Геодезия и топография

 

 
Реферат

 
по дисциплине «Геоинформационные системы» 
 

«Геодезия и топография» 
 
 
 
 

 

Выполнил: 
 
Руководитель: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

Введение  3

Топографическая съемка  3

Топоплан 5

Геодезические сети  6

Список литературы и Интернет-ресурсов  9 
 
 

Введение

Геодезия - наука,  изучающая форму и размеры Земли, геодезические приборы, способы измерений и изображений земной поверхности на планах, картах,  профилях и цифровых моделях местности. В современной геодезии находят применение новейшие измерительные средства, используют последние достижения в физике, механике, электронике, оптике, вычислительной технике.

Топография  (от «топос» – место, «графос» – пишу) – наука, изучающая геометрию земной поверхности и разрабатывающая способы изображения её на плоскости. Основная задача топографии – получение точных данных о земной поверхности и расположении на ней природных и созданных человеком объектов. Основной метод – топосъемка (полевые работы + обработка результатов (камеральные работы)), конечным результатом которых является создание топографической карты.

   

Полевая  работа,  которая  производится  в целях получения  карт, планов и профилей,                                            называется съемкой.  Снять некоторые точки местности   –это значит определить их положение  на плане или карте.  В зависимости от назначения  съемки объектами, подлежащими съемке, могут   быть  различные  предметы антропогенного и естественного                                                          характера, как на земной поверхности, так и под нею. Совокупность снимаемых объектов называют ситуацией.

Топографическая съемка

Топографическая съемка − комплекс полевых и камеральных работ, имеющих целью изображение на бумаге условными знаками в заданном масштабе местных предметов и рельефа участка земной поверхности. Топографические съемки разделяются на виды в зависимости от применяемых приборов. Для получения планов небольших участков местности и сравнительно невысокой точности применяют эккерые и буссольные съемки (эккер и буссоль − простейшие геодезические приборы), а более точных планов участков, занимающих площади в несколько сотен и тысяч га, − теодолитные и мензульные съемки (теодолит и мензула – более сложные приборы). При необходимости изобразить на плане небольших участков рельеф местности применяют тахеометрическую съемку (т ахе о − быстро). Основным видом съемки для значительных территорий являются аэрофототопографическая и космическая съемки. Для горной и всхолмленной местности применяют фототеодолитную съемку, состоящую в том , что местность фотографируют фототеодолитами, после чего при помощи специальных приборов по фотоснимкам составляют план местности. Иногда возникает необходимость произвести съемку местности быстро и хотя бы приближенно. В этом случае применяют глазомерную съемку.

Планы и карты создаются в основном методами аэрофотосъемки,  но на небольших  участках их получают наземными съемками,  которые различают по видам используемых основных приборов:

     1) теодолитная - теодолит и лента;

     2) мензульная - мензула и  кипрегель;

     3) тахеометрическая - тахеометр;

     4) нивелирование по квадратам  - нивелир;

     5) фототопографическая съемка - фототеодолит.

      Для различных видов строительства  и в зависимости от стадии  проектирования (техническое проектирование и  рабочие  чертежи)  выбирают масштаб съемки.  От масштаба зависит  точность планов и карт. Так, максимальная точность  масштаба  1:1000  характеризуется  величиной  t=0.1^.1000 = 0.10 м. В соответствии с действующими нормативными документами (СНБ 1.02.01-96.  Инженерные изыскания для строительства) средняя погрешность в изображении на планах предметов с четкими очертаниями не должна превышать 0.5 мм относительно ближайших точек съемочного  обоснования,  погрешность в изображении рельефа - 1/3 высоты сечения рельефа горизонталями.

      Топосъемка  производится относительно пунктов  съемочного обоснования,  созданного теодолитно-нивелирными ходами, и  состоит из полевых и камеральных  работ.

      Полевые работы включают:

     - рекогносцировку  - предварительный  осмотр местности;

     - закрепление точек съемочного  обоснования и привязка их  к  местным предметам линейными  промерами;

     - измерение горизонтальных углов  и длин сторон;

     - съемку элементов ситуации и  рельефа местности.

      К камеральным  работам  относят:

    - вычисление координат и высот  пунктов теодолитно-нивелирных ходов;

    - нанесение на план этих пунктов;

    - построение  на  плане  элементов  ситуации и характерных высотных  точек с полевых журналов и  абрисов;

    - проведение  горизонталей  и   вычерчивание плана в соответствии  с условными топографическими  знаками. 
 

В настоящее  время в топографии используются три вида съемок, результаты которых  распознаются при помощи современных  компьютерных технологий.  

Наземная топографическая  съемка

Этот вид съемки применяется на участках малой площади  или участках «сложной» территории – гористой или пересеченной местности. Сначала выполняется натурная съемка, затем, особенно на горной местности, –  фототеодолитная, которая в свою очередь состоит из двух этапов работ: первый ведется на местности при  помощи фототеодолита, второй – фотограмметрических  приборах.  

