Лабораторна робота № 18

Тема: Топографічно-геодезичні вишукування та обстеження в землевпорядкуванні.

Мета: Ознайомитись з основними групами геодезичних робіт при проведення землевпорядних робіт

Перелік питань на практичне вивчення:

1. Значення топографо-геодезичних вишукувань та обстежень в землевпорядкуванні

2. Види геодезичних робіт, що виконуються при землевпорядкуванні

3. Методи і прийоми проектування в землевпорядкуванні

Теоретичні та методичні відомості:

1. Виконання землевпорядних робіт, організація раціонального використання та охорони земель, ведення державного земельного кадастру, проведення землеустрою, моніторингу земель неможливо без якісного геодезичного забезпечення. Геодезичні матеріали повинні надавати повну інформацію про просторове положення земельних ділянок, їх природній, господарський стан та правовий режим. Проведення топографо-геодезичних обстежень і вишукувань

є одним із землевпорядних дій, що включаються до землевпорядкування. Воно покликане забезпечити топографічною основою у вигляді карт і планів інші землевпорядні дії:

1) утворення нових, а також впорядкування існуючих землекористувань з усуненням черезсмужжя та інших незручностей у розташуванні земель; уточнення і зміна меж землекористувань на основі схем районного планування;

2) внутрішньогосподарську організацію території колгоспів, радгоспів та інших сільськогосподарських підприємств, організацій та установ з введенням економічно обґрунтованих сівозміни та облаштуванням всіх інших сільськогосподарських угідь (сіножатей, пасовищ, садів та ін.), а також розробку заходів боротьби з ерозією ґрунтів;

3) виявлення нових земель для сільськогосподарського та іншого народногосподарського освоєння;

4) відведення та вилучення земельних ділянок;

5) встановлення і зміна меж міських, селищних та сільських населених пунктів;

6) проведення ґрунтових, геоботанічних та інших обстежень та вишукувань.

Топографічні карти і плани необхідні для проведення державного земельного кадастру, що включає дані реєстрації в землекористуванні, обліку кількості та якості земель, бонітування ґрунтів та економічної оцінки земель. Ці дані служать для організації ефективного використання земель та їх охорони, планування народного господарства, розміщення і спеціалізації сільськогосподарського виробництва, меліорації земель і хімізації сільського господарства, а також інших народногосподарських заходів, які пов'язані з використанням земель.

Топографічні карти і плани необхідні також для проектування плану забудови сільських населених пунктів.

Кожне із зазначених заходів та дій пред'являє свої вимоги до якості, тобто до точності, повноті і детальності топографічних карт і планів, показники якості визначають масштаб карти (плану) і висоту перерізу рельєфу, а масштаб карти і площа, на якій виконуються топографо-геодезичні роботи, визначають види і методи проведення цих робіт.

Тому в наступних розділах описуються види і методи топографо-геодезичних робіт, характеристики їх точності, принципи вибору масштабів карти і висоти перерізу рельєфу.

Але вимоги до точності топографічних карт і планів пред'являються не тільки заходами або діями в цілому, але і окремими об'єктами, які відображаються або проектуються на картах і планах в процесі проведення заходів або дій.

Особливо велике число об'єктів проектування виникає при складанні землевпорядних проектів. Так, об'єктами проектування при складанні проектів міжгосподарського землеустрою є землекористування різних підприємств, установ та організацій і меж цих землекористувань. При складанні проектів внутрішньогосподарської організації території об'єктами проектування є ділянки, виділені для населених пунктів, господарських (виробничих) центрів, для окремих угідь і сівозмін, полів сівозмін, лісові смуги, бригадні, гуртові, пасовище-оборотні та інші ділянки, дороги, скотопрогони та ін.

