Виды наземной топографической съемки. Мензульная съемка местности: описание, требования и особенности

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 .

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;
- - 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 .

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° .

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 .

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:

б). Определяют теоретическую сумму углов полигона:

где п - число углов теодолитного полигона

в). Находят угловую невязку:

г). Вычисляют допустимую угловую невязку:

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.

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:

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:

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:

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

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

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 .

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 .

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:

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:

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:

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:

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.

14.1. СУЩНОСТЬ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СЪЕМКИ

Горизонтальной съемкой называется совокупность измерительных действий на местности, дающих возможность построить графическое изображение горизонтальной проекции этой местности.
Предположим, что требуется произвести горизонтальную съемку участка местности, изображенного на рис. 14.1.
Прежде всего, выбирают на местности и закрепляют соответствующими геодезическими знаками точки A, B, С, F, G и H , которые будут служить опорными пунктами для съемки подробностей. Чтобы получить горизонтальную проекцию многоугольника (полигона) abcfgh , ориентированного относительно сторон горизонта, надо измерить на местности:

длины D 1 , D 2 , ..., D 6 сторон многоугольника ABCFGH ;
углы наклона этих сторон;
горизонтальные проекции углов поворота β 1 , β 2 , ..., β 6 ;
азимуты (либо дирекционные углы) a 1 , a 2 , ..., a 6 сторон многоугольника.

Рис. 14.1. Сущность горизонтальной съемки.

Положение подробностей, имеющихся на данном участке местности, определяют относительно опорных пунктов путем производства соответствующих линейных и угловых измерений. Способы съемки подробностей изложены в Лекции 12.
По результатам измерений на местности наносят на план сначала горизонтальные проекции a, b, c, f, g, h опорных пунктов, а затем контуры предметов местности.

14.2. СЪЕМКА УЧАСТКА МЕСТНОСТИ ЛЕНТОЙ И ЭКЕРОМ

Экером и лентой производят съемку лишь небольших участков местности при отсутствии более совершенных инструментов. В зависимости от характера снимаемого участка применяют следующие способы съемки экером и лентой:

способ разбивки участка на треугольники,
способ прямоугольных координат относительно магистрали,
способ обхода.

14.2.1. Способ разбивки участка на треугольники

При разбивке участка на треугольники (рис. 14.2) в каждом из них строят экером высоту и измеряют лентой основание и высоту. Результаты измерений тут же заносят на схематический чертеж, называемый абрисом (Нем. Abris - чертеж) . В дальнейшем по этим данным строят в заданном масштабе треугольники на бумаге, получая план снятого участка. Способ разбивки на треугольники применим на открытой местности.

Рис. 14.2. Абрис съемки разбивкой участка местности на треугольники.

14.2.2. Способ прямоугольных координат

Для съемки прокладывают прямую линию - магистраль (AВ на рис. 14.3). От точки А начинают измерение длины этой линии. Из контурных точек (на рисунке - из точек поворота ограды и углов дома) на магистраль AB с помощью экера опускают перпендикуляры, лентой измеряют длины этих перпендикуляров и измеряют расстояния от начальной точки A до основания каждого перпендикуляра. При съемке отмечаются также точки пересечения ограды с магистралью АВ иточки пересечения линий, являющихся продолжением стен дома, с линией AB.
При съемке ведется абрис - глазомерно составляемый чертеж, на котором показывают все снимаемые объекты и записывают числовые результаты всех измерений. По записям в абрисах впоследствии составляют план снятого участка.
Для контроля положения граничных пунктов участка измеряют лентой длины линий между соседними пунктами. При этом отмечают расстояния от начала данной линии до точек пересечения ее с контурами местности (например, с краями дороги, берегами речки и т. п.). Такой способ съемки называется способом промеров с точки на точку .

Рис. 14.3. Абрис съемки способом прямоугольных координат (перпендикуляров).

При составлении плана участка, снятого способом прямоугольных координат, сначала наносят в заданном масштабе на бумагу магистраль. Затем откладывают на ней измеренные абсциссы. В полученных точках строят перпендикуляры и откладывают измеренные ординаты граничных пунктов участка. Для контроля сравнивают полученные на плане и измеренные на местности расстояния между соседними пунктами. Убедившись в правильности их нанесения, накладывают снятую ситуацию, после чего оформляют план в установленных условных знаках.

