Лекция інженерно-топографічнии план

1 Чим основні великомасштабні плани відрізняються від спеціалізованих.

Великомасштабні топографічні плани, які мають масштаб 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 та 1:500, поділяють на основні, призначені для вирішення загально топографічних завдань (наприклад, у містах та промисло­вих районах) та спеціалізовані (вишукувальні, виконавчі, інвентаризаційні, кадастрові, тощо).

Основні великомасштабні плани складаються згідно з вимогами нормативних документів Укргеодезкартографії і Інструкції з топо­графічного знімання у вищевказаних масштабах [4], з відображенням усіх об'єктів, контурів та елементів рельєфу територій у прийнятих умовних знаках.

При складанні спеціалізованих планів, крім вищевказаних вимог державного картографування, враховують вимоги відомчих інструкцій, державних будівельних норм (ДБН) та спеціальних вимог, закладених у технічному завданні на виконання робіт. При цьому допускається використовувати і відомчі умовні знаки для відображення об'єктів та контурів місцевості, особливо, при зніманні підземних інженерних мереж, залізничних вузлів тощо.

2 Які види інженерно-топографічних планів існують

Залежно від призначення розрізняють:

- вишукувальні;- виконавчі;- інвентаризаційні плани;- кадастрові плани

Перші складають під час вишукувань для вибору оптимального варіанта розміщення об'єкта будівництва (генерального або детального плану, траси транспортної магістралі тощо), другі – в процесі будівництва для контролю відповідності побудованої споруди проекту, треті - для експлуатації споруд, облі­ку, технічного обслуговування, ремонту підземних комунікацій тощо

3 Чим характеризується точність плану

Точність плану характеризується величинами сумарних СКП планового і висотного положення точок ситуації та рельєфу. Якщо врахувати, що кожна точка плану визначається на місцевості за координатами, то СКП її планового положення -
знаходять за формулою:

(4.1)

де
(4.2)

похибки вимірювання координат точки, в які входять похиб­ки побудови планової знімальної основи, похибки знімання, графічних побудов при складанні графічного або фотограмметричного плану та їх деформацій.

Згідно з Інструкцією [13] СКП точки ситуації відносно найближчих пунктів знімальної основи не може перевищувати 0,5 мм на плані будь-якого масштабу для чітких контурів на забудованих територіях і 0,9 мм - для лісових насаджень і в гірських районах. Проте залежно від завдань проектування вимоги до взаємного положен­ня контурів можуть змінюватися як в сторону зменшення вимог, так і їх збільшення. Наприклад, в випадку розміщення об'єкта на території з капітальними і висотними будинками вказану похибку зменшують до 0,2 мм, а на незабудованій території вона може бути збільшена до 0,5 мм в масштабі плану.

За експериментальними даними при виконанні всіх вимог Інструкції [4] m_кповинно знаходиться в границях 0,18÷0,30мм, а m_m , відповідно в границях 0,3÷0,4 мм. Точність копій планів, звичайно, дещо нижча ( вплив похибок копіювання, деформація носія) і приймається рівною 0,5мм.

4 Чому в поземній мірі відповідає допустима СКП похибка точки ситуації на плані масштабу 1:500 на забудованій території

Згідно з Інструкцією [13] СКП точки ситуації відносно найближчих пунктів знімальної основи не може перевищувати 0,5 мм на плані будь-якого масштабу для чітких контурів на забудованих територіях.
Поземній мірі це буде 0,5 мм*0.5м=0,25м

Проте залежно від завдань проектування вимоги до взаємного положен­ня контурів можуть змінюватися як в сторону зменшення вимог, так і їх збільшення. Наприклад, в випадку розміщення об'єкта на території з капітальними і висотними будинками вказану похибку зменшують до 0,2 мм, а на незабудованій території вона може бути збільшена до 0,5 мм в масштабі плану.

5 Чому в поземній мірі відповідає допустима СКП похибка точки ситуації на плані масштабу 1:500 лісового насадження

Згідно з Інструкцією [13] СКП точки ситуації відносно найближчих пунктів знімальної основи не може перевищувати 0,9 мм - для лісових насаджень і в гірських районах.

