Niwelacja
szczegółów
terenowych
3
3.1. Pomiary wysoko
ś
ciowe
Przedmiot pomiaru wysoko
ś
ciowego
Przedmiotem pomiaru wysokościowego są następujące elementy szczegółów terenowych
wykazywanych na mapie zasadniczej (instrukcja techniczna G-4, wytyczne techniczne
G-4.1):
naziemne:
•
- charakterystyczne punkty powierzchni terenu, w oparciu o które rzeźba terenu
przedstawiona zostanie na mapie warstwicami,
- wybrane punkty powierzchni terenu w przypadku przedstawienia na mapie rzeźby
terenu w postaci opisu rzędnych wysokości tych punktów,
- naturalne i sztuczne formy ukształtowania terenu,
- przekroje poprzeczne ulic i dróg urządzonych,
- elementy naziemne podziemnego uzbrojenia terenu (rys. 3.1.1);
podziemne:
•
- górne krawędzie włazów i dna studzienek kanalizacyjnych oraz wloty i wyloty
kanałów lub przykanalików w ich najniŜszych punktach,
- osie przewodów wodociągowych, gazowych i cieplnych bez obudowy,
- wierzchy i dna kanałów oraz dna komór i studni sieci cieplnej, teletechnicznej
i elektroenergetycznej,
- górne krawędzie (powłoki) lub wierzchy rur ochronnych kabli doziemnych,
- załamania przewodów (osi) pionowe i poziome.
Przedmiotem pomiaru wysokościowego mogę być takŜe inne elementy szczegółów
terenowych, ustalone w warunkach technicznych ze zleceniodawcą.
Dokładno
ść
pomiaru wysoko
ś
ciowego
Pomiar wysokościowy wykonuje się w oparciu o osnowę wysokościową z taką
dokładnością, aby błąd średni określenia wysokości mierzonego punktu nie przekroczył
wartości:
dla obiektów (tab. 3.1.1):
•
29
Rodzaj obiektów
Błąd średni
wysokości
punktów
1.
Budowle i urządzenia techniczne o konstrukcji trwałej.
2.
Obiekty uzbrojenia terenu:
a) naziemne,
b) podziemne: sztywne
inwentaryzowane przed zasypaniem.
±
0.01 m
3.
Budowle i urządzenia techniczne ziemne
4.
Obiekty uzbrojenia terenu podziemne:
elastyczne lub mierzone elektromagnetycznie.
±
0.10 m
(o ile dokładność identyfikacji punktów nie przekracza odpowiednio
±
0.005 m i
±
0.05 m)
Tabela 3.1.1
dla punktów - pikiet powierzchni terenu (tab. 3.1.2):
•
Nachylenie terenu
kąt nachylenia
∆
h na odcinku 100 m
Błąd średni
wysokości
pikiet
Błąd średni
warstwic nie
powinien
przekroczyć
Błąd
połoŜenia
poziomego
< 2
°
< 3.5 m
±
0.10 m
1/3 cięcia
warstwicowego
2
°
- 6
°
3.5 - 10.5 m
±
0.20 m
2/3 cięcia
warstwicowego
> 6
°
> 10.5 m
±
0.50 m
3/3 cięcia
warstwicowego
≤ 0.5
m
Tabela 3.1.2
PołoŜenie poziome punktów obiektów określa się zgodnie z wymaganiami przypisanymi
grupie dokładności, do której obiekty te przynaleŜą (tab. 3.1.3), natomiast pikiety
określa się z błędem połoŜenia
0,5 m.
Metody pomiaru wysoko
ś
ciowego pikiet powierzchni terenu
Pomiar ukształtowania terenu, w zaleŜności od celu jakiemu ma słuŜyć wykonuje się
metodami bezpośrednimi:
niwelacji punktów rozproszonych (rozdz. 4),
•
niwelacji siatkowej (rozdz. 5),
•
niwelacji profilów (rozdz. 6),
•
tachimetrii (Wykłady z geodezji i geoinformatyki: Tachimetria).
