умк_Дегтярев_Геодезия_ч.1_2010г
.pdfЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8 Построение плана тахеометрической съемки
Цель: Изучить процедуру построения плана тахеометрической съемки.
Время выполнения: 8 часов (4 пар)
Последовательность выполнения
1-1. Обработать журнал тахеометрической съемки с вычислением угла наклона, горизонтального проложения, превышений и высот пикетов. Высоты станций взять из ведомости уравнивания опорного нивелирного хода.
2.1. На основе способа диагоналей разбить сетку квадратов на листе формата А2 со стороной квадрата 10 см. Провести контроль разбивки (точность 0,2 мм). Провести оцифровку сетки для получения координатной сетки масштаба 1:2000.
3-2. В масштабе нанести на планшет точки, используемые в качестве опорных для съемки. Провести контроль нанесения точек по длинам из ведомости до 0,3 мм от масштаба, используя масштабную линейку.
4-3. Используя журнал и абрисы тахеометрической съемки, нанести со станций пикеты, соединяя их в плановые контура.
5-3. Произвести интерполяцию горизонталей между пикетами и соединить одноименные точки в изолинии.
6-4. Оформить план в цвете и условных знаках с зарамочным оформлением.
*Цифры после номера пункта – номер учебной пары.
Состав отчета
1.Описание сути и методов тахеометрической съемки. Представление каталога планово-высотного обоснования.
2.Обработанный журнал тахеометрической съемки с вычислением превышений и отметок пикетов.
3.Выполнение предрасчета точности измерений для основных методов съемки в масштабе 1:2000.
4.Абрисы тахеометрической съемки.
5.План тахеометрической съемки, оформленный с соблюдением всех требований. Карандашные пометки не допускаются.
301
После выполнения лабораторной работы студент
– должен знать:
1. Методы разбивки координатных сеток.
2. Основные методы реализации тахеометрической съемки и основы предрасчета точности измерений.
3. Основные способы интерполяции горизонталей.
4. Как строится план съемки в масштабе 1:2000.
– должен уметь:
1.Разбивать сетку квадратов методом диагоналей и оцифровывать её.
2.Наносить на план по абрисам ситуацию в соответствии с точностными требованиями.
3.Интерполировать горизонтали с использованием линейки и угольника и палеточным способом.
4.Оформлять план тахеометрической съемки в условных знаках на основе существующих трбований.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 Построение плана высотной съемки
Цель: Изучить основную последовательность обработки результатов измерений и построения плана высотной съемки методом нивелирования поверхности по квадратам.
Время выполнения: 4 часа (2 пары)
Последовательность выполнения
1-1. Обработать полевой журнал высотной съемки методом нивелирования поверхности по квадратам. Для этого:
–уравнять опорный высотный ход обычным способом для связи измерительных блоков;
–вычислить горизонт инструмента для каждой станции с контролем;
–вычислить через горизонт инструмента до сантиметров высоты всех вершин квадратов.
302
2.2. Построить план высотной съемки в горизонталях. Для этого:
–построить в масштабе 1:500 сетку квадратов с выписанными до сантиметров отметками вершин;
–методом профилей провести высотную интерполяцию для построения горизонталей с сечением рельефа 0,5 м.
3.3. Оформить план в цвете: сетка и отметки вершин черные, горизонтали коричневые, подписана и утолщена каждая четвертая горизонталь.
Состав отчета
1.Описание сути и методов высотной съемки и в частности нивелирования по квадратам.
2.Журнал полевых измерений высотной съемки со схемой опорного хода с результатами уравнительных вычислений и значениями горизонта инструмента на всех станциях.
3.План высотной съемки в масштабе и цвете.
После выполнения лабораторной работы студент
– должен знать:
1. Суть и основные методы высотной съемки.
– должен уметь:
1.Обрабатывать полевой журнал при нивелировании поверхности по квадратам.
2.Интерполировать горизонтали методом профилей.
3.Строить план высотной съемки в горизонталях.
303
МОДУЛЬ 7
Введение
Седьмой модуль учебно-методического комплекса содержит 2 теоретические темы, 1 лабораторную работу и 2 контрольные точки для проверки теоретических и практических знаний. Из теоретических тем выделены следующие:
1.Топографические планы.
