В указанном направлении по теодолиту ставят вехи на расстоянии, несколько большем длины линии S. Одну – в результате построения угла , другую – в результате построения угла . И из двух положений вех выбирают среднее. После этого из точки A отмеряют расстояние S и в конце его по теодолиту устанавливают знак, закрепляющий положение точки a. Расхождение не более 1 (для теодолитов Т-30 и 2Т-30).

Для перенесения проекта в натуру используют длинное расстояние между исходными пунктами A и B (в 2–3 раза больше Aa). Тогда погрешности положения проектной точки по заданным значениям S и  составят

; ; ; .

Если же значения S и B измерены по плану, то надо добавить погрешности измерения S (1 мм) и  (7) на плане и погрешность нанесения 

точки A на план (2 мм). Тогда при М 1:10 000 погрешность нанесения точки на план .

Общая погрешность . Оказывается, что , следовательно, большие погрешности измерений по плану поглощают погрешность полевых измерений и определяют точность положения проектных точек на местности.

При перенесении в натуру ломаной линии при помощи мерного прибора между исходными точками прокладывается теодолитный ход.

Если проектирование производилось аналитическим способом, то все геодезические данные (углы и линии), необходимые для перенесения в натуру, вычисляют в процессе проектирования. При графическом или механическом способе проектирования эти данные получают графически по плану.

Существуют два способа графического определения геодезических данных для проложения теодолитного хода:

1) углы измеряют транспортиром, линии – измерителем, но точность этого способа мала, его применяют редко;

2) углы и линии определяют путем вычислений по координатам; координаты проектных точек определяют графически – по плану (M и L) (рис. 32), аналитические координаты исходных точек (26, 27, 20, 13) проектного хода – из ведомостей, каталогов и пр.

Построение хода в натуре можно начинать как от точки 26, так и от точки 20, предпочтение следует отдавать той точке, у которой примычный угол строится от наиболее длинной и надежной в смысле точности линии хода. Проектные углы строят последовательно, например, в точках 26, M, L. После каждого построения угла отмеряют линии с контролем (например, по нитяному дальномеру). Концы линий, а также проектные точки закрепляют временно кольями. При промерах учитывают поправки за наклон линии.



Для коротких проектных ходов относительную невязку допускают до 1/600, а при ходах менее 1 км – до 1/500.

Если все углы измерены транспортиром по плану, а линии – измерителем также по плану, то линейную невязку допускают до 1/200 длины хода. Допустимую невязку распределяют на местности по способу параллельных линий. Направление невязки в конечной точке хода (и поправок в положении проектных точек) определяют по буссоли, а линейную невязку измеряют и линейные поправки вводят в положение точек при помощи рулетки.

Если проектирование выполнялось механическим или графическим способом, то невязку, не превышающую точность масштаба (0.1 мм на плане), не распределяют. Если невязка равна примерно удвоенной точности масштаба, то поправки вводят в положение двух последних проектных точек. Когда невязка превышает удвоенную точность масштаба, поправки вводят в положение каждой точки пропорционально длине хода от начала до проектной точки.

Если проектирование производилось аналитическим способом, то невязку, не превышающую 1/1000 ширины проектируемых участков, не 

распределяют. Во всех остальных случаях невязку распределяют способом параллельных линий.

При измерении углов особое внимание следует обращать на вертикальность установки вех. При коротких линиях и там, где это возможно, визировать следует на шпильки, которые отвесно втыкают в торцы кольев. Центрировать теодолит над пунктом следует с погрешностью, не превышающей 5 мм. Измерение длин линий в теодолитных ходах производится стальными прокомпарированными лентами или 50-метровыми рулетками в прямом и обратном направлениях, а также светодальномером СМ-5 или нитяным дальномером (ориентировочно – шагами).

6 Углоначертательный способ (мензула)
Проект переносят в натуру мензулой, если из-за условий местности:

• 
  применение только мерного прибора затруднено;
  
• 
  применение теодолита нецелесообразно.
  

