Проект создания цифрового топографического плана масштаба 1:500

Тахеометром можно производить измерения углов, выполнять измерения полярных координат, получать результаты измерений в виде горизонтальных проложений и превышений, а также в прямоугольных координатах. Результаты записываются в память. Выбранный тахеометр Sokkiaset 230RK подходит для создания съёмочного обоснования и проведения топографической съёмки.

4.3 Применение цифровых нивелиров при развитии нивелирных сетей и съёмке инженерных коммуникаций. При развитии нивелирных сетей и съёмке подземных коммуникаций в настоящее время часто применяются оптические нивелиры, поскольку данный этап работ занимает не много времени по сравнению с топографической съёмкой и выполняется обычно той же бригадой топографов, в отличии от спутниковых определений, для которых на предприятии часто существует специальный отряд. При этом стоимость объчного оптического нивелира по сравнению с цифровым намного меньше. Цифровые нивелиры обычно применяют для высокоточных работ, или работ на строительстве с большими объёмами и для таких работ создают отдельную бригаду. В данном случае на объекте предусмотрено выполнение нивелирования IV класса и технического нивелирования, а также съёмки инженерных коммуникаций, что не требует большой точности от прибора, при этом объём работ небольшой. Рассмотрим цифровые нивелиры Leica. Это многофункциональные геодезические приборы, сочетающие в себе функции высокоточного оптического прибора, электронного запоминающего устройства и встроенного програмного обеспечения для обработки полученных измерений. Основная оптическая особенность цифровых нивелиров — это встроенное электронное устройство для снятия отсчёта по специальной рейке с высокой точностью. Цифровые нивелиры Leica позволяют избежать ошибок наблюдателя при снятии отсчёта и ошибки расстояния. Также, цифровые нивелиры позволяют намного ускорить процесс измерения. Достаточно навести прибор на рейку, сфокусировать изображение и нажать на кнопку. Прибор выполнит измерение, отобразит на экране полученное значение и расстояние до рейки. Цифровые технологии позволяют значительно расширить возможности нивелиров и области их применения. Нивелиры Leica применяются для съёмки зон оседания, проложения нивелирных ходов вдоль ж.д.путей, наблюдения за деформациями зданий и сооружений, нивелирования для определения уклонов и построения профилей, площадного нивелирования, для русловой съёмки и для нивелирования проезжей части дорожного полотна. Преимуществ:

Информативный дисплей отображает всю важную информацию и показывает, какой необходимо выполнить следующий шаг. Двойная надёжность сохранности данных: все измерения сохраняются автоматически во внутренней памяти прибора, затем, дополнительно после измерений, все данные переносятся на карту памяти. Безошибочность измерения обусловлена пчти полным отсутствием человеческого фактора. DNA03 — высокоточный нивелир для производства нивелирования Iи II-го класса, наблюдения за деформациями, промышленных измерений с задаваемыми пользователем допусками. Стабильные результаты достигаются с помощью автоматической компенсации измерений за влияние температуры. Рис. 13DNA03 (рис.

13) — нивелир для топографии, строительства дорог, сооружений и т. д.Набор встроенных программ:

Отсчёт по рейке и определение расстояний.

Привязка линии хода.

Линейное нивелирование с программами для промежуточных отсчётов.

Разбивочные работы.

Автоматическое вычисление высот.

Тестирование и поверки.

КодированиеОбмен данными.

Необходимые принадлежности:

К нивелиру прилагаются следующие принадлежности: рейки инварные 60 см, 92 см, 180 см, 2 м, 3 м; рейки телескопические из алюминия; подсветка для реек при работе в полной темноте; башмаки для нивелирования; штативы; зарядные устройства; аккумуляторы и т. д. Пакет програмного обеспечения позволяет визуализировать полученную информацию и выполнять обработку измерений, уравнивание ходов и сетей нивелирования, составлять и готовить к печати профили. Технические характеристики цифровых нивелиров LeicaDna03, DNA10: Таблица 5Тех. ХарактеристикиDNA03DNA10Область применения.

Высокоточное нивелирование, наблюдения за деформациями.

Техническое нивелировангие, строительство.

СКО на 1 км двойного хода (инварные рейки/телескопические).

