Съемка для ландшафтного дизайна

3. Исходные  данные: αАВ = 201о

42'08"; β (правый  по ходу) = 36о

14'32".

Решение 3. ( через дирекционный угол исходящего направления).

αВА = 201о

42'08" – 180о

= 211о

42'08".

αВС = 21о

42'08" - 36о

14'32" = - 14о

32'24" + 360о

= 345о

27'36".

 

 

§ 82. Составление плана местности по результатам

топографической съемки

Топографические карты и планы составляют в камеральных условиях

графически (вручную), либо в электронном виде, если при выполнении поле-

вых работ была составлена цифровая модель местности, либо использовался

электронный тахеометр с соответствующим блоком обработки и хранения

измерительной информации. Здесь мы рассмотрим принцип графического

построения топографического плана на основе результатов измерений и

обработки съемочного обоснования, тахеометрической и горизонтальной

съемки.

Для построения топографического плана необходимо иметь следующее:

- ведомости, журналы, абрисы (ведомость координат  точек теодолитного

хода; ведомость высот точек теодолитного хода; журнал тахеометрической

съемки; абрисы теодолитной и тахеометрической съемки);

- инструменты  и материалы (линейка Дробышева  или координатограф;

геодезический транспортир; масштабная линейка – металлическая линейка с

гравированным на ней поперечным масштабом; линейка металлическая или

пластмассовая длиной 30 - 40 см; циркуль-измеритель; кривоножка и

рейсфедер (при использовании туши); карандаши ТМ, Т – 3Т; заточка для

карандаша, мелкая наждачная шкурка; ластик мягкий для карандаша; лист

ватмана соответствующего размера; тушь цветная (черная, коричневая,

зеленая); калька прозрачная размером 10 х 10 см)

 

 

Съемочное обоснование топографических съемок

Комплекс работ, в результате выполнения которого получают карту или план местности, называют топографической съемкой. Рассмотрим один пример. Пусть нужно составить план некоторого участка местности (например, план небольшого дачного участка). Если требуется невысокая точность изображения деталей местности на плане, можно применить глазомерную съемку.

Наметим на местности точки-ориентиры (например, углы изгороди участка), определим их взаимное положение и нанесем в масштабе на бумагу – будущий план участка. Эти точки играют роль опорных, так как положение всех остальных точек (углы построек, грядки, отдельные деревья и кусты) мы будем определять относительно них или относительно линий, их соединяющих.

Инструментальная съемка выполняется с более высокой точностью, чем глазомерная, но принцип съемки остается тот же: на местности создается сеть опорных точек, взаимное положение которых в принятой системе координат определяют в первую очередь. Затем прибор для съемки устанавливают последовательно на каждую опорную точку и снимают ситуацию и рельеф в промежутках между ними, определяя положение точек местности относительно опорных точек и соединяющих их линий.

Точки, на которые устанавливают прибор для съемки, закрепляют на местности; их называют пунктами съемочного обоснования. Их координаты и отметки определяют из геодезических измерений, как правило, до начала съемки. По координатам эти пункты наносят на планшет, подготовленный к съемке (на планшете имеется только координатная сетка линий X=Const и Y=Const). Пункты геодезического съемочного обоснования образуют жесткий геометрический каркас плана, относительно которого определяется положение всех остальных точек плана.

По Инструкции средняя ошибка планового положения пунктов съемочного обоснования допускается 0.1 мм в масштабе плана. Этот допуск определяется точностью графических построений. Действительно, нет нужды определять координаты пунктов с большей точностью, так как они нужны только для того, чтобы нанести по ним на план пункты съемочного обоснования. Предельная ошибка планового положения пунктов съемочного обоснования допускается 0.2 мм в масштабе плана на застроенной территории и в открытой местности и 0.3 мм – в закрытой местности. При выполнении специальных съемок допуск на эту ошибку может быть уменьшен.

Средняя ошибка пунктов съемочного обоснования допускается 0.1*h, где h – высота сечения рельефа создаваемого плана.

Принцип топографической съемки

Обычный вид топографических карт и планов – листы бумаги, на которых в условных знаках изображен участок местности (графические документы). Если внимательно посмотреть на карту или план, отвлечься от цвета, заполняющих условных значков и конфигурации условных знаков, то можно заметить, что вся ситуация – это набор линий и точек. Но и любая линия – это совокупность точек; таким образом, можно сказать, что вся ситуация на плане или карте – это набор точек.

