Основные виды съемки. 
Опорные геодезические сети

Федеральное агентство по образованию РФ Тульский государственный университет Кафедра «Геоинженерии и Кадастра»

Пояснительная записка к курсовой работе по геодезии Тула 2008

• Общие сведения о съёмках
• Опорные геодезические сети
• Теодолитная съёмка
• Методы тахеометрической съёмки
• Создание плана тахеометрической съёмки
• Камеральная обработка полевых измерений
• Список литературы

Общие сведения о съёмках

Под съёмкой понимают совокупность измерений, выполняемых на местности с целью создания карты или плана. Различают горизонтальную (контурную), вертикальную и топографическую съёмки. При горизонтальной съёмке получают план, на котором изображены лишь предметы и контуры местности, без изображения рельефа. При вертикальной съёмке определяют высоты точек местности, которые используются для построения рельефа. Сочетание горизонтальной и вертикальной съёмок составляют топографическую съёмку, в результате которой изображаются рельеф и местные предметы.

Съёмка выполняется с точек, расположенных определённым образом на местности и положение которых заранее известно.

Применяют различные виды съёмок.

Теодолитная съёмка, в результате которой получают контурный или ситуационный план. При теодолитной съёмке измеряют горизонтальные углы, углы наклона и расстояния.

Нивелирование или вертикальная съёмка выполняется для получения высот точек. Различают тригонометрическое, геометрическое, барометрическое, гидростатическое и механическое нивелирование.

Тахеометрическая съёмка, в результате которой получают изображение рельефа и контуров предметов.

Мензульная съёмка, при выполнении которой топографический план (карта) строят непосредственно на местности. В этом заключается преимущество этой съёмки, так как имеется возможность уже в процессе съёмки сравнивать полученное изображение на плане (карте) с оригиналом.

Фототеодолитная съёмка выполняется фототеодолитом, который представляет собой сочетание теодолита и фотокамеры. Снимки являются основой для построения топографического плана.

съемка геодезическая сеть карта Аэрофотосъёмка — наиболее распространённый способ съёмки, выполняемый фотографированием местности при помощи специального аэрофотоаппарата (АФА), установленного на самолёте. Аэрофотосъёмка увязывается с наземными геодезическими работами, при помощи которых осуществляется привязка аэроснимков в плане и по высоте.

Различают контурную, комбинированную и стереоскопическую аэрофотосъёмку. При контурной получают на плане контуры местности. При комбинированной контурный план получают в результате аэросъёмки, а рельеф — наземной съёмкой. Стереоскопическая аэрофотосъёмка позволяет получать в камеральных условиях топографический план по результатам обработки на специальных приборах.

Глазомерная съёмка относится к упрощённым видам съёмок и выполняется в поле при помощи визирной линейки и компаса.

Съёмочные работы сопровождаются появлением погрешностей, которые накапливаются по мере удаления съёмки от начальных точек. Появление погрешностей может привести к искажению изображаемой на карте местности.

В процессе съёмочных работ необходим своевременный контроль измерений и вычислений.

Опорные геодезические сети

Пункты, обеспечивающие правильное изображение земной поверхности в горизонтальном направлении, называют пунктами плановой основы. Пункты, характеризующие положение земной поверхности по высоте, являются пунктами высотной основы. Координаты и высоты пунктов геодезической опорной сети определены в единой общегосударственной системе координат.

Система опорных пунктов, размещённая на территории нашей страны, составляют опорную сеть. Геодезические сети разделяют на государственные геодезические, геодезические сети сгущения и съёмочные геодезические сети.

По своему назначению и точности определения положения пунктов геодезические сети делят на классы. Пункты более высоких классов располагаются на больших расстояниях друг от друга, между ними размещаются пункты сетей более низких классов — сети сгущения.

Плановые положения пунктов в геодезических сетях определяются астрономическими и геодезическими способами. Астрономический способ, дающий возможность независимого определения небольшого числа пунктов, так называемых исходных. Остальные пункты связываются с исходными при помощи геодезических систем.

