5. Обоснование выбора масштаба плана и высоты сечения рельефа
Чем сложнее и плотнее застройка территории, тем крупнее должен быть масштаб съемки. Точность геодезических измерений должна соответствовать точности масштаба съемки. Она также регламентируется действующими инструкциями, руководствами, наставлениями.
Для проектирования железных дорог на стадии технического проекта используют планы масштаба 1:5000, для разработки генеральных схем реконструкции железнодорожных узлов – планы масштаба 1:2000, для проектирования переустройства существующих и составления рабочих чертежей новых железнодорожных станций и узлов – планы масштаба 1:1000, для проектирования переустройства сложных горловин станций и составления рабочих чертежей порталов тоннелей – планы масштаба 1:500.
Высота сечения рельефа на планах зависит от крутизны скатов местности, масштаба съемки. Так, для планов масштабов 1:500 и 1:1000 используется, в основном, сечение рельефа через 0,5 м; для планов масштабов 1:2000 и 1:5000 – 1 и 2 м. Чем меньше высота сечения, тем подробнее изображается рельеф местности. Средние квадратические погрешности съемки рельефа относительно ближайших точек геодезических сетей не должны превышать 1/3 – 1/2 высоты сечения рельефа.
Результаты съемок всех видов могут быть представлены в графическом виде или в виде цифровой модели местности. Для показа на контурных и топографических планах элементов местности используют действующие условные знаки.
Для решения отдельных отраслевых задач в дополнение к основным создают специализированные топографические планы, на которых различные элементы местности показывают с разной подробностью и точностью. Технические требования к таким планам излагаются в ведомственных инструкциях и руководствах, которые обязательно согласуются с Федеральной службой геодезии и картографии России. Для изображения специфической для данной отрасли нагрузки используют специальные условные знаки.
На топографических планах изображаются:
· пункты геодезических сетей;
· здания и постройки;
· железные, шоссейные и грунтовые дороги всех видов и сооружения при них;
· объекты гидротехнического и водного транспорта;
· рельеф местности с применением горизонталей, отметок точек и специальных условных знаков для показа крутых склонов;
· грунты и микроформы земной поверхности;
· границы и ограждения.
6. Современные методы и приборы наземных топографических съемок
Топографической съемкой называется совокупность полевых и камеральных работ по определению взаимного расположения выбранных характерных точек местности в плане и по высоте и построению графической (топографический план, топографическая карта) или аналитической (цифровая карта) модели местности. Выбор метода съемки определяется технической возможностью и экономической целесообразностью при этом учитываются следущие основные факторы: — размер территории, сложность рельефа, степень застроености и т.д.
Одним из основных методов наземной топографической съемки является тахеометрическая съемка. Основной особенностью этого метода является быстрота производства полевых работ, которая достигается, с одной стороны, за счет комплексного производства всех необходимых измерений одним прибором — тахеометром, а с другой — за счет перенесения основного объема работ по составлению топоплана в камеральные условия.
Комбинированной (контурно-комбинированной) съемкой называют сочетание аэрофотосъемки с наземной, применяется она в районах со слабовыраженным рельефом. Существенной особенностью этого метода съемки является то, что ситуация плана создается фотограмметрической обработкой аэроснимков, а рельеф — наземной съемкой на фотопланах, причем съемка, рельефа несколько упрощается, так как на фотоплане видны отдельные его формы.
Горизонтальная съемка предназначена для получения контурного плана, отображающего ситуацию местности, и применяется при съемке местности (в основном застроенные территории) с большим количеством контуров. Осуществляется этот метод с помощью теодолитов, эккеров и мерных приборов.
