Послідовність побудови профілю за топографічною картою
Топографічна карта — великомасштабна загальногеографічна карта, масштаб якої може бути від 1 : 200 000 і більше. На ній детально зображено невелику ділянку земної поверхні, тому карта має незначні спотворення.
Топографічний профіль - це вертикальний перетин ділянки земної поверхні по заданій лінії.
За горизонтальної осі профілю відкладаються відстані, по вертикальній - висоти або глибини.
Зазвичай вертикальний масштаб більше горизонтального, тобто висота перебільшена в порівнянні з довжиною (приблизно в 10 раз). Топографічний профіль будується за горизонталях та висотних відміток топографічної або гіпсометричні карти. Лінія топографічного профілю дає досить цікаві відомості, наприклад, дозволяє побачити, що рельєф має трьохярусне будову, що в межах однієї області переважають одні висоти, а в межах іншого - інші.
Профіль краще всього будувати на міліметрівці, але за ії відсутністю на простому папері у клітинку.
На карті прокреслюють профільну лінію , прикладають смужку паперу з рівним краєм і відзначають на ній початок і кінець лінії профілю, її перетину з горизонталями, водотоками, береговими лініями озер і морів, а також положення всіх висотних відміток, через які проходить. Переносячи на папір перетину горизонталей, потрібно підписувати їх висоти і при необхідності ставити бергштрихів. Якщо кілька раз поспіль перетинається одна й та ж горизонталь або горизонталі роз'єднані, але мають однакові висоти, можна поставити узагальнюючу дужку і написати позначку один раз; в таких випадках треба не забувати ставити бергштрихів, щоб показати, в який бік спрямований ухил. Якщо горизонталі йдуть дуже часто, на краю папера вони наносяться з потрібною частотою, але нижче роблять виноску, де їх розсовують, щоб підписати висоти і завдати бергштрихів. Перетинання річок наносяться так само, як перетину горизонталей - вертикальним штрихом, але далі вниз штрих краще продовжити хвилястою лінією, щоб не плутати з горизонталями. Якщо лінія профілю не перетинає горизонталь, а тільки стосується її, проводять дугу з бергштрихів, яка стосується краю паперу, і під нею підписують висоту горизонталі . Горизонталь може не торкатися лінії профілю, але підходити близько до нього; в цьому випадку дуга горизонталі з бергштрихів наноситься нижче за край паперу, не торкаючись його.
Якщо профіль перетинає знак обриву, потрібно уважно простежити, якою горизонталь лежить вище обриву, яка - нижче його, і підписати їх .
За цими даними можна будувати профіль.
Горизонтальний масштаб профілю буде дорівнює масштабу карти.
Вибирають вертикальний масштаб - досить великий, щоб профіль не вийшов не відрізнятись від горизонтальної лінії, але не настільки великий, щоб невеликі височини на рівнині перетворилися в гори. На кінцях профілю побудуємо вертикальні осі зі шкалами висот, на них відзначимо становище всіх горизонталей, які перетинаються лінією профілю. З'єднаємо горизонтальними лініями однакові позначки на висотних шкалах (на міліметрівці цього можна не робити).
Перенесять на профіль з смужки паперу точки перетину горизонталей, зрушуючи смужку вгору і вниз до рівня відповідної горизонталі і ретельно стежачи за тим, щоб початок і кінець профілю на смужці паперу весь час збігалися з вертикальними шкалами. Отримані на різних висотах точки з'єднують лінією. Нерідко ми бачимо на карті русло, але перетин горизонталей дуже рідко, і долина ними не отрісована. У цьому місці лінію профілю кілька знижують - настільки, щоб вона не перетнула рівень найближчій горизонталі; при цьому нижня точка зниження має припадати на те місце, де проходить русло.
