Понятие и задачи геодезии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Понятие геодезии

Проводить измерения на поверхности Земли люди начали в глубокой древности. Несколько тысячелетий назад египтяне научились восстанавливать границы своих небольших полей после ежегодного разлива Нила и рисовать их планы. Так родилась геометрия - наука об измерении Земли. Рост государств и географические открытия, сделанные в дальних походах, потребовали более масштабных изображений - карт местности. Возникла особая наука - геодезия. Столетиями геодезические измерения производились различными механическими инструментами и приборами. И только в конце XX века в древнюю науку пришла электроника, положив начало геотронике.

С самых древних времен, когда главными насущными потребностями людей были добывание пищи и защита от врагов, человеку приходилось постоянно перемещаться. А для этого необходимо хорошо ориентироваться на местности. Развитие торговли, походы и путешествия потребовали совершенствования пространственных представлений. Появляются примитивные картографические изображения и планы местности, помогающие людям определять свое местонахождение и намечать новые маршруты переходов. Развитие мореходства и эпоха великих географических открытий потребовали уже достаточно точных карт больших территорий, что было невозможно без проведения определенных измерений на местности. Наряду с этим накопление астрономических знаний, наблюдения небесных тел и осознание, что Земля - одна из планет Солнечной системы, поставили крайне важный для науки вопрос об определении формы и размеров Земли и изучении ее гравитационного поля, оказывающего сильное влияние на формирование фигуры нашей планеты.

Так родилась и стала интенсивно развиваться наука об измерении Земли - геодезия. Ее еще с прошлого века подразделяют на две части: "элементарную" геодезию (ее сейчас называют просто "геодезией"), имеющую дело с небольшими участками местности, которые можно считать плоскими, и высшую геодезию, изучающую Землю в целом или на достаточно больших территориях, где кривизна ее поверхности играет существенную роль.

Современная геодезия решает множество задач. Прежде всего, очевидна ее роль в создании карт больших и малых территорий (соответственно географических и топографических). Но не только: геодезия совместно с астрономией, гравиметрией (наукой об измерении ускорения силы тяжести), геофизикой, геодинамикой и другими науками о Земле позволяет определять геометрические и геофизические параметры планеты, находить вариации скорости ее вращения, учитывать движение полюсов, изучать деформации земной коры, осуществлять прецизионный контроль инженерных сооружений. В отдельные дисциплины выделились морская геодезия, прикладная геодезия, космическая (спутниковая) геодезия. Но при всем разнообразии решаемых задач и областей применения собственно геодезические измерения сводятся к определению всего трех геометрических величин: расстояний, углов и превышений (разностей высот точек). Эти величины могут быть полезны и сами по себе, особенно в прикладной геодезии (на стройплощадках, при разметке местности), но, главное, они позволяют вычислить координаты определяемых точек. Координаты - вот что интересует чаще всего; они нужны и морякам, и авиаторам, и военным, и участникам экспедиций, и строителям.

Задачи геодезии подразделяются на научные и научно-технические.

Главной научной задачей геодезии является определение формы и размеров Земли и ее внешнего гравитационного поля. Наряду с этим геодезия играет большую роль в решении многих других научных задач, связанных с изучением Земли. К числу таких задач, например, относятся: исследования структуры и внутреннего строения Земли, горизонтальных и вертикальных деформаций земной коры; перемещений береговых линий морей и океанов; определение разностей высот уровней морей, движений земных полюсов и др.

Научно-технические и практические задачи геодезии чрезвычайно разнообразны; с существенными обобщениями они заключаются в следующем:

· полевые исследования - полевая геодезия обеспечивает составление проектов сооружений путём выполнения полевых геодезических измерений и вычислительно графических работ;

· разбивочные работы - перенесение запроектированных сооружений на местность;

· исполнительные съёмки - с целью того, чтобы выяснить на сколько отличаются результаты исполненного этапа от проекта;

· наблюдения за деформациями.

Все задачи геодезии решаются на основе результатов специальных измерений, называемых геодезическими, выполняемых при помощи специальных геодезических приборов. Поэтому разработка программ и методов измерений, создание наиболее целесообразных типов геодезических приборов составляют важные научно-технические задачи геодезии.

Геодезия подразделяется на ряд научных и научно-технических дисциплин:

· Высшая геодезия, занимается определением фигуры, размеров, гравитационного поля Земли. Разрабатывает теорию и методы основных геодезических измерений, служащих для построения опорной геодезической сети.

· Топография ("топос" - место, "граф" - пишу), занимается детальным изучением конкретных участков Земли (земной поверхности), путём создания топографических карт на основе съёмочных работ (наземные, воздушные). Соединение фотоснимков в единое целое - план или карту производится при помощи пунктов геодезической сети; при этом используются математические законы соответствия между объектом фотографирования и его изображением на снимке.

· Область научно-технических знаний, рассматривающая эти законы, а также методы и приборы, используемые для определения взаимного положения объектов фотографирования по фотоснимкам, называется фотограмметрией (измерительной фотографией).

· Спутниковая геодезия, (космическая), в её задачи входит рассмотрение теории и методов использования спутников Земли для решения различных практических задач геодезии.

· Картография, это наука о картографическом отображении земной поверхности, о методах создания карт и их использовании. Создание карт основано на использовании и обобщении различных геодезических и топографических материалов.

· Инженерная геодезия, изучает методы, технику и организацию геодезических работ, связанных с проведением различных инженерных организаций (строительство, мелиорация, рекультивация).

Методы решения научных и практических задач геодезии основываются на законах математики и физики. На основе математики производится обработка результатов измерений, позволяющая получать с наибольшей достоверностью значения искомых величин. Задача изучения фигуры Земли и ее гравитационного поля решается на основе законов механики. Сведения из физики, особенно ее разделов - оптики, электроники и радиотехники, необходимы для разработки геодезических приборов и правильной их эксплуатации.

