4. Підготовчі роботи при мензульній зйомці

Підготовчі роботи включають: підбір необхідних графічних матеріалів, каталогів існуючих пунктів планово-висотного обґрунтування, підготовку і перевірку приладів, планшетів.

Мензульна зйомка здійснюється на аркушах креслярського паперу вищої якості. Для зменшення деформації паперу його наклеюють на листи алюмінію (міді). При відсутності заздалегідь підготовлених планшетів креслярський папір наклеюють безпосередньо на мензульну дошку. Для цього використовується яєчний білок, яким рівномірно покривають всю поверхню мензульної дошки, або гумовий клей. Аркуш креслярського паперу зволожують з обох сторін, дають йому змогу трішки просохнути і накладають на мензульну дошку. Потім притискаючи папір від центру до країв, видавлюють бульбашки повітря, що створилися між папером і дошкою. З бокової і нижньої поверхонь дошки папір приклеюється крохмальним клейстером. Для запобігання забрудненню планшета його зверху покривають «рубашкою» – аркушем картографічного паперу або калькою, які приклеюють до торців і нижньої поверхні планшета. На робочій площі планшета вирізують вікно, яке після опрацювання знову заклеюють.

На поверхні планшета за допомогою лінійки Дробишева або координатографа розмічують координатну сітку 50 х 50 см (40 х 40 см для масштабу 1 : 5 000) зі сторонами квадратів 10 х 10 см і наносять вершини кутів зйомочної трапеції. За координатами наносять опорні пункти. Біля кожного пункту підписують його номер (назву) і відмітку. Правильність нанесення опорних пунктів перевіряють вимірюванням відстаней між ними. Для полегшення в подальшому орієнтування планшета за короткими сторонами (менше 5 см на плані) на полях прокреслюють допоміжні лінії орієнтування. Далі планшет покривають «рубашкою». Крім того, виготовляють дві кальки: кальку висот і кальку контурів. На кальці копіюють координатну сітку і нанесені на планшет опорні точки. У подальшому ці кальки повинні щоденно поповнюватися зйомочними (пікетними) точками, що визначають положення на місцевості, відповідно, характерних точок рельєфу, контурів і місцевих предметів. Кальки висот і контурів разом із журналом зйомки є найважливішими документами, які служать для контролю якості зйомочних робіт.

5. Створення мережі зйомочного обґрунтування

Плановою основою мензульної зйомки служать пункти ДГМ і мереж згущення, кількість яких у районі зйомки невелика. З метою їх згущення створюється зйомочне обґрунтування. Щільність пунктів (точок) зйомочної мережі залежить від характеру місцевості, масштабу зйомки, висоти перерізу рельєфу і інших факторів. Це зазначається в нормативних документах.

Польові роботи починаються з рекогностування, яке включає в себе знайомство з місцевістю, відшукування пунктів опорної мережі, вибір методу розвитку зйомочного обґрунтування, місцеположень точок зйомочної мережі і закріплення їх на місцевості.

Планове зйомочне обґрунтування мензульної зйомки може бути створене аналітичним або графічним методом.

Аналітичний метод розвитку зйомочної мережі застосовується при зйомці в масштабах 1 : 500 – 1 : 5000 в умовах закритої місцевості, а також при недостатньої кількості пунктів опорної геодезичної мережі. Визначення координат пунктів зйомочного обґрунтування може бути виконано:

- прокладанням теодолітних ходів між опорними пунктами;

- побудовою тріангуляційної мережі, яка являє собою мережу трикутників із короткими сторонами, в яких за допомогою теодоліта вимірюють усі кути (мікротріангуляція);

- прямими, оберненими і комбінованими геодезичними засічками. Визначення точок прямою засічкою здійснюють не менш ніж із трьох пунктів, а оберненою – по чотирьох пунктах геодезичної опорної мережі. Кути засічок повинні бути не менше 30^º і не більше 150^º.

В усіх вищезазначених випадках точки зйомочного обґрунтування наносяться на планшет за координатами, отриманими із обчислень. Висоти точок визначаються геометричним нівелюванням в одному напрямку або тригонометричним нівелюванням в прямому і зворотному напрямках.

Аналітичний метод розвитку зйомочної мережі вельми трудомісткий, що пов’язано з великим об’ємом польових вимірювань і обчислень. Тому він використовується у випадках, коли графічний метод не може бути застосований через умови місцевості або не забезпечує необхідної точності.

При графічному методі положення точок зйомочної мережі отримують безпосередньо на планшеті шляхом прямих, обернених і комбінованих графічних засічок або прокладанням мензульних ходів. Пряма і комбінована графічні засічки застосовуються при наявності на планшеті проекцій двох вихідних точок місцевості, за якими визначається положення третьої точки.

