Līmeņošana ir sava veida ģeodēziskie mērījumi. To izmanto, lai atrastu dažādu zemes virsmas punktu relatīvos augstumus. Tādos mērījumos par nosacītu līmeni var tikt ņemti tādi dabas objekti kā upes, jūras, okeāni, lauki vai citi sākumpunkti. Faktiski izlīdzināšana ir katra objekta virsmas pārsnieguma vērtības noteikšana pār doto (atsauce). Šādi mērījumi ir nepieciešami, lai apkopotu precīzu pētāmās teritorijas reljefu. Nākotnē šie dati tiks izmantoti reljefa plānu, karšu sagatavošanā vai konkrētu lietišķu problēmu risināšanai.
Kādi izlīdzināšanas veidi pastāv?
Šādus mērījumus var veikt ar dažādām metodēm, kas atšķiras atkarībā no izmantotā aprīkojuma vai tehnoloģijas. Apsveriet, kādi ir galvenie izlīdzināšanas veidi. Visizplatītākās ir piecas metodes: ģeometriskā, trigonometriskā, barometriskā, mehāniskā un hidrostatiskā virsmu mērīšana. Iepazīsimies ar katru no tiem sīkāk.
Ģeometriskā nivelēšana
Izmantojot šo reljefa mērīšanas metodi, īpašaģeometriskā sliede un ierīces līmenis. Šaušanas princips ir uzstādīt sliedi ar gājieniem un dalījumiem vajadzīgajā vietā netālu no pētāmās virsmas. Pēc tam, izmantojot horizontālo tēmēšanas staru, tiek skaitīta augstuma starpība. Ģeometriskā nivelēšana tiek veikta pēc principa "no vidus" vai "uz priekšu". Mērot ar pirmo metodi, sliedes tiek uzstādītas divos punktos uz virsmas, ierīce atrodas starp tām vienādā attālumā. Aptaujas rezultāts ir dati par viena stieņa pārsvaru pār otru. Otrā metode ir klasiska - viena ierīce un viena sliede. Šīs izlīdzināšanas metodes ir visizplatītākās. Tie ir atraduši pielietojumu gan nelielu objektu (māju), gan lielu (tiltu) būvniecībā.
Trigonometriskā nivelēšana
Veicot šāda veida mērīšanas darbus, ir ierasts izmantot īpašas goniometriskās ierīces, kuras sauc par teodolītiem. Ar to palīdzību tiek iegūta informācija par skata stara slīpuma leņķiem, kas iet caur noteiktu punktu pāri uz virsmas. Trigonometrisko nivelēšanu plaši izmanto topogrāfiskajos mērījumos, lai noteiktu augstuma starpību starp diviem objektiem, kas atrodas ievērojamā attālumā viens no otra, bet atrodas ierīces optiskās redzamības zonā.
Barometriskais virsmas mērījums
Barometriskā nivelēšana ir mērīšanas metode, kuras pamatā ir atmosfēras gaisa spiediena atkarība no punkta augstuma uz nosakāmās virsmas. Lasīšanas process tiek veikts, izmantojotbarometrs. Šajā izlīdzināšanas sistēmā ir jāņem vērā vairāki faktiskās gaisa temperatūras un tā mitruma labojumi. Šī metode ir atradusi pielietojumu grūti sasniedzamās vietās (piemēram, kalnainos apstākļos) dažādu ģeogrāfisku un ģeoloģisko ekspedīciju laikā.
Mehāniskais (tehniskais) virsmas mērījums
Tehniskā nivelēšana ietver īpašas ierīces - automātiskās izlīdzināšanas - izmantošanu. Ar to pētāmās teritorijas profils tiek uzzīmēts automātiskajā režīmā, izmantojot berzes disku, kas reģistrē nobraukto attālumu, un iestatītu svērteni, kas nosaka vertikāli. Šāda ierīce parasti tiek uzstādīta transportlīdzeklim un tiek vadīta no viena noteikta punkta uz otru. Tehniskā nivelēšana ļauj noteikt augstuma starpību starp pētāmajiem objektiem, attālumu starp tiem un reljefa profilu, kas tiek ierakstīts speciālā fotolentē.
Hidrostatiskā virsmas mērīšana
Hidrostatiskā izlīdzināšana ir metode, kuras pamatā ir asinsvadu savienošanas princips. Šaušana šādā veidā tiek veikta, izmantojot hidrostatisko ierīci, kas darbojas ar kļūdu līdz diviem milimetriem. Šāds līmenis ir samontēts no stikla cauruļu pāra, kas savienots ar šļūteni, šī sistēma ir piepildīta ar ūdeni. Mērīšanas process tiek veikts šādi - caurules ir piestiprinātas pie sliedēm, uz kurām tiek uzlikta skala. Pēc tam stieņi tiek uzstādīti pie pētāmajiem objektiem, dalījumi iezīmē skaitlisko vērtībuatšķirība starp diviem līmeņiem. Šim dizainam ir būtisks trūkums, proti, ierobežotā mērījumu robeža, ko nosaka šļūtenes garums.
