Топографические карты и планы. Линейные измерения. Геодезические сети

Тема 2.Топографические карты и планы .

 Вопрос 1. Что такое  топографический план и топографическая  карта? В чём их сходство  и различия?

Планом называют уменьшенное и подобное изображение горизонтальных

Проекций контуров и рельефа  небольших участков местности на плоскости,

В пределах которых можно пренебрегать кривизной Земли.

Картами же называются построенные  по определённым математическим

законам  уменьшенные изображения на плоскости значительных частей земной поверхности, размеры которых требуют учёта влияния на них кривизны  Земли.

Степень уменьшения изображения горизонтальных проекций линий

местности на планах или картах называется их масштабом.

Масштабы могут быть  могут  быть представлены в виде численного

масштаба, шкалой делений - линейным масштабом или графиком-

графическим масштабом.

Численный масштаб выражается дробью с числителем единица

(например,  , , ,, )

Линейный масштаб представлен шкалой делений. Каждый крупный отрезок такой шкалы принят в качестве основания масштаба. Он соответствует определённому числу метров горизонтальной проекции линейного отрезка местности. Одно из оснований масштаба разделено на ряд более мелких делений ( на 5 или 10 ) доли которых при измерениях на карте или плане оцениваются на глаз.

 

 

Графический масштаб представлен графиком, позволяющим устанавливать сотые или пятидесятые доли его основания.

 

 

 

Принято считать  0,1 мм наименьшим расстоянием, различаемым непосредственно глазом, откуда горизонтальное расстояние на местности соответствующее в данном масштабе 0,1мм на плане или карте  называют точностью масштаба.

Карты принято классифицировать по масштабам, принято считать крупно масштабными карты масштабов 1 : 100000 и крупнее, средне масштабными – от 1 : 200000 до 1 : 1000000 и мелко масштабные – мельче 1 : 1000000.

Крупно масштабные  топографические карты – это наиболее подробные карты с изображением на них контуров и рельефа земной поверхности. Такими картами обычно пользуются как планами.

План можно рассматривать как  частный вид топографической  карты, на которой кривизна земной поверхности  практически не ощутима. Для определения  положения точке, линий и объектов местности на физической поверхности  Земли, кроме их горизонтальных проекций, необходимо также знать и геодезические высоты таких точек относительно исходной уровенной поверхности. На топографических планах и картрах рельеф местности изображён кривыми равных высот , проходящих друг от друга через определённый интеравл по высоте. Такие кривые образуются в процессе сечения местности рядом уровенных поверхностей, проходящих друг от друга через заданную высоту сечения, называются горизонталями. По форме и взаиморасположению горизонталей обычно судят о рельефе местности и его деталях на планах и картах. При изображении рельефа дна водоёмов и водотоков (озёр, прудов, водохранилищ, рек и т.д. ) иногда на картах и планах проводят кривые равных глубин, называемые изобатами.

На планах и картах изображение  объектов местности  представлено в  картографических условных знаках, применяемых в соответствии с их стандартами , принятыми для определённых масштабов, планов и карт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Картографические условные знаки  принято делить на площадные , внемасштабные и линейные. Площадными знаками называют условные  знаки, применяемые для заполнения площадей объектов, выражающихся в масштабе плана или карты. По плану или карте можно определить при помощи такого знака не только местоположение объекта или предмета, но и его размеры . Если объект в данном масштабе не может быть выражен площадным знаком вследствие своей местности, то применяется внемасштабный условный знак. Предметы обозначенные такими условными знаками, занимают на плане больше места, чем следовало бы по масштабу. Внемасштабные условные знаки имеют большое применение на картах.

   Отличительные признаки  плана  и  карты: 

1) На планах изображается  меньшая площадь,  нет  искажений   длин линий и углов. 

2) На планах не учитывается  кривизна Земли. 

3) На  планах  используют  более  крупные масштабы: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000;

     на картах - 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

4) На планах нет параллелей  и меридианов, а имеется только  координатная сетка.

   5) Различается номенклатура,  т.е. система разграфки и обозначений отдельных листов карт и   планов.

 

         

 

 

  Тема 4.Линейные измерения.

Вопрос 1. Какова последовательность измерения  длины линии земляной ленты и  стальной рулеткой?

Для измерения длин линий можно  использовать мерные проволоки, земляные ленты, стальные и лазерные рулетки, нитяной дальномер, различные свето- и радиодальномеры, электронные тахеометры. Линии измеряют на горизонтальной , наклонной и вертикальной плоскости. Измерения производят непосредственно- металлическими, деревянными метрами , рулетками , земляными лентами и специальными проволоками, а также косвенно- электронными, нитяными дальномерами, свето- и радиометрами.