Геодезия связана с астрономией, геологией, геофизикой, геоморфологией, географией и другими науками. Геоморфология наука о происхождении и развитии рельефа земной поверхности необходима геодезии для правильного изображения форм рельефа на планах и картах. Без знания размеров и формы Земли невозможно создание топографических карт и решение многих практических задач на земной поверхности. Геодезические измерения обеспечивают соблюдение геометрических форм и элементов проекта сооружения в отношении как его расположения на местности, так и внешней и внутренней конфигурации. Даже после окончания строительства производятся специальные геодезические измерения, имеющие целью проверку устойчивости-сооружения и выявление возможных деформаций во времени под действием различных сил и причин. Исключительное значение имеет геодезия для обороны страны. Строительство оборонительных сооружений, стрельба по невидимым целям, использование военной ракетной техники, планирование военных операций и многие другие стороны военного дела требуют геодезических данных, карт и планов.

Геодезия играет важную роль в решении многих задач хозяйства страны: при изысканиях, проектировании и строительстве самых различных сооружений, при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых, при планировке, озеленении и благоустройстве населенных пунктов, земле- и лесоустройстве, осушении и орошении земель, при наблюдениях за деформациями сооружений и т. д.

Большое значение имеют результаты топографо-геодезических работ в сельском хозяйстве. Планы, карты профиля и цифровые модели местности используются для отвода земельных участков, уточнения и изменения границ землепользований, внутрихозяйственной организации территорий сельскохозяйственных предприятий, проведения почвенных, геоботанических и других обследований и изысканий, проектирования и вынесения в натуру проектов сельскохозяйственных объектов и решения других задач.

Важнейшая роль отведена геодезии в составлении и ведении государственного земельного кадастра, данные которого служат для рационального использования земель и их охраны, регулирования земельных отношений, планирования сельскохозяйственного производства, обоснования размеров платы за землю, оценки хозяйственной деятельности, а также осуществления других мероприятий, связанных с использованием земель.

Велика роль геодезии в обороне страны. Карты - «глаза армии» -используются для изучения местности, отражения на ней боевой обстановки и разработки планов проведения боевых операций, при стрельбе по невидимым целям и возведении военно-инженерных сооружений. Значение геодезических данных особенно возросло в связи с применением военной ракетной техники. Наряду с широким использованием готовой геодезической продукции - планов и карт - в современной боевой обстановке нельзя обойтись без геодезических измерений. Поэтому некоторые рода войск имеют в своем составе геодезические подразделения.



2. Связь геодезии, землеустройства и земельного кадастра с агроэкологией

Земля - неоценимое и незаменимое богатство общества. Она является основным природным ресурсом, материальным условием жизни и деятельности людей, базой для размещения и развития всех отраслей народного хозяйства, главным средством производства в сельском хозяйстве и основным источником получения продовольствия. Поэтому организация рационального использования и охраны земель - важнейшее условие существования и роста благосостояния народа.

Изменение форм собственности на землю, переход к экономике рыночного типа, а также связанные с этим процессы разгосударствления и приватизации обусловили проведение земельной реформы в России. Главной целью, которой явилось перераспределение земли с целью создания многообразных форм собственности и хозяйствования, а также многоукладной экономики. Правовую основу земельной реформы в России заложили следующие основные нормативно-правовые акты:

1.Конституция РФ.

2.Закон“ О крестьянском (фермерском) хозяйстве ”.

3.Закон “ О земельной реформе ”.

4.Земельный кодекс.

5.Закон “ О предприятиях и предпринимательской деятельности”.

6.Указ“ О неотложных мерах по осуществлению земельной реформы ”.

7.Указ “ О реализации конституционных прав граждан на землю ”.

8.Закон “ О плате за землю ”.

После проведения земельной реформы были установлены три вида собственности на землю:

1.Государственная (федеральная, собственность республик, муниципальная).

2.Коллективная (поевая и долевая).

3.Частная.

Правом на получение земельного участка обладает любой гражданин России в пределах нормы независимо от постоянного места жительства и рода занятии. Участки предоставляются в собственность, пользование и аренду.

Закон “ О плате за землю ” установил три основные формы платы за использование земли:

1.Земельный налог.

2.Арендная плата.

3.Нормативная стоимость земли.

Функции по проведению земельной реформы, а так же мониторинга за наличием и структурой земельных ресурсов, их качественным и количественным изменениями предоставлены земельным комитетам по земельным ресурсам и землеустройству. В частности основными задачами районного комитета по земельным ресурсам и землеустройству является: осуществление на территории района государственного контроля за охраной и использованием земель юридическими лицами и гражданами.

Землеустроительное обеспечение рационального использования земель и повышения плодородия земель. Организация и ведение регистрации действий с земельными участками, документов на землю, всей системы государственного земельного кадастра. Ведение мониторинга земель с целью своевременного выявления изменений в состоянии земельных ресурсов, их качественной и коммерческой оценки, предупреждения и устранения последствий негативных процессов.

Формирование районного фонда перераспределения земель. Подготовка совместно с комитетом по архитектуре и градостроительству предложений по установлению и изменению административно-территориальных границ города, сельских населенных пунктов.

Подготовка землеустроительных проектов и материалов по юридическому оформлению изъятия и предоставления земель.

Приостановление неправомерных решений органов местного самоуправления по вопросам предоставления земель до рассмотрения предложений в соответствующих органах. Консультативно-справочное обеспечение органов местного самоуправления по вопросам регулирования земельных отношений.

Участие в проведении сделок с земельной собственностью. Оказание (предоставление) дополнительных услуг по утвержденным в установленном порядке перечням и прейскурантам по осуществлению операций с землей. Систематизация информации о ценах на земельные участки и прочно связанную с ними недвижимость по совершенным сделкам. Подготовка предложений по оценке земель, по совершенствованию платежей за землю и штрафов за нарушение земельного законодательства. Организует выполнение землеустроительных, обследовательских, проектно-изыскательских работ по использованию и оценке земель района. Ведет документацию по учету количества и качества земель, их оценки, несет ответственность за ее достоверность. Принимает совместно с органами архитектуры и градостроительства участие в разработке генеральных планов поселений и проектов городской черты.

