Применение современных геодезических технологий для создания крупномасштабных топографических планов

 Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет                 Горно-нефтяной

Специальность         Прикладная геодезия

Кафедра                     Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные системы

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему:  «Применение современных геодезических технологий для создания       крупномасштабных топографических планов»

 

 

Выполнил: студент гр. ПГ – 08

Трефилова Е.Н.

Проверил:

Шишунов А.Ю.

 

 

 

 

Пермь, 2010 г.

Содержание

 

 Введение…………………………………………………………………………………...3

1. Анализ требований, предъявляемых к содержанию и точности          топографических планов масштаба 1:2000………………………………………………4
2. Обоснование технологии выполнения полевых и камеральных работ с кратким описанием основных процессов…………………………………………..........................9

2.1. Обоснование оптимальной технологии ведения полевых работ с целью                    сгущения планово-высотного обоснования…………………………………………. ….9

2.2. Обоснование оптимальной технологии ведения полевых работ с  целью съёмки элементов ситуации и рельефа………………………………………………………….14

2.3. Краткий обзор современного программного обеспечения, которое может быть использовано для составления топографических планов, с обоснованием использования оптимального варианта…………………………………………………17

3.  Технология обработки данных и составления фрагмента топографического плана застроенной территории…………………………………………………………………22

4. Краткое описание конструкции и основных характеристик приборов, которые планируется используются для съёмки местности и камеральной обработки данных……………………………………………………………………………………24

Заключение………………………………………………………………………………45           Список литературы………………………………………………………………………46     

Приложение 1. Каталог  координат и высот точек съёмочного обоснования………..47 

Приложение 2. Фрагмент топографического плана……………………………………48

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

   Целью нашей работы является составление топографического плана в масштабе

1:2000. Чтобы его выполнить по всем предъявляемым требованиям, необходимо ознакомиться с инструкцией по топографической съемке в масштабе 1:2000, с обоснованием технологии выполнения полевых и камеральных работ, также необходимо рассмотреть новейшие технологии и программное обеспечение, с помощью которых мы реализуем свою цель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ требований, предъявляемых к содержанию и точности

 топографических  планов масштаба 1:2000

 

 Топографические планы масштаба 1:2000 предназначаются:

• для  разработки  генеральных  планов  малых  городов,  поселков городского типа и сельских населенных пунктов;
• для   составления  проектов  детальной  планировки  и   эскизов  застройки;
• проектов  планировки  городских  промышленных  районов,  проектов  наиболее  сложных  транспортных  развязок  в  городах  на  стадии разработки генерального плана;
• для   составления   исполнительных   планов   горнопромышленных  предприятий (рудников, шахт, карьеров, разрезов);
• для детальных разведок III группы месторождений металлических и неметаллических полезных ископаемых;
• для  составления  технических  проектов  и  генеральных  планов  морских  портов, судоремонтных заводов и отдельных гидротехнических  сооружений;
• для   составления  технического  проекта  принятого   основного варианта тепловых  электростанций,  водоразбора,  гидротехнических  сооружений и заграждающих дамб;
• для    составления   технических   проектов:    орошения    при  поверхностном поливе площади мелиорируемых объектов  15  кв.  км  и  более   (типовые  участки  занимают  10  -  12%  от  всей  площади,  подлежащей   мелиорации);  
• для типовых   участков   под  вертикальную  планировку (нивелирование по квадратам со сторонами 20 x  20  м  по подготовленной поверхности);
• строительства плотин длиной свыше  300 м,  дюкеров,  шлюзов  и т.п., прокладки трасс  каналов  и  напорных  трубопроводов,   проходящих   в  стесненных   участках   и   горной  местности; 
• строительства водохранилищ с площадью зеркала  воды  до  0,5  кв. км, для участков русел рек, намечаемых к использованию под  канал;
• для  составления рабочих чертежей: осушения закрытым  дренажем, площадок  под  гидротехнические  сооружения,    подсобно-производственные                                        здания и жилищное  строительство;    
• для строительства "канала-полосы"; местности  вдоль  оси  канала  от  100  до  400 м на участках с особо  сложными  условиями  рельефа   или   геологического  строения  (косогор,   мелкосопочный  рельеф,  район  оползней) и на участках, где канал проектируется  в виде   трубопровода,   укладываемого  на   анкерных   опорах; 
• для  регулирования  водоприемников  на  извилистых  реках  с   небольшой  величиной изгиба (100 - 150 м) или при сложном рельефе поймы;
• для  проектирования железных и автомобильных  дорог  на  стадии  технического  проекта  в горных районах и для  рабочих  чертежей  в  равнинных и холмистых районах;
• для разработки генеральной схемы реконструкции железнодорожного  узла;
• для  составления  рабочих чертежей трубопроводных,  насосных  и компрессорных станций, линейных пунктов и ремонтных баз,  переходов  через   крупные  реки,  сложных  подходов  к  подстанциям,  сложных  пересечений и сближений транспортных и других магистралей в  местах  индивидуального   проекта   земляного   полотна   (для    линейного  строительства).

