7. Выбор масштаба и высоты сечения рельефа

Спрос на крупномасштабные планы непрерывно растет, требуя значительного увеличения выпускаемой картографической продукции, повышения ее качества. Поэтому возникает проблема оптимального проектирования топографо-геодезических работ с целью удовлетворения растущих потребностей народного хозяйства в топографических планах крупного масштаба при минимальных затратах и в кратчайшие сроки.

Масштаб съемки и высоты сечения рельефа определяют содержание и точность ситуации рельефа на топографической карте. Они оказывают значительное влияние на густоту и точность геодезической основы, технологию производства съемки, сроки и эффективность ее выполнения.

На выбор масштаба съемки влияют факторы, вытекающие из требований производственной необходимости [8], объективных условий местности технических возможностей, которые объединяются в группы:

а) производственные – вид строительства, размеры снимаемой территории, стадии проектирования, размеры и виды проектируемых объектов, материалы инженерных изысканий, время изысканий;

б) природные – характер и местоположение снимаемой территории, наличие контуров и детальность их изображения, рельеф местности, время года;

в) технические – графическая точность масштаба плана или карты, высота сечения рельефа, метод съемки, используемые приборы, качество съемки;

г) экономические – сроки производства работ.

Выбор оптимального масштаба съемки должен основываться на конкретных требованиях проектирования. В этих целях необходимо детально изучить все факторы, определяющие точность топографической съемки и масштаб плана или карты, и выбрать из них оптимальные значения.

При выборе масштаба съемки нужно придерживаться правила, чтобы технические факторы с учетом природных условий соответствовали требованиям производственных факторов при минимальных затратах.

Для решения специальных задач проектирования при составлении проектов гражданского строительства, при проектировании подземных коммуникаций на площадке строительства для переноса проекта в натуру достаточны по точности планы в масштабе 1: 1000. Планы в масштабе 1: 500 следует создавать главным образом для промышленных и гражданских объектов со сложной застройкой и густой сетью коммуникаций.

Топографическую съемку участка для обустройства Харвутинской площадки проводили в масштабе 1:500 с составлением плана соответствующего масштаба.

Обоснуем выбор данного масштаба топографической съемки тремя способами:

1. Выбор масштаба съемки в зависимости от способа проектирования (составление генерального плана, детальная планировка или рабочий проект).

2. Выбор масштаба съемки по критерию достаточной точности положения на плане контурных точек.

3. Выбор масштаба съемки на основе принятых рекомендаций.

Способ 1.

Выбору масштаба топографических съемок должно предшествовать определение назначения топографических планов и карт, характера существующей застройки, технико-экономических перспектив дальнейшего использования картографируемой территории.

При выборе масштаба съемки необходимо учитывать различные этапы проектирования и застройки города. Необходимый масштаб плана или карты можно определить из соотношения [9]:

= , (2)

где a min - минимальный размер топографического элемента на карте;

A min - минимальное расстояние между объектами на местности.

Для расчета масштаба плана рабочего проекта A min принимают равным 0,1 м, а значение a min равным 0,2 мм, согласно [9]. Отсюда по формуле (2), масштаб:

= ,  = .

Способ 2

Рассчитаем требуемый масштаб плана по формуле, предлагаемой профессором Неумывакиным Ю. К. [10]:

М_р = 9000 m_{o ,} (3)

где М_р - расчетный знаменатель численного масштаба плана;

m_o - допустимая для решения задачи проектирования средняя квадратическая ошибка взаимного положения ближайших точек, важных для проектирования капитального строительства контуров.

Обоснование выбора знаменателя М масштаба топографической съемки делается, исходя из минимальных затрат, на основании условия:

М М_р , (4)

где М – ближайший к расчетному знаменатель масштаба топографической съемки.

Расчетный знаменатель М_р для съемки застроенных территорий со сложными сетями инженерных подземных коммуникаций может быть также найден из выражения:

М_р = 650 А_min , (5)

где А_min – минимальный отрезок на местности, выраженный в метрах, который требуется отобразить на плане для проведения проектно-планировочных работ.

По формуле (3) вычисляем расчетный знаменатель масштаба плана, приняв m_o=0,15мм, получаем:

М_р= 9000 * 0,15 = 520

На основании (4) принимаем масштаб топографической съемки равным 1:М = 1: 500

Исходя из расчетов, получаем стандартный масштаб съемки: М = 500.

Способ 3

В «Основных положениях по выбору масштаба и высоты сечения рельефа топографических съемок населенных пунктов» [11] дана характеристика типов территории: I тип с многоэтажной застройкой и II тип – с одноэтажной застройкой и незастроенная территория. Масштабы планов и карт, а также масштабы съемок в зависимости от картографируемой территории приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Зависимость масштабов и карт от картографируемой территории

Масштаб плана или карты	Масштаб съемки
	I тип	II тип
1: 10 000	1: 10 000	–
1: 5 000	–	1: 5 000
1: 2 000	1: 2 000	–
1: 1 000	–	1: 1 000
1: 500	1: 500	–

Для рабочих чертежей застройки на территории II типа планы в масштабе 1: 1 000 допускается увеличивать до масштаба 1: 500.