Использование мензулы для перенесения проекта в натуру особенно эффективно, если в полузакрытой местности имеется большое количество опорных контурных точек.

Поскольку при перенесении проекта в натуру теодолитом или мерным прибором угловые и линейные величины допускается измерять транспортиром и измерителем по плану, то перенесение проекта в натуру мензулой в этих случаях будет давать более точные и быстрые результаты. Это объясняется тем, что построение углов на мензуле производится точнее, чем измерение их транспортиром, и, кроме того, на каждой станции планшет ориентируется не по одному, а по нескольким пунктам. Тогда погрешность построения угла в каждой проектной точке в открытой или полузакрытой местности не зависит от погрешностей построения углов в предыдущих точках, как в теодолитном ходе. В этом состоит основное преимущество мензулы перед теодолитом, но это преимущество обнаруживается в тех случаях, когда для перенесения проекта нельзя использовать вычисленные координаты точек и измеренные на местности углы и линии. При перенесении проекта мензулой снижается возможность получения грубых ошибок, поскольку вся работа ведется и контролируется в поле. Применение мензулы освобождает исполнителя от большой подготовительной работы: надо лишь иметь пункты геодезической сети, надежные контурные точки, геометрическую сеть нужной густоты.



Перенесение проекта мензулой в открытой и полузакрытой местностях выполняют следующим образом (рис. 33).

1. В зоне расположения проектных точек А, В, С устанавливают мензулу М.

2. Между точкой стояния мензулы и проектной точкой определяют по плану расстояние. Если это расстояние превышает в М 1:5000 – 150 м, при 1:10 000 – 250 м, при 1:25 000 – 450 м и при 1:50 000 – 500 м, то мензулу переносят ближе к проектным точкам и снова определяют ее положение на плане.

3. К полученной точке стояния мензулы на плане и к проектной точке a прикладывают ребро линейки кипрегеля и реечник, отсчитав шагами указанное наблюдателем расстояние в направлении зрительной трубы, устанавливает рейку, по которой наблюдатель делает отсчет. В зависимости от величины отсчитанного расстояния реечник, согласно сигналам наблюдателя, передвигается в направлении визирной линии до тех пор, пока отсчет на рейке покажет требуемое расстояние.

Короткие линии на ровной местности быстрее и точнее отмерять мерным прибором, контролируя их по нитяному дальномеру (для М 1:10 000 S  500 м).

4. 
   4. На окончательно установленной точке ставят знак.
   

5. Переносят в натуру другие проектные точки, расположенные вблизи данной точки стояния мензулы.



После установки знаков на проектных точках для контроля измеряют линии между проектными точками и результаты записывают на разбивочном чертеже.

Точность перенесения проектных точек в натуру мензулой соответствует точности их съемки, т.е. положение проектной точки на местности характеризуется средней квадратической погрешностью 0.4 мм на плане. Погрешность такой величины вызывают непараллельность и неперпендикулярность проектных линий на местности. Непараллельность коротких проектных линий выражается десятками минут, что много больше допустимого (3–4). Поэтому проект переносят в натуру мензулой в том случае, если по условиям проектирования не предъявляется строгих требований к параллельности проектных линий, что чаще всего бывает при перенесении проекта организации территории с нетвердыми границами (пастбища, сенокосы).

При повышенных требованиях к точности перенесения в натуру границ полей и участков применение мензулы становится нецелесообразным. Тогда лучше использовать мерный прибор с экером.
7. Особенности перенесения проекта в натуру

по материалам фотосъемок


В результате фотосъемок получают фотоснимки объектов и отдельных элементов местности. Фотографирование может выполняться с земли и отдельных летательных аппаратов (чаще всего самолетов). Соответственно этому различают наземную фотосъемку и аэрофотосъемку.

Наземная фотосъемка выполняется при помощи фототеодолитов, представляющих собой сочетание теодолита и фотоаппарата.

