Анализ тахеометрической съемки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тахеометрическая съемка

тахеометрический съемка камеральный геодезия

Тахеометрическая съемка - измерения на местности, дающие возможность составить план этой местности с изображением на нём ситуации и рельефа. Применяется для создания планов небольших участков, когда требуется выполнить съемку только рельефа на застроенной территории, или при выполнении съемки узких полос. Съемка может производиться как исключение, теодолитами, но в основном тахеометрами. Теодолит 2Т30 с встроенным нитяным дальномером и нивелирной рейкой может относиться к упрощенным тахеометрам. По сути тахеометрическая съемка - пространственная крупномасштабная (масштабы 1:500 - 1:5000) топографическая съемка с сечением рельефа от 0.5 до 2.0 м.

В основу съемки положена комбинация из трех измерений с одной точки: горизонтальный угол, вертикальный угол, наклонное расстояние. При этом углы измеряют теодолитом, а длину линии - нитяным дальномером.

Точки, с которых производятся измерения при тахеометрической съемке, носят название станций, а точки, которые определяют - пикеты. Традиционно пикеты делят на плановые (или контурные) - необходимые только для определения объектов местности в плоскости (X, Y), или в плане; высотные (рельефные) - для определения объектов только по высоте и планово-высотные - определяющие положение точки как в плане, так и по высоте. При этом требуется соблюдать густоту пикетов, которая в зависимости от масштаба съемки требует, чтобы расстояние между ними были примерно 15-40 м.

Традиционная схема определения точек при тахеометрической съемке может трактоваться как раздельное графо-аналитическое определение положения точек. Здесь, в плане положение точки определяется полярной засечкой по горизонтальному углу и расстоянию D, а высотная составляющая получается из тригонометрического нивелирования по углу наклона и расстоянию D (см. рис. 6.10).

Измерения угла наклона производят обычно при одном круге, определив предварительно несколько раз место нуля МО и вычисляя его по формуле = КЛ - МО.

Методика производства тахеометрической съемки:

- Совмещенный метод - для одновременного определения пикета в плане и по высоте, наклонным лучом и наведением на любое место рейки. Расстояние измеряем нитяным дальномером. По горизонтальному углу и расстоянию определяют плановое положение пикета, а превышение по основной формуле тригонометрического нивелирования:

h = 0,5Dsin(2) + i - v,

здесь D - наклонное расстояние, измеренное нитяным дальномером, - угол наклона, i - высота инструмента, а v - высота наведения на рейке.

Полевые и камеральные работы при тахеометрической съемке

Полевые работы при тахеометрической съемке делят на предварительные работы и работу на станции. Из предварительных работ выделяют создание (восстановление, дополнение) съемочного планово-высотного обоснования, т.е. получения достаточного количества точек с известными координатами и высотами с которых будет производиться съемка, и рекогносцировка (разведка) района съемки.

Плановой и высотной основой для съемки служат точки с известными координатами и высотами, которые могут быть определены теодолитными ходами и засечками в плане, нивелирными ходами и тригонометрическим нивелированием по высоте. При не хватке густоты съемочного обоснования одновременно со съемкой, или отдельно, прокладывают тахеометрические хода. Тахеометрические хода относятся к линейно-угловым построениям для совместного определения планово-высотного положения точек. При этом, горизонтальные углы измеряются теодолитом технической точности (например, 2Т30) полным приемом, углы наклона при двух кругах в прямом и обратном направлениях, расстояния по нитяному дальномеру при двух кругах в прямом и обратном направлениях.

На этапе рекогносцировки производится осмотр местности, подлежащей съемке с каждой станции, выявляются её особенности, степень застроенности, мешающие съемке факторы. В пределах заданного участка съемки должны быть сняты все объекты ситуации, выражающиеся в заданном масштабе плана и предусмотренные условными знаками.

Работа на станции при тахеометрической съемке сводится к следующей последовательности:

1. Установка центрирование, горизонтирование и ориентирование теодолита над закрепленной точкой станции. При этом центрирование возможно производить с точностью до 5 см, а ориентирование выставлением нуля лимба на любую видимую точку съемочного обоснования.

