Білокриницький С. М. Геодезія

91

Розділ 2. Топографічні зйомки місцевості

1. Поняття про топографічні зйомки місцевості

Сукупність польових і камеральних робіт по створенню картографічного зображення ділянки земної поверхні називається зйомкою місцевості. Зйомки місцевості, призначені для створення топографічних карт, називаються топографічними.

Можна дати й інше визначення топографічної зйомки. Під топографічною зйомкою розуміють сукупність польових і камеральних робіт по визначенню взаємного розташування обраних характерних точок місцевості в плані і по висоті та побудові графічної (топографічний план, топографічна карта) або аналітичної (цифрова карта) моделі місцевості. За своїм змістом виконання топографічних робіт у загальному випадку включає три укрупнених процеси:

зйомку ситуації і рельєфу (горизонтальна і вертикальна), тільки ситуації (горизонтальна) або рельєфу (вертикальна);

координування в плані основних точок місцевості (кути кварталів, окремих капітальних споруд, межових знаків земельної ділянки і т. ін.), обраних відповідно до призначення зйомки і за особливими інженерними вимогами;

визначення відміток окремих точок споруд, необхідних для інженерних розрахунків і обраних за особ-

ливими вимогами.

Відповідно з призначенням топографічної зйомки в процесі польових робіт здійснюється вимірювання кутів і ліній відносно зйомочної мережі з метою визначення взаємного розташування окремих точок місцевості. При визначення планових координат точок, які належать межам споруд і елементів місцевості (контури), складають зйомку

92

ситуації. Визначення ж координат і висот точок, які характеризують рельєф місцевості, складають зміст зйомки рельєфу.

Основною задачею зйомки ситуації є визначення взаємного положення необхідної і достатньої кількості характерних точок контурів, яке б забезпечувало зображення цих контурів на плані згідно з вимогами щодо точності і детальності зйомки заданого масштабу. При цьому повнота зйомки повинна відповідати вимогам діючих умовних знаків.

Предметами зйомки в залежності від поставлених задач, від призначення і масштабу створюваного плану, від ступеня забудови території є:

всі без винятку населені пункти незалежно від їх розмірів, при цьому в масштабах 1 : 2000 і крупніше повинні бути зняті окремо всі будівлі, незалежно від умов їх розміщення, з обов’язковим відокремленням їх прибудов;

наземні споруди всіх видів і призначень – виробничі, культурно-побутові, благоустрою, всі без винятку категорії транспортного і перехідного сполучення і споруди всіх видів, що знаходяться на них, історичні пам’ятники, сади, насадження на вулицях і площах, місця виходу на земну поверхню підземних інженерних комунікацій;

окремі будівлі поза межами населених пунктів незалежно від їх призначення і розмірів;

зрошувальні й осушувальні ділянки та експлуатаційні і інші споруди, які знаходяться на них;

всі види природних і штучних водних об’єктів і водних джерел із поділом на постійні і пересихаючі та всі споруди на них із зазначенням їх конструктивних і експлуатаційних характеристик;

93

окремо розташовані на відкритих місцях дерева, чагарники, великі каміння і чагарникова поросль; лісові масиви з відокремленням хвойних і листяних порід та змішаних лісів, вирубок, згарищ, прогалин, заболочених місць і визначенням породи дерев, середньої висоти і товщини на висоті 1,5 м від землі;

земельні площі сільськогосподарського використання з поділом їх на види: парники, фруктові сади, виноградні розсадники, городи, пасовища, сінокоси, заливні луки, степи і т. ін.;

місця розробок рудних і нерудних копалин;

контури земельних ділянок несільськогосподарського призначення: кам 'янистих місць, пісків, прохідних і непрохідних боліт і т. ін.

існуючі на місцевості межі і межові стовпи: міська

межа, смуги відчужень залізниць і автомобільних доріг, нафто- і газопроводів і т. ін.

В залежності від матеріалу будови, призначення інженерних споруд і характеру окреслень контурів всі елементи місцевості поділяються на два типи:

контури тверді;

контури нетверді.