0,3 мм/1мм0,9 мм/1,5 мм.

Диапазон измерений1,8−110 м1,8−110 мТочность измерения расстояний10 мм/20 м10 мм/20 мОтображение отсчётов0,01 мм0,1 мм.

Время единичного измерения3 сек.

3 сек. Режимы измерения.

Единичные измерения, усреднённое.

Программа измерений.

Измерение, измерение и запись превышений/расстояний методами ЗП, ЗППЗКодирование.

Заметки, кодирование, быстрое кодирование.

Регистрация данных.

Встроенная память6000 измерений6000 измерений.

Сохранение данных.

Карта памяти.

Карта памяти.

Увеличение24×24хКомпенсатор

ТипМаятниковый с магнитным демпфиром.

Маятниковый с магнитным демпфиром.

Величина уклона+10̒+10̒Точность установки компенсатора0,3̒̒̒0,8 ̒ ̒Батареи питанияGeb11112 часовGeb12124 часа.

Батарейный адаптер Gad39Алкаловые батарейки, 6х LR6/AA/AM3, 1.5VПродолжительность работы.

До 60 часов.

До 60 часов.

Влагозащищённость.

ЕстьЕсть.

Диапазон рабочих температур-20 +50 градусов.

Вес2,8 кг.

ВесВлагозащищённость95%, без конденсата.

Влагозащищённость.

Методика работы на цифровом нивелире Leica. Требования инструкции, предъявляемые к оптическим нивелирным измерениям требуемой точности, распространяются и на измерения, выполненные цифровыми электронными нивелирами. Следует соблюдать общие рекомендации:

равенство расстояний до задней и передней рейки (в пределах допуска) — прокладка прямых и обратных ходов с определением невязок.

Для высокоточных нивелировдлина плеч — не более 30 метров, высота линии визирования над поверхностью — не менее 0,5 метра для минимизации влияний рефракции. Вывод: Технические характеристики вполне удовлетворяют требованиям, предъявляемым к точности при проведении топографической съёмки. Естественно остановиться на приборе модели DNA10, т.к. его точности вполне достаточно. От оптических моделей тойже точности он выгодно отличается простотой ратоты и скоростью измерений. Выводы по Главе:

В этой главе в пунктах 4.1 и 4.2 были рассмотрены возможные способы автоматизации геодезических работ при измерении плановых координат (Создание сети сгущения, съёмочной сети, простой набор пикетов и т. д.). Было предложено два способа создания опорной плановой сети: с помощью ГЛОНАСС приёмников и с помощью проложения тахеометром ходов полигонометрии. Учитывая более сложную систему обработки измерений GPS/ГЛОНАСС приёмников, и их несомненно, гораздо большую времязатрату, можно прейти к выводу, что применение спутниковых методов для создания плановой сети на этом объекте не целесооразно. Гораздо быстрее и экономичнее будет проложение ходов полигонометрии. Что и будет сделано. Высотные измерения будут выполнены электронным нивелиром, т.к. они объективно более удобные и быстрые чем оптические.

5.Програмное обеспечение5.

1Комплекс программ Credo_Dat 3Качественное производство геодезических работ, создание и реконструкция опорных сетей закладываются на стадии проектирования топографо-геодезических работ. Аппарат проектирования геодезических сетей в CREDO_DAT основан на следующем. Оценка точности положения проектируемой сети базируется на значениях элементов ковариационной матрицы Q=(ATPA)⁻¹. Формирование весовой матрицы P выполняется с использованием средних квадратических ошибок измерений, назначенных пользователем для соответствующих классов (групп) и методов измерений. Формирование коэффициентов матрицы A производится с использованием приближенных координат проектируемых пунктов и назначаемых линейных и/или угловых измерений (приближённых).Для оперативности процесса, быстрой проверки вариантов и наглядности оценки проекта при проектировании дополнительно используется механизм формирования и отображения эллипсов ошибок планового положения пунктов. Для оценки высотного положения на плане отображаются так называемые «окружности ошибок».В CREDO_DAT процесс проектирования реализован с широким использованием возможностейинтерактивной графики и включает следующие этапы:

1. Подготовка растровой подложки — сканирование необходимых картографических материалов, трансформация и топографическая привязка. Этапопускается, если при проектировании непредусматривается использование картографическихматериалов.

