Общие сведения о топографической съемке

Топографической съемкой называются все те действия, которые выполняют на местности с целью составления плана. Снять некоторые точки местности - это значит определить их положение на плане.

Основные законы съемок: непрерывный контроль всех действий и производство работ от общего к частному. Сначала определяют с большей точностью положение небольшого числа вспомогательных - геодезических точек, а потом уже снимают все остальные точки, которые должны быть нанесены на плане.

На местности можно выделить пашни, луга, выгоны, степи, кустарники, леса, болота, ручьи и реки, пруды и озера, всевозможные Дороги и границы, постройки и сооружения и т. д.

Съемке подлежат не все эти подробности, а только те, которые необходимы для данных целей. Чем больше подробностей надо изобразить на плане, и чем точнее он должен быть, тем крупнее следует взять для него масштаб (напомним, что масштаб 1:500 крупнее масштаба 1:1000 и т. д.).

Съемка любого угодья или сооружения сводится к съемке его границ. Эти границы чаще бывают кривыми линиями, нежели прямыми. Как же заснять кривую линию?

Каждую кривую линию можно заменить некоторой ломаной линией. Причем, чем больше изломов будет содержать последняя, тем ближе она будет к данной кривой.

Каждый отрезок ломаной линии определяется положением двух его конечных точек. Следовательно, съемка местности всегда сводится к определению положения некоторого числа отдельных точек каждого контура. Соединив последовательно эти точки, мы тем самым изобразим на плане соответствующие контуры в уменьшенном и подобном виде.

Неопытным съемщикам всегда кажется, что для верности изображения необходимо определить как можно больше характерных точек. Это не совсем верно. Имея перед глазами контур и несколько удачно выбранных точек, верно изображенных на плане, можно при известном навыке нарисовать снимаемый контур с ошибкой, не выходящей за пределы точности съемки.

Некоторые предметы, расположенные на поверхности земли, имеют правильные границы, очертания которых подчинены известным геометрическим условиям. Например, горизонтальные проложения строений - прямоугольники, клумбы и цветники - правильные многоугольники, стороны дорог - параллельные линии, звенья телефонных и осветительных линий - прямые линии и т. д. Все эти закономерности нужно учитывать при съемке.

Для того чтобы положение любого предмета было определено на горизонтальной плоскости относительно опорных геодезических точек, достаточно определить относительно них положение двух точек этого предмета. При этом мы предполагаем, что имеем все данные, необходимые для построения плана предмета, и определяем лишь то место плоскости, где его расположить. Изложенное выше используется на практике при съемке предметов с правильной формой его границ. Например, при съемке в саду клумбы, имеющей форму правильного многоугольника, т. е. многоугольника, в котором все стороны и углы равны между собой, достаточно определить положение лишь двух его вершин относительно границ сада, а остальные можно будет легко построить, зная длину и число сторон многоугольника (контура клумбы).

Таким же образом нужно поступить и при съемке отдельного строения: построив два угла его, можно нанести остальные углы по соответствующим промерам (углы считаем прямыми).

При съемке дороги надо снимать не обе ее стороны, а только одну из них, и замерять ширину дороги, а при съемке столбов, расположенных по ломаной линии, достаточно снять столбы, стоящие на поворотах. Остальные наносят между ними на известном расстоянии друг от друга.

Если снимаемая граница имеет неправильную форму, то все ее характерные точки определяют независимо друг от друга (привязывают к опорным точкам).

Образно можно сказать, что геодезические (опорные) точки при съемке имеют такое же значение, как канва при вышивке.

Система (совокупность) геодезических точек, обеспечивающих съемку на некотором участке поверхности земли, называется съемочным обоснованием.

Простейшая сеть состоит из одной стороны, далее по степени сложности следует сеть из одного треугольника, затем - из одного многоугольника (полигона) и, наконец, сети, состоящие из нескольких треугольников или многоугольников.

При съемке точек могут применяться различные способы, важнейшие из них следующие: триангуляции (треугольников); полигонометрии (обхода); створов; прямоугольных координат (перпендикуляров); полярных координат (кругового визирования); засечек (линейных и угловых).

