Обработка информации и геодезических съёмок Ставропольского края

Существуют также "лазерные нивелиры" — электронно-механические приборы, в которых используется принцип вращения лазерного луча или оптическая система, позволяющая развернуть луч в линию. В настоящее время существует терминологическая путаница понятий лазерный нивелир, лазерный уровень или построитель плоскостей. Сам по себе такой прибор не является измерительным, т.е. нивелиром. Однако при наличии измерительной нивелирной рейки и достаточной стабильности указания уровня (в соответствии требованиями точности измерения для оптических нивелиров по ГОСТ 10528-90), эти приборы можно считать нивелирами. Если же требования по точности измерения, которые можно выполнить по проецируемой линии, не соответствуют требованиям ГОСТ 10528-90, подобные приборы следует считать лазерными уровнями (большинство бытовых приборов), что соответствует функциям строительных уровней согласно ГОСТ 9416-83 по проверке горизонтальных и вертикальных плоскостей, но не измерению разности высот! Основное достоинство лазерного уровня — простота в работе, не требующая специальных навыков по настройке прибора, и возможность проведения работ только одним человеком. Такие уровни применяются в строительстве. Многие модели лазерных уровней имеют также возможность построения наклонных плоскостей и отвесных линий.

Меньшую распространённость получили гидростатические нивелиры и баронивелиры.

Действие гидростатических нивелиров основано на свойстве сообщающихся сосудов. Превышение между точками  поверхности определяется разностью  уровней жидкостей в сосудах. Гидростатический высотомер или  шланговый нивелир конструкции  предназначен для измерения превышений в пределах 200 мм при удалении точек  до 10 м с погрешностью 0,6—2,0 мм. Гидростатический нивелир выпускается под названием  уровень гидростатический. Он предназначен для измерения превышений в диапазоне 25 мм со средней погрешностью ± 0,02 мм. Нивелир обладает чувствительностью  к изменениям температуры, и этот недостаток особенно сказывается при  работе на открытых площадка. Гидростатический нивелир предназначен для выверки направляющих. В качестве рабочей жидкости используется ртуть, благодаря чему он становится менее чувствительным к изменению внешнего давления и температуры. Средняя погрешность измерения превышения составляет ± 0,01 мм. Для точного ведения монтажных работ при строительстве высотных сооружений применяют специальные приборы, позволяющие проецировать геодезическую основу с исходного горизонта на последующие монтируемые ярусы. Оптические, основанные на вертикальном проецировании визирной оси, бывают односторонние (визируют только в одном направлении) и двусторонние (визируют вниз и вверх). Отвес закрепляется на штативе, который сохраняет принудительную центрировку других приборов — теодолита, визирной марки и т. д.

Барометрическое нивелирование  основано на свойстве барометра изменять свои показания с изменением его положения по высоте. Это свойство — следствие разницы в давлении атмосферы в точках, имеющих разные высоты.

Для вычисления превышений между нивелируемыми точками  имеются полные и сокращенные  барометрические формулы. В практике обычно пользуются сокращенными формулами  и составленными для них барометрическими таблицами разных авторов — М. В. Певцова, А. С. Чеботарева, Л. С. Хренова, имеются также номограммы.

Барометры применяются ртутные, барометры-анероиды (пружинные и  беспружинные), дифференциальные (системы Д. И. Менделеева).

Точность барометрического нивелирования значительно ниже точности геометрического и тригонометрического. Погрешности в отсчетах по миллиметровой  шкале анероида могут достигать 0,2 деления шкалы, что означает погрешность  в высоте точки 2 м. Кроме того, точность нивелирования снижается вследствие непостоянства атмосферного давления в одной и той же точке местности. Для повышения точности барометрического нивелирования в настоящее время  пользуются микробарометрами, представляющими собой пружинные анероиды с особым оптическим устройством для отсчитывания по шкале с точностью 0,03—0,05 мм, т. е. 0,3—0,5 м высоты. Баронивелир конструкции В. В. Шулейкина (БН-4) позволяет фиксировать разности атмосферного давления с точностью до ±0,01 мм рт. ст.

