Виды топографических съемок

Топографической съемкой называют комплекс полевых и камераль­ных работ по определению взаимного планово-высотного расположения характерных точек местности, выполняемых с целью получения топогра­фических карт и планов, а также их электронных аналогов — электрон­ных карт (ЭК) и цифровых моделей местности (ЦММ).

Если съемку выполняют только для получения плана местности без изображения рельефа, то такую съемку называют ситуационной или го­ризонтальной.

Если в результате съемки должны быть получены план и цифровая модель местности или карта с изображением рельефа, то такую съемку называют топографической.

В зависимости от основного используемого прибора различают не­сколько видов съемок.

Теодолитная съемка выполняется с помощью теодолита и мерных приборов. В современных условиях в качестве мерных приборов исполь­зуют светодальномеры. Поэтому теодолитную съемку удобнее всего про­изводить теодолитом со светодальномерной насадкой или электронным тахеометром. Теодолитные съемки используют для создания ситуацион­ных планов и карт масштаба 1:2000,1:5000 и 1:10 000. Ее широко исполь­зуют для съемки полосы вдоль трассы автомобильных дорог, для съемки долины реки при изысканиях мостовых переходов.

Тахеометрическая съемка выполняется с помощью теодолитов и та­хеометров (номограммных или электронных). Особенно эффективной та­хеометрическая съемка оказывается при использовании в качестве основ­ного прибора электронных тахеометров. В настоящее время это один из основных методов съемки подробностей и рельефа местности. Служит для получения топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) масштабов 1:500, 1:1000 и 1:2000 при изысканиях инженерных сооружений (дорог, мостовых переходов, развязок движения, гидромели­оративных систем и т. д.). Достоинствами тахеометрической съемки яв­ляется возможность автоматизации процесса сбора и регистрации дан­ных с последующим широким использованием средств автоматизации и вычислительной техники для обработки данных и подготовки топогра­фических планов и ЦММ.

Мензульная съемка осуществляется с использованием двух приборов: мензулы и кипрегеля, с помощью которых непосредственно на местности получают топографический план. Это устаревший вид топографической съемки, который несмотря на одно явное достоинство, связанное с воз­можностью непосредственного контроля качества производимых работ, страдает существенными недостатками, такими как: выполнение всего комплекса работ в полевых условиях, невозможность использования средств автоматизации и вычислительной техники для сбора, регистра­ции и обработки данных, проблемы с подготовкой топографических пла­нов на графопостроителях и с подготовкой ЦММ. В настоящее время уже практически не используется.

Нивелирование поверхности по квадратам с помощью нивелира и землемерной ленты для получения топографических планов и ЦММ. Нивелирование поверхности особенно эффективно при использовании регистрирующих (электронных) нивелиров. Поскольку съемку осущест­вляют горизонтальным лучом визирования нивелира, то область ее при-

Менения ограничена равнинными участками местности. Именно по этой причине последняя находит применение при изысканиях аэродромов. Кроме того, результаты съемки нивелированием по квадратам являются готовой ЦММ в узлах правильных прямоугольных сеток.

Фототеодолитная съемка производится с помощью специального прибора — фототеодолита, который представляет собой комбинацию теодолита и высокоточной фотокамеры. При фотографировании участка местности с двух точек базиса можно получить стереоскопическую мо­дель местности, при камеральной обработке которой можно подготовить топографический план в горизонталях и ЦММ. Это один из наиболее пер­спективных видов топографических съемок, требующий минимальных затрат труда в полевых условиях, с перенесением основного объема рабо­ты по получению исходной информации о местности в камеральные ус­ловия с максимальным привлечением средств автоматизации и вычисли­тельной техники. Фототеодолитная съемка — это дистанционная топо­графическая съемка, использование которой оказывается особенно эф­фективным в открытой пересеченной и горной местности, а также при обследовании существующих инженерных сооружений.

Аэрофотосъемка производится с помощью специальных высокоточ­ных фотокамер — аэрофотокамер АФА, устанавливаемых на летатель­ных аппаратах или искусственных спутниках Земли. В отличие от фото­теодолитной съемки, где луч фотографирования практически горизонта­лен, аэрофотосъемка производится при практически отвесном луче фото­графирования. Получаемые стереоскопические модели местности легко поддаются обработке в камеральных условиях с широким привлечением средств автоматизации и вычислительной техники. Аэрофотосъемка, по­зволяющая с минимальными затратами труда в поле готовить в камераль­ных условиях топографические планы и ЦММ, чрезвычайно эффективна и находит широкое применение в практике изысканий инженерных объ­ектов.