Для геодезических измерений используют стальные рулетки длиной 5, 10, 20, 30, 50, 100 м, шириной 10… 12 мм, толщиной 0,15… 0,30 мм.

На полотне рулетки нанесены штрихи- деления через 1 мм по всей длине или только на первом дециметре. В последнем случае всё остальное полотно размечено сантиметровыми штрихами.

У рулеток с сантиметровыми делениями  отсчёт берут до 0,1 деления, или до 1 мм, у рулеток с миллиметровыми делениями  до 0,1 мм. Цифры у метровых делений даны с размерностью метров- буквой м . Стальные рулетки выпускают либо с полотном , намотанным на крестовину (вилку) либо в футляре. Для измерений коротких отрезков металлические рулетки делают изогнутыми по ширине – желобковыми. Для транспортировки и хранения  рулетки её наматывают на металлическое кольцо (вилку ).

 

 

 

 

 

 

 

Дальномерные рулетки типа РК (на крестовине) и РВ (на вилке) применяют  в комплекте с приборами  для  натяжения рулетками до 100Н ( равное усилию 10 кг).

Землемерная лента  ЛЗ представляет собой стальную полосу длиной 20, 24, 30 и 50 м, шириной 20 – 30 мм и толщиной 0,5 мм. Для транспортировки и хранения ленту наматывают на металлическое кольцо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Землемерная  шкаловая  лента ЗЛШ имеет на концах шкалы с миллиметровыми делениями, длины отрезков со шкалами равны до 10 см. Номинальной длиной ленты является расстояние между нулевыми штрихами шкал.

В комплекте ЛЗ и ЗЛШ входят наборы шпилек (от 6 до 11 штук ) – металлический стержень с заострёнными концами и кольцами – ручками. Для переноски шпильки надевают на проволочное кольцо.

Для некоторых видов точных измерений  применяют специальные инварные  проволоки. Инвар обладает малым коэффициентом линейного расширения в зависимости от температуры, повышенной твёрдостью и упругостью. На концах проволоки закреплены специальные шкалы – линейки с наименьшими делениями 1 мм. На остальной части проволоки маркировки длины нет. Поэтому проволоками измеряют расстояния, равные длине между штрихами (24  м ), а расстояние, не кратные 24 м , измеряют инварными рулетками (точностью отсчитывания 0,2 мм).

Измерение линий состоит в том, что мерный прибор (ленту, рулетку) последовательно откладывают между начальной и конечной точками измеряемой линии. Измерение линии АВ выполняют два мерщика в прямом направлении ( прямо).

Для контроля линию измеряют второй раз ( обратно), за начало измерений  принимают точку В , а за конечную – точку А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы избежать грубых ошибок при  измерении, выполняют следующие  действия:

1.Подсчитывают, сколько шпилек  у заднего и переднего мерщиков, чтобы удостовериться, что в сумме они составляют комплект

2.Следят, чтобы при измерении  остатка r отсчёт выполнялся от нулевого деления ленты.

3. При отсчитывании делений на  середине ленты следят, чтобы лента не была перекручена, так как при этом можно спутать число целых метров.

4. Чтобы уменьшить погрешность  измерения, ленту укладывают в  створ измеряемой линии с помощью  теодолита.

 

Измерение длин линий производится в следующей последовательность.

1. Рекогносцировка- предварительное ознакомление с местностью.
2. Вешание линий- установка вешек в створе измеряемой линии. Створом называют вертикальную плоскость, проходящую через конечные точки. Чтобы не закрывать  видимость по створу, вешение выполняют ( на себя ) ,т.е. начинают с точки 1, затем устанавливают вешку 2 и т. д.
3. Измерение длины линии. Измерения выполняют два мерщика – задний и передний в начале измерений передний мерщик берёт себе 5 шпилек из 6. Задний мерщик втыкает шестую шпильку в центр колышка и закрепляет за неё конец и направляет переднего мерщика по линии АВ. Передний мерщик встряхивает ленту , натягивает её с усилием примерно в 10 кг и фиксирует длину ленты шпилькой. Задний мерщик вынимает  шпильку, а передний протягивает ленту вперёд для измерения следующего отрезка.  Задний мерщик ,подойдя к оставленной в земле шпильке, зацепляет за неё конец ленты и т. д. последний отрезок ( остаток) измеряют с точностью 0,01 м. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Тема 6. Геодезические сети.

