Топографические съемки их виды и методы. Съемка местности, общие сведения. Инструкция по топографической съемке

Топографическая съёмка представляет собой один из видов геодезических исследований, которые представляют собой комплекс полевых и камеральных работ. В ходе его выполнения определяется взаимное планово-высотное расположение заданных точек на местности, которые служат основными при выявлении характеристик объекта. Такого рода работы позволяют получить топографические планы и карты в бумажном и электронном виде, а также в цифровых моделях местности.

Могут выполняться для строительных площадок, при проведении ландшафтных работе, в ходе проектирования. Высокая точность полученного результата позволяет выполнять качественное проектирование объектов, принять точные технические решения. Этот вид геодезического исследования особенно востребован в строительстве, воздушной и морской навигации, при поиске полезных ископаемых, в ходе выполнения геофизических работ. Но в то же время этот вид изысканий далеко не всегда используется исключительно в профессиональных целях: работа топографов и геодезистов востребована при составлении карт для туристов, водителей.

Теодолитная съемка

С использованием теодолита и специализированных мерных приборов (чаще всего светодальномеров). Для выполнения съёмки этого типа наиболее удобным в работе инструментом стал электронный тахометр или теодолит, оснащённый светодальномерной насадкой. Результатом проведенной работы становится получение контурного плана местности, возможность с высокой точностью выполнять корректировку планов землепользования или их составление.

Тахеометрическая съемка

Это вид топографической съёмки, в ходе которого получают план местности с подробным изображением рельефа. Он выполняется для небольшого участка местности в достаточно крупном масштабе (от 1:500). Результаты проведения подобных работ используют в ходе

• ведения городского кадастра,
• при разработке плана населённого пункта,
• в процессе проектирования отвода земель,
• ведения мероприятий из сферы мелиорации.

Специалисты в сфере геодезии признают эффективным и экономически выгодным решением использование именно тахеометрической съёмки для прокладки линий электропередач, дорог, трубопроводных трасс.

Мензульная съемка

Мензула представляет собой квадратный чертёжный стол, приспособленный для работы непосредственно в поле, который состоит из штатива, планшета и подставки. Основным преимуществом её использования в ходе проведения топографических исследований является то, что план местности с её помощью можно построить непосредственно на месте выполнения работ, при этом сравнивая полученный результат с натурой, обеспечивая максимальное соответствие полученного плана фактическому состоянию местности.

Считается экономически целесообразным использование именно мензульной съёмки в тех случаях, когда отсутствуют материалы аэрофотосъёмки. Особенно широко используется эта технология в горном деле для съёмки открытых горных выработок, обнажений горных пород, а также промышленных площадок действующих горных предприятий.

Нивелирование поверхности

В данном случае речь идёт о съёмке на местности, в ходе которой с использованием определённых правил располагаются точки, высоту каждой из которых определяют с использованием технологии геометрического нивелирования. Чаще всего на практике используется метод квадратов и магистралей. В результате проведения работ получают детализированное изображение рельефа исследуемой местности (в большинстве случаев на стройплощадках, территориях горных выработок, промышленных территориях, при необходимости проектирования крупных оросительных или осушительных систем в сельском хозяйстве).

В зависимости от выбранного метода нивелирование поверхности может быть проведено с целью получения топосъёмки открытого участка местности, который отличается размеренным рельефом, для создания вертикальной планировки и проведения точных расчётов объёма проводимых земельных работ в большом масштабе (в пределах 1:500 до 1:5000). При этом высота сечения рельефа должна быть в пределах 0,1 ÷ 0,5 м.

Фототеодолитная съемка

Проведение фототеодолитной съёмки позволяет с достаточно высокой точностью определить координаты точек местности при составлении топографического плана. Кроме того, возможна подготовка цифровых моделей местности, исходя из данных, полученных на фотоснимках, которые были сделаны в ходе исследования местности.

Этот вид топосъёмки отличается целым рядом важных преимуществ:

• высокой точностью выполненных измерений за счёт использования прецизионных камер и компьютерной обработки данных;
• высокая производительность труда при выполнении полевых работ (в данном случае на месте производится только фотографирование, а не измерения);
• возможность широкого использования камеральных средств обработки данных, включая средства автоматизации, компьютеры;
• высокая достоверность и объективность полученных данных за счёт получения информации фотографическим способом;
• возможность автоматизации процесса обработки полученных данных с применением графопостроителей;
• возможность сбора информации об исследуемом объекте дистанционным способом, что часто становится определяющим фактором выбора, когда речь идёт, к примеру, о труднодоступной местности или участках, работы на которых опасны (обрывы, горные склоны, болота).

