умк_Дегтярев_Геодезия_ч.1_2010г

Высотные пикеты, необходимые для изображения рельефа на плане, должны располагаться на характерных точках и линиях рельефа местности. Из характерных точек выделяют положительные (вершина – точка 5 на рис. 6.16, и т.п.) отрицательные (дно котловины и т.п.), нулевые или точки перегиба (плечевые (точка 3), локтевые (точка 4) на рис. 6.16 и т.п.).

Рис. 6.15. Примеры размещения плановых пикетов при съемке

Из характерных (инвариантных) линий выделяют водораздел (точки 1 – 5 на рис. 6.16), тальвег (точки 7, 8, 15 на рис. 6.16), бровку и подош-

ву (точки 13 – 18 на рис. 6.16).

Также пикетированию для адекватного отображения рельефа подлежат перегибы скатов, переход одной формы рельефа в другую, урезы воды в реках, ручьях, озерах, прудах по правилу, как показано на рис. 6.16.

Рис. 6.16. Пример расположения высотных пикетов при тахеометрической съемке

281

Пикеты, расположенные на таких объектах ситуации, как мосты, плотины, шлюзы, пересечения дорог, колодцы, заметные строения одновременно являются ситуационными и высотными.

Еще одно требование к высотным пикетам, это их густота, которая зависит от следующих факторов:

–от характера рельефа;

–от масштаба съемки;

–от назначения съемки;

–от принятой высоты сечения hсеч рельефа.

Очевидно, чем расчлененнее рельеф, чем крупнее масштаб, чем меньше высота сечения hсеч рельефа, тем чаще должны располагаться высотные пикеты. Такого рода допуски должны быть предварительно рассчитаны и помещены в нормативные документы (инструкции) для дальнейшего использования на практике.

Инструктивные наибольшие расстояния до пикетов и между пикетами для различных сечений рельефа и масштабов съемки приведены в

табл. 6.2. Эти величины не сложно рассчитать на основе изложенных выше формул предрассчета точности при производстве съемок.

Из контуров, подлежащих съемке выделяют твердые и нетвердые контуры. К твердым контурам относятся такие, положение которых на местности долговременно устойчиво (очертания искусственных сооружений, отдельно стоящие фундаментальные предметы и т.п.), а к нетвердым – имеющие тенденцию изменяться либо неотчетливо выраженные (границы сельскохозяйственных угодий, опушки леса, сезонные дороги и т. п.). Очевидно, что точность определения твердых и нетвердых контуров различна и твердые контуры сами могут быть точками как планового, так и высотного обоснования.

282

Камеральные работы при обработке результатов тахеометрической съемки можно свести к следующей последовательности:

–построение координатной сетки;

–нанесение точек съемочного обоснования по координатам;

–нанесение ситуации и проведение горизонталей;

–проверка плана в поле;

–оформление плана в туши.

Построение координатной сетки выполняют по тем же правилам и теми же методами, что и при теодолитной съемке: в зависимости от масштаба, методом диагоналей или линейкой Дробышева разбивают сетку с квадратами размером 10 см. Сетку квадратов оцифровывают, получая координатную сетку. Методом перпендикуляров, обязательно с использованием масштабной линейки, наносят по координатам точки съемочного обоснования, подписывая их принятым образом.

Нанесение на план реечных точек производится в соответствии с абрисами постанционно полярным способом с помощью кругового транспортира и масштабной линейки или тахеографом. Особое внимание обращают на части плана, наносимые с двух станций как контроль съемки.

Тахеограф (рис. 6.17) представляет собой круговой транспортир с линейкой из прозрачного материала (целлулоида), по окружности которого нанесены деления через 30', причем оцифровка делений выполнена против хода часовой стрелки.

Вдоль нулевого радиуса расположена миллиметровая шкала линейки с начальным штрихом в центре круга, в котором закреплена игла.

Для нанесения реечной точки центр круга тахеографа совмещают с

точкой станции на плане. Затем поворотом диска совмещают начальное направление на плане с отсчетом, равным полярному углу на съемочную точку. Затем по линейке откладывают в масштабе плана соответствующее полярное расстояние и накалывают точку. Около нанесенных на план реечных точек подписывают их номера и отметки. Согласно абрису и примечаниям в полевых журналах вычерчивают контуры и предметы местности. По отметкам реечных точек, пользуясь методом графического интерполирования, проводят горизонтали.

283

Проверка результатов съемки производится в поле путем повторного определения положения контурных и высотных точек (полевой контроль). Для этого необходимо:

–определить контрольную станцию засечкой с передачей высоты;

–набрать контрольных пикетов (как в съемке) и нанести их на план с вычислением высот;

–сравнить положения пикетов с изображением на плане в плане и по высоте. Для высот выполнить интерполяцию по горизонталям;

–создать таблицу контроля (номер, отличие, допуск).

Результаты полевого контроля показываются красным цветом. При этом ошибки в положении на плане четких контуров должны быть не больше 0,5 мм (90 %), а 10 % могут иметь удвоенную ошибку. Ошибки в высотах точек не должны превосходить величины в 1/4 от сечения рельефа при углах наклона до 2° и 1/3 высоты сечения при углах от 2 до 6°.