Первые два обычно применяют для съемки основных - геодезических точек, а последние четыре - чаще для съемки подробностей (ситуации). Их сущность будет изложена при описании простейших съемок.

Абрис

Съемку местности и составление плана чаще выполняют не одновременно. Это позволяет ускорить производство полевых работ (работ на местности) и создать лучшие условия для выполнения камеральных (чертежных, вычислительных и т. п.) работ в помещении.

Для того чтобы съемщик не ошибся в произведенных им промерах и чтобы он сумел правильно соединить на плане снятые точки, он ведет схематическую зарисовку местности с указанием измеренных величин. Такой чертеж-схема называется абрисом. Его составляют или на отдельные участки снимаемой местности, или на всю территорию сразу. На абрисе надо стараться изображать местность подробно, все числа надо подписывать так, чтобы было понятно, к каким величинам они относятся. С этой целью, например, можно рекомендовать подписывать числа перпендикулярно к направлениям линий, по которым производились измерения длин.

Хорошее ведение абриса требует навыка и аккуратности. Абрис нужно вести настолько отчетливо, чтобы он был понятен всякому другому лицу, знакомому со съемками.

Съемка мерной лентой вытянутого участка

Имея только прибор для измерения расстояний, можно уже производить съемку небольшого участка земной поверхности. Пусть, например, требуется построить план вытянутого участка местности, на котором стоят два дома и посажен ряд деревьев (рис. 1). На рисунке кружками по линии ЛМ обозначены отдельные деревья, а прямоугольниками - дома. Надписи внутри - 2 кж и дн обозначают, что первый дом - двухэтажный, каменный, жилой, а второй дом - одноэтажный, деревянный, нежилой.

Каждый из этих предметов, независимо друг от друга, легко изобразить на плане. Для съемки ряда деревьев достаточно измерить лентой расстояние от одного крайнего дерева Л до другого крайнего дерева М. Если при этом требуется обозначить на плане положение каждого дерева, то попутно надо отметить, на каком удалении от начальной точки (совпадающей с центром первого дерева Л) расположены все промежуточные деревья (их центры, середины). Так, на рис. 1 показано, что эти расстояния последовательно будут 0,00; 4,25; 8,05; 11,85; 16,11 и 20,20 м. Следует заметить, что делать все отсчеты от начальной точки до всех остальных выгоднее, чем измерять последовательно расстояния между смежными точками.

Рис. 1. Абрис съемки по линии

В последнем случае ошибки могут накапливаться как при измерении, так и при построении длин отрезков линий.

Для составления плана дома ВГДЕ достаточно измерить его длину ВГ=Д=7,00 и ширину ВД=ГЕ=5,00 м (углы дома - прямые). Так же следует поступить с обмером другого дома: длина ЖЗ=ИК=7,00 и ширина ЖИ=ЗК=3,50 м.

Теперь возникает вопрос, как построить план всего участка, на котором оба дома и деревья располагались бы подобно тому, как они располагаются на местности.

Для этой цели и служат опорные геодезические точки и сети, о которых говорилось выше. Применительно к условиям, показанным на рис. 1 достаточно выбрать две вспомогательные опорные точки А и Б так, чтобы соединяющая их линия - сторона геодезической сети - проходила близ предметов, подлежащих съемке (дома, деревья), и была удобна для измерения расстояний. К выбранным точкам А и Б надо привязывать отдельные предметы.

На нашем абрисе (см. рис. 1) показано три предмета (два дома и ряд деревьев), и каждый из этих предметов привязан двумя точками к опорной линии АБ: первый дом - точками В и Г, второй - точками Ж и 3, а ряд деревьев - точками Л и М. Каждая из этих шести точек определяется относительно стороны АБ совершенно одинаково - методом линейных засечек. Так, например, для определения точки Ж на прямой АБ выбраны две вспомогательные створные точки, намеченные при измерении этой линии соответственно в двенадцати и девятнадцати метрах от точки А в сторону точки Б. Далее измеряют расстояния 4,92 и 5,53 м от этих створных точек до определяемой точки Ж.

