Кочеток 2012

М.П. Яковлєва

НАВЧАЛЬНИЙ ПРАК­ТИ­КУМ З ГЕ­ОДЕ­ЗІЇ

· інструк­ції для ви­ко­нан­ня прак­тич­них за­нять

· ма­те­рі­ал для са­мос­тійно­го вив­чен­ня

· те­оре­тич­ний ма­те­рі­ал

Кочеток 2012

Розглянуто і схвалено цикловою комісією спеціальних дисциплін спеціальностей “Лісове та мисливське господарство” (від 15.09.2010 р., протокол № 2).

Укладач:

Яковлєва М.П., викладач Чугуєво-Бабчанського лісного коледжу.

Рецензенти:

Двуліт П.Д, професор кафедри вищої геодезії та астрономії Національного університету "Львівська політехніка", д-р техн. наук, професор;

Горошко М.П., професор кафедри лісової таксації і лісовпорядкування Національного лісотехнічного університету України, канд. с.-г. наук;

Бондаренко В.Д., професор кафедри лісівництва Національного лісотехнічного університету України, канд. с.-г. наук.

Відповідальна за випуск:

Яковлєва М.П., викладач Чугуєво-Бабчанського лісного коледжу.

Яковлєва М.П. Навчальний прак­ти­кум з ге­оде­зії (інструк­ції для ви­ко­нан­ня прак­тич­них за­нять; ма­те­рі­ал для са­мос­тійно­го вив­чен­ня; те­оре­тич­ний ма­те­рі­ал): практикум / Яковлєва М.П. – Кочеток, 2012. – 155 с.

В практикумі викладено основні положення опрацювання результатів бусольної зйомки та побудову плану за румбами, призначеного для самостійного виконання домашньої розрахунково-графічної роботи для студентів напряму підготовки "Лісове та мисливське господарство".

© Яковлєва М.П., 2012

© Чугуєво-Бабчанський
лісний коледж, 2012

ЗМІСТ

ВСТУП.................................................................................................................. 5

Історія геодезичних вимірювань.................................................................... 5

Геодезичні роботи сьогодні............................................................................ 5

розділ 1 плани і карти. основи геодезичної зйомки..................... 7

ТЕМА 1. ЗОБРАЖЕННЯ ЗЕМНОЇ ПОВЕРХНІ НА ПЛАНАХ І КАРТАХ.......................................................................................................................... 7

Ортогональна проекція і горизонтальне прокладення................................. 7

Лісові карти і плани......................................................................................... 7

Топографічні карти і плани............................................................................ 8

Умовні позначення.......................................................................................... 8

Оновлення топографічних карт...................................................................... 8

Розграфлення та номенклатура...................................................................... 9

Поняття про форму й розміри Землі............................................................ 12

Метод проекцій у геодезії............................................................................. 12

Визначення положення точок на земній поверхні....................................... 13

Поняття про геодезичні плани, карти й креслення...................................... 16

Номенклатура карт і планів.......................................................................... 17

Практичне заняття № 1.1.............................................................................. 20

Практичне заняття № 1.2.............................................................................. 22

Практичне заняття № 1.3.............................................................................. 24

Тема 2. Принципи і методи виконання знімальних робіт........................................................................................................................ 37

Практичне заняття № 2.1.............................................................................. 39

Тема 3. Основні відомості з теорії погрішностей обчислень.............................................................................................. 41

Практичне заняття № 3.1.............................................................................. 43

РОЗДІЛ 2. ГОРИЗОНТАЛЬНА ЗЙОМКА.......................................................... 53

Тема 4. Лінійні вимірювання....................................................... 53

ТЕМА 5. ЗЙОМКА БУСОЛЛЮ І ГОНІОМЕТРОМ.............................. 55

Способи зйомки ситуації і рельєфу.............................................................. 55

Практичне заняття № 5.1.............................................................................. 58

Практичне заняття № 5.2.............................................................................. 61

Практичне заняття № 5.3.............................................................................. 62

Практичне заняття № 5.4.............................................................................. 64

Тема 6. Теодолітна зйомка.......................................................... 75

Практичне заняття № 6.1.............................................................................. 75

Практичне заняття № 6.2.............................................................................. 77

Практичне заняття № 6.3.............................................................................. 79

