ДИСТАНЦИОННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ "НАЗЕМНЫЕ СЪЕМКИ МЕСТНОСТИ"

    НАЗЕМНЫЕ  СЪЕМКИ  МЕСТНОСТИ                                                 (ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ)

Рекомендуемая литература:

1.     М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев – ГЕОДЕЗИЯ, учебник, 2015, с.119-136.

Созданию планов и карт местности предшествуют производственные работы, одним из этапов которых являются съемки местности. Производственные работы делятся на три стадии:                                                1) подготовительный этап, в ходе которого определяются цели работ, методы выполнения работ; выполняется подбор рабочего персонала, подготовка материалов и оборудования. Кроме того, изучаются имеющиеся данные по изучаемой территории – карты, планы, профили, пункты ГГС ит.д.

2) полевые работы – непосредственно съемка местности , в результате которой набирается цифровой материал для последующей обработки. Иногда создается полевой оригинал плана местности;

3) камеральные работы  -  выполняются в кабинетных условиях на производстве, в ходе которых выполняется окончательная обработка полевых  материалов с построением планов или карт.         

         Съемки выполняются геодезическими приборами – электронными или оптическими тахеометрами, теодолитами, нивелирами , дальномерами или с  использованием    GPS-оборудования.  Выбор приборов определяется производственным заказом на съемку требуемой точности.

         Классифицировать съемки можно по разным признакам. Во-первых, делим на наземные,  дистанционные и  комбинированные. Дистанционные съемки – съемки с летательных аппаратов (аэрофотосъемка и космическая съемка). К комбинированным съемкам относят фототопографическую ( фототеодолитную) съемку, которая выполняется с помощью фототеодолита или специальных цифровых систем с двух точек закрепленного на местности базиса. В фототеодолите вместо зрительной трубы установлен фотоаппарат.

         В зависимости от целей производства крупномасштабные съемки подразделяют на плановые, планово-высотные и высотные съемки.

         Плановая (горизонтальная, контурная) съемка позволяет получить информацию только о плановых координатах точек местности – Х, У. Плановая  съемка, как правило, выполняется теодолитом с применением мерной ленты для измерения расстояний. В этом случае она называется теодолитная. Но плановая съемка может выполняться и с помощью буссоли (буссольная съемка) и глазомерно с помощью компаса и планшета (глазомерная съемка).  Буссольная и глазомерная съемки отличаются невысокой точностью, но могут быть полезны при проведении специальных географических или геологических исследованиях. Кроме того, они часто используются при рекогносцировке (обследовании) местности перед основными съемками.

         Планово-высотная (топографическая)  позволяет получить данные не только о плановых координатах, но и  о высотах точек  Н над уровнем моря, а значит и о формах рельефа -  Х, У, Н. Самой распространенной топографической съемкой является тахеометрическая.  Она производится с применением теодолита-тахеометра ( теодолита с вертикальным кругом) и дальномерной рейки.  Этот вид съемки далее будет рассмотрен подробно. Помимо тахеометрической съемки , в свое время широко применялась так называемая мензульная (углоначертательная) съемка. Эта съемка позволяет на планшете – мензуле  с помощью угломерного прибора - кипрегеля прочерчивать  непосредственно в полевых условиях направления и наносить снимаемые объекты на бумагу. Эта съемка применялась очень широко особенно в сочетании с фотопланом местности, который закреплялся на поверхности мензулы. Сейчас мензульная съемка применяется редко в связи с широким применением электронных тахеометров. Информация о съемке, накопленная в памяти электронного тахеометра, сбрасывается в компьютер, на котором автоматически обрабатывается цифровой материал с выводом готовых материалов – планов или карт.

         Высотная (вертикальная съемка, нивелирование поверхности)  дает возможность узнать превышения между точками и , следовательно, высоты точек над принятой уровенной поверхностью.  Производится с помощью нивелира и нивелирных реек. При этом плановые координаты не определяются.

         Очевидно, что съемки можно классифицировать и по используемым приборам: теодолитная, буссольная, глазомерная съемки, нивелирование, мензульная съемка , стереофотосъемка, GPS-съемка.

