Применение современных геодезических технологий для создания крупномасштабных топографических планов

Министерство  образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования

ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

Факультет                          Горно-нефтяной

Специальность                 Прикладная геодезия

Кафедра                            Маркшейдерское дело, геодезия и геоинфармационные системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

на тему: «Применение  современных геодезических технологий для создания крупномасштабных топографических планов»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила       ст.гр. ПГ-10  Еговцева Р.В.

Научный руководитель     доцент кафедры МДГ и ГИС, кандидат технических наук  Шишунов А.Ю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь,2012г

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего  профессионального  образования

 

ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ 

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра МДГ  и ГИС

 

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта

Фамилия Имя  Отчество Еговцева Р.В.

Факультет          ГНФ                 Группа               ПГ-10

Руководитель  курсового проекта     Доцент кафедры МДГ и ГИС, кандидат технических наук  Шишунов А.Ю.

1) Тема курсового  проекта       Применение современных геодезических технологий для создания крупномасштабных топографических планов

2) Краткое содержание  или перечень вопросов, подлежащих  разработке в курсовом проекте:

• Оценка требований предъявляемых к точности и содержанию плана.
• Обоснование технологии ведения полевых и камеральных работ.
• Приведение технических характеристик используемых в соответствии с предлагаемой технологией приборов.
• Выполнение камеральной работы по составлению фрагмента плана.

3) Основные исходные  данные:

• Масштаб создаваемого документа о местности, принимаемый  равным 1:2000.
• Сечение рельефа горизонталями 0,5м.
• Номер варианта (3 вариант).
• Данные полевых измерений, исполненных с целью сгущени я планово-высотного обоснования, съемки элементов ситуации и рельефа.
• Абрисы съемки.

 

 

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………….………4    

1 Анализ требований, предъявляемых к содержанию и  точности топографических планов масштаба 1:2000……………………….………....……. 6     

2 Обоснование  технологии выполнения полевых  и камеральных работ с кратким  описанием основных процессов………………………….………….……9     

2.1 Обоснование  оптимальной технологии ведения  полевых работ с

целью сгущения планово-высотного обоснования…………………………..…10

2.2 Обоснование  оптимальной технологии ведения  полевых работ с

целью съёмки элементов ситуации и рельефа…………………………….…...25 

2.3 Краткий обзор  современного программного обеспечения,  которое может

быть использовано для составления топографических планов………………42  

3 Технология  обработки данных и составления  фрагмента топографического плана  застроенной территории…………………………………………………...52  

4 Краткое описание  конструкции и основных характеристик  приборов, которые используются  для съёмки местности и камеральной обработки данных……………………………………………………………………..…………...60 

Заключение…………………………………………………………………………....65   

Список литературы…………………………………………………………….….......67  

Приложение  А Каталог координат и высот точек съёмочного обоснования ……………………………………………………………………………………….….69

Приложение  Б  Фрагмент топографического плана ….. ………………...…..70 

Приложение В Сводная таблица характеристик современных электронных тахеометров …………………………………………………………………………...71

Приложение  Г Сводная таблица характеристик современных GPSприемников……………………………………………………………………….74

 

 

Введение

 

    

За последние  десятилетия, благодаря, научно-техническому прогрессу наш мир значительно изменился. Вместе с ним так же меняется и развивается геодезия.

Сегодня рынок  геодезического оборудования предлагает нам все более усовершенствованные  приборы, которые на порядок увеличивают  скорость работы, а так же обеспечивают наибольшее качество и максимальную точность. Соответственно, с их появлением могут меняться технологии и методы проведения геодезических работ.

Цель данного  проекта -  создание крупномасштабного  топографического плана при использовании  наиболее рационального способа   и проведение топографических работ, при использовании современных технологий, не требующих большой траты времени и сил. При работе со старым оборудованием и, руководствуясь  устаревшими технологиями, от исполнителя потребуется более кропотливая работа. При этом обеспечить правильность и точность выполнения работ будет намного сложнее. В этом и состоит необходимость и актуальность данного курсового проекта в нашем учебном процессе.

Чтобы создать план по всем предъявляемым требованиям, необходимо ознакомиться с инструкцией по топографической съемке в масштабе 1:2000, с обоснованием технологии выполнения полевых и камеральных работ, также необходимо рассмотреть новейшие технологии и программное обеспечение, с помощью которых мы реализуем свою цель.

 В первом  разделе работы изучены требования, предъявляемые к содержанию и  точности топографических планов  масштаба 1:2000. Знание информации  из этого раздела позволит  нам создать изображение рельефа  и ситуации местности в соответствии  с ГОСТом для соответствующего масштаба.

 Во втором  разделе дается обоснование рациональных  методов и технических средств, при помощи которых целесообразно выполнить сгущение планово-высотного обоснования, съемку элементов ситуации и рельефа и камеральную обработку данных. Также рассмотрены методы, основанные на использовании GPS оборудования и электронных тахеометров. Представлен обзор современного программного обеспечения, дающего возможности для обработки данных и составления топографических планов.

      В третьем разделе представлена последовательность действий  по обработке данных и составлению фрагмента топографического плана застроенной территории в предложенном программном пакете.

      В четвертом разделе содержится  информация об основных характеристиках  оборудования, применяемого для съёмки местности и последующей обработки данных.

      В заключении сделаны соответствующие  выводы по проделанной работе, а также представлены приложения: фрагмент топографического плана  масштаба        1: 2000 и каталог координат и высот точек съёмочного обоснования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Анализ  требований, предъявляемый к содержанию  и точности топографических планов масштаба 1:2000

 

 

     Для  топографических планов любых  масштабов существуют определённые  требования по их составлению,  которые нам как будущим инженерам, умеющим ставить и решать инженерно-технические задачи, необходимо знать.