2. Ввод пунктов проектируемой сети (см. рис.

14). Прииспользованиирастровой подложки положениеисходных и определяемых пунктов указываетсянепосредственно на плане в предполагаемых местах ихположения. Если растр не используется, приближенныекоординаты пунктов вводятся с клавиатуры вручную.Рис.

143. Формирование минимально необходимых дляопределения сети линейных и/или угловых измеренийна базе введенных пунктов (см. рис.

14). При этомзначения измерений могут быть любыми — важен лишьсам факт их определения для данной пары пунктов.

4. Предварительная обработка и уравнивание сети, в результате которых формируются векторыизмерений и ковариационные матрицы.

5. Процесс итерактивной оптимизации сети, в котором возможно: добавить любое измерение линии илинаправления; изменить точность любого класса (группы) измерений; временно отключитьизмерение, пункт со всеми измерениями на нем и на него, ход (если в построении есть элементы ввиде звеньев хода); изменить баланс весов угловых и линейных измерений. Обычные наземные плановые и (или).

высотные измерения можно дополнятьспутниковыми определениями. Мгновенная оценкавыбранной конфигурации сети и назначенныхизмерений наглядно представляется на экране (см. рис. 2) и документируется. Таким образом, системаCREDO_DAT предоставляет возможностьвыработать оптимальный проект сети, подобратьнеобходимую точность измерений, т. е. обеспечитьэффективность и экономичность работ по созданиюопорных сетей. Загрузка растровой подложки.

Для загрузки растровой подложкинеобходимо в меню Данные выполнитькоманду Растровая подложка. Враскрывшемся окне Растровые подложкинажать кнопку Обзор и выбратьподготовленный в программе TRANSFORMрастровый файл (расширение *.tmd) с картойместности. В файлах *.tmd находитсяинформация о координатах опорных точек нарастре, что обеспечивает автоматическое икорректное помещение подложки всуществующую систему координат. Послезагрузки растровой подложки (подложек) всписке Список фрагментов окна Растровыеподложки можно отключить видимостьнеиспользуемых в дальнейшей работефрагментов (см. рис.

15). Выбранные фрагменты видны в окне Предварительный просмотр.

рис.15Ввод исходных данных.

Далее курсором непосредственно по карте (растровой подложке) указываются пункты суточнением их типа. Данные по пунктам также можно вводить с клавиатуры непосредственно в таблицев Пункты с обязательным выбором их типа — Исходный или Предварительный (см рис.

16). Тип.

Предварительный указывается для пунктов, точностьпланового положения которых необходимо вычислить. На следующем этапе следует ввести данные поизмерениям. Данные по теодолитным (полигонометрическим).

ходам удобнее вводить в таблице Теодолитные ходы, внижней части табличного окна, предназначенного для вводаданных теодолитных (полигонометрических) ходов (см. рис.

17). Верхняя строка в этой таблице предназначена дляпункта ориентирования примычного направления. Если такиеизмерения отсутствуют (координатная привязка), то ввод.

Данныхначинается совторой строки. Данные по измерениям (угол и линия).

заполняются произвольным образом, т. е. простообозначаются любым значением. Необходимо обратитьвнимание на то, что метод измерения линииустанавливается как горизонтальное проложение. Даннаяустановка выполняется в верхней таблице табличногоокна. Для установки класса точности введенных данныхследует в верхней таблице выделить ход и вызвать навыделенной строке контекстное меню. В раскрывшемсясписке команд выбрать Изменить класс XY.Рис.16Рис.17Рис.18Для удобства во время работы в окне Настройка представления таблиц, необходимо отключитьнеиспользуемые столбцы в табличном окне. Вызовданного окна удобно производить по нажатиюправой клавиши мышки на заголовках столбцов таблиц. Данные измерений в сети или по засечкам вводятсяв таблице Измерения. Перед вводом важно обратитьвнимание на то, чтобы кнопка ПВО была активной. Вверхней части таблицы заполняется имя станции, методопределения расстояния — горизонтальное проложение -устанавливается в нижней таблице.

Порядок ввода такойже, как и при вводе данных по ходам (см. рис.