2. Определяют с контролем место нуля вертикального круга.

3. Выбор контурных и высотных реечных точек (пикетов) на местности, причем так, чтобы с каждой выбранной точки реечник видел трубу прибора.

4. Определение пикетных точек измерением

- горизонтального угла

- отсчета по вертикальному кругу

- наклонного расстояния по нитяному дальномеру.

Измерения выполняют при одном положении круга. По окончании работы на станции проверяют ориентирование лимба: расхождение должно быть не более 2'. В равнинной местности превышения целесообразно получать горизонтальным лучом (выставляя по вертикальному кругу значение места нуля МО).

5. Измеренные на станции расстояния до пикетных точек, горизонтальные и вертикальные углы (или превышения на пикетные точки) записывают в пикетный журнал. В журнале помимо результатов измерений заносятся номер станции, точка ориентирования, высота инструмента, высота наведения, место нуля, погода, исполнитель.

Параллельно с пикетным журналом на каждой станции ведутся абрисы (кроки) - сделанные от руки схематичные планы снимаемых участков местности. От качества абрисов зависит правильность изображения на плане ситуации и рельефа местности, поэтому на их ведение должно быть обращено самое серьезное внимание. При этом взаимное расположение на абрисах зарисовок элементов местности должно соответствовать тому, что имеется в натуре.

На абрисах показываются: опорные геодезические пункты, пикеты, объекты ситуации, характерные точки и линии рельефа местности, дополненные в необходимых случаях схематическими горизонталями, направления скатов местности. У пунктов и пикетов выписываются их номера, причем нумерация пикетов ведется сплошная в пределах всей снимаемой территории. Заполняющие контурные условные знаки заменяются пояснительными надписями.

Рис. 1. Примеры размещения плановых пикетов при съемке

В плане обязательно должны сниматься:

- все объекты ситуации, выражающиеся в масштабе и предусмотренные условными знаками.

- изгибы меньшие 0.5 мм на плане спрямляются,

- площадные объекты площадью до 10 мм2 на плане не снимаются.

Высотные пикеты, необходимые для изображения рельефа на плане, должны располагаться на характерных точках и линиях рельефа местности. Из характерных точек выделяют положительные (вершина см. рис. 2 точка 5 и т.п.), отрицательные (дно котловины и т.п.), нулевые или точки перегиба (плечевые 3, локтевые 4 и т.п.).

Рис. 2. Пример расположения высотных пикетов при тахеометрической съемке

Из характерных (инвариантных) линий выделяют водораздел (точки 1-5 рис. 2), тальвег (7, 8, 15), бровку и подошву (точки 13-18 рис. 2).

Также пикетированию для адекватного отображения рельефа подлежат перегибы скатов, переход одной формы рельефа в другую, урезы воды в реках, ручьях, озерах, прудах.

Пикеты, расположенные на таких объектах ситуации, как мосты, плотины, шлюзы, пересечения дорог, колодцы, заметные строения, одновременно являются ситуационными и высотными.

Еще одно требование к высотным пикетам, это их густота, которая зависит: от характера рельефа, масштаба съемки, назначения съемки, принятой высоты сечения hсеч. рельефа.

Очевидно, чем расчлененнее рельеф, чем крупнее масштаб, чем меньше высота сечения рельефа, тем чаще должны располагаться высотные пикеты.

Инструктивные наибольшие расстояния до пикетов и между пикетами для различных сечений рельефа и масштабов съемки приведены в Таблице 1.

Таблица 1.

Из контуров, подлежащих съемке выделяют твердые и не твердые контура. К твердым контурам относятся такие, положение которых на местности долговременно устойчиво (очертания искусственных сооружений, отдельно стоящие фундаментальные предметы и т. п.), а к нетвердым -- имеющие тенденцию изменяться, либо неотчетливо выраженные (границы сельскохозяйственных угодий, опушки леса, сезонные дороги и т.п.). Очевидно, что точность определения твердых и не твердых контуров различна и твердые контура сами могут быть точками как планового, так и высотного обоснования.

