Современные методы и приборы, использующиеся при наземных геодезических съёмках

 

 

Съемку пикетов целесообразно  выполнять по мере возрастания горизонтальных углов. Абрис тахеометрической съемки (кроки) ведут одновременно с журналом. На абрисе (рис. 1.24) показывают положение станции, направление на предыдущую и последующую точки тахеометрического хода, положение всех пикетов, их обозначают теми же номерами, что и в журнале.

Рис. 1.24. Абрис тахеометрической съемки

Ситуацию изображают условными  знаками, рельеф — горизонталями. Между  точками стрелками показывают понижение  рельефа и возможность интерполирования горизонталей между этими пикетами.

После окончания работы на станции проверяют ориентирование лимба теодолита, визируя на предыдущую точку хода. Если отсчет отличается от начального более чем на 5', съемку на этой станции переделывают. Для  контроля на каждой станции определяют несколько пикетов на полосе съемки ее смежной станции.

Построение плана по результатам  тахеометрической съемки начинают с  вычерчивания координатной сетки и  нанесения по координатам точек  хода. Правильность нанесения точек  контролируют по длинам сторон между  точками, выраженными в масштабе плана, они не должны отличаться от соответствующих расстояний на плане  более чем на 0,2 мм.

После этого с помощью  транспортира, масштабной линейки и  циркуля-измерителя по данным журнала  наносят на план пикеты. Направления  на пикеты со станции наносят по транспортиру. Например, при съемке со станци II ориентирование лимба выполнено  по линии II-I, транспортир прикладывают центром к точке II плана, а отсчет 0°00' совмещают с линией II-I. Отложив 17°3Г, получают направление на пикет I, по которому откладывают от станции II горизонтальное приложение 47,3 м в масштабе плана. Аналогичным образом наносят и другие пикеты. Для ускорения целесообразно сначала нанести все направления, подписывая у каждого номер пикета, затем прочертить направления и по ним отложить горизонтальные проложения в масштабе плана. Рядом с полученными точками из журнала выписывают отметки пикетов. По отметкам станций и пикетов проводят горизонтали с принятым сечением.

Контуры и рельеф на плане  вычерчивают тушью согласно условным знакам. Над северной рамкой делают надпись, характеризующую участок  местности (его название), например, «Топографический план поселка Луч, построенный по материалам тахеометрической съемки», над южной рамкой подписывают  численный масштаб, высоту сечения  рельефа, при необходимости вычерчивают  линейный масштаб и график заложений.

Автоматизация тахеометрической съемки связана с появлением электронных  тахеометров (ЭТ). ЭТ устанавливают  на станции, на пикетах ставят специальные  вешки с отражателями, при наведении  на которые автоматически определяют расстояние, горизонтальный и вертикальный углы. МикроЭВМ тахеометра по результатам  измерений вычисляет приращение координат Δх, Δу и превышение h с  учетом всех поправок. Результаты измерений  могут вводиться в специальное  запоминающее устройство (накопитель информации), которого информация поступает  на ЭВМ, и по специальной программе  выполт няется окончательная обработка  результатов измерений с получением данных, необходимых для построения цифровой модели местности или топографического плана. Графическое изображение  топографического плана может, быть выполнено графопостроителем, соединенным  с ЭВМ. 

Нивелирование поверхности

Топографическую съемку небольших участков равнинной местности с небольшим количеством контуров при высоте сечения рельефа через 0,1; 0,25; 0,5 м выполняют нивелированием поверхности по квадратам, прямоугольникам, характерным линиям рельефа и т. п. Отметки пикетов во всех способа определяют геометрическим нивелированием, различие состоит в методе определения планового положения точек.

При нивелировании по квадратам теодолитом и мерным прибором на местности разбивают сетку квадратов, в вершинах квадратов забивают колышки. Сначала строят квадраты со сторонами 100, 200 или 400 м, а затем получая более мелкие квадраты со сторонами 40 м при съемке в масштабе 1:2000, 20 м — при съемке в масштабе 1:1000 и 1:500. При разбивке квадратов выполняют съемку ситуации. Результаты съемки фиксируют в абрисе (рис. 1.27).