Выбор того или иного метода съемки или комбинации этих методов производится в зависимости от конкретных условий производства работ (Цели съемки, характера местности, объема работ, наличия инструментов и кадров)
Высоты сечения рельефа для топографических съёмок
Тип рельефа и свойственный ему диапазон углов наклона земной поверхности
Высоты сечения рельефа, м
Плоскоравнинный – до 1°
Равнинный – от 1 до 2°
Всхолмленный – от 2 до 4°
Пересечённый – от 4 до 6°
Горный и предгорный – более 6°
*) Возможная (не основная) высота сечения рельефа, допускаемая на картах и планах населенных пунктов в ограниченных случаях, оговариваемых техническим проектом.
**) Высота сечения рельефа, применяемая в районах мелиоративного строительства.
***) Высота сечения рельефа, не применяемая на планах населенных пунктов.
Размеры рамок для карт и планов
Средняя плотность пунктов государственной геодезической и нивелирной
сетей для создания съёмочного обоснования топографических съёмок
с применением глобальных навигационных спутниковых систем
Площадь территории, на которую должен приходиться 1 пункт государственной геодезической / нивелирной сети, км 2
застроенные и подлежащие застройке в ближайшие годы территории городов
1:2 000 и крупнее
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СБОРУ ТОПОГРАФОГЕОДЕЗИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СЪЕМОЧНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ
Основанием для выполнения съёмочных работ с применением глобальных навигационных спутниковых систем служат соответствующие структурные единицы (разделы, подразделы, пункты, подпункты) технического задания, технического проекта или программы выполнения топографо-геодезических работ на объекте.
Необходимость создания этих структурных единиц технического проекта или программы работ устанавливают техническим заданием в соответствии с указаниями (инструкциями) отраслевого назначения на проектирование топографо-геодезических и картографических работ.
При незначительных объёмах работ и простом их техническом решении, как правило, составляют программу работ, в которую применительно к использованию глобальных навигационных спутниковых систем для выполнения съёмочных работ включают краткое изложение назначения работ, их состава, сведения об исходных данных и использовании имеющихся материалов, схемы размещения проектируемых работ, их объём и сметные расчёты.
Содержание, объём, трудовые затраты, сметная стоимость, основные технические условия, сроки и организация выполнения съёмочных работ с применением глобальных навигационных спутниковых систем должны определяться соответствующими структурными единицами технического проекта (программы) * .
Проектирование работ выполняют в соответствии с действующими общеобязательными и ведомственными нормативными актами.
Материалы технического проекта, касающиеся применения глобальных навигационных спутниковых систем для выполнения съёмочных работ, должны с исчерпывающей полнотой описывать порядок получения конечных результатов – съёмочного обоснования или плана спутниковой съёмки (полевого оригинала плана, полученного в результате съёмки ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем).
Обязательным в техническом проекте является обоснование выбора масштаба съёмки и высоты сечения рельефа.
Масштабы съёмок и сечение рельефа устанавливают в зависимости от назначения и использования топографических планов, определённых подразделом 3.1 данной Инструкции, требуемой точности последующих инженерных работ (проектно-изыскательских, геологоразведочных, гидромелиоративных и т. п.). При выборе сечения рельефа необходимо учитывать крутизну скатов.
Материалы технического проекта, относящиеся к применению глобальных навигационных спутниковых систем для выполнения съёмочных работ, должны содержать текстовую, графическую и сметную части, подготовленные с учётом требований, изложенных в подразделах 6.2 и 7.1.
В текстовой части проекта отражают следующие вопросы:
1) целевое назначение проектируемых работ;
2) краткая физико-географическая характеристика района работ;
3) сведения о топографо-геодезической обеспеченности района работ;
обоснование необходимости и способов построения планово-высотной основы и выбор масштаба съёмки;
5) организация и сроки выполнения работ, мероприятия по технике безопасности и охране труда;
6) перечень топографо-геодезических, картографических и других материалов, подлежащих сдаче по окончании работ.
Графическая часть проекта содержит:
1) схему обеспечения района работ исходными геодезическими данными, топографическими и картографическими материалами с указанием границ проектируемой съёмки;
2) проект планово-высотных геодезических построений;
3) картограмму расположения участков топографических съёмок с разграфкой листов карт и планов.