Все линейные промеры, необходимые для построения плана, показаны на рис. 1, который является абрисом. Составление плана по этим данным не представляет большого труда.

На листе бумаги строят линейный масштаб, соответствующий избранному численному масштабу. Проводят прямую линию и на ней намечают точку А (при этом руководствуются сделанным абрисом). Далее, путем отложения отрезков - 6,00; 12,00; 19,00 и 25,50 наносят все выбранные створные точки и точку Б. Затем строят точки В, Г, Ж, 3, Л и М (определяющие положение отдельных предметов) методом линейных засечек.

Например, для построения точки Ж из створных точек 12,00 и 19,00 проводят дуги окружностей радиусами, соответственно равными 4,92 и 5,53 м. В пересечении этих дуг получится точка Ж.

После того как перечисленные выше шесть точек построены, их попарно соединяют и контролируют сделанными промерами: ВГ=7,00; Ж3=7,00 и ЛМ=20,20 м. При этом необходимо считаться с неизбежными случайными ошибками: измерения линий лентой (рулеткой) - 0,02-0,05 м для расстояния до 100 м и построения отрезков на плане - 0,3-0,8 мм.

При получении допустимых расхождений (в пределах точности съемки и построения) приступают к нанесению остальных точек. Когда все точки построены, и снимаемые границы предметов и угодий четко обведены (лучше тушью), то вспомогательные линии можно удалить - стереть, чтобы они не затемняли чертеж.

Способ линейной триангуляции (способ треугольников)

Использование только одной опорной линии в качестве геодезической сети удобно только для съемки небольшого вытянутого участка. Если участок имеет такую ширину, что все предметы не могут быть сняты с одной линии, то нужно построить более сложную геодезическую сеть.

Так, для сравнительно небольшого участка надо попытаться наметить не две, а три геодезические точки, образующие треугольник, с примерно равными сторонами. Стороны эти должны быть удобными для измерения расстояний и удачно расположенными для съемки с них всех интересующих нас предметов. Измерив стороны треугольника, мы определим относительное положение его вершин.

Съемку участка следует производить в той же последовательности и в том же порядке, только точки привязывать не к одной, а к трем линиям.

Составить абрис на весь участок здесь будет сложнее. Можно рекомендовать вести его для каждой стороны отдельно.

Построение плана всегда следует начинать с нанесения опорных геодезических точек, В данном случае надлежит построить треугольник по трем его сторонам, который не должен содержать слишком острых (менее 30°) углов. Относительно каждой стороны треугольника совершают все те действия, которые были описаны выше при съемке с одной линии. Сперва наносят вспомогательные створные точки, далее линейными засечками строят точки, определяющие положение отдельных предметов. Наконец, опираясь на них, строят остальные характерные точки, необходимые для изображения границ предметов и контуров угодий.

При этом надо стараться использовать закономерности, имеющиеся в очертаниях этих границ: прямые углы для строений, параллельные стороны для дорог, нахождение точек в общем створе для деревьев одного ряда и т. п.

Как же поступить в том случае, если весь участок нельзя охватить тремя точками - одним треугольником? В этом случае на местности нужно построить более сложную сеть, состоящую из многоугольника (см. далее способ полигонометрии) или нескольких треугольников, намеченных так, чтобы каждый последующий треугольник имел с предшествующими, по крайней мере, одну общую сторону. Измерив все стороны треугольников, можно, начиная с одного из них, построить все остальные треугольники на бумаге в выбранном масштабе.

В остальном, съемку производят так же, как и для малого участка, снимаемого на основе одного треугольника. Очевидно, абрис в данном случае будет еще сложнее.

На рис. 2 приведен абрис участка местности, снятого мерной лентой на основе геодезической сети, состоящей из трех треугольников. Рассмотрим на этом примере последовательно весь процесс съемки.

Рис. 2. Абрис съемки участка лентой

Опорные геодезические точки А, Б, В и Г определены методом линейной триангуляции. Ниже приводятся значения всех измеренных сторон: АБ = 110,82; ВБ = 174,01; АВ=193,05; АГ=163,50 и ВГ= - 183,52. Эти промеры позволяют построить два треугольника по их трем сторонам и таким образом определить взаимное расположение точек А, Б, В и Г.

