Составление топографической карты
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Утверждено на заседании кафедры
высшей геодезии и фотограмметрии 4 сентября 2004 г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ и задания по курсу «Инженерная геодезия»
на тему «Составление топографического плана участка местности» для студентов I курса всех инженерно-строительных специальностей (односеместровый курс)
Ростов – на – Дону 2004
2
УДК 528.7 075.8
Методические указания и задания по курсу «Инженерная геодезия» на тему «Составление топографического плана участка местности» для студентов I курса всех инженерно-строительных специальностей (односеместровый курс). –
Ростов – на – Дону: Рост. гос. строит. ун-т, 2004. – 20 с.
В методических указаниях дано задание к выполнению расчетнографической работы, разработаны ее варианты, даны пояснения и образцы ее выполнения.
Методические указания предназначены для студентов I курса всех специальностей, изучающих курс инженерной геодезии в течение одного семестра (в пределах 90 часов, включая самостоятельную работу) очной и заочной (ускоренной) форм обучения.
Составители: к.т.н., доц. Ю.А. Херувимов ассист. Н.А. Калачева
Рецензент: к.т.н., доц. Л.Г. Долина
©Ростовский государственный строительный университет, 2004
3
ВВЕДЕНИЕ
Проектирование и строительство жилых домов, объектов культурнобытового назначения, заводов, нефте- и газопроводов, сетей водоснабжения и водоотведения, реконструкция зданий, решения многих задач, связанных с монтажом оборудования и эксплуатацией различных инженерных сооружений требует от инженеров-строителей многих специальностей весьма серьезной подготовки по инженерной геодезии.
Целью выполнения студентами заданий по инженерной геодезии является закрепление знаний и умений, которые должны быть приобретены студентами в процессе изучения теоретического курса на лекциях и с помощью учебников и прохождения лабораторного практикума.
Весьма ограниченное действующими учебными планами число часов, отводимых на изучение инженерной геодезии, требует от студентов эффективной самостоятельной работы по выполнению расчетной и графической частей заданий. Методические указания предназначены оказать помощь в решении этой задачи, но ни в коем случае не освобождая от изучения теоретического курса. Приступать к выполнению заданий следует лишь после освоения этого курса.
Студенты, изучающие курс инженерной геодезии в течение одного учебного семестра, выполняют две работы:
1.Составление топографического плана участка местности (две части);
2.Составление продольного профиля трассы автодороги.
Студенты ускоренной формы заочного обучения разных специальностей выполняют по указанию ведущего курс лектора одну из названных работ.
Данные методические указания и задания посвящены первой работе. Задание «Составление топографического плана участка местности»
состоит из двух частей: «Составление контурного плана по материалам теодолитной съемки» и «Составление топографического плана этого же участка местности по материалам тахеометрической съемки».
Для составления плана участка на местности создано съемочное обоснование:
∙проложен замкнутый теодолитный ход – выполнены полевые измерения углов многоугольника и длин сторон;
∙техническим нивелированием определены превышения между точками («вершинами» или «станциями») многоугольника.
Результаты этих измерений являются общими для всех студентов исходными данными к выполнению задания.
4
ЧАСТЬ 1
Составление контурного плана участка местности по материалам теодолитной съемки
Цель задания
1.Освоить камеральную обработку материалов полевых геодезических измерений в теодолитных ходах.
2.Составить контурный план участка в масштабе 1:500, используя абрисы теодолитной съемки и обязательные условные знаки.
Содержание задания Для составления плана участка на местности проложен замкнутый
теодолитный ход; с точек (вершин) и сторон, полученного таким образом съемочного обоснования, выполнена теодолитная съемка контуров с использованием способов засечек, прямоугольных и полярных координат.
Выполняя задание, студент должен:
1.Изобразить на листах писчей бумаги формата А-4 «Схему планововысотного обоснования съемки»;
2.Обработать «Журнал измерения горизонтальных углов между сторонами съемочного обоснования»;
3.Обработать «Ведомость вычисления координат точек теодолитного
хода»;
4.Построить координатную сетку и нанести на план вершины углов
хода;
5.Перенести на план материалы теодолитной съемки контуров.
Для выполнения задания студент получает исходные данные: общие и индивидуальные.
Общие исходные данные
1.Схема планово-высотного обоснования съемки (см. прил. 1).
2.Журнал измерения горизонтальных углов, включающий длины линий
иих углы наклонов (см. прил. 2).