Рис. 1.27. Абрис нивелирования поверхности по квадратам (стрелками показано направление скатов)

Нивелир устанавливают так, чтобы с меньшего количества станций  полнить съемку всего участка. Установив  нивелир на станции I, берут отсчет по рейке, поставленной на опорной высотной точке (например на Рп I) и вычисляют

ГП = Нрn + а,

где Нрn — отметка репера; а — отсчет по рейке, установленной на репере.  У номеров вершин квадратов выписывают отсчеты по рейкам, установленным на них, в абрисе штриховыми линиями показывают, на какие вершины квадратов выполнено нивелирование с данной станции. Отметки вершин квадратов вычисляют по формуле

Н_i = ГП - а

Подобным образом выполняют  нивелирование и с других станций  с обязательным определением ГП на каждой станции по опорным высотным пунктам или связующим точкам. С каждой последующей станции нивелируют несколько связующих точек, при этом (см. рис. 1.27) а₁+ b₂ = а₂ + b₁,  расхождение между этими суммами не должно превышать 10 мм.

При нивелировании по параллельным линиям прокладывают параллельные магистральные ходы, часто по характерным линиям рельефа, по обе стороны от каждого хода разбивают перпендикулярные линии (поперечники). По ходам и поперечникам через 40 м при съемке в масштабе 1:2000 и 20 м — при съемке в масштабах 1:1000 и 1:500 закрепляют пикеты и снимают ситуацию. Высоты пикетов определяют геометрическим нивелированием.

 

Методы  исполнительных съемок

Выбор методов исполнительной съемки фасадных систем должен определяться в зависимости  от следующих факторов:

- перечня  конструктивных элементов и характеристик  фасадных систем, которые подлежат  исполнительной съемке;

- полноты  необходимой отчетной документации (ведомости координат определенных  точек на фасадных плоскостях, вертикальные и горизонтальные  разрезы, сечения, швы, зазоры, объемная 3D-модель здания и пр.);

- геометрических  параметров здания (высота, общая  площадь фасадов, сложность фасадов  (большое количество, криволинейность  фасадных плоскостей и пр.));

- необходимой  точности исполнительных съемок;

- необходимости  дальнейшего мониторинга положения  фасадных плоскостей в пространстве (включая гарантийный и постгарантийный  периоды).

 

Координатный  метод с применением 
безотражательных электронных тахеометров

В качестве основного метода исполнительных съемок фасадных систем зданий любой этажности  рекомендуется применять координатный метод (полярный способ) с использованием безотражательных электронных тахеометров, дающий наибольшую точность измерений.

При применении электронных тахеометров  средние квадратические ошибки определения  координат точек фасада определяют по формулам, приведенным в приложении 3. При применении высокоточных электронных тахеометров координаты точек фасада определяются со средней квадратической погрешностью, не превышающей 2,8 мм, а высоты - 3,5 мм.

Полевые допуски при выполнении измерений  должны быть установлены проектами  организации или производства геодезических  работ, которые должны в обязательном порядке входить в состав комплекта  проектной (технической) документации.

 

Метод лазерного  сканирования

Метод лазерного сканирования следует  применять при геометрически  сложных фасадных плоскостях большой  площади, при необходимости получения  наибольшей информативности о положении  фасадных элементов и 3D-модели здания, а также при работах на ответственных  объектах.

Метод лазерного сканирования может быть применен на этапе окончательных  исполнительных съемок.

Для внешнего ориентирования модели и связи  отдельных сканов в единое облако точек и для перевода результатов  работы в нужную систему координат  необходимо иметь на объекте не менее  трех опорных точек, не лежащих на одной прямой, определенных в нужной системе координат. В качестве опорных  точек рекомендуется использовать специальные отражатели-маркеры.

Координаты  опорных точек следует определять с пунктов опорной сети с помощью  безотражательного тахеометра.

В качестве связующих точек рекомендуется  использовать специальные отражатели-маркеры, которые легко опознаются в соседних моделях. В качестве связующих точек  также могут использоваться естественные контуры объекта, попавшие в зону перекрытия моделей.

Лазерный  сканер устанавливается в произвольно  выбранных местах на достаточном  расстоянии от фасада. Места установки  сканера и расстояние до фасадов  определяются в первую очередь техническими возможностями применяемого сканера  по углу горизонтального и вертикального  полей зрения.

Кроме того, для обеспечения совмещения сканов с разных точек стояния  в единое пространство необходимо получение  сканов с зонами взаимного перекрытия.

Во  время производства работ целесообразно  проводить дополнительное фотографирование здания для облегчения камеральной  обработки результатов лазерного  сканирования.

 

Фотограмметрический метод

Фотограмметрический метод может быть использован  как дополнительный при проведении исполнительных съемок.