14.2.3. Способ обхода

Для съемки таких объектов, в середине которых невозможно проложить магистраль (например, труднопроходимое болото, озеро, пруд), вблизи их границ разбивают многоугольник с прямыми углами (рис. 14.4). Углы этого многоугольника строят экером, а стороны измеряют лентой. Изгибы границы снимают способом прямоугольных координат относительно ближайшей стороны многоугольника.

Рис. 14.4. Абрис съемки способом обхода и прямоугольных координат.

Построение плана участка, снятого способом обхода, начинают с нанесения многоугольника. Затем на его основе наносят всю снятую ситуацию.
Недостаток плана, составленного по результатам съемки экером и лентой, состоит в отсутствии ориентировки относительно сторон горизонта.

14.3. ГЛАЗОМЕРНАЯ СЪЕМКА

Глазомерная съемка дает возможность быстро получать план местности без применения сложных инструментов. Она не отличается большой точностью, но выполняется значительно быстрее любого другого способа наземной съемки.
При глазомерной съемке углы поворота хода строят с помощью визирной линейки (рис. 14.5) на ориентированном по компасу планшете, представляющем собой папку из толстого картона (рис. 14.6).

Рис. 14.5. Визирная линейка.

Рис. 14.6. Визирование при глазомерно-углоначертательной съемке.

Длины сторон хода, прокладываемого при глазомерной съемке обычно измеряют шагами, считая либо их пары, либо тройки. В первом случае легко осуществляют перевод числа пар шагов , содержащихся в измеренном расстоянии, в соответствующее число метров
Счет троек шагов не так утомителен и, кроме того, производится попеременно под правую и левую ногу, что не особенно напрягает съемщика. Счет числа шагов облегчается применением шагомера.
Длину пары, или тройки шагов определяют, проходя обычным шагом вдоль какой-либо линии, длина которой известна. Для откладывания расстояний, измеренных шагами, пользуются масштабом шагов. Методика построения масштаба шагов изложена в Лекции 6.
Точность измерения расстояний шагами довольно разнообразна: она зависит как от опытности съемщика, так и от условий местности. На ровной местности длина шагов постоянна. На бугристой или наклонной поверхности длина шагов различна и измерение расстояний становится менее точным. В среднем принимают относительную ошибку измерения расстояний шагами 1:50.
Для построения плана при глазомерно-углоначертательной съемке к планшету прикалывают бумагу. Ход выполнения съемки рассмотрим на следующем примере.
Предположим, что нужно заснять маршрут из д. Ивановка в д. Новая (рис. 14.7). Съемщик становится в точке 1 на дороге и; держа в левой руке планшет, ориентирует его по компасу. Сообразуясь с направлением маршрута, он намечает на бумаге положение исходной точки 1 так, чтобы весь маршрут поместился на планшете; Тут же на бумаге прочерчивается направление меридиана СЮ .

Рис. 14.7. Маршрут глазомерной съемки.

Вращая визирную линейку около точки 1 на планшете, съемщик направляет ее на следующую точку 2 и прочерчивает линию вдоль бокового ребра линейки. Сохраняя планшет ориентированным, съемщик зарисовывает на нем окраину д. Ивановка и вершину, по которой проходит граница леса, визируя на характерные точки с помощью линейки и измеряя расстояния на глаз. Эти расстояния он откладывает на планшете, пользуясь шкалой линейки.
Закончив работу в точке 1 , съемщик идет по дороге к точке 2 , считая число троек (пар) шагов. Дойдя до этой точки, он откладывает по масштабу шагов пройденное расстояние вдоль прочерченной линии, получая на планшете положение точки 2 .
Прочертив на ориентированном планшете линию при визировании на точку 3 , съемщик переходит в эту точку, считая тройки шагов. Нанеся точку 3 на планшет, он визирует на точку 4 и двигается по направлению к ней.
Так как вблизи хода имеется пирамида , являющаяся хорошим ориентиром, по которому можно проверять съемку, то положение ее определяется засечкой с точек 2 и 3.
На полях бумаги выполняют перспективные зарисовки ориентиров и, кроме того, помещают таблицу принятых условных обозначений, называемую легендой.
Последующая съемка маршрута производится в том же порядке. Положение точки 4 проверяется по пирамиде.
Глазомерное изображение рельефа на планшете должно отображать общий ландшафт местности и давать возможность отличать на плане одну форму рельефа от другой.
При необходимости произвести общую съемку участка местности прокладывают на этом участке сомкнутый ход. Линейная невязка хода считается допустимой, если она не превосходит 1/50 части его периметра. Распределяется невязка способом параллельных линий.
Как было указано, расстояния при съемке подробностей определяются на глаз.
Глазомерное определение расстояний основано на способности нашего зрения ощущать глубину расположения предметов при рассматривании их одновременно обоими глазами. Однако эта способность зрения ограничена расстоянием до 500 м. Поэтому при необходимости глазомерного определения более длинных расстояний учитывают, что предметы становятся видимыми в ясную погоду примерно на следующих расстояниях от наблюдателя с нормальным зрением:
Заводские трубы и башни от 16 до 21 км
Деревни и большие дома............. ...... 9 м
Небольшие дома................................. 5
Окна в домах....................................... 4
Отдельные деревья, видимые на фоне небосвода 2
Километровые столбы на дорогах и одиночные люди 1
Переплеты в окнах.......................... 500
Цвета и части одежды..................... 250
Черепицы и доски на крышах............ 200
Лицо человека................................ 160
Глаза......................................... 60