Аэрофотосъемка

Такой вид съемки является наиболее распространенным приемом  создания топографических карт. Выделяют два вида аэрофотосъемки. Первый вид  – комбинированная съемка – выполняется  непосредственно на местности и, помимо собственно фотографирования включает в себя такие виды топографо-геодезических  работ как построение плановой и высотной основы карты, отрисовка рельефа и дешифрирование предметов и контуров на фотоплане. Второй вид – стереотопографическая съемка – охватывает работы, как на земле, так и на воздухе. В полете выполняется аэрофотографирование и радиогеодезические работы по созданию съемочного каркаса карты. На местности строится опорная геодезическая сеть, дешифруются эталонные участки. Не отобразившиеся на аэроснимках объекты наносятся инструментально.  

Космическая топографическая  съемка

Процесс космической  съемки, как понятно из названия, выполняется из космоса. Результаты применяются при изготовлении обзорно-топографических  и мелкомасштабных карт для неосвоенных  и малоизученных территорий. Кроме  того, космическая съемка используется для выявления территорий, для  которых должны быть созданы крупномасштабные топографические карты.

Топоплан

Поверхность земли  изображают на плоскости в виде планов, карт, профилей. При составлении  планов сферическую поверхность  земли проецируют на горизонтальную плоскость и полученное изображение  уменьшают до требуемого размера. Как  правило в геодезии применяют  метод ортогонального проецирования. Сущность его состоит в том, что  точки местности переносят на горизонтальную плоскость по отвесным линиям, паралельным друг другу и  пенпендикулярным горизонтальной плоскости. Полученное изображение уменьшают  с сохранением подобия фигур. Такое уменьшенное изображение  наз планом местности. План – это  уменьшенное подобное изображение  горизонтальной проекции участка поверхности  Земли с находящимися на ней объектами.

Топоплан- картогр-е изображение на плоскости в ортогональной проекции в крупном масштабе ограниченного участка местности, в пределах которого кривизна уровенной поверхности не учитывается

      Отличительные признаки  плана  и  карты: 

      1) На планах изображается меньшая  площадь,  нет  искажений   длин линий и углов. 

      2) На планах не учитывается кривизна  Земли. 

      3) На  планах  используют  более   крупные масштабы: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000;

           на картах - 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

      4) На планах нет параллелей и  меридианов, а имеется только  координатная сетка.

5) Различается  номенклатура,  т.е. система разграфки  и обозначений отдельных листов  карт и   планов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Геодезические сети: государственная, сгущения, съемочное  обоснование. Геодезический  пункт. Высотные знаки 

      Государственная геодезическая сеть (ГГС)  представляет  совокупность пунктов с известными координатами и высотами, равномерно расположенных на всей территории страны.  ГГС создается для распространения  на территории республики единой системы  координат и высот, которые определяются для геодезических пунктов (ГП),  закрепленных на местности. ГП состоит  из  знака  и центра (рис.13).  Знак представляет собой устройство или сооружение,  обозначающее положение  ГП на местности и  необходимое  для взаимной видимости между  смежными пунктами. Центр является носителем координат и высот (X,Y,H), определяемых с погрешностью до 1 мм.

      

           

                                        

                                        

                                         

а) центр         б) пирамида         в) сигнал 

Рис.13.Схемы  геодезических пунктов 

      ГГС делится на плановую и высотную. Плановая ГГС создается астрономическими или геодезическими методами. Высотная ГГС создается методами геометрического нивелирования, т.е. горизонтальным лучом визирования.

      С целью увеличения числа плановых и высотных пунктов на единицу  площади строятся сети сгущения, на основе которых создается съемочное  обоснование. На примере учебного комплексного задания 1 можно предположить: пунктом  ГГС является пункт триангуляции «Грабово»; сети сгущения - пункты полигонометрии 511, 512, 513; съемочного обоснования –  пункты 1,2,3,В1.     Пункты высотной  сети закрепляется на местности реперами.

      Репером называется знак предназначенный для долговременного и надежного закрепления на  местности высоты точки.  Реперы по конструкции различают грунтовые и стенные.

       В зависимости  от  точности геометрическое нивелирование  делится на четыре класса и техническое.  Для технического нивелирования  предельно допустимая погрешность  определяется по формуле

f_hдоп.=30ммÖL,

где L - число километров.

      В отдельных случаях, когда неизвестна длина нивелирного хода

f_hдоп.=10ммÖn,

где n - число нивелирных станций. 
 

      Конечной  целью построения ГС является определение  координат геодезических пунктов. Существуют следующие методы построения ГС:

1) Триангуляция - метод построения на местности ГС в виде треугольников, у которых измерены все углы и базисные выходные стороны (рис.14.1). Длины остальных сторон вычисляют по тригонометрическим формулам (например,  a=c^.  sinA/sinC,  b=c ^. sinA/sinB), затем находят дирекционные углы (азимуты) сторон и определяют координаты.

2) Трилатерация - метод построения ГС в виде треугольников,  у которых измерены длины сторон (расстояния между геодезическими  пунктами), а углы  между сторонами вычисляют.  Например,  на  рис.14  имеем                        

      cosA=(b²+c²-a²) / 2bc. 

      

 

 
 

 

Рис.14.1. Схема геодезической сети в виде триангуляции