Aprakstītās nivelēšanas metodes (izņemot mehāniskās) ir ļoti vienkāršas un neprasa no operatora nekādas specifiskas zināšanas, tāpēc tiek plaši izmantotas būvniecībā un citās tautsaimniecības jomās.
Mērīšanas nodarbības
Papildus mērīšanas tehnikai nivelēšanu parasti iedala precizitātes klasēs. Katrs no tiem atbilst noteiktam informācijas iegūšanas veidam un metodei. Apsvērsim, kādas ir izlīdzināšanas klases.
- Pirmā klase tiek uzskatīta par ļoti precīzu. Tas atbilst gadījuma efektīvā kļūdai 0,8 milimetri uz kilometru un sistemātiskai kļūdai 0,08 mm/km.
- Otrā klase arī tiek uzskatīta par ļoti precīzu. Tomēr kļūda šeit ir nedaudz lielāka - efektīvā kļūda ir 2,0 mm/km, bet sistemātiskā kļūda ir 0,2 mm/km.
- Trešā klase. Tas atbilst standarta kļūdai 5,0 mm/km, un sistemātiskums netiek ņemts vērā.
- Ceturtā klase. Tas atbilst vidējās kvadrātiskās kļūdas vērtībai, kas vienāda ar 10,0 mm/km, sistēmas kļūda arī netiek ņemta vērā.
Atkarībā no reljefa īpatnībām un aptaujas mērķiem var izmantot dažādas datu uzmērīšanas metodes. Piemēram, ar daudzstūriem, ar paralēlām līnijām vai izlīdzinot virsmu ar kvadrātiem. Pēdējais paņēmiens ir visplašāk izmantotais, to plaši izmanto datu vākšanai nolielas atklātas platības ar salīdzinoši zemu šķērsgriezuma augstumu. Apsvērsim to sīkāk.
Kvadrātēšana
Virsmas izlīdzināšana ar šo metodi tiek veikta, lai iegūtu plakanu teritoriju vērienīgus topogrāfiskos plānus. Kontrolpunktu gludo stāvokli nosaka traversu ieklāšana. Un augstumi - ar ģeometrisko mērījumu metodi, izmantojot tehniskos līmeņus. Datu iegūšanas procesu var veikt divos dažādos veidos: izliekot izlīdzināšanas kustības ar pakāpenisku diametru sadalījumu un pa kvadrātiem.
Izlīdzināšanu pa kvadrātiem veic, uzlaužot uz zemes, izmantojot mērlenti un teodolītu (režģi ar šūnas malu divdesmit metri), mērot mērogā 1:500 un 1:1000, četrdesmit metri - šaujot mērogā 1:2000 un simts metrus 1:5000.
Tajā pašā laikā tiek fiksēta pētāmās teritorijas situācija un sastādīta kontūra. Šīs procedūras tiek veiktas tāpat kā teodolīta aptaujā. Papildus šūnu virsotnēm uz zemes ir piestiprināti raksturīgi reljefa objekti - plus punkti: kalna virsotne un pamatne, bedres apakšdaļa un malas, punkti uz pārplūdes un ūdensšķirtnes līnijām un citi.
Mērniecības pamatojums tiek izveidots, gar kvadrātu režģa ārējām robežām izliekot nivelēšanas un teodolīta ejas, kuras pēc tam tiek piesaistītas viena valsts tīkla punktiem. Plus punktu un šūnu virsotņu augstumus nosaka ar ģeometriskās nivelēšanas metodi. Ja sānu garumskvadrātā četrdesmit metri vai mazāk, tad no vienas stacijas cenšas izmērīt visus noteiktos punktus. Attālums no ierīces līdz stienim nedrīkst pārsniegt 100-150 metrus. Ja kvadrāta malas garums ir simts metri, tad līmenis tiek novietots katras šūnas centrā. Pēc laukuma lauka apsekošanas, izmantojot kvadrātu metodi, tiek sastādīts izlīdzināšanas žurnāls un mērījumu kontūra.
