Обработка информации геодезических съёмок

                                            СОДЕРЖАНИЕ 

         ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..….2  

1.     ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ВЕРТИКАЛЬНАЯ СЪЕМКА………….....4 

  1.1.      Задание № 1

   1.2.      Задание № 2

   1.3.      Задание № 3                                                                                  

2.     ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДА СТАВРОПОЛЯ…………………...……..9

   2.1.      Общие сведения и характеристика природно-экономических

                условий г. Ставрополя;                                                                            

2.   Общие сведения о земельном фонде г. Ставрополя;       

3.     ТЕОДОЛИТНАЯ СЪЁМКА……………………………………………….17

    3.1.      Порядок проведения теодолитной съёмки;

    3.2.      Устройство теодолита и тахеометра;                         

    3.3.      Обработка результатов теодолитной съёмки;  

    3.4.      Составление плана.                     

4.     ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ НИВЕЛИРНАЯ СЪЁМКА………………………..32

    4.1.      Нивелирование и проведение геометрической нивелирной съёмки;        

    4.2.      Устройство нивелиров разных классов и модификаций;

    4.3.      Журнал продольного нивелирования;

    4.4.      Построение продольного профиля и проведение проектной линии. 

5.     ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ 

        ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ……………….…47

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..50

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ….………...…………………………………………..51

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………….…..…………………………………..52 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                 Введение

     Геодезия– наука, изучающая форму и размеры поверхности Земли или отдельных её участков путем измерений, вычислительной обработки их, построения карт, планов, профилей, которые используют при решении инженерных, экономических и других задач.

     Для проведения любого мероприятия, связанного с использованием земли в сельском и лесном хозяйствах, со строительством сооружений, требуются: изучение земной поверхности (форм рельефа, места расположения  различных объектов), производство специальных измерений, их вычислительная обработка и составление карт, планов, профилей, которые служат основной продукцией геодезических работ и дают представление о форме и размере поверхности всей Земли или ее отдельных частей.

     В задачу геодезии входит изучение методов:

• измерений линий и углов на поверхности Земли, под землей (в шахтах, туннелях), над землей [при аэрофотосъемке, использовании искусственных спутников Земли (ИСЗ), ракетно-космической техники] c помощью специальных геодезических приборов;
• вычислительной обработки результатов измерений и создания цифровых моделей местности с использованием электронно-вычислительной техники;
• графических построений и оформления карт, планов и профилей с использованием машинной графики (графопостроителей, принтеров);
• использования результатов измерений и графических построений при решении задач промышленного, сельскохозяйственного, транспортного, культурного строительства, научных исследований, землеустройства, земельного и других кадастров.

     Карты, планы, профили и цифровые модели местности необходимы для отвода земельных участков во владение и пользование гражданами страны, государственным, кооперативным, общественным предприятиям, учреждениям и организациям, а также для проектирования границ земельных участков, водоёмов, каналов, дорог, строений и пр. Проектирование, связанное с определением площадей участков, расчетами и графическим нанесением проектных линий на проектные материалы, а затем перенесением проекта в натуру, т.е. определением положения границ участков, осей дорог, каналов, линий застроек и т.д. на местности, согласно проекту, производят также методами геодезии. При осуществлении мероприятий в народном хозяйстве страны геодезисты первыми отправляются на объект работ для измерений на местности, составления карт, планов и профилей, необходимых при проектировании сооружений, участвуют в составлении проектов и перенесении их в натуру. В процессе строительства сооружений методами геодезии наблюдают за вертикальностью стен, горизонтальностью балок, уклонами дорог, высотами плотин, глубиной и уклонами каналов, а в процессе их эксплуатации следят за деформацией и осадками.

     Большое значение имеет геодезия в проведении государственного земельного кадастра, предназначенного для обеспечения заинтересованных предприятий, учреждений, организаций и граждан сведениями о земле в целях организации её рационального использования и охраны, регулирования земельных отношений, землеустройства, обоснования размеров платы за землю, оценки хозяйственной деятельности.

     Перед геодезией стоят также большие научные задачи по определению формы и размеров Земли как планеты, изучению горизонтальных и вертикальных движений земной коры, составлению карт больших районов, областей, стран и всего мира. Важна геодезия и в проведении оборонных мероприятий страны.

     Геодезия  как инженерная наука опирается  на математику, физику, тесно связана с астрономией и геофизикой, географией и геологией, геоморфологией и почвоведением, земледелием, геоботаникой, землеустроительным проектированием и экономикой сельского хозяйства, мелиорацией, дорожным делом и др. 

