Category Archive matavimai

Bolotovo metodas yra mažesnio tikslumo

Bolotovo metodas yra mažesnio tikslumo, tačiau jis dar naudojamas kartometrijoje ir fotogrametrijoje ieškant taškų padėties grafiškai (pvz., nustatant stovėjimo taško padėtį žemėlapyje).

Menzuliniai ėjimai yra panašūs į teodolitinius ėjimus, tačiau posūkio kampai ir kraštinių ilgiai fiksuojami planšetėje grafiškai. Menzuliniai ėjimai matuojami tarp esančių planšetėje nuotraukos pagrindo taškų norint nustatyti papildomų menzulos stočių, 2 padėtis plane. Dažniausiai tokie ėjimai sudaromi vietovėje, kur dėl riboto matomumo negalima panaudoti sankirtų.

Menzulinis ėjimas matuojamas taip. Menzula statoma taške ir kruopščiai orientuojama pagal kryptis AB ir VAC. Kipregelio liniuotė pridedama prie taško a ir vizuojama į paženklintą vietovėje menzulinio ėjimo tašką. Pagal liniuotės briauną planšetėje brėžiama kryptis a—I, pratęsiant ją už plano rėmelio, Kipregeliu matuojamas atstumas A—I ir aukščių skirtumas (du kartus taikant į skirtingas matuoklės vietas). Atstumas A—I atidedamas plano masteliu ir ženklinamas planšetėje taškas. Kai nuotraukos mastelis 1:500, tai menzulinio ėjimo kraštinės matuojamos rulete.

Paskui menzula perkeliama į tašką 1 ir orientuojama pagal kryptį I—a. Pakartotinai matuojamas atstumas I—A ir taško altitudė. Dviejų atstumo matavimų skirtumas turi būti ne didesnis kaip 1:200 linijos ilgio, o altitudžių ne daugiau kaip 4 cm kiekvienam 100 metrų. Pagal atstumo A—I dviejų matavimų vidutinę reikšmę patikslinama taško padėtis.

Toliau per tašką ] vizuojama į tašką 2, brėžiama kryptis ir matuojamas atstumas 1—2 bei taško 2 altitudė. Paženklinus šį laišką planšetėje, menzula perkeliama vis į kitą tašką, kol pasiekiamas galinis atraminis taškas d. Gautoji taško padėtis d’ ir jo altitudė šiek tiek nesutaps su šio taško padėtimi plane d ir jo altitudė. Linijinis menzulinio ėjimo nesąryšis gali būti 0,8 mm, o santykinis — 1:300 ėjimo ilgio. Linijinis nesąryšis išdėstomas grafiškai lygiagrečių linijų metodu proporcingai taško nuotoliui nuo pradinio ėjimo taško. Gaunamos galutinės nienzulinio ėjimo taškų.

Menzulinio ėjimo aukščių nesąryšis gali būti lygus; čia P — ėjimo perimetras šimtais metrų; n —— kraštinių skaičius ėjime. Aukščių nesąryšio pataisos pridedamos su priešingu ženklu prie ėjimo taškų altitudžių proporcingai taško nuotoliui nuo pradinio taško. Menzulinių ėjimų parametrai turi atitikti pateiktus reikalavimus.

Galimi kabantys menzuliniai ėjimai iš 2 kraštinių, kai nuotraukos mastelis 1:5000 arba 1:2000 ir iš vienos kraštinės (polinis metodas) darant nuotraukas 1:500 ir 1:1000 mastelio. Menzulinių ėjimų nerekomenduojama naudoti atliekant užstatytų teritorijų nuotraukas.

Pirmiausia paruošiama 60X60 cm planšetė. Braižomasis popierius priklijuojamas ant aliuminio lakšto, braižomas koordinačių tinklas ir pagal koordinates atidedami nuotraukos pagrindo taškai. Planšetė uždengiama apsauginiu popieriaus arba kalkės lapu. Darant nuotrauką, apsauginiame popieriuje reikiamoje vietoje išpjaunami langeliai. Kartais plano originalas sudaromas ne planšetėje, o skaidraus plastiko plėvelėje. Iš tokių originalų patogu gaminti plano kopijas.