Пряма графічна засічка нагадує кутову засічку з тією лише різницею, що кути не вимірюють, а будують графічно. Щоб розв’язати цю задачу, знаходять положення якоїсь точки с відносно твердих точок а і b (рис. 5). Для цього послідовно встановлюють мензулу в точках А і В на місцевості. У точці А планшет орієнтують у напрямку аb, приклавши до точки а укісне ребро лінійки кіпрегеля, візують на точку С і прокреслюють напрямок аm. Потім переходять з мензулою на точку В і орієнтують планшет у напрямку bа. Приклавши укісне ребро лінійки кіпрегеля до точки b, візують на точку С і прокреслюють лінію bn. Перетин ліній ат і bn у точці с визначає положення на планшеті точки С місцевості.

Рис. 5. Пряма графічна засічка

Рис. 6. Зворотна графічна засічка

До зворотної засічки звертаються, якщо тверді точки недоступні або коли мензула знаходиться в точці, якої немає на планшеті, але її необхідно нанести. Пояснимо це на прикладі. Скажімо на планшеті є точки а і b, що відповідають точкам А і В на місцевості (рис. 6). Для визначення положення точки с мензулу встановлюють на місцевості в точці С і орієнтують планшет за допомогою бусолі. Приклавши лінійку кіпрегеля у напрямі точки А на місцевості, прокреслюють лінію ат «на себе». Аналогічно прокреслюють лінію bn. Точка с перетину цих напрямів буде відображати точку С місцевості.

Положення точки, одержане прямою або зворотною засічкою з двох точок, безконтрольне. Для контролю засічки необхідно проводити як мінімум із трьох точок. Положення точки на планшеті визначене надійно, якщо три напрямки, прокреслені на планшеті, перетинаються в одній точці.

Спосіб знаходження четвертої точки за трьома відомими описано в спеціальній літературі як задача Снеліуса – Потенота. Задача має багато аналітичних і графічних розв’язків. При мензульній зйомці її розв’язують графічно. Надійні результати одержують у тому разі, якщо точка, положення якої визначають, розташовуватиметься відносно твердих точок, наприклад у місцях D₁ чи D₂ (рис. 7).

Для графічного розв’язання задачі Снеліуса – Потенота запропоновано кілька способів. Розглянемо найпростіший з них – спосіб Болотова. При цьому способі мензулу встановлюють у точці D місцевості. На планшет попередньо наносять точки а, b і с, відповідні точкам А, В і С місцевості. Накладають на планшет аркуш прозорого паперу (калька, восківка),

закріплюють його і позначують на ньому довільну точку d, розташовану приблизно над точкою D місцевості, візують кіпрегелем послідовно на точки А, В і С місцевості і прокреслюють на аркуші через точку d лінії АА^′, ВВ^′ і СС^′ (рис. 8, а). Відкріпивши аркуш паперу, переміщують його на планшеті доти, поки лінії АА^′, ВВ^′ і СС^′ не пройдуть через точки а, b і с на планшеті. Після цього переколюють точку d на планшет (рис. 8, б). Положення точки d перевіряють, орієнтуючи планшет мензули по найдовшій із трьох прокреслених ліній, і уточнюють орієнтування за двома лініями.

Рис. 8. Спосіб Болотова

Рис. 9. Визначення положення точок геометричної сітки

Знімальна основа мензульної зйомки може також створюватися одним із графічних способів – побудовою геометричної сітки.

Геометрична сітка – сукупність закріплених на місцевості знімальних точок, положення яких на мензульному планшеті визначене за допомогою графічних прийомів (мензульних засічок). З’єднані між собою лініями візування, ці точки утворюють систему трикутників або багатокутників.

Створення геометричної сітки спирається на пункти, координати яких обчислені заздалегідь і які нанесені до початку робіт на знімальний планшет (це так звані тверді точки). Довжини сторін трикутників геометричної сітки дорівнюють приблизно одній десятій знаменника числового масштабу зйомки, вираженого в метрах. Наприклад, у масштабі 1: 5 000 довжина сторони трикутників геометричної сітки становить приблизно 500 м, для масштабу 1: 2 000 – 200 м. Кількість точок геометричної сітки залежить від масштабу зйомки і характеру рельєфу місцевості.

Висоти точок геометричної сітки одержують тригонометричним нівелюванням.

Графічне визначення планового положення точок геометричної сітки та визначення їх висот виконують одночасно.

Для зйомки невеликої ділянки місцевості (вміщується на одному планшеті) при відсутності в районі робіт пунктів або точок, знайдених аналітично, геометричну сітку будують на основі одного базису. Базис вибирають у центрі знімальної території на рівному місці, яке дає змогу проводити виміри стрічкою або рулеткою (рис. 10). Довжину базису встановлюють залежно від масштабу, вона повинна бути не меншою ніж ¼ довжини ділянки, що знімається (або не менш як 5 – 10 см у масштабі створюваної карти чи плану).

