Основні закони зйомок: безперервний контроль всіх дій і проведення робіт за принципом від загального до приватного.

Топографічні зйомки поділяються на види залежно від приладів, що використовуються.

Для отримання планів невеликих ділянок місцевості і порівняно невисокої точності застосовують екерніі бусольнізйомки (екер і бусоль - прості геодезичні прилади), а для точніших планів ділянок, що займають площу в декілька сотень і тисяч га, - теодолітні і мензульнізйомки (теодоліт і мензула - складніші прилади).

При необхідності зобразити на плані невеликі ділянки, рельєф місцевості застосовують тахеометричнузйомку ("тахо"- швидко).

Основним видом зйомки для значних територій є аерофототопографічнаі космічназйомки.

Для гірської та покритої пагорбами місцевості, застосовують фототеодолітнузйомку, при якій місцевість фотографують фототеодолітами, після чого за допомогою спеціальних приладів по фотознімках складають план місцевості.

Інколи виникає необхідність провести зйомку місцевості швидко і приблизно. В цьому випадку застосовують окомірнузйомку.

Всі знімальні роботи є польовими; подальші геодезичні роботи - обчислювальні і графічні - виконуються в кабінетах і лабораторіях і називаються камеральними.

Спочатку визначають з великою точністю положення невеликого числа допоміжних - геодезичних точок, а потім вже знімають решту всіх точок, які мають бути нанесені на плані. Зйомці підлягають не всі деталі, а тільки ті, які необхідні для даної мети. Чим більше деталей треба відобразити на плані і чим точніше він має бути, тим більше масштаб слід взяти для нього .

Зйомка будь-якого угіддя або споруди починається зі зйомки його межі. Ця межа найчастіше буває кривою лінією. Кожну криву можна замінити деякою ламаною лінією, причому чим більше зламів, тим ближче вона буде до реальної кривої.

Кожен відрізок ламаної лінії визначається положенням двох його кінцевих точок.

Отже, зйомка місцевості завжди зводиться до визначення положення деякого числа окремих точок кожного контуру.

З'єднавши послідовно ці точки, ми тим самим накреслимо на плані відповідні контури в зменшеному і подібному вигляді.

Деякі предмети, розташовані на поверхні Землі, мають правильні кордони, контури яких підпорядковані відомим геометричним умовам. Наприклад, горизонтальні прокладення будов - прямокутники, клумби і квітники - правильні багатокутники, сторони доріг - паралельні лінії, лінії телефонних і електропередач - прямі лінії і так далі.

Всі ці закономірності необхідно враховувати підчас зйомки. Для визначення положення будь-якого предмету правильної форми на горизонтальній площині щодо опорних геодезичних точок (пунктів) досить визначити положення тільки двох точок цього предмету. При цьому передбачається, що є всі дані, необхідні для побудови плану цього предмету і визначається лише місце на площині, де його необхідно розташувати.

Наприклад, при зйомці в саду клумби, що має форму правильного багатокутника, досить визначити положення лише двох його вершин відносно межі саду, останні - легко буде побудувати, знаючи довжину і число сторін багатокутника (контури клумби). Так само поступають і підчас зйомки окремої будови: побудувавши два її кута, решту кутів можна нанести по відповідним вимірам.

Якщо межа, що знімається, має неправильну форму, то всі її характерні точки визначають незалежно один від одного (прив'язують до опорних точок).

Зйомку місцевості і складання плану частіше виконують неодночасно. Це дозволяє прискорити проведення польових робіт і створити кращі умови для виконання камеральних (обчислювальних, креслярських і тому подібне) робіт в приміщенні.

Для того, щоб зйомник не помилився в проведених ним промірах і щоб правильно зумів з'єднати на плані зняті точки, він веде схематичну зарисовку місцевості, вказуючи виміряні величини.