Что касается точки Д, то она входит в третий треугольник, в котором измерены (косвенно) все три угла, т. е. она определяется методом угловой триангуляции. В геодезии линейную триангуляцию называют трилатерацией, а угловую - просто триангуляцией.

Долгое время для создания опорных сетей в геодезии применяли преимущественно метод триангуляции. В последнее время, с развитием методов измерения расстояний, основанных на использовании электромагнитных волн, широкое применение нашел метод трилатерации и полигонометрии.

Способ триангуляции (угловых засечек)

Способ триангуляции можно эффективно применять лишь при наличии прибора, позволяющего просто и точно измерять углы. Он может быть использован и для определения положения отдельных точек, но в этом случае его чаще называют способом угловых засечек.

При отсутствии удобного угломерного прибора способ триангуляции (угловых засечек) можно применять лишь в исключительных случаях, когда для целей съемки необходимо определить положение такой точки, расстояния до которой от других точек непосредственно измерить нельзя.

Так, на рис. 2 стороны ВД и ГД непригодны для непосредственных измерений: точка Д расположена за рекой. В этом случае треугольник можно определить длиной одной стороны ВГ и двумя углами при точках В и Г. Если представляется возможным, то для контроля желательно измерить и третий угол (сумма трех углов должна равняться 180°).

При наличии только ленты углы следует определять линейными промерами. В данном случае от вершин по сторонам углов отложено по 20 м и между полученными точками сделаны промеры: 22,38 м для угла В и 15,20 м для угла Г. В целях контроля измерен и третий угол треугольника (см. рис. 2) - хорда оказалась равной 22,10. Используя таблицу хорд, получим следующие значения углов: <В=68°05; <Г=44°40" и <Д=67°05. Сумма углов равна 179°50", т. е. при измерении трех углов допущена ошибка в 10". В данном случае такую ошибку можно признать удовлетворительной.

После нанесения на план точки Д геодезическая сеть будет построена.

Способ линейных засечек

После того как намеченные на местности точки геодезической опоры определены, приступают к съемке подробностей (ситуации). Описание применяемых на практике приемов начнем с уже известного нам способа линейных засечек.

На рис. 2 показано, как произведена съемка двухэтажного каменного жилого дома (условное обозначение на плане - 2 кж). От двух углов этого дома сделано по два промера до точек, расположенных на стороне БВ геодезической сети. Эти створные точки определены соответственно промерами 35,0 и 65,5 м от точки Б. Тем самым определено положение углов здания относительно геодезической сети.

На план эти углы здания будут нанесены построением треугольника по трем сторонам. Используя измеренную ширину - 15,0 м и считая углы здания прямыми, построим и сам дом на плане, причем размер 35,4 м - длина дома - будет использован для контроля.

Расположенный вблизи этого дома сарай (дн - деревянный, нежилой) снимают тем же методом, но уже от углов дома.

Легко понять, что определяемую методом линейных засечек точку нельзя наметить точно на плане, если дуги пересекаются под очень острыми (до 30°) или тупыми (более 150°) углами. Точнее всего определяют точки при угле пересечения, близком к прямому (90°). Это обстоятельство нужно учитывать при выборе створных вспомогательных точек.

Кроме того, нужно учесть, что этот метод будет практически удобен в случае, если размеры линейных засечек не будут превышать длины применяемого мерного инструмента (ленты, рулетки).

В заключение отметим, что методы линейной засечки и трилатерации в принципе совпадают. Оба метода основаны на возможности построения треугольника по трем его сторонам.

Способ створов

Мы уже отмечали, что створу для двух точек местности соответствует на плане прямая линия, проходящая через изображения этих точек.

Створ находит широкое применение при производстве съемок. Рассмотрим различные случаи использования створов при съемке на примере рис. 2.