Организует учебу и повышение квалификации, переаттестацию специалистов комитета. Организует работу по юридическому оформлению материалов по предоставлению земель (сделок с земельными долями), дает по ним заключения, осуществляет отвод земельных участков в натуре с привлечением предприятий, имеющих лицензию на проведение работ.

Организует работу по составлению землеустроительных документов для совершения сделок с земельными участками и прочно связанной с ними недвижимостью с привлечением предприятий, имеющих лицензию на проведение этих работ.

Ведет регистрационную книгу по сделкам с земельными участками и земельными долями. Предоставляет по запросам юридических лиц и граждан земельно-кадастровую информацию в установленном порядке. Разрабатывает и вносит на утверждение в установленном порядке ставки земельного налога, базовые размеры арендной платы и нормативной цены на землю. Ведет статистическую отчетность о рыночных ценах на продаваемые земельные участки. Организует учет и составляет ежегодные отчеты о распределении земель по земельно-кадастровым субъектам, представляет их на утверждение администрации муниципального округа и в облкомзем.

Осуществляет полный комплекс мер государственного контроля за использованием и охраной земель, соблюдения юридическими лицами и гражданами земельного законодательства.



3. Характеристика хозяйства

Организационная структура хозяйства определяет его систему управления. В 1982 году хозяйство перешло на цеховую структуру управления, где создан цех растениеводства. Начальником цеха растениеводства является главный агроном хозяйства. В производственном участке имеется бухгалтер, на которого возложен учет и отчетность по участку. ООО «Раздолье» расположено в зоне зернопаропропашной системы земледелия, для которой характерно зерновое хозяйство.

Таблица 1

Состав, структура и уровень хозяйственного использования земельных угодий

Наименование угодий	Площадь, га	2008г. % к 2006г.
	2006г.	2007г.	2008г.
	га	%	га	%	га	%
Общая земельная площадь, в т. ч.с.- х. угодья из них: пашня сенокосы пастбища многолетние насаждения Несельскохозяйственные угодья Посевная площадь Пары Площадь орошаемой пашни	12300 11562 9712 -1098 752 738 9712 -	Х 94 84 - 9,5 6,5 Х Х Х Х	12300 11562 9712 -1098 752 738 9712 - -	Х 94 84 -9,5 6,5 Х Х Х Х	12412 11419 1013 -1142 114 993 10163 - -	Х 92 89 - 10 1 Х Х Х Х	99,2 99,2 99,1 -100 100 100 99,1 - -

Таблица 2

Структура посевных площадей.

Наименование угодий	2006г.	2007г.	2008г.	2008г. % к 2006г.
	Площадь, га
	га	%	га	%	га	%
Зерновые Технические Картофель, овощи, бахчи Кормовые Всего посевов	6187 612 - 2913 9712	63,7 6,3 - 30 100	6187 612 - 2913 9712	63,7 6,3 - 30 100	7318 813 - 2032 10163	72 8 - 20 100	99,1 64,1 - 96 99,9

Структура посевных площадей по годам изменяется незначительно, лишь 2008г. были увеличены посевные площади в связи с переходом на занятый пар.

Землепользование хозяйства расположено в зоне неустойчивого увлажнения. В течение года осадки распределяются неравномерно, максимум - в июне (72 мм), минимум - в январе (14 мм). Среднегодовое количество осадков составляет 416 мм. Большая часть их приходится на вегетационный период и составляет 324 мм.

Среднегодовая температура воздуха равна 9,4°С. Зима мягкая со средней температурой января -4,6°С. Минимальная температура воздуха может достигать -31°С. Появление снежного покрова происходит во 2-й декаде ноября. Высота его не превышает 15 см. частые оттепели и сильные ветры делают снежный покров неустойчивым, что неблагоприятно сказывается на перезимовке озимых культур. Число дней с оттепелями около 50.

Сход снежного покрова происходит в марте. Весной возможны заморозки, последние из них отмечаются в середине апреля.

Лето жаркое, средняя температура июня 23,7°С, а максимальная достигает 43°С.

Осень чаще продолжительная и теплая и теплая. Средняя дата наступления осенних заморозков относится к 20 - 25 октября, с колебаниями от 25 сентября до 25 ноября. Продолжительность безморозного периода 180-190 дней. Устойчивый переход среднесуточных температур воздуха через +5 градусов приходится весной на начало апреля, осенью - на 7-10 ноября. Число дней с атмосферными засухами различной интенсивности достигает 70-75 в году. На территории хозяйства преобладают восточные и юго-восточные ветра. Число дней с сильными ветрами более 15 м/сек достигает 28.

В целом климатические условия вполне благоприятны для возделывания зерновых, технических и кормовых культур.



4. Теодолитная съемка

Координаты, которые можно получить на карте в виде плоских прямоугольных координат х, у (третью координату указывают в виде высоты Н над некоторой "исходной" поверхностью, например над уровнем моря). Но для этого необходимо провести целый комплекс измерений расстояний, углов и высот.

Угловые измерения производят при помощи теодолитов - оптико-механических приборов, основной частью которых служит зрительная труба, снабженная горизонтальным и вертикальным угломерными кругами с отсчетными приспособлениями.

4.1 Порядок проведения теодолитной съемки

Теодолитной называется горизонтальная (контурная) съемка местности, в результате которой может быть получен план с изображением ситуации местности (контуров и местных предметов) без рельефа. Теодолитная съемка относится к числу крупномасштабных (масштаба 1:5000 и крупнее) и применяется в равнинной местности в условиях сложной ситуации и на застроенных территориях: в населенных пунктах, на строительных площадках, промплощадках предприятий, на территориях железнодорожных узлов, аэропортов и т. п. В качестве планового съемочного обоснования при теодолитной съемке обычно используются точки теодолитных ходов.