В нашем случае обустройства Харвутинской площадки относится ко II типу застройки, следовательно, топографо-геодезические работы на объекте должны проводиться в масштабе 1: 500.

Теперь необходимо выбрать оптимальное значение высоты сечения рельефа.

Выбор высоты сечения рельефа определяет точность изображения рельефа и влияет на качество работ. Высота сечения рельефа устанавливается в зависимости от масштаба топографической съемки, максимально преобладающих углов наклона местности и требований проектирования объектов [9].

Согласно инструкции по крупномасштабным съемкам, точность изображения рельефа на плане должна быть таковой, чтобы средняя квадратическая погрешность определения отметки характерных точек рельефа по горизонталям плана не превышали 1/3 принятой высоты сечения рельефа.

Высоту сечения рельефа можно определить, исходя из «Основных положений по выбору масштаба и высоты сечения рельефа топографических съемок населенных мест» [11]. Эти данные представлены в следующей табл. 6

Таблица 6 - Основные положения по выбору масштаба и высоты сечения рельефа

Характеристика рельефа и максимально преобладающие углы наклона	Масштаб съемки
	1:5000	1:2000	1:1000	1:500
	Высота сечения рельефа, м
1	2	3	4	5
Равнинный с углом наклона до 2	1,0 (0,5)	0,5 (1,0)	0,5	0,5
Всхолмленный с углом наклона до 4	2,0 (1,0)	0,5* 1,0	0,5	0,5
1	2	3	4	5
Пересеченный углом наклона до 6	2,0 (5,0)	2,0 (1,0)	0,5 1,0*	0,5 1,0*
Горный и предгорный углом наклона более 6	5,0 2,0*	2,0	1,0	1,0

Примечание

Высоты сечения рельефа, значения которых отмечены звездочкой, на топографических планах населенных пунктов не применяются. Возможные (не основные) высоты сечения рельефа, значения которых приведены в скобках, на топографических планах населенных пунктов допускаются в ограниченных случаях, оговариваемых техническим проектом (программой).

При выборе высоты сечения рельефа, кроме точности изображения, необходимо учитывать удобства использования плана при проектировании.

Для вычисления высоты сечения рельефа Неумывакин Ю.К. [9] предлагает следующее выражение:

h = (43 i _TbIC* 10 ^-3) м, (6)

Рассчитаем высоту сечения рельефа по формуле (6), для уклонов i в пределах до 0,015.

h = (43*15*10^-3); h = 0,64 м.

При выборе высоты сечения рельефа руководствуются ошибкой m_н изображения рельефа.

Часто для нахождения m_н используют формулу Копе:

m_н = a + b tgv, (7)

где а - следствие ошибок определения высоты пикета в процессе съемки;

b - ошибка влияния планового положения горизонталей.

По исследованиям Ларченко Е.Г. а - 0,10; b = 0,5, тогда

m_н = 0,10 + 0,5 tg6°; (8)

m_н = 0,15м;

h = 4 m_н;

h =0,60м.

Однако формула (8) не учитывает влияния масштаба съемки, высоты сечения рельефа и уклонов местности при проектировании сооружений. Применим формулу Видуева Н.Г. для оценки точности изображения рельефа:

m_н = 0,19* h + 0,00016*N*I, (9)

где h - высота сечения рельефа;

N - знаменатель численного масштаба;

i - уклон местности.

Рассчитаем ошибку m_н по формуле (9), приняв стандартное значение высоты сечения рельефа h = 0,5 и уклонов i в пределах до 0,015.

m_н = 0,19*0,5 + 0,00016*1000*0,015,

m_н =0,0097м, h = 0,39 м.

Выбор высоты сечения рельефа осуществляется на основе условия минимума затрат:

h < h_p, (10)

где h - ближайшая к расчетной стандартная высота сечения рельефа.

Тогда выбираем стандартное значение высоты сечения рельефа h = 0,5м.

По полученным расчетам можно сделать вывод, что для инженерно-геодезического изыскания Харвутинской площадки необходимы планы масштаба 1: 500 с высотой сечения рельефа через 0,5 м.

При выборе масштаба съемки и высоты сечения рельефа проводилось изучение вышеизложенных факторов, анализ результатов расчетного и аналитического методов.

В соответствии с критериями выбора можно сделать вывод, что топографическую съемку для целей капитального обустройства Харвутинской площадки проводили в масштабе 1:500 с составлением плана соответствующего масштаба и высотой сечения рельефа через 0,5 м.