Нивелиры, их устройство

Введение

Среди природных богатств особое значение имеет земля как всеобщее средство производства и пространственный базис для всех сфер человеческой деятельности и главное средство производства в сельском хозяйстве. Российская Федерация располагает огромными земельными ресурсами, площадь которых, по данным Государственного земельного кадастра, составляет 1709,8 млн. гектаров.

Коренные изменения в земельной политике страны привели к необходимости учета и систематизации сведений о земельных участках, а также оперативного получения достоверной и объективной информации об объектах учета, их местоположении и обеспечение этой информацией заинтересованных юридических и физических лиц. И как следствие этого создается и ведется земельный кадастр в городах для которых остро необходим:

количественный учет земель;

учет земель по качественным показателям;

обработка данных по земельным участкам;

формирование базы данных с которой можно легко и быстро работать;

экономическая оценка земель;

отрегулированная систем налогообложения

комплексная информация о городской территории.

Для каждого участка собственности, помимо многих других сведений,

необходима информация, содержащая местоположение граничных точек участка и его площадь. Получение указанных параметров невозможно без проведения соответствующих измерений, как непосредственно на местности, так на топографических планах (картах).

Определение границ землепользователей является одним из основных видов полевых геодезических работ, выполняемых для целей земельного кадастра. Очевидно, что от требований к точности определения углов поворота границ зависит и технология выполнения работ. Однако на сегодняшний день нет однозначного решения этого важного вопроса, особенно для городских земель. Но одно дело определение границ участков для составления базовых кадастровых карт и планов, другое - для составления кадастровых документов, выдаваемых землепользователям при различных операциях с землёй и недвижимостью.

Решение вопроса о точности определения границ зависит от решения другого не менее важного фактора, - с какой точностью необходимо определять площади земельных участков.

 

 

Общая структура выполнения геодезических работ

При решении комплексных геодезических задач выполняются различные

виды работ по созданию государственной геодезической сети, геодезических

сетей сгущения и съемочных сетей, нивелированию, топографическим съемкам разными способами, выносу проектов в натуру путем реализации различных геодезических построений, производству исполнительных съемок и другие. Все эти виды работ различаются принципами организации, составом операций и технологией, техническими средствами выполнения, количеством необходимых исполнителей и их квалификацией. Однако, несмотря на различия, все геодезические работы проходят три этапа:

-проектирование;

-производство работ;

-сдача материалов заказчику.

Проектирование любого технического объекта связано с инженерной

деятельностью, направленной на создание в принятой форме образа этого

объекта. Объекта, который реально еще не существует. Процесс

проектирования является сложным комплексным процессом, для которого дать однозначное определение очень трудно. Например, с точки зрения теории информации, проектирование можно рассматривать как «…процесс

преобразования входной информации об объекте, о состоянии знаний в

рассматриваемой области, об опыте проектирования объектов аналогичного

назначения в выходную информацию в виде проектно-конструкторской и

технологической документации, выполненной в определенной форме и

содержащей описание объекта для его материальной реализации» .

Проектирование, как правило, является трудоемким процессом, который

может быть распределен и по времени, и между подразделениями проектного

предприятия или отдельными исполнителями. В проектировании обычно

выделяют три этапа, которые различаются глубиной проработки материала. Это так называемые эскизное проектирование, техническое проектирование и рабочие чертежи. Однако в геодезическом производстве можно выделить, на наш взгляд, лишь два этапа: эскизное и техническое проектирование.

Во время эскизного проектирования разрабатывается общая принципиальная схема выполнения работ, варианты выполнения, примерные объем и стоимость. К такому проектированию можно отнести, например,

разработку принципиальной программы построения государственной

геодезической сети государства. Поэтому эскизное проектирование в

геодезии выполняется один раз на многие годы.

