Niveliavimas – tai savotiški geodeziniai matavimai. Jis naudojamas įvairių žemės paviršiaus taškų santykiniams aukščiams rasti. Tokie gamtos objektai kaip upės, jūros, vandenynai, laukai ar kiti atspirties taškai gali būti laikomi sąlyginiu lygiu atliekant tokius matavimus. Tiesą sakant, niveliavimas yra kiekvieno objekto paviršiaus pertekliaus, palyginti su duotuoju (nuoroda), vertės nustatymas. Tokie matavimai reikalingi norint sudaryti tikslų tiriamos teritorijos reljefą. Ateityje šie duomenys bus naudojami rengiant reljefo planus, žemėlapius ar sprendžiant konkrečias taikomąsias problemas.
Kokie išlyginimo tipai yra?
Tokie matavimai gali būti atliekami įvairiais metodais, kurie skiriasi nuo naudojamos įrangos ar technologijos. Apsvarstykite, kokie yra pagrindiniai niveliavimo tipai. Labiausiai paplitę yra penki metodai: geometrinis, trigonometrinis, barometrinis, mechaninis ir hidrostatinis paviršių matavimas. Susipažinkime su kiekvienu iš jų išsamiau.
Geometrinis niveliavimas
Taikant šį reljefo matavimo metodą, ypatingasgeometrinis bėgis ir prietaiso lygis. Šaudymo principas – reikiamame taške šalia tiriamo paviršiaus įrengti bėgelį su potėpiais ir padalomis. Po to, naudojant horizontalų stebėjimo spindulį, skaičiuojamas aukščio skirtumas. Geometrinis niveliavimas atliekamas pagal principą „iš vidurio“arba „į priekį“. Matuojant pirmuoju metodu, bėgiai įrengiami dviejuose paviršiaus taškuose, prietaisas yra tarp jų vienodu atstumu. Apklausos rezultatas – duomenys apie vienos iš juostų perteklių prieš kitą. Antrasis būdas yra klasikinis – vienas įrenginys ir vienas bėgis. Šie išlyginimo būdai yra labiausiai paplitę. Jie rado pritaikymą tiek mažų objektų (namų), tiek didelių (tiltų) statyboje.
Trigonometrinis niveliavimas
Atliekant tokio tipo matavimo darbus, įprasta naudoti specialius goniometrinius prietaisus, kurie vadinami teodolitais. Jų pagalba paimama informacija apie taikiklio pluošto, einančio per porą duotų taškų paviršiuje, pasvirimo kampus. Trigonometrinis niveliavimas plačiai naudojamas topografiniuose matavimuose, siekiant nustatyti aukščių skirtumą tarp dviejų objektų, kurie yra dideliu atstumu vienas nuo kito, tačiau yra įrenginio optinio matomumo zonoje.
Barometrinis paviršiaus matavimas
Barometrinis niveliavimas – tai matavimo metodas, pagrįstas atmosferos oro slėgio priklausomybe nuo taško aukščio nustatome paviršiuje. Skaitymo procesas atliekamas naudojantbarometras. Ši išlyginimo sistema turi atsižvelgti į daugybę faktinės oro temperatūros ir jo drėgmės pataisų. Šis metodas buvo pritaikytas sunkiai pasiekiamose vietose (pavyzdžiui, kalnuotomis sąlygomis) įvairių geografinių ir geologinių ekspedicijų metu.
Mechaninis (techninis) paviršiaus matavimas
Techninis niveliavimas apima specialaus prietaiso – automatinio niveliavimo – naudojimą. Su juo tiriamos teritorijos profilis brėžiamas automatiniu režimu, naudojant frikcinį diską, fiksuojantį nuvažiuotą atstumą, ir nustatytą svambalo liniją, kuri nustato vertikalę. Toks įrenginys dažniausiai montuojamas ant transporto priemonės ir važiuojamas iš vieno nustatyto taško į kitą. Techninis niveliavimas leidžia nustatyti aukščių skirtumą tarp tiriamų objektų, atstumą tarp jų ir reljefo profilį, kuris užfiksuotas specialioje fotojuostoje.