Вимоги до точності проектування об'єктів обумовлюють масштаби планів і карт, що застосовуються при землеустрої. Так, для складання землевпорядних проектів готують плани в масштабах зазвичай від 1:5000 до 1:25000. При великих роботах по міжгосподарському землеустрою (перевлаштування землекористуваннь в зонах великих водосховищ, каналів, іригаційних систем) іноді використовують карти масштабів 1:50000 і 1:100 000.

Із проведенням внутрішньогосподарського землеустрою тісно пов'язані роботи зі складання проектів планування сільських населених пунктів, гідромеліоративних заходів (зрошення, осушення), гідротехнічних споруд (водозатримуючі і водовідвідні вали, водозбірні споруди, ставки, терасування схилів) і ін. Для складання цих проектів проводяться спеціальні вишукування і готується геодезична основа у вигляді планів більш великого масштабу (від 1: 500 до 1: 5000).

Великомасштабні плани застосовуються також для складання спеціальних проектів внутрішньогосподарської організації території садів, ягідників, виноградників, комплексних проектів меліорації (зрошення, осушення) та організації території.

Карти і плани складаються на основі різного виду геодезичних зйомок, переважно аерофотозйомок. У зв'язку зі змінами, в розташуванні об'єктів зйомки (ситуації) на місцевості, зникненням одних і виникненням інших виробляють періодичне оновлення планів (карт), тобто складають нові плани на основі старих, або коригування, в процесі яких вносять в існуючі плани зміни, які відбуваються в ситуації.

В ході проведення земельної реформи в Україні з'явився новий вид земельних відносин, що базується на рівноправності форм і охороні прав власності на землю. Землекористування стало платним, узаконені оренда і операції з земельними ділянками (купівля,продаж та ін.), формується ринок землі і пов'язаної з нею нерухомості. Ведеться реєстрація прав на землю і права постійного користування землею. Основними принципами системи управління земельними ресурсами являється: забезпечення гарантії права власності на землю, визначення правового статусу землі, забезпечення раціонального використання як самої землі, так і інформації про землю.

Геодезична інформація являється важливим чинником для вирішення зазначених проблем. Від того наскільки раціонально вона буде представлена залежить повнота і якість послідуючих землевпорядних робіт. Недостатня і неточна інформація приведе до помилкового визначення вартості землі та значних помилок при оформленні документів на право власності чи користування землею. І навпаки, надмірна інформація та підвищена точність виконання геодезичних робіт, призведе до значного збільшення вартості робіт. Тобто є необхідність визначитись з об'ємом картографічної інформації, встановити оптимальну точність геодезичних робіт при виконанні робіт. Виходячи з цього і визначається перелік питань що будуть вивчатися протягом курсу вивчення дисципліни «Геодезичні роботи при землевпорядкуванні».

2. Розглянемо основні види геодезичних робіт, які необхідно виконувати для забезпечення всіх землевпорядних дій на сучасному етапі:

- Побудова геодезичного зйомочного обгрунтування у вигляді типових систем трикутників, полігонометричних, теодолітних, тахеометричних, мензульних і нівелірних ходів, засічок з густотою і точністю в залежності від прийнятого масштабу зйомки і висоти перерізу рельєфу;

Виконання зйомок земної поверхні: аерофототопографічні (контурні, комбіновані, стереотопографічні), фототеодолітні, мензульні (топографічні - зі зніманням рельєфу, контурні), теодолітні, тахеометричні, нівелювання поверхні, різних масштабів і з різною висотою перерізу рельєфу в залежності від вимог до точності обстеження і проектування об'єктів;

Поновлення планів і карт - складання їх за результатами нової аерофотозйомки з використанням існуючих матеріалів геодезичної основи і старих зйомок. У цьому випадку польові роботи часто обмежуються маркуванням пунктів геодезичного обґрунтування, додатковим дешифруванням і зйомкою контурів ситуації аерознімків, які не відобразилися або нещодавно з’явилися, відновленням, дешифруванням або зйомкою кордонів землекористуванні, якщо їх не можливо з необхідною точністю нанести на план (карту) за результатами попередніх зйомок;

Корегування планів і карт - зйомка та нанесення на існуючий план (карту) об’єктів і контурів ситуації, які з'явилися і зникли з плану.