Камеральные работы, при обработке результатов тахеометрической съемки можно свести к следующей последовательности:

- построение координатной сетки;

- нанесение точек съемочного обоснования по координатам;

- нанесение ситуации и проведение горизонталей;

- проверка плана в поле;

- оформление плана в туши.

Построение координатной сетки выполняют по тем же правилам и теми же методами что и при теодолитной съемке: в зависимости от масштаба, методом диагоналей или линейкой Дробышева разбивают сетку с 10 см квадратами. Сетку квадратов оцифровывают, получая координатную сетку. Методом перпендикуляров, обязательно с использованием масштабной линейки наносят по координатам точки съемочного обоснования, подписывая их принятым образом.

Нанесение на план реечных точек производится в соответствии с абрисами постанционно полярным способом с помощью кругового транспортира и масштабной линейки или тахеографом. Особое внимание обращают на части плана, наносимые с двух станций как контроль съемки.

Тахеограф (рис. 3) представляет собой круговой транспортир с линейкой из прозрачного материала (целлулоида), по окружности которого нанесены деления через 30', причем оцифровка делений выполнена против хода часовой стрелки. Вдоль нулевого радиуса расположена миллиметровая шкала линейки с начальным штрихом в центре круга, в котором закреплена игла.

Рис. 3. Геодезический тахеограф

Для нанесения реечной точки центр круга тахеографа совмещают с точкой станции на плане. Затем поворотом диска совмещают начальное направление на плане с отсчетом, равным полярному углу на съемочную точку. Затем по линейке откладывают в масштабе плана соответствующее полярное расстояние и накалывают точку. Около нанесенных на план реечных точек подписывают их номера и отметки. Согласно абрису и примечаниям в полевых журналах вычерчивают контуры и предметы местности. По отметкам реечных точек, пользуясь методом графического интерполирования проводят горизонтали.

Интерполяция

Основной способ изображения рельефа земной поверхности на топографических планах в геодезии - это построение горизонталей. Горизонтали (изогипсы, изолинии) - линии на плане, соединяющие точки земной поверхности с одинаковой абсолютной высотой.

Кроме простоты построения и применения, широкое использование горизонталей для представления рельефа в геодезии обусловлено ещё и тем, что они позволяет достаточно легко решать большое количество практических задач. К таким задачам в первую очередь относят определение абсолютных и относительных высот точек, крутизны скатов, взаимной видимости точек, построение профилей местности, выполнение разного рода вертикальных планировок и другие.

Наиболее распространенные способы интерполяции, основанные на аналитическом способе это способ при помощи треугольника и линейки с миллиметровой шкалой и при помощи палетки.

В способе интерполирования при помощи треугольника и линейки с миллиметровой шкалой градуируют деления линейки в зависимости от сечения рельефа. Например, для сечения в 0.5 м можно принять 1 мм шкалы - 0.1 м сечения. Тогда 1см шкалы составит 1 м сечения и т.д. Приставляют линейку и угольник к одной из точек с учетом выполненной градуировки. Двигают угольник вдоль линейки с поворотом линейки вокруг начальной точки до тех пор, пока сторона угольника с прямым углом не попадет на вторую точку линии интерполяции (см. рис. 4). Двигая угольник по линейке через сантиметр (только при градуировке в 1мм - 0.1 м), отмечаем стороной угольника на линии положения точек, соответствующих горизонталям, кратным метру.

Например, см. рис. 6.19, начальная точка А имеет высоту 167.4, конечная точка В - 170.9. Учитывая, что для линейки 1 мм соответствует 0.1 м высоты (1 см - 1 м высоты), примем, что до 6 см линейки будет 166 м высоты. Тогда 7 см - 167 м, 8 - 168 м, …, 10 см - 170 м высоты и.т.д. Приложим линейку делением 7.4 см (высота 167.4 м) к точке А, а угольник (прямой угол в сторону точки А) к делению 10.9 см (высота 170.9 м). Вращаем вместе линейку и угольник вокруг точки А, до тех пор, пока ребро прямого угла не попадет на точку В. Сдвигая вдоль линейки угольник на деление 10 см, отмечаем на линии АВ точку, соответствующую горизонтали 170 м, 9 - 169 м, и т. д.