Hidrostatinis paviršiaus matavimas
Hidrostatinis niveliavimas yra metodas, pagrįstas kraujagyslių susisiekimo principu. Fotografavimas tokiu būdu atliekamas naudojant hidrostatinį įrenginį, kuris veikia su iki dviejų milimetrų paklaida. Toks lygis surenkamas iš poros stiklinių vamzdžių, sujungtų žarna, ši sistema pripildoma vandens. Matavimo procesas atliekamas taip - vamzdeliai pritvirtinami prie bėgių, ant kurių dedama skalė. Po to juostos įrengiamos prie tiriamų objektų, padalos žymi skaitinę reikšmęskirtumas tarp dviejų lygių. Ši konstrukcija turi reikšmingą trūkumą, būtent ribotą matavimo ribą, kurią lemia žarnos ilgis.
Aprašyti niveliavimo būdai (išskyrus mechaninius) yra labai paprasti ir nereikalaujantys operatoriaus jokių specifinių žinių, todėl plačiai naudojami statybose ir kitose šalies ūkio srityse.
Matavimo kursai
Be matavimo technikos, niveliavimas paprastai skirstomas į tikslumo klases. Kiekvienas iš jų atitinka tam tikrą informacijos gavimo tipą ir būdą. Panagrinėkime, kokios išlyginimo klasės egzistuoja.
- Pirma klasė laikoma labai tiksli. Tai atitinka atsitiktinę 0,8 milimetro vienam kilometrui paklaidą ir sisteminę 0,08 mm/km paklaidą.
- Antra klasė taip pat laikoma labai tiksli. Tačiau čia paklaida yra šiek tiek didesnė – vidutinė kvadratinė paklaida yra 2,0 mm/km, o sisteminė paklaida yra 0,2 mm/km.
- Trečia klasė. Tai atitinka standartinę 5,0 mm/km paklaidą, o į sistemiškumą neatsižvelgiama.
- Ketvirta klasė. Tai atitinka vidutinę kvadratinę paklaidą, lygią 10,0 mm/km, į sistemos klaidą taip pat neatsižvelgiama.
Priklausomai nuo reljefo ypatybių ir tyrimo tikslų, gali būti naudojami įvairūs duomenų matavimo metodai. Pavyzdžiui, daugiakampiais, lygiagrečiomis linijomis arba išlyginant paviršių kvadratais. Pastaroji technika yra plačiausiai naudojama, ji plačiai naudojama duomenims rinkti išdideli atviri plotai su santykinai mažu skerspjūvio aukščiu. Panagrinėkime tai išsamiau.
Kvadratavimas
Paviršiaus niveliavimas šiuo metodu atliekamas siekiant gauti plataus masto plokščių vietovių topografinius planus. Sklandi valdymo taškų padėtis nustatoma klojant traversus. O aukščiai – geometrinio matavimo metodu, naudojant techninius lygius. Duomenų gavimo procesas gali būti atliekamas dviem skirtingais būdais: klojant niveliavimo judesius laipsniškai skaidant skersmenis ir kvadratais.
Išlyginimas kvadratais atliekamas laužant ant žemės naudojant matavimo juostą ir teodolitą (tinklelis, kurio langelio pusė yra dvidešimt metrų), matuojant skalėje 1:500 ir 1:1000, keturiasdešimt metrų - šaudant 1:2000 masteliu ir šimtu metrų 1:5000.
Tuo pačiu metu fiksuojama tiriamos teritorijos situacija ir sudaromas kontūras. Šios procedūros atliekamos taip pat, kaip ir atliekant teodolito tyrimą. Be ląstelių viršūnių, ant žemės pritvirtinami būdingi reljefo objektai - plius taškai: kalvos viršus ir pagrindas, duobės dugnas ir kraštai, taškai ant išsiliejimo ir baseino linijų ir kiti.
Tyrimo pagrindimas sukuriamas tiesiant išlyginamuosius ir teodolitinius praėjimus palei išorines kvadratų tinklelio ribas, kurios vėliau susiejamos su vieno būsenos tinklo taškais. Pliusinių taškų ir langelių viršūnių aukščiai nustatomi geometrinio niveliavimo metodu. Jei šono ilgiskvadratinių keturiasdešimties metrų ar mažiau, tada iš vienos stoties bandoma išmatuoti visus nustatytus taškus. Atstumas nuo prietaiso iki juostos neturi viršyti 100-150 metrų. Jei kvadrato kraštinės ilgis yra šimtas metrų, tada lygis dedamas kiekvienos ląstelės centre. Pagal ploto lauko tyrimą kvadratų metodu sudaromas išlyginimo žurnalas ir matavimų metmenys.
