ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А. А. Елисеев

ГЕОДЕЗИЯ И ТОПОГРАФИЯ

Учебное пособие

2Е издание дополненное

(для студентов специальностей

«Прикладная информатика в географии»,

«Городской кадастр» и «География»)

Ставрополь 2007

ДК 528.42

ББК 26.12 я 73

Е 51 Печатается по решению

редакционно-издательского совета

Ставропольского государственного университета

Елисеев А.А.

Геодезия и топография: Учебное пособие. 2-е издание. – Ставрополь: Изд-во СГУ, 2007. – 210с.

В учебном пособии приводятся общие сведения по геодезии и топографии, о форме и размерах Земли, о системах координат, применяющихся в геодезии и о географических картах. Подробно рассмотрены вопросы решения задач по топографическим картам. Дано описание геодезических инструментов, изложены теоретические положения и вопросы топографических съемок, приведены примеры математической обработки их результатов.

Рассмотрены специальные геодезические работы при межевании, землеустройстве и кадастре.

Предназначено для студентов специальностей «Прикладная информатика в географии», «Городской кадастр» и «География».

Рецензенты: докт. техн. наук, профессор Е.Д. Басов (СевКав ГТУ)

канд. техн. наук, доцент В.В. Очинский

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие ко второму изданию. 5

Предисловие. 6

Глава I. Введение в геодезию и топографию. 8

§1. Предмет и задачи геодезии и топографии. 8

§2. Роль геодезии в землеустройстве и в создании земельного кадастра. 9

§3. Исторические сведения. 10

§4. Современные методы геодезических работ. 16

Глава II. О форме и размерах Земли и применяющихся в геодезии системах координат. 19

§5. Сведения о фигуре Земли. 19

§6. Основные параметры земного эллипсоида и соотношение между ними. 23

§7. Геодезическая система координат. 24

§8. Поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса. Плоская прямоугольная система координат. 26

§9. Зависимость между сферическими прямоугольными координатами эллипсоида и плоскими прямоугольными координатами в проекции Гаусса. 30

Глава III. Общие сведения о географической карте.

§10. Основные элементы картографического изображения. 35

§11. Классификация карт. Номенклатура карт и топографических планов. 36

Глава IV. Топографическая карта и ее использование. 41

§12. Масштабы топографических карт. 41

§13.Измерение расстояний (длин линий). 44

§14.Условные знаки. 46

§15. Изображение рельефа и его формы. 48

§16. Определение отметок горизонталей и точек местности. 51

§17. Определение координат. 53

§18. Ориентирование линий. 57

§19. Построение профиля местности. 62

§20. Измерение площади. 64

§20.1. Графический способ определения площади многоугольника. 64

§20.2. Определение площади сложного контура с помощью палетки. 65

§20.3. Определение площади аналитическим способом. 67

§21. Работа с аэроснимками. Определение численного масштаба аэрофотоснимка. 68

Глава V. Геодезические инструменты и приборы, применяемые при топографических съёмках. 71

§22. Устройство технических теодолитов. 71

§23. Типы технических теодолитов. 74

§24. Устройство теодолита 2Т30П. 76

§25. Поверки и юстировки теодолита. 83

§26. Общий принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов. 86

§27. Порядок измерения горизонтального угла способом приёмов. 88

§28. Измерение вертикального угла. 90

§29. Измерение длин линий на местности. 92

§29.1. Общие сведения о линейных измерениях и приборах. 92

§29.2. Мерные стальные ленты. 94

§29.3. Порядок измерения длины линии. 96

§29.4. Дальномерное определение расстояний. 99

§30. Геометрическое нивелирование. Применяемые приборы и работа с ними. 102

§30.1. Общие сведения. 102

§30.2. Сущность геометрического нивелирования. 103

§30.3. Устройство нивелира. 104

§30.4. Нивелирные рейки. 107

§30.5. Порядок работы на станции нивелирного хода. 109

§31. Метод тригонометрического нивелирования. 110

§32. Общие сведения из теории ошибок (погрешностей) геодезических измерений. 111

§32.1. Ошибки и их виды. 111

§32.2. Свойства случайных ошибок. 113

§32.3. Среднеквадратическая ошибка отдельного измерения.

§32.4. Среднеквадратическая ошибка отдельного измерения и арифметической середины, вычисленные через вероятнейшие ошибки. 117

§32.5. Понятие о неравноточных измерениях.

Глава VI. Топографические съёмки. 124

§33. Топографические съемки. 124

§33.1. Общие сведения. 124

§33.2. Геодезические опорные сети и теодолитные ходы. 125

§33.3. Теодолитная съёмка. 129

§33.4. Мензульная съёмка. 131

§33.5. Тахеометрическая съёмка. 133

§33.6. Нивелирование поверхности. 136

§33.7. Аэрофототопографические съёмки. 143

§34. Нивелирование трассы линейного сооружения. 147

§34.1. Инженерные изыскания для строительства. 147

§34.2. Полевые работы при трассированиии линейного сооружения. 148

§34.3. Элементы закругления. Разбивка главных точек кривой. 151

Глава VII. Обработка материалов топографических съёмок. 153

§35. Обработка материалов теодолитно-нивелирной съёмки. 153

§35.1. Вычислительная обработка теодолитных ходов. 153

§35.2. Обработка материалов нивелирования точек теодолитного хода. 165

§35.3. Графическая обработка материалов теодолитной съемки. 169

§36. Обработка материалов тахеометрической съёмки. 175

§36. 1. Вычисление отметок реечных точек. 175

§36.2. Нанесение реечных точек на план, интерполирование, проведение горизонталей. 177

§37. Обработка материалов нивелирования по квадратам. 179

§37.1. Вычисление отметок вершин квадратов. 179

§37.2. Построение топографического плана. 182

§38. Обработка материалов нивелирования трассы линейного сооружения. 184

§38.1. Порядок обработки журнала нивелирования. 184

§38.2. Заполнение профильной сетки. Расчет прямых и кривых трассы. 189

§38.3. Построение профиля местности и проектирование по профилю. 193

Глава VIII. Геодезические работы при межевание земель. 197

§39. Общие сведение о государственном земельном кадастре. 197

§40. Геодезические работы по созданию межевого дела.

