Зйомка й знімальне обґрунтування

 

Топографічна зйомка - це комплекс геодезичних робіт, які виконуються на місцевості для складання топографічних карт і планів. Розрізняють зйомки для складання топографічних планів великих масштабів (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000) і дрібних (1:10000, 1:25000 і дрібніше). В інженерній геодезії виконують в основному зйомки великих масштабів.

Зйомці й відображенню на топографічних планах підлягають всі елементи ситуації місцевості, що існує забудови, благоустрою, підземних і наземних комунікацій, а також рельєф місцевості.

Точки, що визначають на плані положення контурів ситуації, умовно ділять на тверді й нетверді. До твердого відносять чітко обумовлені контури споруд, побудованих з довгострокових матеріалів (цегли, бетону), наприклад, кути капітальних будинків. Контури, що не мають чітких границь, наприклад лугу, лісу, ріллі, відносять до нетвердого.

На топографічні плани наносять пункти планових і висотних геодезичних мереж, а також всі точки, з яких роблять зйомку, якщо вони закріплені постійними знаками. На спеціалізованих планах допускається відображення не всієї ситуації місцевості, а тільки тих об'єктів, які необхідне: застосування нестандартних висот перетинів рельєфу, зниження або підвищення точності зображення контурів і зйомки рельєфу.

Топографічну зйомку виконують із точок місцевості, положення яких у прийнятій системі координат відомо. Такими точками служать пункти опорних державних й інженерно-геодезичних мереж. Однак їхньої кількості, що доводиться на площу ділянки, що знімає, здебільшого буває недостатньо, тому геодезична основа згущається обґрунтуванням, який називають знімальним.

Знімальне обґрунтування розвивається від пунктів планових і висотних опорних мереж. На ділянках зйомки площею до 1 км2 знімальне обґрунтування може бути створене у вигляді самостійної геодезичної опорної мережі.

При побудові знімального обґрунтування одночасно визначають положення точок у плані й по висоті. Планове положення точок знімального обґрунтування визначають прокладанням теодолітних і тахеометричних ходів, побудовою аналітичних мереж із трикутників і різного роду зарубками. Висоти точок знімального обґрунтування найчастіше визначають геометричним і тригонометричним нівелюванням.

Найпоширеніший вид знімального планового обґрунтування - теодолітні ходи, що опираються на один або два вихідних пункти, або системи ходів, що опираються не менш чим на два вихідних пункти. У системі ходів, у місцях їхніх перетинань, утворяться вузлові точки, у яких можуть сходитися кілька ходів. Довжини теодолітних ходів залежать від масштабу зйомки й умов місцевості, яку знімають. Наприклад, для зйомки забудованої території в масштабі 1:5000 довжина ходу не повинна перевищувати 4,0км; у масштабі 1:500 - 0,8км; на незабудованій території - відповідно 6,0 й 1,2км. Довжини ліній у знімальних теодолітних ходах повинні бути не більше 350м і не менш 20м. Відносні лінійні нев'язки в ходах не повинні перевищувати 1:2000, а при несприятливих умовах вимірів (заросли, болоті) - 1:1000.

Кути повороту на точках ходів вимірюють теодолітами із середньої квадратичною помилкою 0,5' одним прийомом. Розбіжність значень кутів у напівприйомах допускають не більше 0,8'. Довжину ліній у ходах вимірюють оптичними або світловіддалемірами, мірними стрічками й рулетками. Кожну сторону вимірюють двічі - у прямому й зворотному напрямках. Розбіжність в обмірюваних значеннях допускається в межах 1:2000 від вимірюваної довжини лінії.

При визначенні висот точок знімального обґрунтування геометричним нівелюванням нев'язки в ході не повинна перевищувати 5√L см, тригонометричним нівелюванням - 20√L см, де L - довжина ходу, км.