Перераховані чотири види геодезичних робіт виконуються за відсутності якісних планів і карт на територію землекористуванні, на якій проводиться землеустрій;

- Складання і оформлення планів і карт на основі виконаних зйомок та переведення їх в цифрову форму;

- Визначення загальних площ землекористувачів та землевласників,
площ угідь з складанням експлікації.

- Складання проектних планів - копій з планів і карт.

- Попереднє (ескізне) проектування об'єктів;

- Технічне проектування об'єктів;

- Підготовка до перенесення проекту в натуру;

- Перенесення проекту на місцевість;

- Виконавчі зйомки;

- Нагляд за деформацією та осіданням споруд.

Виконавчі зйомки, які виробляються з метою контролю за правильністю перенесення проекту в натуру і його здійснення, не вимагають особливого опису, так як виконуються засобами і методами, які застосовуються при інших зйомках.

Спостереження за деформацією і опадами споруд, направлені на попередження можливих їх руйнувань, є спеціальними питаннями інженерної геодезії, тому в цій книзі вони не розглядаються.

3. Складання попередніх (ескізних) проектів. Складання проекту, а потім перенесення його в натуру - це процес зворотній до зйомки і складання плану.

Проект землевпорядкування складається у відповідності з перспективним планом розвитку кожного конкретного підприємства або володіння землі з урахуванням економічних та природних умов.

Перші проектні рішення роблять наближено, по можливості простими технічними засобами і способами, щоб швидше отримати попереднє графічне оформлення, спочатку в загальних рисах, а потім в деталях. Тому проекти землевпорядкування розробляють, як правило, в два прийоми, дві стадії: 1-ша - складання попереднього або ескізного проекту; 2-га - складання кінцевого або технічного проекту.

Ескізний проект складається на тому ж плановому матеріалі, на якому складається і технічний проект. Проектування об'єктів виконують за допомогою планіметра - при одному обводі ділянки, яку проектують, а також за допомогою номограм і палеток. Площі ділянок, що проектуються, на ескізному проекті даються округлені: крупних - до 1 га, а середніх та дрібних до 0,5 га. Застосовують також графічний спосіб проектування, округлюючи значення розмірів сторін, взятих з плану до 1 і навіть до 10 м, і користуючись при обчисленнях логарифмічною лінійкою. Площі проектованих ділянок на ескізному проекті показують округлені: великих - до 1 га, а середніх і дрібних - до 0,5 га при масштабі плану 10 000 і до 1 га - при масштабі 1: 25 000.

Площі ділянок, що мають форму трапеції, обчислюють по висоті і середньої лінії, а проектують (визначають висоту) - по заданій пло щади і середньої лінії, взятої з плану.

Для трикутника по висоті і підставі отримують подвійну площу. Площі многокутників обчислюють по частинах, розбивши їх на трикутники і трапеції. Криволінійні фігури окомірно призводять до прямолінійним.

Як показали дослідження, відносна помилка проектування і обчислення площ цієї номограмою становить близько 1 / 150 на дільницях до 8-10 см 2 і 1 / 200 - 1 / 250 - на більших площах.

Попередні загальні начерки проекту іноді роблять навіть окомірно, а потім, переконавшись у господарській доцільно різниці планованого розміщення, уточнюють розташування частин і інших елементів організації території, користуючись викладеними прийомами.

Способи та правила складання технічних проектів. Технічні проекти складають на основі закінчених ескізних проектів, обговорених і перевірених у відношенні господарської доцільності та юридичної правильності.

В залежності від виробничих вимог і точності розміщення лінійних елементів проектування і площ, їх конфігурації та наявність геодезичних даних по границях земельних масивів застосовуються наступні способи проектування:

- графічний - за лінійними величинами, виміряними на плані;

- механічний - при допомозі планіметра, діштайзера та ЕВМ;

- аналітичний - по лінійним та кутовим величинам, виміряними на місцевості, або ж по їх функціям (координатам).