Поземній мірі це буде 0,9мм*0,5м=0,45м

Проте залежно від завдань проектування вимоги до взаємного положен­ня контурів можуть змінюватися як в сторону зменшення вимог, так і їх збільшення. Наприклад, в випадку розміщення об'єкта на території з капітальними і висотними будинками вказану похибку зменшують до 0,2 мм, а на незабудованій території вона може бути збільшена до 0,5 мм в масштабі плану

6 Чим характеризується детальність топографічного плану.

Детальність плану характеризується ступенем допустимого спотворення (генералізації) контурів об'єктів та елементів рельєфу при складанні планів і за­лежить від їх масштабу: чим більший масштаб, тим менше узагальнень і тим вища детальність зображення. Згідно вимог інструкції похибки генералізації чітких контурів на плані не повинні перевищувати 0,5 мм , а архітектурних деталей - 0,3 мм в масштабі плану [4]. В цих границях допускається спрямлення ( виправлення) контурів і границь.

7 В яких границях в поземній мірі допускається спрямлення контурів на плані масштабу 1:500

Згідно вимог інструкції похибки генералізації чітких контурів на плані не повинні перевищувати 0,5 мм , а архітектурних деталей - 0,3 мм в масштабі плану [4]. В цих границях допускається спрямлення ( виправлення) контурів і границь.

Поземній мірі це буде 0,5 мм*0.5м=0,25м

8 Чим характеризується повнота плану

Повнота плану характеризується ступенем його насиченості контурами об'єктів та елементами рельєфу і виражається мінімальними розмірами об'єктів та відстаней між ними. Найбільшої повноти плану вимагають роботи з картографу­вання капітальної забудови та підземних комунікацій, особливо під час їх рекон­струкції. В цих випадках вимоги до повноти плану є визначальними при виборі масштабу, який визначають за формулою

М = l_m,(4.3)

де l_m - необхідний просвіт між знаками в міліметрах

Найповнішу інформацію про конфігурацію об'єктів та елементи рельєфу місцевості дають ортофотоплани, які складаються за матеріалами аерофотознімання.

За дослідженнями проф.. Ю.К.Неумивакіна [7 ] повнота і детальність плану можуть бути представлені інформаційними характеристиками (ІХ) - середньою кількістю інформації на 1га площі. Максимальні значення ІХ в залежності від масштабу приведені в табл.4.1

Таблиця 4.1- Максимальні значення ІХ в залежності від масштабу

В крупних містах з забудовою до 25% - ІХ_max = 480, для детального проектування забудованої території необхідна кількість інформації складає 300-400 ІХ. Тому, для забудованих територій масштаб зйомки повинен бути 1:500, як цього і вимагають ДБН.

9 Чому був заданий необхідний просвіт між знаками, якщо вибрали масштаб плану 1:500

Повнота плану характеризується ступенем його насиченості контурами об'єктів та елементами рельєфу і виражається мінімальними розмірами об'єктів та відстаней між ними. Найбільшої повноти плану вимагають роботи з картографу­вання капітальної забудови та підземних комунікацій, особливо під час їх рекон­струкції. В цих випадках вимоги до повноти плану є визначальними при виборі масштабу, який визначають за формулою

М = l_m, (4.3)

де l_m - необхідний просвіт між знаками в міліметрах

Масштаб плану 1:500 то l_m=500 згідно формули.

10 Якою буде точність визначення довжини лінії на плані масштабу 1:500

Точність визначення довжини лінії-S та її дирекційного кута (або топографічного азимута)-α, виміряних на плані або обчислених за коорди­натами кінцевих точок (також визначених графічно з плану), розраховують за формулами:

Отже, при похибці положення чіткої точки на плані 0,5 мм похибка віддалі становитиме 0,707 мм у масштабі плану

11 З якою точністю можливо визначити дирекцій ний кут лінії довжиною 100м на плані масштабу 1:500

Точність визначення довжини лінії-S та її дирекційного кута (або топографічного азимута)-α, виміряних на плані або обчислених за коорди­натами кінцевих точок (також визначених графічно з плану), розраховують за формулами

Отже, при похибці положення чіткої точки на плані 0,5 мм а дирекційного кута - для лінії довжи­ною 200 мм на плані

12 З якою максимальною точністю (%) можна виміряти площу 3 гектари за планом масштабу 1:2000?????????????