Основные затраты на проектирование в геодезическом производстве

падают на техническое проектирование, во время которого происходит

детальная проработка всех вопросов, вплоть до разработки методов выполнения отдельных геодезических операций. Это очень важный и ответственный этап топографо-геодезических работ, при выполнении которого необходимо соблюдать следующие основные принципы:

- учитывать появление современных наиболее рациональных методов,

высокопроизводительных приборов и оборудования, обеспечивающих

выполнение работ с минимальными затратами труда, материальных и денежных средств;

- соблюдать требования нормативных документов, учитывать пожелания

заказчика и возможности исполнителя;

- учитывать условия выполнения работ на конкретном объекте (к ним

относятся рельеф, климат, растительность, дорожная сеть и т. д.);

- комплексно учитывать такие противоречивые факторы, как качество,

время, стоимость и т. п., для получения оптимального технического решения. В производственную структуру всех видов топографо-геодезических работ

входят подготовительные, полевые и камеральные работы. В этом характерное отличие структуры геодезического производства от большинства других. В подготовительный период происходят изучение проекта и графика работ, сбор, анализ и обобщение сведений об условиях выполнения работ на объекте, а также оснащение (дооснащение) исполнителей необходимыми инструментами и оборудованием.

 

 

Полевые и камеральные работы отличаются друг от друга технологией

и условиями производства. Полевые работы принято подразделять на три

периода: организационный, производственный и ликвидационный. К первому относят комплекс мероприятий по подготовке к будущим полевым работам. Эта подготовка заключается в передислокации полевых подразделений от постоянного места жительства к месту работ. К ликвидационному периоду относят мероприятия по свертыванию работ. Наличие организационно-ликвидационных периодов является недостатком производственного процесса потому, что в эти периоды требуется вложение определенных, иногда весьма значительных, денежных средств, а готовая продукция пока не выпускается.

Большое влияние на объем организационно-ликвидационных расходов

оказывают физико-географическое расположение объекта, существующие там экономические условия, характер деятельности населения и т. д.

Производственные работы в полевой период являются основными в

топографо-геодезическом производстве. В них можно выделить отдельные

процессы (например, угловые, линейные, спутниковые измерения,

нивелирование), каждый из которых, в свою очередь, может расчленяться на

определенное число технологических приемов и операций. Полевые работы

являются самыми трудоемкими работами в геодезическом производстве. На

этих работах бывает занято примерно 70 % работников и затрачивается до 70–80 % всех денежных средств.

Как было отмечено ранее, полевые работы носят, как правило, сезонный

характер. Обычно сезон приурочен к летним месяцам календарного года, но

бывают случаи, когда работы можно выполнять только зимой (например, в

труднопроходимой заболоченной местности) или круглогодично (на

строительных площадках городов и поселков).

Камеральные работы заключаются в обработке полевых материалов по

созданию геодезических планово-высотных сетей и выполнению

топографических съемок. К ним обычно относятся процессы по вычислению

координат пунктов этих сетей, составлению топографических карт и планов,

схем, исполнительных чертежей и других документов. На последнем этапе производства работ происходят систематизация различных материалов и документов по выполненным топографо-геодезическим и инженерно-геодезическим работам, составление сводных ведомостей и каталогов координат геодезических пунктов, написание технических или научно-технических отчетов. В том случае, когда заказчиком работ является государство, все материалы сдаются в Центральный картографо-

геодезический фонд и территориальную инспекцию Государственного

геодезического надзора по месту расположения объекта. Если работы были

заказаны частной фирмой или другими организациями, то результаты

передаются заказчику и в то ведомство, которое выдало разрешение на

производство этих работ.

 

Геодезические сети, их классификация и назначение

Геодезической сетью называется совокупность закрепленных на объекте

точек, положение которых определено в общей для них системе координат. Эти точки являются пунктами геодезической сети. Существует несколько

классификаций геодезических сетей. По размерности вектора координат

геодезические сети можно подразделить на три вида:

- плановые;

- высотные;

- пространственные.

Плановыми геодезическими сетями принято называть такие, в которых по

результатам измерений должны вычисляться плановые координаты пунктов, т.е. геодезические широта и долгота или плоские прямоугольные координаты.

Третья координата – высота – в таких сетях либо вообще не определяется, либо вычисляется гораздо грубее, чем первые две. Размерность вектора координат в этом случае будет равна двум.

Высотные геодезические сети предназначены для передачи высоты.

Высота в таких сетях определяется с большой точностью, а плановое

положение задается грубо, обычно в виде схематичного описания

местоположения пунктов. Поэтому размерность вектора координат в высотных сетях считается равной единице.

В пространственных сетях по результатам одних и тех же измерений

вычисляются сразу три координаты, определяющие положение пунктов в

пространстве. Поэтому размерность вектора координат здесь равна трем. Такие геодезические сети создаются с использованием спутниковых технологий.

