Niwelacja szczegółów terenowych

Transkrypt

1 3 Niwelacja szczegółów terenowych 3.1. Pomiary wysokościowe Przedmiot pomiaru wysokościowego 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 ); 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. Dokładność pomiaru wysokościowego 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 ): 29

2 Tabela Rodzaj obiektów 1. Budowle i urządzenia techniczne o konstrukcji trwałej. 2. Obiekty uzbrojenia terenu: a) naziemne, b) podziemne: sztywne inwentaryzowane przed zasypaniem. 3. Budowle i urządzenia techniczne ziemne 4. Obiekty uzbrojenia terenu podziemne: elastyczne lub mierzone elektromagnetycznie. Błąd średni wysokości punktów ± 0.01 m ± 0.10 m (o ile dokładność identyfikacji punktów nie przekracza odpowiednio ± m i ± 0.05 m) dla punktów - pikiet powierzchni terenu (tab ): Tabela kąt nachylenia Nachylenie terenu h na odcinku 100 m Błąd średni wysokości pikiet < 2 < 3.5 m ± 0.10 m m ± 0.20 m > 6 > 10.5 m ± 0.50 m Błąd średni warstwic nie powinien przekroczyć 1/3 cięcia warstwicowego 2/3 cięcia warstwicowego 3/3 cięcia warstwicowego Błąd połoŝenia poziomego 0.5 m PołoŜenie poziome punktów obiektów określa się zgodnie z wymaganiami przypisanymi grupie dokładności, do której obiekty te przynaleŝą (tab ), natomiast pikiety określa się z błędem połoŝenia 0,5 m. Metody pomiaru wysokościowego 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 ): 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

3 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. Tabela Grupy dokładności pomiaru sytuacyjnego Grupa I II III Dokład -ność 0.10 m 0.30 m 0.50 m Wyszczególnienie Obiekty dobrze identyfikowalne, zachowujące wieloletnią niezmienność połoŝenia: znaki graniczne: granicy państwa, jednostek podziału administracyjnego 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. Obiekty o mniej wyraźnych i mniej trwałych obrysach niestabilizowane punkty załamania granic działek, 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; Obiekty o niewyraźnych obrysach lub małym znaczeniu uŝytki gruntowe, kontury klasyfikacyjne, 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 wewnętrznego transportu lub łączących siedliska, 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. Ocena dokładności 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

4 Rys Ciąg niwelacyjny z punktami pośrednimi Pomiar wysokości punktów trwałych szczegółów terenowych takich jak studzienki kanalizacyjne, wodociągowe i ciepłownicze oraz kratki ściekowe pokazane na rys , 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 ) według standardów kreślenia obiektów mapy zasadniczej K-1. 32

5 ch.bet. 2 Wojrowicka kdb Ŝ j. asf. 5 6 k wox120 St 1 3 ch.bet. St 2 wox120 cpb2x50 4 wla100 wla100 ch.bet St ch.asf. Rys Pomiar ciągu niwelacyjnego Pomiar w kierunku głównym Na pierwszym stanowisku pomiarowym (rys , tab ) 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

6 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 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 ) 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 ). Pomiar w kierunku powrotnym Opisany pierwszy pomiar ciągu nazywany jest pomiarem w kierunku GŁÓWNYM (tab ). NaleŜy następnie wykonać drugi pomiar - w kierunku POWROTNYM Dziennik niwelacji punktów pośrednich Dziennik niwelacji punktów pośrednich jest obliczany w czterech etapach (tab ): I Obliczenia kontrolne obliczenie sumy wartości odczytów wstecz Σt = 5763 i w przód Σp = 5551, obliczenie odczytów średnich na poszczególnych stanowiskach wstecz t śr i w przód p śr oraz ich sum Σt śr = 5763, Σp śr = 5551, kontrola obliczeń: (Σt - Σp)/2 = Σt śr - Σp śr = 106 mm, II Wyrównanie ciągu niwelacyjnego obliczenie róŝnicy wysokości między reperem początkowym i końcowym: H = = 0.107, obliczenie odchyłki zamknięcia ciągu jako róŝnicy przewyŝszenia pomierzonego h = Σt śr - Σp śr = 106 mm i obliczonego H = 107 mm: f = h - H = -1 mm, sprawdzenie czy bezwzględna wartość odchyłki nie przekracza wartości dopuszczalnej: 34

7 f f dop = m km L = 9 mm gdzie: L = 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 śr i w przód p śr z przeciwnym znakiem (w rozpatrywanym przykładzie rozrzucenie odchyłki f = 1 mm po 0.5 mm na jeden odczyt wstecz i jeden odczyt w przód) Tabela Dziennik niwelacji punktów pośrednich Nr stanowiska Odcinek Nr: 1 Oznaczenie stanowisk łat i reperów wstecz I po miar - t 1 II pomiar - t 2 Od reperu nr: AE1234 Do reperu nr: AE1235 Odczyty na łatach pośredni s w przód I pomiar - p 1 II pomiar - p 2 Kierunek: główny powrotny Odczyty średnie Wysokość osi na celowej t śr p osi śr Data pomiaru: Obserwator: T.Kowalczyk Sekretarz: J.Kozubal Wysokości punktów na poprzeczce Uwagi i szkice Z przeniesienia: Kontrola: AE =21 a =24 St.1 AE a m St.2 90m a 1637 AE a AE Kontrola: = =45 RóŜnica wysokości = Do przeniesienia: Odchyłka dopuszczalna = 20(0.190) 1/2 = 9 mm t p = ( t p) = 106 t śr p śr = 106 Kontrola: 1 2 ( t p )= t śr p śr Odchyłka: = -1mm III Obliczenie wysokości punktów wiąŝących ciągu wychodząc z wysokości punktu początkowego ciągu 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 śr minus poprawiony średni odczyt w przód p śr kontrola polega na sprawdzeniu czy otrzymano identyczną wysokość reperu końcowego ciągu

8 IV Obliczenie wysokości punktów pośrednich na kaŝdym 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

9 37

10 Dolnośląska Szkoła WyŜsza we Wrocławiu. Wydział Nauk Technicznych Kierunek studiów: GEODEZJA I KARTOGRAFIA Specjalność: geoinformatyka Rok studiów I, semestr 1 (2008/2009) Ćwiczenia terenowe i laboratoryjne z Geodezyjnych Pomiarów Szczegółowych Prof. dr hab. inŝ. Edward Osada, Tel , 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 2. Instrukcja techniczna G-4 i wytyczne techniczne G-4.1: 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