Ну я точно не знаю,думаю,що так:S=3 га =30 000 м2 , м 1:2000 (в 1мм 2 м, відповідно в 1мм2=4м2).Щоб дізнатися площу на місцевості 30 000/4=7500(м2).І тоді визначимо точність mf/F=1000/7500=0,13%.mf=1000,бо я взяла точність карти 0,5 мм в масштабі карти.Чи все це добре не гарантую….

13 Чому дорівнює похибка висоти точки, визначена за горизонталями плану масштабу 1:500 з висотою перерізу рельєфу 0,5м, ухил місцевості рівний 0,03

За дослідженнями професора М.Г. Відуєва [3], похибка висоти точки, визначеної за горизонталями топографічного плану, описується виразом

(4.9)

де - , - знаменник масштабу плану і висота перерізу рельєфу; - середній ухил місцевост

14 Обгрунтуйте чому мінімальна висота перерізу рельефу нормована Інструкцією для неспланованих територій рівна 0,5 м?

Нормоване Інструкцією [4] січення рельєфу можна обґрунтувати наступним. Якщо рівнинній місцевості m_H прийняти рівним 0,2h₀ , то мінімально допустиме січення рельєфу h_min, яке забезпечує допустиму похибку зображення рельєфу для найбільш точних планів m_Hmin = 0,1м, буде рівним 5 m_Hmin тобто 0,5м і тільки на спланованих територіях доцільно приймати менше значення.

15 За яких умов допускається повторне нове знімання території?

При наявності потрібних карт і планів перевіряється їх актуальність та визначається потреба в оновленні контурної частини чи рельєфу планів, або ж приймається рішення про проведення нового знімання. Згідно з [3], карта або план підлягають новому зніманню, якщо її інформаційна складова змінилася на 35 %.

У залежності від обсягу робіт, площі території, рівня насиченості її забудовою, топографічних умов місцевості, тощо суцільне великомасштабне топографічне знімання або оновлення здійснюють методами або аерофотознімання (космофотознімання) чи наземного (тахеометричного, мензульного, фототеодолітного, з використанням лазерного сканера) знімання.

4.16 (2)До якої кількості повинна бути доведена кількість пунктів ДГМ для створення знімальної основи для планів масштабу 1:5 000 на площі 60 км²?

Середня щільність пунктів ДГМ для створення знімальної геодезичної основи встановлюється: по 1-му пункту і реперу відповідно на площу 20-30 км2 і 10-15 км2 для планів масштабу 1:5 000 та на площу. Відповідно маємо 60 /20=3 знаки.

4.17 (2) До якої кількості повинна бути доведена кількість пунктів ДГМ для створення знімальної основи для планів масштабу 1:2 000 на площі 50 км²?

Середня щільність пунктів ДГМ для створення знімальної геодезичної основи встановлюється: по 1-му пункту і реперу відповідно на площу 5-15 км2; 5- 7 км2 - для планів 1:2 000. Відповідно маємо 50/10=5 пунктів.

4.17 (2) Яка мінімальна кількість пунктів ДГМ і мереж згущення повинна бути на площі 15 км2 забудованої території?

Загальна щільність пунктів ДГМ та мереж згущення має бути не меншою ніж 4 знаки на незабудованої територій. Відповідно маємо 15/4=3,75=4 пункти ДГМ та мереж згущення.

4.18(2) Яка мінімальна кількість пунктів ДГМ і мереж згущення повинна бути на площі 15 км2 незабудованої території?

