Проектирование геодезического обоснования для производства крупномасштабных топографических съемок, землеустроительных и кадастровых

Геодезической основой  крупномасштабных съемок при решении  различных инженерно-геодезических  задач служат:

а) государственные геодезические сети (ГГС): триангуляция и 
полигонометрия I, II, III, IV классов; нивелирование I, II, III, IV классов;

б) геодезические сети сгущения (ГСС): триангуляция 1-ого и 2-ого 
разрядов, полигонометрия 1-ого и 2-ого разрядов; техническое 
нивелирование;

в) съемочная геодезическая сеть (СГС): плановые, планово-высотные 
съемочные геодезические сети, отдельные пункты;

Сгущение геодезической  основы, как правило, производится от общего к частному, от высшего класса (разряда) к низшему. Следует стремиться к сокращению многоступенчатости геодезических построений и развивать на местности одноклассные (одноразрядные) сети на основе применения современных географических приборов и средств вычислительной техники.

Средняя плотность пунктов  ГГС сети при создании съемочного геодезического обоснования топографических съемок, как правило, должна быть доведена:

• на территориях, подлежащих съемкам в масштабе 1:5000, до одного пункта полигонометрии или триангуляции на 20-30 км2 и одного репера нивелирования на 10-15 км2;
• на застроенных территориях городов и подлежащих застройке в ближайшие годы плотность пунктов ГГС должно быть не менее одного пункта на 5 км2;
• на территориях, подлежащих съемкам в масштабе 1:2000, до одного пункта полигонометрии или триангуляции на 10-15 км2 и одного репера нивелирования на 5-7 км2.

Дальнейшее увеличение плотности геодезической основы крупномасштабных съемок достигается развитием геодезических сетей сгущения и съемочного обоснования.

При этом плотность геодезической основы для съемок в масштабе

1:5000 территорий вне  населенных пунктов должна быть  доведена до одного пункта на 7-10 км2, а для съемок в масштабе 1:2000 - до одного пункта на 2 км2.

Плотность геодезической основы на городских территориях должна быть доведена развитием геодезических сетей сгущения до 4 пунктов триангуляции и полигонометрии на 1 км2 в застроенной части и одного пункта на 1 км2 на незастроенных территориях.

При выполнении землеустроительных и кадастровых работ на территории создают специальные геодезические сети, т.е. сети специального назначения.

Согласно приказа РосЗемКадастра П/261 15 апреля 2003 года выделяют 2 класса: ОМС1 и ОМС2.

В I классе основная межевая  ошибка составляет 5 см, а во II — 10 см.

ОМС I класса создают на территории города, в населенных пунктах сельского типа и других населенных территориях развивают опорную межевую сеть II класса. На территории города плотность пунктов ОМС должна составлять не менее 4 пунктов на 1 км2, на территориях населенных пунктов сельского типа плотность пунктов должна составлять не менее 2 пунктов на 10 км2. На землях с/х назначения плотность пунктов определяют характером землепользования части прохождения границ, т.е. пункт ОМС должен располагаться в точке пересечения трех и более участков. Если площадь населенного пункта меньше 2 км2, то количество пунктов должно быть 2-4.

Как известно, реальная плотность пунктов геодезических работ характеризуется плотностью объекта, приходящего на 1 пункт геодезических построений (П=Р/п).

В нашем проекте площадь  территории составляет 321576 м2. Следовательно, количество пунктов должно составлять 32Д1 пункт на 1 км2), но на нашей территории объекта работ имеется 38 пунктов.

Плотность пунктов рекомендуется  довести путем развития полигонометрии IV класса 1-ого и 2-ого разрядов, а  высотную основу рекомендуется определять методом геометрического или  нивелирования. 
Определение технологий, приборов для производства полевых измерений, способов камеральной обработки получаемых результатов.

 

Технологическая схема метода полигонометрии.

В полигонометрических  ходах измерение углов и сторон производится с точностью, соответствующей классу или разряду полигонометрии. При этом углы измеряют теодолитами разной точности, измерение же линий в прошлом выполнялось различными способами с применением разных технологических средств.

В зависимости от способа  или применяемых приборов для измерения линий полигонометрию стали подразделять на параллактическую (полигонометрию с непосредственным измерением линий подвесными приборами), светодальномерную, радиодальномерную и др.

В ряде случаев полигонометрию подразделяют по характеру решаемых инженерно-геодезических задач.

Например, полигонометрия при построении геодезических сетей  на территории городов получила наименование городской полигонометрии.