Развитие методов электронного фотографирования и автоматизиро­ванной обработки электронных фотографий приведет в будущем к еще более широкому применению этого современного вида топографических съемок.

Комбинированная съемка представляет собой сочетание аэросъемки и одного из видов наземных топографических съемок. Эффективна в рай­онах со слабовыраженным рельефом, когда ситуационные особенности местности устанавливают по аэрофотоснимкам, а рельеф — по материа­лам одного из видов наземных топографических съемок.

Наземно-космическая — один из самых перспективных видов топо­графических съемок, основанный на использовании систем спутниковой навигации «ОР8» (С1оЬа1 Розкюпт§ 8уз1ет). В этой системе специаль­ные искусственные спутники Земли используют в качестве точно коорди­нированных подвижных точек отсчета, по положению которых определя­ют трехмерные координаты характерных точек местности наземным ме­тодом с помощью приемников спутниковой навигации «СР8». Очевидно в ближайшем будущем наземно-космическая съемка вытеснит многие традиционные виды наземных топографических съемок.

Любые виды топографических съемок требуют создания планово-вы­сотного съемочного обоснования. Принцип «от общего к частному» в полной мере реализуется при выполнении любых видов топографических съемок: создание планово-высртного съемочного обоснования, съемка подробностей местности, подготовка топографического плана и ЦММ.

ВИДЫ НИВЕЛИРОВАНИЯ

Измерения, производимые для определения высот точек местности или их разностей (превышений), называют нивелированием.

В зависимости от того, какими методами определяются высоты точек местности или превышения между ними, различают следующие виды ни­велирования: геометрическое, тригонометрическое, физическое, меха­ническое, стереофотограмметрическое и наземно-космическое.

Геометрическое нивелирование — это один из наиболее распростра­ненных методов нивелирования, основанный на использовании горизон­тального луча визирования геодезического прибора — нивелира.

Тригонометрическое нивелирование основано на использовании на­клонного луча визирования теодолита или тахеометра. Тригонометри­ческое нивелирование в настоящее время широко используют в практике изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации инженерных объектов. Особенно часто его используют при выполнении тахеометри­ческих съемок местности.

Физическое нивелирование позволяет определять высоты точек мест­ности или превышения между ними в результате использования различ­ных физических явлений и процессов, при этом различают:

барометрическое нивелирование, основанное на использовании свой­ства уменьшения атмосферного давления с увеличением высоты точки. В связи с.невысокой точностью определения высот точек и превышений по разности атмосферного давления в инженерном деле барометрическое нивелирование практически не используют;

гидростатическое нивелирование основано на использовании зако­нов равновесия жидкости в сообщающихся сосудах. Находит примене-

ние как один из способов передачи высот через водные преграды (напри­мер, при изысканиях паромных переправ, мостовых переходов и т. д.);

радиолокационное нивелирование, в котором используют скорость распространения прямых и отраженных электромагнитных волн от ис­точника радиоизлучения до исследуемой точки местности и обратно, на­ходит широкое применение при выполнении аэрофотосъемок для опре­деления с помощью радиовысотомера высоты полета летательного аппа­рата, с которого осуществляется аэрофотосъемка;

механическое нивелирование осуществляют с помощью механиче­ских или электромеханических приборов, автоматически фиксирующих продольный профиль местности по линии, вдоль которой этот прибор пе­ремещается. Иногда используют при съемке продольного профиля суще­ствующих автомобильных дорог;

стереофотограмметрическое нивелирование производят по парам снимков одной и той же местности, снятых с разных точек, с использова­нием стереофотограмметрических приборов различных конструкций или персонального компьютера. Один из наиболее перспективных и широко используемых видов нивелирования;

наземно-космическое нивелирование основано на использовании сис­тем и приборов спутниковой навигации («ОР8»). Приборы спутниковой навигации позволяют практически мгновенно определять координаты точек местности (в том числе и высоты). Наземно-космическое нивелиро­вание в настоящее время является одним из наиболее эффективных и пер­спективных.