1. Способы топографических съемок: мензульная, тахеометрическая, контурно-комбинированная, стереотопографическая.
Топографическая съемка – комплекс полевых и камеральных работ по определению координат некоторого конечного количества выбранных характерных точек местности, нанесению их на графический документ в качестве основы для последующего перехода к непрерывному изображению заданной территории с одновременным определением качественных характеристик отображаемых объектов и сбором топонимов. Полученное непрерывное изображение есть либо графический документ – топографическая карта, либо аналитический – цифровая модель местности. В настоящее время широко распространены 4 способа топосъемок – мензульный, тахеометрический, контурно-комбинированный и стереотопографический. Два последних предполагают использование материалов аэрофотографирования. Мензульная съемка выполняется с помощью мензулы и кипрегеля. Съемочный оригинал полностью создается в поле, на местности. Мензула представляет собой столик-планшет на штативе с горизонтирующим и наводящим устройствами. Тахеометрический способ – несколько более быстрый и производительный. Главное его отличие от мензульного состоит в расчленении процедуры съемки на две операции – набор реечных точек в поле, а накладка их на графическую основу и вычерчивание ситуации и рельефа – в камеральных условиях. Особенно выгоден этот способ при небольшом периоде благоприятной для съемок погоды и кратких сроков выполнения работы. Контурно-комбинированный способ предполагает использование материалов аэрофотографирования местности в виде фотоплана. Этот способ съемки иногда называют «съемкой на фотоплане». В целом, контурно-комбинированная съемка – это та же мензульная съемка, планшет которой представляет собой фотоплан. В поле лишь необходимо выполнить съемку рельефа: с помощью кипрегеля набрать необходимое число реечных точек для интерполирования горизонталей. Иногда выполняется досъемка объектов, плохо изображенных или не изображенных на фотоплане. При стереотопографической съемке составительский оригинал карты выполняется в камеральных условиях. Используются полностью стереоскопические свойства аэрофотоснимков – наблюдения и измерения стереомодели позволяют получать полную характеристику рельефа местности. Для обновления карт обычно производится аэрофотосъемка местности, а затем, используя материалы планово-высотной подготовки старой аэрофотосъемки и составляют новую обновляемую карту камеральным путем, но с последующим полевым обследованием.
2. Виды нивелирования, технические средства, методика и точность геометрического, тригонометрического и барометрического нивелирования
Нивелирование – это геодезические измерения, проводимые на местности для определения превышений одних точек над другими. Зная превышения, можно определить высоты точек относительно принятой исходной поверхности. По методу производства и применяемым инструментам можно выделить следующие виды нивелирования: геометрическое, тригонометрическое и физическое. Геометрическое нивелирование заключается в определении превышений горизонтальным визирным лучом. В нивелирный комплект входят нивелиры, две нивелирных рейки и нивелирные башмаки. Зрительная труба нивелира имеет вращение только в горизонтальной плоскости на вертикальной оси. Распространены так называемые глухие нивелиры. Их труба наглухо скреплена с вертикальной главной осью прибора. Основными частями прибора являются подставка (трегер) с тремя подъемными винтами, зрительная труба с сеткой нитей, ось вращения трубы в горизонтальной плоскости и цилиндрический уровень. Так как геометрическое нивелирование производится горизонтальным лучом, то основным условием является параллельность оси визирования трубы и оси уровня. Второе условие – перпендикулярность оси уровня к главной оси прибора. Нивелирные рейки представляют собой деревянный брусок высотой 3 или 4м. Нивелирные башмаки – металлические пластины, которые во время нивелирования укладываются на грунт, а на них устанавливаются рейки. Таким образом, рейка под силой собственной тяжести не погрузится в грунт. От этого будет зависеть точность измерений. Существует два способа геометрического нивелирования: из середины и вперед. Нивелирование из середины. Нивелир располагается на равном расстоянии от задней и передней реек, т.е. должно соблюдаться равенство плеч. а – отсчет по задней рейке, б – отсчет по передней рейке. h= а-б.
Нивелирование вперед: i – высота прибора, a – отсчет по рейке, h – превышение.
h = i – a.
Тригонометрическое нивелирование отличается от геометрического своей быстротой и экономичностью, но уступает ему в точности определения превышений.
Тригонометрическое нивелирование в отличие от геометрического производится наклонным визирным лучом. Для определения превышения измеряют угол наклона к горизонту и расстояние. Необходимые инструменты – это теодолит и кипрегель.
D – наклонное расстояние от теодолита до рейки, i – высота прибора, V – высота визирования, h – превышение, d - горизонтальное расстояние от теодолита до рейки, δ – угол наклона. h = dtgδ + i – V. Если i=V, то h=dtgδ.
Из физических методов нивелирования наибольшим распространением пользуется барометрическое нивелирование. Барометрическое нивелирование основано на физическом законе, который устанавливает связь между высотой места и атмосферным давлением. Согласно закону, в двух точках с одной высотой должно быть одинаковое атмосферное давление, в точках же с разными высотами будет разное атмосферное давление. Атмосферное давление измеряется весом столба воздуха, который уравновешивается столбиком ртути в ртутном барометре. Вес столба воздуха зависит от его плотности, которая в свою очередь зависит от температуры воздуха. Поэтому при производстве барометрического нивелирования следует учитывать не только давление, но и температуру среды. Для измерения давления используют ртутные инспекторские барометры для стационарных наблюдений на баростанциях, барометры-анероиды и микробаронивелиры для полевых работ. Барометрическая ступень Δh1мм рт. ст. = 10 – 12 м. ΔH = 29,38(tср + 273о/ Bср), h = ΔН(В1 – В2).