Практичне заняття № 6.4‑6.5........................................................................ 84

Практичне заняття № 6.6.............................................................................. 88

Практичне заняття № 6.7.............................................................................. 91

Тема 7. Обчислення площ............................................................. 19

Практичне заняття № 7.1‑7.2...................................................................... 110

Розділ 3. Вертикальна зйомка.............................................................. 116

Тема 8. Прилади геометричного нівелювання............. 116

Тема 9. Нівелювання траси (дороги).................................... 117

Практичне заняття № 9.1............................................................................ 118

Практичне заняття № 9.2............................................................................ 119

Нівелювання за квадратами........................................................................ 124

Практичне заняття № 9.3............................................................................ 126

Розділ 4. Аерофототопографічна зйомка....................................... 129

Тема 10. Основи аерофототопографічної зйомки...... 129

1. Суть аерофототопографічної зйомки..................................................... 129

2. Види аерофотознімків............................................................................. 129

Тема 11. Організація знімальних робіт при лісовпорядкуванні......................................................................... 130

Організація знімально-геодезичних робіт на території лісовпорядкування 130

Тема 12. Геодезичне проектування і визначення в натурі об'єктів лісовпорядкування і лісового господарства..................................................................................... 134

Практичне заняття № 12.1.......................................................................... 136

Практичне заняття № 12.2.......................................................................... 138

Література.................................................................................................... 140

Додатки........................................................................................................ 141

Додаток 1. Матеріал для самостійної роботи з предмету "Геодезія"....... 141

Додаток 2. Таблиця натуральних значень тригонометричних функцій... 145

Додаток 3. Гурток "Геодезист". Індивідуальні завдання з предмету "Геодезія"...................................................................................................................... 147

Додаток 4. Контрольно-залікове заняття № 1 з предмету "Геодезія"..... 150

Додаток 5. Контрольно-залікове заняття № 2 з предмету "Геодезія"..... 152

ВСТУП

Іс­то­рія ге­оде­зичних вимірювань

У давньо­му Єгип­ті па­са­дов­ців, кот­рі ко­жен рік піс­ля роз­ли­ву рі­ки Нил вста­нов­лю­ва­ли (від­нов­лю­ва­ли) ме­жі зе­мель­них ді­ля­нок, що об­кла­да­ли­ся по­дат­ка­ми на­зи­ва­ли "на­тя­гу­валь­ни­ка­ми ни­ток". Во­ни бу­ли по­пе­ред­ни­ка­ми су­час­них ге­оде­зис­тів.

Су­час­ні ге­оде­зис­ти пра­цю­ють у нап­ря­мах:

1. Ви­мі­рю­ван­ня іс­ну­ючих об'єктів, виз­на­чен­ня їх­ніх ко­ор­ди­нат і ви­ко­рис­тан­ня та­ких да­них для скла­дан­ня карт і опи­сів;

2. Вста­нов­лен­ня на­зем­них орієнти­рів, не­об­хід­них при про­ве­ден­ні меж, а та­кож при ви­ко­нан­ні бу­ді­вель­них ро­біт за ге­оде­зич­ним пла­ном.

Ге­оде­зист ви­мі­рює або від­зна­чає ко­ор­ди­на­ти об'єктів, що зна­хо­дять­ся на зем­лі, під зем­лею і, на­віть, над зем­лею.

Лі­дер у на­уко­вій кар­тог­ра­фії – Фран­ція. У ХVІІ сто­літ­ті чо­ти­ри по­ко­лін­ня сім'ї Кас­сі­ні про­ве­ли пер­ше ге­оде­зич­не ви­мі­рю­ван­ня всієї Фран­ції і скла­ли кар­ту "La Car­te de Cas­si­ni". Дос­від Фран­ції ви­ко­рис­та­ла Ве­ли­коб­ри­та­нія, майже од­но­час­но з нею Австрія і Ні­меч­чи­на. У ін­ших кра­їнах Євро­пи ге­оде­зич­на зйом­ка те­ри­то­рії на­бу­ла по­ши­рен­ня на по­чат­ку ХІХ сто­літ­тя. То­ді ж ге­оде­зія вийшла за ме­жі Євро­пи. Так, у 1817 ро­ці з ме­тою склас­ти кар­ту Ін­дії бу­ло зроб­ле­не ве­ли­ке три­го­но­мет­рич­не ви­мі­рю­ван­ня. Його про­во­див Джордж Еве­рест, в честь яко­го наз­ва­на найви­ща гірсь­ка вер­ши­на сві­ту.