1. Пусть некоторый контур (граница) пересекает сторону геодезической сети. Тогда промер до точки пересечения определит ее положение. Поэтому попутно с промером всех опорных линий производят отсчеты по ленте (рулетке) в точках встречи с контурами. Так, границы луга и пашни определяют следующими отсчетами: 53,0 по линии БД; 74,0 по линии ВГ и 101,5 и по линии АГ. Причем все отсчеты производят в нарастающем порядке от начальной точки к конечной. Так, цифры 80,0; 101,5 и 109,5, расположенные по линии АГ, указывают расстояния от соответствующих точек до точки А. Как правило, по линиям все промеры следует давать в одном направлении. Исключение представляют линии ВД и ГД, недоступные для сквозного промера из-за реки. Поэтому по линии ВД промеры 20,0; 53,0 и 89,0 м даны от В к Д, а промеры 20,0 и 33,0 м - от Д к В. Равным образом промеры 20,0 и 64,5 даны от: Г к Д, а промеры 20,0; 64,0 и 91,5 м, наоборот, от Д к Г.

2. В отдельных случаях можно продолжить (вешить) опорную линию до ее пересечения с контуром. Так, например, линия АГ продолжена до встречи ее с берегами реки соответственно в точках30,0 и 48,5 м (от точки Г).

3. Производя измерения по линии ДГ, съемщик заметил, что в точке 64,0 стороны сети створ на точку В проходит как раз через отдельно стоящее дерево - елку; растущую на изломе реки. Записав в абрисе этот отсчет, и произведя дополнительный промер 25,0 м от этой точки до дерева, съемщик определил положение елки и излома реки.

4. При измерении линии АВ съемщик отметил, что в точке 85,0створ на точку Б проходит через ветряную мельницу. Кроме того, линию АБ створ, проведенный через мельницу и точку В, пересекает в точке 54,5 (считая от А и Б). Эти два створа, построенные на плане, своим пересечением определяют положение мельницы.

В случае если предмет имеет значительную ширину и съемщик наблюдает, что он закрывает собой веху на некотором отрезке линии, например на участке ленты от 14,10 до 16,70, то за точку пересечения створа с линией можно принять средний отсчет ¹/₂ (14,10+16,70)=15,40 м.

5. Съемку отдельного строения или контура, обозначенного вехами, можно произвести, отмечая на окружающих опорных линиях (сторонах геодезической сети) створы его стен. Каждая стена должна быть отмечена двумя промерами. Например, овощехранилище, обозначенное на рис. 27 соответствующим условным знаком, определено следующими промерами: 108,0 и 125,0 по линии ВГ, 80,0 и 109,5 по линии АГ и 37,0; 57,5; 126,75 и 175,65 по линии АВ. Соединяя попарно эти точки в соответствии с абрисом, мы получим на плане контур овощехранилища;

В отдельных случаях этим методом может быть получена вспомогательная опорная линия для съемки с нее предметов и ситуации, значительно удаленных от сторон геодезической сети.

Метод створов весьма удобен при съемке одной лентой, поэтому этим методом и сняты почти все подробности участка, изображенного на рис. 2.

Способ полигонометрии (способ обхода)

Пусть участок, подлежащий съемке, неудобен для построения геодезической сети методом триангуляции. Это бывает в тех случаях, когда промеры внутри участка затруднены и видимость имеется лишь по отдельным направлениям. Тогда рекомендуется строить геодезическое обоснование (сеть) способом полигопометрии, который при малоточных работах называют способом обхода.

Он состоит в том, что на местности назначают вершины многоугольника, охватывающего весь снимаемый участок. Если участок велик, то строят геодезическую сеть, состоящую из нескольких многоугольников.

При выборе вершин нужно следить за тем, чтобы с каждой точки были видны две соседние и чтобы стороны были удобны для линейных промеров. Одновременно с измерением сторон многоугольника измеряют и его углы.

При наличии только ленты углы измеряют по принципу определения угла лентой. Например, угол А (рис. 3, а) определяют промерами Аб, Аг и бг. Точно так же следует определять и остальные углы многоугольника.