В сметной части проекта приводят расчёт необходимых затрат на выполнение проектируемых работ.
Разработка материалов технического проекта на объект работ, относящихся к применению глобальных навигационных спутниковых систем для выполнения съёмочных работ, должна производиться на основании собранных полных сведений по ранее выполненным топографо-геодезическим и аэрофотосъёмочным работам. При необходимости производят полевое обследование района работ.
Проведению работ, предусмотренных техническим проектом, должен предшествовать сбор и анализ топографо-геодезических материалов, относящихся к объекту работ.
По результатам сбора и анализа материалов уточняют:
1) топографо-геодезическую изученность объекта работ (наличие материалов выполненных работ и годы выполнения, их качество и соответствие техническому заданию на выполнение работ);
2) топографо-геодезические материалы, подлежащие использованию, и те, которые не могут быть использованы при выполнении работ.
В результате сбора и анализа материалов должны быть разработаны следующие документы:
1) пояснительная записка;
2) сводный каталог исходных геодезических пунктов, составленный в принятой системе координат и высот с приложением уточнённых схем топографо-геодезической изученности объекта работ в масштабе, удобном для пользования;
3) сводная картосхема выполненных топографических работ (только геодезическое обоснование, рельеф, контурная нагрузка) с описанием степени их использования в новых работах и порядка и методов приведения координат и высот в принятую систему.
Структура радиосигнала и факторы, влияющие на его прохождение
Каждый спутник передаёт радиосигналы на двух несущих частотах – L1 и L2. В системе ГЛОНАСС значение L1 составляет около 1,6 ГГц , а значение L2 – около 1,2 ГГц. В системе GPS значение L1 составляет 1575,42 МГц, а значение L2 – 1227,60 МГц.
На частоте L1 передаётся радиосигнал стандартной точности, радиосигнал высокой точности и служебная информация; на частоте L2 – радиосигнал высокой точности и служебная информация.
К факторам, влияющим на прохождение радиосигнала, относятся механические препятствия, отражающие объекты, радиопомехи, влияние ионосферной и тропосферной рефракции.
Препятствия, такие как здания и сооружения, густая растительность и крупные предметы, при их нахождении на прямой, соединяющей спутник и приёмник (независимо от продолжительности нахождения), исключают возможность наблюдения этого спутника. Линии электропередач, провода и кабели диаметром до 2 – 3 см не являются препятствиями для прохождения радиосигнала.
Объекты, отражающие радиосигнал, находящиеся вблизи приёмника (на расстояниях менее 50 м), в большей или меньшей степени, в зависимости от расстояния и площади поверхности объекта, создают эффект многопутности, понижающий точность спутниковых определений. К таким объектам относятся искусственные сооружения и крупные предметы, особенно металлические. Во избежание появления эффекта многопутности в процессе работ необходимо следить, чтобы точки съёмочного обоснования не попадали в зоны, близкие к крупным металлическим объектам (опорам высоковольтных линий электропередач, нефтеналивным бакам и т. п.). Влияние многопутности на точность спутниковых определений обычно незначительно для точностей, реализуемых при развитии съёмочного обоснования и съёмке ситуации и рельефа, и, таким образом, не исключает возможности проведения этих работ.
Радиопомехи, создаваемые источниками радиосигналов (мощными радиостанциями), находящимися на расстоянии менее 1 км от приёмника, а также подвесными высоковольтными линиями электропередач, находящимися на расстоянии менее 50 м от приёмника, понижают точность спутниковых определений. Необходимо избегать размещения спутниковых приёмников вблизи этих объектов.
При выполнении спутниковых определений не рекомендуется наблюдать спутники, возвышение которых над горизонтом составляет менее 15°, т. к. в противном случае полученные данные будут значительно искажаться влиянием атмосферной рефракции.