Лазерное сканирование

Данная технология 3D сканирования позволяет подготовить 3D модели и 2D документацию для любых промышленных или инженерных объектов. Это прекрасная современная альтернатива традиционным технологиям выполнения топосъёмки в том случае, когда они не способны предоставить достаточно точную и полную информацию об объекте из-за проблем с его доступностью, безопасностью.

Использование лазерного сканирования позволяет

• существенно сократить время выполнения съёмок и последующей обработки полученных данных;
• получение полной информации об объекте, его форме, пространственном положении в отношении других (соседних) объектов;
• получение результатов повышенной точности;
• лёгкость проведения любых дополнительных исследований и анализов;
• возможность съёмки труднодоступных объектов;
• проведение работ с использованием этой методики никогда не мешает производственному процессу;
• сокращение расходов на выполнение работ за счёт высокой скорости их проведения и полноты полученных данных.

Основной сферой использования для этого вида топографической съёмки стали открытые горные выработки, ремонтируемые строительные конструкции, исследования высоких объектов, заводских цехов, гидротехнических объектов, дорожных узлов, железнодорожных путей, туннелей, мостов.

Аэрофотосъемка

В данном случае работы проводятся с использованием различных летательных аппаратов (как правило, беспилотников) в тех случаях, когда наземные работы в принципе невозможны. Это может быть заболоченная местность, места оползней, территории, которые загрязнены химическими отходами. В результате проведения исследования будут получены ортофотопланы и модели в цифровом виде.

Основной сферой использования аэрофотосъёмки стало градостроительство, агрономия, исследования окружающей среды, выполнение масштабных кадастровых работ, её активно используют военные, археологи, строители. В картографии эта технология служит для обновления карт и планов.

Комбинированная съемка

При необходимости получения планов без горизонталей (без учёта рельефа местности) выполняется плановая топографическая съёмка. В ходе её проведения на местности фиксируют только плановые координаты без высотных отметок. Чтобы в дальнейшем создать профиль исследуемой местности, выполняется высотная съёмка. Но чаще всего используется комбинированный метод выполнения съёмочных работ. Он позволяет создавать карты и топопланы, на которых отображены контуры данного участка, его рельефа.

Компания «ГеоСодружество» выполняет все виды топографических съёмок качественно и в заранее оговоренные с заказчиком сроки, звоните! Больше информации всегда можно получить по указанным на сайте телефонам у наших менеджеров.

Глазомерная съемка

Картографы выполняют съёмку местности (наземную, воздушную или космическую) сложными инструментами с точными измерениями расстояний. Простую съёмку, при которой расстояния определяют приблизительно (на глаз), называют глазомерной. При такой съёмке расстояния обычно измеряют шагами. Для определения средней длины шага отмеряют расстояние рулеткой. Затем проходят его, считая шаги. Далее определяют длину шага путём деления известного расстояния на количество шагов.

Глазомерную съёмку проводят либо с одной точки, либо двигаясь по выбранному маршруту. При любом виде съёмки необходимо уметь пользоваться .

Вид съемки, при котором наблюдатель постоянно находится в одной точке точке полюса, называют полярной съёмкой. С точки полюса фиксируют расположенные вокруг объекты и шагами определяют расстояния до них.

Масштаб плана выбирают таким, чтобы план уместился на листе бумаги. Расстояния от точки полюса до объектов откладывают с помощью линейки в выбранном масштабе. Объекты обозначают соответствующими .

Маршрутная съёмка

Маршрутный способ съёмки удобен при составлении плана участка, вытянутого в длину. Его можно использовать и для изображения пути, пройденного в походе или на экскурсии.

Расстояния по маршруту составители плана определяют шагами. Па всех поворотах маршрута делаются остановки. Па каждой остановке нужно отмечать её место на плане, ориентировать планшет, определять и прочерчивать направление на следующий объект. Следуя по маршруту, необходимо отмечать условными знаками всё, что встречается по обеим сторонам движения. Можно описывать изменения характера рельефа, особенности растительного покрова, отдельные объекты природы и хозяйственной деятельности людей.

Ориентирование по плану местности

План может использоваться с целью в незнакомой местности. Начиная ориентирование, план нужно повернуть так, чтобы верхняя рамка или стрелка на плане, указывающая направление север-юг, была обращена к северу. Где находится север, можно определить по компасу. Далее нужно совместить какую-либо линию плана (например, дороги) с направлением этой же линии на местности. Необходимо также определить, в какой точке местности вы находитесь и где это место на плане. Это можно сделать, выявив местоположение на плане окружающих вас объектов. Это самый ответственный этап ориентирования. Только обнаружив на плане изображения объектов, имеющихся на местности, можно определить, точку своего нахождения.