Конечно, если в геодезической сети выполнить одну группу измерений для

определения плановых координат пунктов и другую группу измерений для

вычисления высот этих же пунктов, то такая сеть также фактически будет

пространственной. Однако в геодезической практике такие сети принято

называть планово-высотными.

Другая распространенная классификация геодезических сетей – по их

размерам и назначению. По этой классификации геодезические сети можно

подразделить на пять групп:

1) общеземные;

2) государственные или национальные;

3) местные или сети сгущения;

4) съемочные;

5) специальные

Пункты общеземных геодезических сетей располагаются на поверхности

всех материков. Такие сети создаются для задания единой системы координат на нашей планете, определения фигуры и гравитационного поля Земли, решения других научных задач, имеющих глобальное значение, например, таких, как уточнение фундаментальных геодезических постоянных, определение параметров движения литосферных плит земной коры.

Общеземные геодезические сети являются пространственными и создаются

спутниковыми методами.

Национальная геодезическая сеть должна покрывать территорию государства. Такие сети предназначены для решения ряда глобальных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение. В России к таким задачам относятся :

- установление и распространение единой государственной системы геодезических координат на территории страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований; -геодезическое обеспечение картографирования территории суши и дна окружающих Россию морей; - геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов, землепользования - геодезическое обеспечение промышленного и гражданского строительства; - геодезическое обеспечение разведки и освоения природных ресурсов; - обеспечение исходной геодезической информацией средств наземной, морской, аэрокосмической навигации, а также аэрокосмического мониторинга природной и техногенной сред; - изучение фигуры и гравитационного поля Земли и их изменений во времени; - изучение геодинамических явлений;

- метрологическое обеспечение высокоточных технических средств

определения местоположения и ориентирования. Государственные геодезические сети могут быть плановые, высотные и пространственные.

Местные и съемочные сети используются в качестве геодезического

обоснования при выполнении топографических съемок различных масштабов и производстве других топографо-геодезических работ, связанных со строительством инженерных сооружений, изучением земельных ресурсов, решением задач обороны. Такие геодезические сети занимают меньшую площадь, чем государственные. По размерности вектора координат они также могут быть и плановыми, и высотными, и пространственными.

Специальные сети используются для решения задач, связанных со

строительством и эксплуатацией инженерных сооружений и технологического оборудования, для изучения различных геодинамических явлений, имеющих техногенную и естественную природу. К специальным геодезическим сетям можно отнести также построения, предназначенные для решения задач обороны на каком-то локальном участке земной поверхности. Можно говорить о специальных сетях с разной размерностью вектора координат.

 

 

Способы нивелирования, их достоинства и недостатки

Нивелированием называется комплекс полевых и камеральных работ,

предназначенных для определения высот точек объекта. Суть решаемой задачи сводится к следующему. Предположим, что на каком-то объекте имеется точка с известной высотой, например пункт К1, и ряд точек, высоты которых не известны, например пункт К2 . Применяемая в геодезии технология получения высоты Н2 определяемого пункта К2, как правило, состоит из двух шагов.

На первом шаге на местности выполняются специальные измерения, по

которым можно вычислить разность высот определяемого и исходного пунктов.

Эта разность называется превышением h12. После этого искомая высота Н2

определяемого пункта К2 вычисляется как сумма высоты Н1 исходного пункта К1 и найденного превышения h12

Н2 = Н1 + h12.

Разные способы нивелирования отличаются технологией определения

превышения h12. К основным можно отнести следующие пять способов

нивелирования:

- барометрическое;

- гидростатическое;

- геометрическое;

- тригонометрическое;

- спутниковое.

В барометрическом нивелировании разность высот двух точек

определяется по результатам измерения атмосферного давления в этих точках.

Для измерения атмосферного давления используются специальные приборы,

называемые барометрами. Величина атмосферного давления зависит от высоты точки над уровнем моря (от высоты столба воздуха над барометром), влажности воздуха и его температуры, а также от величины ускорения силы тяжести, которое меняется при изменении географического положения.

Полная барометрическая формула имеет довольно сложный вид. Поэтому в

производственных организациях применяют различные способы,

использующие упрощенные сокращенные формулы. Так, в способе

барометрических ступеней высот превышение вычисляется по формуле

h12 = С(В1 – В2),

Достоинства барометрического нивелирования заключаются в его

дешевизне и возможности применять везде, где можно установить барометр.

