Pomiary sytuacyjno-wysokościowe

1. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sprzętem pomiarowym podczas pomiarów w terenie. Zakres ćwiczeń obejmuje:

• pomiar sytuacyjny wyznaczonego terenu służący do sporządzenia osnowy geodezyjnej,

• pomiary wysokościowe w odniesieniu do repera roboczego,

• pomiary kątów osnowy,

• opracowanie mapy sytuacyjno-wysokościowej wyznaczonego terenu w skali 1:200.

2. Sprzęt pomiarowy

• taśma miernicza stalowa z kompletem szpilek

• 2 ruletki parciane

• węgielnica dwupryzmatyczna z pionem sznurkowym

• niwelator ze statywem

• teodolit ze statywem

• 5 tyczek mierniczych

• stojaki do tyczek

• 2 łaty niwelacyjne

• 2 żabki niwelacyjne

• 2 szkicowniki

• formularze dzienników pomiarowych

1. dziennik pomiarów kątów,

2. dziennik niwelacji terenowej,

3. pomiar boków osnowy sytuacyjnej,

4. opis topograficzny punktów osnowy sytuacyjnej,

5. szkice polowe,

6. dziennik niwelacji metodą punktów rozproszonych,

7. obliczanie współrzędnych punktów poligonowych,

Sekcja podzielona została na dwa zespoły pomiarowe w celu wykonania zdjęcia sytuacyjno-wysokościowego.

3. Pomiar sytuacyjny

Wywiad terenowy i założenie poziomej osnowy pomiarowej Wykonywanie pomiarów sytuacyjnych polega na zmierzeniu w terenie takich elementów, aby na ich podstawie można było narysować mapę tego terenu. Osnowa pomiarowa może być w postaci:

• związków liniowych (trójkąt, czworobok z usztywnieniem, czworobok z przekątną, sieć trójkątów i wcięcia liniowe),

• związków liniowo-kątowych (ciągi sytuacyjne, wcięcia kątowe i liniowo-kątowe),

• linii pomiarowych.

Rodzaj i kształt osnowy pomiarowej zależy od wielkości obszaru i zagęszczenia szczegółów. Przy pomiarach obszarów o powierzchni małej, od kilku arów do jednego hektara, można stosować osnowę pomiarową jako konstrukcję geometryczną związków liniowych.

Po dokonaniu wywiadu w terenie zakładamy poziomą osnowę pomiarową. Rodzaj i forma geometryczna tej osnowy zależy od warunków terenowych i przyjętej metody pomiarów sy6tuacyjnych.

Punkty osnowy pomiarowej należy tak lokalizować w terenie, aby:

• zachować bezpośrednią widoczność do punktów sąsiednich,

• możliwy był dogodny bezpośredni pomiar boków osnowy,

• długości boków były zawarte w granicach ~ 20 - 100m,

• zapewniony był bezpośredni i dogodny pomiar szczegółów stosownie do przyjętej metody pomiarów,

• była zabezpieczona trwałość punktów osnowy.

Aby zapewnić dogodny pomiar sytuacyjny, ochronę środowiska i bezpieczeństwo grup pomiarowych nie należy:

• umieszczać punktów na jezdniach oraz innych ciągach komunikacyjnych,

• umieszczać punktów na klombach i użytkach rolnych,

• projektować tak linii pomiarowych, aby pomiar był prowadzony po trawnikach, klombach itp.,

• łamać lub wycinać gałęzi drzew lub krzewów dla zapewnienia widoczności wzdłuż boku osnowy pomiarowej.

Stabilizację punktów osnowy pomiarowej wykonuje się:

• palikami drewnianymi w centrycznie wbitym gwoździem,

• rurkami żelaznymi,

• rurkami drenarskimi,

• bolcami lub prętem ze stali zbrojonej długości około 30 cm wbitymi równo z powierzchnią gruntu.

