Вертикальная съемка местности это комплекс геодезических работ, которые выполняются с целью получения значения высотных отметок заданных точек на местности. Данные высотные отметки необходимы для проектирования строительства различных сооружений, зданий, жилых комплексов, прокладке инженерных коммуникаций и в научных целях.

Высотная съемка

Топографическая съемка местности бывает:

• плановая (горизонтальная) . Горизонтальная съемка местности позволяет создавать картографические материалы с изображением местности без горизонталей. Т.е. на такой карте (топоплане) будут видны контуры зданий, лесных насаждений, временных построек, водных объектов. Но рельеф местности на данном картографическом материале не будет изображен.
• высотная (вертикальная) . Высотная съемка местности позволяет создавать картографические материалы, на которых отображён рельеф. Уклоны местности, перепады, овраги, котлованы, возвышенности, всё это отображается на высотном плане. Т.е. вертикальная съемка даёт возможность чёткого представления об особенностях рельефа заданного участка территории.
• комбинированная съемка . Сочетает в себе как плановую, так и высотную съемку участка.

Что необходимо для высотной съемки

Вертикальная съемка местности, как правило, выполняется специализированными геодезическими компаниями. Данные компании имею соответствующее высокоточное оборудование (GPS – приёмники, электронные тахеометры, нивелиры). Ранее для выполнения съемки местности, в том числе и нивелирования, использовали оптические приборы (теодолиты типа Т-30, 2Т2, 2Т30, нивелиры Н-3, Н-10КЛ, Н-05).

В настоящее время, как правило, применяется современное геодезическое оборудование (приёмники спутникового сигнала от систем GPS и ГЛОНАСС (Topcon, Leica, Sokkia, Javad и пр), электронные и роботизированные тахеометры, лазерные нивелиры, ультразвуковые дальномеры и пр.).

Где применяется вертикальная съемка

В строительстве

Результаты вертикальной съёмки местности широко применяются в строительной сфере. Такая съемка позволяет точно рассчитать необходимый объем земляных работ. Выполнение высотной съемки даёт также возможность предусмотреть правильную планировку участка. Это позволяет в будущем избежать появления нежелательных луж и стоков на земельном участке.

На практике часто возникает ситуация когда владельцы земельных участков, на которых планируется строительство объекта (здание, сооружение), легкомысленно относятся к геодезическим работам. Это приводит к тому, что в будущем здание может оказаться неустойчивым и недолговечным. Поэтому пренебрегать качественной геодезической основой для строительства объекта не стоит.

В науке

Результаты высотной съемки используются во многих научных сферах. Среди них можно отметить следующие направления:

• Тектонические исследования (геология);
• Исследования деформации земной поверхности из-за влияния шахтных выработок;
• Влияние оползней на деформацию зданий и сооружений;
• Мониторинг вертикального смещения инженерных сооружений в результате влияния различных факторов.

На спортивных объектах

Применение высотной (вертикальной съемки) довольно актуально на спортивных объектах. Поля для футбола, регби, тенниса требуют практически идеальной точности в определении превышений и планировки участка. Качественная высотная съемка необходима в целях того чтобы добиться идеально ровной поверхности спортивной площадки.

В геологии

Под съемкой понимают совокупность работ, выполняемых с целью создания планов и карт. Съемки подразделяют на наземные , включающие геометрические измерения непосредственно на местности, и аэрокосмические (дистанционные), проводимые путем регистрации электромагнитного излучения земной поверхности (или отраженного ею), обработку полученных материалов и графические построения (рис. 52).

Рис. 52. Виды съемок местности

При дистанционных съемках съемочные системы, принимающие информацию, удалены от земной поверхности на значительные расстояния - от сотен метров до тысяч километров. Приемниками информации служат фотографические и телевизионные камеры и другие приборы, установленные на летательных аппаратах. Съемка, производимая с самолета (вертолета), называется аэросъемкой . Съемка аппаратурой, находящейся за пределами земной атмосферы (на искусственном спутнике Земли, орбитальной станции, космическом корабле), называется космической съемкой . Материалы космической съемки используют в целях изучения природных ресурсов Земли, а также для создания карт малоизученных и труднодоступных районов и при обновлении обзорно-топографических карт.

Для картографирования земной поверхности широко применяется фотосъемка, материалы которой содержат большой объем информации и по ряду свойств близки к картам (обзорность, наглядность, наличие масштаба и др.).

Главным методом создания топографических планов и карт в масштабах 1:500 - 1:25 000 служит аэрофототопографическая съемка , включающая получение фотографических изображений местности с самолета и их обработку. Топографические карты более мелких масштабов составляются по картам (более крупного масштаба).

Наземными методами ныне создаются лишь планы и карты небольших участков местности, когда проведение аэрофотосъемки нерентабельно и при осуществлении инженерных задач (строительство крупных сооружений, каналов, сетей мелиорации и т. п.).

Вопрос 17 «Плановые съемки местности»

Наземные съемки подразделяются на плановые (горизонтальные), высотные (вертикальные) и высотно-плановые (называемые иногда совместными или топографическими). При горизонтальной съемке создается планово-контурное изображение местности без высотной характеристики; в результате вертикальной съемки определяют высоты точек; высотно-плановые съемки обеспечивают изображение на карте ситуации и рельефа.

Работа, производимая на местности, называется полевой, а обработка полученных данных в лабораторных условиях - камеральной.