Žurnāla un izlīdzināšanas kontūra pa kvadrātiem
Žurnālā ir dati par šūnas malas izmēru, sasaistot koordinātu režģi ar teodolīta traversiem (ģeodēziskais pamatojums). Papildus norādīta saistīšanās ar reljefa objektiem - ezeriem, pakalniem utt. Tāpat jāatzīmē, no kādām pozīcijām tika veikta reljefa izlīdzināšana. Kontūra satur katra kvadrāta šaušanas rezultātus. Katras šūnas augšpusē un plus punktā ir norādīti rādījumi no joslas melnās puses (metros), kā arī aprēķinātie augstumi. Šis aprēķins tiek veikts uz instrumenta horizonta. Šūnas virsotņu augstumus nosaka kā starpību starp instrumenta horizontu stacijā un rādījumu uz sliedes.
Lai kontrolētu virsmas mērīšanas procesu divām šūnu virsotnēm, nivelēšana tiek veikta no divām dažādām stacijām. Plāna sastādīšana, pamatojoties uz iegūtajiem materiāliem virsmas datu ņemšanai, sākas ar fiksāciju planšetdatorā pēc vienotā valsts ģeodēziskā tīkla punktu koordinātām, uzmērīšanas attaisnojuma objektiem (nivelēšana un teodolīta kustībām), plus punktiem, kvadrātu virsotnēm. un situācija.
Pieteikšanās metode
Savā veidā izlīdzinot teritorijuteodolīta un izlīdzinošo eju pielietojumi, sadalot pa diametriem, ejas tiek ieklātas pa noteiktai teritorijai raksturīgajām dabiskajām līnijām, piemēram, gar aizsprostiem vai ūdensšķirtnēm. Šādos darbos šķērsgriezumi un piketi uzstādāmi ik pēc četrdesmit metriem, veicot uzmērīšanu mērogā 1:2000 un ik pēc divdesmit metriem, veicot uzmērīšanu mērogā 1:1000 un 1:500. Nogāžu līkumu vietās tiek atzīmēti plus objekti. Piketu iekārtošanas procesā situācija ir jāfiksē un jāsastāda kontūra. Žurnālā tiek veikti nivelēšanas ieraksti. Tajā atzīmēti piketu kārtas numuri, rādījumi uz sliežu sarkanajām un melnajām pusēm, pozitīvo objektu attālumi no tuvākajiem piketiem. Pamatojoties uz nivelēšanas rezultātiem, tiek sastādīts teritorijas topogrāfiskais plāns, šķērsvirziena un garenvirziena reljefa profili.
Teritorijas labiekārtošanai un vertikālajai plānošanai paredzētās vietas zonās lietderīgi uzmērīt virsmu. Piemērs ir ainavu dizains jebkuram arhitektūras piemineklim vai daiļdārza zonai.
Kas ir līmenis?
Lai veiktu reljefa ģeometrisko mērījumu, ko plaši izmanto būvniecībā, tiek izmantoti dažāda dizaina līmeņi. Šīs ierīces pēc darbības principa parasti iedala: elektroniskās, lāzera, hidrostatiskās un optiski mehāniskās. Visi līmeņi ir aprīkoti ar teleskopu, kas rotē horizontālā plaknē. Šādas mērierīces modernais dizains nodrošina automātisku kompensācijuvizuālās ass iestatīšanai darba stāvoklī.
Izlīdzināšanas vēsture
Pirmā informācija, kas sasniedza mūsdienu cilvēku par izlīdzināšanu, attiecas uz pirmo gadsimtu pirms mūsu ēras, proti, apūdeņošanas kanālu būvniecību Senajā Grieķijā un Romā. Vēsturiskajos dokumentos minēta ūdens mērīšanas iekārta. Tā izgudrošana un izmantošana ir saistīta ar sengrieķu zinātnieka Aleksandrijas Herona un romiešu arhitekta Marka Vitruvija vārdiem. Šo mērinstrumentu un nivelēšanas metožu izstrādes stimuls bija mērīšanas tēmekļa, barometra, cilindriskā nivelieri un gradācijas režģa izveidošana mērīšanas tēmāļos. Šie izgudrojumi ir datēti ar 16. un 17. gadsimtu, un tie ļāva izstrādāt sistēmu precīzai zemes virsmas uzmērīšanai.
Krievijā Pētera Lielā laikā tika dibināta optikas darbnīca, kurā cita starpā arī ražoja līmeņos, tikai toreiz tos sauca līmeņos ar pīpi. I. E. Beļajevs darbnīcā nodarbojās ar līmeņu izstrādi. Tajā pašā periodā parādījās pirmie mērinstrumenti, kuru pamatā bija barometri. Deviņpadsmitā gadsimta sākumā parādījās pirmie trigonometriskie līmeņi, ar to palīdzību tika veikts ļoti apjomīgs darbs, lai noteiktu Azovas un Melnās jūras līmeņu atšķirības, tika izmērīts Elbrusa kalna augstums. Ģeometrisko instrumentu izmantošana ir reģistrēta deviņpadsmitā gadsimta vidū. Tātad 1847. gadā tos izmantoja Suecas kanāla celtniecībā. Mūsu valstī ģeometriskā nivelēšanavirsma izmantota ūdens un sauszemes ceļu būvniecībā. Par iekšzemes valsts tīkla izveides sākumu tiek uzskatīts 1871. gads. Pēc tam sākās darbs pie punktu nostiprināšanas un uzstādīšanas, kas kalpoja par pamatu topogrāfiskajiem uzmērījumiem.
