Проектирование геодезической сети сгущения и съемочной сети при стереотопографической съёмке для получения карты масштаба 1:5000 с высото

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский Государственный  Университет Геодезии и Картографии

(МИИГАиК)

Кафедра геодезии

Курсовая работа

"Проектирование  геодезической сети сгущения  и съемочной сети при стереотопографической съёмке для получения карты масштаба 1:5000 с высотой сечения рельефа 2 метра"

 

Работы выполнил:                                    Работу проверил:

Студент ГФ-II-6                  доц. Алексашина Е.В.

 

Москва 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение           3-6

1. Разграфка  и номенклатура листов топографических  карт масштаба 1:5000 7-9

2. Проект аэрофотосъемки  и размещения планово-высотных  опознаков  10-14

3. Проектирование  и оценка проекта геодезической  сети сгущения   15-25

4. Проектирование  съёмочной сети

А. Обратная многократная засечка:

а. Проектирование и оценка проекта обратной многократной засечки  26-30

б. Расчёт точности высоты опознака, определённого из обратной многократной засечки           30-31

Б. Прямая многократная засечка:

а. Проектирование и оценка проекта прямой многократной засечки    31-33

б. Расчёт точности высоты опознака, определённого из прямой многократной засечки           34-35

В. Теодолитный  ход:

а. Проектирование и оценка проекта теодолитного хода  34-38

б. Оценка проекта передачи высот в высотном ходе   37

Заключение           38-49

Используемая  литература         40 

Приложение           41-44

Введение

Курсовая работа представляет собой комплекс вопросов по проектированию аэросъемки, по проектированию геодезической сети сгущения и оценке проекта этой сети, по проектированию и оценке съемочной сети, по планово-высотной привязке опознаков. Курсовая работа также имеет учебную цель: практическое использование расчетных формул при решение конкретных технических задач.

Топографические карты, созданные в результате обработки данных топографической съемки используют в различных областях человеческой деятельности. В решении научных, технических, хозяйственных и оборонных задач особенно велика роль карт крупного масштаба. Топографические съемки в крупных масштабах производятся для создания на из основе топографических планов в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500.

В частности  топографические планы в настоящее  время используются (особенно 1:5000)

в городском  и сельском строительстве - для разработки генеральных планов городов и проектов планировки сельских населенных пунктов; для составления проектов размещения первоочередного строительства и решения вопросов благоустройства города или села, для реконструкции городов и сельских населенных пунктов;

 в промышленности - для составления технических  проектов промышленных и горнодобывающих  предприятий;

в геологии - для  детальной разведки полезных ископаемых (угли, горные сланцы, фосфориты и  др.) и составления генеральных  маркшейдерских планов разрабатываемых нефтегазовых месторождений;

в сельском хозяйстве - для составления технических  проектов на орошение и осушение земель, а также и гидросооружений, связанных  с орошением (регулируемых водоприёмников, водохранилищ и т.п.); для составления земельного кадастра и землеустройства фермерских хозяйств;

в транспортном строительстве - для проектирования железных, автомобильных дорог, магистральных  каналов на стадии технического проекта, для составления обобщенных генеральных  планов морских портов и судоремонтных заводов.

В настоящее  время топографические съемки крупных  масштабов выполняются следующими методами: аэрофототопографическим, фототеодолитным, тахеометрическим, методом горизонтальный съёмки(только ситуации), вертикальной съёмки(только рельефа) и нивелированием площадей.

Основным является аэрофототопографический метод, который  в свою очередь подразделяется на два способа: стереотопографический  и комбинированный.

При стереотопографическом  способе местность фотографируют  с самолёта. Обеспечив район съёмки сетью геодезических пунктов, приводят фотографии к заданному масштабу топографической съемки и составляют с помощью специальных приборов топографический план. Вся работа по подготовке топографического планшета в основном происходит в камеральных условиях в любое время года, что намного повышает эффективность этого способа по сравнению с другими. Именно стереотопографический метод выбран для создания планов масштаба 1:5000 с высотой сечения рельефа через 2 метра.

При комбинированном  способе съёмке контурную часть плана создают также на основе аэрофотосъемки, а съемку рельефа выполняют наземными способами.