Упрощенная топографическая съемка местности. Производится с помощью планшета, визирной линейки и компаса на глаз, с небольшой степенью точности и применением самых простых приборов. Краеведу надо уметь составлять такие планы местности.

Возьмите планшет - квадратную доску или папку. К нему прикрепите лист плотной бумаги размером 24×36 см, компас ; необходимо также иметь трехгранную визирную линейку длиной около 30 см, простой карандаш и резинку. Тонкими карандашными линиями лист бумаги расчертите на одно- или двухсантиметровые квадраты. Линия север‑юг на компасе должна быть параллельна длинному ребру планшета. Внизу справа на листе отметьте линейный масштаб в шагах или в метрах. На планшет нанесите исходную точку. Если снимаемая местность лежит от нее на север, то точку поставьте на южной, нижней части планшета. Теперь надо ориентировать планшет по странам света, поворачивая его до тех пор, пока буква «С» на компасе не совпадет с направлением темного конца магнитной стрелки, указывающего на север.

Отметив карандашом исходную точку, следует осмотреть местность, замечая отдельный холм, высокое дерево, строение, водоем, мост, насыпь и т. д. Это ориентиры . От исходной точки карандашом прочертите, например, направление дороги до поворота. Для этого планшет поднимите на уровень глаз, нацельте визирную линейку по линии дороги и прочертите её направление на планшете.

Удобнее работать вдвоем: один следит за положением планшета, другой визирует. Еще лучше - установить планшет на треногу, колышек, пень, камень. Далее, не меняя положения планшета, визировать и прочерчивать направления на характерные местные предметы.

Так появляются ряд линий и условные обозначения ориентиров. Но где на линии они находятся? Их местоположение определяется двумя способами: первый - измерение расстояния на глаз или шагами; второй - метод засечки: визирование на тот же ориентир с другой точки (в месте пересечения линий и будет находиться снимаемый предмет). Размер шага высчитывается на заранее отмеренном 100‑метровом отрезке по среднему арифметическому из нескольких промеров.

Значительно проще и удобнее метод засечки . Провизировав и прочертив на планшете направление на предмет с исходной точки, надо двигаться по ходовой линии, измеряя расстояние шагами. Отметив остановку точкой, снова взять направление на тот же ориентир и прочертить линию. В месте пересечений и будет находиться предмет, помечаемый условным топографическим знаком. Во второй точке стояния (ТС 2) работа производится в том же порядке: засечкой определяется положение предметов, визируются и прочерчиваются направления на ориентиры. Закончив работу в ТС 2, следуют по дороге в ТС 3, и так до конца снимаемого участка.

Когда на план нанесены ориентиры, он дополняется деталями местности. Топографическими знаками изображаются кустарники, огороды, сады, болота, канавы, реки и др. Они покрывают пространство между ориентирами. В нашем случае участок снимался с дороги. Её может заменить тропа, а если и её нет, то можно идти и без дорог - от одного ориентира к другому.

Если имеется карта данного района, то можно скопировать нужный узкий участок, по которому пролегает маршрут похода, и затем, уже в походе, наметить на карте этот путь и прилегающие к нему дополнительные ориентиры. Такая узкая полоска карты называется маршрутной лентой . На ней обозначают страны света и надписывают, куда идут все отходящие от маршрута дороги, какое расстояние до ближайшего населенного пункта, и размечают путь в километрах. На основании наблюдений и сведений, полученных от местных жителей, карта дополняется и уточняется; на нее наносятся места стоянок, вновь появившиеся дороги, поселки, карьеры, лесные насаждения и т. п. Для удобства маршрутные ленты наклеивают на куски картона, покрытые полотняными полосками; тогда карту можно складывать.

В полевой работе часто приходится измерять высоту холмов, определять крутизну склонов. Есть несколько способов их измерения.

1. Измерение с помощью двух реек и ватерпаса. Длина рейки - 2 м; на нее наносятся сантиметровые деления. Вешками или колышками обозначается направление, по которому ведется измерение. У подножия холма ставится первая рейка, вторая кладется горизонтально между рейкой и склоном. Вертикальность и горизонтальность реек выверяются ватерпасом. По первой рейке отсчитывается высота, на которую поднялась горизонтальная рейка, а по второй - расстояние от верха первой рейки до склона холма. Записав эти данные, надо перенести вертикальную рейку на точку, где горизонтальная рейка касалась склона холма. Вторую рейку опять устанавливают горизонтально… Так производятся измерения по склону холма, шаг за шагом, до его вершины. Сложив все отсчеты вертикальной рейки, получаем высоту холма. Зная отсчеты и по горизонтальной рейке, нетрудно изобразить поперечный профиль склона, отложив в масштабе вертикальные и горизонтальные расстояния, как это показано на рисунке.