До твердих контурів належать постійні інженерні споруди, побудовані з довговікових вогнестійких матеріалів (цегли, бетону і т. ін.).

До нетвердих контурів відносять споруди тимчасового типу, постійні споруди, побудовані з легких тимчасових невогнестійких матеріалів (очерет, дерево, саман і т. ін.), а також природні контури. Природні контури, крім того, поділяються на контури чіткі, тобто ті, які мають чітко виражені і легко розпізнавані межі, та нечіткі, тобто контури, які не мають виразних меж.

Топографічна зйомка виконується за основним правилом – від загального до часткового, тобто спочатку визна-

94

чається взаємне положення основних точок – створюється так звана зйомочна геодезична мережа, а потім здійснюється зйомка подробиць (ситуації).

Зйомки в залежності від призначення або цілей, для яких вони виконуються, можуть поділятися на: топографічні, сільськогосподарські, кадастрові, ґрунтові, лісові, міські, геологічні і т. ін.

Об’єктами сільськогосподарських зйомок є: межі землекористувань і землеволодінь, адміністративні межі, населені пункти і окремо розташовані будівлі, сільськогосподарські угіддя (городи, багаторічні насадження, рілля, сінокоси, пасовища, перелоги), ліси, чагарники і окремі дерева, полезахисні лісові смуги, болота, піски, води і водні споруди, енергомережі й засоби зв’язку, рельєф місцевості.

2. Методи топографічних зйомок

Згідно з останньою класифікацією, топографічні зйомки виконуються такими методами:

а) аерофототопографічним:

стереотопографічна зйомка;

комбінована аерофототопографічна зйомка; б) наземним:

теодолітна зйомка;

мензульна зйомка;

тахеометрична зйомка;

наземна фототопографічна (фототеодолітна) зйомка;

екерна зйомка;

бусольна зйомка та ін.

Аерофототопографічний метод є основним і застосовується при наявності матеріалів аерофотозйомки. При застосуванні стереотопографічної зйомки, зйомка контурів і рельєфу місцевості здійснюється на спеціальних фотогра-

95

мметричних приладах. Комбінована аерофототопографічна зйомка застосовується у випадку, якщо рельєф місцевості має слабовиразний характер і форми рельєфу стереоскопічно проглядаються погано. При комбінованій аерофототопографічній зйомці зйомка контурів здійснюється на спеціальних фотограмметричних приладах, а зйомка рельєфу

– наземними методами.

Теодолітна зйомка – це метод горизонтальної зйомки, при виконанні якої кутові вимірювання виконуються теодолітами, а лінійні – сталевими стрічками або рулетками. В сучасних умовах для теодолітної зйомки широко використовуються електронні тахеометри, які забезпечують одночасні кутові й лінійні вимірювання.

Виконання мензульної зйомки ґрунтується на графічному визначенні на планшеті взаємного розташування окремих точок місцевості як між собою, так і відносно пунктів геодезичної основи. Розташування точок місцевості визначається застосуванням двох систем координат: полярної і біполярної. Мензульна зйомка виконується за допомогою мензули і кіпрегеля.

Тахеометрична зйомка є найбільш розповсюдженим методом наземної топографічної зйомки. Швидкість тахеометричної зйомки досягається завдяки тому, що вимірювання, необхідні для визначення положення шуканої точки місцевості як в плані, так і по висоті, здійснюється комплексно, одним вимірювальним приладом – тахеометром при одному наведенні зорової труби. План місцевості при цьому методі складається камеральним шляхом. Планове положення шуканих точок місцевості при тахеометричній зйомці визначається шляхом вимірювання полярних координат, тобто вимірюється горизонтальний кут між напрямками на точку зйомочного обґрунтування і шукану точку місцевості. Відстань від точки зйомочного обґрунтування до шуканої точки визначається віддалеміром тахео-

96

метра. Висотне положення шуканих точок визначається вертикальним кругом тахеометра.