Висотні позначки наносять з максимальною для вибраного вертикального масштабу точністю. Якщо на карті лінія профілю стосується горизонталі, то на самому профілі лінія повинна також торкнутися відповідного рівня - зверху чи знизу; якщо підходить до горизонталі, але не стосується, - відповідно профіль повинен підійти до висотного рівня, але теж не торкнутися його . Ділянки профілю, де він співпадає з горизонталлю, повинні бути горизонтальні . Хоча в природі рідко бувають стрімкі обриви, на профілі, де вертикальний масштаб значно перебільшений, вони виходять вертикальними (але не нависають!). Лінія обриву може перетинати рівень однієї горизонталі або декількох , може не перетинати і жодної.
20. Cпособи визначення карт за допомогою топографічних карт.
Під визначенням площі якої-небудь ділянки по топографічній карті розуміється сукупність вимірювальних і обчислювальних робіт, у результаті яких обчислюється площа ділянки в земельній мірі (квадратних метрах, гектарах і ін.). Причому визначається площа не фізичної поверхні ділянки місцевості Рф, а її проекції Р на горизонтальну площину.
Р = Рф соsν звідки Рф = Р : соsν
Залежно від необхідної точності результатів застосовують різні способи визначення площі: за допомогою палетки, графічним, механічний, зважуванням, аналітичний, фотоелектронний (способи перераховані в порядку збільшення точності одержуваних результатів). Кожний зі способів може застосовуватися самостійно або в комбінації з іншими.
Палетки. Це графічні побудови у вигляді сітки квадратів паралельних рівновіддалених ліній і інших, виконаних на якій-небудь прозорій основі. Залежно від необхідної точності результатів застосовують різні способи визначення площі: за допомогою палетки, графічним, механічний, зважуванням, аналітичний, фотоелектронний (способи перераховані в порядку збільшення точності одержуваних результатів). Кожний зі способів може застосовуватися самостійно або в комбінації з іншими.При використанні паралельної палетки, вимірюють відрізки ліній палетки, що відсікаються контуром ділянки. Результати обчислень виражають у масштабі карти. Паралельною палеткою не рекомендується вимірювати площуділянок більше 10 см2.
Графічний спосіб. Доцільно застосовувати для обчислення площ ділянок розміром до 15 см2. Ділянку, що має форму багатокутника, розбивають на прості фігури, площа яких може бути обчислена по відомих формулах. Доведено, що найбільш точні результати виходять при розбивці ділянки на трикутники, особливо якщо в них рівні основи а й висота h. Наявні на ділянці криволінійні відрізки меж заміняють близькими до них відрізками прямій. Результати обчислень переводять у масштаб карти. Механічний спосіб. Заснований на застосуванні планіметра - приладу, що дозволяє порівняно швидко й досить точно виміряти площу ділянки будь-якої конфігурації. Ціна поділки планіметра - це відповідна йому в масштабі карти площа ділянки місцевості в земельній мері.Точність визначення площі планіметром залежить від багатьох причин. Встановлено, що з його допомогою доцільно вимірювати ділянки більше 20 см2. Малі ділянки, а також лінійно витягнуті об’єкти (дороги, канави, ріки й ін.) краще вимірювати палеткою або графічним способом. При сприятливих умовах роботи точність результатів близька до 1/200...1/400 вимірюваної площі.
Спосіб зважування. Він заснований на застосуванні точних аналітичних ваг. Вимірювану ділянку переносять на прозорий пластик, що не деформується, вирізують по контурі й зважують. З отриманого контypa вирізують еталонну фігуру (квадрат, коло), площа якого обчислюється по відомих формулах, і теж зважують. Точність цього способу не уступає точності механічного, але продуктивність його вище.
Аналітичний спосіб. Це спосіб обчислення площі ділянки по відомих координатах точок контуру, які визначаються на підставі польових вимірів. Точність аналітичного способу залежить від точності польових вимірів, тому його значення близько до точності вимірів ліній на місцевості.Технічний прогрес сприяє дослідженням в області автоматизації обчислювальних робіт у топографії. На сьогодні, застосування ПЕОМ спрощує й прискорює процес аналітичного способу визначення площ.