Кроме того, при глазомерном определении расстояний полезно учитывать следующие обстоятельства:

ярко освещенные и окрашенные предметы кажутся ближе, чем слабо освещенные или окрашенные в темные тона. По этой причине, в пасмурную погоду все расстояния кажутся больше действительных;
предмет кажется находящимся на большем расстоянии, если между ним и глазом наблюдателя имеются промежуточные предметы. При отсутствии последних, например, на воде, расстояния кажутся меньше действительных.

Легко определяется расстояние до предмета, высота которого известна . Для этого, держа карандаш отвесно в вытянутой руке, отмечают на нем отрезок, закрывающий наблюдаемый предмет, и затем этот отрезок измеряют. Искомое расстояние S определяется из подобия двух треугольников (рис. 14.8).

Рис. 14.8. Определение расстояния до предмета с известной высотой
а - расстояние от глаза до карандаша, в среднем равное 0,60 м; L - известная высота предмета;
l - длина отмеченного отрезка на карандаше.

На приведенном соотношении основано определение расстояний с помощью стандартной спичечной коробки. Если держать ее в вытянутой руке, то длина коробки закрывает предметы, имеющие высоту равную 1/10 расстояния до наблюдателя; ширина коробки - 1/30 расстояния.
Подобным образом можно определять расстояния, пользуясь пальцами. Так, концы сложенных вместе указательного, среднего и безымянного пальцев при вытянутой руке с ладонью, обращенной ребром вниз, закрывают предметы, имеющие высоту, равную 1/20 расстояния до предмета.

Для облегчения определения расстояний до предметов с известными высотами приведены некоторые часто встречающиеся в практике размеры:
Рост человека.................................. 1,7 м
Высота телеграфного столба.......... 6
Средняя высота леса...................... 20
Высота ж.-д. вагона........................ 4,2

При глазомерной съемке местности полезно уметь измерять углы без инструментов.

Вопросы для самоконтроля:

Какую съемку местности называют горизонтальной?
Для каких целей на местности устанавливают геодезические знаки?
Какие измерения необходимо произвести на местности чтобы получить горизонтальную проекцию полигона?
Для каких целей предназначен экер?
Какие способы съемки экером и лентой Вы знаете?
В чем сущность съемки лентой и экером способом разбивки участка на треугольники?
В чем сущность съемки лентой и экером способом прямоугольных координат?
Какова последовательность действий при составлении плана участка снятого лентой и экером способом прямоугольных координат?
В чем сущность съемки лентой и экером способом обхода?
Какие основные достоинства и недостатки глазомерной съемки?
Какой порядок глазомерно-углоначертательной съемки?
Как построить масштаб шагов?
Как определяется расстояние при глазомерной съемке?
Как определить расстояние до предмета высота которого известна?
Как построить на местности перпендикуляр при глазомерной съемке?

Лекция 6. Топографическая съемка местности. Измерения по картам. Ориентирование на местности.

Топографическая съемка местности – это комплекс полевых и камеральных работ, необходимых для создания топографических карт и планов.