Крім того, при складанні проекту застосовують:

– наближений аналітичний спосіб проектування,

– графоаналітичний.

Важливою умовою застосування того чи іншого способу створення проекту землеустрою є господарське значення проектованих ділянок, їх площі та характер кордонів.

Технічно проектування ділянок являється дією оберненою визначенню площ. Якщо під час обрахування площ визначаються площі фігур на плані, то під час проектування визначаються положення ліній, що обмежують фігуру на плані у відповідності з заданою площею. Внаслідок цього точність проектування може бути приблизно прирівняна до точності обчислення площ.

Проектування також, як і визначення площ, виконують, керуючись правилом - від загального до часткового, тобто групами ділянок, після чого в кожній групі проектують окремі ділянки.

Для того, щоб своєчасно знайти грубі помилки, використовують поточний контроль правильності проектування ділянок.

Проектування графічним способом. Графічним способом ділянки, як правило, проектують шляхом вирахування площі попередньо запроектованої ділянки, після чого проектують відрізку або прирізку до завданої площі. При цьому попередньо запроектована площа вираховується планіметром або аналітичним способом. Відрізки і прирізки проектують трикутником або трапецією в залежності від умов до направлення проектної лінії.

Проектування трикутником - виконують в тому випадку, коли проектна лінія повинна проходити через якусь визначену точку, при цьому по завданій площі і відомій висоті (чи основі) визначають основу (чи висоту) трикутника.

Проектування трапецією - виконують, якщо проектна лінія повинна проходити паралельно завданому направленню; в цьому випадку по завданій площі і середній лінії цієї трапеції, визначеній по плану, вираховують висоту трапеції, а потім її бокові сторони. Проектування трапецією менш зручніше і менш точніше, ніж трикутником. Складність вирішення задачі полягає в необхідності досить точного визначення на плані довжини середньої лінії, оскільки положення її невідоме, так як невідома висота. Отримане значення висоти може вважатись кінцевим, якщо розходження його з значенням попередньої висоти не перевищує величину графічної точності; в протилежному випадку знаходять нове значення середньої лінії і відповідно - нове значення висоти. Розходження кінцевої довжини середньої лінії і поперечної не допускають більше подвоєної графічної точності.

З розглянутих прикладів проектування трикутником і трапецією видно, що проектування трикутником точніше, так як необхідні дані для перенесення проекту в натуру отримують шляхом вирахувань, тоді, коли при проектуванні трапецією проектні відрізки необхідно визначати по плану.

Окремі випадки проектування графічним способом. Ділянки, які мають довгі паралельні сторони, при використанні графічного способу, проектують, як правило, трапеціями. В випадку, коли квартал має форму прямокутника, ширину ділянок отримують пропорційно їх площам, і проектування ведуть шляхом розрахунків.

Проектування ділянок трапеціями, коли квартал має форму трапеції, може виконуватись по способу, який розглядався у попередньому параграфі, при цьому кожна ділянка проектується самостійно. Для цього задану площу кожної запроектованої ділянки ділять на свою середню лінію чи подвійну завдану площу ділять на суму основ трапеції.

В результаті проектування одержують висоти окремих трапецій h₁ h₂ h₃,... які відкладають по лінії послідовно h_1, h₁+ h₂, h₁+ h₂+ h₃ і т.д. і після проектування останньої ділянки перевіряється сума висот.

Якщо кількість ділянок складає 8-10, кут, створений продовженням бокових сторін трапецій, менше 30°, а відношення довжини ділянок до їх, ширини дорівнює 5, то розходження в сумі висот h₁+ +h₂+ h₃... з загальною висотою не повинно перевищувати величини потроєної графічної точності (0,3 мм, на плані).

Проектування ділянок механічним способом. Графічний та аналітичний способи проектування зручні лише в тому випадку, коли ділянки мають невелику кількість поворотів, і проектування не потребує значних витрат часу на виробництво вирахувань. При великій ламаності кордонів контурів використання планіметра робить процес проектування більш простим та ефективним, внаслідок чого механічний спосіб проектування ділянок при допомозі планіметра найбільш розповсюджений.

Але проектування ділянок тільки планіметрами не виконують, тому що планіметр - прилад, який по заданій площі і одному лінійному виміру не дає можливості визначити інший лінійний вимір.

Ця обставина викликає необхідність виконувати проектування послідовними наближеннями до тих пір, поки величина відсутньої площі до заданої, або надлишок проти проектної площі не буде перевищувати величину допущеної похибки визначення площі.

Щоб виключити велику кількість наближень під час проектування, механічний спосіб використовують в комбінації з графічним, тобто планіметром вимірюють площу ділянки, запроектовану на око, відрізку чи прирізку проектують графічним способом, трикутником або трапецією в залежності від умов проектування.

У цьому випадку похибка проектування ділянки буде складатися з похибки визначення попередньо спроектованої планіметром площі та похибки проектування відрізки або прирізки графічним способом. Однак, точність визначення площі планіметром менша, ніж графічним способом. Похибки проектування прирізок або відрізок вносять малу долю похибки в загальну похибку проектованої площі, тому похибки проектування ділянок планіметром можна вважати приблизно рівними похибкам визначення площ планіметром.

В умовах дрібноконтурних ситуації площі окремих контурів часто бувають менше площ проектованих ділянок (полів сівозмін). У цьому випадку проектований ділянка може складатися з декількох контурів і проектування полів зводиться до набору контурів, щоб отримати потрібну площу поля. При цьому більш великі контури ріллі іноді будуть розділені межами полів.

При механічному способі проектування раніше обчислені площі контурів не змінюють, тому площі частин контурів, поділюваних проектної кордоном, пов'язують в площі цього контуру.

Чіткість і ясність складання схем і надписів забезпечує правильність складання експлікацій та робочого рисунка для перенесення проекту в натуру..

Проектування ділянок аналітичним способом. Під час проектування аналітичним способом розрахунки виконують по виміряним кутовим та лінійним величинам.

Аналітичне проектування супроводжується досить складними обчисленнями і вимагає більше часу та уваги, ніж проектування графічним способом або за допомогою планіметра. Тому при проектуванні користуються переважно цими простими способами, хоча вони в багатьох випадках не забезпечують необхідну точність.

Якщо врахувати неточність вихідних даних і неминучі похибки у наступних вимірах при перенесенні проекту в натуру, то замість складних формул і прийомів аналітичного проектування можна застосовувати більш прості, що дають наближенні, але цілком прийнятні для практичних цілей результати. Можна прийняти, що цій умові будуть відповідати всі прийоми наближеного визначення висот проектованих ділянок у формі трапецій і довжин їх паралельних сторін, якщо похибки в розрахунках не будуть перевищувати 1: 1000 - 1: 1500 визначених величин.

До найбільш простих випадків аналітичного проектування відноситься проектування прямокутників і паралелограмів, яке зводиться до ділення двох паралельних сторін масиву на відрізки, пропорціональні заданим площам. Це проектування можна виконувати безпосередньо в натурі.

Значно складніші розрахунки сторін проектних ділянок, що мають форму трапеції, неправильних чотирикутників, п'ятикутників та ін.

При великій кількості сторін ділянки, що проектується, спочатку визначають площу якої-небудь частини спроектованої ділянки, а потім проектують прирізку або відрізку. Тому під час аналітичного способу застосовують формули як для вирахування площ, так і для проектування.

При аналітичному проектуванні дуже часто доводиться вирішувати прямі та обернені геодезичні задачі, а також визначати координати точок перетину двох прямих, координати двох кінців яких відомі, а також відомі їх дирекційні кути.