3.Абрисы теодолитной съемки (см. прил. 3).
Индивидуальные исходные данные
Студенты дневной формы обучения получают индивидуальные данные
– дирекционный угол линии 1-2, координаты и отметку первой точки – от преподавателя.
Студенты ускоренной формы заочного обучения принимают исходные данные в соответствии с шифром и фамилией студента следующим образом.
Исходный дирекционный угол линии 1-2 (α12 ) содержит число градусов, которое равно числу, состоящему из двух последних цифр шифра; число минут равно 20/ плюс столько минут, сколько букв в фамилии студента.
|
|
5 |
|
ПРИМЕР: |
Иванов ПГС 35217, следовательно, |
α12 = 170 26/ . |
|
Координаты вершины № 1 полигона определяются по формулам: |
|||
|
X1 |
= 2000 ,00 +10 * N1 + 20 * N2 ; |
|
|
Y1 |
= 3000 ,00 +10 * N1 + 20 * N2 , |
|
где N1 - две последние цифры шифра, |
|
||
N2 -число букв в фамилии студента. |
|
||
ПРИМЕР: |
Иванов ПГС 35217, следовательно, |
|
|
|
X1 = 2000 ,00 +10 *17 + 20 * 6 = 2290 ,00 м; |
|
|
|
Y1 = 3000 ,00 +10 *17 + 20 * 6 = 3290 ,00 м. |
|
|
Отметка этой же точки |
|
||
Н1 =100 ,00 м + N1 (в метрах) +0,01* N1 (в метрах). |
|
||
ПРИМЕР: Н1 |
=100 ,00 0 +17,000 +0,170 =117 ,170 м. |
|
|
Указания к выполнению задания
1.Журнал измерений горизонтальных углов (прил.2) обрабатывается в соответствии с примером, приведенным на станции 1, т.е. вычислены углы из измерений при КЛ и КП, записаны в столбец 4, вычислено среднее значение угла 1 (столбец 5); определено среднее значение длины линии 1-2 (с точностью до см).
2.Вычисление координат точек теодолитного хода ведется в специальной «Ведомости» (прил.3), в следующем порядке
2.1.Из журнала измерений горизонтальных углов переносятся в столбец 2 вычисленные средние значения углов. Определяется их сумма åβср ,
угловая невязка fβ, ее допустимость. Используются следующие формулы:
fβ = åβср −åβтеор ; åβтеор =180 0 (n − 2) ; fβдоп = 2t 
n ,
где n – число углов;
åβтеор - теоретическая сумма углов сомкнутого многоугольника; fβдоп - допустимая угловая невязка;
t – точность прибора (теодолита).
Если угловая невязка fβ ≤ fβдоп , она распределяется с обратным знаком равномерно на все углы. Исправленные углы записываются в столбец 3 «Ведомости».
2.2. Вычисление дирекционных углов линий теодолитного хода α (столбец 4) выполняется по формуле:
αn,n+1 |
=αn−1,n +180 0 |
− βn , |
|||
например, α2,3 = α1,2 +180 0 |
− β2 |
и т.д. |
|
|
|
Вычисление дирекционных углов удобно вести с записью в столбик, |
|||||
например: |
12 |
= 37 |
0 |
49 |
/ |
α |
|
|
|||
6
+1800 00/
α21 |
= |
2170 |
49/ |
- β2 |
= |
1070 |
10/ |
α23 |
1100 |
39/ |
+1800 00/
α32 |
= |
2900 |
39/ |
||
- 3 |
|
156 |
0 |
01 |
/ |
β |
|
|
|
||
α34 |
= |
1340 |
38/ |
||
и т.д. до получения исходного дирекционного угла α12 = 370 49/ для контроля.
Вычисленные значения дирекционных углов могут быть переведены в
румбы.
2.3. Приращения координат |
x и y определяются путем решения |
прямой геодезической задачи, по формулам: |
|
x = d cos α , |
y = d sin α , |
где d – горизонтальное проложение линий.
Приращения координат вычисляются до сотых долей метра.
Следует обратить внимание на наклон линий (см. журнал измерения горизонтальных углов) и если он более 10 30/, то горизонтальное проложение линий d должно быть принято с учетом этого наклона:
d = D cosν ,
где D – расстояние, измеренное с помощью ленты;
ν- угол наклона линий.