Перед началом полевых работ проводится ознакомление с местностью (рекогносцировка ) и подготовка планово-высотного обоснования съемки.

Все полевые измерения при съемке выполняются с точек планово-высотного обоснования и относительно них наносятся на карту точки пикетов . Пикеты могут быть высотными или планово-высотными.

Тахеометрическая съемка

Мензульная съемка

Плановое нивелирование поверхности

Контурно комбинированный способ

Стереофотограмметрический метод

Съемка с помощью глобальных систем позиционирования

Съемка с использованием лазерных сканеров

Глазомерная съемка . Значение: рекогносцировка, кроки, абрисы. Оптимальный инструмент для глазомерной съемки – планшет с укрепленным на нем компасом и визирная линейка. Удобно закрепить планшет на длинной заостренной палке длиной 1,2-1,5 м, которая играет роль штатива. Компас служит для ориентирования по магнитному меридиану. Горизонтальные углы определяют графически, высоты не определяют. Расстояние – шагами. 2 вида глазомерной съемки: на чистом листе и на «скелете» карты.

Тахеометрическая съемка (тахеометрия в переводе с греческого – быстрое измерение) выполняется с помощью теодолита или тахеометра.

Положение пикета определяется с помощью одного визирования: 1) по горизонтальному лимбу – направление линии; 2) по дальномеру – расстояние; 3) вычислением по измеренному вертикальному углу – превышение.

Результаты измерений фиксируют в журнале съемки, обязательно включающем кроки – схематические зарисовки ситуации и рельефа местности (на доске). План (карту) составляют в камеральных условиях после обработки измерений.

Порядок действий при тахеометрической съемке:

· Установка прибора на одной из точек планово-высотного обоснования, его центрирование и горизонтирование, измерение высоты прибора;

· Наводят прибор на рейку, установленную на другой точке планово-высотного обоснования на высоту прибора, выставляют горизонтальный лимб на 0;

· Измеряют горизонтальные и вертикальный углы при КЛ и КП, считают 2с и МГ;

· Съемка пикетов: только при КЛ измеряют горизонтальный и вертикальный углы, дальномерные отсчеты. По возможности наводятся на высоту прибора, в иных случаях фиксируют высоту визирования.

· По завершению работы на станции вновь проверяют 2с и МГ.

Значение реечника. Густота пикетов зависит от сложности контуров и характера рельефа. При несложном рельефа берут не более 1 пикета на 1 см 2 плана, при сильнорасчлененном – 4-5.

Выполнение плана происходит в камеральных условиях. Сначала наносятся точки планово-высотного обоснования, потом ситуация, потом рельеф. Интерполяция горизонталей (на доске).

В мензульной съемке измерения и построение картографического изображения производится непосредственно в поле с помощью специального чертежного столика на треноге (мензулы) и оптико-механического прибора (кипрегеля). Горизонтальный угол – только графически. Расстояние – нитяной дальномер. Превышение – номограммы (на доске). Раньше очень широко применялась, сейчас редко в силу большой зависимости от погодных условий.

Электронный тахеометр – сочетание трех устройств: электронного теодолита, лазерного светодальномера и микрокомпьютера. По уровню автоматизации выделяют электронные тахеометры с визуальным наведением на цель и роботы (тахеометры-автоматы).

Поскольку на экран электронного тахеометра может выводиться как численная, так и картографическая информации, получается «электронная мензула» со всеми достоинствами мензульной и тахеометрической съемки.

Нивелирование поверхности используется на плоских участках местности в основном для съемки рельефа. Съемка ситуации возможна при применении нивелиров с горизонтальным лимбом.

Участок съемки разбивается на сетку квадратов или прямоугольников. Шаг ячейки подбирается в соответствии с расчлененностью рельефа. Обязательное условие – наличие одной точки с известной высотой. Устанавливают прибор в произвольном месте, визируют на точку с известной высотой и определяют горизонт инструмента.

Горизонт прибора – абсолютная высота плоскости, в которой находится оптическая ось зрительной трубы нивелира:

H пр = H 1 + Ор (Ор – отсчет по рейке, установленной в точке с известной высотой)

Высота пикетов H точки = H пр - Oр

Последний этап – интерполяция горизонталей и нанесение ситуации.