2. Измерение способом «горизонтального визирования». У подножия холма или обрыва поднимают к уровню глаз на вытянутой руке полевую книжку, держа её строго горизонтально. Визируют на какую‑либо приметную точку (камень, цветок, пучок травы). Поднимаются по склону до этой точки и снова визируют. Высота вашего роста известна. По числу отсчетов определяют высоту склона берега, холма, оврага. Для большей точности рекомендуется пользоваться простейшим нивелиром, который держат рукой за кольцо, как показано на рисунке.

3. Измерение отвесного или почти отвесного обрыва веревкой, размеченной на метры (мерной лентой).

4. Измерение крутизны склона самодельным эклиметром - прибором для измерения углов наклона на местности. Сделать его можно из картона размером 15×20 см, на который с помощью транспортира нанести полуокружность, разметив её на градусы; в центре полуокружности подвесить на нитке грузик. Как им пользоваться - видно из рисунков. Отсчет градусов производят, прижимая пальцем нить отвеса.

5. Определение крутизны склона по величине отклонения отвеса от транспортира, как показано на рисунке.

Высоту отдельных предметов (для записи в маршрутной книжке), например дерева, можно измерить несколькими способами.

1. При помощи точно измеренного шеста и при известном росте производящего измерение, а также, когда известно расстояние от него до дерева; высоту дерева определяют из вычисления пропорции подобных треугольников AED и ACB.

2. При помощи транспортира наблюдатель занимает положение, при котором отвес транспортира показывает угол в 45°. Строится прямоугольный треугольник ABC, в котором угол BAC 45°, а следовательно, и угол ABC также равен 45°; поэтому катеты треугольника АС и ВС равны. Измерив расстояние от наблюдателя до дерева, узнают величину AC и BC. Значит, высота дерева равна расстоянию от него до наблюдателя плюс высота роста наблюдателя.

После съемки местности «в поле» чертеж оформляют начисто в «домашних условиях», обычно тушью, реки и озера закрашивают акварельными красками, тщательно делают надписи.

Во всех сферах деятельности материального производства и отношений между человеком и обществом. Эта популярность формируется широким спросом при оформлении земельных участков, организации любого нового строительства, изучении природных ресурсов, их разработкой, эксплуатацией и другими изменениями фактического их положения и юридическими взаимоотношениями.
Топографические съемки можно считать одновременно технологическим инструментом, производственным процессом и методом в получении точного отображения поверхности местности в необходимом масштабе. Такое изображение имеет название топографический план и содержит всю информацию, полученную в результате съемочных работ, в пространственной привязке к действующей системе координат . Основой для проведения топографических съемок служат пункты государственной геодезической опорной и съемочной сетей.

Основные этапы топографической съемки

В состав топографических съемок могут входить различные технологические процессы в зависимости от измерительного геодезического оборудования , применяемого для этого. Но структура действий и та последовательность операций, которая просматривается в проведении съемок, позволяет выделить общие основные этапы.
Первым из них считается подготовительный этап. В него входят все работы, выполняемые до начала непосредственно измерительного процесса. В нем, как правило, происходят организационные работы. В этот период происходят:
. получение технического задания;
. изучение местности;
. проектирования схемы и выбора методов съемки;
. организация и сбор архивных топографических планов, схем подземных сетей и инженерных коммуникаций;
. установление сметной стоимости;
. выполнение метрологических проверок приборов;
. подготовка выезда в район геодезических измерений.
Вторым этапом топографических съемок считаются полевые работы с привязкой к пунктам опорной сети , контрольными измерениями, предварительными вычислениями и оценкой точности в полевых условиях. К этому, пожалуй, основному этапу следует отнести все плановые и высотные, линейные и угловые геодезические измерения контуров всех капитальных строений, временных сооружений, рельефа местности и других физических параметров, предусмотренных технологией измерений.
Третий этап, под названием камеральные работы, включает окончательную вычислительную обработку и оформление топографической съемки в графическом или электронном виде с соблюдением требований по вычерчиванию условных знаков в выбранном масштабе. К этому этапу работ можно еще определить составление экспликаций по инженерным сетям, подземным коммуникациям, принадлежащих предприятиям водоканала, энерго поставляющих, телекоммуникационных, газо- и теплоснабжающих компаний. Согласования с ними на топографическом плане всех линейных сооружений, которые находятся на их балансе.
Четвертым, заключительным этапом работ можно считать этап завершения работ, составления технического отчета в нескольких экземплярах, каждый из которых сдается в соответствующие управления градостроительства и архитектуры, геодезического контроля и заказчику.