Теодолитные ходы представляют собой системы ломаных линий, в которых горизонтальные углы измеряются техническими теодолитами, а длины сторон -- стальными мерными лентами и рулетками либо оптическими дальномерами. По точности теодолитные ходы подразделяются на ходы точности 1:3000, 1:2000 и 1:1000. Обычно теодолитные ходы не только нужны для выполнения съемки ситуации местности, но и служат геодезической основой для других видов инженерно-геодезических работ. Теодолитные ходы развиваются от пунктов плановых государственных геодезических сетей и сетей сгущения.

По форме различают следующие виды теодолитных ходов:

1) разомкнутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования

2) замкнутый ход (полигон) - сомкнутый многоугольник, обычно примыкающий к пункту геодезического обоснования;

3) висячий ход, один из концов которого примыкает к пункту геодезического обоснования, а второй конец остается свободным.

Форма теодолитных ходов зависит от характера снимаемой территории. Так, для съемки полосы местности при трассировании осей линейных объектов (дорог, трубопроводов, ЛЭП и т. п.) прокладывают разомкнутые ходы. При съемках населенных пунктов, строительных площадок обычно по границе участка прокладывают замкнутый ход (полигон). При необходимости внутри полигона прокладывают диагональные ходы, которые могут образовывать узловые точки. Проложение висячих теодолитных ходов допускается лишь в отдельных случаях при съемке неответственных объектов; при этом длина висячего хода не должна превышать 300 м при съемках масштаба 1:2000 и 200 м - масштаба 1:1000.

Теодолитная съемка слагается из подготовительных, полевых и камеральных работ. Наибольший объем приходится на полевые работы, которые включают в себя рекогносцировку снимаемого участка, прокладку теодолитных ходов и полигонов, их привязку к пунктам геодезической опорной сети и съемку ситуации.

В период камеральной подготовки выясняют необходимость съемки и выбирают ее масштаб, исходя из требуемой точности изображения ситуации местности. Затем подбирают и изучают имеющиеся в наличии картографические материалы (планы, карты и профили), а также географическое описание района будущей съемки. Если в районе съемки имеются пункты геодезической опорной сети, то составляют схему их расположения, а из каталогов выписывают координаты. На основе имеющихся планов и карт наиболее крупных масштабов намечают теодолитные ходы. Длины теодолитных ходов, прокладываемых между опорными геодезическими пунктами, выбираются исходя из масштаба съемки, принятой точности ходов и топографических условий местности и не должны превышать установленных величин.

Согласно намеченной схеме теодолитных ходов составляется предварительный проект полевых работ. Проект должен содержать календарный план и смету на работы, расчет необходимого количества исполнителей и транспорта, перечень необходимых приборов, оборудования и материалов. Для выполнения теодолитной съемки необходимо иметь теодолит, стальную ленту с комплектом шпилек либо оптический дальномер, рулетку, эклиметр и эккер.

Подготовительные работы:

-определение объемов работ, оформление договорной и сметной документации;

-сбор данных о картографической изученности участка;

-сбор сведений о землепользователе, подбор документов, удостоверяющих право пользования землей : юридических (госакты, решения исполкома , постановления Главы Ярославского муниципального округа) и справочного характера, определение наличия посторонних землепользователей и уточнение их перечня.

-сличение границ смежных землепользователей;

-разработка возможных вариантов границ и видов землепользования, согласование со специалистами Яркомзема наиболее оптимальных.

Полевые работы:

-съемка текущих изменений на планах М 1:2000;

-координирование углов поворота по предварительно согласованному варианту;

-согласование границ со смежными землепользователями;

-составление кроков на установленные межевые знаки;

-координирование границ посторонних землепользователей.

Камеральные работы:

- автоматизированная обработка материалов с помощью компьютера для получения:

1. Каталога координат углов поворота границ:

2. Площадей землепользований и отдельных участков.

3.Плана землепользования М 1:2000 с указанием смежных землепользователей (полное наименование).

- составление технического отчета по инвентаризации земель;

- оформление акта установления границ.

Полевые работы при теодолитной съемке начинаются с проведения рекогносцировки местности. Рекогносцировка представляет собой обход и осмотр местности с целью знакомства с объектами съемки, отыскания пунктов опорной геодезической сети, окончательного выбора местоположения точек теодолитных ходов на местности и уточнения составленного проекта.

Точки теодолитных ходов должны располагаться в местах с хорошим обзором местности; между смежными вершинами теодолитного хода должна обеспечиваться хорошая взаимная видимость. При использовании мерных лент стороны следует располагать по ровным, с твердым грунтом и удобным для измерений линиям местности. Длины сторон теодолитных ходов не должны быть более 350 м и менее 20 м, а углы наклона линий не должны в среднем превышать 5°.

Прокладка теодолитных ходов и полигонов включает в себя произодство угловых и линейных измерений. Перед началом измерений следует выполнить поверки и юстировки применяемых приборов.

Угловые измерения. Горизонтальные углы в теодолитных ходах измеряются техническими теодолитами (Т15, ТЗ0, 2Т30 и др.) одним полным приемом с точностью не ниже 30". Каждый горизонтальный угол измеряется при двух положениях вертикального круга (КЛ и КП).

Расхождение значений угла в двух полуприемах не должно превышать ±45". При измерении углов на узловых точках, имеющих три направления и более, разрешается применять способ круговых приемов.

Центрирование теодолита над точками осуществляется с помощью нитяного отвеса или оптического центрира с погрешностью не более 5 мм при длинах линий более 100 м; чем короче стороны и чем ближе угол к 180°, тем тщательнее следует выполнять центрирование теодолита и вех. Визирование следует производить на нижнюю видимую часть вехи. Значения измеренных углов в каждом полуприеме и среднее значение угла вычисляют на станции, не снимая прибора. При получении неудовлетворительных результатов измерения угла выполняются заново. Измерения горизонтальных углов следует выполнять в периоды спокойных изображений.