Аэрофототопографическая съемка наиболее широко применяется в настоящее время. Делится на контурно-комбинированный и стереофотограмметрический способ . Общее для обоих способов то, что для составления ситуации (контуров) используются аэрофотоснимки или космические снимки высокого разрешения. Для составления рельефа в контурно-комбинированном способе применяются данные полевых измерений (нивелирования), а при стереофотограмметрическом данные о рельефе получают с помощью стереофотограмметрической модели по стереопаре снимков на универсальном стереофотограмметрическом приборе.

Технологическая схема контурно-комбинированного способа идет параллельно по двум ветвям. Первая заканчивается составлением ситуационного плана и включает 7 звеньев: организация летносъемочного процесса – привязка снимков – дешифрирование снимков – сгущение опорной сети точек – трансформирование снимков – монтаж снимков – составление ситуационного плана. Вторая ветвь посвящена получению данных о рельефе и включает: организация съемочного процесса – непосредственно полевые работы – уравнивание высот – интерполяция горизонталей. Заключительный этап – совмещение ситуационного плана и рельефа.

Большинство людей после приобретения земельного участка планирует в дальнейшем построить на нем загородный дом, торговое заведение или здание определенного функционального назначения. Какие документы нужны для такой сделки? Прежде всего, план с размерами, расположением строений и коммуникаций, причем как наземных, так и подземных. Для оформления такой документации проводится топографическая съемка участка, которая предоставляет полную информацию об особенностях местности и ее

В качестве исключения здесь выступают поскольку они обычно покупаются или арендуются для последующего выращивания различных культур и их реализации на торговых точках. Однако в некоторых случаях даже при таком использовании земель рекомендуется делать топографическую съемку, для того чтобы определить условную нулевую точку. Именно по отношению к ней будет исследоваться участок на географические особенности, такие как овраги, возвышенности, канавы и другие.

Топографическая съемка - что это такое?

Для получения точных планов участков или оригинальных карт местности проводится определенный комплекс работ, который называется топографической съемкой. Все получаемые измерения соответствуют стандарту и предоставляются в форме общепринятого ГОСТа 22268-76.

Выделяют три вида наземной съемки:

Плановая;

Высотная;

Комбинированная.

Например, горизонтальная (плановая) определяет координаты местности по отношению к поверхности Земли, вертикальная - высоту этих точек.

Топографическая съемка позволяет измерить точное расстояние определенного участка, его углы и прочее. Для выполнения этой работы применяют специальные инструменты.

Разновидности топографической съемки

Исходя из масштаба сегодня существуют следующие разновидности топографической съемки:

Подеревная - проводится при обустройстве ландшафта, указывая точное расположение растущих деревьев на плане участка.
1:200 — сверхкрупная. Она используется при обустройстве строительных участков и позволяет получить наиболее точные размеры присутствующих на нем различных строений и других элементов.
1:500 — «пятисотка». Этот вид применяется для составления подробных чертежей и генерального плана расположения инженерных коммуникаций, которые проходят вдоль строительного участка.
1:2000 - такой масштаб топографической съемки используется для создания планов и схем населенных пунктов (поселков и городских микрорайонов) и больших производственных предприятий.

Виды топографической съемки в зависимости от технологического процесса

Топографическую съемку можно условно разделить на виды, учитывая используемое оборудование во время проведения данных работ:

теодолитная - комплекс наземной съемки, предназначенный для получения метрических данных, производится с помощью дальномеров и теодолита;
стереотопографическая - характеризуется получением первичной информации при использовании стереопары;
буссольная топографическая съемка производится таким оборудованием, как дальномеры и буссоли;
мензульная - выполняется с помощью кипрегеля и мензулы;
аэрофотосъемка - позволяет получить фотографическое изображение, используя летательные аппараты;
цифровая - процесс получения оптического изображения, которое впоследствии передается на определенный носитель;
гидролокационная съемка позволяет получить информацию о дне различных водоемов, выполняется гидролокатором.

Цель проведения топографической съемки и геодезических работ

Перед проведением строительства обязательно выполняются геодезические работы, а также последующая съемка. Первые необходимы для получения точных показателей расстояний, высот и углов, определения площади участка, его границ и географических координат. А вот профессиональная топографическая съемка проводится с целью создания карт и схем строительных и других участков. С ее помощью можно построить точную цифровую 3D-модель данной местности. Чаще всего используется съемка крупных масштабов. Благодаря ей появилась возможность проектировать ландшафтные дизайны, обновлять генпланы и составлять чертежи.