При наземній фототеодолітній зйомці топографічну карту (план) складають за фотознімками місцевості, отриманими при фотографуванні із земної поверхні. Ділянка місцевості фотографується з двох точок. Отримані при цьому два знімки однієї і тієї ж ділянки місцевості складають стереопару. В основу методу фототеодолітної зйомки покладені геометричні співвідношення між положенням шуканих точок і їх зображеннями на стереопарі. Положення будь-якої точки місцевості при фототеодолітній зйомці визначається прямою засічкою, створеною проектованими променями з лівої і правої точок базису. Така засічка називається прямою просторовою фотограмметричною засічкою. Фотографування виконується спеціальними камерами (фототеодолітами), забезпеченими орієнтирним пристроєм і рівнями, що дозволяє встановити камеру в необхідне положення. Визначення координат точок місцевості і складання плану здійснюється в камеральних умовах і виконується при обробці стереопари на фотограмметричних приладах. Фотограмметрична засічка на фотограмметричних приладах розв’язується автоматично, при цьому можна не тільки отримати координати окремих точок, але й накреслити контури і горизонталі.

Екерна зйомка відрізняється від решти кутовимірювальних зйомок тим, що в ній будуються постійні кути. Зйомка отримала свою назву від приладів, що використовуються в ній,– екерів, якими на місцевості в процесі зйомок будуються кути в 90°. Екери деяких конструкцій дозволяють будувати кути 45°, 90° і 135°. Екерна зйомка здійснюється на ділянках малих розмірів. Планове положення точок при зйомці визначається способом ординат. Необхідні лінійні вимірювання здійснюються сталевими стрічками або рулетками. Способи екерної зйомки різні. В залежності

97

від конфігурації зйомочної ділянки і властивостей її поверхні застосовуються: розмічування на трикутники, зйомка

зоднієї осі ординат, зйомка з двох осей координат, обхід зйомочної ділянки. При екерній зйомці не визначаються кути орієнтування, тобто вся зйомка не орієнтована, не орієнтований і кінцевий продукт – план. Для орієнтування плану слід у процесі зйомки визначати азимути або румби осі координат або однієї з ліній ходу.

Під назвою «бусольна» відома зйомка, в який безпосередньо вимірюються кути орієнтування – азимути або румби. В ній використовуються прилади, дія яких ґрунтується на явищі магнетизму – бусолі. Бусольна зйомка буває площинною і маршрутною. При площинній зйомці на зйомочній ділянці попередньо створюється опорна зйомочна мережа шляхом прокладання бусольних ходів, а потім з точок ходу здійснюється безпосередньо зйомка ділянки місцевості. Задачею маршрутної бусольної зйомки є створення плану зйомочного ходу і смуги місцевості вздовж нього. При маршрутній зйомці створення опорної мережі і зйомка здійснюються одночасно, при цьому опорними точками служать звичайно поворотні точки ходу.

Застосування того чи іншого виду зйомки залежить від багатьох умов: характеру місцевості, заданої точності, технічних вимог, наявності приладів і т. ін.

Висота перерізу рельєфу на топографічних планах встановлюється відповідно до таблиці 1.

Як виняток, топографічні зйомки можуть виконуватися

звисотою перерізу через 0,25 м. Цей переріз рельєфу до-

пускається при зйомках підготовлених та спланованих ділянок, більшість кутів нахилу яких не перевищують 2°. Необхідність такого перерізу повинна бути обґрунтована технічним проектом або програмою.

Для зображення характерних деталей рельєфу, які не передаються горизонталями основного перерізу, потрібно

98

застосовувати додаткові горизонталі (півгоризонталі) та допоміжні горизонталі. Півгоризонталі обов’язково проводять на ділянках, де відстань між основними горизонталями перевищує 2,5 см на плані.