Vietovės situacijos ir reljefo nuotrauka daroma poliniu būdu iš darbo pagrindo taškų arba papildomų stočių, nustatytų menzulinėmis sankirtomis bei menzuliniais ėjimais. Darbui stotyje menzula centruojama, gulsčiuojama ir orientuojama. Nuotrauka atlieka topografas ir vienas arba du matuoklės nešiotojai.

Situacijos nuotrauka daroma apėjimo būdu statant matuoklę visuose kontūro ar objekto posūkio taškuose. Sujungus nuotraukos taškus, planšetėje gaunamas kontūro planas.

Reljefo nuotrauka daroma kartu su situacijos nuotrauka. Matuoklė statoma būdinguose reljefo arba situacijos taškuose taip, kad tarp gretimų taškų būtų galima interpeliuoti horizontales. Altitudės skaičiuojamos ir horizontalės braižomos čia pat stotyje. Jei reikia, nustatomi papildomi piketai. Baigus stotyje nuotrauką, reikia patikrinti, ar nepasikeitė planšetės orientavimo kryptis. Tada pereinama į kitą stotį.

Atstumai nuo menzulos iki piketų ir tarp reljefo nuotraukos piketų turi būti ne didesni už didžiausius dydžius, pateiktus. Jei atstumai didesni, tai daromos papildomos stotys. Kai kontūrai vietovėje neturi aiškių ribų, tai atstumus nuo prietaiso iki matuoklės situacijos nuotraukoje galima padidinti 1,5 karto.

Siekiant neprarasti pieštuku nubraižytos planšetėje topografinės informacijos, menzulinėse 1:5000 ir 122000 mastelio nuotraukose sudaromos kontūrų ir aukščių kalkės, kuriose, baigus dienos darbą, nubraižoma situacija ir aukščių piketai. Baigus nuotrauką gretimose planšetėse, pagal jų bendrus rėmelius suderinami planų turiniai (situacija ir horizontalės). Paskui planų originalai braižomi tušu pagal tipinių sutartinių ženklų reikalavimus ir gaminamos kopijos.

Automatizuoto kartografavimo principai

Automatizuotu kartografavimu vadinama automatizuota topografinė nuotrauka. Automatizuotas kartografavimas pagrįstas skaitmeninių vietovės modelių (SVM) sudarymu naudojant ESM. Skaitmeniniu vietovės modeliu laikomas skaitmeninės informacijos masyvas, apibrėžiantis topografinės vietovės charakteristikas (skaitmeninis vietovės planas). Skaitmeniniai topografinių charakteristikų modeliai skirstomi į skaitmeninius reljefo (SRM) ir skaitmeninius situacijos (SSM) modelius. SVM sudaro geometrinė (metrinė) ir kokybinė (semantinė) informacijos. Pirmoji fiksuoja vietovės taškų padėtį koordinatėmis bei altitudėmis vieningoje sistemoje, o antroji semantinė informacijos dalis apibūdina situacijos kontūrų turinį ir charakteristikas.

Skaitmeninis vietovės modelis duomenų bazėmis saugomas ESM atminties įrenginiuose. Skaitmeninė topografinę informaciją galima perduoti automatizuotai statinių projektavimo sistemai arba automatiškai nubraižyti grafinio plano forma.

Plano originalas braižomas programinio valdymo automatiniu braižytuvu (koordinatografu). Automatiškai braižomas koordinačių tinklas, pagal apskaičiuotas koordinates atidedami taškai, jie jungiami tiesėmis arba kreivėmis ir gaunamos kontūrų bei objektų ribos. Automatiškai braižomi sutartiniai ženklai, horizontalės ir daromi reikiami įrašai (pvz., taškų altitudės, pastatų charakteristikos ir pan.). Prieš braižant grafinis plano turinys dalimis peržiūrimas grafiniame displėjuje ir, jei reikia, koreguojamas. Pagal kai kurias technologijas automatiškai plane braižomi tik kontūrai, o sutartiniai ženklai ir įrašai braižomi rankiniu būdu.