Государственные геодезические сети:

Опорные геодезические сети, называются государственными или основными опорными геодезическими сетями. Методами создания плановых государственных геодезических сетей являются триангуляция, трилатерация и полигонометрия 1, 2, 3 и 4 классов, высотных сетей — нивелирные сети I, II, III, IV классов.

При создании государственной опорной плановой сети основным является метод триангуляции, использующий сеть треугольников, расположенных в определённом порядке. В треугольниках измеряют все углы. Для определения линейных размеров сторон треугольников измеряется одна из сторон сети треугольника. Длины остальных сторон вычисляются.

В труднодоступных районах страны и на сильно застроенных территориях государственная геодезическая сеть создаётся в виде полигонометрических ходов, представляющих собой сомкнутые или разомкнутые многоугольники.

В последние годы получил распространение метод создания плановых геодезических сетей, называемый трилатерацией. Сущность трилатерации сводится к тому, что как и в триангуляции, строится сеть треугольников, но в них измеряются не углы, а длины сторон. Углы в каждом треугольнике вычисляют по трём сторонам.

В государственной высотной сети главной основой, на базе которой устанавливается единая система высот для всей территории страны, является нивелирная сеть I и II классов. Нивелирные сети III и IV классов обеспечивают топографические съёмки и решение различных задач.

Геодезические сети сгущения и съёмочные сети:

Геодезические сети сгущения развиваются на основе пунктов государственной геодезической сети.

Плановые сети сгущения выполняются в виде триангуляции и полигонометрии 1 и 2 разрядов. Триангуляция создаётся в виде сплошных сетей, цепочек треугольников и засечек. Полигонометрия может создаваться в виде одиночных ходов или системы ходов с узловыми точками, являющимися пунктами государственных геодезических сетей и пунктами триангуляционной сети 1 разряда.

Съёмочные сети строятся на основе пунктов геодезической опорной сети.

Плановые съёмочные сети выполняют проложением теодолитных, тахеометрических, мензульных ходов, или в виде триангуляции.

Теодолитная съёмка

Съёмка местности, при которой в качестве угломерного прибора используется теодолит, а для измерения длин применяют мерные ленты (рулетки) или оптические дальномеры, называется теодолитной. В ней определяют только плановое положение снимаемых точек.

Съёмочным обоснованием чаще всего служат теодолитные ходы в виде системы линий, образующих сомкнутые или разомкнутые ходы. Внутри замкнутых теодолитных ходов в ряде случаев прокладывают дополнительные ходы, называемые диагональными.

В теодолитных ходах точки поворота отмечают на местности простейшими геодезическими пунктами в виде забитых в землю кольев, металлических стержней и т. п. Съёмку подробностей выполняют способами прямоугольных координат, полярным, угловых и линейных засечек.

Работа по прокладке теодолитных ходов заключается в камеральной подготовке, рекогносцировке и полевых измерениях. Камеральная подготовка включает включает в себя изучение задания, изучение имеющегося картографического материала и составление проекта будущих теодолитных ходов.

При прокладке теодолитных ходов на местности закрепляют вершины, измеряют горизонтальные углы, длины сторон и их углы наклона. Горизонтальные углы в теодолитных ходах измеряют одним полным приёмом теодолитом, обеспечивающим погрешность измерения не более 30″. Результаты угловых измерений заносятся в полевой журнал. Для контроля грубых погрешностей, возникающих при угловых измерениях, на каждой линии на задней точке определяют буссолью обратный магнитный азимут, на передней — прямой магнитный азимут. Длины сторон теодолитного хода измеряются дважды: в прямом и обратном направлениях. В тех случаях когда наклон линии превышает 1,5°, измеряют углы их наклона и вводят поправки за приведение длин линий к горизонту. Если при измерении расстояний лентой (рулеткой) встречаются недоступные для прямого измерения отрезки, используются косвенные методы определения расстояний.