Таблиця 4 Висота перерізу рельєфу на топографічних планах

Примітка. Висоти перерізу рельєфу, значення яких відмічені зірочкою на топографічних планах населених пунктів не використовуються. На топографічних планах населених пунктів можливе застосування висот перерізу рельєфу, значення яких наведені в дужках, але в обмежених випадках, що передбачено технічним проектом або програмою.

При складанні топографічних планів із використанням матеріалів зйомки більших масштабів висота перерізу рельєфу, якщо це потрібно та технічно обґрунтовано, може дорівнювати висоті перерізу на вихідному топографічному плані.

Топографічна зйомка виконується на основах, які виготовлені з малодеформованих пластиків або креслярського паперу високої якості (фотопаперу), наклеєному на тверду основу, і які мають деформацію не більше 0,04 %.

Середні помилки в положенні на плані предметів і контурів місцевості з чіткими обрисами відносно найближчих

99

точок зйомочної основи не повинні перевищувати 0,5 мм, а в гірських і лісових районах – 0,7 мм. На територіях із капітальною і багатоповерховою забудовою середні помилки у взаємному положенні на плані точок найближчих контурів (капітальних споруд, будинків і т. ін.) не повинні перевищувати 0,4 мм. Для переходу від середніх помилок ( ) до середніх квадратичних помилок (m) застосовується коефіцієнт 1,25, тобто m = 1,25 .

Середні помилки зйомки рельєфу відносно найближчих точок геодезичної основи не повинні перевищувати за висотою:

1/4 прийнятої висоти перерізу рельєфу при кутах нахилу до 2°;

1/3 при кутах нахилу від 2° до 6° для планів масштабів

1: 5 000, 1: 2 000 та до 10° для планів масштабів 1: 1 000 та 1: 500;

1/3 при перерізі рельєфу через 0,5 м на планах масш-

табів 1: 5 000 та 1 2 000.

У лісовій місцевості ці допуски збільшуються в 1,5 ра-

зу.

У районах з кутами нахилу понад 6° для планів масштабів 1: 5 000 і 1: 2 000 та більше 10° для планів масштабів 1: 1 000 та 1: 500 кількість горизонталей повинна відповідати різниці висот, що визначена на перегинах схилів, а середні помилки висот, які визначено на характерних точках рельєфу, не повинні перевищувати 1/3 прийнятої висоти перерізу рельєфу.

Граничні розходження не повинні перевищувати подвоєних значень допустимих середніх помилок і їх кількість не повинна бути понад 10% від загальної кількості контрольних вимірів.

100

3. Геодезична основа топографічних зйомок

Геодезичною або зйомочною основою великомасштабних зйомок у плановому відношенні слугують:

державні геодезичні мережі;

розрядні геодезичні мережі згущення;

зйомочна геодезична мережа. У висотному відношенні:

державна мережа нівелювання;

пункти державної геодезичної мережі, розрядних гео-

дезичних мереж і зйомочної геодезичної мережі, висоти яких визначені технічним або більш точним нівелюванням.

Щільність геодезичних мереж визначається масштабом зйомок, висотою перерізу рельєфу, а також необхідністю забезпечення геодезичних, маркшейдерських, меліоративних, землевпорядних та інших робіт як з метою вишукування і будівництва, так і при подальшій експлуатації споруд, комунікацій і т. ін.

Згущення геодезичної основи проводиться від вищого класу (розряду) до нижчого. При цьому треба прагнути до скорочення багатосхідчастості геодезичних мереж і розвивати на місцевості однокласні (однорозрядні) мережі на основі застосування сучасних віддалемірних та кутомірних геодезичних приладів і обчислювальної техніки.

Середня щільність пунктів державної геодезичної мережі для створення зйомочної геодезичної основи топографічних зйомок повинна бути доведена:

на територіях, що підлягають зйомці в масштабі 1:

5 000, до одного пункту тріангуляції, трилатерації або полігонометрії на 20-30 км2 і одного репера нівелювання на 10-15 км2;

на територіях, що підлягають зйомці в масштабі 1: 2 000 і більшому, до одного пункту тріангуляції, три-