W trakcie wykonywania ćwiczenia osnowę pomiarową będzie stanowić nie nawiązany do sieci związek liniowy lub zamknięty ciąg sytuacyjny. Jeden z boków osnowy będzie zorientowany względem północy i zostaną określone współrzędne punktu początkowego ciągu sytuacyjnego w układzie lokalnym. Po utrwaleniu osnowy pomiarowej należy wykonać szkic polowy osnowy i ponumerować jej punkty cyframi arabskimi w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Na szkic osnowy pomiarowej wpisuje się:

• zredukowane długości boków,

• średnie wartości kątów,

• azymut magnetyczny,

• ogólną orientację terenu- kierunek północy, ciągi komunikacyjne itp.

Następną czynnością pomiarową jest sporządzenie opisów topograficznych punktów osnowy pomiarowej, każdego na osobnym formularzu, stosując odpowiednie znaki umowne. Opis topograficzny powinien zawierać ogólną orientację terenu mierzonego oraz pomierzone odległości, do co najmniej 3 punktów stałych, np.: narożników budynków, słupów oświetleniowych, trwałych ogrodzeń, uzbrojenia podziemnego itp. Mierzone odległości punktu osnowy od elementów stałych sytuacji terenowej nie powinny przekraczać 20 m.

Pomiar i obliczenie współrzędnych punktów osnowy sytuacyjnej

Pomiar boków osnowy. Zgodnie z obowiązującą w geodezji zasadą, każdy pomiar boków osnowy należy wykonywać dwukrotnie taśmą stalową, tam i z powrotem, aby uniknąć błędów podczas pomiarów.

Przed przystąpieniem do pomiarów należy wykonać tyczenie boku osnowy wyznaczając punkty pośrednie, co 20 - 40 m za pomocą tyczek mierniczych. Tyczenie punktów pośrednich należy wykonać metodą „na siebie”, to znaczy od końca lub za pomocą węgielnicy dwupryzmatycznej. Tyczki należy ustawić pionowo, posługując się pionem sznurkowym lub wykorzystując elementy pionowe w terenie jak: krawędzie ścian budynków, słupy itp.

Pomiar długości boków wykonujemy taśmą stalową. Taśmę naciągamy wzdłuż mierzonego boku i zaznaczamy jej koniec szpilkami mierniczymi. Pomiar boku osnowy wykonujemy w terenie płaskim w obu kierunkach, natomiast na terenie pochyłym pomiar wykonuje się dwukrotnie ze spadkiem terenu, poziomując każdorazowo taśmę i zaznaczając jej koniec szpilką mierniczą, przy użyciu pionu. Należy zawsze sprawdzać czy taśma jest dokładnie ułożona na boku mierzonego boku osnowy oraz by miary na taśmie wzrastały zgodnie z kierunkiem pomiaru. Prawidłowym ułożeniem taśmy na mierzonym boku kieruje pomiarowy trzymając jej początek. Stosując wskazania ręką, naprowadza koniec taśmy trzymany przez drugiego pomiarowego, który po naciągnięciu zaznacza jej końcową miarę szpilką. Podczas powyższych pomiarów drugi pomiarowy nie powinien swoją osobą zasłaniać wytyczonej linii boku osnowy.

Dopuszczalną różnicę z dwukrotnego pomiaru długości boku osnowy określa Instrukcja Techniczna G-4 wydana przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii. Dopuszczalną różnicę dwukrotnego pomiaru oblicza się ze wzoru:

d₁= u l

gdzie: u= 0,0059- współczynnik błędów przypadkowych pomiaru liniowego

l - długość mierzonego boku w metrach

d₁ = 0,0059 61,96 = 0,046

d₂ = 0,0059 12,43 = 0,021

d₃ = 0,0059 27,65 = 0,031

d₄ = 0,0059 37,82 = 0,036

d₅ = 0,0059 10,05 = 0,0187

Pomiar kątów osnowy

Pomiar kątów wykonuje się za pomocą teodolitu. Kąty mierzy się metodą kierunkową w jednej serii. Nad każdym punktem osnowy centrujemy teodolit i dokonujemy pomiaru kąta, celując na najniższy widoczny punkt tyczki ustawionej na punkcie osnowy. Na wybranym punkcie osnowy mierzy się azymut magnetyczny boku osnowy busolą nasadkową. Po zakończeniu pomiaru kątów sprawdza się w terenie sumę kątów ciągu zamkniętego, która nie powinna przekraczać dopuszczalnej odchyłki.