2.Задачи, решаемые на топографических планах.
Изучение теоретических тем подразумевает самостоятельную работу студента до начала изложения темы, во время изложения и после окончания изложения, работу с дополнительной литературой, написание проблемных рефератов и проведение разного рода исследований.
Лабораторная работа носит название «Решение задач на топографических планах». Цель работы закрепить теоретические знания для практического решения основных видов задач, возникающих в геодезии и решаемых на топографических планах. На работу отводится 10 часов (5 пар).
Основная цель модуля – изучить виды и состав топографических планов и основные геодезические задачи которые могут быть решены на их основе.
После изучения модуля студент должен знать:
–виды и состав топографических планов;
–основныевидызадач, решаемыхспомощьютопографическихпланов. После изучения модуля студент должен уметь:
–самостоятельно решать основные виды геодезических задач на топографических планах;
–комбинировать стандартные задачи для получения решения не стандартной задачи.
Контроль усвоения материала производится на основе 4 контрольных точек: 1 по теоретическому материалу и 3 по лабораторным работам. По теории предварительно выдается шесть вопросов, на два из которых по вариантам студент должен дать исчерпывающие ответы. В ответах основное внимание уделяется теоретическим аспектам, то есть «откуда?» и «как?». Наличие рисунков и формул обязательно, причем формулы необходимо получить, а не констатировать. По практической части после того как лабораторная работа сдана и принята преподавателем, студент письменно отвечает на 15 вопросов, получая оценку в процентах по выполненной правильно части.
Намодульотводится4 недель: 4 лекциии10 парлабораторныхзанятий.
304
7.1. Топографические планы
Основные вопросы: Картографический материал, общие положения. Топографические планы. Условные знаки. Отображение рельефа на планах.
Картографический материал, общие положения. Результатом лю-
бого вида съемки является картографический материал. В самом общем случае под картографическим материалом будем понимать математически определенное, уменьшенное, спроецированное и обобщенное изображение какой либо поверхности (Земли, планет, объектов), отображенное в принятой системе условных знаков. Основные функции картографического материала – представление (визуализация) с достаточной ясностью и степенью детализации и возможность использования материала для решения прикладных задач.
Картографический материал может отображать как небольшие участки земной поверхности, так и большие, вплоть до всей Земли в целом. Отображение небольшого участка, принимаемого за плоский принято на-
зывать планами.
Очевидно, что при отображении больших участков земной поверхности необходимо учитывать ее кривизну. В этом случае при проецировании на плоскость необходимо использовать специальный математический подход, который называют картографической проекцией. Картографический материал, полученный для таких участков с использованием картографической проекции носит название карта.
Таким образом, карта отличается от плана отображением большого участка, где должна быть учтена кривизна Земли, использованием при отображении картографических проекций и более мелких чем для планов мас-
штабов. В основном это масштабы 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000
и мельче.
Картографический материал плоских участков, ортогонально спроецированный и выраженный в масштабах крупнее 1:500 называют чертеж (исполнительский план) и обычно к планам не относят.
Весь картографический материал имеет общий состав (содержание),
внего входят:
–математическая основа;
–графическое изображение;
–легенда.
Пункты могут быть составные.
305
Математическая основа, это геометрические законы построения и геометрические свойства картографического материала.
Основные элементы математической основы:
–картографическая проекция;
–связанная с картографической проекцией координатная сетка;
–масштаб представления материала;
–опорная геодезическая сеть;
–рамка материала (зарамочное оформление).
Картографическая проекция – аналитическая зависимость между координатами точек земной поверхности и её изображением на плоскости. Для плана (проецирование плоского участка на плоскость) – ортогональное проецирование точек.
Связанная с видом проекции координатная сетка для отображения точек на карте это сеть параллелей и меридианов, на плане прямоугольная сетка квадратов (Х,Y). В иностранной традиции часто используют (N, E), то есть север-восток–сетки.
Масштаб необходим для отображения протяженных объектов на носителе (лист, дисплей) небольших размеров. В основном стандартные масштабы для представления картографического материалы кратны следующим знаменателям: 1:1…, 1:2…, 1:5…, 1:25… . Это стандартный масштабный ряд.