Вимірювання довжини ліній на місцевості. Прилади для лінійного вимірювання. Методика вимірювань довжин ліній за допомогою землемірної стрічки. Точність результатів вимірювань. Принципи вимірювання довжин ліній за допомогою світло- та радіовіддалемірів.
Вимірювання ліній на місцевості – один з самих розповсюджених видів геодезичних вимірювань. Без вимірювання ліній не обходиться жодна геодезична робота. Лінії вимірюють на горизонтальній наклонній та вертикальній площинах. Їх проводять безпосередньо – металевими, дерев’яними метрами, рулетками, землемірними стрічками та спеціальними проволоками, а також побічно – електронними, нитяними та іншими далекомірами.
Метри, через простоту своєї конструкції, немає необхідності описувати, однак необхідно підчеркнути, що при використанні складних метрів необхідно обов’язково перевірити наявність всіх ланок.
Рулетки випускають стальні та тасьмові довжиною 1,2,3, 5, 10, 20, 30, 50 і 100 м, шириною 10 ...12 мм, товщиною 0, 15 ... 0,30 мм. На полотні рулетки наносять штрихи – поділки через 1 мм по всій довжині або тільки на першому дециметрі. В останньому випадку все інше полотно розмічається сантиметровими штрихами. Цифри підписують біля кожної дециметрової позначки. Щоб виміряти відстань між двома точками штрих з підписом 0 (нуль) прикладають до однієї точки і дивляться, яка позначка співпадає з другою точкою. Якщо друга точка не сполучається зі штрихом на рулетці, а попадає між ними, то відстань між позначками візуально розділяють на 10 частин і на око оцінюють відстань від найближчої позначки. У рулеток з сантиметровим поділками відлік беруть до 0,1 поділки, або до 1мм, у рулеток з міліметровими позначками– до 0,1 мм. Цифри біля метрових позначок даються з розмірністю метрів – буквою м. Стальні рулетки випускають або з полотном, намотаним на хрестовину (вилку) або в футлярі .Для вимірювань коротких відрізків металеві рулетки роблять вигнутими по ширині - жолобковими .
Довгомірні рулетки типу РК (на хрестовині) і РВ (на вилці) застосовують у комплекті із приладами для натягу - динамометрами. Як правило, пружинними динамометрами забезпечують натяг рулеткам до 100 Н (стандартний натяг, рівний зусиллю 10кг). Тасьмові рулетки складаються із щільного полотна з металевими, звичайно мідними, прожилками. Полотно тасьмової рулетки покрито фарбою й має позначки через 1 см. Тасьмовими рулетками користуються, коли не потрібна висока точність вимірів. Тасьмові рулетки згортають у пластмасовий корпус.
Землемірна стрічка ЗС являє собою сталеву смугу довжиною 20, 24, 30 й 50 м, шириною 10...15 мм і товщиною 0,5 мм. На кінцях стрічки нанесено по одному штриху 1, між якими й укладається довжина стрічки. Біля штрихів зроблені вирізи 2, у які вставляють шпильки, фіксуючи довжини вимірюваних відрізків. Кінчається стрічка ручками. На кожній площині стрічки відзначені поділки через 1, 0,5 й 0,1 м. Для виключення прорахунків при вимірах ліній коротше номінальної довжини стрічки, підписи метрових поділок на одній площині зростають від одного кінця стрічки, а на іншій площині від протилежного кінця.
Для транспортування й зберігання стрічки намотують на металеве кільце - станок.
Для деяких видів точних вимірів застосовують спеціальні інварні дроти. Інвар має малий коефіцієнт лінійного розширення залежно від температури, підвищеною твердістю й пружністю. На кінцях дроту закріплені спеціальні шкали-лінійки з найменшими розподілами 1мм. На іншій частині дроту маркування довжини немає. Тому дротами вимірюють відстані, рівні довжині між штрихами (24м). Відстані, не кратні 24м, вимірюють інварними рулетками.