•
Rozmieszczenie pikiet powierzchni terenu
Pikiety rozmieszcza się w odstępach 50 m, w miejscach charakterystycznych dla
konfiguracji terenu, a w szczególności (rys. 3.1.1):
na szczytach, siodłach i najniŜszych miejscach form,
•
na górnych i dolnych krawędziach zboczy,
•
na liniach szkieletowych (grzbietowych i ściekowych), a szczególnie w miejscach
•
załamania ich profilów.
30
Dla powierzchni, których układ przestrzenny powstał w wyniku działalności
gospodarczej człowieka (budowle ziemne, tereny rozkopane), pikiety rozmieszcza się
w taki sposób, aby charakteryzowały:
układ przestrzenny i krawędzie płaszczyzn utworu regularnego,
•
naturalną powierzchnię terenu, która nie uległa zmianie.
•
Grupa
Dokład
-ność
Wyszczególnienie
I
0.10 m
Obiekty dobrze identyfikowalne, zachowujące wieloletnią
niezmienność połoŜenia:
•
znaki graniczne: granicy państwa, jednostek podziału admini stracyjnego
i działek,
•
stabilizowane znakami naziemnymi punkty osnowy wysokościowej,
punkty podstawowej osnowy grawimetrycznej i punkty wiekowe
osnowy magnetycznej,
•
budynki, budowle i urządzenia techniczne, w tym mosty, wiadukty,
tunele, ściany oporowe, tory kolejowe i tramwajowe, przejazdy, estakady
itp.,
•
elementy naziemne sieci uzbrojenia terenu, studnie i szczegóły
uliczne, w tym krawęŜniki, latarnie, słupy, pomniki, figury i trwałe
ogrodzenia.
II
0.30 m
Obiekty o mniej wyraźnych i mniej trwałych obrysach
•
niestabilizowane punkty załamania grani c dzi ałek,
•
obiekty o charakterze budowli ziemnych: nasypów, wykopów, rowów,
kanałów, grobli, tam, wałów przeciwpowodziowych,
•
elementy podziemne sieci uzbrojenia terenu i nierozgraniczone drogi
publiczne,
•
zieleń miejska (parki i zieleńce), zieleń przyuliczna (trawniki ,
drzewa), boiska sportowe oraz pomniki przyrody;
III
0.50 m
Obiekty o niewyraźnych obrysach lub małym znaczeniu
•
uŜytki gruntowe, kontury klasyfikacyj ne, podwodne elementy sieci
uzbrojenia terenu,
•
cieki i wody stojące o naturalnych liniach brzegowych,
•
oddziały leśne na obszarach Lasów Państwowych,
•
drogi biegnące w duŜych obszarach o jednolitym władaniu (Lasy
Państwowe, duŜa własność ziemska) i mające charakter stałych dróg
wewnęt rznego transportu lub łączących siedli ska, a takŜe stałych dróg
dojazdowych prywatnych,
•
inne obiekty o niewyraźnych konturach, moŜliwych do zidentyfikowania
z dokładnością nie mniejszą niŜ 0,50 m,
•
punkty wysokości naturalnej powierzchni terenu.
Tabela 3.1.3. Grupy dokładności pomiaru sytuacyjnego
Ocena dokładno
ś
ci pomiarów powierzchni terenu
Ocenę dokładności wykonanych pomiarów powierzchni terenu przeprowadza się przez
wykonanie pomiaru przekroju kontrolnego z pikietami co 10 m oraz określenie średniego
błędu wysokości na podstawie wyniku tego pomiaru i danych interpolowanych.
31
Rys. 3.1.1
3.2. Ci
ą
g niwelacyjny z punktami
po
ś
rednimi
Pomiar wysokości punktów trwałych szczegółów terenowych takich jak studzienki
kanalizacyjne, wodociągowe i ciepłownicze oraz kratki ściekowe pokazane na rys. 3.2.1,
jest prowadzony metodą ciągu niwelacyjnego z punktami pośrednimi.