         В ходе GPS-съемки, которая использует систему спутниковой навигации, могут выполняться как  плановая, так  и топографическая съемки.

         Выполнение топографических съемок регламентируют специальные инструкции      СН – 212 - 73.  В них, в частности, отмечается, что при съемке строительных участков площадью  до 1 км²  применяется частная система координат и высот.     

Перед выполнением съемки местности должно быть создано рабочее съемочное обоснование (съемочная сеть) , то есть на местности закрепляются колышками определенные точки, положение которых определяется в частной (условной) или общегосударственной системе координат. Если снимаемый участок превышает 1 км²  , план должен составляться в государственной системе координат. Для этого пункты съемочной сети должны привязываться к пунктам ГГС. Съемочное обоснование чаще всего создается методом теодолитных ходов.  Теодолитные ходы строятся , как правило, полигонометрически, то есть в виде замкнутых ходов (полигонов), либо разомкнутых ходов.  Предельные длины ходов зависят от масштабов съемки и регламентируются. Для незастроенной территории  d от 40 м  до 350 м, для застроенной - от 20 м.

Точки теодолитного хода должны располагаться там, где обеспечива-ется их сохранность на период работ, в местах удобных для производства угловых и линейных измерений. Закрепление выполняют в виде временных или постоянных знаков. Используются деревянные колышки, металлические штыри, трубки, которые вбиваются вровень с землей. На асфальте, бетоне точки могут быть обозначены краской. Для постоянного закрепления можно использовать металлические трубки с бетонным якорем внизу.

При применении условной системы координат координаты начальной точки задаются условно, например, нулевыми значениями. При этом определяют магнитный азимут начальной стороны 1-2 с помощью ориентир - буссоли на теодолите. Направление исходной стороны можно определить и по Солнцу. Самый простой метод заключается  в измерении угла от полуденной линии до определяемого направления. Для этого в истинный полдень для данной местности закрепляют направление тени от верти-кально установленной вешки в начальной точке. В это время дня тень показывает северное направление географического меридиана  данной точки. Закрепляют продолжение тени и измеряют угол по часовой стрелке от направления тени до направления 1-2. Этот приближенно определенный азимут принимается за дирекционный угол  αо   начальной стороны хода.

При построении на местности теодолитных ходов углы измеряются теодолитами технической точности Т15 и Т30  двумя приемами, а при измерении точным теодолитом Т5  - одним приемом.

Длины линий измеряются в прямом и обратном направлении мерными лентами или рулетками. Расхождения в длинах линий не должно превышать величины 1/1500. При неблагоприятных условиях измерений ( высокая трава, кочки, заболоченность)  -  1/800.  Оценка расхождения выполняется так. Определяют среднюю длину из двух определений  Dср,  разность этих длин  ΔD =ǀDпр - Dобрǀ   и отношение   ΔD/ Dср  в  виде  дроби   с единицей в числителе -  1/ (Dср/ ΔD), которое и сравнивают с нормативной относительной погрешностью.  Если углы наклона сторон превышают 2˚  , то измеренные наклонные расстояния приводят к горизонту по формуле:        d = D * cos ν.

Вычислительная  обработка ходов может выполняться автоматически на компьютере, если произведена запись на магнитные носители информации в электронном тахеометре. Если измерения выполняются  обычными геодезическими приборами , то запись результатов измерений  ведется в полевом журнале. Часть материала  обрабатывается непосредственно в полевых условиях:  с помощью калькулятора вычисляют углы в полу-приемах, среднее значение, оценивают расхождения в длинах сторон, измеренных в прямом и обратном направлениях.

В ходе камеральной обработки  в итоге получают координаты точек хода. Вычисления  выполняют  в определенной последовательности. 

ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЕМКА

         Теодолитную съемку называют также горизонтальной съемкой, контурной съемкой, поскольку она позволяет получить контурный план местности без изображения на нем рельефа.

         Чаще всего она производится  на участках с равнинным рельефом и сложной ситуацией, когда территория застроена, имеются железнодорожные узлы, аэродромы и т.д.