Вимірювання ліній світло- та радіовіддалемірами
При вимірюванні довжини лінії на початковій точці встановлюють прийомопередавач, який випромінює електромагнітні хвилі, а на другому, в кінцевій точці, відбивач, який віддзеркалює їх в бік прийомопередавача. Якщо зафіксувати інтервал часу t, за який проходить електромагнітна хвиля в прямому і зворотньому напрямках, то довжина лінії визначиться за формулою,
де – швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль (n = 299792456 м/сек.);
t – виміряний інтервал часу проходження електромагнітних хвиль.
У відповідності з ДСТ 19223-90 світловіддалеміри мають буквенні позначення:
СГ – геодезичні для вимірювання відстаней до 15-20 км з точністю (10 мм + 2 мм на 1 км відстані);
СТ – топографічні – для вимірювання відстаней до 15 км з похибкою до 2 см;
СТД – топографічні, що працюють за дифузним відбиттям і вимірюють відстані до предметів без відбивача, використовуючи відбивні властивості самих предметів;
СП – підвищеної і найвищої точності для вимірювання відстані 0,3-5 км з похибкою 2 мм і менше.
Після цих букв додаються цифри, що вказують на дальність дії приладу.
Випускаються світловіддалемірні насадки до електронних теодолітів. Наприклад, насадка Wild DISTOMAT (Швейцарія), яка дозволяє вимірювати відстані від 1,5 м до 7000 м з точністю (3 мм + 2 мм на відстані в км).
Для вимірювання відстаней до 50-150 м з похибкою 2-3 мм на будівельних майданчиках в приміщеннях споруд використовують лазерні рулетки (рис. 6.12), які не потребують відбивача
Для вимірювання довжин ліній ефективно використання сучасних електронних тахеометрів. Вони забезпечують вимірювання відстаней від декількох метрів до сотень метрів і декількох кілометрів з високою точністю. В інженерно-будівельній справі застосовують електронні тахеометри, які забезпечують точність лінійних вимірювань в межах 1¸ 10 мм.
(2 вариант)
22. Вимірюванням називають процес порівняння даної фізичної величини з іншою фізичною величиною, прийнятою за одиницю вимірювання. Будь-яке вимірювання виконують при наявності таких факторів:
1. об'єкт вимірювання;
2. суб'єкт вимірювання;
3. прилад для вимірювання;
4. метод вимірювання;
5. зовнішнє середовище.
Вимірювання поділяють за фізичним виконанням на: прямі й непрямі; за кількістю вимірів: на необхідні і надлишкові; за точністю: на рівноточні й нерівноточні.
Геодезичні вимірювання виконуються на земній поверхні, під землею, на морі й з космосу. При цьому, в більшості випадків, вимірюються кути між лініями, відстань між точками, перевищення.
Геодезичні вимірювання в обов'язковому порядку супроводжує надійний контроль. Контроль - це невід'ємна частина геодезичних вимірювань. На основі контролю геодезист переконується в тому, що отримані результати відповідають вимогам і нормам точності.
В нашій країні основною одиницею вимірювання кутів є градус. Крім цього, кути можуть вимірюватись в градах і радіанах. Град дорівнює сотій частині прямого кута. Радіан - центральний кут, який спирається на дугу окружності, що дорівнює радіусу. Один радіан дорівнює р = 57.296° = 3438' = =206265".
За одиницю вимірювання довжини прийнятий метр. Нині за еталон метра беруть відстань, яку долає світло у вакуумі за 1:299792458 с.
Вимірювання довжин ліній механічними засобами
До механічних засобів відносять мірні стрічки, рулетки різної довжини. Вимірювання виконують або на поверхні землі, або підвішуючи прилад для вимірювання на невеликій відстані (1 - 1.5 м) на спеціальних штативах. В будь-якому випадку замість прямої - найкоротшої відстані між кінцевими точками лінії - вимірюють деяку ламану лінію. Тому для отримання горизонтального прокладення й вимірюють кут нахилу лінії або її окремих частин (рис. 24). Місцевість з кутами нахилу до 2° вважають рівнинною.