19). В нижнейтаблице устанавливается класс измерений. На однойстанции можно устанавливать для различных направленийизмерения различных классов точности.Рис.19Установка метода и точности линейных и угловых измерений.

Для установки метода линейных измеренийнеобходимо выполнить команду Данные/Свойствапроекта, активизировать вкладку Инструмент. Еслилинии предполагается измерять светодальномером (электронным тахеометром), то необходимо в группе.

Светодальномер, в текстовом поле ppm ввести значениепоправки «ppm» для светодальномера (см. рис.

20). Нарисунке установлена поправка 5 мм.Рис.20Значения, установленные для различных классовточности, расположены в таблицах раскрывающихся приактивизации вкладки Точность окна Свойствапроекта. В группе СКО плановых измерений следуетвыбрать класс точности и изменить допуски (если они не соответствуют) выбранному классу. На рис.

21 дляизмерений 4-го класса точности установлен допуск.

СКО измерения углов равный 3″ и сторон равный 10 мм. Для того, чтобы создать пользовательский классточности для измерений, необходимо щелкнуть правойклавишей мышки на любом заголовке столбца в группе.

СКО плановых измерений, установить видимостьодного из незаполненных столбцов классов точности изаполнить его. Данный класс точности в дальнейшем используется для выбора.Рис.21Расчет точности планового положения пунктов в режиме проекта.

Для расчета точности планового положения пунктов при проектированииходов необходимоустановить режим проекта. Для этого выполняется команда Расчеты/Уравнивание/Настройка. Враскрывшемся окне Настройка уравнивания в группе.

Уравнивание нужно установить опцию Проект, в группе.

Эллипсы ошибок опция Отображать должна бытьустановленной (см. рис.

22). Далее выполняетсяпредобработка (команда Данные/Предобработка/Расчет).

и уравнивание (команда Данные/Уравнивание/Расчет).

сети. В режиме проектирования сети возможны расчетыточности планового и (или) высотного положения пунктов, как ходов (в том числе и с привязкой без примычныхдирекционных углов), типовых фигур и сетейтриангуляции и трилатерации, так и различного вида засечек.Рис.22Вывод: Комплекс Credo_Datидеально подходит для автоматизации камеральной обработки результатов геодезических измерений. 5.2Комплекс программ Credo_TopoplanОдним из основных источников данных для работы системыCREDO ТОПОПЛАН являютсяпервичные материалы полевыхсъемок — проекты, создаваемые в системе CREDO_DAT 3.0(файлы GDS).В этой версии обеспеченакорректная и быстрая передачаосновных данных, присутствующих в файле GDS. Например, кроме тематических объектовимпортируются значения их семантических свойств. При этомсистема выполняет сопоставление их типов. Также импортируются растровые подложки, использовавшиеся в проектахCREDO_DAT.Существенные дополнениявнесены в импорт проектов, выполненных в системахCREDO_TER (MIX). В новой версии CREDO ТОПОПЛАНпередаются блоки текста, точки геометрии и строительные системы координат. Система CREDO ТОПОПЛАН предназначена для создания цифровой модели местности инженерного назначения, выпуска чертежей топографических планов и планшетов, подготовки цифровой модели местности для дальнейшего проектирования.Рис.23Результатом работы в программе должен стать цифровая модель местности (рис.

5). Организация данных в проекте распределить данные по нескольким проектам, каждый из которых выполняется одним или разными специалистами. Способ организации проектов определяется пользователем по различным критериям. Например, все данные на территорию можно размещать по площадным единицам — планшетам, то есть один проект — один планшет. В другом случае данные можно размещать по составу — в проектах хранится и обрабатывается отдельно ситуация, рельеф, коммуникации и т. д. Можно комбинировать оба подхода, например, рельеф и ситуацию размещать попланшетно, а коммуникации — в отдельных проектах на всю территорию. В каждом проекте необходимо самостоятельно настраивать структуру иерархической организации слоёв, с редактируемыми свойствами и параметрами визуализации. Исходные данные для создания цифровой модели местности.

Программа ТОПОПЛАН обеспечивает прямое чтение данных, созданных в системе третьего поколения — CREDO DAT 3.