     Съемке  и отображению на топографических  планах подлежат все объекты  и участки местности, предусмотренные  для конкретных масштабов действующими условными знаками. В соответствии с «Инструкцией по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500»[1] на плане масштаба 1:2000 должны наноситься такие объекты, как:

• опорные пункты: пункты триангуляции, полигонометрии, трилатерации, реперы нивелирования, пункты съёмочного обоснования, закреплённые на местности. Эти объекты наносятся на план по координатам: на незастроенных территориях - все опорные пункты с их высотами, а на застроенных - в зависимости от нагрузки плана;
• здания, постройки жилые и нежилые с указанием их назначения, материала (для огнестойких) и этажности. Постройки, выражающиеся в масштабе плана, изображают по контурам и габаритам их цоколей. Архитектурные выступы и уступы зданий и сооружений отображаются, если величина их на плане 0,5 мм и более.
• промышленные объекты: комплексы строений и сооружений заводов, фабрик, электростанций, шахт, карьеров, торфоразработок и т.д.; нефтяные вышки, склады добытых ископаемых;
• объекты гидротехнические и водного транспорта: каналы, канавы, водоводы и водораспределительные устройства, плотины, набережные, пристани, молы, маяки, навигационные знаки и др.;
• объекты водоснабжения: колодцы, колонки, резервуары, отстойники, естественные источники и др.;
• гидрография: береговые линии морей, озёр, рек, ручьёв с указанием на плане отметок урезов воды рек, ручьёв и с датой их определения, площади разливов, приливно-отливные полосы, берега различных типов и т.д.;
• растительность: древесная, кустарниковая, травяная: участки, занятые выгоном, лугом, питомниками, садами, виноградниками, ягодниками, плантациями технических культур, рисовыми полями и др. При съёмке леса определяют и показывают на плане породу леса, среднюю высоту деревьев, толщину их на высоте груди; выделяют контуры вырубок, гарей, поляны сельскохозяйственных угодий, находящихся среди леса. Наименьшая площадь контуров, изображаемая на планах для хозяйственно - ценных участков, равна 20 мм, а для участков, не имеющих хозяйственного значения - 50 мм;
• линии электропередачи и связи - телефон, телеграф и электросети (снимаются и показываются все опоры и поворотные столбы);
• линии подземных коммуникаций - водопровод, канализация, газификация, теплосети, электрокабели и др.;
• железные, шоссейные и грунтовые дороги всех видов и сооружения при них – мосты, туннели, переезды, переправы, путепроводы и т.п.;
• столбы телефонных, телеграфных, электрических проводов; покрытие проезжих частей, улиц с указанием материала покрытия; канавы, лотки, решетки дождеприёмников, водостока, выходы подземных коммуникаций, люки смотровых колодцев водопровода, канализации, теплосети, газа, водостока, телефонной сети и других подземных инженерных сетей, объекты коммунального хозяйства;
• границы: политико-административные, городские черты, полосы отвода железных, шоссейных и грунтовых дорог, территории энергетических установок общего пользования, высоковольтных передач, территории радиостанций, защитных зон и зон санитарной охраны и др.

Рельеф местности  изображают на топографических планах горизонталями, высотами и условными  знаками обрывов, скал, воронок, осыпей, оврагов, оползней, ледников и др. Формы микрорельефа отображаются полугоризонталями или вспомогательными горизонталями с отметками высот местности.

     На  топографических планах помещаются  собственные названия населенных  пунктов, улиц, железнодорожных станций, пристаней, лесов, песков, солончаков, вершин, перевалов, долин, балок, оврагов и других географических объектов.

    Средние  погрешности в положении на  плане предметов и контуров  местности с чёткими очертаниями  относительно ближайших точек съёмочного обоснования не должны превышать 0,5 мм, а в горных районах - 0,7 мм. На территории с капитальной и многоэтажной  застройкой погрешности во взаимном положении на плане близлежащих важных контуров не должны превышать 0,4 мм.

    Средние погрешности съёмки рельефа относительно ближайших точек геодезического обоснования не должны превышать по высоте: 1/4 принятой высоты сечения рельефа при углах наклона до 2; 1/3 - при углах наклона от 2 до 6˚ и сечении рельефа 0,5 м.

    На  лесных участках допуски увеличиваются в 1,5 раза. В районе с углами наклона свыше 6 число горизонталей должно соответствовать разности высот, определённых на перегибах скатов, а средние погрешности высот, определённых на характерных точках рельефа, не должны превышать 1/3 принятой высоты сечения рельефа.

    Предельные  расхождения не должны превышать  удвоенных значений средних погрешностей  и не должны быть более 10% общего числа контрольных измерений.  

 

 

2 Обоснование  технологии выполнения полевых  и камеральных работ с кратким описанием основных процессов

 

 

      Для достижения поставленной  задачи, а именно составления  топографического плана, необходимо  проделать несколько этапов:

1. ведение полевых работ с целью сгущения планово-высотного обоснования;
2. ведение полевых работ с целью съемки элементов ситуации и рельефа;
3. обработка полученных измерений средствами современного ПО.

      В данном разделе будут рассмотрены  современные способы ведения  геодезических работ, то есть  те методы, которыми руководствуются  в своей практике специалисты в настоящее время. Практика доказывает, что год от года всё больше геодезических фирм приобретают современные геодезические приборы. На данный момент это, прежде всего, электронные тахеометры и спутниковое GPS - оборудование. Естественно, это далеко не полный список, того "современного", что предлагается сейчас геодезистам для их работ, но именно электронные тахеометры и GPS заняли прочную нишу среди прочего геодезического оборудования.