Точки знімального обґрунтування, як правило, закріплюють на місцевості тимчасовими знаками: дерев'яними колами, стовпами, металевими штирями, трубами. Якщо ці точки передбачається використати надалі для інших цілей, їх закріплюють постійними знаками.

Для складання топографічних планів застосовують аналітичний, мензульний, тахеометричний, аерофототопографічний, фототеодолітний методи зйомок, зйомку нівелюванням поверхні й за допомогою супутникових приймачів. Застосування того або іншого методу залежить в основному від умов і масштабу зйомки.

 

АНАЛІТИЧНИЙ МЕТОД ЗЙОМКИ

Горизонтальну зйомку виконують у масштабах 1:2000,1:1000 й 1:500. Зйомці підлягають фасади будинків і ситуація проїздів, а також внутріквартальна (внутрішньозаводська) забудова й ситуація. Зйомку роблять із ліній і точок теодолітних ходів знімального обґрунтування.

Результати зйомки відображають на схематичному кресленні - абрисі (рис. 11.1,11.2), на якому дається замальовка всіх контурів і предметів місцевості (наприклад, трамвайний шлях, канава, трамвайна щогла, будинку № 10,12, 14 кам'яні (к), житлові (ж), нежилі (н) і відповідні проміри).

 

 

Рис. 11.1. Приклад абрису

 

Абрис ведуть на щільному папері в довільному масштабі, але дотримуючись умовних знаків, прийнятих для складання плану. Прямі лінії вичерчують по лінійці, криві - від руки. Ситуацію вичерчують більше товстими лініями, допоміжні проміри - тонкими. При веденні абрису деякі деталі зображують в укрупненому масштабі. Перпендикуляри й засічки креслять пунктиром або тонкими суцільними лініями, довжини їх підписують у середині ліній або під ними. Відстані по лінії знімального ходу наростаючим підсумком підписують у підошов перпендикулярів або зарубок із протилежної сторони. При обмірюваннях напису розташовують перпендикулярно фасадної лінії. Нульовий відлік промірів по фасаду беруть від надійно визначеної точки, всі інші відліки записують наростаючим підсумком від нульового. Проміжні відліки беруть у дужки.

Зйомку виконують різними способами.

Спосіб перпендикулярів застосовують в основному для зйомки проїздів, коли знімальний хід проходить від фасадів не далі 8 м при зйомці в масштабі 1:2000, не далі 6м - у масштабі 1:1000 і не далі 4 м при зйомці в масштабі 1:500. Якщо довжина перпендикуляра більше зазначених розмірів, застосовують екер або підкріплюють промір по перпендикулярі ще зарубкою зі стрічки. При зйомці сталеву стрічку укладають по точках, відзначеним у створі лінії знімального теодолітного ходу за допомогою теодоліта.

Способом лінійних засічо к стрічку, так само як і способом перпендикулярів, укладають у створі знімальної лінії. Від двох точок на стрічці, що відповідають цілим метрам і складових підстава приблизно рівностороннього трикутника, рулеткою вимірюють відстані до точки контуру, яку визначають. При цьому довжина зарубок не повинна перевищувати довжини рулетки. Для контролю роблять третій промір.

Способом кутової засічки може бути виконана зйомка недоступних точок. Засічки наносять не менш чим із трьох напрямків.

Спосіб полярних координат (див. рис. 11.2, а) застосовують для зйомки точок ситуації, вилучених від знімального ходу. Найчастіше цей спосіб застосовують при зйомці забудови, що знаходиться в середині кварталу, а також нетвердих контурів (границі угідь, кущі, дерева). Теодоліт встановлюють над відповідною точкою знімального ходу (наприклад, точка 2). Відстані від знімальної точки до точок ситуації (наприклад, ГК, кутів будинків) вимірюють мірним приладом або далекоміром, кути — при одному колі з орієнтуванням нульового штриха лімба на суміжну точку знімального ходу.