         1. Тригонометрическая вертикальная съёмка

      Тригонометрическое  нивелирование, часто называемое геодезическим  нивелированием, основано на связи угла наклона визирного луча, проходящего через две точки местности, с разностью высот этих точек и расстоянием между ними. При тригонометрическом нивелировании (рис. 1) над точкой А устанавливают теодолит и измеряют высоту прибора l, a в точке В устанавливают рейки. Для определения превышения hмежду точками А и В измеряюттеодолитом в точке А угол наклонаn визирного луча,проходящего через визирную цель в точке В, горизонтальное проложениеs и фиксируют высоту визирования а (отсчет, на который наведен визирный луч).Таким образом, превышение вычисляют по формуле:

     h = stgn + l−a.

     Эта формула точна только для малых  расстояний, когда можно не считаться с влиянием кривизны Земли и искривлением светового луча в атмосфере (рефракции). Формула с учетом рефракции имеет вид:

     h =stgn + l−a + k − r,

      где r–поправка за рефракцию,  k= s²/2R– поправка за кривизну Земли (R –величина, близкая к радиусу Земли). 

Рисунок 1. Тригонометрическое нивелирование

     Тригонометрическим  нивелированием определяют высоты пунктов триангуляции и полигонометрии. Оно широко применяется в топографической съёмке. Тригонометрическое нивелирование позволяет определять разности высот двух значительно удалённых друг от друга пунктов, между которыми имеется оптическая видимость, но менее точно, чем геометрическое нивелирование. Точность его результатов в основном зависит от трудно учитываемого влияния земной рефракции. 

                                            1.1 Задание №1 

      Определить и рассчитать показатели  характеризующие особенности рельефа территории. 

   Определить заложение (l), высоту сечения (∆һ) и уклон (i).  

Дано:  Решение:

L = 123,5 м

α = 12˚ 00´

Найти:

l - ?

∆h - ? l

i - ?

Расстояния  между смежными горизонталями на плане    или заложении определяют по формуле:  l = cos α × L;

   l = 12˚00´ × 123,5 = 0,9781 × 123,5 = 120,79 м.

Высота  сечения или превышения равна  произведению длин линий на местности на sin угла наклона:  ∆һ = sin α × L;

   ∆һ = sin 12º00' × 123,5 м = 0.2079 × 123,5 м =25,67 м;

Уклон находится уклоном:  i = ∆һ / l;

    i = 25,67 / 120,79 = 0,2

Таблица 1 – Показания характеризующие рельеф территории: 

Вывод: Земли непригодные для земледелия. Используются под пастбища и сенокосы. Для повышения продуктивности рекомендуется нормированный выпас, проведение поверхностного или корневого улучшения и комплекса противоэрозионных мероприятий. Посев трав проводиться поперек склона или направления эрозионно-опасных ветров. 

1.2 Задание №2 

          Определить и рассчитать показатели  характеризующие особенности рельефа территории. Рассчитать длину линии (L) на местности и высоту сечения (∆һ).

Дано:                                

l = 446,8 м.

 α = 31º28 '

  i = 0,06º

L - ?                                                                       

   ∆h - ?                                                                       l

                         Рассчитаем длину линии на  местности через cos угла α:

                                                   L = l / cos α;

              L = 446,8 м / cos  31º28 ' = 446,8 м / 0,8244 =541,96 м.

Определим высоту сечения через проекцию линии  и уклон:

                                                   ∆һ = l × i ;

                                ∆һ = 446,8× 0,06 = 26,808 м 

          Таблица 2 – Показания характеризующие рельеф территории: 

          Вывод: в районах ветровой и  водной эрозии включаются земли,  не подверженные эрозии, расположенные на выровненных площадях (водоразделах) с уклоном до 1˚. Почвы несмытые. Сток талых и дождевых вод с них не разрушает нижележащие земли, устойчивые к развеванию ветром.  

1.3 Задание  №3 

    Определить  превышение между точками А и  В. Найти длину линии АВ на местности  при М 1:1000.

                            А

                  130 

                 120 

                 110                                                                

                                                                                       В

                 100 

Дано: Решение:

Н_А = 130 м    Для определения высоты точки В

h = 10 м                                     находящейся между горизонталями

Найти : составим пропорцию:

Н_В = ? 