Съемка любого сооружения или угодья сводится к съемке его границ – прямых или кривых линий. Кривую линию можно с некоторым приближением заменить ломаной. Каждый отрезок ломаной линии является прямым, а прямая линия вполне однозначно определяется положением двух точек.

Таким образом, точка является элементарным объектом съемки; другими словами, съемка местности сводится к определению координат и отметок отдельных точек, характеризующих местоположение объектов местности и ее рельеф. При съемке геодезисты часто используют различные местные системы координат; планы и карты издаются в зональной прямоугольной системе координат Гаусса.

Средняя ошибка положения точечного объекта или четкого контура на плане относительно ближайших пунктов съемочного обоснования допускается 0.5 мм (в горной и лесной местности – 0.7 мм). Эта величина называется точностью плана.

Ошибка изображения рельефа зависит от характера рельефа и обычно равна одной трети высоты сечения рельефа.

Инструкция по топографической съемке разрешает создавать топографические планы в виде цифровой модели местности. В этом случае весь массив характеристик точек местности вводится в память ЭВМ; по мере надобности в соответствии с заданной программой машина выдает план нужного участка или другие документы.

Горизонтальная съемка

Горизонтальная съемка местности в простейшем варианте выполняется с помощью теодолита и рулетки. Съемочное обоснование обычно создают проложением теодолитных ходов. Если участок съемки имеет вытянутую форму, то теодолитный ход прокладывают по его оси; при этом отдельные пункты съемочного обоснования можно определять из геодезических засечек. Если участок имеет овальную форму, то прокладывают замкнутый ход по его границе; внутри участка можно проложить диагональные ходы.

При горизонтальной съемке положение отдельных точек определяют относительно пунктов съемочного обоснования и линий, соединяющих их, применяя:

способ засечек ( угловых, линейных, комбинированных ); 
полярный способ; 
способ перпендикуляров; 
способ створов.

Широко также применяется способ обмеров зданий и сооружений и расстояний между ними с помощью рулетки.

Способ засечек. При угловой засечке положение точки 1 определяют относительно двух пунктов съемочного обоснования А и В с помощью двух измеренных горизонтальных углов α1 и β1. Положение другой точки – точки 2 определяют, измеряя два других угла α2 и β2 (рис.7.3). Результаты измерений записывают в журнал.

Рис.7.3 Рис.7.4

При построении плана при точках А и В с помощью транспортира строят углы α1 и β1 и в пересечении линий получают изображение точки 1 на плане. Аналогично находят на плане положение точки 2.

Если расстояние до точки 1 не превышает длины рулетки, положение точки 1 определяют линейной засечкой, при которой измеряют расстояния А – 1 и В – 1 ; при построении плана из точки А проводят дугу радиусом, равным расстоянию А – 1 в масштабе плана, а из точки В – радиусом, равным расстоянию В – 1 в масштабе плана. Точка пересечения этих дуг является изображением точки 1 на плане.

Точность измерения горизонтальных углов при угловой засечке определяется точностью их построения на плане транспортиром,т.е. порядка 10′ – 15′. Допустимую ошибку измерения расстояний при линейной засечке рассчитывают по формуле:

ms = 0,3 мм * М,

где М – знаменатель масштаба съемки.

Полярный способ. Полярный способ съемки – это реализация полярной системы координат. Теодолит устанавливают на пункте съемочного обоснования А, принимая его за начало ( полюс ) местной полярной системы координат. Полярная ось совмещается с направлением на другой пункт съемочного обоснования В. Затем измеряют горизонтальный угол β1, образованный направлением АВ и направлением на снимаемую точку 1, и расстояние S1 от точки А до точки 1 (рис.7.4). При построении плана положение точки 1 получают, откладывая на стороне угла β1, построенного транспортиром, расстояние S1 в масштабе плана.

Рассчитаем среднюю квадратическую ошибку измерения углов и расстояний при полярном способе съемки, если ошибка положения точки 1 задана и равна Мp.

В полярной системе координат ошибка положение точки выражается формулой:

 (7.1)

где mβ – ошибка измерения угла β; ms – ошибка измерения полярного расстояния.

По принципу равных влияний имеем:

m2s = ( S * mβ/ )2 = M2  /2, (7.2)

откуда

 и   (7.3)

Пусть масштаб съемки 1:М=1:2 000, тогда Мp=0.5 мм * 2 000=1 м. При S=100 м вычисления по формулам (7.3) дают mβ=24′, ms =0.7м, ms/S = 1/150.

