Рисунок 2.3 – Оформление рамки плана и размещение подписей
Точки А, Б, В, Г, Д, Е, характеризующие положение берегов реки на плане, наносятся путем угловой засечки (см. рисунок 2.1,б и расположенную рядом таблицу). Эти точки на оформленном плане не показываются.
Для вычерчивания плана теодолитно-тахеометрической съемки необходима тушь черного, зеленого и коричневого цветов.
Условные обозначения точки теодолитного хода, луга, редкого леса, строящейся дороги с покрытием, фруктового сада, деревянного забора, ЛЭП и координатная сетка с надписями выполняются черной тушью. Горизонтали и их отметка изображаются коричневой тушью (толщина основных горизонталей - 0,1 мм, основных утолщенных - 0,25 мм), берега реки - зеленой (толщина 0,2 мм).
Положение реечных точек тахеометрической съемки 1,2,3....20 (см. рисунок 2.2) устанавливается методом полярных координат. Например, чтобы нанести на план точку 7 (см. рисунок 2.2,а и таблицу 2.3) необходимо от линии I-II по ходу часовой стрелки при помощи транспортира построить угол 48°45¢ и на стороне угла от точки I отложить отрезок 35,8 м (в масштабе плана 35,8 мм).
Около реечной точки подписывается ее номер (в числителе) и отметка (в знаменателе). Например: 
. Такая запись оставляется на плане.
Горизонтали проводятся путем интерполирования отметок реечных точек. Вуальный способ интерполирования включает следующие действия (рисунок 2.4).
Рисунок 2.4 – Проведение горизонталей визуальным способом
1. Соседние точки соединяются карандашом и на полученных линиях визуально намечаются горизонтали, кратные заданной высоте сечения рельефа. На рисунке 4 между точками 1 и 2 проходит одна горизонталь 26 метров при заданной высоте сечения 1 м. Расстояние от этой горизонтали до точки 1 составляет 0,9, а до точки 2 – 0,3 от заложения, соответствующего 1 м по высоте рельефа. Между точками 2 и 3 проходят две горизонтали 27 и 28 метров с соответствующими заложениями 0,7, 1,0, 0,5 и т. д.
2. Намеченные следы горизонталей между точками соединяются плавными линиями и изображаются коричневым цветов. В разрывах горизонталей тем же цветом указываются высоты горизонталей, при чем верх цифр должен быть направлен в сторону подъема (см. на рисунке 2.4,б горизонталь 27 метров).
Через здания, дороги, водоемы и искусственные сооружения горизонтали не проводятся.
После полевого контроля черной тушью изображаются линии тахеометрического хода, реечные точки, местные предметы, линии дорог, границы угодий, условные знаки лесных массивов, луговая растительность, кустарники и пр.
После составления плана в карандаше его проверяют, при необходимости корректируют, а затем приступают к вычерчиванию в туши, применяя условные топографические знаки, приведенные на рисунке 2.5.
| Точка теодолитного хода | 
| Фруктовый сад |
| Луг | 
| Сплошной деревянный забор |
| Редкий лес | 
| ЛЭП низкого напряжения |
| Строящаяся дорога с покрытием | 
| Пешеходная тропа |
| Рисунок 2 5 – Условные знаки для топографических планов масштаба 1:1000 | |||
Результаты вычислительных и графических работ оформляются в виде отчета, состоящего из титульного листа (номер страницы этого листа №1, он не подписывается), вторая и последующие страницы подписываются: стр. 2 – это таблица 2.1 (журнал теодолитной съемки), стр.3 – абрис, стр. 4 – журнал тахеометрической съемки, стр. 5 – ведомость вычисления прямоугольных координат, стр. 6. –условные знаки, стр. 7 – план теодолитно-тахеометрической съемки.