Плановые съемки. Полевые работы при съемке участка осуществляются по основному принципу геодезии - от общего к частному: сначала создается съемочная геодезическая сеть, а затем производится съемка объектов местности, т.е. подробностей (ситуации).

На начальном этапе проводится рекогносцировка - осмотр местности, выбор и закрепление точек съемочной сети. При возможности положение опорных точек «привязывают» к пунктам государственной геодезической сети путем измерения от одного из пунктов расстояния и направления до точки съемочной сети. Однако часто положение точек съемочной сети определяется в условной (местной) системе координат.

Затем от точек съемочной сети измеряют расстояния и направления на объекты местности - снимают ситуацию. В зависимости от того, каким путем определяют направления на объекты, плановые съемки подразделяются на угломерные и углоначертательные (графические). При угломерных съемках горизонтальные углы между направлениями линий измеряют угломерными приборами, а при графических съемках направления на объекты съемки прочерчивают на горизонтальной плоскости (на бумаге) непосредственно в поле.

Для изображения на плане взаимного положения и плановых очертаний объектов местности определяют положение их характерных точек. При этом количество необходимых точек зависит от размера и конфигурации снимаемых объектов. Положение объектов малой площади, изображаемых на карте внемасштабными знаками, например отдельного дерева, колодца, определяется одной точкой. Для показа прямолинейного предмета (забор, линия связи, улица) достаточно двух точек. Ломаные и криволинейные контуры (дорога, граница угодий, река) изображаются по точкам поворота (рис. 64). По характерным точкам на бумаге вычерчивают контуры объектов, сохраняя геометрическое подобие контурам местности.

Рис. 64. Получение планового изображения местности

Плановое положение объектов получают способами: полярным, засечек, обхода, ординат (промеров), створов. Выбор способа зависит от вида съемки и особенностей снимаемого объекта. При полярном способе (рис 65, A) положение ряда точек местности определяется расстоянием от известной точки, например пункта съемочной сети, и углом от исходного направления, например магнитного меридиана.

Рис. 65. Определение планового положения точек способами полярным (А) и прямой графической засечки (Б)

Засечки - способ определения положения на плане третьей точки по двум данным. Засечки подразделяют на прямую и обратную. Прямая засечка (рис. 65, Б) применяется в тех случаях, когда из двух известных точек требуется определить положение недосягаемой (например, на другом берегу реки или по другую сторону болота и т. п.). От известных точек определяют азимуты направлений на третью точку - при угломерной съемке или прочерчивают их на плане - при углоначертательной съемке, тогда в их пересечении получают искомую точку. Наилучшие результаты получают при угле засечки, близком к 90°. Поскольку этого трудно достичь в полевых условиях, допускается угол засечки в пределах от 60° до 120°.

В случае, когда определяемая точка и одна из известных точек доступны для съемщика, но измерение расстояния между ними затруднено, применяют способ обратной засечки. На рисунке 66, А показан участок местности, а на рисунке 66, Б - план этого участка. Положение объектов 2 и 3 имеется на плане, требуется нанести на план изображение объекта 1. При углоначертательном способе съемки, стоя в точке 2, прочерчивают на ориентированном плане направление на определяемую точку 1, а затем, перейдя с планом в точку 1, проводят «на себя» направление от объекта 3. В точке пересечения этих двух линий получают изображение объекта 1 (рис. 66, В). При угломерной съемке вместо прочерчивания линий измеряют необходимые углы.

Рис. 66. Нанесение на план объекта 1 (башня) способом обратной засечки. Положение объектов 2 и 3 дано на плане

Для съемки дорог в лесу, улиц в селениях и других закрытых контуров пользуются способом обхода . Съемщик передвигается по снимаемой линии (обходит контур) и измеряет длины прямолинейных сторон хода и их направления, например азимуты. Вместо азимутов могут быть измерены горизонтальные углы между сторонами хода (например, в теодолитной съемке) или направления этих линий могут быть получены графически путем прочерчивания на плане.

Способ ординат (промеров) применяется для съемки небольших объектов с криволинейными границами, например участка берега реки, озера, контура рощи и т. п. Вдоль снимаемого контура прокладывают съемочный ход или магистраль (AB) (рис. 67), а затем из характерных точек контура a, b, c опускают перпендикуляры на линию хода. Длины перпендикуляров l 1 , l 2 , l 3 и т.д., а также расстояния до их основания от начальной точки хода S 0-1 , S 0-2 , S 0-3 и т.д. измеряют одним из способов, в зависимости от требуемой точности съемки.

Рис. 67. Измерения при съемке способом ординат

Прямолинейные границы объектов или направления отдельных прямых линий, расположенных под некоторым углом к съемочному ходу, получаютспособом створов . Находясь на линии съемочного хода AB (рис. 68), можно найти точки пересечения сторон снимаемого объекта с линией хода 1, 2, 3, 4 и из них определить направление нужных линий. Этим способом снимают линии связи и электропередач, заборы, здания, границы пашен и т.п.

Рис. 68. Визирование с точек магистрального хода по створу

В зависимости от условий местности и особенностей ситуации при плановых съемках используют обычно несколько способов.

Вопрос 18 «Способы плановой съемки ситуации»

Съемка ситуации – геодезические измерения на местности для последующего нанесения на план ситуации (контуров и предметов местности).