Однако этот способ определения высот характеризуется невысокой точностью, зависящей от расстояний между пунктами и погодных условий. Для повышения точности обычно используют несколько барометров, часть которых во время нивелирования постоянно находится на пунктах с известной высотой. Как показывает практика использования этого способа нивелирования, при средних метеорологических условиях, длинах ходов в 25–30 километров и расстояниях между определяемыми точками в 1 километр высоты точек можно получить со средними квадратическими ошибками 1–3 метра.

В гидростатическом нивелировании используются свойства сообщающихся

сосудов. Система нивелирования, в простейшем случае, состоит из двух сосудов, снабженных шкалами с делениями, и соединительного шланга. В эту систему заливается жидкость. Для того, чтобы определить превышение, необходимо сосуды установить в точках К1 и К2 и произвести отсчет уровня жидкости а, b в них по шкалам . Искомое превышение h12 в этом случае будет равно разности h12 = а – b.

Гидростатическое нивелирование может использоваться в двух вариантах:

первый – это определение превышения переносным гидростатическим

прибором и второй – использование стационарной гидростатической системы.

Преимущества этого нивелирования – в высокой точности определения

превышений, возможности автоматизации процесса взятия отсчетов и

вычисления высот. Кроме этого, гидростатический прибор можно установить в таких местах, где небезопасно находиться человеку. К недостаткам такого

нивелирования обычно относят неудобство использования в полевых условиях из-за громоздкости аппаратуры. Поэтому гидростатическое нивелирование обычно применяют в инженерной геодезии для определении осадок зданий и инженерных сооружений.

В геометрическом нивелировании превышение между двумя близкими

точками определяется с помощью горизонтального луча визирования и двух

реек, отвесно установленных в этих точках. Поэтому геометрическое

нивелирование часто называют нивелированием горизонтальным визирным

лучом. Горизонтальный визирный луч задает специальный геодезический

прибор, который называется нивелиром. Существуют различные типы

нивелиров, которые можно классифицировать и по точности измерения

превышений, и по способу установки визирного луча в горизонтальное

положение, и по способу отсчитывания по рейке. Отечественные и зарубежные фирмы производят приборы, которыми можно определить превышение со средней квадратической ошибкой 0.5 мм и менее на один километр хода.

Визирный луч можно приводить в горизонтальное положение либо

вручную с помощью цилиндрического уровня и специальных винтов, либо

автоматически с помощью устройств, называемых компенсаторами. Такие

нивелиры часто называют нивелирами с самоустанавливающейся в

горизонтальное положение линией визирования. В последние годы лидирующее положение в линейке приборов, выпускаемых фирмами для высотных измерений, занимают нивелиры с компенсаторами, в которых автоматически берется отсчет по рейке. В этом случае, разумеется, нужно использовать специальные нивелирные рейки, у которых на рабочей поверхности нанесены деления в виде специального штрих-кода. Поэтому нивелиры-автоматы часто называют кодовыми нивелирами.

При создании высотных сетей применяется так называемое нивелирование

из средины, при котором нивелир устанавливается на одинаковом удалении от реек. В силу различных причин расстояния между нивелиром и рейками не могут быть большими. Обычно оно не превышают 60–70 метров. Поэтому, если расстояние между пунктами К1 и К2 значительное (например,

несколько километров), то приходится прокладывать на местности нивелирный ход и устанавливать нивелир и рейки неоднократно несколько десятков раз, двигаясь на местности маленькими «шагами» от начальной до конечной точки.

Место установки нивелира в геодезии принято называть станцией

нивелирования.

На каждой станции нивелирования берутся отсчеты аi и bi, соответственно,

по задней и передней рейкам. В этом случае превышение на станции hi можно вычислить как разность отсчетов по рейкам

hi = ai – bi, а искомое превышение между исходным К1 и определяемым К2 пунктами

можно получить по формуле

h12 = hi. (19)

Способ геометрического нивелирования позволяет передавать высоту в

полевых условиях с самой высокой точностью. Это принято считать

достоинством данного способа. Поэтому в геодезическом производстве он

является одним из основных способов передачи высот. А при создании

государственной нивелирной сети (ГНС) России этот способ пока остается

единственным способом нивелирования.