Загальна щільність пунктів ДГМ та мереж згущення має бути не меншою ніж 1 пункт/км2для незабудованої території. Відповідно маємо 15 пунктів на 15 км2 площі.

4.19(2) Які джерела космофототопографічної інформації для складання топографічних планів ви знаєте?

На практиці великомасштабне картографування великих об'єктів при інженерно-геодезичних вишукуваннях здійснюють методом фототопографічного знімання за матеріалами аеро- і космознімання. Наприклад назвемо такі джерела: космічні знімки Quick Bird з найвищою роздільністю 0,61 м, супутникові знімки GEOEye-1 з дозволяючою здатністю 0,5 м і монохромні супутникові стереопари Cartosat з роздільною здатністю 2,5м за умови виконання планово-висотної прив’язки дозволяють створювати в середовищіОреnSceneGraph/Avango навіть 3D реалістичні цифрові моделі.

4.20(1)Які характеристики космічних знімків QuikBird ?

Космічні знімки Quick Bird з найвищою роздільністю 0,61 м, вже в наш час можна використовувати для оновлення планової частини основних топографічних карт і планів масштабів до 1:5 000 включно у рівнинній та 1:10 000 - у горбистій та гірській місцевостях. Що стосується спеціальних вишукувальних планів, то навіть загальнодоступні матеріали космозйомки можуть використовуватись як растрова основа для векторизації при створенні цифрових планів масштабів навіть 1:2000.

4.21 Які можливості платформи OpenSceneGraph/Avago?

Дозволяється створювати в середовищіОреnSceneGraph/Avango навіть 3D реалістичні цифрові.Платформа є безоплатним програмним забезпеченням з відкритим вихідним кодом, призначеним для розробки додатків "віртуальної реальності” з режимом стереовізуалізації. Одержані при цьому матеріали значно виграють, навіть в наглядності, в порівнянні з спеціально виконаною наземною кольоровою відеозйомкою.

4.22 Для чого проводять польове прив’язування контрольних точок на аерофотознімках?

Якість побудови цифрової моделі рельєфу контролюється в стереоскопічному режимі на кожній стереопарі за пунктами ДГМ, контрольними точками і точками фототріангуляції,щоб запезпечити якнайвищу точність побудови карти.

4.23 Яка властивість центральної проекції використовується при фото тріангуляції?

Контурну частину і рельєф формують за стереомоделями на основі фототріангуляції, яка забезпечує масштаб плану. Для характеристики елементів плану використовують матеріали польового дешифрування. Для зменшення спотворень зображень, обумовлених впливом центральної проекції і рельєфом, лінії порізу вибирають уздовж доріг та вулиць, поза висотними спорудами, деревами та ін. Крім того, для створення кінцевого варіанту ортофотоплану використовують трансформовану центральну частину знімка.

24 Які характеристики цифрової аерофотокамери DAS-1

Прилад складається з трьох камер - надирної, переднього і заднього огляду. Вісь першої спрямована в надир, а осі другої і третьої відхилені від осі першої відпо­відно на кути 26° і 16°. Фокусна відстань об'єктивів 110 мм, оптична роздільність не менше 50 ліній/мм. Час експозиції 1,3-2,6 мс. Висота польоту 660; 2 200 м, ширина смуги сканування місцевості 430÷1 440 м, швидкість польоту 120-400 км/год. Роздільність на місцевості 5,4÷18 см. Параметри сенсора: розмір піксела 9 мкм, кількість пікселів 8 000, максимальна тактова частота зчитування пікселів 6 МГц. Камеру обладнано системами вимірювання кутів відхилення осі камери від вертикалі та GPS-прив'язки центрів фотографування в момент експозиції в кінема­тичному режимі. Антену одного приймача (повітряного ровера) закріплюють на зовнішній обшивці літака з прив'язкою елементів її ексцентриситету до осі літака і центра ЦФК, а основні приймачі (базові станції, переважно дві) встановлюють на пунктах ДГМ (у найближчому аеропорту) на відстані до 50 км.