Сутью съемочных процессов в топографических работах , безусловно, является получение данных (координат) пространственного положения всех снимаемых точек относительно той геодезической основы, которая и формирует всю систему координат страны. И на основании этих работ вычерчивание топографических планов. При этом следует отметить два направления измерений съемочных элементов:
. съемку ситуации, представляющую собой определение координат всех точек контурных объектов;
. съемку рельефа, заключающуюся во множественном получении сведений (координат точек) о форме и содержании рельефа местности.
Съемка ситуации имеет своей задачей нахождение оптимального числа характерных точек для измерений и естественно строительства всего контура изображения.
Основными предметами съемок ситуации являются:
. все городские и сельские населенные пункты;
. отдельные строения в них;
. все виды наземных сооружений;
. водоемы и водные объекты;
. земельные участки всех видов и назначений;
. всевозможные границы городских районов, контуров и отводов для автомобильных, железнодорожных дорог, аэропортов и других замкнутых контуров промышленного, сельскохозяйственного, культурного и спортивного назначения.
Для съемки ситуации критериями оценки контуров всех элементов ее изображения на топографических планах считаются материалы, из которых они возведены. Они разделены на два вида контуров:
. твердые контуры, построенные из прочных материалов (железобетон, кирпич);
. нетвердые, созданные из непрочных материалов, и естественные контуры.
При определении контуров зданий правильной конфигурации производят измерения необходимого количества угловых точек, а линейными промерами рулеткой недостающие до замкнутого контура. При съемке строений неправильной геометрической формы выполняют измерения всех углов.
При съемке рельефа выполняется измерения высотных координат совместно с контурной съемкой на незастроенной территории. На плотно застроенных территориях обычно горизонтальные и вертикальные съемки выполняют отдельно друг от друга. С использованием современных технологий в топографических съемках эти процессы объединены.
Рельеф на топографических планах отображается изолиниями с одинаковыми высотными отметками (горизонталями). Как правило, для наилучшего отображения рельефа местности выбирается оптимальное количество съемочных точек. Для сплошных съемок разных масштабов расстояния между съемочными точками имеют различные значения и рекомендуются в соответствующих нормативных документах.
Для съемок и прорисовок рельефа используют такие характерные точки:
. вершины холмов и курганов;
. головки рельсовых путей;
. точки вдоль осей дорог;
. места сопряжений и откосов около мостов;
. вдоль контуров насыпей и выемок;
. у оснований сооружений и зданий;
. у колодцев подземных коммуникаций;
. многих других точек, характерных для описания рельефа местности.

Виды топографических съемок

В зависимости от используемого геодезического оборудования в различные периоды применяли, а некоторые из них до сегодняшнего времени и применяют, следующие топографические съемки:
. тахеометрическим способом, с использованием современных электронных тахеометров ;
. горизонтальные (теодолитные) и вертикальные (нивелирования) на застроенных участках местности;
. фототеодолитные;
. нивелирование поверхности по квадратам, различных размеров (200×200, 100×100) в зависимости от местности и масштабов съемки.
. съемки городских проездов и внутренниих кварталов в населенных пунктах с густой застройкой. В них ранее использовались высокоточные рулеточные измерения способом линейной засечки от характерных угловых точек зданий с привязкой к съемочному обоснованию. Могут также применяться и другие инструментальные способы измерений такие, как способ перпендикуляров, полярный способ, створов и комбинированный. Наиболее эффективным в городской черте можно считать самый современный способ лазерного сканирования. Особенно при создании цифровых моделей съемки местности.
. с использованием глобальной навигационной спутниковой системы и GPS-приемников в RTK режиме кинематики реального времени;
. мензульный способ может представлять в настоящее время разве, что только исторический интерес.
Каждый из этих видов имеет свою специфику измерительного процесса, различное геодезическое оборудование, дополнительные инструменты и принадлежности. Но все они служат главной задаче выполнения точных геодезических измерений для построения топографических планов земной поверхности и объектов, находящихся на ней. Они регламентируются соответствующими инструкциями, в которых установлены требования, определенные методологические принципы и технологические схемы их проведения.