Выбор способа съемки зависит от характера и вида снимаемого объекта, рельефа местности и масштаба, в котором должен быть составлен план.

Съемку ситуации производят следующими способами: перпендикуляров; полярным; угловых засечек; линейных засечек; створов (рис. 60).

Способы съемки ситуации:

1) способ перпендикуляров;

2) полярный способ;

3) способ угловых засечек;

4) способ линейных засечек;

5) способ створов.

Рис. 60. Способы съемки ситуации:

а – перпендикуляров, б – полярный, в – угловых засечек, г – линейных засечек, д – створов.

Способ перпендикуляров (способ прямоугольных координат) – применяется обычно при съемке вытянутых в длину контуров, расположенных вдоль и вблизи линий теодолитного хода, проложенных по границе снимаемого участка. Из характерной точки К (рис. 60, а) опускают на линию хода А – В перпендикуляр, длину которого S 2 измеряют рулеткой. Расстояние S 1 от начала линии хода до основания перпендикуляра отсчитывают по ленте.

Полярный способ (способ полярных координат) – состоит в том, что одну из станций теодолитного хода (рис.60, б) принимают за полюс, например, станцию А, а положение точки К определяют расстоянием S от полюса до данной точки и полярным углом β между направлением на точку и линией А – В. Полярный угол измеряют теодолитом, а расстояние дальномером. Для упрощения получения углов, теодолит ориентируют по стороне хода.

Приспособе засечек (биполярных координат) положение точек местности определяют относительно пунктов съемочного обоснования путем измерения угловβ 1 и β 2 (рис.60, в) – угловая засечка , или расстояний S 1 и S 2 (рис.60, г) – линейная засечка .

Угловую засечку применяют для съемки удаленных или труднодоступных объектов.

Линейную засечку – для съемки объектов, расположенных вблизи пунктов съемочного обоснования. При этом необходимо чтобы угол γ, который получают между направлениями при засечке был не менее 30° и не более 150°.

Способ створов (промеров). Этим способом определяют плановое положение точек лентой или рулеткой.(рис. 60, д). Способ створов применяется при съемке точек, расположенных в створе опорных линий, либо в створе линий, опирающихся на стороны теодолитного хода. Способ применяется при видимости крайних точек линии. Результат съемки контуров заносят в абрис . Абрис называют схематический чертеж, который составляется четко и аккуратно.

Вопрос 19 «Буссольная съемка»

Буссольная съемка является плановой углоизмерительной съемкой, в процессе которой измерения магнитных азимутов направлений производят буссолью, а линейные измерения выполняют с помощью мерной ленты. Буссольную съемку обычно применяют для создания планов небольших участков местности малой точности. Приемы буссольной съемки используют также для определения планового положения объектов ситуации в более точных методах съемок.
Для измерения магнитных азимутов служат буссоли, гониометры и компасы. Этими приборами выполняют работы, не требующие высокой точности. Основная часть приборов – магнитная стрелка, ось которой устанавливается по направлению магнитного меридиана. Стрелка вращается на острие шпиля, укрепленного в центре латунной или пластмассовой коробки, прикрытой сверху стеклянной крышкой. Чтобы острие шпиля не затупилось, в нерабочем положении стрелку при помощи арретирующего устройства прижимают к стеклу коробки. В приборах, измеряющих магнитный азимут, вместо магнитной стрелки может использоваться кольцо с градусными делениями, прикрепленное к магниту.

Буссоль - геодезический инструмент для измерения углов при съёмках на местности, специальный вид компаса. Имеет визирное приспособление. Шкала буссоли часто бывает направлена против часовой стрелки («обратная», или буссольная шкала), что облегчает прямое, без вычислений, взятие магнитных азимутов.
Буссоли бывают штативные , устанавливаемые при измерениях на штатив, ручные , которыми работают с руки, и настольные , накладываемые на карту или план для их ориентирования относительно сторон горизонта.

Буссольная съемка состоит из проложения буссольного хода и съемки подробностей местности с линий и точек этого хода.
Буссольную съемку следует начинать с осмотра участка местности, выбора характерных (поворотных) точек, составления глазомерной схемы участка, закрепления точек на местности (колышки, столбы и пр.). Расстояние между характерными точками рекомендуется от 50 до 200 м, а число сторон в буссольном полигоне не должно превышать 20 – 25.
При буссольной съемке прокладываются замкнутые и разомкнутые буссольные ходы. Замкнутый буссольный ход состоит из ломаных линий, образующих многоугольник (полигон), разомкнутый буссольный ход – из ряда линий, опирающихся на две исходные точки. Буссольный ход, опирающийся на одну исходную точку, принято называть висячим. Исходной называют такую точку местности, положение которой определено заранее, или известны ее координаты.
Для привязки плана к прямоугольной системе координат перед съемкой определяют поправку направления (ПН) буссоли. Для этого буссоль устанавливают на геодезическом пункте (точке съемочного обоснования) и измеряют магнитный азимут на другой пункт, на который известен дирекционный угол. Разница в отсчете дирекционного угла и показаниями буссоли будет поправкой направления.
Если вблизи участка на котором ведутся полевые работы нет геодезических пунктов, то поправку направления рассчитывают по формуле
ПН = δ – γ,
где: δ – магнитное склонение на год съемки, γ – схождение меридианов.
Величины магнитного склонения и среднего схождения меридианов можно определить по любой топографической карте данного района.