Влияние конфигурации спутникового созвездия на точность спутниковых определений. Фактор понижения точности (DОP)
Точность спутниковых определений зависит от конфигурации спутникового созвездия в период выполнения приёма.
Влияние конфигурации спутникового созвездия на точность спутниковых определений характеризуется фактором понижения точности DOP (dilution of precision), представляющим собой отношение средней квадратической погрешности определения местоположения к средней квадратической погрешности измерения расстояний до наблюдаемых спутников. Фактор DOP имеет несколько видов, основные из которых приведены в табл.
6.1 Рельеф земной поверхности и его изображение на планах и картах
Совокупность неровностей физической поверхности Земли называется рельефом земной поверхности. При большом разнообразии форм рельефа можно выделить следующие его основные формы.
Гора — возвышенность в виде купола или конуса. Гора имеетвершину — самую возвышенную ее часть,скатыилисклоны, направленные от вершины во все стороны иподошву—линию, разделяющую скаты от равнины.Если возвышенность ниже 200 м относительно окружающей местности, ее называют холмом.
Котловина — чашеобразная вогнутая часть земной поверхности. Котловина имеетдно— самую нижнюю ее часть,скаты,направленные от дна во все стороны ибровку —линию перехода скатов в равнину.Небольшая котловина называется впадиной.
Хребет — возвышенность, вытянутая в одном направлении. Основнымиэлементамихребта являютсяводораздельная линия, скаты и подошвы.Водораздельная линия идет вдоль хребта, соединяя наиболее высокие его точки.
Лощина, в противоположность хребту,— углубление, вытянутое в одном направлении. Лощина имеет водосливную линию, скаты и бровку. Разновидностями лощины являются дол и на, ущелье, овраг и балка.
Седловина — перегиб хребта между двумя вершинами(рисунок 15, б).
Существуют различные способы изображения рельефа на планах и картах. Наиболее удобным является способ горизонталей.
Рисунок 15 — Изображение рельефа местности горизонталями
Сущность этого способа заключается в следующем. Поверхность участка Земли через равные промежутки h мысленно рассекают горизонтальными плоскостями (рисунок 15, а). Пересечения этих плоскостей с поверхностью Земли образуют кривые линии, которые называются горизонталями. Горизонталь— это замкнутая кривая линия, соединяющая точки земной поверхности с одинаковыми высотами. Полученные горизонтали проектируют на горизонтальную плоскость PQ, а затем наносят на план или карту в соответствующем масштабе. Расстояние между соседними горизонталями в плане ab = d называется заложением. Чем больше заложение, тем меньше крутизна ската и наоборот. Для того, чтобы на плане отличить гору от котловины, к некоторым горизонталям по направлению ската ставятся черточки, называемые бергштрихами. Кроме того, надписи на горизонталях, указывающие их отметки, делаются так, чтобы верх цифры всегда был направлен в сторону повышения.
Расстояние между секущими плоскостями h называется высотой сечения. Для данного листа плана или карты эта величина постоянная. Высота сечения рельефа принимается в зависимости от характера рельефа и масштаба карты. За нормальную высоту сечения берут величину, которая соответствует 0,2 мм в масштабе плана. Например, при масштабе плана 1:5000 нормальная высота сечения будет равна 1 м. Эта высота сечения может быть изменена в ту или другую сторону в зависимости от характера рельефа. Так для равнинных районов она может быть уменьшена, а для горных — увеличена.
Принятые в странах СНГ значения высот сечения на топографических планах и картах приводятся в таблице 4.
Если при данной высоте сечения изменения рельефа не улавливаются горизонталями, то применяют дополнительные горизонтали с половинной высотой сечения, называемые полугоризонталями, которые проводятся пунктиром.
Горизонтали на плане или карте вычерчиваются цветом жженой сиены. Для удобства чтения карты некоторые горизонтали утолщают.При высоте