Žurnalas ir išlyginimo kontūrai kvadratais
Žurnale yra duomenys apie langelio kraštinės dydį, susiejant koordinačių tinklelį su teodolito traversais (geodezinis pagrindimas). Be to, nurodomas pririšimas prie reljefo objektų – ežerų, kalvų ir pan. Taip pat reikėtų pažymėti, iš kokių pozicijų buvo atliktas reljefo išlyginimas. Konspekte pateikiami kiekvieno kvadrato šaudymo rezultatai. Kiekvienos langelio viršuje ir pliusiniame taške nurodomi rodmenys iš juodosios juostos pusės (metrais), taip pat apskaičiuoti aukščiai. Šis skaičiavimas atliekamas instrumento horizonte. Ląstelių viršūnių aukščiai nustatomi kaip skirtumas tarp instrumento horizonto stotyje ir rodmenų ant bėgio.
Siekiant valdyti dviejų ląstelių viršūnių paviršiaus matavimo procesą, niveliavimas atliekamas iš dviejų skirtingų stočių. Plano sudarymas pagal gautas medžiagas paviršiaus duomenims paimti pradedamas tvirtinimu planšetėje pagal vieningo valstybinio geodezinio tinklo taškų koordinates, matavimo pagrindimo objektus (niveliavimas ir teodolito judesiai), plius taškus, kvadratų viršūnes. ir situacija.
Taikymo būdas
Kai tam tikra prasme išlyginama teritorijateodolito ir niveliuojamųjų kanalų pritaikymai, suskirstyti į skersmenis, praėjimai klojami pagal natūralias tam tikros teritorijos būdingas linijas, pavyzdžiui, palei užtvankas ar vandens baseinus. Atliekant tokius darbus, skersiniai pjūviai ir piketai turi būti nustatomi kas keturiasdešimt metrų, kai atliekami matavimai 1:2000 masteliu, o kas dvidešimt metrų – 1:1000 ir 1:500. Šlaitų vingių taškuose pažymėti plius objektai. Rengiant piketus, situacija turėtų būti ištaisyta ir parengtas planas. Žurnale daromi niveliavimo įrašai. Jame pažymėti piketų eilės numeriai, rodmenys raudonose ir juodose bėgių pusėse, teigiamų objektų atstumai nuo artimiausių piketų. Remiantis niveliavimo rezultatais, sudaromas teritorijos topografinis planas, skersiniai ir išilginiai reljefo profiliai.
Siūlomos aikštelės teritorijose apželdinimo ir vertikalaus teritorijos planavimo plotuose tikslinga išmatuoti paviršių. Pavyzdys yra bet kurį architektūros paminklą supančios teritorijos arba kraštovaizdžio sodininkystės zonos kraštovaizdžio dizainas.
Kas yra lygis?
Statyboje plačiai naudojamo geometrinio reljefo matavimui atlikti naudojami įvairaus dizaino lygiai. Šie įrenginiai pagal savo veikimo principą dažniausiai skirstomi į: elektroninius, lazerinius, hidrostatinius ir optinius-mechaninius. Visuose lygiuose sumontuotas horizontalioje plokštumoje besisukantis teleskopas. Modernus tokio matavimo prietaiso dizainas numato automatinį kompensavimąvizualinei ašiai nustatyti į darbinę padėtį.
Išlyginimo istorija
Pirmoji šiuolaikinį žmogų pasiekusi informacija apie niveliavimą yra susijusi su pirmuoju šimtmečiu prieš Kristų, būtent apie drėkinimo kanalų tiesimą senovės Graikijoje ir Romoje. Istoriniuose dokumentuose minimas vandens matavimo prietaisas. Jo išradimas ir panaudojimas siejamas su senovės graikų mokslininko Herono Aleksandriečio ir romėnų architekto Marko Vitruvijaus vardais. Šių matavimo priemonių ir niveliavimo metodų kūrimo postūmis buvo taškinio taiklio, barometro, cilindrinio nivelyro ir gradavimo tinklelio sukūrimas taškuose. Šie išradimai datuojami XVI–XVII amžiais ir leido sukurti sistemą, leidžiančią tiksliai išmatuoti žemės paviršių.