Теодолитные ходы привязываются к пунктам опорной геодезической сети. Это выполняется для того, чтобы вершины теодолитных ходов были определены в существующей системе координат. Привязка может быть осуществлена различными способами. В результате её выполнения на стороны и вершины теодолитного хода должны быть переданы дирекционный угол и координаты x, y.

Теодолитный ход, не привязанный к пунктам опорной геодезической сети, называется свободным, привязанный лишь к начальной точке — висячим.

Методы тахеометрической съёмки

Тахеометрическая съёмка представляет собой вид топографических работ. При тахеометрической съёмке с одной установки прибора, называемой станцией, определяют на местности пространственные полярные координаты так называемых пикетных точек: горизонтальный угол в между исходным направлением и направлением на пикетную точку, угол наклона визирного луча н и наклонное расстояние до пикетной точки S. На пикетных точках устанавливается рейка для съёмки подробностей. Пикет, предназначенный для съёмки подробностей, называют контурным, для съёмки рельефа — высотным. Если пикет совмещает в себе обе характеристики, то его называют высотно-контурным.

В результате тахеометрической съёмки получают топографический план местности, рельеф на котором изображается в горизонталях.

Создание плана тахеометрической съёмки

Работа на станции при тахеометрической съёмке заключается в следующем:

1. Устанавливают тахеометр над точкой съёмочного обоснования, центрируют его и приводят в рабочее положение.

2. Измеряют высоту прибора i с точностью до 1 см.

3. При работе с точек тахеометрического хода измеряют угол поворота и углы наклона на смежные точки при двух положениях вертикального круга. По дальномеру при КП и КЛ определяют расстояния до смежных точек тахеометрического хода. При работе с точек теодолитного хода при КП и КЛ измеряют углы наклона на соседние точки хода.

4. Вычисляют место нуля.

5. Совмещают нуль лимба и алидады горизонтального круга и ориентируют прибор по задней стороне хода.

6. При неподвижном лимбе прибора визируют на рейки, устанавливаемые в характерных точках местности. Измерение углов наклона и горизонтальных углов производится при одном положении вертикального круга, расстояния до пикетных точек определяются с помощью дальномера. Отсчёты, производимые при измерениях на станции, заносятся в журнал тахеометрической съёмки.

7. После окончания работ на станции берут по горизонтальному кругу контрольный отсчёт на исходное направление. Расхождение в отсчётах не должно превышать 2'.

8. Съёмка пикетных точек сопровождается ведением абриса, в котором зарисовывается ситуация и указываются линии рельефа. Пикетные точки, между которыми имеется равномерный уклон, соединяются стрелками, показывающими направление ската.

Камеральная обработка полевых измерений

Составление тахеометрического плана съёмки.

Камеральную обработку начинают с проверки полевых журналов и составления схемы съёмочной сети, на которой записывают результаты полевых измерений.

При уравнивании тахеометрических ходов допустимая угловая невязка вычисляется по формуле:

где n — количество углов, а относительная линейная невязка хода не должна превышать

где S — длина хода, м; n — число линий. Предельная невязка суммы превышений хода не должна превышать

где S — средняя длина сторон в сотнях метров; n — число сторон.

Отметки пикетов вычисляют по формуле

где Н_ст — высота станции тахеометрической съёмки; h_i — превышения между станцией тахеометрической съёмки и пикетными точками.

После окончания вычислений составляют план тахеометрической съёмки. План вычерчивают на планшете, сначала строится координатная сетка, затем по координатам наносятся точки съёмочной сети. После чего с помощью транспортира и масштабной линейки наносятся пикетные точки, возле которых выписываются с округлением до 0,1 м их высоты. По абрису съёмки наносится ситуация, выполняется интерполирование и затем проводятся горизонтали.

План тахеометрической съёмки до его вычерчивания в туши тщательно проверяется в поле путём глазомерного сличения с местностью контуров и рельефа, нанесённых на план.

1. Борщ-Компониец В. И. Геодезия. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов. — М.: Недра, 1989. — 512 с.: ил.

2. Условные знаки для топографических планов масштабов 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000, 1: 500. — М.: Недра, 1989. — 286 с.: ил.