Рис. 11.2. Абриси зйомок, виконаних способами полярних координат (а) і створним (б)

 

По цьому напрямку (показано стрілкою) в абрисі роблять запис 0°0'. З напрямку полярного променя може бути зроблена зйомка ситуації, як з лінії знімального обґрунтування способом перпендикулярів і зарубок.

Створний спосіб (див. рис. 11.2, б), як правило, застосовують при зйомці ситуації в середині кварталу, коли зйомка основних контурів проведена. Створ може бути заданий продовженням лінії будинку; лінією, що з'єднує два твердих контури. Від лінії створу (наприклад, ВС) роблять зйомку ситуації способом перпендикулярів і лінійних зарубок (зйомка дерева, ГК). Відстань ВС вимірюють повністю.

Крім зйомки всіх точок ситуації зі знімальних ліній для уточнення плану, що становить, роблять обмірювання по фасадах всіх будов з архітектурними виступами, уступами, ґанками, сходами, приямками. Обмірювання роблять також по всіх заборах і границям між точками зламів. При наявності будинків зі складною конфігурацією роблять додаткові контрольні проміри між кутами. На перехрестях проїздів вимірюють діагональні відстані між кутами кварталів і ширину проїздів. Крім того, у характерних місцях вимірюють ширину між протилежними фасадами проїзду. Контрольні проміри роблять також і між знятими зі знімальної лінії оглядовими колодязями підземних комунікацій, щоглами, стовпами повітряних ліній зв'язку й між іншими точками ситуації.

Результати польових вимірів, відбиті в абрисі, використовують для складання топографічного плану, наносячи їх на планшет. Планшет являє собою тонкий аркуш фанери або алюмінію, обклеєний зверху креслярським папером. На планшеті попередньо розбивають координатну сітку квадратів зі стороною 10 см і загальним розміром 50 х 50 см. По координатах на планшет наносять пункти геодезичного й знімального обґрунтування. Правильність накладки пунктів контролюють по відстанях між ними. Розбіжності не повинні перевищувати 0,2 мм на плані. У кожного пункту пишуть його номер або назва, а також наносять оцінку пункту з округленням до сантиметрів.

Положення контурів ситуації визначають на планшеті по промірах, даним в абрисі. При цьому з урахуванням масштабу плану виконують ті ж побудови, що й при польових вимірах. Наприклад, якщо зйомка контуру велася способами перпендикулярів і лінійних зарубок, на планшеті за допомогою циркуля-вимірника також будують перпендикуляри й лінійні засічки; якщо застосовувався полярний спосіб, на планшеті відкладають полярні кути й відстані.

Як правило, висотну зйомку виконують методом геометричного нівелювання після того, як вся ситуація знята й нанесена на планшет.

Нівелювання починають із точок висотного знімального обґрунтування. На всіх характерних точках площі, яку нівелюють, але не рідше чим через 50 м при зйомці в масштабі 1:2000 й 20м - при зйомці в масштабі 1:500, визначають висоти знімальних точок (пікетів). Відстань від нівеліра до рейки не повинне перевищувати 150м. Положення пікетів на плані визначають по ситуації, для чого в поле використовують копію планової зйомки.

Вулиці (проїзди) нівелюють по поперечниках, що розбивають за допомогою рулетки через 20...40м. Крім того, поперечники розбивають у місцях перегину рельєфу, по осях пересічних вулиць й у місцях їхнього зламу. При нівелюванні поперечників визначають висоти фасадної лінії, бордюрного каменю тротуару, осі вулиці й інших характерних точок рельєфу, висоти землі у входів, порогів і підлог у будинках.

 

ТАХЕОМЕТРИЧНА ЗЙОМКА

Основні відомості. Тахеометрична зйомка - основний вид зйомки для створення планів невеликих незабудованих і малозабудованих ділянок, а також вузьких смуг місцевості уздовж ліній майбутніх доріг, трубопроводів й інших комунікацій. З появою тахеометрів-автоматів цей спосіб зйомки стає основним і для значних по площі територій, особливо коли необхідно одержати цифрову модель місцевості. При тахеометричній зйомці ситуацію й рельєф знімають одночасно, але на відміну від мензульної зйомки план становлять у камеральних умовах за результатами польових вимірів.