Stanowiska niwelatora są sytuowane w miejscach najbardziej dogodnych do wykonania
pomiaru, przy czym odległość najdalszego mierzonego punktu od niwelatora nie moŜe
przekroczyć 50 m.
Ciąg jest prowadzony między punktami geodezyjnej osnowy wysokościowej 1234 i 1235
nazywanymi punktami nawiązania ciągu. Podczas wykonywania pomiaru sporządza się
szkic polowy na formularzu określonego wzoru lub na mapie zasadniczej (rys. 3.2.1)
według standardów kreślenia obiektów mapy zasadniczej K-1.
32
k
1234
12
15
St.
woX120
wlA100
St 1
kdB1000.800
cpB2x50
ch.bet.
2
4
3
1
7
Wojrowicka
j. asf.
ch.bet.
ch.bet.
woX120
wlA100
10
5
9
Ŝ
ch.asf.
St 2
6
1235
Rys. 3.2.1
3.3. Pomiar ci
ą
gu niwelacyjnego
Pomiar w kierunku głównym
Na pierwszym stanowisku pomiarowym (rys. 3.2.1, tab. 3.4.1) wykonywane są
czynności:
1. Ustawienie łaty na reperze 1234 i pionowanie za pomocą libeli pudełkowej,
2. Spoziomowanie niwelatora za pomocą libeli pudełkowej,
3. Ustawienie ostrości krzyŜa kresek,
4. Naprowadzenie lunety na łatę za pomocą celownika,
5. Ustawienie ostrości obrazu łaty w lunecie,
6. Naprowadzenie kreski pionowej krzyŜa na środek łaty śrubą ruchu leniwego,
7. Odczyty kresek górnej g i dolnej d, obliczenie odległości łaty D = 100(g - d),
8. Odczyt kreski środkowej na łacie i zapisanie w dzienniku jako odczyt wstecz
I pomiar t
1
9. Wybór trwałego punktu przeniesienia wysokości na następne stanowisko niwelatora,
w odległości w przybliŜeniu równej odległości reperu od niwelatora, ustawienie łaty
na tym punkcie, wykonanie czynności 4, 5, 6, 7 oraz odczyt kreski środkowej
i zapisanie w dzienniku jako odczyt w przód I pomiar p
1
,
10. Zmiana wysokości osi celowej przez lekkie wzruszenie instrumentu, powtórzenie
czynności 1 - 7 oraz odczyt kreski środkowej i zapisanie w dzienniku jako
odczyt wstecz II pomiar t
2
,
11. Naprowadzanie lunety za pomocą celownika na łatę ustawianą na kolejnych
punktach mierzonych, powtarzanie czynności 5, 6 oraz odczytywanie kreski
środkowej i zapisywanie odczytów w dzienniku jako pośrednie s,
33
12. Naprowadzenie lunety na łatę ustawioną na punkcie przeniesienia wysokości na
następne stanowisko, odczyt kreski środkowej i zapisanie w dzienniku jako odczyt
w przód II pomiar p
2
.
13. Zapisanie w dzienniku obliczeń kontrolnych: róŜnice t
2
- t
1
i p
2
- p
1
lub t
1
- p
1
i t
2
- p
2
nie powinny przekraczać 4 mm, w przeciwnym przypadku pomiar na
stanowisku naleŜy powtórzyć.
Po wykonaniu pomiaru na stanowisku 1 niwelator jest przenoszony na stanowisko 2
(rys. 3.2.1) na którym wykonywane są czynności 1 - 13, przy czym rolę punktu wstecz
przejmuje punkt przeniesienia wysokości, natomiast w przód kolejny punkt przeniesienia
wysokości na stanowisko 3. Na ostatnim n - tym stanowisku punktem w przód jest
reper o znanej wysokości. JeŜeli wokół stanowiska 1 nie jest dostępny reper w
odległości do 50 m, wtedy ciąg niwelacyjny jest rozpoczynany od najbliŜszego reperu.