Pradinę topografinę informaciją galima gauti matuojant geodeziniu, fotogrametriniu bei kartometriniu metodais. Geodezinis metodas pagrįstas tacheometrinės nuotraukos lauko matavimais, kur efektyviai galima naudoti elektroninius tacheometrus ir automatinius matavimo duomenų registravimo įtaisus. Siekiama, kad lauko matavimų rezultatus būtų galima tiesiog perduoti ESM. Fotogrametriškai topografinė informacija gaunama matuojant vietovės vaizdą aero foto nuotraukose. Kartometrinis būdas pagrįstas esamų topografinių planų digitalizavimu, t. y. grafinio jų turinio pavertimu skaitmenine informacija.

Skaitmeninis automatizuotas kartografavimas matematiniu, techniniu ir organizaciniu požiūriais yra sudėtingas, tačiau pažangus. Automatizuojami lauko matavimas ir plano sudarymas, SVM gali būti panaudotas statyboms projektuoti automatizuotu būdu.

Plotų niveliavimo sąvoka ir būdai. Ploto niveliavimas yra vertikalioji teritorijos nuotrauka, taikant geometrinio niveliavimo metodą. Šiuo metodu niveliuojama užstatyta teritorija arba statant aikštes, aerodromus ir kt. Plotai niveliuojami tada, kai reikia sudaryti vietovės topografinį planą su pavaizduota situacija ir reljefu. Todėl reikia padaryti ir horizontaliąja vietovės situacijos nuotrauka. Plotai gali būti niveliuojami kvadratais (stačiakampiais), magistralėmis ir poliniu būdu.

Ploto niveliavimas kvadratais. Kvadratų metodas taikomas atviroje neužstatytoje lygioje vietovėje. Nuotraukos teritorijoje paženklinami piketai taip, kad jie sudarytų kvadratus arba stačiakampius. Kvadratų kraštinių ilgiai
esti 20—100 m. .Jie priklauso nuo reljefo pobūdžio, nuotraukos tikslumo bei paskirties. Kvadratų tinklas atstoja nuotraukos pagrindą, be to, kvadratais patogu projektuoti žemės paviršių.

Ploto niveliavima kvadratais sudaro tokie veiksmai: 1) kvadratų viršūnių ženklinimas vietovėje; 2) vietovės situacijos nuotrauka; 3) kvadratų viršūnėse paženklintų piketų niveliavimas; 4) plano sudarymas.

Kvadratų viršūnės ženklinamos taip. Pirmiausia paženklinama viena kryptis, pavyzdžiui, A—F. Taške A4 statomas teodolitas ir žiūronu fiksuojama kryptis į tašką F4. Žiūrint pro teodolito žiūrona, šia kryptimi matuojami atstumai ir paženklinamos kvadratų kraštinės A—B, B—C, C—D, D—E, E—F. Teodolito alidadė pasukama 90 ir statmena kryptimi A—l vėl paženklinamos kvadratų viršūnės. Teodolitas perkeliamas į kitą tašką, vėl atidedamas status kampas ir gauta kryptimi ženklinamos kvadratų viršūnės ir t. t. Jei kvadratų viršūnės nevisiškai atvaizduoja svarbesnes reljefo formas, tai būdingose reljefo vietose ženklinami papildomi taškai. Kvadratų viršūnės vietovėje ženklinamos kuolais. Nubraižoma kvadratų tinklo schema.

Niveliuojant didelį plotą, pirmiausia vietovėje sudaromi dideli kvadratai su 400 – 500 m kraštinėmis. Šių kvadratų viršūnės ženklinamos ilgalaikiais ženklais, o kraštinės ir kampai matuojami pagal teodolitinių ėjimų programa. Pagal kraštines lygiais atstumais pažymimos mažesnių kvadratų viršūnės. Situacijos kontūrų nuotrauka daroma nuo kvadratų tinklo kraštinių dažniausiai statmenų būdu.

Kvadratų viršūnių ir kitų paženklintų taškų altitudės randamos darant techninio niveliavimo ėjimus. Ėjimai susiejami su aukščių reperiais. Kvadratų viršūnės, kurios nėra ėjimo ryšio taškai, niveliuojamos kaip tarpiniai taškai, atskaičiuojant matuoklėje 1 cm tikslumu. Kai aikštelė nedidelė, visą plotą galima niveliuoti iš Vienos stoties. Atskaitos rašomos kvadratų tinklo schemoje arba žurnale. Apskaičiuojamos kvadratų viršūnių ir kitų piketų altitudės.