Умо­ви, в яких ве­лись пер­ші ге­оде­зич­ні зйом­ки, бу­ли да­ле­ко не іде­аль­ни­ми. В "Іс­то­рич­них по­ві­дом­лен­нях що­до ви­мі­рю­ван­ня Ін­дії" за пе­рі­од з 1861 ро­ку зга­дується, що ге­оде­зис­тів час­то пе­рес­лі­ду­ва­ла ли­хо­ман­ка, за­га­лом із 70 чо­ло­вік тіль­ки один по­вер­нув­ся до Ан­глії. Ге­оде­зис­ти бу­ли не­за­хи­ще­ні від на­па­дів ди­ких тва­рин, від го­ло­ду. Але, бу­ла мож­ли­вість пра­цю­ва­ти на ла­ні при­ро­ди, бу­ла ро­ман­ти­ка. І це при­ваб­лю­ва­ло лю­дей до про­фе­сії ге­оде­зис­та.

Ба­га­то ві­до­мих лю­дей, нап­рик­лад, пре­зи­ден­ти США Ва­шин­гтон, Джеф­фер­сон і Лін­кольн, ко­лись бу­ли ге­оде­зис­та­ми. Дех­то на­віть вва­жає, що по­лі­тич­ний ус­піх Лін­коль­на час­тко­во пов'яза­ний з його за­нят­тя­ми ге­оде­зією, то­му що са­ме як ге­оде­зист він став ві­до­мий се­ред спів­віт­чиз­ни­ків.

Ге­оде­зич­ні ро­бо­ти сьогод­ні

Ге­оде­зич­ні ви­мі­рю­ван­ня в наш час по­ді­ля­ють на три гру­пи:

1. Зйом­ка, яку про­во­дять з ме­тою виз­на­чен­ня юри­дич­них меж влас­нос­ті. При ви­ді­лен­ні зем­лі під бу­дів­ниц­тво, прок­ла­дан­ні ву­лиць, до­ріг або ав­то­ма­гіс­тра­лей ге­оде­зис­ти ство­рю­ють крес­лен­ня, що одер­жу­ють ста­тус до­ку­мен­тів.

2. То­пог­ра­фіч­на зйом­ка вклю­чає в се­бе ви­мі­рю­ван­ня і виз­на­чен­ня роз­мі­рів, фор­ми і на­хи­лу зе­мель­ної ді­лян­ки, а та­кож вста­нов­лен­ня міс­ця роз­та­шу­ван­ня іс­ну­ючих бу­ді­вель, до­ріг, спо­руд і т. д. Ар­хі­тек­то­ри, ін­же­не­ри-конструк­то­ри і ін­ші спе­ці­аліс­ти ко­рис­ту­ють­ся точ­ни­ми ге­оде­зич­ни­ми да­ни­ми що­до та­ких об'єктів при роз­роб­ці ген­пла­нів і кон­крет­них про­ек­тів. Та­ка ін­фор­ма­ція дасть змо­гу пра­виль­но склас­ти крес­лен­ня, а у де­яких ви­пад­ках, вклю­чи­ти ці об'єкти до сво­їх про­ек­тів.

3. Тре­тій вид зйом­ки – ін­же­нер­на зйом­ка. Пе­ред­ба­чає пе­ре­від у на­ту­ру опор­них то­чок об'єктів. Ге­оде­зис­ти на­но­сять на крес­лен­ня всі важ­ли­ві точ­ки, лі­нії, відмітки ви­сот, щоб ін­же­нер­ні спо­ру­ди, до­ро­ги і ін­ші об'єкти роз­міс­ти­ли­ся са­ме там, де во­ни по­вин­ні бу­ти за пла­ном.