Способ перпендикуляров. Способ перпендикуляров является реализацией обычной прямоугольной системы координат. Пусть линия АВ – одна из сторон теодолитного хода. Примем ее за ось l, начало координат совместим с пунктом А; ось d расположим перпендикулярно линии АВ. Положение точки 1 определяется двумя перпендикулярами l1 и d1 (рис.7.5), длины которых измеряют мерной лентой или рулеткой.

Рис.7.5

Для построения прямого угла β можно применть теодолит или эккер; иногда угол β = 90 можно построить на глаз. Положение точки 1 на плане получают после выполнения трех операций: откладывания вдоль линии АВ длины перпендикуляра l1, построения угла β =90 c помощью транспортира, откладывания на стороне угла β длины второго перпендикуляра d1.

Съемка других точек и определение их положения на плане выполняются в таком же порядке.

Ошибка положения точки Мp в способе перпендикуляров складывается из ошибки измерения перпендикуляра l, ошибки построения (или измерения) угла β = 90 o и ошибки измерения перпендикуляра d:

М2p = m^2l + mβ ^2/ ^2 * d^2 + m^2d. (7.4)

По принципу равных влияний полагаем:

m^2l = m β^2/  ^2 * d^2 = m^2d = M^2p/3. (7.5)

При Мp = 0.5 мм на плане получим   в масштабе плана. Приняв ошибку построения угла mβ= 30′, рассчитаем допустимую длину перпендикуляра d:

в масштабе плана при относительной ошибке его измерения:

md / d = 0.33 мм / 33 м = 1/110.

Для плана масштаба 1 : 2 000 расчетная длина перпендикуляра d получается 66 м, а для масштаба 1 : 500 – d = 16 м. В Инструкции эти величины заданы 60 м и 20 м соответственно.

Разумеется, при другом значении ошибки mβ допустимая длина перпендикуляра d будет другой. Например, строя угол β = 90 “на глаз” (mβ = 1) , получим d = 16 мм в масштабе плана.

При горизонтальной съемке результаты измерений углов и линий записывают в журнал. Кроме того, прямо в поле составляют схематический чертеж местности – абрис, на котором показывают все пункты съемочного обоснования, контуры, ситуацию местности, записывают результаты измерений, делают пояснительные записи.

По материалам съемки составляют и вычерчивают план участка.

Теория и устройство эккера. Эккер – прибор для построения на местности прямых углов. Эккеры бывают зеркальные и призменные. Зеркальный эккер состоит из трехгранной коробки, одна из боковых граней которой открыта (рис.7.6). К двум другим граням с внутренней стороны прикреплены зеркала. Над зеркалами вырезаны окошки. Внизу эккера имеется крючок для отвеса.

Рис.7.6 Рис.7.7

Пусть эккер установлен на линии АВ (рис.7.7). Луч от вехи А попадает в зеркало Z1, отражается от него, падает на зеркало Z2, отражается от него и попадает в глаз наблюдателя, составляя со своим первоначальным направлением угол ε. Теория эккера заключается в выводе формулы ε = ε (γ), где γ – угол между зеркалами.

Обозначим : α – угол падения и угол отражения на зеркале Z1, β – угол падения и угол отражения на зеркале Z2.

Угол ε является внешним углом треугольника СЕК, поэтому:

ε = 2 * α + 2 * β = 2 * (α + β ). (7.6)

В треугольнике ЕОК:

γ = 180 – (

Но

поэтому

γ = α + β.

Отсюда

ε = 2 * γ,

или

γ = ε/2. (7.7)

Для того, чтобы луч составлял со своим прежним направлением угол β = 90, нужно, чтобы угол между зеркалами был равен 45.

Глаз видит изображение вехи А в зеркале Z2 в направлении СЕ, перпендикулярном направлению АВ, а в окошко над зеркалом видно веху D, которую помощник переставляет по команде наблюдателя. Как только веха D будет находиться на линии CE, ее закрепляют.

Если вехи закреплены, то с помощью эккера можно найти на линии АВ точку С, чтобы линия DC была перпендикулярна АВ; другими словами, можно найти основание перпендикуляра, опущенного из точки D на линию АВ. Взяв в руки эккер, перемещаются по линии АВ, пока изображение вехи А в зеркале Z2 не совпадает с направлением CD. Затем при помощи отвеса намечают на земле точку С.