         Съемочным обоснованием являются  рассмотренные ранее теодолитные ходы - разомкнутые или замкнутые. Напомню, что для построения плана в государственной системе координат обязательна привязка  к пунктам государственной или местной геодезической сети, чтобы контролировать измерения и обеспечивать необходимую точность. 

            На основе закрепленного на местности теодолитного  хода выполняется съемка объектов местности, то есть снимается ситуация. Снять ситуацию – определить положение характерных точек объектов относительно линий съемочного обоснования (линий теодолитного хода). Характерными точками могут выступать точки пересечения дорог, углы зданий, заборов, изгибы контуров, отдельно расположенные объекты-столбы, деревья, трубы и т.д.    В ходе съемки составляется  абрис – схематический чертеж  участка местности с результатами  измерений и пояснительными надписями.

Съемку ситуации в ходе теодолитной съемки производят различными способами в зависимости от условий местности и удобства производства измерений. Применяют такие способы съемки ситуации, как способ перпендикуляров, полярный способ, способ угловой засечки, линейной засечки, способ створов, наземно-космический.

ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Тахеометрическая съемка самый распространенный вид наземных топографических съемок, отличается высокой производительностью, то есть это достаточно быстрый вид съемки. Тахеометрия в переводе с греческого  языка        «быстрые измерения».

         При такой съемке одновременно выполняется горизонтальная и верти -кальная съемка , по результатам которой составляется план местности в               горизонталях, то есть с изображением ситуации и рельефа. Это планово-высотная съемка, которая применяется для создания крупномасштабных планов небольших участков .

         Плановое положение точки получают полярным способом, а высоту  тригонометрическим нивелированием.  Расстояние в тахеометрии изме -        ряют нитяным дальномером. Этим и обеспечивается быстрота съемки,          когда одним наведением на рейку обеспечивается и привязка точки в плане          и определяется ее высота. 

         Тахеометрическую съемку ситуации и рельефа удобнее всего выпол -           нять специально предназначенными для этой цели электронными или           номограммными тахеометрами -автоматами, которые позволяют автома -  тически получить превышение и горизонтальное расстояние. В произво -     дстве продолжает широко использоваться и обычный оптический теодолит Т30 и его модификации, который снабжен вертикальным кругом и нитяным дальномером, то есть является теодолитом-тахеометром. В этом случае обработка    ведется   в специальном журнале, в котором и вычисляются горизонтальные расстояния и   превышения по формулам тригонометрического нивелирования.  

         Номограммные тахеометры ТН в настоящее время уже не выпускаются. Расстояния и превышения снимаются в них непосредственно в поле зрения зрительной трубы по номограммным нитям.

         Электронный (цифровой) тахеометр объединяет в себе возможности электронного теодолита, высокоточного светодальномера и полевого компьютера.       Расстояния определяются встроенным светодальномером с применением с применением призменного отражателя, отражающей пластинки или отражающей пленки, которые устанавливаются или закрепляются в конце измеряемой линии на местности. Управление процессом измерений ведется с помощью многофункциональных клавиш, результаты – отражаются на жидкокристаллическом мониторе тахеометра и записываются во внутреннюю память прибора емкостью 10-20 тысяч измерений. Результаты измерений могут переписываться в компьютер для последующей обработки. На третьем курсе вас подробнее ознакомят с электронным тахеометром.                                      

         Перед съемкой создается геодезическое обоснование , с пунктов которого  в дальнейшем выполняется тахеометрическая съемка. То есть на местности должны быть закреплены точки, координаты и высоты которых определены с надлежащей точностью  при проложении теодолитно-нивелирного хода либо тахеометрического хода.   Тахеометрический ход может прокладываться заранее либо в процессе съемки. В качестве станций выбирают пункты на возвышенных местах с хорошим обзором. Расстояние между станциями зависит от масштаба будущего плана. Чем крупнее масштаб, тем короче должны быть линии визирования. Основные масштабы 1:500,  1: 1000;  1: 2000. Принимают масштаб в зависимости от условий съемки, рельефа, стадии проектирования, назначения съемки.    Съемочное обоснование может быть выполнено в виде трассы линейного сооружения, в виде замкнутого полигона, в виде микротриангуляции.   