Зйомку роблять із вихідних точок - пунктів будь-яких опорних і знімальних геодезичних мереж. Знімальна мережа може бути створена у вигляді теодолітно-нівелірних ходів, коли позначки точок теодолітного ходу визначають геометричним нівелюванням. У більшості ж випадків для зйомки прокладають тахеометричні ходи, що відрізняються тим, що всі елементи ходу (кути, довжини ліній, перевищення) визначають теодолітом або тахеометром-автоматом. При цьому одночасно з додатком тахеометричного ходу роблять зйомку. У цьому головну відмінність тахеометричної зйомки від інших видів топографічних зйомок.

Зйомка теодолітом. Порядок робіт на станції тахеометричного ходу при роботі теодолітом наступний.

У першу чергу виконують виміру, що ставляться до прокладання знімального ходу. Теодоліт установлюють над точкою й приводять його в робоче положення. На суміжних точках ходу встановлюють далекомірні (звичайно нівелірні) рейки. Одним повним прийомом вимірюють горизонтальний кут ходу. При двох положеннях вертикального кола теодоліта вимірюють вертикальні кути на суміжні точки ходу. По далекомірі теодоліта визначають відстані до суміжних точок. Вимірюють висоту приладу.

Далі приступають до зйомки. Для цього в першу чергу при лівому колі (КЛ) орієнтують лімб теодоліта на попередню точку. Із цією метою нуль алідади сполучають із нулем лімба й, закріпивши алідаду, обертанням лімба наводять зорову трубу на орієнтирну точку. Трубу наводять на знімальні пікети тільки обертанням алідади.. На знімальні пікети встановлюють далекомірні рейки й вимірюють на них при одному колі горизонтальні й вертикальні кути, а по далекомірі - відстані. Якщо знімальний пікет є тільки контурною точкою пікет є тільки контурною точкою, вертикальний кут не вимірюють. Результати вимірів записують у журнал тахеометричної зйомки (табл. 11.1).

Положення знімальних пікетів вибирають таким чином, щоб по них можна було зобразити на плані ситуацію й рельєф місцевості. Їх беруть

 

Рис. 11.3. Абрис тахеометричної зйомки

 

на всіх характерних точках і лініях рельєфу: на вершинах і підошвах пагорбів, дні й брівках улоговин й ярів, вододілах і тальвегах, перегинах скатів і сідловинах. При зйомці ситуації визначають границі вгідь, гідрографію, дороги, контури будинків, колодязі, тобто все те, що підлягає нанесенню на план у даному масштабі. Чим крупніший масштаб зйомки, тим більше число знімальних пікетів і тем менше відстань між пікетами й від станції до пікетів. Так, якщо при зйомці масштабу 1:5000 максимальна відстань до твердих контурів ситуації обмежено 150м, а до нетвердих-200м, то в масштабі 1:500 - 60 й 80м відповідно.

У процесі зйомки на кожній станції становлять абрис (рис. 11.3). На ньому показують положення станції ходу, напрямок на попередню й наступну точки, розташування всіх знімальних пікетів, рельєф і ситуацію місцевості. Знімальні пікети відзначають тими ж номерами 1..10, що й у польовому журналі, ситуація місцевості зображується умовними знаками, рельєф - горизонталями. Між точками на абрисі проводять стрілки, що вказують напрямок зниження місцевості.

По закінченні роботи на станції перевіряють орієнтування лімба теодоліта, для чого знову візують на попередню точку ходу. Якщо повторний відлік відрізняється від початкового більш ніж на 5', зйомку на даній станції переробляють. Для контролю на кожній станції визначають кілька пікетів, розташованих у смузі зйомки із суміжних станцій.

