Побудова топографічного плану автоматизованими методами

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО  ГОСПОДАРСТВА

ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

КАФЕДРА ЗЕМЛЕУСТРОЮ, ГЕОДЕЗІЇ ТА ГЕОІНФОРМАТИКИ

 

 

 

 

 

 

 

„ПОБУДОВА ТОПОГРАФІЧНОГО ПЛАНУ АВТОМАТИЗОВАНИМИ МЕТОДАМИ”

Розрахунково – графічна робота з курсу

„Автоматизація  виробничих процесів у землевпорядкуванні” 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконала студентка 

VI курсу ФЗГ ЗВК – 61 (спец.)

Шашлова С.Ю.

Перевірив викладач:

Бачишин Б.Д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РІВНЕ – 2012

 

ЗМІСТ

 

Вступ……………………………………………………………………………………..

1. Суть методу електронно-блокової тахеометрії…………………………………….....

2. Розрахункова частина роботи

Вихідні дані ………………………………………………………….................................

2.1. Рішення трикутників……………………………………………………………….

2.2. Обчислення координат станцій і зв’язуючих точок……………………………..

2.3. Обчислення висот точок  …………………………………………………………..

3. Побудова топографічного плану 

3.1. Формування dat файлу і передача даних в „Digitals”………………………….

3.2. Збір планових об’єктів топографічного плану…………………………………..

3.3. Моделювання горизонталей ………………………………………………………

3.4. Оформлення і друк фрагментів топографічного плану………………………..

Додатки ……………………………………………………………………………………..

Список використаної літератури ………………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

Мета розрахунково – графічної роботи – засвоєння та поглиблення знань з питань використання автоматизованих технологій для створення геодезичних мереж, виконання наземних знімань та побудови топографічних планів.

Під час виконання розрахунково – графічної роботи з теми «Побудова топографічного плану автоматизованими методами» використовувалось таке програмне забезпечення: «Credo» та «Digitals».

Спочатку розраховуються чотирикутники, коли стануть відомі кути на зв’язуючи  точках, то знімальна мережа перетворюється на мережу двох теодолітних ходів. Зрівноваження теодолітних ходів проводимо за допомогою спеціалізованого програмного пакету „Credo”. Після обрахунку координат станцій, зв’язуючи точок та висот, будуємо абрис у програмі «Digitals».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.  Суть методу  електронно-блокової тахеометрії

Застосування електронно-цифрових приладів в значній мірі модифікує  традиційні технології виконання геодезичних  робіт і, як наслідок, веде до появи  якісно нових методів. Яскравим прикладом цьому може служити метод електронно-блокової тахеометрії. Широке й ефективне застосування цього методу стало можливим завдяки впровадженню в геодезичну практику електронних тахеометрів “Total Station” та потужних програмних продуктів з обробки результатів наземного знімання.

Суть методу електронно-блокової тахеометрії викладена в наступних  положеннях.

Територія, що підлягає зніманню, ділиться на блоки (рис.1). На рис.1: А, Б, В – вихідні пункти. Знімання в межах блоку ведеться з однієї станції. На кожній станції (A, S1-S4, B) спостерігається мінімум 4 зв'язуючі точки (1, 2, …, 10), які вибираються на границях блоків. В якості зв'язуючих (точки 1, 2, …, 10), вибирають чіткі тверді контурні точки (люк, опора ЛЕП, ріг будинку, бордюру, окреме дерево та ін.). Не обов'язковою є видимість між сусідніми станціями і не обов'язковим є їх спостереження. Станції на місцевості не закріплюються, що дозволяє уникнути трудомісткої операції центрування приладу і небезпеки втрати пунктів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знімальна мережа (станції  та зв’язуючі точки) за способом створення  є лінійно-кутовою, так як на зв’язуючі  точки вимірюють кути і лінії, в зв'язку з чим зменшуються  вимоги до геометрії мережі в порівнянні з тріангуляційною. При зрівноваженні необхідно враховувати кореляційну залежність лінійних і кутових вимірів. В обробку включаються результати лінійних обмірів споруд. Положення пікетів визначається полярним способом.

При необхідності повторних  спостережень в блоці, тахеометр  не обов'язково повинен встановлюватися на тому самому місці; при цьому вимагається повторне спостереження всіх пікетів даного блоку і перезрівноваження знімальної мережі для отримання нових координат станції.

Серед переваг методу варто виділити такі:

- зменшується кількість станцій;

- є можливість переривання  роботи в будь-який момент, але  після закінчення спостереження  даного блоку;

- свобода виконавця  у виборі місцеположення станцій;

- відпадає необхідність  пошуку закріплених пунктів, так  як вони просто відсутні;

- відпадає необхідність в орієнтуванні “нуля” лімба на початковий напрямок.