2.4.После вычисления приращений координат x и y следует определить линейные невязки по осям координат:
ì |
fx = |
å D |
x |
|
|
|
|||
ï |
|
при замкнутом теодолитном ходе |
|||||||
í |
f |
|
= |
å |
D |
|
|
||
ï |
|
y |
|
|
y |
|
|
|
|
î |
|
|
|
|
|
|
|||
|
ì |
fx |
= å D x- (xк - xy ) |
||||||
|
ï |
||||||||
|
í |
f |
|
= |
å |
D |
|
- (y |
- y ) при разомкнутом ходе, |
|
ï |
|
y |
|
|
y |
к |
н |
|
|
î |
|
|
|
|||||
где xк, yк – координаты конечной точки, xн, yн – координаты начальной точки.
Далее определяются абсолютная невязка:
|
|
|
fабс |
= |
fx2 + f y2 |
и относительная невязка |
|
|
|||
fотн = fабс |
Р |
, |
где Р = |
åd |
- периметр теодолитного хода. |
|
|
|
|
|
|
7
Относительная невязка должна быть не более 1:1000 или 1:2000 (по указанию преподавателя), т.е.:
fотн = |
|
1 |
≤ |
|
1 |
|
|
P |
fабс |
1000 , |
|||||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||
при выполнении данного условия в вычисленные приращения координат x и y вводятся поправки, со знаками, противоположными невязкам, пропорциональными горизонтальным проложениям линий (но не приращениям координат!). Поправки записываются в целых сантиметрах над приращениями координат. Исправленные приращения координат записываются
введомость, проверяются их суммы и отсутствие невязок.
2.5.Координаты вершин полигона вычисляются последовательным прибавлением (со своим знаком) приращений координат к координатам предыдущей вершины:
xi+1 |
= xi + xi,i+1 ; |
yi+1 |
= yi + yi,i+1 . |
Обязателен контроль вычисленных значений координат вершин приходом к координатам первой вершины.
3. Построение координатной сетки и обоснования съемки Сетка координат строится на листе ватмана формата А-3. Сторона сетки
принимается для масштаба 1:500 равной 100 мм.
Для получения правильного прямоугольника следует выполнить следующие построения:
∙через углы листа провести диагонали; максимальным раствором циркуля-измерителя отложить на диагоналях от центра равные отрезки; соединить полученные точки горизонтальными и вертикальными линиями;
∙на полученных сторонах прямоугольника следует отложить отрезки по 100 мм. Соединяя точки на противоположных сторонах прямоугольника, получают квадраты сетки. Разность длин диагоналей квадратов должна быть не более 0,2 мм;
∙нумерацию линий сетки (координат x и y) следует производить, сообразуясь с координатами вершин теодолитного хода, с тем, чтобы план участка местности расположился приблизительно в середине листа;
∙изображение сетки следует выполнять тонкими линиями так, чтобы внутренние линии в последствии легко стирались; пересечение этих линий фиксируется сохраняемыми крестиками со сторонами 6 мм.
Вершины теодолитного хода наносятся на план по их координатам. Обязателен контроль их положения на плане измерением расстояний между точками и сравниванием их с горизонтальными проложениями соответствующих линий. Разница должна быть в пределах 0,2 мм в плане.
4. Построение контурного плана участка местности по материалам теодолитной съемки
8
Составление контурного плана выполняется на основе нанесенных на план теодолитных ходов и по данным абрисов (схематических чертежей ситуации на отдельных участках и способов ее съемки). Способ построения контуров на плане определяется способом их съемки на местности. При этом последовательность действий чертежника совпадает с последовательностью действий при съемке.
Так, при определении положения внешнего угла дома способом перпендикуляров сначала измерялось расстояние до основания перпендикуляра от вершины 2, затем длина перпендикуляра от его основания до угла дома. В такой же последовательности следует определять положение искомой точки на плане (см. абрисы теодолитной съемки).
При использовании способа линейной засечки надо отметить на линии 1-5 точку, соответствующую концу базисной линии (от точки 1 на расстоянии 15,00 м), затем с помощью циркуля из точек – концов базиса, провести дуги, указанных на абрисе радиусов (11,10 м и 14,50 м), до их пересечения в точке «а».
Способ угловых засечек потребует использования транспортира, полярный способ – транспортира, масштабной линейки и циркуля-измерителя (или точной линейки).