У найпростішому випадку складання плану за результатами тахеометричної зйомки починають із побудови координатної сітки й нанесення по координатах точок теодолітного ходу. Правильність нанесення точок ходу контролюють по довжинах його сторін: вимірюють відстані між вершинами - виражені в масштабі, вони повинні бути дорівнюють відстаням між відповідними точками на плані або відрізнятися не більше ніж на 0,2мм.

Слідом за цим наносять на план пікетні точки циркулем-вимірником, масштабною лінійкою й транспортиром. Дані для нанесення беруть із журналу тахеометричної зйомки.

Напрямок на пікети зі станції (рис. 11.4) будують по транспортирі. Наприклад, при зйомці на станції II лімб теодоліта був орієнтований по напрямку на точку І. Транспортир прикладають центром до точки ІІ плану, а відлік 0°00' сполучають із напрямком на точку І. Напрямок на точку І одержують, відклавши по дуговій шкалі транспортира 18°40', а відстань до точки І від станції II — відклавши в масштабі плану горизонтальний додаток 48,9м. Для цього по напрямку 18°40' проводять олівцем тонку лінію, а вимірником по масштабній лінійці знаходять відрізок 48,9м і відкладають його по створі лінії від станції II на точку I. Аналогічно наносять й інші точки.

Для прискорення роботи надходять так. По зовнішній окружності транспортира відзначають напрямку на всі пікети. Поруч із кожною точкою ставлять номер. Якщо є кути більше 180°, транспортир

 

Рис. 11.4. Побудова напрямків на пікети зі станції тахеометричного ходу

 

Таблиця 11.1

Дата______________ Станція ІІ. Висота приладу І = 1,44м

Спостерігач_______________ Відмітка станції Н = 148,95м

 

Точка	Відлік по дале-коміру	Відліки по кругах	МО	ν	d, м	h',м	ν, м	h, м	Р, м	Примітки
горизонталь-ному	вертикаль-ному
º	'	º	'	º	'	º	'
Л
І	174,4							+0		174,4	+2,14	3,50	+0,08
ІІІ	150,8							+0		150,8	+2,19	2,50	+0,13
П
І	174,3
ІІІ	150,9
Л
															На границі пашні та лугу
	49,0							-2		48,9	-1,99	1,44	-1,99	147,0
	65,0							-1		64,9	-2,15	1,44	-2,15	146,8
	125,8							-0		125,8	-2,12	1,44	-2,12	146,8
	114,3							-0		114,3	-0,57	1,44	-0,57	148,4
	148,0							-2		147,8	-5,98	2,00	-5,98	143,0	Уріз води річки

 

перекладають, повертаючи його на 180°. Після цього по ньому відзначають значення кута мінус 180°. Коли всі кути відзначені, транспортир знімають. Зі станції, як із центра, на всі точки проводять промені й відкладають відстані. Кінець кожного відкладеної відстані дає положення точки. Точку зображують кружком, поруч виписують із журналу його оцінку.

Замість транспортира застосовують також лінійки-тахеографи. Вони являють собою прозоре коло з разграфкою від 0° до 359°. По позначках станцій і рейкових точок на плані проводять горизонталі із прийнятим перетином рельєфу. Сліди горизонталей відшукують графічною інтерполяцією між точками, які в абрисі з'єднані стрілками. З'єднання яких-небудь двох точок в абрисі говорить про те, що місцевість між ними має один скат, без перегинів.

Всі контури й рельєф, зображувані на плані, вичерчують тушшю у відповідності, з умовними знаками. Над північною рамкою роблять заголовний напис, під південною рамкою підписують числовий масштаб, висоту перетину рельєфу, вичерчують лінійний масштаб і графік закладень.

Автоматизація тахеометричної зйомки. З появою електронних тахеометрів стала можлива часткова або повна автоматизація тахеометричної зйомки.

