Прогнозирование использование земельный ресурсов

17

3 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ НИВЕЛИРНАЯ СЪЕМКА

3.1 Нивелирование и проведение геометрической нивелирной съемки

В зависимости от метода и применяемых инструментов различают следующие виды нивелирования:

1. геометрическое - выполняется горизонтальным визирным лучом;
2. тригонометрическое - выполняется наклонным визирным лучом;
3. барометрическое - основано на изменении атмосферного давления с изменением высоты над уровнем моря (измеряется барометрами);
4. гидростатическое – отметки точек вычисляются по расстояниям до уровня жидкости в сообщающихся сосудах;
5. стереофотограмметрическое – выполняется посредством измерений на стереоскопических фотоснимках;
6. аэрорадионивелирование – основано на отражении электромагнитных волн;
7. механическое – выполняется при помощи приборов, автоматически вычерчивающих профиль пути.

Геометрическое нивелирование выполняется при помощи нивелиров, с помощью которых получают горизонтальные лучи зрения с использованием нивелирных реек. Нивелир представляет собой сочетание зрительной трубы и цилиндрического уровня, обеспечивающие при работе горизонтальное положение визирного луча. Посредствам этого луча делают отсчеты по нивелирным рейкам, поставленным отвесно в тех точках местности, разность отметок которых требуется определить. Нивелирные рейки – это бруски на которые нанесены деления с началом отсчета от нижнего конца рейки (нижний конец рейки называют пяткой).

Существует два способа геометрического нивелирования: «из середины»

и «вперед».

18

Нивелирование «из середины». Требуется определить превышение h точки В над точкой А местности. В задней точке. А и передней В ставят отвесно рейки, а нивелир устанавливают между нивелируемыми точками на одинаковых расстояниях от них. Рабочее положение нивелира и реек  при нивелировании из середины называется станция. Приводя визирную ось нивелира в горизонтальное положение, делают сначала отсчет n по задней рейке (точка А), а затем отсчет (точка В) по передней наблюдая за положением уровня. Отсчеты по рейкам называют взглядами. Превышение точек равно h=n-v, то есть превышение равно взгляду назад минус взгляд вперед. Отсчет на заднюю рейку А - взгляд назад (n), на переднюю рейку В - взгляд вперед (v). Высота точки последующей равна высоте точки предыдущей плюс взгляд назад и минус взгляд вперед.

H2=H1+n-v.

Превышение полученное с положительным знаком означает, что точка В расположена выше точки А, а с отрицательным В ниже точки А.

Для нивелирования «вперед» над задней точкой А местности устанавливают нивелир так, чтобы окуляр находился над точкой, а в передней точке В рейку. Приведя визирную ось нивелира в горизонтальное положение делают отсчет В по рейке и измеряют высоту инструмента i от точки А, до визирной оси нивелира, при помощи рейки. Превышение h=i-v, то есть превышение равно высоте инструмента минус взгляд вперед на рейку.

При выполнении нивелирных работ применяют преимущественно способ нивелирования «из середины», т.к. при этом:

1)работа выполняется в 2 раза быстрее, чем при нивелировании вперед, при одинаковых расстояниях от нивелира до рейки;

2)компенсируются инструментальные погрешности;

3)автоматически исключается влияние кривизны земли.

19

3.2 Устройство нивелиров разных классов

Нивелир - геодезический инструмент для измерения превышений точек земной поверхности- нивелирования, а также для задания направлений при монтажных и подобных работах.

Согласно ГОСТ 10528-90 нивелиры, как и теодолиты, разделяют на высокоточные, точные и технические.

К высокоточным относят нивелир Н-0,5, предназначенный для нивелирования 1 и 2 классов, с погрешностью не более 0,5 мм на 1 км двойного хода.

К точным относят нивелиры Н-3, Н-3К и Н-3КЛ, предназначенные для нивелирования 3 и 4 классов и технического нивелирования, с погрешностью не более 3 мм на 1 км двойного хода.