Интерполяция. Основной способ изображения рельефа земной поверхности на топографических планах в геодезии это построение горизонталей. Вспомним, что горизонтали (изогипсы, изолинии) – линии на плане, соединяющие точки земной поверхности с одинаковой абсолютной высотой (см. 5.1. «Основы представления геодезических данных»). Кроме простоты построения и применения, широкое использование горизонталей для представления рельефа в геодезии обусловлено ещё и тем, что они позволяют достаточно легко решать большое количество практических задач. К таким задачам в первую очередь относят определение абсолютных и относительных высот точек, крутизны скатов, взаимной видимости точек, построение профилей местности, выполнение разного рода вертикальных планировок и другие.

Напомним, что первичным и самым простым представлением высотной составляющей топографического плана является поле точек, нанесенных по каким-либо координатам, с подписанными высотами. Поле точек является основой для проведения процедуры градуирования по линиям, получившей в геодезии математическое название интерполяция. Существует достаточно большое количество способов интерполяции, но все они являются практическими реализациями аналитического способа градуирования или интерполяции. Вспомним, что суть аналитической интерполяции заключается в расчете горизонтальных расстояний А-а, а-b, b-В между следами от сечений плоскостями, по линии с известными высотами концов и высотой сечений рельефа h (рис. 6.18).

284

Очевидно, что треугольники A-a′-a, A-b′-b, A-B-B′ и a′-b′-b подобны, откуда следует

На основании (6.25), положив для простоты k′ = 1: k) , получаем искомые длины |A-a|, |a-b| и т.д. как

Наиболее распространенные способы интерполяции, основанные на аналитическом способе; это способ при помощи треугольника и линейки с миллиметровой шкалой и при помощи палетки.

В способе интерполирования при помощи треугольника и линейки с миллиметровой шкалой градуируют деления линейки в зависимости от сечения рельефа. Например, для сечения в 0,5 м можно принять 1 мм шкалы – 0,1 м сечения. Тогда 1 см шкалы составит 1 м сечения и т.д. Приставляют линейку и угольник к одной из точек с учетом выполненной градуировки. Двигают угольник вдоль линейки с поворотом линейки вокруг начальной точки до тех пор, пока сторона угольника с прямым углом не попадет на вторую точку линии интерполяции (рис. 6.19). Двигая угольник по линейке через сантиметр (только при градуировке в 1 мм – 0,1 м), отмечаем стороной угольника на линии положения точек, соответствующих горизонталям, кратным метру. Возможны другие схемы использования линейки и угольника.

285

Например (рис. 6.19), начальная точка А имеет высоту 167.4, конечная точка В– 170,9. Учитывая, что для линейки 1 мм соответствует 0,1 м высоты (1 см – 1 м высоты), примем, что до 6 см линейки будет 166 м высоты. Тогда 7 см – 167 м, 8 – 168 м, …, 10 см – 170 м высоты и т.д. Приложим линейку делением 7,4 см (высота 167,4 м) к точке А, а угольник (прямой угол в сторону точки А) к делению 10,9 см (высота 170,9 м). Вращаем вместе линейку и угольник вокруг точки А, до тех пор, пока ребро прямого угла не попадет на точку В. Сдвигая вдоль линейки угольник на деление 10 см, отмечаем на линии АВточку, соответствующую горизонтали 170 м, 9 – 169 м, и т.д.

Рис. 6.19. Пример интерполяции с помощью линейки и угольника

При интерполяции с помощью палетки палетку готовят из кальки, разбивая её параллельными линиями через равные промежутки и оцифровывая через высоту сечения таким образом, чтобы все высоты помещались между линиями. Фиксируют одну из точек на палетке и соединяют её с соответствующей точкой на линии интерполяции. Вращают палетку вокруг этой точки до тех пор, пока конечная точка линии не попадет на линию палетки, соответствующую её высоте. Точки пересечения линии интерполирования с точками палетки, кратные сечению рельефа перекалывают измерителем на линию (рис. 6.20).

Следует учесть, что интерполяция проводится по линиям скатов, которые на абрисах в съемочных пикетах показываются стрелками. Такого рода линии носят название скелетных (или характерных, структурных) и являются основой правильного отображения рельефа. После интерполяции по нескольким линиям точки с одноименными высотами соединяются гладкой линией (рис. 6.21). Следует учесть, что в основном соседние горизонтали при отображении повторяют конфигурацию друг друга, то есть как бы «вписываются» друг в друга. Интерполяцию целесообразно начинать с вершинных или котловинных точек.

286

112.5

1 . 112.0

112.3

111.5 111.0

110.5

110.0

2 .

110.1

Рис. 6.21. Последовательность интерполяции на основе структурных линий

Ещё одна последовательность интерполяции связана с TIN моделированием, при котором строится система неперекрывающихся треугольников, а интерполяция производится по ребрам этих треугольников с последующим соединением одноименных высот в горизонтали. Подход часто требует дополнения в виде линий тальвегов или водоразделов для более корректного отображения рельефа.