Пример оформления плана участка местности приводится на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Образец построения топографического плана
2.6 Темы заданий по УИРС и НИРС
2.6.1 Погрешность определения площадей с использованием палетки
По координатам точек построенного замкнутого теодолитного хода вычисляется площадь полигона по формулам:
,
,
т. е. площадь полигона S равняется половине суммы произведений ординат каждой точки на разность абсцисс предыдущей и последующей точек или половине суммы произведений абсциссы каждой точки на разность ординат последующей и предыдущей точек.
Вычерчиваются на кальке квадратные сетки со стороной квадрата, равной 2 см, 1 см и 0,5 см (палетки). Палетка накладывается на полигон и определяется его площадь. Затем палетка смещается и определяется эта же площадь второй раз. Из двух определений вычисляется среднее значение площади, если расхождение между этими определениями не превышает 1:100 определяемой площади
Средние значения площадей вычисляются по палеткам с разными квадратами.
Погрешность определения площади палеткой находится по формуле
,
где П - относительная погрешность определения площади палеткой;
S - площадь полигона, вычисленная по аналитической формуле;
Sср - площадь полигона, полученная с использованием палетки.
Полученные данные анализируются и формулируются выводы.
2.6.2 Погрешность определения площадей с использованием планиметра
Перед измерением площади полигона вычисляется цена деления планиметра путем тройного обвода известной площади S по формуле
,
где с - цена деления планиметра;
S - известная площадь;
DО - средняя разность отсчетов по планиметру,
, вычисляется, если разности отсчетов DО1, DО2 и DО3 отличаются не более чем на 2 единицы при площади до 200 делений, 3 единицы при площади 200 – 2000 делений и 4 единицы при площади свыше 2000 делений.
Пример измерений и вычислений приводится в таблице 2.5.
Таблица 2.5. – Определение цены деления планиметра
| Отсчеты по планиметру | Разность отсчетов | Средняя разность отсчетов | Известная площадь S, м2 | Цена деления планиметра с, м2/дел. |
| О1 = 3455 | ||||
| DО1 = 111 | ||||
| О2 = 3566 | ||||
| DО2 = 113 | DО = 112 | 50000 | 446 | |
| О3 = 3679 | ||||
| DО3 = 112 | ||||
| О4 = 3791 |
Полигон обводится дважды планиметром и вычисляется площадь полигона:
,
где с – цена деления планиметра;
DО – средняя разность отсчетов по планиметру при двух обводах площади.
Вычисляется погрешность определения площади планиметром по формуле
. (2.1)
Данные измерений и вычислений анализируются и формулируются выводы.
2.6.3 Установление зависимости между погрешностью определения площади палеткой и размером окна палетки
Строятся графики, на которых по оси абсцисс откладывается величина "окна" палетки, а по оси ординат - величины погрешностей.
Графики анализируются и формулируются выводы.
2.6.4 Установление зависимости между погрешностью определения площади планиметром и количеством обводов полигона
По формуле (2.1) вычисляются погрешности определения площади полигона при одном, двух, трех, четырех и пяти обводах.
Строятся графики, на которых по оси абсцисс откладывается число обводов площади, а по оси ординат - погрешность обвода.
Графики анализируются, и формулируется заключение.
2.6.5 Установление закономерностей в процессе определения погрешностей площадей
Данные измерений, полученные группой студентов, обрабатываются методами математической статистики. Устанавливаются зависимости между погрешностями определения площадей и влияющими факторами.
Результаты исследований сравниваются с положениями учебников, научных статей. По результатам анализа формулируются выводы и практические предложения.