При строительстве туннелей, метрополитенов применяется основная и подходная полигонометрия на земной поверхности, подземная полигонометрия.

На практике в большинстве случаев при применении метода полигонометрии для построения геодезических сетей прокладываются не одиночные полигонометрические ходы, а системы из одиночных и пересекающихся ходов или в виде замкнутых полигонов.

Такие  полигонометрические построения называют полигонометрическими сетями. Пункты сетей, в которых сходятся три и более полигонометрических хода, называют узловыми.

Полигонометрическая сеть может опираться на один или несколько исходных пунктов. В 1-ом случае сеть называется свободной. Исходными пунктами для сети, как и для отдельного полигонометрического хода, служат пункты триангуляции, полигонометрии более высокого класса или разряда.

Применение различных  методов (триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаний) при построении геодезический сетей основывается на принципе взаимозаменяемости, что предполагает определение координат пунктов при любом методе с одинаковой установленной точностью. Выбор метода построения сети главным образом определяется физико-географическими условиями района работ, назначением сети и технико-экономической эффективностью. В большинстве случаев стоимость построения геодезических сетей методом полигонометрии с использованием современных средств для линейных измерений (свето-, радиодальномеров)   будет  меньше   стоимости   создания   сети   методом триангуляции.

Достоинства метода полигонометрии по сравнению с существующими  другими методами являются также  следующие положения: ) простота а)геометрической формы, возможности размещения пунктов 
ходов не на командных высотах, большой диапазон варьирования длинами 
смежных сторон, что позволяет лучше использовать рельеф и ландшафт 
местности для снижения высот наружных знаков и во многих случаях 
исключает из необходимость;

б) сочетание разнородных элементов (угловых и линейных) в большей 
мере ослабляет влияние внешних условий на точность определения 
координат полигонометрических пунктов.

Отмечая достоинства  метода полигонометрии, необходимо учитывать  и его недостатки, из которых наиболее существенными считают:

а) большой объем работ по линейным измерениям (при сокращении 
объема угловых измерений);

б) слабый полевой контроль результатов измерений углов и длин сторон 
на пунктах хода. Сгущение геодезической основы до необходимой плотности пунктов при крупномасштабных съемках, решении других инженерно-геодезических задач методом полигонометрии достигается проложением полигонометрических ходов 4-го класса, 1 -го и 2-го разрядов.

Требования, предъявляемые  к полигонометрии 4 класса, 1 и 2-го разрядов

Показатели	4 класс	1 разряд	2 разряд
1.Предельные длины отдельных  полигонометрических ходов L при измерении линий светодальномерами (С/Д) и электронными тахеометрами (ЭТ) в зависимости от числа сторон n в ходе, км	Max  n=30 L=8 км; n=20 L=10 n=15 L=20 n=10 L=15 Min n=6 L=20	Max  n=50 L=10 км n=40 L=12 n=25 L=15 n=15 L=20 Min n=10 L=25	Max  n=30 L≤6 км n=20 L=8 n=10 L=10 n=8 L=12 Min n=6 L=14
2.Предельная длина хода при  измерении линий другими методами, км	15	5	3
3.Предельные длины ходов:        между исходной  и узловой точкой, км       между узловыми  точками, км	2/3 показателей отдельного хода 1/ 2 показателей отдельного хода
4. Длина сторон хода, км
наименьшая	0,25	0,12	0,08
наибольшая   При применении С/Д и  ЭТ максимальные длины сторон не ограничиваются и устанавливаются в зависимости от возможностей приборов	2,00	0,80	0,35
5. Средняя квадратическая ошибка  измерения угла (по невязкам в  ходах)	2,0"	5,0"	10,0"
6.Угловая невязка в ходе, fβ"	±5	±10	±20
7. Средняя квадратическая ошибка  измерения длины стороны	до 500 м±2 см от 500 до1000 м  ±3 см свыше 1000 м 1/40000	до 1000 м ±3см свыше 1000 м 1/30000	до 1000 м ±5см
8.Относительная ошибка хода  не более	1:25000	1:10000	1:5000

 

Примечания:

1. В ходах число  сторон и их длины в интервале max-min  могут быть любыми при соответствии других показателей данным таблицы.

2. Приведенные показатели для полигонометрии 4 класса в сетях сгущения отличаются от показателей полигонометрии 4 класса ГГС.

