Топографические съемки местности

80. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ СЪЕМКИ МЕСТНОСТИ

Топографическая съёмка — комплекс работ, выполняемых с целью получения съёмочного оригинала топографических карт или планов местности, а также получение топографической информации в другой форме. Выполняется посредством измерений расстояний, высот, углов и т. п. с помощью различных инструментов (наземная съёмка), а также получение изображений земной поверхности с летательных аппаратов (аэрофотосъёмка, космическая съёмка). Наземные съёмки бывают плановые, высотные и комбинированные. Задача плановой, или горизонтальной заключается в определении на уровенной поверхности Земли взаимного расположения (координат) точек, являющихся горизонтальными проекциями точек местности. Цель вертикальной съёмки (нивелирования) заключается в определении высот точек. В зависимости от типа применяемого оборудования (технологического процесса) топографическая съёмка подразделяется на: стереотопографическая съёмка — технологический процесс фототопографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают по стереопарам; мензульная съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи мензулы и кипрегеля; тахеометрическая съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи тахеометра; теодолитная съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи теодолита и мер длины или дальномеров; буссольная съёмка — технологический процесс наземной топографической съёмки, в котором первичную метрическую информацию о местности получают при помощи буссоли и мер длины или дальномеров; гидролокационная съёмка — технологический процесс съёмки дна шельфа и водоёмов, в котором первичную информацию о донной поверхности получают при помощи гидролокатора, установленного на плавающем средстве; аэрофотосъёмка — технологический процесс аэротопографической съёмки, содержание которого заключается в получении фотографического изображения местности с летательного аппарата; цифровая съёмка — технологический процесс фототопографической съёмки, в котором оптическое изображение преобразуется в цифровую форму и регистрируется на машинном носителе. Теодолитная и мензульная съёмки в настоящее время практически не применяются. Топографическая съёмка крупных масштабов является наиболее востребованным видом геодезических работ. Потребности в ней могут возникнуть при изысканиях, обновлении топокарт, составлении генпланов, составления рабочих чертежей, для решения вертикальной планировки и при проектировании ландшафтного дизайна. На основе топографической съёмки возможно построить цифровую модель местности.

ТЕОДОЛИТНАЯ И ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКИ

81. ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЁМКА

Теодолитная съемка – это совокупность полевых измерений выполняемых теодолитом и другими инструментами для получения контурного плана местности. Теодолитная съемка как горизонтальная съемка, используемая в основном в равнинной местности нашла самое широкое применение при составлении и корректировке планов землепользования и их отдельных участков. Она осуществляется в два этапа:1) создается рабочее геодезическое обоснование, состоящее из замкнутых теодолитных ходов по границам землепользований – полигонов. Для съемки отдельных участков рабочим обоснованием может быть разомкнутый теодолитный ход. Прокладка ходов заключается в точном измерении длин сторон и углов между ними. Наиболее точно определяют взаимное положение небольшого числа точек называемых опорными;2) опираясь на подготовленное рабочее обоснование, менее точными приемами снимают внутреннюю ситуацию. Для этого требуется проходка диагональных ходов, расположенных внутри полигона между двумя любыми несмежными его вершинами. Последовательность проведения теодолитной съемки следующая:1) выбор и закрепление опорных точек производится с учетом особенностей участка. Расстояние между точками должны быть не меньше 100м и не больше 300-400 м. Длина теодолитного хода зависит от масштаба съемки и точности измерения углов;2) закрепление на местности точек съемочного обоснования и при необходимости восстановление межевых знаков;3) подготовка линий к измерению – вешение линий, прорубка просек и так далее;4) измерение линий и углов теодолитных ходов;5) съемка ситуации. При теодолитной съемке применяются следующие приборы и инструменты: теодолиты, мерные ленты, рулетки, дальномеры, буссоли. Для составления плана результаты всех измерений длин линий и углов на местности нужно выразить в горизонтальной проекции. Горизонтальное проложение линий определяют по соответствующей формуле, а углы измеряют непосредственно на местности. Горизонтальный угол равен разности между правым и левым отсчетами теодолита. Рационализация и автоматизация тахеометрической съемки. При тахеометрической съемке много времени тратится на вычисление превышений и горизонтальных проложений. За один рабочий день обычно набирают 400 - 500 пикетов, а специалисты высокой квалификации - до 1000 пикетов; на обработку такого объема приходится тратить несколько часов, при этом неизбежны разного рода ошибки, для исключения которых превышения и горизонтальные проложения выбирают из таблиц во вторую руку.

82. ТАХЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

Съемку выполняют либо теодолитом, либо тахеометром-автоматом; в комплект приборов для съемки еще входит рейка. Съемочное обоснование для тахеометрической съемки создают, прокладывая теодолитные ходы, ходы технического нивелирования, высотные или тахеометрические ходы. Тахеометрический ход - это комбинация теодолитного и высотного ходов в одном. На каждом пункте хода измеряют горизонтальный угол, углы наклона на заднюю и переднюю точки и дальномерное расстояние прямо и обратно. Превышение между пунктами вычисляют по формуле тригонометрического нивелирования. Тахеометрическая съемка выполняется с пунктом съемочного обоснования в полярной системе координат. Теодолит центрируют над пунктом А, горизонтируют, приводят трубу в рабочее положение и ориентируют на соседний пункт В съемочного обоснования, т.е. устанавливают на лимбе отсчет 0o 0' при наведении трубы на этот пункт. Другими словами, полюсом полярной местной системы координат является пункт А, а направление полярной оси совмещается с направлением АВ. Трубу теодолита наводят на рейку, установленную в какой-либо точке местности и измеряют три величины, определяющие положение снимаемой точки в плане и по высоте: горизонтальный полярный угол, угол наклона и дальномерное расстояние. Затем вычисляют превышение и горизонтальное проложение. Точка установки рейки называется пикетом; различают высотные и плановые пикеты. Высотные пикеты располагают во всех характерных точках и линиях рельефа: на вершинах гор и холмов, на дне котловин и впадин, по линиям водослива лощин и водораздела хребтов, у подошв гор и хребтов, у бровок котловин и лощин, в точках седловин, на линиях перегиба скатов и т.п. Расстояние между высотными пикетами не должно превышать: 40 мм на плане при масштабе съемки 1:500, 30 мм - при масштабе 1:1000, 20 мм - при масштабе 1:2000, чтобы при рисовке рельефа было удобно выполнять интерполирование горизонталей. Главное условие выбора высотных пикетов - чтобы местность не имела между соседними пикетами перегибов ската. Чем больше высотных пикетов, тем легче рисовать рельефа на плане, но не надо забывать, что объем выполненной работы определяется не числом пикетов, а заснятой площадью в гектарах или в квадратных километрах. Поэтому пикетов надо набирать столько, сколько требуется для правильной рисовки рельефа. Поскольку требования к точности измерений при тахеометрической съемке невысокие, то измерения при съемке пикетов выполняют по упрощенной методике:горизонтальные углы измеряют при одном положении круга;расстояния, измеряемые по нитяному дальномеру, округляют до целых метров при съемке в масштабах 1:2 000 или 1:5 000;углы наклона измеряют при одном положении круга, установив место нуля близким или равным нулю; при этом отсчет по вертикальному кругу будет равен углу наклона, если съемку выполнять при основном положении круга. Все результаты измерений записывают в журнал тахеометрической съемки; затем там же вычисляют углы наклона, горизонтальные проложения, превышения пикетов относительно точки стояния теодолита и отметки пикетов. Одновременно с ведением журнала составляют схематический чертеж местности - абрис (кроки), на котором показывают все заснятые с этой станции пикеты, контуры, ситуацию, формы рельефа, направления скатов. Иногда абрис рисуют до начала съемки, намечая на нем плановые и высотные пикеты, и затем уже ведут съемку в соответствии с абрисом.

ПОНЯТИЕ ОБ АЭРОФОТОТОПОГРАФИЧЕСКОМ МЕТОДЕ СЪЕМКИ, НИВЕЛИРОВАНИИ ПОВЕРХНОСТИ И МЕНЗУЛЬНОЙ СЪЕМКЕ

83. 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 (см. также биангулярные координаты).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 производство съёмки не сопряжено с порчей огородов и полей: съёмщик рассылает по контурам реечников и все окружающие точки получает на бумаге дальномерным способом. Попутно со съёмкой подробностей зарисовывается и рельеф местности.

84. НИВЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

Производится с целью получения более точного плана с изображением рельефа местности в равнинных районах. Плановое положение точек определяется относительно магистралей, поперечников или теодолитных ходов, высотное-геометрическим нивелированием. Нивелирование поверхности делится на такие способы нивелирования: 1. по квадратам; 2. магистралям; 3. полигонам.

Нивелирование по квадратам выполняется путем разбивки сетки квадратов со сторонами 10,20,40 м (для 1:500, 1:1000, 1:2000) с помощью теодолита и мерной ленты, рулетки и тросика. Первоначально разбиваются квадраты со сторонами 100 – 400 м, а затем заполняющие, точность закрепления вершин квадратов ±5 см. При размерах площадки более 1га, по периметру прокладывается замкнутый высотный ход, с привязкой к реперу государственной нивелирной сети. Нивелирование вершин квадратов осуществляется верным способом, с предельной длиной плеч 100, 150 метров. На каждой точке берутся отсчеты по красной стороне рейки, колебание пяточных разностей на станции не должно превышать 10 мм. При переходе от одной станции к другой нивелируются два связывающих пикета (13, 14). Расхождение превышений между связующими пикетами не должно превышать (с двух станций) 5 мм. Результаты измерений записывают на схеме нивелирования или в нивелирный журнал. Составление плана по материалам нивелирования поверхности начинают с построения сетки квадратов в заданном масштабе, на которую выписывают вычисленные высоты. Проведение горизонталей осуществляется графическим интерполированием по сторонам квадратов. Сечение рельефа принимается 0,25 или 0,5 м, подписываются горизонтали кратные 1 м.

Нивелирование поверхности по магистралям или параллельным линиям. Опорой съемки является магистраль АВ, закрепленная по середине участка или на его границе. Перпендикулярно магистрали в зависимости от масштаба плана (1:500, 1:1000, 1:2000) через 10, 20, 40 м разбиваются поперечники (параллельные линии). Если длина поперечников более 300 м их связывают ходом. Одновременно с разбивкой пикетажа ведут съемку ситуации. По магистрали прокладывают теодолитный ход, а по закрепленным пикетам выполняют геометрическое нивелирование. Результаты съемки ситуации заносят в абрис, а результаты нивелирования заносятся в журнал. Обработка результатов нивелирования и построение плана осуществляется так же как и при нивелировании по квадратам.

Нивелирование поверхности способом полигонов применяют на местности с хорошо выраженным рельефом или при до съёмки рельефа на участке ранее выполненной горизонтальной (теодолитной) съемки. Опорой съемки является магистрали, в качестве которых принимаются стороны теодолитных ходов. Поперечники разбиваются так же, как в предыдущем способе. Графические работы и камеральная обработка производится аналогично способу магистралей.

85. ПОНЯТИЕ ОБ АЭРОФОТОТОПОГРАФИЧЕСКОМ МЕТОДЕ СЪЕМКИ

Метод создания топографических планов и карт и получения числовых характеристик местности (профили, цифровые модели и т.д.) с использованием аэроснимков. Аэрофототопографическая съемка включает аэрофотосъемку, полевые топогеодезические работы и камеральные фотограмметрические работы. Полевые топогеодезические работы состоят в определении координат отдельных точек местности на аэроснимках (опознаки) и дешифрировании аэроснимков. Полученную редкую сеть геодезических опорных точек сгущают фотограмметрическими способами: аналитическим (с использованием стереокомпараторов и ЭВМ) или построением сетей на универсальных стереофотограмметрических приборах. При этом каждую стереопару аэрофотоснимков обеспечивают четырьмя (или более) опорными точками (сгущения). Контурная часть топографической карты (плана) составляется путём изготовления фотоплана либо на основе дешифрирования или съёмки контуров по модели местности. Съёмку рельефа выполняют преимущественно по модели, восстановленной на стереофотографическом приборе, в залесённых районах — методами наземной съёмки. Построение модели местности по стереопаре проводится путём восстановления связок проектирующих лучей и их взаимного ориентирования; по опорным точкам выполняются ориентирование и приведение к масштабу обработки. Кроме топографической карты (плана), могут быть получены цифровые модели, профили и др. Аэрофототопографическая съемка — основной метод картографирования территории в различных масштабах.