Sudarant planą, pirmiausia plano masteliu braižomas kvadratų tinklas. Pagal jį plane vaizduojama situacija, surašomos kvadratų viršūnių ir kitų niveliuotų taškų altitudės. Interpoliuojant altitudes, braižomos horizontalės. Braižant planą tušu, kvadratų viršūnės pažymimos piketų sutartiniu ženklu (tašku), o kraštinės nebraižomos.

Geodeziniai kadastriniai matavimai

Teodolitų tipai

Lietuvoje daugiausia naudojami teodolitai, pagaminti Rusijoje. Nuo 1965 m. gaminami tik optiniai teodolitai su stikliniais limbais ir optiniais atskaičiavimo mikroskopais bei mikrometrais (GOST 10529 – 1963 m. „Teodolitai”). Jie klasifikuojami pagal tikslumą, kuris apibūdinamas horizontaliojo kampo matavimo vienu ruožtu vidutine kvadratine paklaida. Pavyzdžiui, teodolitui, kuriuo galima išmatuoti horizontalųjį kampą vienu ruožtu su instrumentine 15″ paklaida, suteiktas šifras T15. 1963 m. standartu buvo numatyta gaminti didelio tikslumo (T05, T1), tikslius (T2, T5, T10) ir techninius (T15, T20 ir T30) teodolitus.

Vėliau standartai buvo keičiami ir tobulinami (1970, 1979, 1986 m.), kartu mažinant teodolitų tipų skaičių. 1986 m. standartu numatyta gaminti tokius teodolitus: T1 (T1A), T2 (T2K, T2KA), T5 (T5K) ir T30. Leistina gaminti T15M ir T3OM teodolitus markšeiderystės darbams.

Šiuolaikiniai teodolitai yra kartu ir tacheometrai, nes juose esti vertikalusis skritulys ir žiūrono siūlinis toliamatis atstumams matuoti.

Teodolitas 2T30 – patobulintas teodolito T30 variantas. Jis skiriamas nedidelio tikslumo geodeziniams darbams (topografinė nuotrauka, statyba ir kt.). Teodolitas kartotinis. Limbuose atskaičiuojama skaliniu mikroskopu vienoje jų pusėje 0,5′ tikslumu. Vertikalusis limbas sudalytas sektoriais. Atskaitos gali būti teigiamos arba neigiamos. Optinės limbų atskaičiavimo sistemos schema ir mikroskopo matymo laukas.

Reikia paminėti šias teodolito 2T30 konstrukcines ypatybes:

1. Teodolito vertikalusis skritulys yra be gulsčiuko, jį atstoja horizontaliojo skritulio cilindrinis gulsčiukas, kurio burbulėlis, matuojant vertikalius kampus, įplukdomas centrą kelmelio kėlimo sraigtu.

2. Teodolitui centruoti galima naudoti jo žiūroną, pastatytą vertikaliai objektyvu žemyn (tam tikslui alidadėje ir limbe yra skylė). Centruojant alidadės gulsčiuko burbulėlis nuplukdomas į vidurį, o vertikaliajame limbe nustatoma atskaita lygi 90° plius nulio vietos atskaita. Ant žiūrono ir mikroskopo okuliarų uždedama speciali prizmė, laužianti spindulius 80° kampu.

Geodeziniai kadastriniai matavimai

3. Kadangi prie žiūrono yra gulsčiukas, žiūrono vizavimo ašį galima nustatyti horizontaliai ir geometriškai niveliuoti.

4. Gaminamas šio teodolito variantas 2T3011 su tiesioginio vaizdo žiūronu.

5. Teodolitas kompaktiškas ir lengvas.

Teodolitas T15 — techninis, pritaikytas įvairiems geodeziniams darbams atliekant tyrinėjimus ir statant statinius. Limbuose atskaičiuojama 0,1′ tikslumu skaliniu mikroskopu vienoje pusėje. Optinė schema labai panaši. Vertikalusis skritulys su gulsčiuku. Dabar šio tipo teodolitai negaminami.