L_AB = ?             10м        1см

                                                 —    =    —

∆h = ?                               Х         0,5 см

                                  Х = 10 · 0,5 / 1 = 5 м

                              Н_В = 100 + 5 = 105 м

     Δh = Н_А – Н_В = 130 – 105 = 25 м

     i = Δh /L,  L = 7,5 · 10 = 75 м

                                                  i = 25/75 = 0,33. 
 

                     2. Характеристика города Ставрополя

     2.1. Общие сведения  и характеристика  природно-экономических  условий города

     Географическое  положение. Географические координаты  г. Ставрополя: 45°03′00″ с. ш., 41°59′00″ в. д. Город расположен на холмах и распадках в центральной части Предкавказья на Ставропольской возвышенности, в верховьях реки Ташла (бассейн Восточного Маныча). Крайние высотные отметки − от 230 до 660 м над уровнем моря. Одна из улиц города носит название 45-я параллель, что отражает её точное широтное положение. Таким образом, Ставрополь равноудален от Северного полюса и от экватора. Помимо этого, Ставрополь находится на водоразделе бассейнов Азовского и Каспийского морей, ровно в середине между ними. Это центральное расположение придает городу важное геополитическое значение. Площадь города составляет 242,36 кв. км. Его территория вытянута с юго-запада на северо-восток на 30,5 км и с юга на север − на 16,5 км. Протяженность границы города − 165,3 км.

     Климат. Большое количество солнечного тепла (суммарная солнечная радиация 121,3 ккал/см² в год) определяет длительный вегетационный период.45% солнечного тепла поступает летом, максимум приходится на июль. Эффективное излучение за год составляет 46,8 ккал/см², максимум наблюдается в августе. Часто наблюдаются сильные ветра со скоростью 35−40 м/с, преобладают воздушные потоки западных и восточных направлений. Атмосферное давление обычно составляет 715−730 мм рт. ст. Годовой ход температуры воздуха соответствует континентальному типу: с минимумом в январе и с максимумом в июле. Амплитуда средних суточных температур воздуха составляет 25°, абсолютных температур − 75°.Сумма активных температур (выше 5°) равняется 2990°, а выше 10° −2610°. В таких условиях возможно возделывание сельскохозяйственных культур, в том числе сахарной свеклы, кукурузы, риса и винограда.

     Среднегодовое количество осадков− 663 мм, в теплый период выпадает 471 мм, в холодный − 192 мм. Максимум приходится на июнь (192 мм), а минимум − на февраль (28 мм). 600 мм влаги испаряется. Коэффициент увлажнения в среднем = 1,1. Период избыточного увлажнения охватывает ноябрь, декабрь, январь, февраль, коэффициент увлажнения (К) достигает 2. Наиболее засушливый период (К = 0,4−0,5) наблюдается в августе. Сильно и крайне засушливого периода в Ставрополе нет.

     Рельеф. Ставрополь разместился на Ставропольской горе, являющейся столообразным останцем Ставропольской возвышенности, занимающей обширную территорию Предкавказья на юге Восточно-Европейской равнины. Плоская вершина Ставропольской горы наклонена к северо-востоку. Наибольшая высота в 650 м над уровнем моря находится на юго-западе города, а самые низкие точки отмечены в долинах рек и достигают 350 м над уровнем моря. Таким образом, перепад высот с юго-запада на северо-восток составляет более 300 метров. Центральная часть города в районе пл. Ленина имеет высоту 570 м.Ставропольская гора в настоящее время поднимается со скоростью в среднем на 3−4 мм/год. Об этом свидетельствуют глубокие врезы оврагов и рек. Зарегистрированы землетрясения, достигавшие 5−7 баллов по 12-балльной шкале. На рельеф действуют и внешние агенты − поверхностные и подземные воды, ветер, колебания температуры, деятельность человека. Склоны горы подвержены овражной эрозии и оползням, особенно в речных долинах и на склонах Сенгилеевской котловины. По размерам и активности оползней Ставрополь один из самых неблагополучных в России. Наблюдается набухание грунтов на площади 3645 га, на 1075 га встречаются просадки. Эти негативные явления сказываются на городском хозяйстве.

     Полезные  ископаемые и почвы. Главными полезными ископаемыми на Ставропольской горе являются строительные материалы: известняк-ракушечник, горючий газ, в песчаных карьерах также добывают песок.