Изображение многоугольника на плане сводят к последовательному построению его вершин и сторон. Так, наметив на плане положение одной из вершин, например А, проводят направление, соответствующее стороне АБ (выбор его произведен). Откладывают на проведенном направлении отрезок, соответствующий измеренной длине стороны АБ. Тем самым мы определим положение Б" второй вершины. Построив при ней второй угол, по данным промеров, сделанных вблизи точки Б, получим направление стороны БВ, на котором откладывают измеренное значение.стороны БВ и тем определяют положение точки В". Действуя аналогичным образом, мы определим положение Г" последней точки на плане. Однако работа на этом еще не заканчивается: нужно и при последней точке построить угол и на полученном направлении отложить в масштабе длину последней стороны. Ее конец, вообще говоря, не попадет в начальную точку А, а ляжет около нее в некоторой точке А" (рис, 3,б). Построенная фигура не будет замкнутым многоугольником.

Отрезок АА" называется линейной невязкой. Эта величина зависит от точности измерения линий и углов на местности и от точности их построения на плане. Приблизительно к указанной нами технике (съемка одной лентой) эта невязка может достигать 1 м на каждые 500 м периметра, т. е. суммы длин сторон многоугольника. Если невязка будет существенно больше указанной величины, то построение нужно выполнить еще раз. Полученная второй раз недопустимая невязка при фигуре, близкой к первой, указывает на наличие грубой ошибки в измерениях. Для ее устранения измерения на местности нужно повторить.

Предварительно следует установить, где содержится грубая ошибка: в углах или сторонах. Контролем правильности измерения углов служит их сумма. Для замкнутого многоугольника сумма S углов зависит от числа n его сторон (углов):

Вычисленные по этой формуле значения суммы углов для разных чисел приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сумму углов можно получить графически. Для этого все углы следует строить последовательно при одной общей вершине и откладывать их в одном направлении (скажем, по ходу часовой стрелки) так, чтобы вторая сторона предшествующего угла была бы исходной для последующего угла. В результате такого построения мы придем (теоретически) к начальному направлению для многоугольников с четным числом углов и к отличному от него на 180° для многоугольников с нечетным числом углов (сторон). Отклонение конечной (второй) стороны последнего угла от начальной линии (первой стороны первого угла) представляет собой ошибку в сумме измеренных углов данного многоугольника.

Допустим, что после повторных измерений получена допустимая линейная невязка АА" (см. рис. 3, б). Каким образом ее следует устранить? Первоначально может возникнуть мысль, что надлежит просто соединить последнюю точку Г¹ с первой А. Однако, поступив так, мы значительно изменим направление и длину последней стороны, оставив все остальные без изменения. Правильнее будет распределить невязку на все стороны многоугольника. С этой целью отложим последовательно все измеренные длины сторон на одной прямой в некотором произвольном (мелком) масштабе. При этом построении конец предшествующей линии служит началом для последующей.

Затем в конечной точке последней линии, т. е. в точке А", под прямым углом к нашей линии отложим полученную невязку АА" (в масштабе плана). Соединив начальную точку А с полученной конечной точкой А прямой (рис. 3, в), проведем через все точки Б", В", Г" перпендикуляры до пересечения их в точках Б, В, Г с этой прямой. Отрезки ББ", ВВ", ГГ" указывают, на какие величины надлежит передвинуть эти точки. Так как точку А" следует переместить на плане в точку А, то и остальные точки надлежит переместить в том же направлении. Иначе говоря, все вершины смещают по линиям, параллельным отрезку АА", на величины, указываемые графиком (см. рис. 3, в). Полученные точки остается соединить четкими линиями и получить замкнутый многоугольник АБВГА вместо разомкнутого АБ"В"Г"А" (см. рис. 3,б).

Рис. 3. Составление плана замкнутого многоугольника (полигона): а - многоугольник на местности, б - план многоугольника, в - схема распределения невязки

Увеличивая длину отрезков Аб, Аг, бг и т. д., определяющих величину углов, мы будем повышать точность съемки и в пределе при Аб=АБ, Аг=АГ, бг=БГ и т. д. придем к известному нам методу линейной триангуляции (трилатерации). Поэтому можно сделать вывод, что при измерении углов лентой метод обхода следует применять лишь в исключительных случаях и для многоугольников с малым числом вершин (4-6).

