между исходными пунктами аналитической сети или в виде замкнутых полигонов. При этом линейная невязка не должна превышать 0,8 мм на плане. Высоты точек мензульных ходов вычисляют по уравненным превышениям, используя формулу (2.6) вычисления высот точек геометрической сети.

 

2.5 Подготовка планшета. Съемка ситуации и рельефа местности.

Оформление плана мензульной съемки

Мензульная съемка выполняется на листах плотной чертежной бумаги, которую наклеивают на планшет перед выходом на полевые работы. Для уменьшения деформации бумаги ее иногда наклеивают на лист фанеры или алюминия, и эту жесткую основу прибивают к планшету латунными гвоздями. Затем на планшет наносят опорные пункты аналитической сети (триангуляции, полигонометрии, точки теодолитных ходов), а при их отсутствии на планшете строят геометрическую сеть или прокладывают мензульные ходы.

После создания съемочного обоснования приступают к съемке ситуации и рельефа местности, которую выполняют обычно с точек опорной и съемочной сетей полярным способом.

Пусть мензула установлена в точке А местности, и с этой точки необходимо снять контур BCDE (рисунок 2.11). Для этого в характерной точке В контура устанавливают рейку и, визируя кипрегелем через точку a планшета на точку В местности, определяют по кривой горизонтальных проложений расстояние до точки В и откладывают его циркулем вдоль скошенного края линейки кипрегеля. В результате получают на планшете точку b, соответствующую точке В местности.

Затем, визируя кипрегелем на точки C, D, E местности, определяют положение этих точек на планшете. Соединив эти точки, получают контур bcde на планшете, подобный контуру BCDE местности. Аналогично снимают и другие точки вокруг станции А.

Если точки контуров являются характерными и в отношении рельефа местности, то на них кроме расстояния, измеряют еще и превышения по кривой превышений кипрегеля-автомата. Для этого начальную кривую кипрегеля при круге лево наводят на нуль рейки, установленной на высоте прибора, приводят пузырек уровня алидады вертикального круга в нульпункт и делают отсчет по номограмме превышений с меньшим коэффициентом. Зная отметку станции и прибавив к ней измеренное превышение (с учетом знака превышения), получают отметки (высоты) реечных точек. Эти отметки выписывают на планшете возле соответствующих наколов точек.

После получения отметок характерных точек рельефа местности вокруг станции, здесь же в полевых условиях, не сходя со станции, проводят горизонтали, используя при этом графический способ интерполирования с помощью кальки (восковки).

Интерполируют обычно линии с равномерными скатами местности, которые соединяют по характерным точкам рельефа. Все номера реечных точек, расстояния до них, превышения и их высоты записывают в журнал мензульной съемки.

Расстояния от станции до реечных точек не должны превышать в зависимости от масштаба съемки тех же величин, как и при тахеометрической съемке. Например, для масштаба 1:1000 эти расстояния составляют 80–100 м, а расстояния между пикетами должны быть не более 30 м.

Иногда с точек съемочной сети не удается снять все точки ситуации и рельефа местности, поэтому для установки мензулы определяют дополнительные точки, которые называют переходными. Положение переходных точек можно определять засечками, полярным способом, прокладкой мензульных ходов и решением задачи Потенота, которая дает возможность определить положение четвертой (переходной) точки по трем данным. Она имеет много решений. Наиболее простым из них является способ Болотова. Для решения задачи по способу Болотова устанавливают мензулу в переходной точке М и прикрепляют к планшету лист кальки (прозрачной бумаги). Наметив на кальке произвольную точку m, визируют через нее на точки А, В и С местности и прочерчивают направления mA, mB, mC (рисунок 2.12, а). Открепив прозрачную бумагу, передвигают ее по планшету, так чтобы прочерченные линии одновременно проходили через соответствующие точки a,b и c планшета. Достигнув этого, перекалывают точку m на планшет. Это и будет положение искомой точки, над которой стоит мензула (рисунок 2.12, б). Приложив скошенный край линейки кипрегеля к полученной точке и к одной из данных точек, ориентируют мензулу по линии и проверяют ориентирование по другим точкам. Измеряя превышения или углы наклона на точки А, В, С, определяют высоту станции. Расстояния при вычислении превышений можно определить по масштабу с планшета. Съемку ситуации и рельефа местности с переходных точек ведут так же, как и с точек съемочной или опорной сети.

В результате полевых работ, выполненных при мензульной съемке, получают план местности в карандаше. Иногда во время полевых работ ведут кальки контуров и высот, на которые переносят с планшета снятую ситуацию и отметки точек. Эти кальки помогают разрешить вопросы, возникающие в отдельных местах при оформлении плана.

План мензульной съемки оформляют с обязательным соблюдением условных топографических знаков для заданного масштаба. На плане подписывают высоты всех опорных, съемочных и реечных точек, а также высоты утолщенных горизонталей. Горизонтали не проводят через изображение водоемов, рек, каналов, железных и автомобильных дорог и других искусственных сооружений. Достоинством мензульной съемки является возможность составления топографического плана на местности одновременно с производством измерений, что позволяет обнаружить и исправить ошибки в холе съемки. К недостаткам мензульной съемки следует отнести громоздкость мензульного комплекта и зависимость работ от условий погоды.

 

 

НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

ОСНОВЫ ФОТОГРАММЕТРИИ

Понятие о фотограмметрии

Фотограмметрия (термин photogrammetrie является производным от греческих слов photos – свет, gramma – запись и metreo – измерение; дословно – измерение светозаписи) – научная дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и пространственного положения объектов в заданной координатной системе по их фотографическим и иным изображениям.

Фотограмметрия выделилась из геодезии в начале прошлого столетия благодаря применению новых начал измерительной техники, базирующихся на способности объектива строить изображения объектов, возможности регистрации этих изображений фотохимическими методами и измерения их с помощью оптических, механических, а позднее – и электронных приборов и инструментов.

При фотографировании объекта местности часть световых лучей, отраженных его точками А, В, С, D (рисунок 4.1), улавливается объективом фотокамеры, проходит через его узловую точку S и дает негативные изображения а, b, с и d точек объекта на светочувствительном слое в плоскости Р.

Если установить негатив Р в то положение, которое он занимал в момент фотографирования, и, воспользовавшись принципом обратимости фотографического процесса, осветить его, то световые лучи Sa, Sb, Sc и Sd пройдут через объектив S и те же точки объекта ABCD.

Поставив на пути световых лучей экран Р', в сечении его лучами светового пучка получим изображения a ⁰ b ⁰ c ⁰ d ⁰ тех же точек ABCD объекта в масштабе, зависящем от соотношения удалений экрана Р' от объектива S и этого объекта. Изменяя угол, под которым световой пучок пересекает экран Р', можно выполнять преобразование (трансформирование) изображения.

Методы построения и преобразования изображений объектов, основанные на использовании свойств одиночного аэроснимка, называются фотограмметрическими.

Так как оценка положения точек по высоте при такой обработке невозможна, то область применения методов фотограмметрии ограничи