Опорная геодезическая сеть для картографического материала обеспечивает:
–переход от физической поверхности Земли к её отображению на поскости;
–правильное положение графических элементов материала абсолютно и относительно.
Опорная геодезическая сеть обязательно показывается на картографическом материале.
Координатная сетка материала и масштаб отображения формируют размер картографического изображения. Картографическое изображения и рамка формируют лист.
Картографическое изображение является основным элементом картографического материала и являет собой графическое представление реальных объектов на математической основе (формы, размеров и положения) в определенной системе условных знаков.
Легенда – система использованных на картографическом материале условных обозначений и текстовых пояснений к ним.
306
Для картографического материала составлены специальные таблицы условных знаков, которые обязательны к применению на всех картах и планах соответствующего масштаба.
Топографические планы. Объектом отображения изучаемой части курса геодезии является небольшой, с достаточной точностью принятый за плоский участок земной поверхности, который выражен в стандартных масштабах и ортогонально спроецирован на плоскость. Таким образом, для нас математически определенное, уменьшенное, ортогонально спроецированное и обобщенное изображение небольшого участка земной поверхности, принятого за плоский, отображенное в принятой системе условных знаков будем называть топографическим планом. Если при представлении топографических планов используются масштабы 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000, то такого рода планы называют крупномасштабными.
Для крупномасштабных топографических планов отдельно составлены специальные таблицы условных знаков, которые обязательны к применению.
Чтобы план отнести к топографическим, он должен удовлетворять ряду основных свойств:
1.Математический закон построения, то есть достаточно строгий переход от поверхности Земли к плоскости плана.
2.Знаковость изображения – использование особого условного языка картографических символов.
3.Генерализованность плана – отбор и обобщение изображаемых объектов.
4.Системность отображения действительности – передача элементов
исвязей между ними, отображение иерархии.
Наряду с дискретными, точечно-векторными по сути планами, в последнее время весьма широко для представления картографического материала используются результаты дистанционного зондирования отображаемой поверхности в виде фотоснимков, скинов (результатов сканирования) и др.
Фотоснимки – это подробная цветосветовая копия местности, какова она есть. Очень часто фотоснимки имеют проблемы с метричностью, то есть из-за наклонов и разностей масштабов на разных участках снимка (что неизбежно при центральном проецировании) происходит некорректное сохранение формы размеров и положения объектов на снимке по от-
307
ношению к реальности. Устранение этих дефектов требует (часто достаточно большой) фотограмметрической обработки фотоизобоажений.
В свою очередь план (топографический план) хоть и схематическое изображение местности, но представлен в условных знаках, что во многом обогащает представление. Планы позволяют:
–передать количественные и качественные характеристики объектов (порода леса, ширина и покрытие автодорог и т.д.);
–отразить объекты, недоступные взору человека (рельеф дна океана, строение земной коры на больших глубинах и т.п.);
–наглядно показать даже то, что не воспринимается органами чувств. Таким образом, теряя в детальности отображения реальности так как
она есть, план по отношению к фотоснимку имеет ряд неоспоримых преимуществ использования при производстве на его основе каких-либо работ, но, естественно, теряет в деталях представления. Очевидно, что будущее все же за разумной комбинацией плана и снимка в одном представлении, которое и достаточно информативно и позволяет решать но его основе возникающие задачи.
Некоторые примеры картографического материала в виде планов, карт и снимков представлены на рис. 7.1, а – г и 7.2, а, б. На них можно проследить процесс изменения представления от рисунков до условных знаков, изменение степени наглядности, метричности, детальности, отличие при использовании разных способов получения снимков.
Рис. 7.1, а. Часть карты М. Хельвига 1571 г.
308
Рис. 7.1, б. Фрагмент русского чертежа XVII в.
Рис. 7.1, в. Фрагмент карты Моравии с перспективным рисунком рельефа
Рис. 7.1, г. Фрагмент современного топографического плана масштаба 1:2000
309
Рис. 7.2, а. Фрагмент снимка, выполненного на основе аэрофотосъемки
Рис. 7.2, б. Фрагмент снимка, выполненного на основе космической съемки
310