Suma kątów wynosi 600^g01^c,odchyłka w ciągu wynosi 1^c, natomiast dopuszczalna odchyłka w ciągu do 1,2 km wynosi 4^c02^cc.

Obliczanie współrzędnych punktów osnowy pomiarowej

Współrzędne punktów osnowy pomiarowej oblicza się w układzie lokalnym, przyjmując z pomiaru azymut magnetyczny oraz współrzędne punktu wyjściowego: x=1000,00 m, Y=1000,00 m. Odchyłka kątowa nie powinna przekraczać 4^c02^cc.

Pomiary sytuacyjne szczegółów terenowych

Zasady ogólne. Zgodnie z Instrukcją Techniczną GUGiK 0-1 szczegóły terenowe dzielą się na trzy grupy ze względu na ich charakter, dokładność identyfikacji oraz wymagania dokładnościowe pomiaru.

Do I grupy należą trwałe szczegóły terenowe o wyraźnych, jednoznacznie określonych granicach:

• ustabilizowane znakami punkty osnowy wysokościowej, punkty podstawowej osnowy grawimetrycznej i punkty wiekowe osnowy magnetycznej'

• znaki graniczne: państwa, jednostek podziału administracyjnego, jednostek gospodarczych, nieruchomości i działek,

• budynki, budowle i urządzenia techniczne,

• elementy naziemne uzbrojenia terenu i studnie,

• obiekty drogowe i kolejowe, takie jak: mosty, wiadukty, tunele, estakady itp.

• szczegóły uliczne takie jak: krawężniki, chodniki, latarnie, słupy, pomniki, trwałe ogrodzenia i znaki drogowe,

• elementy naziemne uzbrojenia terenu takie jak: hydranty, studzienki i kratki kanalizacyjne, zasuwy wodociągowe i gazowe, urządzenia sieci telekomunikacyjnej, cieplnej, gazowej i energetycznej.

Do II grupy należą szczegóły terenowe o mniej wyraźnych i trwałych konturach:

• krawędzie budowli ziemnych: wykopów, nasypów, rowów, grobli, wałów przeciwpowodziowych,

• elementy podziemne uzbrojenia terenu, drzewa przyuliczne i pomniki przyrody,

• zieleńce, parki, boiska sportowe, trawniki itp.

Do III grupy należą przedmioty o niewyraźnych konturach lub małego znaczenia gospodarczego, jak:

• punkty załamania konturów użytków rolnych i klasyfikacyjnych,

• naturalne linie brzegowe wód płynących i stojących,

• linie podziałowe w lasach państwowych,

• punkty załamania dróg dojazdowych gruntowych,

• inne obiekty o niewyraźnych konturach konfiguracji terenu: skarpy, doły, wąwozy itp.

Położenie szczegółów terenowych względem poziomej osnowy geodezyjnej powinno być określone z następującą dokładnością:

• dla I grupy szczegółów terenowych - +0,10 m,

• dla II grupy szczegółów terenowych - +0,30 m,

• dla III grupy szczegółów terenowych - +0,50 m

Dla wykonania pomiaru sytuacyjnego szczegółów należy przeprowadzić wywiad terenowy, który ma za zadanie zebranie następujących informacji:

• nazwy miast, wsi, osiedli i ulic itp., nazwy rzek, jezior, kanałów itp.,

• charakter obiektów budowlanych,

• rodzaje użytków rolnych,

• rodzaje urządzeń podziemnych uzbrojenia ulicy i terenu.