Порядок проведения топографической съемки

Если на строительном участке необходимо провести геодезические работы, тогда следует знать порядок проведения подобной процедуры, чтобы грамотно выполнить всю необходимую подготовку. Выполнение топографической съемки состоит из нескольких последовательных этапов:

Подготовительный. Проводится заключение контракта, подготовка необходимой документации и посещаются соответствующие органы с целью получения разрешения на выполнение данных работ.
Полевой. На этом этапе выполняется съемка.
Итоговый - это завершающий шаг, на котором составляется технический отчет и план, а также выполняется сдача работы.

Как видно из последнего этапа, заказчик после выполнения всех необходимых манипуляций получает готовый топографический план и подробный отчет. Важно знать, что общая стоимость и качество проведения топографической съемки полностью зависят от особенностей рельефа участка и его площади, поэтому предварительные геодезические услуги рекомендуется заказывать в полном объеме. Только в этом случае полученные результаты работы облегчат специалистам последующее выполнение топографической съемки.

Топографическая съёмка земельного участка является наиболее востребованным комплексом среди изыскательных геодезических работ. Как в прошлые времена, так и сейчас большим спросом пользуется исчерпывающая информация об объектах, расположенных на каждом участке местности. Сюда также входят данные о рельефе почвы, местоположении и расстояниях между предметами и объектами.

Общие сведения о топографических съёмках

Многих домовладельцев и арендаторов интересует вопрос: для чего нужна топографическая съёмках. В результате её проведения разрабатывается подробный топографический план. План - это отображение состояния определённого участка в меньшем размере - масштабе. Любая геодезическая компания предоставляет услуги по подготовке и изготовлению топографических планов конкретной местности на современном рынке земли.

Что такое топографическая карта? Этот документ содержит информацию об объектах, расположенных на обследуемом участке. Здесь же размещены условные знаки, обозначающие подведение подземных коммуникаций, высотные отметки, горизонтали и прочие необходимые данные.

Топографические документы подготавливаются как в электронном, так и в привычном бумажном виде.

Масштабы составления топографических карт

Токосъёма земельного участка проводится в различных масштабах. Выбор подходящего масштаба зависит от предстоящих работ по геодезии. Чтобы составить план объекта в точном подробном виде, необходимо выбирать более крупный масштаб, т. к. мелкое изображение менее информативно для заказчика.

Крупномасштабная токосъёма участка более высокоточная, она содержит больше объектов и контуров, даже кусты и подземные коммуникации. Работы, выполненные в более крупном масштабе, имеют более высокую стоимость, в сравнении с мелкой картой на идентичную площадь.

Для проведения инженерно-строительных работ наибольшей популярностью пользуется топографическая съёмка местности в масштабе 1:200 - 1:500. Данные размеры масштабов позволяют размещать на карте капитальные строения с указанием следующих подробностей:

Дорожные сети.
Столбы освещения.
Выходы подземных инженерных коммуникаций.
Ограды.
Водные объекты.
Зелёные насаждения.
Прочие особенности ландшафта.

Как сделать топографическую съёмку конкретной территории? Каждая топографическая съёмка участка проводится с использованием специализированных приборов, обеспечивающих необходимую и достаточную точность в соответствии с заданным объёмом работ и целесообразностью трудовых затрат.

Зачем проводят топосъёмку земельного участка

Чтобы здание, построенное на определённом земельном участке, обладало официальным статусом, необходимо сделать топографическую съёмку Без данного мероприятия также невозможно снести уже возведённое строение, даже по решению суда.

Топографическая съёмка и составление топографического плана осуществляются в масштабе 1:500. Если исследуются крупные промышленные объекты, можно использовать масштаб 1:1 000, а также 1:2 000. Только после составления проекта, выдаётся разрешение на строительство объекта.