Нанесенная таким образом ситуация (контуры и границы угодий и т.д.) составляет контурный план, оформленный сначала в карандаше, затем в туши, с соблюдением условных знаков.
ЧАСТЬ 2
9
Составление топографического плана участка местности
При выполнении данной части работы используются материалы и результаты части 1: плановое обоснование съемки (определены координаты пунктов теодолитного хода), составлен контурный план участка местности.
В данной части рассматривается составление плана тахеометрической съемки, выполненной на том же участке, с целью получения изображения рельефа местности.
Цель задания Составить топографический план участка местности в масштабе 1:500, с
сечением рельефа через 0,5 м.
Содержание задания
1.Обработать журнал тахеометрической съемки, определив высоты всех пикетов и положение некоторых точек ситуации.
2.Нанести на план все пикеты с отметками и провести горизонтали. Дополнить изображение ситуации.
3.Выполнить окончательное оформление топографического плана участка местности.
Общие исходные данные
1.Схема планово-высотного обоснования съемки (см. прил. 1).
2.Журнал тахеометрической съемки (см. прил. 5).
3.Абрисы тахеометрической съемки (см. прил. 6).
Индивидуальные исходные данные
Индивидуальные исходные данные студентам дневной формы обучения назначает преподаватель.
Студенты заочного обучения отметку станции 1 (вершины теодолитного хода №1) принимают так, как указано на стр.5.
Отметки станций 2-5 определяются исходя из значений превышений между станциями, приведенными на схеме планово-высотного обоснования. Выполнять это лучше всего в табличной форме (см. прил. 1).
Указания к выполнению задания
1. Обработка журнала тахеометрической съемки (прил. 5)
Исходными данными являются измеренные в поле расстояния D от вершин теодолитного хода (станций) до пикетов (столбец 2), горизонтальные углы между направлением на станцию ориентирования и направлением на пикет, отсчитанные по часовой стрелке (столбец 3), вертикальные углы ν между горизонтальной плоскостью и линией, параллельной земной поверхности (получаемый при наведении на отсчет по рейке V, равный высоте инструмента, т.е. при V = i ) (столбец 4), место нуля (МО) вертикального круга.
В обработку журнала входит:
10
1.1. Запись исправленных значений вертикальных углов ν (столбец 5), которые отличаются от измеренных лишь при МО > 30// . В этом случае:
ν = КЛ − МО ,
где КЛ – отсчет по вертикальному кругу при «круге лево».
1.2. Вычисление и запись горизонтальных проложений d от станций до пикетов (столбец 6), определяемых по формуле:
d = D cos2ν ,
где D – дальномерное расстояние, ν − вертикальный угол.
При значениях ν ≤1030 / можно принять d = D .
1.3. В столбце 7 следует один раз на данной станции указать высоту наведения V = i =... , где i – высота инструмента.
В выполняемом задании во всех случаях это условие соблюдается. Столбец 8 (i -V ) не заполняется.
[В иных случаях, при V ¹ i , следует указывать значение V, вычислять i −V и записывать в столбец 8.]
1.4. Превышение h пикета над станцией определяется по формуле:
h = d tg ν .
[При V ¹ i превышение h определяется по формуле h = d *tg ν +i −V .]
1.5. Отметки пикетов Hi на каждой станции тахеометрической съемки вычисляются по формуле:
Hi = Hст + hi .
2.Нанесение пикетов на план
Составление плана тахеометрической съемки начинают с нанесения пикетов (с помощью транспортира и линейки) на уже имеющийся контурный план. Процесс нанесения состоит в следующем.
От линии ориентирования (например, на станции 1 – от линии 1-2) по ходу часовой стрелки с помощью транспортира откладывается горизонтальный угол на пикет 1 (3950 10/) и вдоль полученного направления – горизонтальное проложение ( d =11,5 м ) в масштабе плана (1:500). Положение пикета фиксируется точкой, его отметка (с точностью до см) записывается от точки справа. Слева рекомендуется временно записать номер пикета, с тем, чтобы, после построения горизонталей, его можно было стереть.
Таким образом, наносят пикеты до номера 6.
Аналогичным образом выполняются работы на станции 5 (при ориентировании на станцию 1) и т.д.
Большинство нанесенных на план пикетов служат изображению рельефа (т.е. для построения горизонталей), другие – одновременно решению этой задачи и для изображения ситуации на плане или только для последнего.