Определение планового положения точек, определение высоты точек «экспресс-методами»

Положение точки на земной поверхности определяется двумя плановыми координатами X и Y, а также высотой Н. На картах подписываются отметки характерных точек (вершин, котловин, седловин, пересечения дорог), т.е. их высоты (расстояния по вертикали) над поверхностью в метрах.

Расстояние по вертикали от уровенной поверхности до точки на поверхности Земли называется абсолютной высотой точки [1]. Измеряются абсолютные высоты в метрах.

Относительной высотой точки называется ее высота над любой другой точкой или местным уровнем озера, реки и т.п. [1].

Условные высоты определяются от условной отметки выбранной заданной точки.

В полевых условиях при помощи нивелира определяются превышения точек, а в камеральных условиях определяются высоты точек. В зависимости от целей, для которых определяются высоты точек, оно может выполняться двумя способами: экспресс-методами и путем геометрического нивелирования [1].

Экспресс-методы заключаются в аналогичном приборе используемых приспособлений, позволяющих установить положение горизонтального луча и брать отсчет «на глаз». Экспресс-методы включают в себя ватепасовку и измерения школьным нивелиром.

Ватерпасовка – это определение превышения одной точки над другой при помощи ватерпаса (от слова «ватер» – вода) и двух реек [2]. Превышение одной точки над другой определяется по вертикальной рейке, при этом горизонтальная располагается по уровню; расстояние между двумя точками – по горизонтальной (рис. 3).

Рисунок 2. Дорожный курвиметр - прибор для измерения расстояния между двумя точками [9]

Сущность и методика выполнения работ отражена на рис. 5.

Рисунок 3. Принцип ватерпасовки [4]

Школьный нивелир представляет собой две планки, скрепленные под прямым углом (рис. 4). Расстояние от земли до горизонтальной планки – 1 м. Чтобы нивелир располагался вертикально, на горизонтальной планке посередине закрепляется отвес – нитка с грузиком, по которой проводят установку приспособления в рабочее положение и производят затем определение высоты. Визируют по верхнему ребру горизонтальной планки и замечают точку, куда падает визирный луч. Далее продвигаются по ходу.

Рисунок 4. Школьный нивелир [4]

Рисунок 5. Порядок выполнения нивелирования со школьным нивелиром [4]

Нивелирование прокладывается ходами от репера до репера. И по ходу измеряются все превышения между точками, что позволит камерально вычислить высоту каждой из них. Измерения превышений выполняются с помощью прибора, который называется нивелир и двух 3-х метровых реек с сантиметровыми делениями (рис. 6, 7). Горизонтальный луч с помощью нивелира проектируется на две рейки. Разность отсчетов по рейкам задней и передней дает искомое превышение h, или высоту одной точки над другой.

Рисунок 6. Рейка [9]

Рисунок 7. Оптический нивелир [9]

Геометрическое нивелирование выполняется в следующем порядке:

Рисунок 8. Геометрическое нивелирование «Из середины» [4]

При нивелировании из середины нивелир располагают между двумя точками примерно на одинаковых расстояниях (рис. 8, а). Эти расстояния называют «плечи». В точках устанавливают отвесно рейки с сантиметровыми делениями. Их ставят на колышек, вбитый вровень с землей, или на специальный костыль (рис. 9).

Рисунок 9. Вешка [9]

Уровень нивелира приводят на середину и берут отсчеты задней и передней реек, которые записывают журнал. Также измеряется длина плеча по рейкам. Отсчет по рейке производят по средней нити нивелира, т.е. по месту, где проекция средней нити пересекает рейку. Превышение между точками определяют по формуле: ±h = З–П, где З – отсчет назад на заднюю точку А; П – отсчет вперед на переднюю точку B.

После измерения всех превышений по ходу составляется ведомость отметок точек нивелирного хода, т.е. последовательно к исходной точке прибавляя измерения превышения с помощью отметок.

Место установки нивелира называется станцией. Несколько станций составляют секцию. Если для определения превышения между точками А и В достаточно установить прибор один раз, то такой случай называется простым нивелированием.

Если же превышение между точками определяют только после нескольких установок нивелира, такое нивелирование называют сложным или последовательным нивелирным ходом (рис. 10).

Рисунок 10. Последовательное нивелирование [4]

По полученным результатам необходимо построить профиль (рис. 11). На профиле по горизонтальной оси показано расстояние между точками нивелирного хода, а по вертикальной откладываются высоты точек хода. Точки на профиле соединяются между собой плавными или прямыми линиями. Каждая ось имеет свой масштаб: горизонтальный и вертикальный, соответственно.