Обробка результатів  знімання виконується у три етапи: 1-й етап – попереднє опрацювання – отримання наближених координат станцій і зв'язуючих точок; 2-й етап – строге зрівноваження мережі і 3-й етап - побудова плану земельної ділянки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Розрахункова  частина роботи

  Вихідні дані

Варіант №75

 

Х₁₀₀ –4578,258

Х₁₀₁ – 4593,492

Х₂₀₀ – 4528,673

Х₂₀₁ – 4532,642

У₁₀₀ –2000,145

У₁₀₁ – 1901,312

У₂₀₀ – 1999,42

У₂₀₁ – 1899,499

Н₁₀₀ –173,848

Н₂₀₀ – 173,085

m_s (мм) = 7,8

m_β (сек) = 9,0

Для такого типу мереж (рис.2, табл.1) даних, котрі отримані після завершення польових робіт недостатньо для зрівноваження. Тому необхідне попереднє опрацювання результатів вимірювань, по закінченню якого отримують наближені значення координат станцій та зв’язуючих точок. Дана задача розбита на два етапи. Перший – рішення трикутників і обчислення горизонтальних кутів на зв’язуючих точках, а другий – вирахування наближених координат станцій і зв’язуючих точок, як координат пунктів теодолітних ходів.

Таблиця 1

Результати вимірювань

Станція стояння	Ім’я точки спостереження	Виміряні значення
		напрямків (град. мін. сек.)	віддалей (м)	перевищень (м)
100	101	0    00    00
	9	155    05    54	56.45	+2.526
	10	184    45    54	67.54	+2.289
ст.4	9	0    00    00	85.89	-1.106
	7	241    53    56	48.41	-0.051
	8	251    06    38	43.78	+0.132
	10	340    38    24	63.38	-1.319
ст.3	7	0    00    00	31.30	+0.437
	5	91    04    34	48.55	+0.020
	6	152    53    58	14.55	-0.193
	8	347    49    58	24.85	+0.611
ст.2	5	0    00    00	13.99	-0.141
	3	225    41    07	48.17	-1.819
	4	294    01    34	18.04	-0.081
	6	341    28    04	56.65	-0.359
ст.1	3	0    00    00	86.88	-1.345
	1	91    27    18	44.51	-3.842
	2	106    25    31	46.20	-3.707
	4	339    55    18	48.19	+0.380
200	201	0    00    00
	2	192    12    46	28.50	-0.065
	1	214    52    45	30.97	-0.208

 

 

 

 

2.1. Рішення трикутників

Із результатів вимірювань відомими є значення горизонтальних кутів  та горизонтальних прокладень ліній: S₁, S₂, S₃, S₄. (див. 2-й рисунок табл.2). Для подальшої обробки необхідно знати значення горизонтальних кутів на зв’язуючих точках . Для цього спочатку потрібно визначити довжину сторони b. Її значення вираховують двічі: з трикутників 1-2-200 та 1-2-ст1.

(2.1)

За кінцеве значення беруть середнє  арифметичне 

    (2.2)

Значення кутів  можна обчислити, застосовуючи теорему синусів або косинусів. Але більш точне (для кутів близьких до 90˚) і однозначне визначення цих кутів забезпечує формула тангенса половинного кута.

Для трикутника 200-2-1

,   (2.3)

де  - півпериметр трикутника, - кути, протилеглі сторонам S₁ і S₂.

Аналогічні обчислення виконують  для всіх чотирикутників. Результати вимірювань і обчислень зводять  в таблицю 2.

Контролем правильності обчислень  служить формула

  (2.4)

Допустима похибка (1,5¢).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 2.