Технические нивелиры Н-10, Н-10К, Н-10КЛ применяют при техническом нивелировании  с погрешностью не более 10 мм на 1 км двойного хода.

Наибольшее распространение имеют оптико-механические нивелиры, снабженные зрительной трубой, при помощи которой проводят отсчет по рейке.

Перед отсчетом визирную линию зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня. В нивелирах с самоустанавливающейся линией визирования это происходит автоматически.

Основные части нивелира: зрительная труба, цилиндрический уровень (или автоматический компенсатор) для приведения визирной оси трубы в горизонтальное положение, и подставка.

Нивелиры бывают с уровнем (типов Н3, Н4, Н7), с самоустанавливающейся линией визирования (НС3, НС4, НТС) и с компенсаторами (Н3К, 2Н10КЛ).

Нивелиры типов Н3 и Н3К используют для определения отметок

20

исходных реперов на площадке и точных, при нивелировании трасс Н10 и 2Н10КЛ нивелируют площади нивелируют площади и трассы, разбивают сооружения по высоте и ежедневно контролируют строительные работы.

Нивелир Н3. Он имеет зрительную трубу с внутренней фокусировкой, наглухо скрепленную с цилиндрическим компактным уровнем, изображение концов пузырька которого передается системой призм в поле зрения трубы.

Нивелир имеет элевационный винт, которым можно перемещать в вертикальной плоскости зрительную трубу вместе с цилиндрическим уровнем.

Рисунок 6

3.3 Журнал продольного нивелирования

Продольным называют такое нивелирование, которое ведут вдоль узкой полосы земли по заранее намеченным направлениям, например по оси проектируемой дороги или канала.

На основании продольного нивелирования вычисляют высоты

21

пронивелированных точек и затем составляют продольный профиль трассы. Трасса- это линия определяющая путь движения или продольную ось дороги, канала, линии электропередачи или связи, трубопровода и подобных сооружений большой протяженности.

При продольном нивелировании на линии хода разбивают пикетаж, т.е. на местности разбивают (намечают) и закрепляют через каждые 100 метров точки называемые пикетными.

Если скат между соседними пикетами имеет переломы, то между этими пикетами в характерных местах рельефа намечают точки, которые называют плюсовыми.

После закрепления точек на линии хода приступают к их нивелированию

При двусторонних рейках каждую пару соседних пикетных точек нивелируют по способу «из середины» по двум сторонам реек. Плюсовые точки нивелируют только по рабочей (черной) стороне рейки.

Все отсчеты по рейкам, полученным во время нивелирования, записывают в соответствующие графы полевого журнала, составленного по определенной форме.

Конечная цель обработки нивелирного журнала- это получение отметок всех пронивелированных точек. Журнал продольного нивелирования обрабатывают в такой последовательности:

1)вычисляют превышения между связующими точками (пикетными и иксовыми).

Так как пикетные точки нивелировали по способу «из середины», то превышение между ними будет определяться по формуле:

H=a-b, где

a - отсчет на заднюю рейку;

b – отсчет на переднюю рейку.

22

2)полученные результаты записывают в графы 6 и7 журнала. В приводимом примере на станции 1 превышение между Rp32 и ПК0 по отсчетам взятым по рабочим сторонам реек:

Н=1424-217=1207 мм,

а по отсчетам взятым по дополнительным сторонам реек:

Н=1401-196=1205 мм.

Расхождение в полученных превышениях определяется по рабочей дополнительной сторонам реек, допускается не более 5 мм.

Так как в примере это расхождение на станции 1 (1207-1205=2мм) получилось допустимым, то у этих значений вычисляют среднее арифметическое  и записывают его в графу 7 полевого журнала, округляя до целых миллиметров.

Если задний отсчет получился меньше переднего, то превышение отрицательно и его записывают в графу 6.