При зйомці електронний тахеометр установлюється на знімальних точках, а на пікетних точках - спеціальні вішки з відбивачами, що входять у комплект тахеометра. При наведенні на відбивачі вішки в автоматичному режимі визначаються горизонтальні й вертикальні кути, а також відстань до суміжних знімальних і пікетних точок. За допомогою мікроЕОМ тахеометра роблять обробку результатів вимірів й у підсумку одержують збільшення ∆х і ∆у координат і перевищення h на суміжні знімальні й пікетні точки. При цьому автоматично враховуються всі виправлення у вимірювані відстані й за нахил вертикальної осі приладу у вимірювані кути. Результати вимірів можуть бути введені в спеціальний запам'ятовувальний пристрій (накопичувач інформації) або переписані на магнітну касету. Надалі з накопичувача або з магнітної касети інформація надходить в ЕОМ, що по спеціальній програмі робить остаточну обробку результатів вимірів, що включає обчислення координат знімальних і пікетних точок, зрівнювання знімального ходу й інші обчислення, необхідні для графічної побудови топографічного плану або цифрової моделі місцевості. Графічна побудова топографічного плану здійснюється графобудівником, з'єднаним з ЕОМ.

 

НІВЕЛЮВАННЯ ПОВЕРХНІ

Зйомку в рівнинній місцевості з невеликою кількістю контурів при висоті перетину рельєфу через 0,1; 0,25; 0,5м виконують нівелюванням поверхні. Існує кілька способів такої зйомки: по квадратах, паралелях, характерних лініях рельєфу. У всіх способах висоти пікетів визначають геометричним нівелюванням. Розходження складається лише в схемі визначення планового положення пікетних точок.

При нівелюванні по квадратах за допомогою теодоліта й мірного приладу на місцевості розбивають і закріплюють кілочками сітку квадратів. Спочатку розбивають квадрати зі сторонами 100, 200 або 400м. Потім за допомогою вішок і мірного приладу розбивають сітку на більше дрібні квадрати зі стороною 40м для зйомки в масштабі 1:2000 й 20м - для зйомки в масштабах 1:1000 й 1:500. При розбивці квадратів ведуть зйомку ситуації, визначаючи положення контурних точок на перетинанні зі сторонами квадратів. Результати зйомки заносять в абрис (рис. 11.5). До пунктів державної геодезичної мережі сітку прив'язують прокладанням теодолітних і нівелірних ходів.

Порядок нівелювання квадратів залежить від їхнього розміру. При сторонах квадратів 100м і більше з однієї станції нівелюють вершини одного квадрата, при меншому розмірі - декількох квадратів. При

 

Рис. 11.5. Абрис зйомки способом нівелювання по квадратах (стрілками зазначений напрямок скатів)

 

цьому нівелір установлюють приблизно посередині великого квадрата, а рейку послідовно розміщають на всіх вершинах і беруть відліки. Відліки записують безпосередньо на схемі квадратів. Послідовно переставляючи нівелір і рейки, нівелюють вершини всіх квадратів. З кожної наступної станції нівелюють дві або більше сполучні точки попереднього квадрата. Це дозволяє крім передачі позначки виконувати контроль вимірів. Результати вимірів контролюють, порівнюючи суми а1+Ь2=а2+Ь, навхрест лежачих відліків по загальній стороні двох суміжних квадратів. Розбіжність між цими сумами не повинна перевищувати 10мм. Висоти вершин квадратів обчислюють як по сполучних точках, так і через горизонт приладу.

При нівелюванні по паралельних лініях на ділянці зйомки прокладають один або кілька паралельних магістральних ходів. В обидва боки від кожного ходу розбивають перпендикулярні лінії (поперечники). По ходах і поперечникам через рівні проміжки закріплюють пікетні точки через 40м при зйомці в масштабі 1:2000 і через 20м - при зйомці в масштабах 1:1000 й 1:500. Разом з розбивкою пікетажу роблять зйомку ситуації. Висоти пікетних точок визначають геометричним нівелюванням.

Магістральні ходи можна прокладати й по характерних лініях рельєфу: вододілам, тальвегам й ін.