Заключение. 208

Литература. 210

УДК 528,42 Печатается по решению

ББК 26,12 я73 редакционно-издательского

Е 51 совета Ставропольского

государственного университета

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор Е.Д. Басов (СевКавГТУ)

кандидат технических наук, доцент В.Н. Найденко

Елисеев А.А.

Е 51 Практикум по геодезии и топографии. Учебное пособие. Второе

издание - Ставрополь: Изд-во СГУ.2006 ... 210с.

Учебное пособие содержит методические рекомендации по выполнению лабораторных и расчетно-графических работ, разработанных автором, теоретические положения и подробное описание работ с топографической картой как основы ГИС. Рассматривается производство угловых и линейных измерений на местности, способы создания геодезического и съемочного обоснования и топографических съемок, а также организация и выполнение полевых и камеральных работ.

Предназначено для студентов специальностей “Прикладная информатика в географии”, “Городской кадастр”, “География” и “Экология”.

УДК 528,42

ББК 26.12я73

с Елисеев А.А. 2006.

с Издательство Ставропольского государственного университета 2006.

Предисловие ко второму изданию

За время, прошедшее после выхода первого издания “Практикума”, произошли определенные изменения в Учебном плане, которые выразились в увеличении количества часов по дисциплине геодезия и топография, что привело к увеличению количества обучающихся студентов, открылась новая специальность “Городской кадастр”. Все это и другое потребовало переиздания указанного учебного пособия.

Второе издание значительно дополнено, в нем написаны три новые главы: “Введение в геодезию и топографию” и “О роли геодезического и топографического образования в формировании специалиста геоинформатика в области землеустройства, городского и земельного кадастров” и “Геодезические работы при межевании земель”.

Кроме этого написано несколько параграфов по геометрическому нивелированию и составлению профиля при строительстве линейных объектов.

В практикуме приведены многочисленные примеры обработки геодезических измерений и топографических съемок, которые студенты выполняют в виде индивидуальных расчетно-графических работ. Все это позволит лучше организовать самостоятельную работу студентов.

Автор выражает благодарность студенту Черномурову М.В за компьютерное изготовление рисунков.

Предисловие

Государственный стандарт высшего профессионального образования по специальности “Прикладная информатика в географии” предусматривает подготовку специалиста с квалификацией “геоинформатик”.

В наши дни информатизация коснулась всех сторон жизни общества. В науках о Земле информационные технологии оформились в геоинформатику, т.е. в географические информационные системы (ГИС), и поэтому актуальным стал вопрос подготовки специалистов, уверенно владеющих как теоретическими, так и, в особенности, практическими сторонами ГИС-технологии. Остро назрела необходимость развития системы геоинформационного образования или ГИС-образования в университетах России.

Большое количество накапливающейся из года в год различной информации не может быть обработано без применения компьютеров. Но самым ценным в компьютерных технологиях является визуализация многообразной информации на карте (топографической или географической). Необходимость проанализировать географическое расположение явлений и объектов, их количественные и качественные характеристики при помощи карты возникает у представителей различных профессий.

В картографических данных нуждаются не только управляющие структуры, владеющие массивами информации, но и специалисты, оценивающие и прогнозирующие состояние какой-либо области человеческой деятельности, например, рациональное использование сельскохозяйственных земель, загрязненность территорий и т.п. Круг ее возможных потребителей чрезвычайно широк: от районной администрации до государственного уровня, что объясняется резко возросшим за последние годы спросом на географические информационные системы. Значительная часть географических карт быстро стареет с течением времени и поэтому применение бумажных карт в большинстве случаев становится не эффективным, в связи с этим для быстроты получения информации и ее анализа актуальным становится применение автоматизированных компьютерных систем. Автоматизированная система преобразует графические (карты, планы) и тематические базы данных в пространственную картографическую информацию, на основе которой в последствии принимаются различные решения, и осуществляется мониторинг исследуемых явлений.

В основе любой географической информационной системы лежит в первую очередь топографическая карта или план, как основное средство графической интерпретации данных о поверхности Земли и всего того, что на ней имеется. Картографическое изображение – самая целесообразная и наглядная форма предоставления информации и создания геоинформационных систем (ГИС).

Прежде чем создать топографическую карту необходимо выполнить соответствующие измерения на поверхности Земли, с дальнейшей математической обработкой полученных результатов. Все работы, связанные с получением карт и планов, называются топографо-геодезическими и осуществляются они приборами, инструментами и методами, разрабатываемыми и используемыми геодезией и топографией.

Поэтому обучение геодезии и топографии является не только необходимым, но и обязательным.

Автор выражает благодарность к.т.н., доценту Долженко А. И., за рецензирование и редактирование учебного пособия.