3.3.Нівелірне знімання

1. Суть, призначення та способи нівелірного знімання.

2. Польові роботи при нівелірному зніманні.

3. Камеральні роботи при нівелірному зніманні.

Суть нівелірного знімання полягає в тому, що спочатку на місцевості по певній системі розмічаються точки, а потім визначаються їх відмітки методом геометричного нівелювання та планове положення наявних елементів ситуації. Нівелірне знімання виконується для складання планів масштабів 1:500-1:2000 відкритої, без забудови місцевості зі слабо вираженим рельєфом при вимозі високої точності визначення відміток точок. Такі плани потрібні, наприклад, для складання проектів благоустрою території районів забудов, аеродромів, гідромеліоративних систем і т.ін. Нівелірне знімання є, в основному, зніманням рельєфу місцевості, планове положення окремих нечисленних елементів ситуації визначається загально прийнятими методами.

В залежності від характеру рельєфу місцевості та наявності ситуації нівелірне знімання виконуються наступними методами: а) розмічення на території, що картографується, правильних геометричних фігур (найчастіше квадратів, прямокутників) та подальше нівелювання точок їх вершин; б) розмічення на території системи паралельних ліній (поперечників) та подальше нівелювання характерних точок рельєфу на намічених лініях; в) побудуванням теодолітно-нівелірних ходів по характерним лініям рельєфу (водостокам та водорозділам) та допоміжних поперечників та подальше нівелювання характерних точок ходів та поперечників.

Польові роботи при нівелірному зніманні шляхом розмічення на місцевості квадратів наступні.

1. На основі двох взаємно перпендикулярних напрямів, що проходять приблизно через середину ділянки, за допомогою теодоліта та приладів для лінійних вимірювань розмічають сітку квадратів в межах території, що картографується. Спочатку будують сітку основних квадратів зі сторонами 100-400 м, після чого кожен великий квадрат ділять на менший. Довжини сторін квадратів залежать від масштабу знімання і вказані в табл.3.6.

Вершини сітки квадратів нумерують та закріпляють; горизонтальні сторони сітки квадратів позначають, наприклад, бук­вами, а вертикальні - цифрами. При цьому кожна вершина сітки квадратів має подвійну нумерацію: А1, Б3, В2 і т.ін. Вершини малих квадратів закріпляють кілочками та сторожками з вказаною нумерацією, вершини великих квадратів закріпляють більш капітально: дерев’яними або залізобетонними стовпами, металевими трубками на бетоні і т.ін.

Таблиця 3.6

Масштаб знімання	Довжини сторін квадратів
	Великих	Малих
1:500 1:1000 1:2000	100-200 200-400 400-600	10-20 20 40

2. В кожному квадраті виконують знімання ситуації. Способи визначення планового положення елементів ситуації можуть бути різними (див. рис. ), але найчастіше застосовують спосіб перпендикулярів та лінійних засічок. При цьому ведеться абрис знімання, в який заносять результати польових вимірювань, замалювань.

3. Виконують нівелювання вершин сітки квадратів та інших характерних точок рельєфу. Спочатку нівелюють вершини основних квадратів з додержанням всіх видів контролю при цьому. Заповнюючі квадрати нівелюються окремо. При розмірах сторін квадратів 100х100м та більше кожен квадрат нівелюється окремо, при менших розмірах сторін з однієї станції нівелюються вершини декількох квадратів. При нівелюванні квадратів станції вибирають таким чином, щоб утворювався нівелірний хід. Між сусідніми станціями для надійного контролю нівелювання вибирають по дві зв’язуючи точки. Правильність нівелювання при цьому перевіряють по виконанню рівностей з точністю 5 мм (рис. 3.5)

b₁-a₁ = b₂-a₂ (3.4)

На рис.3.5 суцільними лініями показані напрямки на зв’язуючи точки, а пунктирними - напрямки на проміжні точки. Відліки по рейці, встановленій на зв’язуючих точках, беруть по двом сторонам рейки, а встановленій на проміжних точках - тільки по чорній стороні рейки.