Метод полигонометрии имеет большое производственное значение в наши дни при создании геодезических сетей. При этом углы измеряют портативными приборами с точностью до секунды, а длины линий - инварными проволоками и светодальномерами с точностью до 1:100000.

Съемка экером и лентой. Способ перпендикуляров

Если кроме мерного инструмента (ленты, рулетки) имеется еще и прибор - экер, позволяющий удобно и быстро строить прямые углы на местности, то при съемке можно применять особые приемы, делающие ее более гибкой, более приспособленной к условиям местности.

В производстве распространен двухзеркальный экер. Теория его основана на том, что луч АВ (рис.4,а), дважды отраженный от зеркал V и I, расположенных под углом 45,° друг к другу, пересекает свое начальное направление под углом 90 °. Практика же сводится к тому, что перпендикуляр в точке С (в которой стоит съемщик с экером) к линии АВ пройдет через точку D, в которой установленная веха будет казаться съемщику совпадающей с изображением вех А и В в зеркале I экера (рис. 4,б).

Рис. 4. Двухзеркальный экер: а - ход лучей, б - построение прямого угла

Вытянутый участок, доступный внутри для линейных измерений, удобнее всего снять способом перпендикуляров. При этом способе вешат вспомогательную (опорную) линию АБ так, чтобы она шла по направлению наибольшего протяжения снимаемого участка и делила его приблизительно пополам. Затем выбирают точки, подлежащие съемке; если они непосредственно не видны с провешенной линии АБ, то в них устанавливают вехи. На рис. 5,а эти точки обозначены цифрами 1,2,3,4, 5 и 6. Причем с целью упрощения съемки опорные точки А и Б могут быть совмещены с характерными точками 1 и 4 снимаемого участка. Работу начинают с измерения опорной линии АБ (1-4). В процессе этого измерения попутно определяют при помощи экера основания перпендикуляров, опущенных из снимаемых точек (2, 3, 5 и 6) на эту линию. Расстояния от начальной точки А (1) до оснований записывают в абрис. Кроме того, измеряют длины самих перпендикуляров, которые также записывают в абрис. Наконец, желательно для контроля измерить расстояния 1-2-3-4-5-6-1 между точками (рис. 5,б).

Рис. 5. Съемка способом перпендикуляров: а - снимаемый контур на местности, б - план (вспомогательные линии, использованные при съемке, показаны пунктиром)

Таким образом, положение каждой точки определяют двумя промерами: величиной перпендикуляра и расстоянием от его основания до начальной точки. Попутно отметим, что для измерения длин перпендикуляров желательно иметь второй мерный инструмент (рулетку).

Для нанесения на план снятого контура проводят прямую линию АБ, на которой намечают точку 1, и откладывают (пользуясь линейным масштабом) расстояния от нее до всех оснований перпендикуляров. В полученных точках, руководствуясь абрисом, восставляют перпендикуляры (вправо или влево по ходу) и откладывают их длины. Далее выполняют построение в соответствии с абрисом. Если, например, сняты вершины углов поворота границы, то их соединяют прямыми линиями.

В отдельных случаях, при съемке более сложного (крупного) участка и основной линии АБ, на определенном расстоянии от А можно вешить под прямым углом одну или несколько вспомогательных линий. С этих вспомогательных линий съемку производят тем же способом, как и с основной (перпендикулярами).

Если внутри снимаемого контура нельзя производить линейных измерений (посев, вода и т. п.) и даже подход к границам затруднен (например, заболоченные берега), то около него следует наметить две взаимно перпендикулярные линии, удобные для производства промеров (рис. 6, а).

Для каждой снимаемой точки на этих линиях определяют экером основания перпендикуляров. Так, например, точку 4 определяют промером 46,3 м по линии АБ и промером 33,6 м по линии АВ.

Для составления плана нужно построить на бумаге прямой угол, на сторонах которого и откладывают в определенном масштабе расстояния до оснований соответствующих перпендикуляров.