В строительной практике барометрическое  нивелирование может найти применение в горных и таежных районах  для определения высот точек  при геологических съемках, определения  высот и уклонов горных рек  в начальной стадии проектирования, определения в первом приближении  отметок строительных площадок, трасс  сооружений линейного типа, перенесения  на местность проектного контура  водохранилища по промежуточным  отметкам с целью своевременной  очистки ложа будущего водохранилища  от леса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3. Журнал нивелирной  съемки №3

№ станции	№ пикетов, реперов и  промежуточных точек	Отсчеты по рейкам				Превышение		Ср. превышения			Горизонт инструмента	Условные отметки, м
		задние	передние		промежуточные	+	-	+		-
1	Rp 21 ПК 0	845 892 50	469 518 75			376 374		375				20,000   20,375
2	ПК 0       +36 ПК 1	1723 1800 77	849 824 75		1532	874 876		875			22,098	20,375 23,630 21,250
3	ПК 1 Х	855 904 49	2393 2438 45				1538 1534			1536		21,250   19,714
4	Х ПК 2	284 270 14	1938 1924 14				1654 1654			1654		19,714   18,060
5	ПК 2      +42      +66 ПК 3	266 370 104	556 658 102		3578 3596		290 288			289	18,326	18,060 21,904 21,922 17,771
6	ПК3 ПК4	2011 1908 103	644 541 103			1367 1367		1367				17,771   19,138
7	ПК 4    Пр. 8,6    Пр. 20    Лев. 12,4    Лев. 20 ПК 5	2880 2781 99	255 158 97		3676 1656 3564 1257	2625 2623		2624			22,018	19,138 25,694 23,676 25,582 23,275 21,762
8	ПК 5 Rp 22	1424 1401 23	1217 1196 21			207 205		206				21,762   21,968
Сумма:		20614	16778			3936			1965

 

В журнале нивелирования  зарисовывают постановку рейки на каждом репере, записывают тип, номер репера и высоту места постановки относительно поверхности земли, снимают оттиски  с номеров марок и реперов, приводят сведения о состоянии внешнего оформления репера и делают отметку  о его восстановлении. Конечная цель обработки журнала нивелирования- получение отметок всех пронивелированных точек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.4. Построение  продольного профиля

Продольный профиль - вертикальный разрез местности вдоль трассы - используется для проектирования линейного сооружения, для подсчета объемов земляных работ при его строительстве.

Продольный профиль составляется по результатам расчета элементов  трассы {плановая часть) и нивелирования  трассы по пикетажу (профильная часть) на миллиметровой бумаге шириной 297мм или 594мм. Продольный профиль имеет 2 масштаба: горизонтальный (для дорог обычно 1:5000 и 1:2000) и вертикальный в 10 раз крупнее горизонтального (для автодорог соответственно 1:500 и 1:200).

На продольном профиле  размещают фактические (полученные в результате измерений) и проектные (полученные в результате разработки проекта) данные, которые располагают  в специальных графах, образующих так называемую сетку профиля. Содержание и расположение граф в сетке профиля  определяется видом линейного сооружения.

Сетка любого продольного профиля состоит  из трех частей:

- фактических данных - результатов  разбивки и нивелирования пикетажа;

- проектных данных в  горизонтальной плоскости (в плане)  -результатов расчета элементов трассы и круговых кривых;

- проектных данных в  вертикальной плоскости (в профиле)  -результатов расчета длин проектных прямых, их уклонов и вертикальных кривых, сопрягающих наклонные линии.

Продольный  профиль строится в такой последовательности:

1. Вычерчивают сетку профиля  на миллиметровой бумаге и  над ней подписывают принятые  масштабы профиля: горизонтальный и вертикальный.

2. В графе «Расстояния»  строят 100-метровые отрезки (пикеты) и плюсовые точки в горизонтальном  масштабе профиля (для масштаба 1:5000 это отрезки по 2 см, для масштаба 1:2000 - по 5 см). Внутри каждого пикета  выписывают расстояния между  соседними плюсовыми точками,  отделяя их вертикальными линиями,  которые продолжают над верхней  линией профиля. Сумма расстояний  внутри пикета должна быть равна 100 м.

3. В графе «Пикеты»  подписывают номера пикетов 0, 1, 2,... и т.д.

4. В графе «Отметки  земли» выписывают из «Журнала  нивелирования трассы» на продолжении  вертикальных линий графы «Расстояния»  отметки, округленные до 1 см, соответствующих пикетов и плюсовых точек.