Rusijoje Petro Didžiojo laikais buvo įkurtas optikos cechas, kuriame, be kita ko, gamino ir nivelyrus, tik tada buvo vadinami gulsčiukai su vamzdžiu. I. E. Belyajevas užsiėmė lygių kūrimu dirbtuvėse. Tuo pačiu laikotarpiu pasirodė pirmieji matavimo prietaisai, pagrįsti barometrais. Devynioliktojo amžiaus pradžioje pasirodė pirmieji trigonometriniai lygiai, kurių pagalba buvo atliktas labai platus Azovo ir Juodosios jūrų lygių skirtumo nustatymo darbas, išmatuotas Elbruso kalno aukštis. Geometrinių instrumentų naudojimas užfiksuotas XIX amžiaus viduryje. Taigi, 1847 m. jie buvo naudojami statant Sueco kanalą. Mūsų šalyje geometrinis niveliavimaspaviršius buvo naudojamas tiesiant vandens ir sausumos kelius. Vidaus valstybinio tinklo kūrimo pradžia laikomi 1871 m. Tada buvo pradėti tvirtinti ir įrengti taškai, kurie buvo topografinių tyrimų pagrindas.
Išlyginimo taikymas
Niveliavimo rezultatas – vientiso etaloninio geodezinio tinklo sukūrimas, kuriuo remiantis atliekami vietovės topografiniai matavimai ar įvairūs geodeziniai matavimai. Šaudymas plačiai naudojamas tyrimų ir mokslo tikslais: tiriant Žemės rutulį, žemės plutos judėjimą, fiksuoti jūrų ir vandenynų lygio svyravimus.
Nr. statybinių konstrukcijų montavimo montavimo darbai. Sprendžiant tokias problemas visada naudojami geodezijos tarnybos gauti duomenys. Taip pat, tiesiogiai sprendžiant įvairias labai specializuotas užduotis, naudojamos automatinės informacijos paieškos sistemos. Tokios užduotys apima, pavyzdžiui, kelio remontą ir tiesimą. Į automatinį niveliavimo įrenginį įtraukti jutikliai montuojami ant geležinkelio vagonų, vagonų, todėl per trumpiausią laiką sukuriamas paruoštas tiriamos teritorijos profilis.
Šiuolaikinės technologijos
Iki šioldėl nepaprastai spartaus mokslo ir technologijų vystymosi paviršiui išlyginti naudojamos įvairios techninės žinios.
- Lazeris. Jų darbas pagrįstas vietovės parametrų nuskaitymu naudojant lazerinį nuskaitymo įrenginį.
- Ultragarsas. Pagrindinis tokio prietaiso elementas yra ultragarso jutiklis, skleidžiantis bangas.
- GNSS technologija, kuri yra susijusi su informacijos apie esamas koordinates gavimu naudojant palydovinį ryšį. Tokia įranga užtikrina labai aukštą niveliavimo tikslumą.
Siekiant užtikrinti efektyvų daugelio informacijos srautų, gautų taikant aukščiau pateiktą praktinę patirtį, apdorojimą, būtina turėti atitinkamą specialią programinę įrangą, kuri atliks su saugojimu, tvarkymu, vizualizavimu ir apdorojimu susijusias užduotis. duomenys.
Šiuolaikinės išlyginimo sistemos kelių tiesimo srityje
Automatizuotos sistemos plačiai naudojamos šiuolaikinėje kelių tiesimo srityje. Jie leidžia valdyti kelių tiesimo įrangą, atsižvelgiant į jos esamą padėtį. Kartu automatinis trasos išlyginimas išsiskiria dideliu atliekamų darbų tikslumu, o tai ženkliai pagerina gaminamos važiuojamosios dalies kokybę, taip pat sutrumpina tiesimo laiką. Tokie įrenginiai, montuojami ant asf alto trinkelių, kelių frezavimo staklių, buldozerių, leidžia pašalinti senos dangos pažeidimus ir defektus klojant naują sluoksnį. Šie lygiai kontroliuoja kelio skersinį nuolydį, atlieka jį pagal tiksliai nurodytą projektąparametrus. Šiuolaikinės kelių tiesimo įrangos paviršiaus matavimo sistemos, priklausomai nuo naudojamos technologijos, skirstomos į keletą tipų.
- Ultragarsiniai įrenginiai su skirtingu jutiklių skaičiumi.
- Lazerinės paėmimo sistemos.
- Palydovinės GPS technologijos pagrindu sukurtas įrenginys.
- 3D sistema, pagrįsta taško principu.
Jei reikia, atsižvelgiant į atliekamų darbų sudėtingumą ir ypatumus, galima naudoti vieną ar kitą automatinio niveliavimo technologiją.