Прийоми проектування ділянок аналітичним способом. Проектувати аналітичним способом можна до складання плану (по схематичному кресленню, на якому надписані кути та лінії), користуючись відомістю координат для вирахування площ. Однак, проектування виконують на проектному плані, щоб перевіряти за ним значення кутів між лініями, довжин ліній і дирекційних кутів, які отримують в процесі вираховувань.

Проектування ділянки аналітичним способом в один прийом виконують лише в тих випадках, якщо вона має форму трикутника або чотирикутника. В усіх інших випадках аналітичним способом визначають площу попередньо наміченої ділянки, після чого проектують зайву або недостатню до проектної площу.

Під час проектування аналітичним способом усі величини площ, а також добуток сторін і ін.) виражають в квадратних метрах, округлюючи їх до цілих одиниць.

Приклади більш складних випадків аналітичного проектування. В частині землекористування з зламаними межами необхідно запроектувати два поля Р_І Р_ІІ так щоб межі полів були паралельні завданій стороні. Відомі координати усіх точок, дирекційні кути і горизонтальні прокладання. По ескізному проекту залежно від розміщення меж полів і вибирають способи їх проектування при складанні проекту.

Дана задача може мати три варіанти рішення:

1) шляхом вирахування площ трапецій, що складають даний полігон, з наступним проектуванням прирізок або відрізок для отримання площ Р_І, Р_ІІ.

За цими формулами вираховують площі секцій, що виходять за межі цілих квадратів координатної сітки. Кінцева площа ділянки буде:

Р=Р₀+Ра₁+Ра₂+Ра_З+Ра₄

Контрольні питання для самоперевірки

1. Основні етапи топографо-геодезичних робіт у землевпорядкуванні

2. Основі групи прийомів проектування ділянок в землевпорядкуванні.

3. Основні види геодезичних робіт у землевпорядкуванні.

4. Хронологія практиних геодезичних робіт у землевпордкуванні.

5. Геодезична мережа та її икоритання у землевпордкуванні.

6. Випадки геодезичного проектування на різних рівнех земелевпордкування та кадастру.

7. Способи оцінки точності геодезичних робіт у землевпордкуванні

Рекомендована література

1. Геодезія. Терміни та визначення. ДСТУ 2393-94. – К.: Держстандарт України, 1994. – 64 с.

2. Інженерна геодезія: Науково-технічний збірник // КНУ будівництва і архітектури. –Київ, 1999. Випуск 41. -223 с.

3. Інженерна геодезія [Текст]: науково-технічний збірник. Заснований у 1965 році. Вип. 54/ Відпов. ред. С. П. Войтенко. – К.: КНУСА, 2008. – 332 с.

4. Картографія. Терміни та визначення // ДСТУ 2754-94. – Київ: Держстандарт України, 1994. – 95 с.

5. Левицкий И.Ю., Рыбалко С.В. Земельнокадастровая информация и принципы ее картографирования // Проблемы геоинформатики: Тез. докл. респ. науч. конф., Тарту-Кяэрику, 22-23 сент. 1983. – Тарту, 1983. – С. 32-33.

6. Методи дистанційного зондування Землі: Методичний посібник для студ. напряму «Геодезія, картографія та землевпорядкування» вузів III-IV рівнів акредитації/ Уклад.: С. С. Кохан, І. П. Поліщук; Національний аграрний університет (К.). –К., 2006. -136 с.

7. Суворов А.К. Топологические методы разработки картографических зображений.- М.: ИГ АН СССР, 1987.- 209 с.

8. Сухов В.И. Юровский Я.И., Никишов М.И., Лиодт Г.Н., Сергунин Е.Н. Сельскохозяйственное картографирование. – М.: Колос, 1970. – Изд. 3-е. – 304 с.

9. Шевченко В.О. Медико-географічне картографування території України. – Київ: Наук. думка, 1994.- 158 с.