Линейные измерения. Длины сторон в теодолитных ходах измеряют компарированными стальными мерными лентами или оптическими дальномерами, обеспечивающими установленную точность. Для контроля каждая сторона измеряется дважды одним из способов:

-- при использовании 20-метровой мерной ленты либо оптического дальномера - в прямом и обратном направлениях;

— 20- и 24-метровой лентами - в одном направлении;

— 20-метровой лентой и оптическим дальномером - в одном направлении.

Расхождения между результатами двойных измерений длины каждой стороны не должны превышать установленных величин с учетом точности хода (1:3000 -- 1:1000 длины стороны).

Одновременно с линейными измерениями определяют углы наклона линий (либо их отдельных участков): при v < 5° - с помощью эклиметра, при v > 5° - с помощью вертикального круга теодолита. Неприступные расстояния между смежными вершинами теодолитных ходов определяются косвенным методом с использованием базисов.

В измеренные длины вводят поправки за компарирование мерной ленты, ее температуру при измерении и за наклон линии к горизонту. Введение поправки за компарирование обязательно, если ее влияние на длину измеряемой линии превышает 1:10 000. Поправку за температуру вводят в случаях, если разность температур измерения и компарирования превышает ±8°. Поправку за наклон линий к горизонту учитывают, когда углы наклона линий превышают 1°.

Данные угловых и линейных измерений заносятся в полевые журналы установленной формы.

Вершины теодолитных ходов закрепляются на местности в основном временными знаками - деревянными кольями, забиваемыми вровень с поверхностью земли; центр обозначается крестообразной насечкой в торце кола либо гвоздем. В качестве временных знаков могут использоваться также металлические штыри, костыли и трубки либо гвозди, вбитые в пни деревьев, а также валуны, на которых масляной краской наносятся кресты. Для облегчения отыскания точек рядом с ними забивают сторожки - деревянные колья, выступающие над поверхностью земли на 30 - 35 см; на сторожках подписывают номера точек и дату их закладки.

Вслед за этим выполняют непосредственно полевые измерения, которые проводят в два этапа: первый - построение съемочной сети и второй - съемка контуров.

Нередко эти два процесса ведутся одновременно.

Для получения координат точек теодолитных ходов в общегосударственной системе координат и для осуществления контроля измерений теодолитные ходы следует привязывать к пунктам геодезической опорной сети.

Сущность привязки теодолитных ходов состоит в передаче с опорных пунктов плановых координат как минимум на одну из точек теодолитного хода и дирекционного угла на одну или несколько его сторон. Координаты опорных пунктов и дирекционные углы исходных направлений выбираются из каталогов пунктов геодезической сети.

Съемка ситуации местности заключается в определении положения характерных точек контуров и местных предметов относительно вершин и сторон теодолитного хода. Съемка может выполняться одновременно с прокладкой теодолитного хода либо независимо.

Результаты измерений при съемке заносят в абрис. Абрисом называется схематический чертеж, масштаб которого принимается произвольным. На абрисе показывают взаимное расположение вершин теодолитных ходов, линий и снимаемых объектов со всеми числовыми результатами измерений и пояснительными записями. Абрис ведется в карандаше четко и аккуратно. Он является основным документом съемки и служит материалом для составления плана местности.

В зависимости от характера местности и расположения контуров относительно теодолитных ходов применяют тот или иной способ съемки ситуации.

4.2 Устройство теодолита и тахеометра

По назначению различают следующие типы теодолитов.

1. Геодезические (собственно теодолиты) - предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов.

2. Тахеометры - предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов и определения расстояний с помощью нитяного дальномера или оптическими дальномерными насадками, что позволяет выполнять с их помощью тахеометрическую съемку. Все технические теодолиты (Т15, ТЗО и др.) являются тахеометрами.

3. Теодолиты специального назначения: астрономические теодолиты (АУ2"/10", АУ2"/2") - предназначены для определения широты, долготы и азимутов на основе астрономических наблюдений; маркшейдерские теодолиты (Т15М, ТЗОМ, 2Т30М) для измерений в подземных горных выработках; специализированные теодолиты - гиротеодолиты, фототеодолиты, лазерные теодолиты, кодовые теодолиты и др.

В инженерной практике наибольшее распространение получили оптические теодолиты типов ТЗО, Т15 и Т5.

В соответствии с принципом измерения горизонтального и вертикального углов конструкция теодолита должна включать следующие части (рис. 1).

Основной частью теодолита является механическая конструкция, состоящая из лимба 3 и алидады 2, которую обобщенно принято называть горизонтальным кругом. В процессе измерения горизонтального угла плоскость лимба должна быть горизонтальной, а его центр - устанавливаться на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла.

Отвесная линия ZZ, проходящая через ось вращения алидады горизонтального круга, называется осью вращения теодолита.

Ось вращения теодолита ZZ устанавливается в отвесное положение (плоскость лимба - в горизонтальное положение) по цилиндрическому уровню 9 с помощью трех подъемных винтов 1 подставки 10. Лимб и алидада снабжены зажимными (закрепительными) винтами, служащими для закрепления их в неподвижном положении, и наводящими винтами для их медленного и плавного вращения.

Визирование на наблюдаемые цели осуществляется зрительной трубой 5, визирная ось VV которой при вращении трубы вокруг горизонтальной оси НН образует проектирующую плоскость, называемую коллимационной. Зрительная труба соединена с алидадой горизонтального круга с помощью колонки 4. На одном из концов оси вращения зрительной трубы закреплен вертикальный круг 5, на алидаде 6 которого имеется цилиндрический уровень 7.

Зрительная труба имеет закрепительный и наводящий винты.