Знімання по квадратам значних відкритих площ, наприклад, аеродрому вимагає значних затрат часу та лісоматеріалів. Для прискорення знімання та економії коштів нівелювання відкритих площ, виконують з використанням мірних тросів з мітками. На місцевості розмічається сітка квадратів 400х400 м, її вершини закріпляються капітальними знаками. Потім кожен квадрат ділять на чотири квадрати розміром 200х200 м, вершини, яких також закріпляють. На двох паралельних сторонах квадрату200х200 м розмічають точки через 40 або 20 м. Всі інші вершини квадратів не позначаються на місцевості, а їх місцеположення визначається за допомогою міток мірного троса безпосередньо при нівелюванні.

Польові роботи при нівелірному зніманні по поперечникам починають з того, що на території, яка картографується, в підходящих місцях і, по можливості, в центральній її частині намічають магістральний теодолітно-нівелірний хід. Магістральний хід може мати одну або декілька сторін (напрямків). Потім перпендикулярно, або під певним кутом до сторін магістрального ходу за допомогою теодоліта розмічають на місцевості паралельні між собою лінії (поперечники). При розміченні поперечників на них відмічають кілочками характерні точки рельєфу і ситуації та визначають їх пікетажне положення. Вимоги до розмічень точок при нівелірному зніманні по поперечникам залежать від масштабу знімання і приведені в табл.3.7

Рис.3.5. Схема нівелювання заповнюючих квадратів

При потребі побудування більших довжин поперечників, чим вказані в табл.3.7 , їх зв'язують між собою, або прив'язують до сусідніх магістральних ходів.

Після розмічення необхідних точок на поперечниках їх нівелюють. Вихідними точками для нівелювання (реперами) служать точки магістрального теодолітно-нівелірного ходу, відмітки яких попередньо визначені.

Рис.3.6. Нівелювання квадратів з використанням мірного троса

Таблиця 3.7.

Масштаб знімання	Максимальні відстані, м
	Між поперечниками	безпосередньо поперечників	між точками на поперечнику
1:2000 1:1000-1:500	40 20	500 300	40 20

Нівелірне знімання місцевості шляхом побудування теодолітно-нівелірних ходів по характерним лініям рельєфу виконується на місцевості з чітко окресленими формами рельєфу. При прокладенні ходів визначають пікетажне положення характерних точок рельєфу та ситуації, в необхідних місцях будують допоміжні поперечники до сторін ходу. Розмічені на місцевості характерні точки рельєфу нівелюють одночасно або після нівелювання точок ходів.

При нівелірному зніманні місцевості описаними методами є також обов'язковим ведення польового абрису знімання та журналу нівелювання.

Камеральні роботи при нівелірному зніманні включають: а)опрацювання результатів вимірювань в теодолітно-нівелірних ходах та вирахування відміток і (при необхідності) координат їх точок; б) опрацювання результатів нівелювання точок місцевості та вирахування їх відміток; в) складання плану нівелірного знімання.

Визначення координат та відміток точок теодолітно-нівелірних ходів виконується прийнятими в геодезії методами, детально описаними, наприклад, в роботі [4,8].

Відмітки Н_іт точок місцевості, що нівелюються, вираховуються, в основному, через горизонт інструменту на станції ГІ

Н_іт = ГІ - а_і. ,(3.5)

де а_і - відлік по чорній стороні рейки, встановленій на точці.

При складенні плану нівелірного знімання на планшетах розбивається координатна сітка. Точки ходів, для яких вираховувались координати, наносять на план по координатам. Малі квадрати та поперечники будують на плані за допомогою транспортира, циркуля та масштабної лінійки. З використанням абрису та журналу нівелювання на план наносять елементи ситуації, точки, що нівелюються, їх відмітки. По відміткам точок проводять горизонталі з необхідною висотою перерізу рельєфу. Накреслений план, по можливості, звіряють з місцевістю. Виявлені при цьому помилки знімання усувають.

19