25 Як і для чого створюють ЦМР при великомасштабному картографуванні за матеріалами аерофотознімання

Цифрову модель рельєфу (ЦМР) створюють переважно на стереомоделі методом визначення позначок вузлів регулярної сітки кроком 2 мм та побудовою структурних ліній, які стереоскопічно наносяться в місцях різкого перепаду рельєфу . Робота ведеться на цифрових фотограм­метричних станціях "Дельта" у програмі "Digitals". Якість побудови цифрової моделі рельєфу контролюється в стереоскопічному режимі на кожній стереопарі за пунктами ДГМ, контрольними точками і точками фототріангуляції.

26 З яких етапів складається створення ортофотопланів

Ортофотоплани виготовляють за матеріалами аерофотознімання, побудови фототріангуляції з використанням програмного забезпечення "Дельта-32" та згідно з Умовними знаками для топографічних планів масштабу 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500 .

Створення ортофотопланів технологічно поділяється на два етапи. Спочатку на основі вставки блока фототріангуляції створюється чорновий фотоплан низької роздільності, який разом із ЦМР використовується для вибору ліній порізу знімків між маршрутами та стереопарами. Для зменшення спотворень зображень, обумовлених впливом центральної проекції і рельєфом, лінії порізу вибирають уздовж доріг та вулиць, поза висотними спорудами, деревами та ін. Крім того, для створення кінцевого варіанту ортофотоплану використовують трансформовану центральну частину знімка. Точність створених ортофотопланів оцінюється за зміщеннями контурів на контрольних точках, лініях "зшивання" зображень та рамках суміжних планшетів, які не можуть перевищувати відповідно 0,2; 0,3 і 0,4 мм на ортофотоплані. Запис ортофотопланів на CD здійснюється у форматах *.DMF або *.TIF, а друкування - па кольоровихплотерах ( наприклад, Desing Jet 5000 фірми "Hewlett Packard").

27 Які роботи виконують при горизонтальній зйомці забудованої території

Горизонтальна зйомка складається з зйомки фасадів і проїздів та дозйомки всередині квартальної ситуації. Теодолітний хід прокладають з одного боку вулиці. Якщо з вершин теодолітного ходу немає можливості забезпечити видимість на всі точки ситуації, координати яких необхідно визначити, то вибирають сторони ходу так, щоби з них можна було вести знімання складних фасадних контурів будинків способом прямокутних координат, вимірюючи ординати до точок фасаду лазерною рулеткою. Для побудови перпендикуляра до лінії ходу екер і рулетку доцільно об'єд­нати в один блок і розмістити його на жорсткому центрирі з рівнем . При відстанях до 4м в масштабі 1:500 і 6м в масштабі 1:1000 допускається побудова перпендикулярів на око. Максимально допустимі довжини перпендикулярів при їх побудові екером в цих масштабах становлять відповідно 20 м і 40 м. Обмір фасадів виконують рулеткою вище цокольної лінії з точністю 1см. Різниця між даними зйомки і обмірами не повинна перевищувати 0,5мм в масштабі зйомки.

На пере­тині вулиць виконують контрольні вимірювання між протилежними закоординованими рогами будинків. При довгих кварталах вибірково виконують виміри на поперечниках між точками протилежних фасадів.

28 З яких етапів складається зйомка проїздів

Зйомка проїздів складається з:

-зйомки фасадної лінії;

-обмірів контурів будівель;

-визначення координат кутів кварталів і рогів капітальних споруд;

-контрольних промірів відстаней між протилежними сторонами фасадів;

При використанні електронного тахеометра координати точок ситуації визначають в основному способом полярних координат з пунктів теодо­літних ходів, прив'язаних до пунктів полігонометрії.Квартальну забудову знімають на основі прокладання або згущення основних (вуличних) теодолітних ходів або із створних ліній, які опираються на пункти цих ходів. В умовах густої квартальної забудови використовують як створні точки основних ходів, так і точки ходів 2-го порядку з короткими сторонами (20-30 м) для установки тахеометра. Похибка вимірювання прямокутних координат для масштабу 1:500 становить 30 мм.