При измерениях теодолит обычно устанавливается на штативе. Штатив состоит из металлической верхней части - головки и трех раздвижных (переменной длины) деревянных ножек. Концы ножек снабжены металлическими острыми наконечниками для вдавливания их в грунт и надежного закрепления штатива над точкой.

Теодолит закрепляется на штативе становым винтом. К крючку станового винта привязывается нить отвеса, служащая продолжением вертикальной оси вращения прибора ZZ. С помощью отвеса теодолит центрируется над точкой, т. е. устанавливается таким образом, чтобы ось вращения прибора проходила через вершину измеряемого угла. Становые винты изготавливаются полыми, что дает возможность использовать для центрирования теодолита над точкой оптические центиры.

Рис. 1. Принципиальная схема теодолита

4.3 Обработка результатов теодолитной съемки

При теодолитной и тахеометрической съемках измеряют горизонтальные углы, длины линий и углы наклона линии. Результаты этих измерений используют в камеральных условиях и после вычислительных и чертежных работ получают планы.

При мензульной съемке топографический план в карандаше составляют непосредственно в поле. При мензульной съемке горизонтальные углы вообще не измеряют, а строят их графически на планшете в поле.

Исходя из выше изложенного, теодолитную съемку называют угломерной, а мензульную углоначертательной.

Автоматизация полевых работ заключается, в основном, в применении более точных и современных измерительных приборов, электронных тахеометров, светодальномеров, радиодальномеров большой точности, спутниковых систем геопозиционирования и т.п., с изменением технологии работ.

Автоматизация камеральной обработки информации заключается в использовании вычислительной техники для всех математических расчетов, а также автоматизированное получение входных и выходных данных, а также точного пространственного положения объектов и соседних с ними участков.

Вычисление координат теодолитного и тахеометрического ходов может производится несколькими способами исходя из удобства использования.

1. Вычисление координат и проверка площадей в программе Microsoft Excel. При этом способе румбы или градусные меры измеренных углов и горизонтальные проложения, дирекционный угол базовой линии, начальные координаты, вносятся в исходные графы электронной таблицы. В вычисляемых полях таблицы отображаются дирекционные углы всех линий, приращения координат, координаты вершин, абсолютная и допустимая невязка, площадь участка. Можно посмотреть схему участка и скопировать табличные данные в документ плана границ. Программа составлена в Яррайкомземе землеустроителем Огурцовым М.Н. и для удобства пользователей и нуждается в существенной доработке.

2. Вычисление теодолитного хода в программе AKT.

Отличается от заполнения таблиц некоторыми дополнительными возможностями.

А) Возможна привязка к базовой линии, установленной с помощью дигитайзера (если ориентировка производилась по магнитному азимуту).

Б) Ведется накопление базы данных полевых измерений.

В) Возможна печать графики в разных масштабах.

Г) Отображаются соседние измеренные участки, относительная невязка хода, выводятся предупреждения о недопустимости невязки и т.д.

Данная программа устарела и используется в МП «Землемер» в основном для крупномасштабной съемки.

3. Использование комплекса GeoCad System 3.2.

GeoCad System 3.2 позволяет вычислять теодолитные и тахеометрические ходы, прямые и обратные засечки, строить планы, снятые полярным методом на едином электронном растрово-векторном поле территории района, печатать планы границ, автоматически формировать списки соседей, вести графическую базу данных, имеет возможности решения практически любых графических задач. На данный момент времени не используется, не освоена пользователями.

4. Использование прочих программных продуктов.

Возможно использование иных программных продуктов. Таковыми являются программа Teodolit.exe разработки фирмы «Ками-Север», программы «Геодезия» разработки ФКЦ «Земля», использование конвертора данных, считываемых из электронной памяти тахеометра и т.д.

Автоматизированная обработка измерений, сделанных полярным способом, производится с программе AutoCAD.

Полярный способ съемки характеризуется тем, что измеряются в два полуприема направления от базовой линии на съемочную точку, расстояния измеряются обычно дальномером. Измерения записываются в таблицу полевого журнала.

Камеральная обработка с помощью программы AutoCAD.

С помощью этой программы существует возможность построения плана местности без применения расчетов, отпадает надобность вычерчивания на ватмане плана местности.

Основой работы является шаблон, в котором создается план.

Окно программы представляет собой бесконечное рабочее поле, на котором с помощью функциональных клавиш, курсора «мыши» и клавиатуры постепенно вычерчивается план по результатам проведения съемки.

Сначала прокладывается опорный теодолитный ход по измеренным внутренним углам и горизонтальным проложениям. Углы и горизонтальные проложения вписываются в командную строку, которая располагается в нижней части окна программы в ответ на запросы программы. Потом на основе этого теодолитного хода накладывается ситуация. По промерам и полярным углам от точки и базовой линии вырисовываются точки ситуации. Следующим действием является соединение точек ситуации, для получения ситуации (зданий, дорог и т.д.) и границ земельного участка. Соединение производится мышью, согласно абриса съемки. Созданный план накладывается на фотоплан соответствующей зоны, который в оцифрованном виде хранится на диске и связан с программой. Оформление документов, процесс, который является конечным во все проведенной работе, можно проводить тоже в программе AutoCAD.

В рабочем окне создается план земельного участка, непосредственно как документ. В котором присутствует изображение участка, таблица румбов и горизонтальных проложений границ участка, местонахождение участка, владелец, категория земель, ограничения, смежные землепользователи, подпись исполнителя и масштаб.

В начале запрашивается кадастровый номер участка.

Потом вводятся атрибуты участка.

Дальше записываются смежные землепользователи.

В этой форме вписывается описание смежных земель, фамилии землепользователей или название юридических лиц.

План, изготовленный посредством программы AutoCAD, является очень удобным и компактным документом, в котором присутствует вся интересующая информация .

После изготовления плана документы (план, копии паспортов граждан, совершающих сделку с землей, свидетельство на право пользования землей) передаются в Комитет по земельным ресурсам и землеустройству.