Рис. 4. Пример интерполяции с помощью линейки и угольника

При интерполяции с помощью палетки, из кальки готовят палетку, разбивая её параллельными линиями через равные промежутки и оцифровывая через высоту сечения таким образом, чтобы все высоты помещались между линиями. Фиксируют одну из точек на палетке и соединяют её с соответствующей точкой на линии интерполяции. Вращают палетку вокруг этой точки до тех пор, пока конечная точка линии не попадет на линию палетки, соответствующую её высоте. Точки пересечения линии интерполирования с точками палетки, кратные сечению рельефа перекалывают измерителем на линию (см. рис. 5).

Рис. 5. Пример интерполяции с помощью палетки

Следует учесть, что интерполяция проводится по линиям скатов, которые на абрисах в съемочных пикетах показываются стрелками. Такого рода линии носят название скелетных (или характерных, структурных) и являются основой правильного отображения рельефа. После интерполяции по нескольким линиям точки с одноименными высотами соединяются гладкой линией (см. рис. 6). Следует учесть, что в основном соседние горизонтали при отображении повторяют конфигурацию друг друга, т.е. как бы «вписываются» друг в друга. Интерполяцию целесообразно начинать с вершинных или котловинных точек.

Рис. 6. Последовательность интерполяции на основе структурных линий

Ещё одна последовательность интерполяции связана с TIN моделированием, при котором строится система не перекрывающихся треугольников, а интерполяция производится по ребрам этих треугольников с последующим соединением одноименных высот в горизонтали. Подход часто требует дополнения в виде линий тальвегов, или водоразделов для более корректного отображения рельефа.

Таким образом, при проведении горизонталей:

? перегибы горизонталей должны находиться на скелетных линиях рельефа,

? горизонтали должны следовать очертаниям таких объектов ситуации, как озера, реки, болота и т.д.,

? горизонтали обрываются при пересечении с искусственными сооружениями (спланированные площадки, строения, улицы, площади, дороги и т.д.),

? при расстояниях между горизонталями, больших 2см, обязательно проводятся полугоризонтали.

Построение плана

Построение плана тахеометрической съемки начинают с разбивки координатной сетки. Следующий этап - нанесение на план по абрисам пикетов, соединение их в плановые контура и производство интерполяции по линиям скатов. Плановые контура (ситуация) оформляется в условных знаках, как и при представлении результатов теодолитной съемки. Некоторые нюансы имеются при оформлении высотной составляющей плана в виде горизонталей. Горизонтали, отстоящие одна от другой на принятую для данной карты высоту сечения рельефа, называют основными. Для изображения деталей рельефа, не выражающихся основными горизонталями, применяются дополнительные горизонтали, проводимые через половину основного сечения и при расстоянии между основными горизонталями не менее 2см (полугоризонтали).

Отдельные формы рельефа, не выражающиеся основными и дополнительными горизонталями, изображаются с помощью вспомогательных горизонталей произвольного сечения - они проводятся на той высоте, какая необходима для наилучшего отображения этих форм. Вспомогательные и дополнительные горизонтали не подписываются. Если уклон местности превосходит 50 (или расстояние между горизонталями порядка графической точности в 0.2 мм от масштаба), то участок считается отвесным и отображается условным знаком обрыва. Для удобства использования горизонталей каждую пятую основную горизонталь вычерчивают утолщенной линией, на ней ставятся указатели направления скатов (бергштрихи) и подписываются значения горизонтали. Подписи располагают в местах, удобных для чтения, но так, чтобы верх цифры был обращен в сторону повышения ската (см. рис. 7).

Рис. 7. Пример представления рельефа горизонталями

Размещено на Allbest.ru