  Съемка ситуации и рельефа  выполняется после создания планово-высотного обоснования, увязки превышений и координат .  Положение точек в плане определяется  полярным способом, а высоты  - тригонометрическим нивелированием. Реечные точки (пикеты)      не закрепляют на местности, а рейки ставят непосредственно на   землю. Число точек зависит от рельефа, видимости и масштаба съемки. От масштаба съемки зависят также расстояния между точками и величина сечения рельефа, назначаемого при проведении горизонталей  на плане.

Масштаб   съемки	1:500	1:1000	1: 2000
Ср.расстояния, м	10	20	50
Сечение рельефа ,м	0,25 - 0,5	0,5 - 1,0	1.0 - 2.0

Одновременно с выбором реечных точек выполняется глазомерная зарисовка снимаемой ситуации и рельефа, то есть абрис. Абрис делают в журнале тахеометрической съемки отдельно для каждой станции, причем направления и расстояния наносят «на глаз» без масштаба. Обязательно проставляются номера станций и реечных точек. Нумерация должна быть сквозной, то есть  продолжаться на каждой станции. Желательно показать стрелками направления скатов, что может пригодиться при проведении горизонталей.

На каждой станции выполняют следующие работы:

1)    центрируют прибор, горизонтируют лимб, измеряют высоту прибора с помощью рейки или рулетки;

2)   ориентируют прибор, то есть устанавливают нуль лимба по исходному направлению ( обычно на предыдущую станцию). Для этого открепляют алидаду и совмещают нуль лимба с нулевым штрихом алидады, закрепляют алидаду, открепляют закрепительный винт лимба, наводят перекрестье нитей на низ вешки, установленной на предыдущей станции, закрепляют лимб и открепляют алидаду. Ориентируют при КЛ – основном положении круга.

3) визируют  на реечные точки при  КЛ , наводя горизонтальный штрих сетки на отсчет по рейке, равный высоте прибора, на верх рейки, или на иной отсчет. Измеряют дальномерное расстояние D, измеряют угол наклона, по горизонтальному кругу считывают горизонтальный  угол, записывают в графу «Примечания» дополнительную  информацию (урез воды, дерево, угол дома и т.д.)

         Методика обработки данных подробно дана в методических указаниях к расчетно-графической работе.

Построение плана тахеометрической съемки , как и теодолитной съемки, начинают с разбивки координатной сетки, если план строится в прямоугольной системе координат. По координатам наносят точки опорной сети. Затем переходят к нанесению реечных точек. Исходным материалом при этом служат тахеометрический журнал и абрис съемки. Положение точек находят полярным способом, используя точный топографический транспортир. Затем вдоль этих направлений от места установки прибора откладывают в масштабе плана горизонтальные расстояния. Рядом с точками записывают  их высоты  и, используя линейное интерполирование , проводят горизонтали.

     Если выполнено несколько тахеометрических съемок, нужно иметь в виду, что все топографические планы составляются в одной и той же системе координат ( государственной или условной).  При этом планы всегда ориентируют по странам света ( север  - вверх, восток – справа).

         Для небольших участков местности (небольшие карьеры, второ-степенные  или временные сооружения  и т.д.) допускается вычерчивать топографические планы без координатной сетки. При этом ход допускается ориентировать  по магнитному меридиану.

         После завершения рисовки горизонталей и нанесения ситуации на план целесообразно план сверить с местностью, (если имеется такая возможность) и в случае необходимости откорректировать. Лишь после этого план закрепляют тушью. Планы вычерчивают в принятых условных обозначениях, обязательно указывают масштаб и высоту сечения горизонталей.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.     Какие бывают съемки земной поверхности?

2.     Каковы основные этапы производственных работ при создании карт и планов?

3.     Классификация съемок в зависимости от целей производства.

4.     Основные требования к организации теодолитной съемки.

5.     Основные требования к организации тахеометрической съемки.