Izlīdzināšanas pielietošana
Izlīdzināšanas rezultāts ir vienota atskaites ģeodēziskā tīkla izveide, kas kalpo par pamatu teritorijas topogrāfiskajiem mērījumiem vai dažādiem ģeodēziskajiem mērījumiem. Šaušanu plaši izmanto pētniecībā un zinātniskos nolūkos: pētot zemeslodi, zemes garozas kustību, lai fiksētu jūru un okeānu līmeņa svārstības.
Līmeņošana tiek izmantota arī dažādu lietišķu problēmu risināšanā, kas saistītas ar dažādu objektu būvniecību, sakaru līniju, inženierkomunikāciju ierīkošanu u.c. Piemēram, reljefa mērīšana ir nepieciešama projektēšanas lēmumu pārnešanai augstumā, turklāt laikā uzstādīšanas darbi pie būvkonstrukciju uzstādīšanas. Risinot šādas problēmas, vienmēr tiek izmantoti ģeodēzijas dienesta iegūtie dati. Tāpat tieši dažādu augsti specializētu uzdevumu risināšanai tiek izmantotas automātiskās informācijas izguves sistēmas. Pie šādiem uzdevumiem pieder, piemēram, brauktuves remonts un būvniecība. Automātiskajā nivelēšanas ierīcē iekļautie sensori tiek uzstādīti uz dzelzceļa vagoniem, vagoniem, kā rezultātā pēc iespējas īsākā laikā tiek izveidots gatavs pētāmās teritorijas profils.
Mūsdienu tehnoloģijas
Līdz šim,zinātnes un tehnikas ārkārtīgi straujās attīstības dēļ virsmas izlīdzināšanai tiek izmantotas dažādas tehniskās zināšanas.
- Lāzers. Viņu darbs ir balstīts uz reljefa parametru nolasīšanu, izmantojot lāzerskenēšanas ierīci.
- Ultraskaņa. Šādas ierīces galvenais elements ir ultraskaņas sensors, kas izstaro viļņus.
- GNSS-tehnoloģija, kas saistīta ar informācijas iegūšanu par pašreizējām koordinātām, izmantojot satelīta sakarus. Šāda iekārta nodrošina ļoti augstu nivelēšanas precizitāti.
Lai nodrošinātu liela skaita informācijas plūsmu, kas iegūtas augstākminētās know-how pielietošanas procesā, efektīvu apstrādi, nepieciešama atbilstoša speciāla programmatūra, kas veiks uzdevumus, kas saistīti ar uzglabāšanu, pārvaldību, vizualizāciju un apstrādi. dati.
Mūsdienu nivelēšanas sistēmas ceļu būvē
Automatizētās sistēmas tiek plaši izmantotas mūsdienu ceļu būvē. Tie ļauj pārvaldīt ceļu būves aprīkojumu, ņemot vērā tā pašreizējo stāvokli. Tajā pašā laikā automātiskā trases izlīdzināšana izceļas ar augstu veikto darbu precizitāti, kas būtiski uzlabo izgatavojamās brauktuves kvalitāti, kā arī samazina būvniecības laiku. Šādas ierīces, kas uzstādītas uz asf alta klājējiem, ceļu frēzēm, buldozeriem, ļauj novērst vecā seguma bojājumus un defektus, ieklājot jaunu kārtu. Šie līmeņi kontrolē ceļa šķērsslīpi, veic to pēc precīzi noteikta projektaparametrus. Mūsdienu ceļu būves tehnikas virsmas mērīšanas sistēmas atkarībā no izmantotās tehnoloģijas iedala vairākos veidos.
- Ultraskaņas ierīces ar dažādu sensoru skaitu.
- Lāzera uztveršanas sistēmas.
- Ierīce, kuras pamatā ir satelīta GPS tehnoloģija.
- 3D sistēma, kuras pamatā ir tatatūras princips.
Ja nepieciešams, atkarībā no veicamā darba sarežģītības un īpatnībām, var izmantot vienu vai otru automātiskās izlīdzināšanas tehnoloģiju.