Схема	Значення
	виміряних величин	обчислених величин
	β1 = 22°39'59''	b' =11,934998м
	β2 = 14°58'13''	b'' =11,934915м
	S1 =30,97м	b =11,934956м
	S2 =28,50м	g1= 90°22'28''
	S3 =44,51м	g2= 66°57'33''
	S4 =46,20м	g3= 74°26'39''
		g4= 90°35'08''
	β1+ β2+ g1+ g2+ g3+ g4= 360°00'00''
	β1 = 20°04'42''	b' =44,786401м
	β2 = 68°20'27''	b'' =44,769762м
	S1 =86,88м	b =44,778081м
	S2 =48,19м	g1= 138°16'13''
	S3 =48,17м	g2= 21°39'59''
	S4 =18,04м	g3= 89°38'22''
		g4= 21°59'36''
	β1+ β2+ g1+ g2+ g3+ g4= 359°59'19''
	β1 = 18°31'56''	b' =43,612718м
	β2 = 61°49'24''	b'' =43,608371м
	S1 =13,99м	b =43,6105445м
	S2 =56,65м	g1= 05°50'44''
	S3 =48,55м	g2= 155°38'38''
	S4 =14,55м	g3= 101°03'47''
		g4= 17°06'18''
	β1+ β2+ g1+ g2+ g3+ g4= 360°00'47''
7	β1 = 12°10'02''	b' =8,749099м
	β2 = 09°12'42''	b'' =8,723618м
	S1 =31,30м	b =8,736359м
	S2 =24,85м	g1= 131°10'21''
	S3 =48,41м	g2= 36°41'58''
	S4 =43,78м	g3= 117°16'20''
		g4= 53°29'51''
	β1+ β2+ g1+ g2+ g3+ g4= 360°01'14''
9	β1 = 19°21'36''	b' =33,501290м
	β2 = 29°40'00''	b'' =33,503894м
	S1 =85,89м	b =33,502592м
	S2 =63,38м	g1= 121°47'47''
	S3 =56,45м	g2= 38°50'32''
	S4 =67,54м	g3= 56°30'18''
		g4= 93°49'46''
	β1+ β2+ g1+ g2+ g3+ g4= 359°59'59''

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Обчислення  координат станцій і зв’язуючих  точок

Коли відомі кути на зв’язуючих точках, то знімальна мережа (рис.2) перетворюється на мережу двох теодолітних ходів. Перший проходить через зв’язуючі точки з парними номерами: 201-200-2-ст1-4-ст2-6-ст3-8-ст4-10-100-101, другий – через зв’язуючі точки з непарними номерами: 201-200-1-ст1-3-ст2-5-ст3-7-ст4-9-100-101. Зрівноваження ходів виконується за допомогою спеціалізованого програмного пакету „Credo”.

Обидва ходи повинні задовільняти таким показникам точності:

кутова нев’язка

    (2.5)

відносна похибка ходу

,    (2.6)

де n – кількість точок ходу, - абсолютна нев’язка ходу, P – довжина ходу.

 

2.3. Обчислення  висот точок

При аналізі висотної нівелірної мережі варто врахувати, що знаки перевищень, приведених в таблиці 1 (останній стовпчик) відповідають напрямку „від станції  до зв’язуючої” (рис.3).

Зрівноваження нівелірної мережі рекомендується виконувати або способом послідовних наближень, або способом  полігонів проф. В.В.Попова [1].

Можливе строге зрівноваження даної мережі в програмних пакетах „Інвент-град”, „Credo”, чи інших.

Ми використовуємо програму „Credo”. Обчислення висот точок приведені в таблиці 3.

 

 

 

 

3. ПОБУДОВА  ТОПОГРАФІЧНОГО ПЛАНУ

3.1. Формування dat файлу і передача даних в “Digitals”

Результати наземного  знімання зберігаються в текстовому файлі (*.txt). Для передачі в програму „Digitals” необхідно змінити структуру цих даних. Імпорт текстових даних в ППП “Digitals” може бути здійснений в двох форматах ASCII файлу чи DAT файлу. Автори рекомендують виконати цю операцію в форматі DAT file (NXYZ), в якому зберігається прийнята при зніманні нумерація точок.

Файл повинен містити номери точок та їх координати, розділені  пробілом, кожна точка займає один рядок тексту:

N1  X1  Y1  Z1

N2  X2  Y2  Z2

...    ...     ...     ...

NN  XN  YN  ZN

При зчитуванні програмою DAT файлу кожна точка заноситься в окремий об’єкт.

При створенні DAT файлу необхідно дотримуватись таких вимог:

1. Редагування можна здійснювати  в програмах Microsoft Word, Блокнот або інших.

2. Номер точки не повинен містити крапок, ком, інших розділових знаків.
3. В координатах X, Y, Z розділовим знаком дробової частини повинна бути крапка.
4. Кожен рядок запису, який відповідає одному пікету повинен відділятися переходом на новий рядок („ENTER”).
5. Значення номеру і кожної координати повинні розділятися пробілом (може бути декілька).
6. При відкритті вихідного файлу вся інформація буде записана у вигляді одного довгого рядка. Для видалення непотрібних даних ефективно використовувати кнопку „Ctrl”, або команду „Замінити” з меню „Правка”.
7. Після того, як необхідна структура файлу сформована, потрібно зберегти файл з текстовим розширенням *.txt  (звичайний текст).
8. Змінити розширення *.txt на *.dat (наприклад з допомогою Windows Commander).