Топографические съёмочные работы пользуются популярностью при проведении следующих работ:

Реконструкция коммуникаций на частных участках(документ нужен, например, для газовых служб).
Благоустройство земельного участка. Сюда входит обустройство освещения, подвод тротуаров, проездов, посадка зелёных насаждений, оформление водных объектов, декоративных оград, выравнивание рельефа и пр. Составляется специальный подробный ландшафтный дополн. Этот документ нужен для работы ландшафтного дизайнера и прочих проектных организаций.
Покупка или продажа муниципальной земли. Представители муниципальных или государственных органов требуют подробную схему расположения земельного участка. Будущие обладатели могут столкнуться с проблемами при последующих строительных работах на приобретённом участке (процесс может быть нарушен прохождением различных инженерно-строительных коммуникаций по данной территории).
Инвентаризация коммуникационных сетей. При составлении данной топосами требуется обозначить не только коммуникацию, но и её высоту, а также объекты, прилегающие к ней с заданными расстояниями от оси.
Получение порубочного билета. Для данного документа составляется специальная топографическая съёмка с указанием всех наземных объектов: зданий, дорог, деревьев, кустарников. Земля на карте помечается деревьями, предназначенными к плановой вырубке либо обрезке.
Создание генерального плана застройки. Этот документ базируется на топографических планах, разработанных в масштабе 1:500. С их помощью составляется полное представление об общей территории.
Вычисление объёмов земляных работ. Геодезическая съёмка помогает составить проект и посчитать объем предстоящих работ. Геодезия также применяется для расчётов по земляным работам, проделанным ранее. При этом используются высотные отметки, размещённые на топографическом плане.

Согласование топографической съёмки не состоится без предоставления обязательных изыскательских документов. По непроверенным данным, срок действия топографической съёмки в среднем равняется двум годам.

Если сделать топографическую съёмку земельного участка на должном уровне, можно получить исчерпывающую информацию о состоянии местности, где будет расположен новый строительный объект. На основании полученных данных составляется подробный грамотный проект, учитывающий реальное расположение предметов и особенностей рельефов почвы.

Прокладывание коммуникаций, строительство и сдача строения в эксплуатацию будут произведены без дополнительных осложнений.

Виды топографических съёмок

Топографическая съёмка это работа, выполняемая с целью получить план или карту местности. Если нужен план с простым изображением ситуации, осуществляется горизонтальная съёмка (контурная, плановая).

Для проведения топографической съёмки используются различные приборы и специальные приспособления. При этом производятся измерения, позволяющие определить высоты точек поверхности земли - нивелирование.

В зависимости от используемого оборудования и способов ведения работ, топографические съёмки подразделяются на следующие категории:

теодолитная съёмка;
тахеометрическая;
мензульная;
наземная стереофотосъёмка;
аэрокосмическая фотосъёмка

Теодолитная съёмка, что это такое

При этих работах используется специальный угломерный прибор - теодолит в комплекте со стальной мерной лентой. Данный метод даёт возможность замерять расстояния и горизонтальные углы. Сделанный готовый документ представляет собой ситуационное изображение местности в виде плана, где нанесены контуры всех предметов, расположенных на конкретной местности.

Тахеометрическая съёмка

Здесь необходимо приспособление под названием тахеометр. В съёмочный процесс входит измерение вертикальных, горизонтальных углов, расстояний до точек. По итогам камеральных измерений изготавливается топографическая карта местности. Инженерная практика наиболее часто и широко использует данный вид съёмки

Мензульная съёмка

При съёмке этим способом применяется оборудование под названием - мензула. Сюда входят следующие составляющие: кипрегель, дальномер, вертикальный крут, горизонтальный столик. План местности изготавливается непосредственно в полевых условиях.

Основное преимущество данного метода: возможность своевременно контролировать полученные измерения путём сопоставления плана и реального изображения.

Наземная стереофотосъёмка

Фототеодолит - это приспособление, сочетающее фотокамеру с теодолитом. Местность снимается с базиса (двух точек линии), фотоснимки обрабатываются при помощи специального оборудования (фотограмметрических приборов).

В результате получается качественный топографический план местности. Такой метод очень популярен для геологических, а также дорожных изысканий в горных районах, карьерах, оврагах и т. п.

Аэрокосмическая фотосъёмка

Это наиболее прогрессивные, максимально автоматизированные работы. Для их выполнения применяются аэрофотоаппараты, которые монтируются на летательные аппараты. При проведении такой съёмки доступны сложные геодезические измерения.

Здесь применяется планово-высотная привязка снимков к точкам на местности (опорные точки). За короткий период времени получаются точные топографические карты и планы больших территорий.

В перспективе планируется широкое использование спутниковых систем позиционирования, которые эффективно решают задачи земельных и городских кадастров.