W tym przypadku, na kolejnych stanowiskach niwelatora od reperu wyjściowego aŜ do
pierwszego stanowiska pomiarowego szczegółów terenowych wykonywane są odczyty na
łatach wstecz i w przód - bez pomiaru punktów pośrednich. JeŜeli na ostatnim
stanowisku pomiarowym szczegółów terenowych nie jest równieŜ dostępny reper wtedy
ciąg jest kontynuowany do najbliŜszego reperu - bez pomiaru punktów pośrednich, w
szczególności z powrotem do reperu wyściowego.
W rozpatrywanym przykładzie ciąg niwelacyjny zawiera dwa stanowiska między
reperami początkowym 1234 i końcowym ciągu 1235 (rys. 3.2.1).
Pomiar w kierunku powrotnym
Opisany pierwszy pomiar ciągu nazywany jest pomiarem w kierunku
GŁÓWNYM
(tab. 3.4.1). NaleŜy następnie wykonać drugi pomiar - w kierunku
POWROTNYM
.
3.4. Dziennik niwelacji punktów po
ś
rednich
Dziennik niwelacji punktów pośrednich jest obliczany w czterech etapach (tab. 3.4.1):
I Obliczenia kontrolne
obliczenie sumy wartości odczytów wstecz
Σ
t = 5763 i w przód
Σ
p = 5551,
•
obliczenie odczytów średnich na poszczególnych stanowiskach wstecz t
ś
r
i w
•
przód p
ś
r
oraz ich sum
Σ
t
ś
r
= 5763,
Σ
p
ś
r
= 5551,
kontrola obliczeń: (
Σ
t -
Σ
p)/2 =
Σ
t
ś
r
-
Σ
p
ś
r
= 106 mm,
•
II Wyrównanie ci
ą
gu niwelacyjnego
obliczenie róŜnicy wysokości między reperem początkowym i końcowym:
•
∆
H =101.312 - 101.205 = 0.107,
obliczenie odchyłki zamknięcia ciągu jako róŜnicy przewyŜszenia pomierzonego
•
∆
h =
Σ
t
ś
r
-
Σ
p
ś
r
= 106 mm i obliczonego
∆
H = 107 mm: f =
∆
h -
∆
H = -1 mm,
sprawdzenie czy bezwzględna wartość odchyłki nie przekracza wartości
•
dopuszczalnej:
34
mm
L
m
f
f
km
dop
9
=
=
≤
gdzie: L = 0.190 - długość ciągu w km, m
km
= 20 mm - graniczna wartość błędu
niwelacji jednego kilometra ciągu,
rozdzielenie odchyłki f równomiernie na wszystkie odczyty średnie wstecz t
ś
r
•
i w przód p
ś
r
z przeciwnym znakiem (w rozpatrywanym przykładzie rozrzucenie
odchyłki f = 1 mm po 0.5 mm na jeden odczyt wstecz i jeden odczyt w przód)
Odcinek
Nr: 1
Od reperu nr: AE1234
Do reperu nr: AE1235
Kierunek:
główny
powrotny
Dat a pomiaru: 25.10.2008
Obserwator: T.Kowalczyk
Sekret arz: J.Kozubal
N
r
st
an
o
w
is
k
a
Oznaczenie
stanowisk łat
i reperów
Odczyt y na łatach
Odczyty średnie
Wysokość
osi
celowej
Wysokości punktów
Uwagi i
szkice
wstecz
I po miar
- t
1
II pomiar -
t
2
pośredni
s
w przód
I pomiar
- p
1
II pomiar -
p
2
t
ś
r
p
ś
r
na
osi
na
poprzeczce
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Z przeni esienia:
×
Kontrola:
1234-1213=21
1536-1512=24
Kontrola:
1679-1637=42
1274-1229=45
RóŜnica
wysokości
101.312
–101.205
= 0.107
St.1
100m
AE1234
1213
101.205
a
1512
+0.5
AE1234
1234
1223.5
102.439
a
1536
1524
100.905
1
1477
100.96
2
1677
100.76
3
1487
100.95
4
1449
100.99