Аэрофотосъемка выполняется при помощи аэрофотоаппарата (АФА), установленного на борту самолета.

На основе фотоснимков местности и предварительно созданного съемочного обоснования получают карты и планы. Процессы получения планов и карт разрабатывает фотограмметрия, которая определяет формы, размеры и положение предметов по их фотограмметрическим изображениям на плоскости; те же задачи, но с учетом объемности изображения решает стереофотограмметрия – использование двух перекрывающихся снимков, полученных из двух разных точек.



Аэрофотосъемка называется плановой, если она производится при отвесном положении оптической оси фотоаппарата. Тогда снимки называются плановыми, или горизонтальными. Угол отклонения от отвеса . Если , то съемку называют перспективной, а снимки – наклонными, или перспективными.

Различают аэрофотосъемку, выполненную:

• 
  одиночными снимками (например, для военных целей);
  
• 
  маршрутами (для целей изыскания трасс линейных сооружений), 60% при продольном перекрытии;
  
• 
  аэрофотосъемку площадей – перекрытие продольное 60%, поперечное – 30–40%.
  

Аэрофотоснимок представляет собой центральную проекцию участка на местности, при и равнинном рельефе она совпадает с ортогональной проекцией, если и рельеф всхолмленный – проекция неортогональная.

Масштаб аэрофотосъемки ,

где f_k – фокусное расстояние; H – высота полета.

Если снимок наклонный и в разных масштабах из-за непостоянства H, то его трансформируют по 4 – 5 точкам и вводят поправку  за рельеф.

,

где r – расстояние от главной точки до данной; h – превышение данной точки над средней плоскостью.

Если точка местности находится выше средней плоскости, то ее изображение надо сместить по направлению от главной точки.

Можно найти радиус r окружности, в границах которой смещение  не превышает заданного значения _доп

.

Величина r называется радиусом полезной (рабочей) площади аэрофотоснимка.

Из рабочих площадей нетрансформированных снимков составляется фотосхема. Из рабочих площадей трансформированных снимков – фотоплан, а затем и графический план.
Дешифрирование изображений




Под дешифрированием понимают процесс опознавания объектов, контуров и других элементов местности, а также раскрытие их содержания по фотографическому изображению.

Различают дешифрирование топографическое с целью составления топографических карт и планов и специальное (например, для геологических, почвенных, лесохозяйственных, военных, сельскохозяйственных и других целей).

Дешифрирование выполняют в полевых или камеральных условиях или при их сочетании. Дешифровочные признаки – форма и размер предметов (геометрический признак); свойство предметов отражать неодинаковое количество падающего на них света (оптический признак).

Дешифровочные признаки делятся на прямые (форма, размеры, тени и др.) и косвенные (взаимосвязь объектов снимка, например, связь между растительностью, влажностью и типами грунтов). Основным дешифровочным признаком является форма изображения. Наибольший эффект дает совместное использование нескольких признаков. Так, кроме формы и размеров изображения, широко используется его тон, т.е. различная степень почернения. Реки и озера отображаются темными тонами, сухие дороги – почти белыми линиями, редкая растительность светло-серым тоном, густая – более темным.

Весьма важным дешифровочным признаком являются тени, отбрасываемые объектом. По форме теней можно судить о содержании сфотографированного объекта.

Эффектность камерального дешифрирования существенно повышается при использовании пространственной (стереоскопической) модели местности, для получения которой пользуются специальными приборами – стереоскопами.

Для получения стереоскопической модели надо установить два перекрывающихся снимка так, чтобы расстояние между идентичными точками было близко к величине глазного базиса, а линия, соединяющая эти точки – параллельна ему. Следует стараться левым глазом видеть только левое изображение, а правым – только правое. Тогда наблюдатель вместо двух плоских изображений увидит одно рельефное.
Способы съемки рельефа при аэрофотосъемке


Обычно применяют два следующих способа:



Комбинированная аэрофотосъемка – контурная часть плана создается при помощи аэрофотосъемки, а рельеф снимается в поле при помощи мензулы. Предварительно создается высотное обоснование. Фотоплан прикрепляют к планшету и определяют высоты характерных точек рельефа тригонометрическим нивелированием. После определения отметок характерных точек проводят горизонтали. Съемка рельефа на фотопланах требует в два раза меньше времени, чем при обычном способе мензульной съемки.

Стереофотограмметрическая аэрофотосъемка – рисовка рельефа выполняется в камеральных условиях по стереомодели на специальных приборах. Различают два способа стереоскопической рисовки рельефа: универсальный – горизонтали вычерчиваются автоматически; дифференциальный – используются приборы, служащие только для одного из процессов обработки.

Из стереопары аэрофотоснимков получают значения параллаксов (линейных продольных параллаксов), т.е. разности абсцисс изображений одной и той же точки на двух перекрывающихся снимках. Линейный продольный параллакс есть базис фотографирования, выраженный в масштабе изображения:

,

где B – реальный базис; M – знаменатель численного масштаба.

Превышение одной точки над другой можно выразить через разность параллаксов этих точек . Окончательно , где b – базис в масштабе.

Наземная стереофотографическая съемка


Наземная стереофотографическая съемка, или фототеодолитная съемка производится при помощи фототеодолита – прибора, позволяющего фотографировать местность и выполнять угловые измерения, необходимые для определения координат точек, на которых он установлен. При такой съемке фотографирование выполняется с двух концов базиса. Обычно центр левого объектива принимают за начало координат пространственной фотограмметрической системы.

Величины p, z_л и x_л измеряются по снимкам на стереокомпараторе. Для составления плана местности все базисы должны быть связаны между собой, для чего определяют координаты каждой левой точки базиса и дирекционный 

угол оптической оси фотокамеры в единой системе координат. Согласно действующим инструкциям съемка застроенных территорий производится, как правило, аэрофототопографическим способом, а в районах со всхолмленным рельефом – фототеодолитным.

Съемка в М 1:5000–1:500 выполняется стереофототопографическим или комбинированным методом в зависимости от:

• 
  характера снимаемой территории;
  
• 
  масштаба плана;
  
• 
  имеющегося фотограмметрического оборудования.
  

На территории со сплошной многоэтажной застройкой, а при съемке в М 1:1000–1:500 с плотной малоэтажной застройкой составляются графические планы.

Если проектирование участков выполнялось аналитическим способом, то выбор способа перенесения проекта в натуру не зависит от вида съемки, после проведения которой получен плановый материал. Если же проектирование производилось механическим и графическим способами, то в качестве опорных при перенесении проекта часто используют точки и контуры, опознаваемые на местности.

В этом отношении материалы аэрофотосъемки имеют большое преимущество перед планами наземных съемок, так как в них изображены мельчайшие подробности местности; дают возможность значительно сокращать количество измерений мерными приборами при перенесении проекта в натуру и применять эти приборы только для измерений коротких расстояний.

Максимальное сокращение количества измерений и уменьшение длин промеров достигается правильным чтением аэрофотоснимков и выбором в качестве опорных ближайших точек, опознавание которых не подлежит сомнению.

Опыт показывает, что наилучшим фотоматериалом для опознавания контурных точек, используемых в качестве опорных, являются недешифрированные контактные отпечатки, так как процесс увеличения или трансформирования аэрофотоснимков всегда снижает резкость изображения, в особенности мелких объектов местности. Нанесением дешифровочных знаков закрываются детали аэрофотоснимка, и снижается возможность использования в качестве опорных значительного количества контурных точек. Поэтому при проектировании и особенно при перенесении проекта в натуру, помимо дешифрированных аэрофотоснимков, на которых производится 

проектирование, полезно иметь недешифрированные контактные отпечатки, по которым легко опознают большое количество мелких объектов местности.