Недостатков у способа геометрического нивелирования два. Первый – это

дороговизна передачи высоты по сравнению с другими полевыми способами.

Высокая стоимость работ обусловлена, на наш взгляд, двумя причинами:

большим составом полевых бригад (семь и более человек) и медленным

продвигом работ. Второй недостаток способа заключается в том, что его не

везде можно применять. С нивелирным ходом, как правило, нельзя двигаться в любом направлении, например, в горах, в таежной или болотистой местности и т. д. Ходы геометрического нивелирования обычно стараются прокладывать вдоль дорог, просек, различных линейных сооружений (трасс нефте- и газопроводов, линий электропередач), по берегам рек, озер, морей.

Тригонометрическое нивелирование заключается в определении

превышений между точками по измеренному вертикальному углу наклона

линии визирования и расстоянию между этими точками. Формулу для

вычисления превышения h12 между точками К1 и К2 можно

записать следующим образом :

h S tgν ,

где S12 – расстояние между пунктами К1 и К2, приведенное к горизонту;

12 – измеренный теодолитом в точке К1 вертикальный угол наклона;

R – средний радиус модели Земли;

k12 – коэффициент вертикальной рефракции; i1 – высота теодолита над маркой подземного центра на пункте К1;

l2 – высота визирной цели над маркой подземного центра на пункте К2.

Синонимами термина «тригонометрическое нивелирование» являются

термины «геодезическое нивелирование», или «нивелирование наклонным

визирным лучом». Таким образом, для определения превышения этим способом необходимо измерить вертикальный угол наклона, высоты теодолита и визирной цели над марками подземных центров (в простейшем случае они измеряются рулеткой). Кроме этого, нужно знать также расстояние между пунктами, которое может быть измерено или вычислено. Геодезическое нивелирование является, в настоящее время, вторым, наряду с геометрическим нивелированием, основным способом определения высот пунктов геодезических сетей.

Преимущества геодезического нивелирования заключаются в следующем:

1. По сравнению с геометрическим нивелированием, это более дешевый

способ передачи высоты. Это обусловлено тем, что здесь при малом составе

полевой бригады (2–3 человека) можно передать высоту сразу на значительное расстояние, выполнив небольшое количество измерений. Расстояние в этом нивелировании может достигать 20 и более километров. Конечно, для того,чтобы обеспечить видимость между пунктами при таких расстояниях в точках К1 и К2 необходимо поднять над поверхностью Земли наблюдателя и визирную цель, а для этого – построить геодезические знаки. Экономически особенно выгодно применять этот способ нивелирования в комплексе с определением планового положения пунктов методами триангуляции или полигонометрии потому, что в этом случае расстояния уже будут вычислены или измерены, а знаки – построены.

2. Этот способ можно применять в любой местности, главное –

обеспечить видимость между точками.

К недостаткам тригонометрического нивелирования обычно относят его

невысокую точность. Например, при расстояниях в 20 километров средняя

квадратическая ошибка передачи высот может достигать одного метра. Государственная нивелирная сеть России

Государственной нивелирной сетью (ГНС) называется совокупность

размещенных на территории государства и закрепленных на местности

геодезических пунктов, высоты которых определены в единой системе от

одного исходного пункта, принятого за начало счета высот. У пунктов высотной сети есть специальное название, их называют реперами. ГНС является главной высотной основой всех топосъемок и геодезических измерений, выполняемых для удовлетворения потребностей хозяйственной деятельности и обороны, а также для решения научных и инженерно-технических задач. Высоты реперов ГНС в России вычисляются в системе нормальных высот. Началом счета высот служит нуль Кронштадского футштока, поэтому геодезисты часто говорят, что используют Балтийскую систему высот.

Государственная сеть строится по принципу перехода от общего к

частному и подразделяется на геодезические построения четырех классов.

Различают I, II, III и IV классы нивелирования. Высоты реперов всех

государственных нивелировок пока определяются только способом

геометрического нивелирования. Один класс нивелирной сети от другого

отличается точностью полевых измерений, программой построения и

решаемыми задачами. Точность полевых измерений в ГНС I класса самая

высокая и характеризуется случайной средней квадратической ошибкой 0.8

миллиметров на один километр хода. Постепенно эта точность убывает, и в IV классе случайная средняя квадратическая ошибка на один километр хода

составляет уже 10 миллиметров.