Проложение буссольного хода

Рис. 14.14. Полигон буссольной съемки

Правильность угловых измерений контролируют па сходимости прямого и обратного азимутов, а также по величине угловой невязки в полигоне. Отклонение обратного азимута от прямого допускается на величину не более ± 30" (сверх 180º).

Угловая невязка f угл в полигоне представляет собой отклонение суммы измеренных ∑ β изм углов от ее теоретического значения ∑ β т т. е

f угл = ∑ β изм - ∑ β т

Теоретическую сумму углов подсчитывают по известной геометрической формуле
∑ β т = 180º (n-2),
в которой n – число углов многоугольника.
Допустимая угловая невязка должна быть не более ± 10" .

Вопрос 20 «Теодолитная съемка»

Теодолитная съемка – это совокупность полевых измерений выполняемых теодолитом и другими инструментами для получения контурного плана местности.

Теодолитная съемка как горизонтальная съемка, используемая в основном в равнинной местности, нашла самое широкое применение при составлении и корректировке планов землепользования и их отдельных участков.

Теодолитная съемка осуществляется в два этапа:

1) создается рабочее геодезическое обоснование, состоящее из замкнутых теодолитных ходов по границам землепользований – полигонов. Для съемки отдельных участков рабочим обоснованием может быть разомкнутый теодолитный ход. Прокладка ходов заключается в точном измерении длин сторон и углов между ними. Наиболее точно определяют взаимное положение небольшого числа точек называемых опорными;

2) опираясь на подготовленное рабочее обоснование, менее точными приемами снимают внутреннюю ситуацию. Для этого требуется проходка диагональных ходов, расположенных внутри полигона между двумя любыми несмежными его вершинами.

Последовательность проведения теодолитной съемки следующая:

1) выбор и закрепление опорных точек производится с учетом особенностей участка. Расстояние между точками должны быть не меньше 100м и не больше 300-400 м. Длина теодолитного хода зависит от масштаба съемки и точности измерения углов;

2) закрепление на местности точек съемочного обоснования и при необходимости восстановление межевых знаков;

3) подготовка линий к измерению – вешение линий, прорубка просек и так далее;

4) измерение линий и углов теодолитных ходов;

5) съемка ситуации.

При теодолитной съемке применяются следующие приборы и инструменты: теодолиты, мерные ленты, рулетки, дальномеры, эклиметры, буссоли, эккеры.

Для составления плана результаты всех измерений длин линий и углов на местности нужно выразить в горизонтальной проекции. Горизонтальное проложение линий определяют по соответствующей формуле, а углы измеряют непосредственно на местности. Горизонтальный угол равен разности между правым и левым отсчетами теодолита.

Теодолит – это прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов.

Теодолит состоит из лимба, алидады, зрительной трубы, уровней, винтов верньеров и буссоли.

Измерение углов, проложение теодолитных ходов, съемка ситуации обработка результатов теодолитной съемки, определение площадей и составление плана съемки будут рассмотрены ниже.

Теодолитная съемка относится к числу крупномасштабных (масштаба 1: 5000 и крупнее) и применяется в равнинной местности в условиях сложной ситуации и на застроенных территориях: в населенных пунктах, на строительных площадках, промплощадках горных предприятий, на территориях железнодорожных узлов, аэропортов и т. п. В качестве планового съемочного обоснования при теодолитной съемке обычно используются точки теодолитных ходов.
Теодолитные ходы представляют собой системы ломаных линий, в которых горизонтальные углы измеряются техническими теодолитами, а длины сторон - стальными мерными лентами и рулетками либо оптическими дальномерами. По точности теодолитные ходы подразделяются на разряды: ходы 1 разряда - с относительной погрешностью не ниже 1 .2000, 2 разряда - не ниже 1: 1000. Обычно теодолитные ходы нужны не только для выполнения съемки ситуации местности, но и служат геодезической основой для других видов инженерно-геодезических работ. Теодолитные ходы развиваются от пунктов плановых государственных геодезических сетей и сетей сгущения.
По форме различают следующие виды теодолитных ходов:
1) разомкнутый ход, начало и конец которого опираются на пункты геодезического обоснования;
2) замкнутый ход (полигон)-сомкнутый многоугольник, обычно примыкающий к пункту геодезического обоснования;
3) висячий ход, один из концов которого примыкает к пункту геодезического обоснования, а второй конец остается свободным.
Форма теодолитных ходов зависит от характера снимаемой территории . Так, для съемки полосы местности при трассировании осей линейных объектов (дорог, трубопроводов, ЛЭП и т. п.) прокладывают разомкнутые ходы. При съемках населенных пунктов, строительных площадок, промплощадок предприятий и других.

Плановая (горизонтальная) теодолитная съемка относится к угломерному виду съемок, при котором на местности измеряют расстояния лентой и дальномером и горизонтальные углы с помощью теодолита. Обычно применяется в равнинной местности для съемки населенных пунктов, застроенных участков и пр.

Горизонтальный угол β лежит в горизонтальной плоскости, его лучами служат горизонтальные проекции направлений на наблюдаемые объекты (рис. 69).