  Вопрос 1. В чём состоят  основные принципы построения  и развития геодезических сетей?  Классификация геодезических сетей?

В Геодезическая сеть-совокупность точек закреплённых на местности  специальными знаками, положение которых  определяется в единой систем координат. Точки относящиеся к геодезической сети называют геодезическими пунктами.

Виды геодезических сетей:

1) Государственные геодезические  сети- главные сети, имеют большую протяжённость ими покрыта вся территория страны. Предназначены: являются основой для построения низших сетей, для решения научных задач.

2) Сети сгущения: предназначены  для увеличения плотности пунктов  на 1 площади.

3) Сети съёмочного обоснования на основе которых непосредственно производятся съёмки контуров и рельефа местности, инженерно-геодезические работы при строительстве сооружений.

4) Специальные сети, развиваемые  при строительстве сооружений, представляющих  к геодезическим работам специальные  требования.

Геодезические сети подразделяются на плановые и высотные. Плановые сети служат для определения плановых координат геодезических пунктах ХиY. Высотные для определения высот пунктов H. Геодезические пункты закреплены на местности по разному временными и постоянными значками.

Плановые и геодезические сети. Пункты ГГС закреплены постоянными  значками и СС. Это подземная конструкция, которая выполнена из монолитного  бетона и заглублена ниже глубины промерзания

 

 

Одной из главных задач геодезии является определение с заданной точностью  координат сравнительно небольшого числа специально закрепленных на земной поверхности точек - геодезических пунктов.

Геодезический пункт состоит из центра, являющегося  носителем координат, и  геодезического знака, обозначающего положение  центра на местности и обеспечивающего  взаимную видимость  смежных пунктов  сети. Центр  призван надежно и  долговременно сохранять неизменным положение своей основной детали - марки центра, к метке которой относятся координаты пункта.

Систему геодезических пунктов, положение  которых определено в общей для  них системе геодезических координат, называют плановой геодезической сетью.

Для определения  координат пунктов сети между  ними измеряют расстояния и углы. Отрезки  линий, ограниченные геодезическими пунктами, вдоль которых измеряется длина  или направление, называют сторонами сети.

Каждый  следующий пункт геодезической  сети, начиная со второго, должен быть связан с предшествующими пунктами не менее чем двумя измеренными  элементами (горизонтальными углами, длинами сторон, дирекционными углами).

Геодезическую сеть создают таким образом, чтобы  ее стороны образовывали простые  геометрические фигуры, удобные для  решения, т.е. определения всех их элементов, а по ним – координат вершин. Различают три основных метода построения плановых геодезических сетей.

1. Триангуляция - построение геодезической сети в виде системы треугольников, в которых измерены углы и некоторые стороны, называемые базисными, или просто базисами (рис.1).

Рис. 1. Триангуляция

 

В основе метода триангуляции лежит решение  треугольника по стороне и двум углам - теорема синусов. Многократное последовательное применение этой теоремы к треугольникам триангуляционной цепи, в которой каждый последующий (i + 1)-й треугольник связан с предшествующим i-м общей стороной (см. рис. 1), приведет к следующим выражениям

 

,                             (1)

где - связующая, - промежуточная стороны i-го треугольника.

2. Полигонометрия - построение геодезической сети путем измерения расстояний и углов между пунктами хода (см. рис. 2).

В полигонометрии система геодезических пунктов  образует полигон-многоугольник, который  может быть замкнутым или разомкнутым (рис. 2). Измеряемыми элементами являются стороны полигона и его углы или дирекционные углы .

Рис. 2. Полигонометрия

 

3. Трилатерация - построение геодезической сети в виде системы треугольников, в которых измерены все их стороны.

Метод трилатерации основан на возможности решения треугольника по трем его сторонам а, b, с. Углы при этом определяются по теореме косинусов. Например, для угла А между сторонами b и с можно записать

  .                                           (2)

Возможно  построение плановой геодезической  сети комбинированием всех трех методов.

При построении и развитии геодезических сетей  выполняют целый комплекс работ. Начинаются они с разработки проекта  геодезической сети, который выполняют  по топографическим картам и планам крупных масштабов. При этом в  каждом районе, в зависимости от местных условий, построение геодезической  сети планируется вести теми методами, которые дают наибольшую экономию сил  и денежных средств. Исключение из этого  правила допускается лишь в некоторых  случаях, например, при особой срочности  работ, в целях охраны окружающей среды и т.д.