При использовании материалов аэрофотосъемки применяются приемы, позволяющие также уменьшить длины промеров, необходимых для перенесения проектных точек в натуру (рис. 34).

Рис. 34


1. Получение проектной точки C по удаленным точкам A и B из-за разномасштабности отдельных частей аэрофотоснимка (особенно если он не трансформирован) может привести к большим погрешностям измерения линий AC и BC на аэрофотоснимке. В этих случаях результат будет точнее, если воспользоваться контурной точкой E, расположенной вблизи проектной точки C. Опустить перпендикуляр из точки E на линию AB и от основания этого перпендикуляра провести промер CD, взятый с аэроснимка, для получения проектной точки C на местности.

2. Для уменьшения длин промеров пользуются также пересечением прямых линий, руководствуясь тем, что точка пересечения прямых линий на аэрофотоснимке независимо от искажения этого снимка из-за его наклона всегда точно совпадает с точкой пересечения этих же прямых на местности (если искажения из-за рельефа незначительны). Поэтому при перенесении в натуру проектной точки К находят вблизи нее на местности положение точки x в пересечении линий AP и BN. От точки x отмеряют отрезок xL и по 

перпендикуляру LK находят положение проектной точки К. Для контроля все линии (стороны) участков между проектными точками измеряют на местности, результаты записывают на аэрофотоснимке или на разбивочном чертеже и сличают с соответствующими линиями на аэрофотоснимке.

Однако такое независимое получение на местности каждой проектной точки границы может вызвать значительную взаимную непараллельность сторон участка, характеризующуюся предельной погрешностью (при см на фотоплане ). Когда требуется строгая параллельность длинных сторон участков, определяют по аэрофотоснимку только основные точки проекта, например, А, К и L, и относительно этих точек промерами получают все основные точки.

При перенесении проекта в натуру в качестве опорных, помимо контурных точек, широко используют прямые линии контуров, угодий, дорог, канав, опознаваемых на аэрофотоматериалах. Для повышения точности при проведении подготовительных работ, проектирования и перенесения проекта в натуру используют закрепленные на местности опознаки (опознавательные знаки). Точность перенесения проекта в натуру по аэрофотоматериалам примерно такая же, как и по планам наземных съемок.
2. ТОЧНОСТЬ ПЛОЩАДЕЙ УЧАСТКОВ, ПЕРЕНЕСЕННЫХ В НАТУРУ


Рассмотрим все наиболее типичные случаи.

I. Способ проектирования – аналитический, геодезическое обоснование при перенесении в натуру – теодолитные ходы.

II. Способ проектирования – графический, геодезическое обоснование при перенесении в натуру – теодолитные ходы.

III. Способ проектирования – графический, геодезическое обоснование при перенесении в натуру – точки ситуации.

IV. Способ проектирования – механический (планиметром), геодезическое обоснование при перенесении в натуру – теодолитные ходы.

V. Способ проектирования – механический, геодезическое обоснование при перенесении проекта в натуру – точки ситуации.

I случай. Применялся аналитический способ проектирования, в качестве геодезического обоснования служили точки теодолитных ходов.

Так как аналитический способ проектирования применяется при наличии сети теодолитных ходов, на основе которых главным образом и производится 

проектирование, то точность проектирования аналитическим способом зависит только от точности угловых и линейных измерений на местности.

Влияние погрешностей измерений на погрешность площадей мало. Погрешность площади определяется погрешностью линейных измерений. Если принять среднюю квадратическую погрешность измерения линий мерным прибором равной 1:2000, то средняя квадратическая погрешность площади в зависимости от погрешностей линейных измерений будет

,

где P – площадь участка.

С такой же точностью будет спроектирована площадь участка аналитическим способом и перенесена в натуру, так как погрешность площади участка будет зависеть только от погрешностей измерений на местности при съемке и при перенесении проекта в натуру. Это можно считать равнозначным тому, как если бы все границы были измерены либо в процессе съемки, либо в процессе перенесения проекта в натуру.