Рис. 69. Принцип измерения горизонтальных углов. Заштрихованы вертикальные плоскости, проходящие через точку установки инструмента (вершина измеряемого угла) и визируемые предметы

Применяемые приборы. Теодолит - геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при топографо-геодезических работах. Его основной рабочей частью служат горизонтальный и вертикальный круги с градусными и более мелкими делениями. Применяются приборы с металлическими и, главным образом, со стеклянными кругами. Последние снабжены оптическими отсчетными устройствами и называются оптическими теодолитами.

Современные теодолиты весьма разнообразны по конструкции, точности результатов измерений, массе. Однако основные узлы в разных теодолитах имеют много общего.

Рис. 70. Теодолит с металлическими кругами

Рассмотрим устройство одного из теодолитов, внешний вид которого показан на рисунке 70, а разрез дан на рисунке 71. Прибор, подобно другим геодезическим инструментам, устанавливается на штативе с помощью массивной подставки А, снабженной подъемными винтами 1 для приведения вертикальной оси инструмента в отвесное положение. Становой винт 2 соединяет подставку с треногой. Во втулку 3 входит ось вращения 4. Основные части теодолита: горизонтальный круг В с круговой шкалой-лимбом, алидадный круг С, зрительная труба D и вертикальный круг Е. Круг В служит для измерения горизонтальных углов, на его лимбе нанесены деления, цена которых 20" (рис. 72). Деления подписаны через 10° по ходу часовой стрелки от 0° до 350°. Ось горизонтального круга 4 может вращаться во втулке подставки 3. Ось алидадного круга 5 входит во втулку горизонтального круга В. Таким образом, оси вращения обоих кругов совпадают. На двух концах диаметра алидадного круга нанесена шкала для отсчитывания по лимбу, называемая верньером. Чтобы исключить при отсчетах влияние эксцентритета круга и алидады, среднюю величину отсчета вычисляют по парным отсчетам, взятым по обоим верньерам алидады.

Рис. 71. Схема устройства теодолита

Рис. 72. Шкала верньера и часть лимба

Верньер служит для измерения углов с большей точностью, чем цена деления лимба1. Он представляет собой дугу, разделенную на равные части, число которых на единицу больше числа делений лимба, захватывающих ту же дугу. Следовательно, если обозначить цену деления лимба, выраженную в угловых мерах, буквой l, цену деления верньера (также в угловых мерах) - v, число этих делений лимба (n-1), а верньера - n, то можно составить равенство l(n-1) = vn или ln - l = vn; откуда ln - vn = l; n(l - v) = l. Обозначив (l - v) через t, назовем ее точностью верньера, получим: t = l / n .

Таким образом, точность верньера равна цене деления лимба, деленной на число делений верньера. Пользуясь этой формулой, определяют точность верньера теодолита. Если цена деления лимба 20" и на верньере 40 делений, то точность верньера t = 20" / 40 = 0,5", т.е. t = 30".

Рис. 73. Схема отсчета по верньеру: l - цена деления лимба; v - цена деления верньера; t - точность верньера, t=l - v. Совпадающие штрихи утолщены и отмечены треугольничком

Рассмотрим по схематическому изображению верньера на рисунке 73, как производится отсчет с его помощью. На рисунке показаны участки дуг верньера и лимба в разных взаимных положениях. В первом случае (А) ноль верньера совпадает (сливается) со штрихом 30 на лимбе, следовательно, отсчет по лимбу равен 30°.

На втором рисунке (Б) показано, что ноль верньера сместился на дугу, равную одной точности верньера; при этом первый штрих верньера совпал (слился) с каким-то штрихом лимба.

Наконец, на нижнем рисунке (В) ноль верньера сместился на дугу, равную 2t, и при этом второй штрих верньера совпал с каким-то штрихом лимба. Отсюда следует, что для оценки величины дуги некоторой части одного деления лимба а надо найти номер штриха верньера n 1 , совпадающего с каким-то штрихом лимба, и умножить на точность верньера t, т.е. a = n 1 t.

Для отсчитывания по кругам данного теодолита используют лупы, а в оптических теодолитах - шкаловые микроскопы и оптические микрометры.

Полный отсчет по лимбу А складывается из отсчета А 1 , по основному кругу от 0 лимба до 0 верньера и отсчета по верньеру: A = A 1 + a.

На рисунке 74 полный отсчет равен 53°33"30".

Рис. 74. Отсчет по лимбу и верньеру: 53°33"30""

Топографическая съемка земельного участка производится для составления карты. На ней отображаются все объекты, контуры, рельеф территории. План топографической съемки может использоваться для формирования разных документов. К ним, например, относят схемы подземных коммуникаций, маршрутов общественного транспорта и пр. Рассмотрим далее, как осуществляется .

Способы хранения и предоставления информации

Выделяют цифровой и аналоговый режим. В чем их отличия? В последнем случае сведения о территории хранятся и предоставляются пользователю на бумажных носителях. Цифровой режим считается более современным. Он удобен и используется в информационных системах. В этом случае сведения хранятся в закодированном виде на дисках и прочих цифровых носителях.

Топографическая съемка участка: методы

В зависимости от технологии сбора информации выделяют наземный, аэрофотографический и комбинированный способы. Наземная производится непосредственно с поверхности. Она разделяется на несколько подвидов в зависимости от используемого оборудования, приборов, технологий. Топографическая съемка может быть:

1. Мензульной.
2. Тахеометрической.
3. Горизонтальной.
4. Вертикальной.
5. Фототеодолитной.

Аэрофотосъемка считается основным методом картографирования местности.

Мензульный метод

Такая отличается высоким качеством. Однако при выполнении процедуры большое значение будут иметь погодные условия. Такой вид съемки предполагает большой объем работы. В этой связи производительность труда достаточно низкая. Сегодня этот метод почти не применяется на практике.

Тахеометрический способ

Топографическая съемка этим методом отличается высокой производительностью. В первую очередь это связано с тем, что осуществление процедуры меньше зависит от погоды. На местности специалисты только собирают измерительные данные. Непосредственно карта составляется в камеральных условиях. Кроме этого, использование новейших электронных тахеометров дает возможность автоматизировать множество операций - от сбора сведений до дальнейшей математической их обработки.

Горизонтальный и вертикальный методы

Тот или иной способ выбирается в зависимости от целей процедуры. Горизонтальная не предполагает отображения на карте рельефа территории. При вертикальном способе, наоборот, он присутствует. Однако при этом почти не отображается плановая ситуация. Этот метод используется для картографирования котлована для будущего строения, дна траншеи, в которой будут проходить впоследствии канализационные трубы и пр.

Фототеодолитный способ

Он предполагает съемку местности специальным оборудованием с двух точек базиса. Под ним понимают расстояние, измеренное с большой точностью, концы которого закрепляются на территории центрами. Полученные изображения позволяют выстроить в камеральных условиях стереоскопическую схему местности. По координатам участков установки оборудования, определенным по геодезическим измерениям, высоте середины объектива и прочим параметрам внешнего ориентирования оси можно получить карту. Такой метод используется на всхолмленных и в горных районах, когда составляют 1:1000-1:10000. Основным достоинством этого способа считается существенное сокращение объема полевых мероприятий в сравнении с прочими наземными методами картографирования.

Аэрофотография

Как выше было сказано, она считается основным способом государственного картографирования. Аэрофотосъемка выполняется, как правило, стереотопографическим методом. Заключается он в том, что территория снимается специальным оборудованием с самолета, вертолета и иного летательного аппарата. Фотографирование производится так, чтобы смежные снимки содержали изображения одного надела. Получаются так называемые стереоснимки. На специальных приборах производится обработка изображений и составление карты. Эти операции осуществляются в камеральных условиях.

Инструкция по топографической съемке

Конкретная технология выполнения картографирования будет зависеть от выбранного метода и вида, используемого оборудования, размера карты, которая будет составляться на основании полученных сведений, и прочих факторов. Если не вдаваться в подробности отдельных способов, можно сформулировать обобщенную схему выполнения топографической съемки. На начальном этапе формируется технический проект. В качестве отправной точки выступает техзадание на топографическую съемку. Оно выдается заказчиком процедуры. В задании в обязательном порядке указывается:

1. Местоположение объекта.
2. Площадь территории.
3. Размер будущей карты.
4. Сроки выполнения процедуры.

Задание может содержать и иные существенные условия и предписания. Например, заказчик может сформулировать требования к точности и полноте изображенных элементов на карте объекта. После этого исполнитель:

1. Собирает данные о предыдущих процедурах.
2. Выбирает способ съемки.
3. Подсчитывает стоимость работ.

На следующих этапах специалист осуществляет:

1. Формирование геодезической сети.
2. Непосредственно съемку.
3. Обработку полученных данных.
4. Создание карты.

Сбор данных

На подготовительном этапе исполнителя главным образом интересует способ и время выполнения предыдущих процедур. Немаловажное значение имеет информация о масштабах созданных карт. Анализ материалов позволит решить вопрос о целесообразности и возможности применения ранее использованных методов.

Выбор способа

Исполнитель должен учитывать множество факторов. При выборе метода во внимание принимаются:

1. Масштабы картографирования.
2. Площадь объекта.
3. Возможности оборудования и пр.

Если будет установлено, что можно использовать несколько методов, к примеру, тахеометрический и стереотопографический, то приоритет отдается наиболее экономичному из них. После этого составляется смета.

Опорная сеть

В общем смысле она представляет собой комплекс местной и государственной, высотной и плановой сетей. Как правило, перед топографической съемкой ее создание не требуется. Может потребоваться сгущение (реконструкция) существующей сети. Если она была создана необходимой густоты и плотности, и сохранилась в таком виде к дате проведения процедуры, то никакие манипуляции не осуществляются. В проекте указываются все технологические процессы, которые касаются опорной сети. Нормы плотности определяются исходя из выбранного метода съемки, и регулируются действующими инструкциями, прочими нормативными документами.

Упрощенный порядок

Технология формирования съемочных сетей в этом случае сводится к минимуму. Исполнителю необходимо подсчитать только приблизительное число пунктов. Выбор их расположения на территории производится непосредственно в полевых условиях. При упрощенном порядке геодезические знаки на точках съемки не строятся. Стоит отметить также, что выбор расположения пунктов, рекогносцировка, закрепление территории, полевые измерения осуществляются одним исполнителем.

Топосъемка и обработка данных

После построения сетей, получения каталогов высот и координат начинается комплекс полевых мероприятий. Он направлен на сбор метрических и прочих данных о территории. Конкретная технология будет зависеть от выбранного способа съемки, использованного оборудования и приборов. Обработка информации осуществляется в камеральных условиях. Она может занимать достаточно продолжительное время. Обработкой обычно занимаются специализированные бригады. В результате проведенных операций формируется первый экземпляр карты. Его называют составительским оригиналом. На нем изображается территория с выполнением всех требований, установленных нормативными актами и техзаданием.

Дополнительно

На завершающем этапе происходит преобразование картографических сведений из аналоговой формы в цифровую. Информация переносится на специальные носители. Цифровая форма позволяет быстро фиксировать и вносить в созданную модель изменения, произошедшие на местности. На специальных предприятиях осуществляется публикация картографической продукции.

Во всех сферах деятельности материального производства и отношений между человеком и обществом. Эта популярность формируется широким спросом при оформлении земельных участков, организации любого нового строительства, изучении природных ресурсов, их разработкой, эксплуатацией и другими изменениями фактического их положения и юридическими взаимоотношениями.
Топографические съемки можно считать одновременно технологическим инструментом, производственным процессом и методом в получении точного отображения поверхности местности в необходимом масштабе. Такое изображение имеет название топографический план и содержит всю информацию, полученную в результате съемочных работ, в пространственной привязке к действующей системе координат . Основой для проведения топографических съемок служат пункты государственной геодезической опорной и съемочной сетей.

Основные этапы топографической съемки

В состав топографических съемок могут входить различные технологические процессы в зависимости от измерительного геодезического оборудования , применяемого для этого. Но структура действий и та последовательность операций, которая просматривается в проведении съемок, позволяет выделить общие основные этапы.
Первым из них считается подготовительный этап. В него входят все работы, выполняемые до начала непосредственно измерительного процесса. В нем, как правило, происходят организационные работы. В этот период происходят:
. получение технического задания;
. изучение местности;
. проектирования схемы и выбора методов съемки;
. организация и сбор архивных топографических планов, схем подземных сетей и инженерных коммуникаций;
. установление сметной стоимости;
. выполнение метрологических проверок приборов;
. подготовка выезда в район геодезических измерений.
Вторым этапом топографических съемок считаются полевые работы с привязкой к пунктам опорной сети , контрольными измерениями, предварительными вычислениями и оценкой точности в полевых условиях. К этому, пожалуй, основному этапу следует отнести все плановые и высотные, линейные и угловые геодезические измерения контуров всех капитальных строений, временных сооружений, рельефа местности и других физических параметров, предусмотренных технологией измерений.
Третий этап, под названием камеральные работы, включает окончательную вычислительную обработку и оформление топографической съемки в графическом или электронном виде с соблюдением требований по вычерчиванию условных знаков в выбранном масштабе. К этому этапу работ можно еще определить составление экспликаций по инженерным сетям, подземным коммуникациям, принадлежащих предприятиям водоканала, энерго поставляющих, телекоммуникационных, газо- и теплоснабжающих компаний. Согласования с ними на топографическом плане всех линейных сооружений, которые находятся на их балансе.
Четвертым, заключительным этапом работ можно считать этап завершения работ, составления технического отчета в нескольких экземплярах, каждый из которых сдается в соответствующие управления градостроительства и архитектуры, геодезического контроля и заказчику.

Сутью съемочных процессов в топографических работах , безусловно, является получение данных (координат) пространственного положения всех снимаемых точек относительно той геодезической основы, которая и формирует всю систему координат страны. И на основании этих работ вычерчивание топографических планов. При этом следует отметить два направления измерений съемочных элементов:
. съемку ситуации, представляющую собой определение координат всех точек контурных объектов;
. съемку рельефа, заключающуюся во множественном получении сведений (координат точек) о форме и содержании рельефа местности.
Съемка ситуации имеет своей задачей нахождение оптимального числа характерных точек для измерений и естественно строительства всего контура изображения.
Основными предметами съемок ситуации являются:
. все городские и сельские населенные пункты;
. отдельные строения в них;
. все виды наземных сооружений;
. водоемы и водные объекты;
. земельные участки всех видов и назначений;
. всевозможные границы городских районов, контуров и отводов для автомобильных, железнодорожных дорог, аэропортов и других замкнутых контуров промышленного, сельскохозяйственного, культурного и спортивного назначения.
Для съемки ситуации критериями оценки контуров всех элементов ее изображения на топографических планах считаются материалы, из которых они возведены. Они разделены на два вида контуров:
. твердые контуры, построенные из прочных материалов (железобетон, кирпич);
. нетвердые, созданные из непрочных материалов, и естественные контуры.
При определении контуров зданий правильной конфигурации производят измерения необходимого количества угловых точек, а линейными промерами рулеткой недостающие до замкнутого контура. При съемке строений неправильной геометрической формы выполняют измерения всех углов.
При съемке рельефа выполняется измерения высотных координат совместно с контурной съемкой на незастроенной территории. На плотно застроенных территориях обычно горизонтальные и вертикальные съемки выполняют отдельно друг от друга. С использованием современных технологий в топографических съемках эти процессы объединены.
Рельеф на топографических планах отображается изолиниями с одинаковыми высотными отметками (горизонталями). Как правило, для наилучшего отображения рельефа местности выбирается оптимальное количество съемочных точек. Для сплошных съемок разных масштабов расстояния между съемочными точками имеют различные значения и рекомендуются в соответствующих нормативных документах.
Для съемок и прорисовок рельефа используют такие характерные точки:
. вершины холмов и курганов;
. головки рельсовых путей;
. точки вдоль осей дорог;
. места сопряжений и откосов около мостов;
. вдоль контуров насыпей и выемок;
. у оснований сооружений и зданий;
. у колодцев подземных коммуникаций;
. многих других точек, характерных для описания рельефа местности.