Нами запроектированы 5 ходов, которые состоят из 38 пунктов, в том числе из 4х опорных. 3 хода 4 класса и два хода 1го разряда. Предрасчет точности сделан для 3х ходов: г.Дубровина – Лес (4й класс); Федоровка- г.Карьерная (4й класс); г.Дубровина-г.Карьерная (1й разряд).

 

 

Проектирование полигонометрических  ходов

 

Для построения ходов, сетей IV класса, 1 и 2 разрядов полигонометрии на местности предварительно в камеральных условиях составляется технический проект.

В технических проектах устанавливаются основные технические  требования, содержание и объемы работ  по всем процессам в натуральном  выражении (единицах работ), оптимальные  технологии, определяются необходимые трудозатраты, стоимость всех работ в денежном выражении (сметная стоимость), сроки выполнения работ, разрабатываются основные вопросы по организации производства, охране труда и технике безопасности.

Для небольших объектов при незначительном объеме работ вместо технического проекта составляется программа работ, содержащая краткое изложение назначения работ, их состава, сведения об исходных данных, рафических материал (карты, схемы) с проектируемыми видами работ и расчета сметной стоимости.

Технический проект составляется в трех частях — текстовой, графической и сметной. В текстовой части, называемой пояснительной запиской, отражаются вопросы:

• целевое назначение проектируемой полигонометрии;
• краткая характеристика физико-географических условий района работ;
• сведения о топографо-геодезической обеспеченности объекта работ и исходных данных;
• обоснование необходимой точности предстоящих работ, рекомендации по типам приборов для производства измерений, по применению технических инструкций, других нормативных актов;
• рекомендации по математической обработке результатов полевых измерений, данные о перечне материалов, подлежащих сдаче по окончании работ;
• предложение по организации и срокам выполнения работ, мероприятия по технике безопасности и охране труда.

Графическая часть технического проекта полигонометрии IV класса, 1 и 2 разрядов представляет собой проект ходов на картах масштабов 1:10000 или 1:25000. При проектировании на карту наносятся границы района работ, исходные пункты. В пределах границ объекта намечаются ходы полигонометрии между исходными пунктами и узловыми точками.

При проектировании, по возможности, следует прокладывать ходы, близкие  по форме к прямолинейным. Намечаемые места расположения пунктов должны обеспечивать их долговременную сохранность. При проектировании для каждого пункта устанавливается тип центра и наружного знака. В целях создания более благоприятных условий для выполнения всех полевых процессов и максимального учета экологических требований ходы следует приурочивать к транспортным магистралям (вдоль дорог, по берегам рек), в лесных массивах прокладывать по просекам и т.д.

После нанесения ходов  на карты в сметной части проекта  производится подсчет объемов работ  в натуральных показателях по всему комплексу процессов (рекогносцировке, закладке центров, установке наружных знаков, измерению углов и линий, камеральной обработке результатов измерений).

Применительно к установленным  объемам работ выполняются расчеты  необходимых затрат (зарплата, стоимость  материалов) по каждому процессу в период производства и организационно-ликвидационного периода.

 

 

Закрепление пунктов  на местности.

 

Выбранные в натуре места  для закладки пунктов закрепляются временными знаками (кольями, металлическими штырями, окопкой и др.) и на них  составляются абрисы с привязкой к постоянным предметам местности не менее чем тремя промерами. При закладке указанные промеры уточняются.

На пунктах сетей триангуляции и полигонометрии, создаваемых для  обоснования крупномасштабных съемок, сооружаются наружные геодезические  знаки следующих типов: туры и металлические пирамиды-штативы со съемными визирными целями, металлические пирамиды четырехгранные и трехгранные (последние только для сетей 1 и 2 разрядов) и, как исключение, сложные сигналы.

Г-образные вехи могут быть использованы только как временные геодезические знаки.

Места расположения пунктов  полигонометрии должны быть легко доступны, легко опознаваться на местности  и обеспечивать долговременную их сохранность. Для многолетней сохранности  в целях многократного использования пунктов их положение на местности закрепляется специальными металлическими или железобетонными конструкциями – центрами. Пункты полигонометрии 4 класса, 1 и 2-го разрядов в зависимости от физико-географических условий, характера застройки территории  закрепляются центрами разных конструкций. Наибольшее распространение получили типы центров с шифрами 2 г.р (рисунок 20); 5г.р., 6г.р. (рисунок 21), 8г.р. (рисунок 22).

Рисунок 20. Центр пункта триангуляции, полигонометрии для районов  глубокого промерзания грунта (свыше 1,5 м) и для районов многолетней мерзлоты. Тип. 2 г.р.