 

 

   В соответствии с п. п. 2.4 и 2.5 настоящей Инструкции  на топографических  планах 1:2000 масштаба достоверно  и  с  необходимой степенью  точности  и  подробности   плана изображаются:

• пункты  триангуляции
• полигонометрии
• трилатерации
• грунтовые реперы 
• пункты съемочного обоснования, закрепленные на местности (наносятся по  координатам)

 

  На   планах 1:2000 масштаба показываются:

    - подземные трубопроводы  и прокладки (если  имеется исполнительная  съемка  соответствующего масштаба  или  специальное задание на съемку подземных коммуникаций); 

    - железные,  шоссейные и грунтовые дороги  всех видов;

   - сооружения - мосты, туннели, переезды, переправы, путепроводы, виадуки и т.п.;

    - линии связи и технических средств управления, мачты, столбы и т.д.;

  - гидрография - реки, озера, водохранилища,  площади  разливов, приливно-отливные  полосы  и  т.д. (береговые  линии  наносятся  по фактическому состоянию на момент съемки или на межень);

   - объекты гидротехнические и водного транспорта - каналы, канавы, водоводы  и  водораспределительные устройства,  плотины,  пристани, причалы, молы, шлюзы, маяки, навигационные знаки и др.;

  - объекты   водоснабжения   -   колодцы,   колонки,   резервуары, отстойники, естественные источники и др.;

  - рельеф  местности с применением горизонталей, отметок  высот  и условных  знаков обрывов, скал, воронок, осыпей, оврагов, оползней, ледников  и  др.  (формы микрорельефа изображаются полугоризонталями или вспомогательными горизонталями с отметками высот местности);

  - растительность  древесная, кустарниковая, травяная,  культурная растительность  (леса,  сады,  плантации,  луга  и  др.),  отдельно стоящие  деревья  и кусты;

  - грунты  и  микроформы  земной  поверхности:  пески,  галечники, такыры,  глинистые, щебеночные, монолитные, полигональные и  другие поверхности, болота и солончаки; 

  - границы: политико-административные,   землепользований   и заповедников,  различные ограждения (границы  районов  и  городских  земель   наносятся по  координатам имеющихся поворотных  пунктов границ или по имеющимся ведомственным картографическим материалам);

    На   топографических  планах  помещаются  собственные  названия населенных   пунктов,  улиц,  железнодорожных  станций,  пристаней, лесов,   песков,  солончаков,  вершин,  перевалов,  долин,   балок, оврагов и других географических объектов.

   Полнота и подробность содержания планов в отношении отображения топографических объектов зависит от назначения и масштаба планов и должна соответствовать требованиям действующих Условных знаков.

 На топографических  планах применяются указанные  в табл. 1 высоты сечения рельефа.