0. Имеется возможность чтения текстовых файлов произвольного формата с координатами точек XYZ. В систему могут импортироваться топографические планы, созданные в формате DXF. Для обзора и создания цифровой модели можно использовать черно-белые и цветные растровые материалы: карты, планы. Геометрические построения при создании цифровой модели местности.

Для построения ЦММ система включает большой набор методов координатной геометрии. В построениях используется разнообразные геометрические элементы — точка, прямая, окружность, а также гладкая сопрягающая кривая на основе сплайна. Ее применение обеспечивает более качественное и точное отображение объектов ЦММ, позволяя существенно сократить количество исходных данных, увеличить скорость визуализации, упростить процедуры создания и редактирования объектов. Сегменты геометрических элементов объединяются в полилинии, плановая геометрия которых дополняется профилем. Создание цифровой модели ситуации.

Для формирования цифровой модели ситуации используется топографический классификатор, в котором определяется тип локализации объекта, состав семантическойинформации, условия отображения и генерализации.Рис. 24 В системе ТОПОПЛАН могут создаваться элементарные точечные, линейные или площадные топографические объекты. Каждый созданный объект отображается соответствующим условным знаком, который может автоматически изменяться в зависимости от масштаба отображения, чем достигается генерализация топографической информации. Кроме типа отображения для созданного объекта могут вводиться дополнительные количественные и качественные характеристики — семантика объекта. Например, здание имеет требуемые инструкциями параметры — этажность, материал, назначение. Состав семантики определяется в редакторе классификатора, т. е. может быть изменен, дополнен в соответствии с нуждами пользователя и конкретными задачами. Тому же зданию можно присвоить дополнительные характеристики — отметка пола, ведомственная принадлежность, год постройки. В системе обеспечивается визуализация блоков семантической информации (типа характеристики древостоя, водотоков, геологических выработок).Для построений по абрисам используются функции обработки засечек, обмеров, створных измерений, ортогональных построений. В классификаторе предусмотрена настройка различных систем полевого кодирования объектов. Создание цифровой модели рельефа.

Построение цифровой модели рельефа производится по точкам нерегулярной сеткой треугольников с использованием структурных линий. Структурной линией может быть полилиния, или специально созданная для уточнения модели рельефа в тальвегах, водоразделах, так и существующая на местности (бордюр, кромка асфальта, бровка откоса). Рельеф отображается горизонталями различного вида либо в виде штриховки откоса или обрыва. Высота сечения рельефа, вид отображения горизонталей (дополнительные горизонтали, полугоризонтали) могут определяться как для всей поверхности, так и для ее отдельных участков, состоящих из группы выбранных треугольников. В системе предусмотрены удобные средства подписи горизонталей и построения бергштрихов.Рис.25Элементарные участки поверхности могут быть представлены не только плоскими треугольниками, но и нелинейными поверхностями, что позволяет повысить адекватность модели, а также делает более удобным и наглядным процесс редактирования рельефа. Для анализа и оценки рельефа в системе предусмотрены возможности построения разреза поверхности по произвольной линии либо по полилинии — элементу ситуации. На цифровой модели местности выполняются измерения линий, углов, площадей, нанесение размеров и надписей. Для объединения фрагментов цифровой модели местности, выполненных разными специалистами или в разные периоды времени предусмотрены специальные функции врезки и вырезки участков модели. Предусмотрена возможность линейной трансформации модели по Хельмерту. Выпуск чертежей топографических планов.

Доведение чертежа топографического плана и его вывод на печать осуществляется непосредственно в системе ТОПОЛАН без использования дополнительных систем. Для облегчения подготовки чертежа предназначены шаблоны чертежа, в которых настраивается вид и дополнительное оформление чертежа, например, зарамочное оформление планшета. Создание собственных шаблонов и их редактирование выполняется в редакторе шаблонов. Вывод: Програмный комплекс Credo_Topoplan идеально подходит для создания цифровой модели местности. Онбудет использован в камеральной обработке. Вывод по главе: Программы Credo_Datи Credo_Topoplan на сегодняшний день являются, вероятно, наиболее удобными и доступными программами для обработки геодезических измерений. Хочется отметить простоту обращения с этими програмными компексами. В случае затруднений помощь можно найти в строке «Help».Программа Credo_Dat была использована на стадии проектирования, повторно будет использована на стадии уравнивания. Программа Credo_Topoplan будет использована при отрисовке ситуации, рельефа и коммуникаций.