В определенных таким образом точках восставляют перпендикуляры. Каждые два перпендикуляра, относящиеся к одной и той же точке, своим пересечением дадут на плане изображение этой точки. При изложенном способе выполняют очень мало линейных измерений: измеряют лишь две линии.

К недостатку способа надо отнести то, что восставленные перпендикуляры могут достигать значительной длины и вызывать большую ошибку в положении определяемой точки. Затрудняется и ведение абриса. Дело в том, что расстояния, определяющие положение данной точки, измеряют в разное время. Поэтому при составлении плана сравнительно сложного участка легко допустить ошибку, наметив пересечение перпендикуляров, относящихся к разным точкам. Наконец, укажем, что способ этот можно применить и для участка, доступного внутри для измерений. В этом случае вспомогательные линии должны пересекаться под прямым углом в точке А, расположенной по возможности посередине снимаемого участка.

Способ обхода (полигонометрии) при экерной съемке

Может случиться, что указанные выше способы, основанные на использовании одной или двух вспомогательных опорных сторон, окажутся недостаточными (непригодными) для съемки некоторого участка. В этом случае для определения опорных точек следует применить способ полигонометрии (способ обхода). При помощи экера и ленты разбивают на местности один или несколько соприкасающихся многоугольников, все углы которых прямые (90°). Стороны многоугольников (полигонов) должны быть удобными для измерений и идти по возможности вдоль главных контуров (рис. 6,б).

Особое внимание при определении опорных точек следует обратить на контроль измерений, который отсутствовал в предыдущем способе, где взаимное расположение вспомогательных опорных сторон не контролировалось.

Длины сторон замкнутого прямоугольного полигона (многоугольника) должны удовлетворять двум условиям: суммы параллельных сторон для противоположных линий теоретически попарно равны. Применительно к рис. 6,б мы имеем АБ=ВГ+ДЕ (38,9≈21,3+17,4) и АЕ=БВ+ГД (47,0≈29,8+16,8 м). Полученное расхождение (в данном случае 0,2 и 0,4 м) будет обусловлено не только ошибками, допущенными при измерении линий, но и ошибками в построении прямых углов.

Контроль построения на местности углов сводится к определению величины угла, замыкающего полигон. Поясним это. Выбрав на местности точку А и произведя вешение направления АБ, съемщик переходит в точку Б. В точке Б он строит перпендикуляр БВ к. стороне БА я переходит затем в точку В. Продолжая таким образом, т. е. строя перпендикуляры к предыдущим сторонам и намечая на них очередные точки, съемщик дойдет до предпоследней точки Д. Построив в ней к стороне ДГ перпендикуляр, съемщик найдет на этом направлении такую точку Е, из которой точка А (начальная) была бы видна под прямым углом. Теперь все точки определены, но для контроля надо перейти в точку А и проверить в ней величину угла. Построив перпендикуляр АБ" к стороне АЕ и определив величину ББ"=∆ отклонения его от точки 5 (рис. 6,в), вычисляют величину угловой ошибки δ≈∟БАБ" в минутах по формуле

где d - длина стороны АБ.

Рис. 6. Съемка экером и лентой: а - съемка с двух взаимно перпендикулярных сторон, б - съемка методом обхода, в - оценка ошибки угла

После построения опорной геодезической сети приступают к съемке подробностей методом перпендикуляров. Построение плана и уничтожение невязки выполняют методами, описанными ранее.

В заключение отметим, что при наличии мерной ленты и экера определение опорных геодезических точек наиболее точно можно выполнить методом линейной триангуляции. Для съемки ответственных предметов (строений, осей дорог и т. п.) надо применять способ линейных засечек и способ створов. Экером же следует снимать второстепенной важности предметы и нечеткие контуры (кустарник, берега рек и т. п.). При этом с целью уменьшения длин перпендикуляров, надо рекомендовать проведение вспомогательных линий, близко проходящих от контуров. Положение этих вспомогательных линий относительно опорных точек определяется створами. К построению опорных точек с помощью экера следует прибегать лишь в крайнем случае. В основном же он используется как подсобный прибор при съемке подробностей.

По материалам книги "Простейшие измерения на местности"