Для проведения наземной фотосъемки необходимо иметь откалиброванный цифровой фотоаппарат, компьютер и программное  обеспечение.

После фотограмметрической обработки  снимков погрешность фотограмметрических  измерений составляет порядка 1-2 мм.

Самые современные технологии фотограмметрии предполагают использование цифровых фотограмметрических станций (ЦФС) и цифровой фотоаппаратуры. Цифровая фотограмметрическая станция представляет собой программный комплекс, предназначенный  для фотограмметрической обработки  цифровых стереоизображений на компьютере. Данная система соединяет в себе аналитические алгоритмы обработки  снимков со статистическими алгоритмами  распознавания образов.

Неметрические профессиональные и полупрофессиональные цифровые фотокамеры по сравнению со специальной фотограмметрической  техникой имеют следующий ряд  недостатков: геометрические искажения, вызванные недостатками оптической системы (значительная дисторсия объектива), неровность поверхности ПЗС-матрицы, неидеальная установка ПЗС-матрицы  по отношению к главному лучу и  ряд других. Преимущества цифровой фотосъемки: цифровое изображение более  пластично и хорошо поддается  исправлению программными средствами без существенной потери качества, всегда можно выполнить калибровку камеры.

Фотоаппарат перед проведением работ необходимо откалибровать.

Перед съемкой необходимо определить число  станций и их расположение, чтобы  снять объект при минимальном  количестве точек фотографирования и обеспечить заданную точность. Для  высоких объектов можно запроектировать  фотосъемку с наклоном оптических осей или с вертикальных базисов фотографирования.

При выборе схемы съемки следует обеспечить:

- заданную  точность определения координат  точек объекта при минимальном  числе станций фотографирования (снимков). Для этого следует правильно  выбрать расстояние от камеры  до объекта и величину базиса  фотографирования;

- полное  покрытие изучаемого объекта  снимками, чтобы была возможность  построения стереоскопического  изображения объекта и отсутствовали  мертвые зоны (части объекта, не  отобразившиеся на снимках);

- дешифрируемость  отдельных элементов объекта  по снимкам (возможность распознавания  на снимках мелких деталей  объекта).

Если  высота объекта больше, чем величина захвата камеры, необходимо выполнить  дополнительную съемку в виде второго  маршрута. Рекомендуется снимать  второй маршрут с вертикального базиса. Если нет возможности организовать вертикальный базис, допускается выполнение съемки под разными углами наклона с тем, чтобы обеспечить съемку верхней части объекта.

Величину  базиса фотографирования В вычисляют для каждого маршрута отдельно. При этом для верхнего маршрута базис фотографирования будет больше, а число снимков в верхнем маршруте будет меньше, чем в нижнем.

Для внешнего ориентирования фотограмметрической  модели необходимо определить координаты опорных точек и точек центров  фотографирования.

В качестве опорных точек следует выбирать точки (элементы) на снимаемом объекте, которые хорошо дешифрируются на снимках. Если выполняется съемка с  двух маршрутов и более, необходимо определить дополнительные опорные  точки в зоне перекрытия маршрутов.

Координаты  опорных точек следует определять с помощью безотражательных электронных  тахеометров.

Технология  обработки материалов наземной съемки будет следующей:

- исправление  дисторсии на снимках;

- ввод  элементов внутреннего ориентирования;

- измерение  связующих точек;

- измерение  опорных точек;

- построение  фотограмметрической модели;

- стереорисовка  и создание трехмерной модели  объекта;

- создание  ортофотоплана;

- экспорт  трехмерной модели объекта в  требуемый формат.

Создание  ортофотопланов следует выполнять  на плоскости XY.

 

Вывод

В данном реферате был составлен, как и полагалось изначально обзор  новых приборов и методов съёмки, использующихся при их применении. Сами методы не перенесли значительных изменений, по сравнению с бывшими ранее, единственное что стала автоматизирована немалая часть работы. Приборы же перешли на качественно более новый уровень по сравнению со старым поколением: у них заметно возросла точность, сильно облегчилась работа с ними, и уменьшилось время работы.

 

Список  использованной литературы

http://geostart.ru/

http://www.drillings.ru/

http://geokzn.ru/

http://ru.wikipedia.org/

http://www.laserpribor.ru

МЕТОДИЧЕСКАЯ  ДОКУМЕНТАЦИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 11-20.2009, Москва 2009

http://georespect.ru

Екатеринбург

2010