Таким образом, при проведении горизонталей:

− перегибы горизонталей должны находиться на скелетных линиях рельефа;

287

−горизонтали должны в общем следовать очертаниям таких объектов ситуации, как озера, реки, болота и т.д.;

−горизонтали обрываются при пересечении с искусственными сооружениями (спланированные площадки, строения, улицы, площади, дороги и т.д.);

−при расстояниях между горизонталями, больших, чем 2 см, обязательно проводятся полугоризонтали.

Построение плана. Построение плана тахеометрической съемки начинают с разбивки координатной сетки как и в любой другой рассмотренной выше съемке. Следующий этап – нанесение на план по абрисам пикетов, соединение их в плановые контуры и производство интерполяции по линиям скатов. Плановые контуры (ситуация) оформляются в условных знаках как и при представлении результатов теодолитной съемки. Некоторые нюансы имеются при оформлении высотной составляющей плана в виде горизонталей. Горизонтали, отстоящие одна от другой на принятую для данной карты высоту сечения рельефа, называют основными. Для изображения деталей рельефа, не выражающихся основными горизонталями, применяются дополнительные горизонтали, проводимые через половину основного сечения и при расстоянии между основными горизонталями не менее 2 см (полугоризонтали). Отдельные формы рельефа, не выражающиеся основными и дополнительными горизонталями, изображаются с помощью вспомогательных горизонталей произвольного сечения – они проводятся на той высоте, какая необходима для наилучшего отображения этих форм. Вспомогательные и дополнительные горизонтали не подписываются. Если уклон местности превосходит 50° (или расстояние между горизонталями порядка графической точности в 0,2 мм от масштаба), то участок считается отвесным и отображается условным знаком обрыва. Для удобства использования горизонталей каждую пятую основную горизон-

6.4. Вертикальная съемка

Основные вопросы: Общие положения съемки, основные виды. Нивелирование поверхности по квадратам.

Общие положения съемки, основные виды. Высотная съемка (вер-

тикальная) – процесс определения положения контуров по высоте с последующим представлением. Вертикальная съемка выполняется для застроенных равнинных и всхолмленных территорий нивелирами или горизонтальным лучом теодолита и кипрегеля с уровнем при трубе, или наклонным лучом. Обычно производится после горизонтальной съемки или одновременно со съемкой контуров (рис. 6.23). Может производиться также с целью получения крупномасштабных планов местности с малой высотой сечения рельефа на равнинной местности. Определение точек в плане производят по сетке или траверсам, полигонам, поперечникам.

Рис. 6.23. Примеры планового определения точек при высотной съемке

По высоте точки определяют геометрическим или тригонометрическим нивелированием. Для этого весь участок съемки покрывают высотными пикетами не реже, чем через 20 м при съемке в масштабе 1:500, 30 м при 1:1000, 40 м при 1:2000 и 100 м при 1:5000, определив их плановое положение как описано выше. Кроме того, для более реального отображения рельефа используют дополнительные пикеты, которые определены и в характерных местах. Высоты точек определяют по одной стороне рейки. Длина визирного луча не должна быть более 150 м.

Контроль вертикальной съемки производится путем определения со смежных станций высоты общей точки. Расхождения между контрольными высотами, полученными с разных станций, не должны превышать 20 мм.

289

Рисовка рельефа производится непосредственно в процессе съемки или камерально по составленным абрисам. Одновременно с рисовкой на план выписывают высоты пикетов с точностью 0,01 м для масштаба 1:500 и 0,1 м для других. При плотной застройке на участке съемки допускается не проводить горизонтали, а только подписывать высоты точек.

Используется комбинация, при которой для определения высот точек тригонометрическим нивелированием на участке с выполненной горизонтальной съемкой прибором измеряют только угол наклона. Расстояние для вычисления высоты при этом снимается с карты.

Основные элементы представления вертикальной съемки это масштабирование, проецирование и сечение, в результате чего получают план с высотной составляющей или в виде поля точек, или в виде горизонталей (основное представление, рис. 6.24).

Рис. 6.24. Представление высотной съемки в виде горизонталей

Нивелирование поверхности способом параллельных линий или проложением нивелирных ходов по всем характерным линиям рельефа с разбивкой поперечников, применяют в открытой и закрытой местности с равниным рельефом. Параллельные ходы связываются между собой перемычками не реже чем через 1000 м при съемке в масштабе 1:2000 и через 600 м при съемках в масштабах 1:1000 и 1:500. В обе стороны от параллельных нивелирных ходов разбивают поперечники через 40 м при съемке в масштабе 1:2000 и через 20 м при съемках в масштабах 1:1000 и 1:500. Длины поперечников не должны превышать соответственно 500 и 300 м. Пикетаж разбивают по профильным линиям и в местах перегибов скатов обозначают плюсовые точки. К порядковому номеру поперечника присоединяют номер пикета для определения того, к какому профилю относится реечная точка. Поперечники нивелируют каждый в отдельности или одновременно два и более.

290