29 Які процеси включає вертикальна зйомка забудованої території

Знімання рельєфу проводять одночасно із. зніманням ситуації також за допомогою тахеометра. Вертикальна зйомка включає нівелювання проїздів і територій кварталів. Нівелювання виконують по поперечниках або квадратах. Визначають позначки відмосток будинків, границі тротуарів, низ і верх бордюрного каменю, бровки і дна кюветів, лотків. Похибка нівелювання точок не повинна перевищувати 20 мм.

Знімання рельєфу проводять одночасно із. зніманням ситуації також за допомогою тахеометра.

Згідно інструкції [4] теодолітні ходи з використанням електронних засобів вимірів відстаней прокладають з граничними відносними похибками 1:2000 відповідно до таблиці 4

Використання GPS-методу в умовах висотної забудови ускладнюється можливими похибками, спричиненими спотворенням радіосигналу.

Незалежно від методу зйомки виконують:

-обмір будівель;

-аналітичне визначення координат рогів капітальних споруд;

-визначення висот головок рейок, бровок дорожнього полотна, відмосток будівель, лотків і т.д.

- на заокругленнях знаходять головні точки точки і основні елементи кривих;

30 Як виконують зйомку забудованої території з допомогою ЕТ

При використанні електронного тахеометра координати точок ситуації визначають в основному способом полярних координат з пунктів теодо­літних ходів, прив'язаних до пунктів полігонометрії.Квартальну забудову знімають на основі прокладання або згущення основних (вуличних) теодолітних ходів або із створних ліній, які опираються на пункти цих ходів. В умовах густої квартальної забудови використовують як створні точки основних ходів, так і точки ходів 2-го порядку з короткими сторонами (20-30 м) для установки тахеометра. Похибка вимірювання прямокутних координат для масштабу 1:500 становить 30 мм.

32 Якими методами доцільно вести зйомку незабудованих територій

На відкритих територіях знімання незабудованих територій доцільно вести GPS- методом у режимі RTK або електрон­ної тахеометрії.

Методи побудови планової і висотної геодезичних мереж знімання та її згущення, вимоги до точності відображення ситуації та рельєфу для забудованих і незабудованих територій зазначено в Інструкції [4].

Кількість точок знімальної основи при згущені доводять на планшетах зйомки в масштабі 1:500 до 10, в масштабі 1:1000 до 20, а в масштабі 1:2000 до 50 точок. На місцевості з нечіткими контурами щільність можна зменшувати в два рази.

33 В яких випадках дозволяється вести зйомку тілки на знімальній основі

Як виняток, топографічне знімання допускається виконувати тільки на знімальній основі, якщо площа ділянки до 10 га незабудованої території, або на відстані 3км відсутні пункти геодезичної мережі. В цьому випадку мережу орієнтують за магнітним азимутом [4].

Нівелювання незабудованих територій

Для проектування інженерних споруд на рівнинних територіях, як, наприк­лад, аеропорти, які вимагають високої точності відображення рельєфу, їх знімають методом нівелювання поверхні за квадратами -- 20x20, 30x30 і 40x40 м відповідно у масштабах 1:500, 1:1 000 і 1:2 000. Геодезичну основу знімання у формі квадратів або прямокутників зі сторонами 200-400 м створюють переважно методом полігонометрії, тріангулатерації та GPS з точністю 1-го, 2-го розряду або теодолітного ходу залежно від масштабу. Для формування прямокутників або квадратів пункти цих мереж підлягають редукуванню, оскільки вони потім використовуються для створення нівелірної сітки квадратів. Крім того, вершини відредукованих пунктів нівелюють ходами не нижче IV класу точності.

Нівелювання поверхні ведеться з одної-двох стоянок приладу в кожному квадраті з контролем його горизонту за двома опорними пунктами. За результатами нівелювання складають план з горизонталями через 0,25 м, який використовують для детального вертикального планування рельєфу та будівництва споруд.