Виды топографических съемок

В зависимости от используемого геодезического оборудования в различные периоды применяли, а некоторые из них до сегодняшнего времени и применяют, следующие топографические съемки:
. тахеометрическим способом, с использованием современных электронных тахеометров ;
. горизонтальные (теодолитные) и вертикальные (нивелирования) на застроенных участках местности;
. фототеодолитные;
. нивелирование поверхности по квадратам, различных размеров (200×200, 100×100) в зависимости от местности и масштабов съемки.
. съемки городских проездов и внутренниих кварталов в населенных пунктах с густой застройкой. В них ранее использовались высокоточные рулеточные измерения способом линейной засечки от характерных угловых точек зданий с привязкой к съемочному обоснованию. Могут также применяться и другие инструментальные способы измерений такие, как способ перпендикуляров, полярный способ, створов и комбинированный. Наиболее эффективным в городской черте можно считать самый современный способ лазерного сканирования. Особенно при создании цифровых моделей съемки местности.
. с использованием глобальной навигационной спутниковой системы и GPS-приемников в RTK режиме кинематики реального времени;
. мензульный способ может представлять в настоящее время разве, что только исторический интерес.
Каждый из этих видов имеет свою специфику измерительного процесса, различное геодезическое оборудование, дополнительные инструменты и принадлежности. Но все они служат главной задаче выполнения точных геодезических измерений для построения топографических планов земной поверхности и объектов, находящихся на ней. Они регламентируются соответствующими инструкциями, в которых установлены требования, определенные методологические принципы и технологические схемы их проведения.

Все измерительные работы, которые проводят на местности для определения положения точек, называют съемкой.

Совокупность измерений, выполняемых на земной поверхности для построения планов и карт, называют геодезической или топографической съемкой.

Топографическую съемку местности выполняют для получения топографического плана или карты участка местности; объекты местности, контуры и рельеф изображаются на плане или карте с помощью условных знаков.

Съёмка выполняется с точек, расположенных определённым образом на местности и положение которых заранее известно. В процессе съемок выполняют такие измерения, по которым можно определить проекции точек, линий и углов, а также высоту точек.

Принцип топографической съемки состоит в следующем. 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.

Различают аэрофотосъемку, наземную и комбинированную съемки.

Аэрофотосъемка обычно выполняется стереотопографическим методом, когда снимки местности получают с помощью фотоаппаратов, установленных на самолете, а обработку снимков и рисовку плана выполняют в камеральных условиях на стереоприборах.

Наземная съемка выполняется с поверхности земли.

Комбинированная съемка является комбинацией аэрофотосъемки и наземной съемки; плановая ситуация рисуется по аэроснимкам, а рельеф снимают на фотоплан в полевых условиях.

Аэрофотосъемка и комбинированная съемка являются основными методами создания карт и планов на большие территории.

Наземную съемку применяют при создании крупномасштабных планов небольших участков, когда применение аэрофотосъемки либо невозможно, либо экономически невыгодно.

При выполнении работ под строительство различных объектов обычно применяют наземные виды съемки: тахеометрическую и теодолитную, реже – мензульную. Наземная съемка местности включает создание съемочной сети, съемку подробностей, обработку результатов измерений с составлением плана местности.

В ХХ веке в связи с началом космических полетов в геодезии стали применять космическую съемку.

Вид съемки выбирают с учетом экономических затрат на ее выполнение, площади снимаемого участка, наличия геодезических приборов, подготовленности исполнителей и др.

В зависимости от методики съемки и применяемых приборов наземная съемка может быть следующих видов :

– тахеометрическая съёмка, в результате которой получают изображение рельефа и контуров предметов;

– мензульная съёмка, при выполнении которой топографический план (карта) строят непосредственно на местности. В этом заключается преимущество этой съёмки, так как имеется возможность уже в процессе съёмки сравнивать полученное изображение на плане (карте) с оригиналом;

– горизонтальная или теодолитная съёмка; при горизонтальной съемке получают план участка местности, на котором нет изображения рельефа, т.е. находят ТОЛЬКО взаимное расположение точек в плане;

– вертикальная съёмка – при этом получают план с изображением рельефа практически без плановой ситуации; определяют высоты точек местности, которые используются для построения рельефа. Этот вид геодезических работ иначе называют нивелированием. Различают тригонометрическое, геометрическое, барометрическое, гидростатическое и механическое нивелирование.

– сочетание горизонтальной и вертикальной съёмок составляют топографическую съёмку, в результате которой изображаются рельеф и местные предметы.

– фототеодолитная съемка – при этом снимки местности получают с помощью фототеодолита, а их обработку и рисовку плана выполняют на стереоприборах. Снимки являются основой для построения топографического плана;

– теодолитная съёмка, в результате которой получают контурный или ситуационный план. При теодолитной съёмке измеряют горизонтальные углы, углы наклона и расстояния.

– глазомерная съёмка относится к упрощённым видам съёмок и выполняется в поле при помощи визирной линейки и компаса.

Съёмочные работы сопровождаются появлением погрешностей, которые накапливаются по мере удаления съёмки от начальных точек. Появление погрешностей может привести к искажению изображаемой на карте местности.

В процессе съёмочных работ необходим своевременный контроль измерений и вычислений.