II случай. Применялся графический способ проектирования, в качестве геодезического обоснования при перенесении в натуру служили нанесенные на план точки теодолитных ходов.

В этом случае на погрешность спроектированных площадей участков будут влиять три вида погрешностей: . При этом – погрешность измерений углов и линий на местности ( га).

При перенесении в натуру к ним добавляются погрешности:

– погрешность нанесения точек теодолитных ходов на план по координатам;

– погрешность, свойственная графическому способу проектирования площадей.

Если в процессе перенесения в натуру используются промеры, снятые с плана, то следует вводить погрешность еще раз. Если же в процессе перенесения в натуру используются не снятые с плана, а вычисленные ранее значения промеров, то второй раз эту погрешность вводить не надо.

Суммарное влияние всех четырех погрешностей для случая II

,

.

III случай. Применялся графический способ проектирования, опорными для перенесения проекта в натуру служат точки контуров ситуации.

На погрешность определения площадей будут влиять:

– погрешность положения точек контуров ситуации на плане. Считая, что средняя квадратическая погрешность положения контурной точки 0.4 мм и, получим, что ;

– погрешность, свойственная графическому способу проектирования.

Если при этом производилось определение промеров графически по плану от точек теодолитных ходов (если при перенесении проекта не использовались вычисленные ранее значения промеров), погрешность добавляется еще раз.

Погрешностями измерения линии мерным прибором в процессе перенесения проекта в натуру можно пренебречь, так как они малы по сравнению с другими погрешностями.

Тогда суммарная погрешность в случае III ,

.

IV случай. Проектирование производилось планиметром, опорными для перенесения проекта в натуру служили нанесенные на план пункты теодолитных ходов.

На погрешность площадей участков будут влиять:

, – погрешность измерения углов и линий на местности;

– погрешность нанесения точек теодолитных ходов на план по координатам;

– погрешности, свойственные механическому способу, которые при двукратном обводе участка определяются по формуле

, .



Если же при перенесении на местность промеры от точек теодолитных ходов определялись графически по плану (а не использовались вычисленные значения промеров), то добавляется еще погрешность:

,

Суммарная погрешность IV случая: ,

.

V случай. Проектирование производилось планиметром, опорными для перенесения проекта в натуру служили точки контуров ситуации.

На погрешность площадей участков будут влиять

, – погрешность контурной съемки;

, – погрешность при двукратном обводе планиметра;

, – погрешность графического определения промеров от точек теодолитных ходов по плану.

Суммарная погрешность V случая: ,

га.

Все погрешности являются средними квадратическими и вычислены для площади P = 100 га и масштаба 1:10 000. В качестве предельных можно взять удвоенные или утроенные их значения. При расчете погрешностей предполагается, что работы по проектированию производят на плотной бумаге, выверенными приборами, остро отточенным карандашом, измерителем с остро отточенными ножками и т.п. Без соблюдения этих условий точность площадей участков значительно понижается.

Случаи II, III, IV и V по сравнению со случаем I дают значительно бόльшие погрешности, которые увеличиваются с уменьшением масштаба плана (самый точный аналитический , затем графический и механический, если в качестве геодезического обоснования при перенесении проекта в натуру приняты теодолитные ходы). Самые большие погрешности имеют место при графическом и механическом способах проектирования в сочетании с использованием при перенесении проекта в натуру в качестве опорных контурных точек ситуации, тогда .



Применение графоаналитического способа может увеличить погрешности площадей, но не более чем вдвое по сравнению с погрешностями, свойственными аналитическому способу.

Процесс перенесения проекта в натуру вносит несущественные погрешности в площади проектируемых участков за счет погрешностей определения промеров графически по плану (от точек теодолитных ходов, если не используются вычисленные значения промеров): .

Для вытянутых участков средние квадратические погрешности следует увеличить в раз, где K – отношение длинной стороны к короткой