5
1551
100.89
St.2
90m
a
1637
AE1235
1229
a
1679
1658
-0.5
102.584
AE1235
1274
1251.5
101.312
5
1863
100.72
6
1643
100.94
7
1829
100.76
Do przeniesienia:
5763
×
5551
2881.5 2775.5
Kontrola:
1
2
(∑ t – ∑ p )=∑ t
ś
r
– ∑ p
ś
r
Odchyłka:
106-107
= -1mm
Odchyłka
dopuszczalna
= 20(0.190)
1/2
= 9 mm
∑
t – ∑
p = 212
1
2
(∑ t – ∑ p) = 106
∑ t
ś
r
– ∑ p
ś
r
=
106
Tabela 3.4.1. Dziennik niwelacji punktów pośrednich
III Obliczenie wysoko
ś
ci punktów wi
ąŜą
cych ci
ą
gu
wychodząc z wysokości punktu początkowego ciągu 101.205 wysokość kolejnego
•
punktu wiąŜącego (na osi w tabeli 3.4.1; w rozpatrywanym przykładzie występuje
tylko jeden oznaczony jako a) równa się wysokość punktu poprzedniego plus
poprawiony średni odczyt wstecz t
ś
r
minus poprawiony średni odczyt w przód p
ś
r
kontrola polega na sprawdzeniu czy otrzymano identyczną wysokość reperu
•
końcowego ciągu 101.312.
35
IV Obliczenie wysoko
ś
ci punktów po
ś
rednich na ka
Ŝ
dym
stanowisku
obliczenie wysokości osi celowej: do wysokości punktu wstecz dodawany jest
•
odczyt
wstecz z pomiaru drugiego t
2
,
po odjęciu od wysokości osi celowej wartości odczytów pośrednich otrzymuje się
•
wysokości punktów pośrednich, które są zaokrąglane do 0.01 m
36
37
Dolnośląska Szkoła WyŜsza we Wrocławiu. Wydział Nauk Technicznych
Kierunek studiów: GEODEZJA I KARTOGRAFIA
Specjalność: geoinformatyka
Rok studiów I, semestr 1 (2008/2009)
Ć
wiczenia terenowe i laboratoryjne
z Geodezyjnych Pomiarów Szczegółowych
Prof. dr hab. inŜ. Edward Osada, Tel. 502247855, osada.edward@gmail.com
Ciąg niwelacyjny
z punktami pośrednimi
Zakres ćwiczenia:
1. Odszukanie reperu początkowego i końcowego ciągu w terenie na podstawie
opisów topograficznych
2. Sporządzenie szkicu ciągu niwelacyjnego na mapie zasadniczej z zaznaczeniem
mierzonych studzienek sieci technicznego uzbrojenia terenu,
3. Pomiar i obliczenie ciągu niwelacyjnego z punktami pośrednimi
Cel ćwiczenia
Praktyczna umiejętność pomiaru i obliczania ciągu niwelacyjnego między istniejącymi
dwoma reperami dla wyznaczania wysokości punktów pośrednich - praktyczna
realizacja geodezyjnych pomiarów wysokościowych za pomocą niwelatora.
Literatura:
1. Wykład z Geodezyjnych Pomiarów Szczegółowych: Ciąg niwelacyjny
z punktami pośrednimi dostępny na stronie e-lerningowej http://gik.wnt.dswe.pl/
2. Instrukcja techniczna G-4 i wytyczne techniczne G-4.1: www.gugik.gov.pl
Wyniki w załączeniu:
1. Dziennik niwelacji punktów pośrednich
2. Szkic ciągu na mapie zasadniczej
Nazwa niwelatora
...........................................
Data pomiaru
...........................................
Imię i nazwisko
...........................................
studenta
Zaliczenie na ocenę
...........................................
38