5. Определяют высоту верхней  линии сетки профиля, от которой  будут откладываться фактические  высоты осевых точек трассы - условный  горизонт УГ. Значение УГ должно  быть кратным 5 м и таким,  чтобы самая низкая точка трассы  расположилась выше линии У Г как минимум на 5 см для возможности размещения геологических данных.

6. От линии УГ вверх  откладывают в принятом вертикальном  масштабе профиля на соответствующих  линиях отрезки, равные разности  высот точек трассы и условного  горизонта. Концы построенных  отрезков соединяют прямыми линиями  и получают ломаную линию, которая  является фактическим профилем трассы.

7. В графе «План трассы»  проводят среднюю линию - вытянутую  ось дороги и на ней строят  в горизонтальном масштабе профиля  все вершины углов ВУ по  их пикетажным значениям и  биссектрисам Б, обозначая углы поворота трассы стрелкой, причем биссектрисы Б откладывают от оси в сторону, противоположную углу поворота трассы. Кроме того, в обе стороны от оси дороги строят горизонтальный план полосы вдоль трассы по данным пикетажного журнала.

8. В графе «План прямых  и кривых» проводят среднюю  линию и на ней строят в  горизонтальном масштабе профиля  точки трассы по их пикетажным  значениям: пк 0, все НК и КК, Ктр. Точки НК и КК отделяют вертикальными линиями, между которыми на поворотах проводят прямые горизонтальные линии в 5 мм от осевой линии: выше, если угол поворота <р правый, и ниже, если угол поворота  левый. Осевую линию на повороте убирают.

Поперечные профили строят на продольном профиле, если их количество незначительно. В целях простоты вычислений объемов земляных работ  горизонтальный и вертикальный масштабы поперечных профилей выбирают одинаковыми и обычно равными вертикальному масштабу продольного профиля. Масштаб поперечных профилей подписывают под масштабами продольного профиля.

Осевые точки поперечных профилей по возможности располагают  на соответствующих ординатах выше линии фактического профиля и  при необходимости на разных уровнях. Для каждого поперечного профиля  вычерчивают только одну горизонтальную графу для расстояний шириной 5 мм. Под нижней линией этой графы подписывают  пикетаж осевой точки поперечника.

Вправо и влево от осевой точки откладывают в принятом масштабе расстояния поперечника, записывают их в графе расстояний, а на перпендикулярах  от линии выбранного УГ в том же масштабе строят округленные до 1 см высоты, которые записывают вдоль  своих ординат справа. Значение УГ поперечника выбирают таким, чтобы  наименьшая его ордината была не короче Зсм (для возможности размещения записи высоты).

Концы построенных перпендикуляров  соединяют, в результате чего получают фактический профиль поперечника.

 

6. Применение геодезических программных продуктов для обработки геодезических измерений

Камеральная обработка результатов  геодезических измерений является одной из важнейших частей процесса по получению координат пунктов  геодезической сети. На самом деле, камеральная обработка результатов  требуется практически при любых  геодезических работах, начиная  от работ по строительной геодезии, и заканчивая обработкой измерений  в классной триангуляции, полигонометрии, трилатерации, и т. д.

Для обработки  и создания топографических планов и карт используются следующие программные  продукты:

- AutoCAD;

- Программа «Топография»

- CREDO;

- MapInfo;

- Geozem;

- а так же другие  программные продукты.

AutoCAD — двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. Первая версия системы была выпущена в 1982 году. AutoCAD и специализированные приложения на его основе нашли широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Программа выпускается на 18 языках. Уровень локализации варьируется от полной адаптации до перевода только справочной документации. Русскоязычная версия локализована полностью, включая интерфейс командной строки и всю документацию, кроме руководства по программированию.

AutoCAD – это:

- расширенный пользовательский  интерфейс;

- большой набор средств двух- и трёхмерного проектирования, включая возможность каркасных и твёрдотельных моделирований пространственных объектов;

- средства подготовки и редактирования чертёжно-конструкторской документации;

- большой набор средств визуализации двух- и трёхмерных объектов;

- возможность построения, редактирования и визуализации  объектов в нескольких видовых экранах;

- возможность создания  пользовательских систем координат в трёхмерном пространстве;

- широкие возможности  надстройки системы по требованию пользователя;

- большой выбор драйверов,  позволяющий использовать периферийное  оборудование различных фирм  и моделей.

Программа «Топография» - предназначена для камеральной обработки полевых геодезических измерений выполненных различными типами тахеометров и подсчета проектных объемов выемки и насыпи.