4.4 Составление плана по координатной сетке

Графические работы состоят в построении плана теодолитной съемки на основе координат вершин теодолитного хода и абрисов съемки ситуации. Составление плана выполняется в следующей последовательности: 1) построение координатной сетки; 2) накладка теодолитного хода на план; 3) нанесение ситуации; 4) оформление плана.

Для планов масштабов 1:10 000 и крупнее стороны квадратов координатной сетки принимают равными 10 см. Построение сетки может быть выполнено с помощью циркуля-измерителя (или штангенциркуля) и масштабной линейки, линейки Дробышева (линейки AT), а также координатографом.

Построение координатной сетки начинается с расчета необходимого числа квадратов по осям х и у. Исходя из значений координат хода, определяют величины

, ,

где х_тах , у_тах -- максимальные значения координат точек, округленные в большую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе; x_min, y_min -- минимальные значения координат, округленные в меньшую сторону до величин, кратных длине квадрата сетки в данном масштабе.

Вычерчивание координатной сетки с небольшим числом квадратов выполняется с помощью циркуля и масштабной линейки. На листе бумаги проводят диагонали АВ и CD. Из точки пересечения диагоналей (точки 0) делают циркулем засечки одинакового размера. Полученные точки а, Ь, с и d соединяют прямыми линиями. Стороны прямоугольника авсд делят пополам и через точки деления проводят прямые 1-2 и 3-4, которые должны пройти через точку 0 пересечения диагоналей. Если число квадратов четное, то от точек 1, 2, 3 и 4 откладывают отрезки по 10 см. При нечетном числе квадратов от этих точек вначале в обе стороны откладывают отрезки по 5 см, а затем - по 10 см. Соединив линиями соответствующие точки на противоположных сторонах прямоугольника, получают сетку квадратов. Циркулем-измерителем проверяют правильность построения координатной сетки путем измерения диагоналей ее квадратов; длины диагоналей должны быть равны 14,14 см или отличаться от этой величины не более чем на ± 0,2 мм.

Координатные сетки 50 х 50 см удобно строить с помощью линейки Ф.В. Дробышева ЛД-1. ЛД-1 представляет собой металлическую линейку со скошенными ребрами для прочерчивания линий. По длине линейки через 10 см друг от друга расположены шесть прямоугольных вырезов (окон). Скошенный край первого выреза сделан по прямой, а края остальных вырезов и скошенный торец имеют форму дуг окружностей радиусов 10, 20, 30, 40, 50 и 70,711 см, центр которых находится в точке пересечения штриха со скошенным ребром крайнего окна 0. Построение прямого угла линейкой Дробышева основано на построении прямоугольного треугольника с катетами по 50 см и гипотенузой 70,711 см. Линейкой ЛД-1 можно построить также координатную сетку размером 30 х 40 см с диагональю прямоугольника 50 см.

В отличие от линейки ЛД-1 линейка AT имеет 18 вырезов со скошенными гранями. Рабочие ребра вырезов обозначены цифрами, 0, 4, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48 и 50, которые являются дугами с величинами радиусов, соответствующих обозначениям вырезов в сантиметрах. Рабочие ребра вырезов Д40 и Д48 и скошенный край линейки Д50 являются дугами с радиусами, соответствующими диагоналям координатной сетки 40x40 см, 48x48 см и 50x50 см соответственно. С помощью линейки AT можно вычерчивать координатные сетки со сторонами квадратов 4, 8 и 10 см.

При больших объемах работ для построения координатных сеток используют координатографы. Координатографы бывают полевые, с помощью которых строят координатные сетки в полевых условиях, и стационарные, устанавливаемые в цехах геодезических и картографических предприятий. С помощью координатографов одновременно с построением координатной сетки можно по координатам наносить точки на план с точностью до 0.05 мм.

Координатную сетку подписывают в соответствии с координатами точек теодолитного хода. Для этого берут минимальное и максимальное значения хну, которые использовались для нахождения числа квадратов сетки по осям х и у. У нижней горизонтальной линии сетки слева от крайней вертикальной линии подписывают минимальное значение абсцисс (x_min = 6000 м), а у верхней крайней линии - максимальное значение (х_тах = 6600 м). Промежуточные горизонтальные линии сетки имеют абсциссы, кратные длине стороны квадрата сетки. Аналогично подписывают вертикальные линии (ординаты) сетки. При оцифровке сетки следует помнить, что значения абсцисс возрастают снизу вверх, а ординат - слева направо.

Нанесение на план точек теодолитного хода производится по их вычисленным координатам. Для этого сначала определяют квадрат сетки, в котором должен находиться пункт. Далее на противоположных сторонах этого квадрата циркулем с использованием поперечного масштаба откладывают отрезки, соответствующие разностям одноименных координат точки и «младших» сторон квадрата. Точки отложения отрезков на сторонах квадрата попарно соединяют линиями, пересечение которых дает положение наносимого на план пункта. Для контроля производят повторное нанесение того же пункта относительно «старших» сторон квадрата.

Аналогично наносят по координатам все вершины теодолитного хода. Правильность нанесения на план двух соседних точек проверяют по длинам сторон хода. Для этого на плане измеряют расстояния между вершинами хода и сравнивают их с соответствующими горизонтальными проекциями сторон, взятыми из ведомости вычисления координат; расхождение не должно превышать 0,2 мм на плане, т. е. графической точности масштаба. Кроме того, правильность нанесения теодолитного хода на план можно проконтролировать, измерив транспортиром горизонтальные углы и дирекционные углы сторон и сравнив их с соответствующими значениями, приведенными в ведомости.

Нанесение на план ситуации производится от сторон и вершин теодолитного хода согласно абрисам съемки. При этом местные предметы и характерные точки контуров наносятся на план в соответствии с результатами и способами съемки. Сначала на план наносят контуры, снятые способом створов, затем - способами перпендикуляров, полярных и биполярных координат и обхода. При накладке ситуации на план расстояния откладываются с помощью циркуля-измерителя и масштабной линейки, а углы - транспортиром. При нанесении точек, снятых способом перпендикуляров, перпендикуляры к сторонам хода восставляют прямоугольным треугольником.