Geodeziniai matavimai

Prieš pradedant matuoti planimetru, reikia patikrinti, ar:

1) atskaitų ratukas sukasi laisvai, be sutrikimų;

2) atskaitų ratuko plokštuma statmena vedamosios svirtelės ašiai.

Pirmas reikalavimas tikrinamas ranka pasukant atskaitų ratuką. Iš inercijos jis turi suktis 3-5 s. Atskaitų ratuko sukimosi laisvumą galima reguliuoti prie ašies galų esančiais sraigteliais.

Tarp atskaitų ratuko ir vernjero esant nedideliam tarpeliui, gali būti sunkiau skaičiuoti padalas ant ratuko. Šį tarpą taip pat galima reguliuoti prie vernjero esančiais sraigteliais. Tarpas tinkamas, kai tarp ratuko ir vernjero telpa plono popieriaus lapelis.

Atskaitų ratuko reguliavimo kokybė tikrinama apvedant tą figūrą keletą kartų. Kad matavimo rezultatų neveiktų kontūro netikslaus apvedimo paklaida, naudojama kontrolinė liniuotė. Atskaitos gali skirtis 2-3 planimetro padalomis.

Antras reikalavimas tikrinamas apvedant objekto kontūrą pagal dvi skirtingas planimetro padėtis: kai polius yra vedamosios svirtelės dešinėje ir kairėje. Reikalavimas tenkinamas, jei atskaitų skirtumų santykinė paklaida ne didesnė kaip 1:250. Jei sąlyga netenkinama, kiekvieną plotą reikia matuoti esant skirtingoms planimetro poliaus padėtims. Gautų reikšmių vidurkis yra ieškomasis plotas.

Prieš matuojant reikia nustatyti planimetro padalos vertę k ir konstantą q. Padalos vertė randama apmatavus planimetru iš anksto žinomą sklypo plotą. Dažniausiai pasirenkamas plano arba žemėlapio koordinačių tinklo kvadratas. Topografiniuose planuose ir žemėlapiuose, kurių mastelis 1:500, tokio kvadrato plotas lygus 0,25 ha, 1:1000 — 1 ha, 1:2000 — 4 ha, 1:5000 — 25 ha ir 1:10 000 — 100 ha. Pasirinktą kvadratą apvedus vedamosios svirtelės adatėle, kai polius yra šalia matuojamojo ploto, gaunama n planimetro padalų, atitinkančių kvadrato plotą P.

Kaip jau minėta, k reikšmė priklauso nuo vedamosios svirtelės Ri ilgio. Norint gauti k’ (suapvalintą), kurį patogiau naudoti skaičiuojant, reikia apskaičiuoti naują svirtelės ilgį ir perstatyti atskaičiavimo mechanizmą:

Nustatant planimetro konstantą q, reikia tą patį sklypo plotą išmatuoti esant poliui šalia matuojamojo sklypo ir jo viduje. Tariama, kad sklypo plotas, kai polius šalia matuojamosios figūros.

Geodeziniai matavimai

Matuojant sklypų plotus planimetru, reikia, kad atskaitų ratukas dirbant būtų ant vienodo šiurkštumo lygaus ir horizontalaus paviršiaus, planimetro svirtys nesudarytų mažesnio kaip 30° ir didesnio kaip 150° kampo, pradėti matuoti tokiame taške, kai kampas tarp svirtelių artimas 90°. Kiekvieno sklypo plotas matuojamas esant dviem planimetro poliaus padėtims. Kad matavimo tikslumas būtų didesnis, tą pati plotą galima apvesti planimetru kelis kartus, o atskaičiuoti tik pradedant vesti ir jų užbaigus. Taip gaunamas padalomis išreikštas keleriopas plotas.

Matavimo rezultatus reikia tikrinti. Tikrinamos plotų reikšmės, gautos esant planimetro poliui skirtingose padėtyse. Leistinas skirtumas priklauso nuo plotų dydžio. Kai sklypo plotas iki 200 planimetro padalų, leistinas skirtumas 2 padalos, kai plotas 200-1000, — 3 padalos, kai sklypo plotas 1000-2000, — 4 padalos, o kai daugiau kaip 2000, — 5 padalos.