6.

Заключение

.

В дипломном проекте обосновано создание проекта, описаны физико-географические условия, предложены различные способы создания опорной геодезической сети: используя спутниковые методы (GPS) приёмники и путём проложения ходов полигонометрии. Было принято решение создавать сеть планового сгущения путём проложения хода полигонометрии 1-го разряда. Съёмочная сеть была создана проложением небольших теодолитных ходов. В реальности её точность соответствует точности построения полигонометрии 2-го разряда. Были рассмотрены способы создания высотной сети сгущения оптическим нивелиром с компенсатором и цифровым нивелиром. Более удобным и быстрым был признан цифровой нивелир фирмы Leica. Он будет использован при создании опорной нивелирной сети IV класса и при высотной съёмке ситуации (согласно требованиям инструкции высотные отметки крышек колодцев должны определяться геометрическим нивелированием, по двум сторонам).Экономическое обоснование стоимости проекта.

Ведомость объемов работ.

Таблица 6№ п/пНаименование работ.

Ед.изм.Кол-во.

Создание планово — высотной опорной сети1Рекогносцировкапункт292Ход полигонометрии, кмкм3,63 Нивелирование IV классакм6,64 Нивелирование техническоекм0,7Создание разбивочной сети1Рекогносцировкапункт82Закладка временных центровпункт83Линейно-угловые измерения Пункт/сторона18/414Нивелирование IV классакм1,85Топосъёмка 1:500га45Потребность в кадрах для выполнения заданного объёма работ:

Потребность в кадрах, чел. Таблица 7Исполнители.

ИТРРабочие.

Геодезист II кат.

1Геодезист I кат.

1Техник II кат.

1Замерщик 3о разряда2Замерщик 2го разряда3итого35Определение потребности в приборах, снаряжении.

Потребность в приборах и снаряжении определяется в соответствии с нормами износа инструментов, приборов, малоценного инвентаря. Таблица 8Наименование приборов, оборудования, снаряжения.

Количество, шт. Нивелир Leika1Электронный тахеометр фирмы «SOKKIA» Set230R1Рейки двухсторонние шашечные трехметровые2Штатив2Веха2Отражатель2Таблица 9Наименование приборов, оборудования, снаряжения.

Количество по годам, шт.2006 г. топор2костыли4Аккумулятор2Термометр1Оптический центрир2Бурильная установка1Лопата2Отвес3Рулетка (10м).

2Стоимость проекта составит 619,286НДС 111,471С учётом НДС730,757Пути повышения эффективности.

Для увеличения эффективности производства работ будут применено современное геодезическое оборудование. Обработка результатов и оформление для сдачи заказчику будет производиться в собременных геодезических программах — Credo_Dat, Credo_Topoplan, Auto_Cad.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКИнструкция по нивелированию I, II, III, IV классов, Федеральная служба геодезии и картографии России, М.: Роскартография, 2003.

Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, Федеральная служба геодезии и картографии России, М.: Роскартография, 2002,.Исаченко А. Г. Экологическая география Северо-запада России в 2-х ч., СПб.: 1995.

Левчук Г. П., Новак В. Е., Конусов В. Г. Прикладная геодезия. Основные методы и принципы инженерно-геодезических работ. Учебник для вузов, М.: Недра, 1981.

Модринский Н. И. Геодезия, Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1972.

Основные положения о государственной геодезической сети РФ, Федеральная служба геодезии и картографии России, М.: Роскартография, 2004.

Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, Федеральная служба геодезии и картографии России, М.: Роскартография, 2003.

Селиверстов Ю. П. Природа Ленинградской области и ее охрана, Л., 1983.

Единые нормы выработки (времени) на геодезические и топографические работы (ЕНВ). Часть I. Полевые работы, М.: Роскартография, 2003.

Единые нормы времени и расценки на изыскательские работы. Часть I. Инженерно-геодезические изыскания / Госстрой СССР, Госкомтруд СССР, ВЦСПС.- 2-е изд., дополненное и исправленное, М.: Стройиздат, 1983.