Нивелирная сеть I, II классов является главной высотной основой, с

помощью которой устанавливается единая система высот на территории страны.

Кроме этого, она предназначена для решения таких важных научных задач, как изучение фигуры Земли и ее внешнего гравитационного поля, изучение

вертикальных движений земной поверхности, определение разностей высот

средних уровней поверхности воды в морях и океанах. Государственные сети III, IV классов служат для высотного обоснования топографических съемок и

решения различных инженерных задач.

ГНС I класса состоит из ходов геометрического нивелирования, которые на

территории России образуют замкнутые полигоны периметром 1 200–2 000

километров. Нивелирная сеть II класса точности создается ходами, которые

опираются на реперы нивелирования I класса и образуют вместе с ним полигоны периметром 400–1 000 километров. Ходы геометрического нивелирования I и II классов прокладываются преимущественно вдоль дорог, линейных сооружений, берегов рек и озер и должны обязательно проходить через морские и речные водомерные посты. Для составления карт современных вертикальных движений земной поверхности полевые измерения в ходах I и II классов периодически повторяются не реже, чем один раз в 25 лет.

Сети III класса строятся путем проложения на местности отдельных ходов

таким образом, чтобы они совместно с нивелировками I и II классов создавали полигоны периметром 60–300 километров. Ходы геометрического

нивелирования IV класса проходят внутри полигонов высших классов так,

чтобы получались полигоны периметром 20–80 километров.

Государственная нивелирная сеть всех классов закрепляется на

местности реперами или марками через 5–7 километров вдоль

соответствующих ходов. Различают следующие виды реперов: рядовые,

фундаментальные, вековые. Рядовые грунтовые реперы принципиально не

отличаются от подземных центров (см. рис. 8), которые устанавливаются на

пунктах ГГС. Кроме грунтовых, могут применяться стенные реперы и

марки, которые закладываются на цементном растворе в стены зданий и

сооружений. Фундаментальными реперами закрепляются нивелирные ходы

I, II классов примерно через каждые 60 километров. Якорь такого репера

должен располагаться на глубине не менее, чем 1 метр ниже линии

наибольшего промерзания грунта зимой (или его оттаивания летом в

районах вечной мерзлоты). Вековые реперы устанавливаются только вдоль

нивелирных ходов I класса. Глубина их закладки и тип центра выбираются

индивидуально для каждого конкретного района работ.

Объемы выполненных нивелировок в нашей стране поражают

воображение. Если все ходы нивелирования I класса выстроить в одну цепочку, то их длина будет превышать 160 тысяч километров. Нивелирные ходы II класса имеют общую длину более 500 тысяч километров, а совместная протяженность всех ходов I–III классов превышает 3 миллиона километров. Для сравнения можно привести следующие цифры: длина земного экватора составляет 40 тысяч километров, а среднее расстояние от Земли до Луны равно 400 тысячам километров.

 

Топографическая съемка местности. Классификация

топографических съемок

Топографическая съемка (топосъемка) выполняется для получения

топографической карты или топографического плана участка местности. На

этих документах изображаются все объекты местности, контуры и рельеф.

Топографические планы, в свою очередь, могут служить основой для создания широкого круга специальных карт, планов и других документов (например, планов подземных коммуникаций, картосхем маршрутов движения городского транспорта и т. д.). Существует несколько классификаций топографических съемок.

Например, по способу хранения и выдачи пользователю топографической

информации различают аналоговый режим и цифровой. В первом случае

информация о местности хранится и выдается пользователю на бумажных

носителях (топокартах и топопланах). Второй режим считается, в настоящее

время, более прогрессивным и удобным для использования в различных

компьютеризированных информационных системах. Здесь собранная

информация хранится в цифровом (закодированном) виде на магнитных

носителях, CD-дисках и т. п.

Однако наибольший интерес для специалистов представляет

классификация топографических съемок по технологии сбора исходной

информации. По этой классификации все методы топосъемки подразделяются на три большие группы:

- наземные методы съемки;

- аэрофотосъемка;

- комбинированная съемка.