Kadastriniai matavimai

Zonoje, greta zonos ašinio ir kraštinių meridianų, nubrėžti papildomi meridianai. Matyti, kad toliau nuo ekvatoriaus atstumai tarp meridianų mažesni ir ašigaliuose jie sueina į vieną tašką. Ši savybė vadinama meridianų artėjimu.

Meridianų artėjimas reiškiamas kampu y, kurį sudaro meridiano liestinė taške su linija, išvesta per tą tašką lygiagrečiai ašiniam meridianui.

Yra meridianų artėjimas plokštumoje arba Gauso meridianų artėjimas sferos ir elipsoido paviršiuje.

Kampo v ir taško geografinių koordinačių sferos paviršiuje priklausomybė randama.

Iš jos aišku, kad ekvatoriuje meridianų artėjimo kampas y lygus nuliui. Tolstant nuo ekvatoriaus, jis didėja. Ašigaliuose kampas lygus geografinių ilgumų skirtumui.

Jeigu atstumas tarp taškų A ir B didelis, taikoma tikslesnė meridianų artėjimo kampo skaičiavimo formulė.

Meridianų artėjimo kampas y Gauso ir Kriūgerio projekcijos plokštumoje.

Kai taškas yra ant ekvatoriaus arba ašinio meridiano, kampas y lygus nuliui. Jei taškas yra rytus nuo ašinio meridiano, tai y teigiamas, jei į vakarus, — neigiamas.

Žemės paviršiaus taškų altitudės

Lietuvoje sudarant planus ir žemėlapius, tiriant geodinaminius reiškinius ir kitokiems reikalams naudojama vieninga aukščių sistema.

Taško aukščiu, arba altitude, vadinama trečioji koordinačių sistemos koordinatė, lygi taško atstumui nuo nulinio paviršiaus svambalo linijos (sunkio jėgos) kryptimi. Matematiniu nuliniu paviršiumi vadinamas referencinio elipsoido paviršius. jį projektuojami Žemės paviršiaus kontūrai sudarant planus ir žemėlapius. Taškų altitudėms skaičiuoti naudojamas kitas nulinis paviršius, vadinamas lygio (geoido) paviršiumi.

Kadangi vidutinis Pasaulinio vandenyno lygis dar nenustatytas, valstybės naudoja skirtingus lygio paviršius taškų altitudėms skaičiuoti. Lietuvoje nuo 1945 m. taškų altitudės skaičiuojamos nuo vidutinio Baltijos jūros vandens paviršiaus lygio, nustatyto 1825-1840 m. Šis lygis pažymėtas brūkšniu varinėje plokštelėje, kuri įmontuota tilto per kanalą atramoje Kronštate. Plokštelė su brūkšniu vadinama Kronštato futštoku, o aukščių sistema — Baltijos aukščių sistema.

Kadastriniai matavimai

Aukščių skirtumai tarp taškų nustatomi niveliuojant. Kronštatas yra Suomių įlankos Kotlino saloje. 1930 m. tiksliai niveliuojant ledu nuo Kronštato futštoko iki Lomonosovo mieste esančios markės Nr. 173 (markė — ženklas su žinoma altitude), gauta markės altitudė 5,4608 m. Ši markė yra pradinis taškas nustatant taškų altitudes Baltijos aukščių sistemoje.

Kitų jūrų bei vandenynų futštokų nuliniai brūkšniai, nustatyti Baltijos aukščių sistemoje, yra žemiau Kronštato futštoko nulinio brūkšnio

Altitudės, apskaičiuotos nuo Kronštato futštoko nulinio brūkšnio, vadinamos absoliutinėmis altitudėmis. Jeigu altitudės skaičiuojamos nuo kito lygio, tai jos vadinamos sąlyginėmis. Sąlyginės altitudės naudojamos sprendžiant vietinės reikšmės uždavinius.

Taškų, nutolusių nuo Kronštato tūkstančius kilometrų, absoliutinės altitudės nustatytos su tokiomis paklaidomis: Novosibirske — 62,3 mm, Krasnovodske — 71,4 mm, Jakutske — 92,7 mm, Vladivostoke — 111,6 mm.