     Ставрополь  построен на самых плодородных почвах −предкавказских черноземах, наиболее древние и мощные (до 1,5−2 м) почвы покрывают плоскую вершинную часть горы. На склонах мощность почв снижается, уменьшается содержание гумуса. Под лесами развились серые и бурые лесные, частично оподзоленные почвы, на отдельных участках сохранились лесные буро-серые и бурые почвы. Большая часть города построена на выщелоченных среднегумусовых черноземах. В промышленной зоне почвы газонов изменены деятельностью людей. Наибольшая влажность характерна для серых и бурых лесных почв, наименьшая – для черноземов, что важно для экскурсий, походов, отдыха.

     Гидрология  и гидрография. В Ставрополе и окрестностях представлены малые реки: Ташла, Мамайка, Мутнянка, Чла, Грушевая, Вишневая, Гремучкаи т.д., которые собирают воду с территории северо-западной промзоны г. Ставрополя, загрязнены и практически не используются населением. В настоящее время действуют и частично используются жителями для полива и отдыха родники: Холодный, Михайловский, Карабинский, Корыта.В окрестностях города расположены два естественных озера: Кравцовои Вшивое. На землях г. Ставрополя в 15 км от центра города находится Сенгилеевское водохранилище – основной источник водоснабжения. Местом отдыха горожан служит Комсомольский пруд. Также на территории города существует сеть стационарных гидрогеологических скважин и свыше 250 действующих грунтовых колодцев.

     Промышленность, торговля, строительство. Сегодня экономическую основу современного промышленного потенциала города составляют более 400 предприятий. В последние годы введены в эксплуатацию новые цеха по производству медицинских препаратов, проведены работы по техническому обновлению производства монокристаллов, электроизмерительных приборов, металлоконструкций. Объём производства товаров, работ, услуг по промышленным видам деятельности увеличился в 1,6 раза. В структуре общекраевого промышленного производства доля Ставрополя составляет около 24%.Основное место в структуре промышленного производства Ставрополя занимает машиностроение. Большую роль в экономике Ставрополя играет также производство радиоэлектронной аппаратуры, комплектующих для автомобилей, зарядных устройств, систем управления судов, систем защиты от электрохимической коррозии, измерительных инструментов, счётчиков электрической энергии. Производство пищевой продукции в стоимостном выражении составляет 35% в структуре общего объёма промышленной продукции. Кроме того, в краевом центре выпускаются также продукты химии и высоких технологий. Насчитывается около 450 малых и подсобных промышленных предприятий, на долю которых приходится 6,8% общего объема производства. Всего в городе зарегистрировано 25000 субъектов предпринимательской деятельности.

     За  последние годы заметные изменения  произошли в сфере торговли. Значительно расширилась торговая сеть, появляются современные торговые комплексы, которые отличаются особой архитектурной выразительностью, приятно преображая облик города. В Ставрополе не снижаются темпы жилищного строительства, держась на уровне 160-200 тыс. кв. м жилья в год, что существенно превышает общероссийский уровень.

2.2. Общие сведения  о земельном фонде  города Ставрополя.

Территория  города включает:

• селитебные и промышленно складскиетерритории;
• значительный по площади лесной массив (заказник);
• Сенгилеевское водохранилище  (единственный источник водообеспечения города);
• Открытые пространства сельскохозяйственного назначения;
• территории садово-огородных товариществ, практически равные в сумме по площади всей селитьбе города;

• другие.

                                Фонд распределения земель (на 01.01.06г.)

I. Земли:

• городского поселения - 24 236 га;
• сельского поселения -   0 га.

II. Сельскохозяйственные  угодья -   8 872 га, из них:

a)  пашни  - 4 257 га;

b)  многолетние  насаждения - 3 593 га;

c)  сенокосы -   52 га;

d)  пастбища -   970 га.

III. Лесные  угодья -2 910 га, из них:

a)  Покрытые  лесами - 2 666 га;

b)  Не  покрытые лесами -   244 га;

c)  Под  древесно-кустарниковой растительностью,  не входящие в лесной фонд  – 194 га;

d)  Из  них защитного значения   -   41 га.

IV. Под  водой - 4 896 га.

V. Земли  застройки - 4 133 га.

VI. Под  дорогами   - 1 275 га, в том числе  грунтовыми - 55 га.

VII. Болота   - 84 га.

VIII. Нарушенные  земли   - 19 га.

IX. Прочие  земли   - 1 853 га, в том числе:

a)  овраги - 7 га;

b)  другие  земли - 1 846 га.

Таблица 3 - Характеристика земель города по видам использования: