Геодезические работы на городской территории

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургское государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт – Петербургский государственный горный  университет

(научный исследовательский университет)

Кафедра информатики и компьютерных технологий

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: _____________________________________________

                   (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема работы:__________________________________________________________

Автор: студент гр.   ________                _________                               /________________/

                                            (шифр группы)                   (подпись)                                        (Ф.И.О.)

Оценка:  ______________

Дата:  ________________

Проверил:

руководитель работы    _________         _________                               /_______________  /

                                                       (должность)              (подпись)                                               (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2011 год

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

                              ______ /________________/

                 (подпись)             (Ф.И.О.)

"___"__________20_ г.

Кафедра информатики и компьютерных технологий

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине  ________________________________________________________

                   (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

ЗАДАНИЕ

студенту  группы  ___________                                                /__________________/

                                      (шифр группы)                                                                                (Ф.И.О.)

1. Тема работы:           Геодезические работы на городской территории____________        

2. Исходные данные к работе   Топографическая карта масштаба 1:50000__________ ________________________________________________________________________

3. Содержание пояснительной записки: титульный лист, задание, аннотация,______ оглавление, введение, текстовая часть, заключение, библиографический список,___ _приложения____________________________________________________________

4. Перечень графического материала ________________________________________

5. Срок сдачи законченной работы 30_ ___апреля___ 2011 г

Руководитель работы _доцент__                 __________               /__Потюхляев В.Г.__/

Дата выдачи задания: ___ _февряля___ 2011 г

Аннотация.

Проект посвящен построению планового и высотного геодезического обоснования для топографической съемки территории площадью 104,6 км2. Исходным материалом является топографическая карта масштаба 1: 50 000 с указанным на ней местоположением  двух  исходных пунктов для построения плановой сети и  двух  пунктов  нивелирования I класса. Данный проект содержит пояснительную записку (23 страниц, 7 таблиц, 1 рисунков) и графическую часть (приложения).

The summary

The project is devoted to creation of a scheduled and high-altitude geodetic substantiation for topographical shooting of urban territory by the area up to 104,6 км2. Initial data: еhe topographical map of scale 1:50000 with the site of two items of a triangulation of 2-nd class specified on it and two reference points of leveling I of a class. The given project contains an explanatory note (23 pages, 7 tables, 1 figures) and a graphic part (appendixs)

Оглавление

Введение              5

1. Физико-географическое описание работ              6             

1.1. Административная принадлежность              6

1.2. Рельеф              6

1.3. Грунты и почвы              6

1.4. Климат              7

1.5. Гидрография              9

1.6. Растительность              9

1.7. Дорожная сеть              9

2. Эскиз генерального плана города              11

3. Разграфка планшетов и подсчет площадей съемки              12

4. Проект развития планового обоснования              13

4.1. Составление графического проекта каркасной и спутниковой городской геодезической сети 1 класса              13

4.2. Предрасчет точности проектируемой сети              14

4.3. Закладка центров пунктов спутниковой сети              15

4.4. Рекомендуемая методика наблюдений на пунктах спутниковой сети              15

5. Проект развития высотного обоснования               18

5.1.  Графический проект нивелирных сетей II, III классов              18

5.2.  Конструкция реперов              19

5.3.  Предрасчет точности проектируемых нивелирных сетей              19

5.4. Рекомендуемая методика геометрического нивелирования              21

Заключение              22

Библиографический список              23

Приложение 1              24

Приложение 2              25

Приложение 3              26

Введение

В настоящее время все больше и больше территорий отводится под городскую застройку. Поэтому знания в области градостроения становятся особо ценными. Данный курсовой проект дает возможность получить навыки в проектировании городских территорий, в том числе ознакомиться с таким видом геодезических работ, выполняемых на городских территориях, как построению планового и высотного геодезического обоснования, для чего необходимо также знать содержание нормативных документов и уметь работать с технической литературой.

Проект  состоит  из  графической  части  и  пояснительной  записки.  Пояснительная  записка  является описанием работ, выполненных в графической части, и содержит также все необходимые схемы и расчеты.

К  графической  части  относится  построение  на трех листах кальки: эскиз генерального плана города, графический проект КС и СГГС-1, графический проект нивелирных сетей II и III классов

1. Физико-географическое описание района работ

Изучение  района  работ  в  физико-географическом  отношении  способствует  выбору  наиболее  благоприятного  участка  под  строительство  города, созданию  качественного и  экономически  целесообразного  проекта [6].

1.1. Административная принадлежность

Район работ расположен на территории Ленинградской области. Ленинградская область — субъект Российской Федерации, расположенный на северо-западе европейской части страны. Входит в состав Северо-Западного федерального округа и Северо-западного экономического района.

Территория — 83 900 км² (без Санкт-Петербурга), что составляет 0,5 % площади России. По этому показателю область занимает 39-е место в стране. С запада на восток область протянулась на 500 км, а наибольшая протяжённость с севера на юг составляет 320 км.

1.2. Рельеф

Местность равнинная с незначительными абсолютными отметками (в основном, 50-150 метров над уровнем моря). Территория  (кроме центральной части) отличается не пересечённым рельефом. Низменности в основном расположены в долинах крупных рек (Баустау, Грос-Миттель, канал Эмс-Везер-Эльба). Средняя высота местности не превышает 130 м, преобладающая крутизна скатов до 1. Наблюдается повышение к югу, где крутизна скатов уже больше 1

Командные высоты: г. Бергкирхер - Копф (255,4 м), г. Хадденхаузер (261,3), Луттернше – Эгге (263.9) и Эйдингхаузер (247,1 м). Максимальная точка – 263,9 м, минимальная – 45,3 м.

1.3. Грунты и почвы

Район можно горизонтально разделить на три примерно одинаковых участка. Первый – это север района и юг центральной части района. Здесь преобладают рыхлые грунты (об этом свидетельствует плавное начертание горизонталей и малая крутизна склонов). В этом районе преобладает травяная растительность, — на лесных вырубках, в редких смешанных или лиственных лесах — образовались дерново-подзолистые почвы.

Второй район – север центрального участка, который полностью покрыт проходимыми болотами глубиной менее 30 см., на который проходят торфоразработки. Грунты минерального дна обычно представлены песком, ниже – супесью, подстилаемой суглинками или глинами.

Третий район – юг карты, где расположены лиственные леса с преобладанием дуба. Следовательно, целесообразно сделать вывод о том, что характер грунта  супесчаный и суглинистый. Почвы подзолистые - они образуются под лесным покровом, бедные перегноем и отличающиеся значительной кислотностью. С западной стороны преобладают хвойные породы (сосна). Это говорит, что преимущественным типом грунта является супесчаный и песчаный с прослойками суглинков.  При этом на суглинках, в низких местах с повышенным накоплением влаги, главным образом в еловых лесах, образуются сильноподзолистые почвы с мощным верхним слоем. В более высоких местах, менее благоприятных для накопления влаги, образуются среднеподзолистые почвы. На супесях и песках, плохо удерживающих влагу, в сосняках встречаются слабоподзолистые почвы.

Глубина сезонного промерзания грунта 1,2 м.

1.4. Климат

Климат местности умеренный, переходный от  умеренно-континентального  к  умеренно-морскому. Такой тип климата объясняется географическим положением и атмосферной циркуляцией характерной для этой местности. Это обуславливается сравнительно небольшим количеством поступающего на земную поверхность и в атмосферу солнечного тепла.

Для местности характерно тёплое, дождливое лето и относительно мягкая зима. С севера и северо-востока, из полярной области высокого давления, в регион поступают холодные и сухие арктические воздушные массы. С востока и юго-востока — в регион приходит континентальный воздух, приносящий сухую и ясную погоду.

В среднем за год ветры западных, северо-западных и юго-западных направлений составляют почти 46 % (осенью — около 50 %) всех ветров, ветры северных и восточных направлений — 28 %, а южных и юго-восточных — 26 %.

Средняя температура воздуха этой местности, по данным многолетних наблюдений, составляет +4,3 °C. Самый холодный месяц - февраль со средней температурой −7,9 °C, в январе −7,7 °C. Самый тёплый месяц - июль, его среднесуточная температура +17,8 °C. Сравнительно небольшая амплитуда среднесуточных температур февраля и июля (25,7 °C) характеризует умеренность климата. Самая высокая температура, отмеченная за весь период наблюдений, +37,1 °C (7 августа 2010 года), а самая низкая −35,9 °C (11 января 1883 года).

Первый день со средней положительной температурой приходится на начало апреля, а первый день со средней температурой ниже нуля — на середину ноября. Средняя продолжительность всего периода с положительной среднесуточной температурой составляет 222 дня, а с температурой выше +5 °C - 165 дней.

Таблица 1

Среднегодовая сумма осадков - около 673 мм. Но количество выпадающих осадков примерно на 200—250 мм превышает испарение влаги, что обуславливает повышенное увлажнение. Влажность воздуха всегда высокая. В среднем за год составляет около 75 %, летом — 60—70 %, а зимой — 83—88 %. Большая часть атмосферных осадков выпадает с апреля по октябрь, максимум их приходится на август, а минимум — на март. В течение года среднее количество дней с осадками — около 200 (от 13 дней в апреле до 22 дней в декабре), в среднем число часов с осадками за год — 1300

Первый снег выпадает обычно в начале ноября и сохраняется до середины апреля. Устойчивый снежный покров лежит от 110 до 145 дней, в среднем от начала декабря до конца марта. К концу февраля высота снежного покрова достигает максимальной величины — около 30—32 см. В условиях высокой влажности характерна и значительная облачность. В среднем за год бывает лишь 30 безоблачных дней. Самая высокая облачность зимой (свыше 80 %), наименьшая — летом (около 50 %). Наблюдаются туманы, особенно осенью и в начале зимы; число дней с туманами в среднем за год составляет около 32.

1.5. Гидрография

Территория района, особенно центральная часть, имеет густую, хорошо развитую речную сеть. Наиболее важным и крупным водным объектом является канал Эмс-Везер-Эльба, протекает по центральной части района с востока на запад. Канал имеет глубину глубина 3,5 м, со средним течением (0,2 м/с) и шириной русла  28 м; вероятный грунт дна - илистый. Канал имеет дамбы и искусственные валы высотой 2 м.

Наиболее важные водные артерии: река Бастау (ширина более 5 м), река Грос-Миттель, река Ландер, канава Хефт, река Готтен. Данные водные объекты имеют в среднем ширину 5 м, глубину 1,5 м, средняя скорость течения 0,2 м/сек, протекают с севера на юг. Все реки района имеют большое количество каменных, металлических и железобетонных мостов длиной 45 - 60 м, с шириной проезжей части до 5 м и грузоподъемностью 10 - 40 тонн.

Общая протяжённость всех рек более 10 тыс. км. Также в районе расположены озёра. Значительная часть района заболочена.

Таким образом, местность сравнительно хорошо проходима, условия передвижения бригад и оборудования в процессе работ вполне приемлемы.

1.6. Растительность

Почти весь район представляет собой редколесье. В южной части района имеются лиственный леса с преобладанием дуба и бука. Они расположены на холмистой местности. Большого количества водных объектов на их территории не наблюдается. Высота деревьев 10 - 20 м, причем повышение высоты деревьев наблюдается с востока на запад, толщина около 0,20 м, расстояние между деревьями около 5 м. Деревья могут быть использованы в качестве лесоматериалов для постройки наружных геодезических знаков. В лесах имеются просеки шириной около 4 м. К лесам подходят множество разнообразных дорог, начиная с пешеходных и заканчивая шоссе, в том числе усовершенствованных. Доступность в лесные районы, таким образом, находится на высоком уровне.

1.7. Дорожная сеть

В целом район обладает довольно развитой сетью различного типа дорог, которые соединяют все основные населенные пункты.

На севере на всем протяжении с запада на восток и на юго-востоке пролегают железная дорога (однопутная, двухпутная и трехпутная на разных участках)

На местности присутствуют различные типы дорог, но основные – это шоссе и усовершенствованное шоссе, а также грунтовая и улучшенная грунтовая дороги.  Ширина проезжей части колеблется от 4 до 5 м, материал покрытия, как правило, щебень. В связи с большим количеством рек и канав в районе дороги имеют большое количество мостов, в основном каменных и металлических.

Для доставки грузов и передвижения бригад в процессе работы можно использовать любой вид транспорта из представленных выше.

2. Эскиз генерального плана города

Генеральный план города является основным градостроительным документом.

В данном курсовом проекте эскиз генерального плана является условным, прежде всего потому, что он ограничен по содержанию (приводятся только границы зон города и упрощенная схема квартальной застройки жилой зоны). Его разрабатывают на основе материалов физико-географического описания района работ и составляют на карте масштаба 1:50 000 [6].

Эскиз генерального плана данного проекта удовлетворяет всем условиям проектирования города. На основании изучения карты, её рельефа и физико-географических условий района работ на кальке намечен участок под строительство города, площадью 104,6 км2. (приложение 1)

Разработка условного эскиза генерального плана города начата с выбора участков, подлежащих застройке соответственно, причем так, что площадь зон примерно определена из отношения 3:2:1. Следовательно, площадь жилой зоны - 64,40 км2, зоны отдыха - 31,27 км2 и зоны промышленной застройки - 8,93 км2.

Участок жилой зоны выбран относительно на равнинной местности, который располагается западнее участка, выделенного под промышленную зону. Реки, протекающие в жилой зоне, не связаны с водными объектами промышленной зоны. Ветра, дующие с севера и северо-востока, из промышленной зоны не проходят над жилой зоной. Этот результат достигнут за счет того, что участок промышленной зоны располагается, по проекту, в северо-западной части карты, земли которой представляют собой небольшую ценность с точки зрения ведения сельского хозяйства, тогда как участок жилой зоны в восточной части. Не лишним будет отметить и удачное расположение зоны отдыха, которая запроектирована между промышленной и жилой зонах, и с юга подходит к каналу.

3. Разграфка планшетов и подсчет площадей сьемки

В курсовом проекте необходимо определить номенклатуру листов (планшетов) планов масштабов 1:5000 и 1:2000 с помощью карты масштаба 1:50000, прилагаемой к заданию, и вычертить на кальке схему их расположения с указанием номенклатуры. Для этого сначала нужно определить разграфку исходной топографической карты [6].

К курсовой работе прилагается лист карты (трапеция) У-32-120-Б  масштаба 1:50000. Находим номер шестиградусной зоны, в которой расположена данная трапеция:  n = 32 – 30 = 2. Долгота осевого меридиана зоны L0 = n6° - 3° = 9°. Исходный лист карты масштаба 1:1000000 (номенклатура У-32) имеет размеры 4° х 6° и содержит 144 листа карт масштаба 1:100000 с размером трапеций 20’ х 30’. В свою очередь, лист топографической карты масштаба 1:100000 содержит четыре листа карт масштаба 1:50000 с размерами рамок трапеций  10’ х 15’, обозначенные прописными буквами русского алфавита (А, Б, В, Г). Как уже указывалось разграфка планшетов топографических планов масштаба 1:5000 образована делением листа карты масштаба 1:100000 на 256 частей.

Итак, прилагаемый лист карты масштаба 1:50000 содержит 64 листа (планшета) карт масштаба 1:5000 с номенклатурой У-32-120 (9) в северо-западном углу трапеции до листа с номенклатурой У-33-97 (128) в юго-восточном углу.

На кальку (приложение №1) нанесена основная рамка листа У-32-120-Б, разбитая на трапеции масштаба 1:5000, выделенные тонкими линиями синего цвета на территории промышленной зоны и зоны отдыха. На территории жилой зоны трапеции  масштаба 1:5000 разбиты на трапеции масштаба 1:2000, выделенные тонкими линиями желтого цвета.

4.  Проект развития планового обоснования.

4.1. Составление графического проекта каркасной сети и спутниковой городской геодезической сети I класса

Проектирование КС и СГГС-1 начата с расчета необходимого количества пунктов, исходя из требований к плотности этих сетей.

При выборе положения пунктов руководствовались следующими требованиями:

- треугольники в сети близки к равноугольным, минимальное значение угла 31°, а максимальное - 142°;

- каждый пункт СГГС-1 связан с ближайшими пунктами сети не менее, чем по трем направлениям, при этом, по крайней мере, одно из этих направлений опирается на исходный пункт или на пункт КС;

- пункты КС размещены по периметру участка работ (территории города), а пункты СГГС-1, в основном, внутри участка;

На кальку (приложение 2) сперва перенесены два исходных пункта плановой сети (Буш - Хартум). Затем намечены места расположения пунктов 5 каркасной сети и пункты СГГС-1.

После составления предварительной схемы, по карте анализировано местоположение пунктов, включенных в городскую геодезическую сеть, на предмет наличия вокруг них препятствий. Для каждого пункта, на котором отмечаются ограничения обзора наблюдаемых спутников из-за наличия тех или иных препятствий, составлена таблица видимости небосвода. В данном проекте  таблица составлена только на один пункт сети, где имеются наибольшие ограничения обзора спутников.

Таблица 2

Таблица видимости небосвода (Поггенкруг)

На основе этой таблицы можно сделать вывод, что заявленное препятствие не создаст больших трудностей для съемки местности

4.2. Предрасчет точности проектируемой сети

Проект спутниковой городской сети по точности соответствует требованиям, указанным в таблице 4.

Таблица 3

Спутниковые сети