Pomiar szczegółów terenowych należących do I grupy wykonuje się z zastosowaniem miar kontrolnych. Do miar kontrolnych należą:

• dwukrotne wyznaczenie położenia punktu w nawiązaniu do dwóch sąsiednich boków osnowy pomiarowej,

• miary czołowe (tzw. czołówki) pomiędzy punktami pomiarowymi,

• miary przeciwprostokątne (tzw. podpórki),

• miary do punktów przecięcia linii pomiarowych z liniami szczegółów terenowych lub ich przedłużeń.

Wyniki pomiarów szczegółów terenowych oraz ich oznaczenia znakami umownymi zapisuje się na szkicach polowych.

Szkice polowe powinny zawierać:

• kierunek północy,

• oznaczone numerami arabskimi punkty osnowy pomiarowej,

• pomierzone szczegóły terenowe, przedstawione znakami umownymi,

• informacje opisowe,

• miary wyznaczające położenie, kształt i wielkość szczegółów terenowych,

• wypełnioną tabelkę opisową.

Metody pomiarów szczegółów sytuacyjnych

Metoda domiarów prostokątnych, zwana metodą rzędnych i odciętych polega na pomiarze odciętej i rzędnej punktu sytuacyjnego względem boku osnowy, na który został on zrzutowany prostopadle. Przed przystąpieniem do zrzutowania szczegółów terenowych należy wytyczyć tyczkami mierniczymi punkty pośrednie na boku osnowy dzieląc bok na odcinki od 40 do 100 m. W następnej kolejności rzutujemy szczegóły terenowe na taśmę rozwiniętą wzdłuż boku osnowy przy użyciu węgielnicy dwupryzmatycznej. Miarę na taśmie terenowej jako wielkość odciętej oraz miarę prostopadłą jako rzędną zapisujemy na szkicu polowym.

Szczegóły terenowe położone w odległości mniejszej od 3 m od boku osnowy można domierzyć bez użycia węgielnicy.

Drobne szczegóły, przedstawione znakami umownymi jako symbole, domierza się zdejmując ich punkt środkowy.

Metoda biegunowa polega na pomierzeniu kąta poziomego i odległości do każdego szczegółu terenowego w nawiązaniu do osnowy pomiarowej. Stanowiska instrumentu znajdują się z reguły na punktach osnowy pomiarowej. Pomiar kąta poziomego wykonuje się za pomocą teodolitu, w nawiązaniu do dwóch sąsiednich punktów osnowy. Pomiar odległości można wykonać bezpośrednio taśmą lub optycznie przy zastosowaniu dalmierzy dwuobrazowych albo elektrooptycznych. Przy pomiarze szczegółów III grupy pomiar odległości można wykonać dalmierzem nitkowym (tachimetrycznie) lub redukcyjnym (diagramowym). Przy pomiarach dokładnych stosuje się nowoczesne tachimetry elektroniczne.

Metoda przedłużeń konturów sytuacyjnych. Metoda przedłużeń stosowana jest do pomiarów budynków, budowli oraz granic. Metoda przedłużeń polega na pomiarze wielkości przedłużenia obrysu i miary przecięcia przedłużenia na boku osnowy. Metoda ta najczęściej występuje w połączeniu z metodą domiarów prostokątnych.

Metoda wcięć kątowych, liniowych i kątowo-liniowych. Metody wcięć polegają na pomiarze każdego szczegółu terenowego z dwóch punktów osnowy lub z dwóch punktów leżących na boku osnowy. Pomiar odległości i kąta wykonuje się jak w metodzie biegunowej.

Przy pomiarze szczegółów terenowych można stosować łącznie podane powyżej metody.

Do wykonania ćwiczenia należy zastosować metodę domiarów prostokątnych. W razie potrzeby można niektóre szczegóły terenowe domierzyć metodą przedłużeń konturów sytuacyjnych.

---