Фототеодолитный метод съёмки, который называется ещё методом наземной стереофотограмметрический  съёмки, применяется в горных районах, где по каким-либо причинам не может быть выполнена аэрофотограмметрическая(аэрофототопографическая) съёмка, но имеются условия для выбора точек стояния фототеодолита со свободным обозрением местности.

Съёмки могут  выполняться и различными сочетаниями  перечисленных выше методов. Кроме того топографические планы могут создаваться картосоставительскими методами по планам более крупного масштаба.

Съёмке и  отображению на топографических  планах в масштаба 1:5000, 1:2000,

1 :1000, 1:500 подлежат  все элементы ситуации местности и элементы существующей застройки и благоустройства, подземных и наземных сетей и сооружений, выражающиеся в масштабе плана и предусмотренные для указанных масштабов действующими условными знаками, а также рельеф местности.

На планах в зависимости от масштаба и назначения и от ситуации, от степени застроенности территории показывается:

опорные пункты, пункты геодезических и высотных сетей, астрономические пункты, пункты теодолитных ходов и строительной сети (если она закреплены постоянными знаками);

все без исключения населённые пункты независимо от их размера;

отдельные постройки  вне черты населенных пунктов  независимо от их назначения и видов, размеров;

наземные сооружения всех видом и назначений;

осушаемые и  орошаемые участки и имеющиеся на них сооружения;

места разработки рудных и нерудных ископаемых и имеющиеся  на них эксплуатационные и другие сооружения;

все виды естественных и искусственных водных объектов, источников с разделением на постоянные и пересыхающие и все сооружения на них с указанием их конструктивных и эксплуатационных характеристик;

все виды естественно  растительности;

земельные площади  сельскохозяйственного значения;

границы политико-административные и существующие на местности.

В исходных данных этого курсового проекта предложена карта масштаба 1:25000 с заданной номенклатурой M-39-69-Б-б. На территории, отображенной на карте, имеются три пункта государственной геодезической сети с известными координатами X, Y, H. На этой основе требуется выполнить топографическую съёмку с целью получения карт более крупного масштаба 1:5000. Для решения поставленной задачи, имеющихся пунктов недостаточно, поэтому требуется выполнить сгущение геодезической сети. Для этого нужно запроектировать геодезическую сеть сгущения и геодезическую съёмочную сеть. Таким образом планово-высотное обоснование будет построено в три стадии:

1. Государственная  геодезическая сеть

2. Геодезическая  сеть сгущения

3. Геодезическая  съемочная сеть

В проекте также  обосновываются методы полевых измерений  и выбор приборов, исходя из особенностей данной местности и требований современных нормативных документов при производстве топографо-геодезических работ.

1. Разграфка и  номенклатура листов топографических  карт масштаба 1:5000

Определение географических координат углов рамки трапеции листа топографической карты масштаба 1:25000 номенклатуры  М-39-69-Б-б.

39-номер колонны

М-13 буква латинского алфавита

тогда

Определение номенклатуры и географических координат трапеции масштаба 1:5000 на заданную площадь.

Рассмотрим трапецию 1:100000  М-39-69

Определение географических координат углов рамки трапеций масштаба 1:5000

2. Проект аэрофотосъёмки  и размещения планово-высотных  опознаков.

При стереотопографической  съёмке изготовление карт выполняют  с использованием пар перекрывающихся аэрофотоснимков (стереопар). Фотографирование местности при аэрофотосъемке производят с самолёта автоматическими аэрофотоаппаратами (АФА) со сменными объективами и различными фокусными расстояниями.

Определение маршрутов аэрофотосъёмки и границ зон поперечного перекрытия аэрофотоснимков.

Для выполнения топографической съёмки стереотопографическим  методом необходимо выполнить аэрофотосъёмку данной территории.

Аэрофотосъемку  выполняют параллельными маршрутами с перекрытиями аэрофотоснимков в каждом маршруте. Эти маршруты рассчитывают заранее и их оси наносят на карту. Число маршрутов должно быть такими, чтобы вся местность, подлежащая съёмке, была сфотографирована полностью. Направление маршрутов аэрофотосъёмки устанавливают с запада на восток.

Для стереотопографической  съёмки используют плановые аэрофотоснимки, которые получаются при фотографировании местности АФА, оптическая ось которого находиться в отвесном положении (с  отклонением до 3 градусов).