На рисунку видно, що горизонтальне прокладення між точками А і В буде дорівнювати сумі відрізків й\„ й2, й3, довжина яких обчислюється за формулою:
й = В ■ собу, (13)
де В - похила відстань, виміряна на місцевості; V - кут нахилу.
Перевагами механічних засобів вимірювання довжин ліній є:
1. висока точність вимірювання ліній, довжина яких не перевищує довжини приладу для вимірювання;
2. простота будови та експлуатації;
3. невисока вартість.
Суттєвим недоліком є велика трудоємність при вимірюванні довжин ліній, обумовлена необхідністю розчищування наземної траси і вимірювання кутів нахилу окремих ділянок лінії.
Віддалеміри - це геодезичні прилади, призначені для непрямого визначення довжини лінії. Оптичні віддалеміри за конструкцією поділяють на ниткові й віддалеміри подвійного зображення. Віддалеміри подвійного зображення сьогодні практично не використовують. Ниткові віддалеміри застосовують частіше, конструктивно вони виконані у вигляді зорової труби теодоліта чи нівеліра, на сітку якої нанесені два віддалемірних штриха р і д (рис. 25). Для визначення відстані в точці А встановлюють теодоліт і візують на рейку, встановлену в точці В.
Промені від віддалемірних штрихів р і q проходять через об'єктив, фокус і7 і утворюють паралактичний кут в. На рейці відповідно отримуємо проекції променів у точках Р і ). За кількістю поділок між ними можна визначити довжину /.
де /об - фокусна відстань об'єктива;
д - стала відстань від осі обертання теодоліта 22 до осі симетрії
об' єктива.
Вимірювання довжин ліній оптичними віддалемірами.
Згідно з рисунком відстань В визначається за формулою
В = Д + /об +8, (14)
Складові/об і д конструктивно сталі, отже їх позначають як
С = /об +8.
(15)
Величину В\ визначають за формулою
В, = -І • сія в. 1 2 2
(16)
Кут в сталий, тому позначимо
1 в ^
(17)
Тоді
В = К • І + с.
(18)
Для зручності відстань між штрихами сітки ниток обирають таку, щоб коефіцієнт К = 100. Таким чином, один сантиметр на рейці дорівнює 1 м довжини лінії на місцевості. Відносна точність визначення довжини лінії на місцевості становить 1:300.
Під радіофізичними засобами розуміють прилади для вимірювання довжин ліній за часом розповсюдження електромагнітних коливань між кінцевими точками лінії. Залежно від виду електромагнітних коливань радіофізичні засоби поділяють на світловіддалеміри і радіовіддалеміри.
Під час вимірювання довжини лінії в початковій точці встановлюють прийомопередавач, який випромінює електромагнітні хвилі, а в кінцевій точці -віддзеркалювач, який відбиває хвилі в зворотному напрямку. В такому випадку шукана відстань В визначається за формулою
де V - швидкість поширення електромагнітних хвиль;
ґ - інтервал часу проходження електромагнітних хвиль.
Обробка сигналу виконується безпосередньо в світловіддалемірі, а результат вимірювання виводиться на табло.
При виконанні інженерно-будівельних робіт застосовують електронні тахеометри, які дозволяють вимірювати відстані до декількох кілометрів з точністю 1 - 10 мм.
Для вимірювання відстаней до 150 м з похибкою 2 - 3 мм на будівельних майданчиках і в приміщеннях використовують лазерні рулетки, які не потребують віддзеркалювача.
Перевагами радіофізичних засобів вимірювань є:
1. висока швидкість вимірювань;
2. висока точність;
3. можливість вимірювання великих відстаней без підготовки траси. До недоліків можна віднести - високу вартість і відносно складну будову.
Вимірювання довжин ліній радіофізичними засобами.
В = -V • г,
(19)