Ге­оде­зич­ні ро­бо­ти не­ве­ли­ко­го мас­шта­бу, що про­во­дять на знач­них те­ри­то­рі­ях, де не­об­хід­но вра­хо­ву­ва­ти вик­рив­лен­ня зем­ної по­вер­хні, на­зи­ва­ють гео­де­зич­ною зйом­кою. Заз­ви­чай, та­ка зйом­ка ви­ко­нується у сис­те­мі ко­ор­ди­нат, прийня­тій у кра­їні і зв'яза­ної з сис­те­мою па­ра­ле­лей і ме­ри­ді­анів.

У су­час­ній ге­оде­зії ви­ко­рис­то­ву­ють спе­ці­аль­ні су­пут­ни­ки, які вхо­дять до гло­баль­ної сис­те­ми виз­на­чен­ня роз­мі­щен­ня то­чок. До ін­ших ви­дів ге­оде­зич­них ро­біт від­но­сять­ся фо­тог­рам­мет­рія – фо­тозйом­ка міс­це­вос­ті особ­ли­ви­ми ка­ме­ра­ми, що вста­нов­ле­ні на су­пут­ни­ках, а та­кож гід­рог­ра­фіч­на зйом­ка, при якій виз­на­ча­ють бе­ре­го­ві лі­нії, гли­би­ни і фі­зич­ні особ­ли­вос­ті рік, озер, оке­анів та ін­ших во­дойм.

Ге­оде­зис­ти та ге­оде­зич­ні ро­бо­ти ма­ють знач­ний вплив на ді­яль­ність лю­дей. Усі ро­бо­ти, пов'яза­ні із про­ек­тно-по­шу­ко­ви­ми, про­ек­тни­ми та бу­ді­вель­ни­ми ро­бо­та­ми, ви­ко­ну­ють на ос­но­ві ге­оде­зич­них ро­біт, ге­оде­зич­них пла­нів, карт та про­фі­лів. Ко­лись за до­по­мо­гою шнур­ків, а те­пер за до­по­мо­гою су­пут­ни­ків ге­оде­зис­ти праг­нуть внес­ти зміст і по­ря­док у на­ше склад­не жит­тя. І по­ки ми бу­де­мо займа­тись бу­дів­ниц­твом і піз­на­ва­ти на­зем­ний та під­зем­ний світ, без ге­оде­зис­тів не обійтись.

роз­діл 1
пла­ни і кар­ти. ос­но­ви ге­оде­зич­ної зйомки

ТЕ­МА 1.
ЗОБ­РА­ЖЕН­НЯ ЗЕМ­НОЇ ПО­ВЕР­ХНІ НА ПЛА­НАХ І КАР­ТАХ

Ор­то­го­наль­на про­ек­ція і го­ри­зон­таль­не прок­ла­ден­ня

Ор­то­го­наль­на про­ек­ція – це пе­ре­не­сен­ня на пло­щи­ну то­чок міс­це­вос­ті спо­со­бом пер­пен­ди­ку­ля­рів. Те, що ми внас­лі­док ор­то­го­наль­но­го про­ек­ту­ван­ня одер­жуємо на пло­щи­ні є го­ри­зон­таль­ні прок­ла­ден­ня. Ор­то­го­наль­не про­ек­ту­ван­ня ви­ко­рис­то­ву­ють то­ді, ко­ли не­об­хід­но зро­би­ти план міс­це­вос­ті.

План – це ві­доб­ра­жен­ня на пло­щи­ні пев­ної час­ти­ни міс­це­вос­ті, нап­рик­лад: план ко­ле­джу, план ліс­ниц­тва.

Ві­доб­ра­жен­ня об'єктів міс­це­вос­ті на пла­ні майже від­сут­ні.

Кар­та – це ві­доб­ра­жен­ня на пло­щи­ні знач­ної за роз­мі­ра­ми те­ри­то­рії або всієї пла­не­ти. Як­що кар­та не­ве­ли­ко­го мас­шта­бу, то на ній, щоб уник­ну­ти по­ми­лок, на­но­сять­ся не всі об'єкти, а ли­ше ті, зад­ля яких ство­рюється ця кар­та. Нап­рик­лад: лі­со­ва кар­та – на­но­сять ви­ді­ли, квар­та­ли, ліс­ниц­тво …

Про­філь міс­це­вос­ті – крес­лен­ня, яке по­ка­зує роз­різ міс­це­вос­ті вер­ти­каль­ною пло­щи­ною.