Таким способом вычисляют превышения между пикетными точками на всех станциях.

Вычисление невязки в превышениях и ее распределение проводятся следующим образом. Полученная алгебраическая сумма всех средних превышений теоретически должна быть равна разности от конечного и начального репера. Практически же, вследствие ошибок измерений получается невязка, которую подсчитывают по формуле:

∆h=∑hср – (Hn – H1).

Невязка равна разности между алгебраической суммой средних превышений и разностью отметок конечного и начального репера. В рассматриваемом примере невязка получилась равной:

∆h= -2008-(2900-31004)= -4мм.

Допустимость невязки проверяют по формуле:

∆hдоп=20*√0,7=±17мм.

23

Полученная невязка –4мм меньше допустимой -17мм, следовательно ее можно распределить. Невязку распределяют по возможности равными долями, по всем превышениям со знаком обратным невязке, округляя до целых миллиметров. Сумма всех поправок должна быть равна величине невязки. Далее приступают к вычислению отметок пикетных и иксовых точек.

Отметки всех пикетных и иксовых точек вычисляют последовательно от задней отметки начального репера по превышениям по формуле: Hn=Hn-1 +hиспр, то есть отметка точки последующей равна отметке предыдушей плюс соответствующее исправление превышения между этими точками. В нашем примере исходная отметка репера 32 была задана 31,004м;

отметка ПК0 равна:

Н0=31,004+1,206=32,21м;

Отметка ПК1 равна:

Н1=32,21 – 2,601=29,609м;

Отметка ПК2 равна:

Н2=29,609+1,176=30,785м;

Отметка точки X равна:

Нx=30,785 – 1,838=28,947м;

Отметка ПК3 равна:

Н3=28,947 – 1,654=27,293м;

Отметка ПК4 равна:

Н4=27,293 – 2,895=24,398м;

Отметка ПК5 равна:

Н5=24,398+1,367=25,765м;

Отметка ПК6 равна:

Н6=25,765+6,255=32,02м.

Графу 10 журнала заполняют только для тех станций, в которых

24

нивелировали плюсовые точки или поперечники.

ГИ2=32,21+0,890=33,1м;

ГИ3=29,609+1,800=31,409м;

ГИ6=27,293+0,370=27,663м.

Отметка плюсовой точки ПК0 +60 определяется как разность между этим горизонтом и отсчетом по рейке на плюсовую точку. Также вычисляют отметки всех остальных плюсовых точек.

Отметка плюсовой точки ПК0 +60 равна:

33,1 – 3,302=29,798м;

Отметка плюсовой точки ПК1 +30 равна:

31,409 – 1,532=29,877м;

Отметка плюсовой точки ПК3 +20 равна:

27,663 – 1,553=26,11м;

Отметка плюсовой точки ПК3 +44 равна:

27,663 – 3,578=24,085м;

Отметка плюсовой точки ПК3 +65 равна:

27,663 – 3,579=24,084м;

Отметка плюсовой точки ПК3 +75 равна:

27,663 – 2,739=24,924м.

В рассматриваемом примере поперечник был разбит на ПК0 и пронивелирован со станции 2. Перпендикулярно оси нивелирного хода на пикете 0 была разбита линия и на ней в характерных местах рельефа были намечены точки, расстояния до которых от ПК0 измерялись мерной лентой. После того как со станции 2 были пронивелированы ПК0 и ПК1, были сделаны отсчеты по рейкам на точки поперечника при первом горизонте инструмента, которые записаны в графу 5 нивелирного журнала.

Горизонт инструмента при первом его положении на этой станции равен: ГИ=32,21+0,890=33,1м;

25

Отметка точки Пр 10:

33,1-1,412=31,688м;

Отметка точки Пр 20:

33,1-0,240=32,86м;

Отметка точки Лев 15:

33,1-2,208=30,892м.

26

Таблица 5- Нивелирный журнал