3 ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ
3.1 Устройство нивелира
Нивелир – это геодезический инструмент, позволяющий измерять превышения между точками на земной поверхности
Составные части нивелира приводятся на рисунке 3.1.
|
Рисунок 3.1 – Нивелир: 1 – окуляр; 2 – фокусировочное кольцо сетки нитей; 3 – механический визир; 4 – объектив; 5 – трибка фокусирующей линзы (кремальера); 6 – закрепительный винт трубы; 7 – наводящий (микрометренный) винт; 8 – установочный (круглый) уровень; 9 – исправительные винты установочного уровня; 10 – элевационный винт трубы. 11 – треугольная подставка; 12 – подъемные винты; 13 – пружинящая пластина; 14 – цилиндрический уровень; 15 пузырек цилиндрического уровня –; 16 – исправительные винты цилиндрического уровня; 17 – исправительные винты сетки нитей |
|
При геометрическом нивелировании используются нивелирные рейки с прямым или обратным изображением отсчетных шкал. Нивелирная рейка на рисунке 3.2 состоит из двух брусков двутаврового сечения, соединенных между собой металлической фурнитурой. Это позволяет складывать рейку для транспортирования.
| 
|
| Рисунок 3.2 – Рейка нивелирная | Рисунок 3.3 – Поле зрения трубы нивелира: 1 – изображения концов пузырька уровня; 2 – дальномерные штрихи |
На рисунке 3.2 показана нивелирная рейка с обратным изображением шкалы. На такой рейке цифры дециметровых делений (например, «14», «15») перевернуты. Белые и черные деления соответствуют 10 мм. Отсчеты по рейке берутся до «мм», которые определяются визуально («на глаз»). В поле зрения трубы нивелира (рисунок 3.3) начало шкалы «00» находится вверху и отсчеты увеличиваются сверху вниз.
Рейка имеет градуировку на обеих сторонах. Сантиметровые деления наносят по всей длине рейки с погрешностью 0,5 мм и оцифровывают через 1 дм. На основной стороне рейки деления черные на белом фоне, на другой (контрольной) – красные на белом фоне. Для удобства и быстроты установки нивелирные рейки иногда снабжают круглыми уровнями и ручками. На торцах нивелирной рейки укрепляют пятки в виде металлических полос толщиной 2 мм.
Рейки устанавливают вертикально «на глаз» или с помощью уровня. Если уровня нет, отсчет по рейке берут при покачивании рейки в сторону нивелира и от него. Из всех видимых отсчетов берут наименьший, который соответствует отвесному положению рейки. Отсчеты по рейкам (рисунок 3.3) производят по средней нити нивелира. Отсчет записывают в миллиметрах.
На рисунке 3.3 отсчет составляет 1712 (семнадцать двенадцать).
Система призм уровня при трубе передает изображения концов пузырька уровня в поле зрения окуляра 1 (см. рисунок 3.3) зрительной трубы. Окуляр зрительной трубы обеспечивает перемещение в диапазоне ±5 диоптрий. При горизонтировании нивелира изображения концов пузырька уровня при трубе (рисунок 3.3) совмещаются с помощью элевационного винта 10 (рисунок 3.1).
3.2 Подготовка нивелира к работе
Штатив устанавливают таким образом, чтобы его верхняя часть (столик) была примерно горизонтальной, что достигается изменением длин ножек штатива. Нивелир закрепляется на штативе при помощи станового винта. Вращая подъемные винты в разные стороны добиваются установки пузырька круглого уровня в среднее положение (нульпункт). Открепляют закрепительный винт трубы и держась за него наводят трубу на рейку при помощи визира. Точное визирование осуществляется при помощи микрометренного (наводящего) винта. Смотрят в окуляр трубы, добиваются резкого изображения сетки нитей при помощи фокусировочного кольца, и, вращая кремальеру, устанавливают четкое изображение шкалы рейки. Вращая элевационный винт, добиваются совмещения концов пузырька уровня (на рис. 3.3 позиция 1) и берут отсчет по средней нити сетки (на рис. 3.3 отсчет 1712).
3.3 Измерение превышений и вычисление высот
В аудитории устанавливают три рейки. Условно будем считать, что первая рейка установлена на заднем пикете (ПК0), вторая – на промежуточной (плюсовой точке ПК0+30), а третья – на переднем пикете ПК1. Для имитации рельефа местности рейки в аудитории устанавливают на разных высотах, применяя различные подставки. Схема геометрического нивелирования приводится на рис. 3.4.