На великі ділянки процес створення геометричної сітки складається з трьох етапів: 1) вибір точок (рекогностування) і закріплення їх на місцевості; 2) побудова сітки на планшеті; 3) визначення висот точок сітки.

Рис. 10. Визначення положення точок геометричної сітки на основі базису

Під час рекогностування точки геометричної сітки позначають на підвищеннях рельєфу і позначають їх тичками. Точки закріплюють кілками, вбитими врівень із землею.

Для визначення планових і висотних положень точок геометричної сітки встановлюють мензулу на одному з її пунктів (наприклад, у пункті а, рис. 9), і орієнтують планшет по найвіддаленішій точці. Орієнтування планшета перевіряють за іншими видимими точками. Кіпрегелем візують і проводять напрямки з усіх точок геометричної сітки, видимих із цього пункту. Прокреслені напрями продовжують за рамку планшета, де вказують, з якого і на який пункт іде даний напрям. Після цього перевіряють орієнтування планшета і переходять на другий пункт (наприклад, b). Дії повторюють. Точки перетину (1 – 10) напрямків на тички з різних пунктів визначають положення точок геометричної сітки.

Одночасно з визначенням планового положення точок сітки визначають їхні висоти. Під час роботи на кожній із точок геометричної сітки контролюють визначені раніше висоти відповідних точок. Розбіжність між ними не повинна бути більшою 4 см на кожні 100 м горизонтального прокладення.

У закритій місцевості (лісовій, забудованій тощо) знімальну основу можна створювати також прокладанням мензульних ходів. Хід прокладається між двома пунктами, положення яких уже визначено. Один з них вважається початковим, другий – кінцевим. Кількість точок ходу та його довжину встановлюють з урахуванням складності рельєфу (табл. 1).

Таблиця 1

Кількість точок ходу та його довжини

Масштаб зйомки	Максимальна довжина ходу, м	Максимальна довжина ліній, м	Максимальна кількість ліній ходу
1 : 5 000	1000	250	5
1 : 2 000	500	200	5
1 : 1 000	250	100	3
1 : 500	200	100	2

Залежно від способу орієнтування планшета розрізняють мензульні ходи з орієнтуванням за прокресленими лініями і за допомогою бусолі (так звані бусольні мензульні ходи).

На початковому пункті А мензулу центрують, горизонтують, орієнтують за вихідною лінією АМ та всіма видимими пунктами геодезичної основи. Потім прикладають кіпрегель до точки а на планшеті і наводять трубу на першу точку ходу на місцевості В, прокреслюють уздовж укісного ребра лінійки лінію аb, продовжуючи її за рамкою знімального планшета (рис. 11). Вимірюють відстань АВ за допомогою ниткового віддалеміра кіпрегеля і перевищення h_аb. Далі мензулу переносять у точку В, орієнтують планшет по лінії bа. Вдруге вимірюють ту саму відстань ВА і перевищення h_bа. Якщо різниця відстані між точками мензульного ходу, виміряними у прямому і зворотному напрямках, не перевищує 1/200 довжини сторони ходу, а перевищення – 10 см при довжині лінії до 250 м, обчислюють середню відстань і середнє перевищення. Одержану відстань відкладають у масштабі на планшеті від точки а вздовж прокресленої лінії аb і наколюють точку b. У такій послідовності визначають положення інших точок ходу. Якщо зйомку проводять у масштабі 1: 500, то відстані вимірюють землемірною стрічкою. Після визначення на планшеті положення останньої точки виявляють нев’язку в периметрі ходу, тобто графічну величину, яка відображає різницю між положеннями кінцевої точки ходу і кінцевого пункту. Якщо відносна нев’язка в мензульному ході менша від 1/300 загальної довжини ходу, а графічна нев’язка не перевищує 0,8 мм на плані, то її розподіляють способом паралельних ліній.

Рис. 11. Прокладання мензульного ходу

Перевищення точок мензульного ходу визначають кіпрегелем або теодолітом двічі, виводячи середнє значення. У роботі з номограмним кіпрегелем для цього змінюють висоту візування. Під час роботи з теодолітом перевищення визначають при двох положеннях вертикального круга. Висоту нев’язки в мензульному ході обчислюють за формулою

де ∑h_вим – алгебраїчна сума виміряних перевищень у ході;

Н_кін і Н_поч – відомі висоти кінцевого і початкового пунктів ходу.

Допустима висотна нев’язка в мензульному ході не повинна перевищувати ,

де Ѕ – кількість сотень метрів у мензульному ході;

п – кількість сторін ходу.

Якщо нев’язка допустима, її розподіляють на всі перевищення з оберненим знаком пропорційно довжинам сторін, а потім з урахуванням виправлених перевищень обчислюють висоти точок мензульного ходу.