Для накладки на план точек, снятых способом створов, от соответствующих вершин теодолитного хода с помощью циркуля-измерителя откладывают в масштабе плана расстояния до точек, указанные в абрисе. При построении контуров от начала опорной линии на плане откладывают расстояния до оснований перпендикуляров; в полученных точках, пользуясь выверенным прямоугольным треугольником, строят перпендикуляры, на которых откладывают их длины. Соединив концы перпендикуляров, получают изображение контура местности.

Для нанесения точек, снятых полярным способом, центр транспортира совмещают с вершиной хода, принятой за полюс, а нуль транспортира - с направлением стороны хода. По дуге транспортира откладывают углы, измеренные теодолитом при визировании на точки местности, и прочерчивают направления, на которых откладывают расстояния до точек, указанные в абрисе.

При нанесении точек способом угловых засечек транспортиром в вершинах опорных сторон откладывают углы и прочерчивают направления, пересечения которых определяют положения искомых точек. Нанесение точек способом линейных засечек выполняется с помощью циркуля-измерителя и сводится к построению треугольника по трем сторонам, длины которых измерены на местности.

При построении контуров местности на плане все вспомогательные построения выполняют тонкими линиями. Значения углов и расстояний, приведенные в абрисе, на плане не показывают.

По мере накладки точек на план по ним в соответствии с абрисами вычерчивают предметы местности и контуры и заполняют их установленными условными знаками. Составленный план тщательно корректируют; при возможности следует сличить план с местностью.

Затем выполняют зарамочное оформление и вычерчивают план тушью с соблюдением правил топографического черчения.



5. Нивелирование (вертикальная съемка)

Наконец, для определения превышений служат нивелиры, представляющие собой зрительную трубу с точным пузырьковым уровнем, позволяющим приводить визирную ось трубы в строго горизонтальное положение. Выполнив такое приведение, наблюдатель берет отсчеты по двум вертикальным рейкам с делениями, установленным на точках, разность высот которых надо определить. Это так называемое геометрическое нивелирование, наиболее точное. Существует еще тригонометрическое нивелирование, выполняемое не горизонтальным, а наклонным лучом при помощи теодолита; в этом случае определяется превышение наблюдаемой точки над точкой стояния инструмента по углу наклона и горизонтальному расстоянию, измеренному отдельным дальномером.

5.1 Устройство нивелира

Нивелиры с уровнем при трубе. Из приборов данного типа рассмотрим нивелир Н-3, получивший широкое распространение в геодезической практике.

Он служит для нивелирования III и IV классов и используется также для производства технического нивелирования. Он состоит (рис. 2, а, б) из двух основных частей: верхней подвижной и нижней, представляющей собой подставку 3 с тремя подъемными винтами 2 и пружинящей пластиной 1. Через втулку пластины проходит становой винт, с помощью которого нивелир закрепляется на штативе. Верхняя часть нивелира состоит из зрительной трубы 7, с которой жестко связан контактный цилиндрический уровень 4 с ценой деления 15" и призменное устройство, передающее изображение концов пузырька уровня в поле зрения трубы; это позволяет одновременно наблюдать за рейкой и уровнем. Зрительная труба с внутренним фокусированием состоит из объектива 5 и окуляра 8; имеет увеличение 30,5^х, фокусирование трубы осуществляется кремальерой 11 (см. рис. 2, б).

Для юстировки цилиндрического уровня в корпусе со стороны окуляра имеются четыре юстировочных (исправительных) винта, закрытых крышкой. Для грубого наведения прибора на рейку на корпусе зрительной трубы имеется мушка 6; точное наведение осуществляется наводящим винтом 13 при зажатом положении закрепительного винта 12. Предварительную установку нивелира в рабочее положение проводят по круглому уровню 9 путем вращения подъемных винтов. Точное приведение визирной оси трубы в горизонтальное положение выполняют с помощью элевационного винта 10, совмещая изображения концов пузырька уровня.

Современная модификация точного нивелира 2Н-ЗЛ отличается от нивелира Н-3 наличием наводящего винта бесконечной наводки и лимба для измерения горизонтальных углов с точностью отсчитывания по нониусу 0,1°, зрительной трубой прямого изображения и рядом других технических новшеств.

Рис. 2. Нивелиры с уровнем при зрительной трубе: точный нивелир Н-3: а -- вид слева; б -- вид справа; технические нивелиры: в -- Н-10Л; г -- 2Н-10Л

Нивелиры с компенсаторами. В настоящее время в практике получили широкое распространение нивелиры с компенсаторами (с самоустанавливающейся линией визирования). Впервые в мировой практике нивелир с уровенным компенсатором П.Ю. Стодолкевича (НС-2) был разработан и изготовлен в 1945 г. в нашей стране. Использование компенсаторов позволяет исключить трудоемкий процесс приведения пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункт, что повышает производительность труда при нивелировании примерно на 60%.

Точный нивелир Н-ЗК сконструирован на базе нивелира НС-4 (НСЗ) и относится к нивелирам с самоустанавливающейся линией визирования. Приближенное горизонтирование нивелира осуществляется по круглому уровню 1 с помощью подъемных винтов, имеющих укрупненный шаг резьбы. Для юстировки линии визирования (при поверке основного геометрического условия) в оправе сетки нитей имеются два котировочных винта, позволяющие перемещать сетку нитей в вертикальном направлении. При грубом наведении на рейку зрительная труба достаточно легко поворачивается рукой и фиксируется в нужном положении без зажимного винта. Точное наведение трубы осуществляется вращением одной из двух головок 2 бесконечного наводящего винта. Закрепительного винта нивелир не имеет. Фокусирование зрительной трубы осуществляется кремальерой 3.