Наземная съемка выполняется непосредственно с земной поверхности. В

зависимости от используемых приборов, оборудования, применяемой

технологии, наземная съемка, в свою очередь, может быть нескольких видов:

- мензульная;

- тахеометрическая;

- горизонтальная (теодолитная);

- вертикальная;

- фототеодолитная.

Мензульная съемка представляет, в настоящее время, интерес в

историческом плане. Кроме этого она имеет методическое значение и поэтому рассматривается в учебной геодезической литературе. При выполнении данной съемки карта в карандаше полностью рисуется в полевых условиях. Поэтому созданная карта, как правило, отличается хорошим качеством. Однако здесь очень большой объем полевых работ, производство которых сильно зависит от погодных условий. Поэтому производительность труда при выполнении мензульной съемки очень низкая, и эта съемка, в настоящее время, практически не применяется в геодезическом производстве.

Тахеометрическая съемка имеет большую производительность труда. Во-

первых, потому, что она в меньшей степени зависит от капризов погоды, так

как на местности выполняется только сбор измерительной информации, а сама карта или план рисуются в камеральных условиях. Во-вторых, применение современных электронных тахеометров позволяет автоматизировать процессы сбора и последующей математической обработки измерительной информации. Поэтому тахеометрическая съемка является основным видом наземной съемки. Некоторые модели электронных тахеометров позволяют выполнять съемку в режиме «on line». Для реализации этого режима, кроме тахеометра, необходимо использовать портативный компьютер и специальное программное обеспечение. В этом случае карта или план местности будут изображаться на экране компьютера по мере сбора и накопления измерительной информации.

Горизонтальной называется такой вид наземной съемки, при которой на

плане участка местности не показывается ее рельеф . В настоящее время

для производства горизонтальной съемки также широко применяются

электронные тахеометры. Использование тахеометров, позволяющих измерять расстояния без применения специальных отражателей, дает значительный экономический эффект при выполнении горизонтальной съемки населенных пунктов. При вертикальной съемке, наоборот, на плане имеется изображение рельефа и практически отсутствует плановая ситуация. Например, съемка котлована будущего здания или сооружения, съемка дна траншеи перед укладкой труб канализации и т. д.

При фототеодолитной съемке производится фотографирование местности

специальной фотокамерой с двух точек наземного базиса (базисом называется измеренное с высокой точностью расстояние, концы которого закреплены на местности центрами) при параллельном положении оптических осей этой камеры. Полученные фотоснимки позволяют в камеральных условиях на специальных приборах построить стереоскопическую модель местности. По координатам точек установки фотокамеры, определенным из геодезических измерений, высоте центра объектива и другим элементам внешнего ориентирования оптической оси фотокамеры, можно получить на этих приборах топографический план или карту местности.

Фототеодолитную съемку применяют в горных и всхолмленных районах

при создании топографических планов и карт масштабов 1 : 1 000 – 1 : 10 000.

Ее основное преимущество заключается в значительном сокращении объемов

полевых работ по сравнению с другими наземными методами

топографической съемки.

Основным методом государственного картографирования территории

является аэрофотосъемка. Аэрофотосъемку выполняют обычно

стереотопографическим способом. Этот способ заключается в том, что

местность фотографируется специальным фотоаппаратом (аэрофотоаппаратом) с самолета, вертолета или другого носителя съемочной аппаратуры.

Фотографирование местности выполняется таким образом, чтобы на двух

смежных снимках имелось изображение одного участка местности (получались так называемые стереоснимки). Обработка снимков и рисовка карты выполняются на специальных приборах (стереоприборах) в камеральных условиях.

В комбинированной съемке соединяются два вида съемок: наземная и

аэрофотосъемка. По результатам аэрофотосъемки составляется фотоплан

местности, на котором уже будет изображена ситуация. Рельеф местности

рисуется в полевых условиях, для чего выполняется наземная мензульная

съемка.

 

Обобщенная технологическая схема производства топографических

съемок

Конкретная технология производства топографической съемки,

безусловно, зависит от метода и вида съемки, применяемых приборов,

масштаба будущей карты и других факторов. Однако, не вдаваясь пока в

особенности того или иного способа, можно представить некую обобщенную

технологическую схему производства топосъемки .

Работы по съемке территории начинаются с составления технического

проекта, или проектирования. Отправной точкой проектирования является

задание на выполнение топографической съемки, которое выдается заказчиком работ. В задании обязательно до<