Масштаб фотографирования местности 1/m зависит от фокусного расстояния объектива fк и высоты фотографирования H: 1/m=fk/H

Аэрофотоснимки  должны располагаться таким образом, чтобы они образовывали перекрытия вдоль по маршруту (продольное перекрытие) и поперёк маршрута (поперечное перекрытие). Продольное перекрытие необходимо для стереоскопического рассматривания АФС и должно быть не менее 60%, а поперечно не менее 30% от площади снимка.

Для получения  таких снимков выбирается определённый маршрут полёта. Для этого выбирается ось маршрута, совпадающая с северной рамкой. Положение следующих осей будет рассчитываться.

Во 2-ой главе  поставлена задача рассчитать расстояния между осями маршрута и между  центрами аэрофотоснимков, т.е. базисы фотографирования. Кроме этого необходимо посчитать количество АФС и количество пунктов съемочной геодезической сети (опознаков).

Аэрофотосъёмка выполняется  АФА с фокусным расстоянием объектива  f=100мм. Масштаб фотографирования равен 1:20000 (т.е. M=20000 - знаменатель масштаба фотографирования).

Вычислим расстояния между осями маршрута D:

Рассчитаем значение, для  нанесения на схему:

Вычислим базис фотографирования (расстояние между центрами снимков  в пространстве):

Рассчитаем значение, для нанесения на схему:

Границы, определяющие зоны поперечного перекрытия аэрофотоснимков  находятся по обе стороны от оси  маршрута:

Рассчитаем значение, для  нанесения на схему:

Схема размещения планово-высотных опознаков на участке  съёмки.

Для  выполнения фотограмметрических работ необходимо иметь в пределах рабочей зоны каждого аэрофотоснимка четыре точки  с известными координатами, расположенные  примерно по углам.

Любая контурная  точка, опознанная на снимке и на местности, координаты которой определены геодезическим  способ называется опорной точной или  опознаком. При сплошной подготовке (привязке) аэрофотоснимков координаты опознаков (не менее 4-х опознаков  в зонах поперечного и тройного продольного перекрытия снимков для каждой стереопары) определяются из наземно-геодезических работ. Это большой объём работ и крайне не экономично.

Поэтому в настоящее  время выполняют разреженную  привязку аэрофотоснимков, то есть значительную часть опознаков определяют фотограмметрическим методом (сгущение).

 При создании  карты масштаба 1:5000 с высотой  сечения рельефа 2м высотные  опознаки совмещают с плановыми  (планово-высотные опознаки - ОПВ). Опознаки  выбираются в зонах перекрытий.

В качестве ОПВ  выбирают чёткие контурные точки, положение  которых можно определить на снимке и отождествить на местности с  точностью, не превышающей 0.1мм

в масштабе карты. Это могут быть перекрестки дорог, троп, просёлок и границы полевых  культур и т.д. Нельзя ОПВ выбирать на крутых склонах, на округлых контурах лета и сельскохозяйственных угодьях, а также высоких построек.

При отсутствии в районе работ естественных контуров, которые могли бы быть использованы в качестве ОПВ, создают на местности искусственные различные геометрические фигуры, которые должны отчетливо изображаться на аэрофотоснимках, т.е. маркируют точки полевой плановой подготовки снимков. Маркировка выполняется яркой краской одним из следующих способов:

Необходимо, чтобы  маркировочные знаки были симметричными относительно центров маркируемых объектов. Допустимые отступления от симметрии не должны превышать 0.07мм в масштабе карты.

Координаты  плановых опознаков определяют методами, применяемыми для создания планового  съёмочного обоснования: путём многократных засечек (прямых, обратных, комбинированных), триангуляционных построений, проложением теодолитных ходом и полярным способом (измерением расстояния до исходного пункта и примычного угла). Способ определения координат выбирается в зависимости от характера местности и плотности пунктов геодезической сети.

Высоты ОПВ  определяют техническим нивелированием в равнинно-всхолмляемых районах  и тригонометрическим нивелированием при съёмке всхолмляемых и горных районов. Средние ошибки определения высот опознаков не должны быть более 0.1 принятой высоты сечения рельефа.