Таблица 1

Характеристика  рельефа участков съемки 

Масштаб съемки

1:2000 

Сечение рельефа, м

1. Равнинный с углами наклона до 2° 

0,5 

2. Всхолмленный с углами наклона до 4° 

0,5 

3. Пересеченный с углами наклона до 6° 

1,0 

4. Горный и предгорный 

2,0 

 

   Высота сечения рельефа через 0,25 м допускается при съемках асфальтированных территорий, спланированных площадок и нивелировании площадей. Необходимость такого сечения должна быть обоснована в техническом проекте (программе) работ.

   Для изображения характерных деталей рельефа, не выражающихся горизонталями основного сечения, следует применять дополнительные горизонтали (полугоризонтали) и вспомогательные горизонтали.

   Средние ошибки в положении на плане предметов и контуров местности с четкими очертаниями относительно ближайших точек съемочного обоснования не должны превышать 0,5 мм, а в горных районах - 0,7 мм. На территориях с капитальной и многоэтажной застройкой ошибки во взаимном положении на плане точек близлежащих важных контуров (капитальных сооружений, зданий и т.п.) не должны превышать 0,4 мм

   Средние ошибки съемки рельефа относительно ближайших точек геодезического обоснования не должны превышать по высоте:

        - 1/4 принятой высоты сечения рельефа при углах наклона до 2°;

        - 1/3 - при углах наклона от 2 до 6° для планов масштабов 1:5000, 1:2000 и до 10° для планов масштабов 1:1000 и 1:500;

 

        - 1/3 - при сечении рельефа через 0,5 м на планах масштабов 1:5000 и 1:2000.

    На лесных участках местности эти допуски увеличиваются в 1,5 раза. В районах с углами наклона свыше 6° для планов масштабов 1:5000 и 1:2000 и свыше 10° для планов масштабов 1:1000 и 1:500 число горизонталей должно соответствовать разности высот, определенных на перегибах скатов, а средние ошибки высот, определенных на характерных точках рельефа, не должны превышать 1/3 принятой высоты сечения рельефа.

   Точность планов оценивается по расхождениям положения контуров, высот точек, рассчитанных по горизонталям, с данными контрольных измерений.

 

 

 

 

 

 

2. Обоснование технологии выполнения полевых и камеральных работ с кратким описанием основных процессов

 

   Для того, чтобы составить топографический план, необходимо проделать несколько этапов, состоящие из:

• создания планово-высотного съемочного обоснования;
• съёмки ситуации и рельефа;
• обработки полученных измерений с помощью различных программ.

   При создании съёмочного обоснования с применением спутниковой технологии геодезические сети сгущения, как правило, вновь не создают, а используют имеющиеся государственные геодезические сети. При съёмке ситуации и рельефа с применением спутниковой технологии геодезические сети сгущения и съёмочное обоснование, как правило, вновь не создают, а используют имеющиеся государственные геодезические сети.

   Координаты и высоты пунктов съёмочного обоснования вычисляют в принятой в Российской Федерации государственной геодезической системе координат и в Балтийской системе высот 1977 года.

   Плотность геодезических сетей должна соответствовать масштабу съёмки, высоте сечения рельефа, а также требованиям обеспечения точности геодезических, маркшейдерских, мелиоративных, землеустроительных и других работ как для целей изысканий и строительства, так и при дальнейшей эксплуатации сооружений, коммуникаций и т.д.

 

2.1. Обоснование оптимальной технологии ведения полевых работ с целью                    сгущения планово-высотного обоснования

 

  Геодезической основой крупномасштабных съемок служат:

       а) государственные геодезические  сети:

• триангуляция и полигонометрия 1, 2, 3 и 4 классов;
• нивелирование I, II, III, IV классов;

       б) геодезические сети сгущения:

• триангуляция 1 и 2 разрядов, полигонометрия 1 и 2 разрядов;
• техническое нивелирование;

       в) съемочная геодезическая сеть:

• плановые,  высотные  и  планово-высотные  съемочные  сети   или

   отдельные   пункты  (точки),  а  также   точки  фотограмметрического

   сгущения.

В настоящее  время существуют системы, обеспечивающие легко и быстро создать съемочное обоснование. Одна из них это GPS.