Такий зроблений від руки схематичний план місцевості, на якому показуються контури угідь, місцеві предмети, результати вимірів, приводяться назви і інші відомості, необхідні для складання точного плану, називається абрисом. Його складають на окремі ділянки місцевості або на всю територію відразу. На абрисі треба прагнути замалювати місцевість детально, всі числа підписуються так, щоб було зрозуміло, до яких величин вони відносяться. Абрис потрібно вести настільки виразно, щоб він був зрозумілий іншій особі, знайомій зі зйомками.

Система (сукупність) опорних точок, що забезпечують зйомку на деякій ділянці поверхні Землі, називають знімальним обґрунтуванням.

Проста сітка складається з однієї сторони, далі за ступенем складності слідує сітка з одного трикутника, потім - з одного багатокутника (полігону) і, нарешті, сітка, що складаються з декількох трикутників і багатокутників.

При зйомках місцевості використовуються різні способи створення знімального обґрунтування; найважливіші з них наступні:

- тріангуляція - система трикутників, в яких вимірюються кути і базисні сторони (решта сторін обчислюється);

- трилатерація - система трикутників, в яких вимірюються сторони;

- супутникова тріангуляція - просторова геодезична сітка, елементи якої отримані по виміряних синхронно з різних наземних станцій сферичних координат напрямів на ШСЗ;

- полігонометрія (обхід) і теодолітні ходи;

- створні методи;

- спосіб прямокутних координат (перпендикулярів);

- спосіб полярних координат (кругового візування);

- засічки кутові і лінійні.

Перші чотири способи зазвичай застосовуються для створення геодезичної мережі, останні - для розвитку знімальної сітки.

Геодезичною мережеюназивається сукупність зафіксованих на місцевості точок, для яких визначені планові координати прямокутні X і Y, географічні φ і λ у прийнятій двомірній системі координат і відмітки Н в прийнятій системі висот.

Знімальна сітка - сукупність точок, що визначають додатково до пунктів геодезичної мережі, для безпосереднього забезпечення топографічних зйомок.

Визначення положення пунктів знімальних сіток виконують прокладенням теодолітних ходів або побудовою сітки мікротріангуляції, прямими, зворотними або комбінованими засічками або графічними методами при мензульній зйомці. Висоти цих пунктів визначають геометричним або тригонометричним нівелюванням.

 

1.4 Метод проекцій.

 

Зображаючи земну поверхню на карті, спочатку переходять від фізичної її форми до математичної, яку представляють у вигляді поверхні еліпсоїда або кулі, а потім вже математичну поверхню зображають на площині.

Оскільки опуклу поверхню неможливо показати на площині без спотворень і розривів, то при зображенні земної поверхні на площині приймають умови, що дозволяють враховувати ці спотворення. Такі умовні зображення на площині земної поверхні називають картографічними проекціями.

Картографічні проекції будуються за математичним законом, що визначає їх вигляд. Побудову деяких проекцій можна представити геометрично.

Допустимо, що з будь-якої точки земної осі всі точки земної поверхні проектуються прямими променями на площину, перпендикулярну земній осі (рис. 1.1). Така проекція називається полярною.

У ній меридіани зображені пучком прямих, а паралелі - концентричними колами.

Якщо земну поверхню спроектувати на бічну поверхню циліндра, а потім розвернути останню на площину, то одержимо пряму циліндричну проекцію (рис.1.2).

Проекцію часто визначають не за способом її геометричної побудови, а за виглядом зображених на ній паралелей і меридіанів, тобто по вигляду картографічної сітки.

Наприклад, конічна проекція це картографічна проекція, в якій паралелі - дуги концентричних кіл, а меридіани - прямі, що сходяться в центрі цих кіл.

 

 

 

Рис. 1.1 - Полярна система Рис. 1.2- Циліндрична система координат. координат.

 

1.4.1 Конформна проекція Гаусса

Для зображення території нашої країни на топографічних картах прийнята конформна (рівнокутна) проекція Гаусса, яка представляє поперечну циліндричну проекцію (Рис1.13 а), б), в), г)).

Вся земна поверхня при зображенні її в проекції Гаусса поділяється меридіанами на шестиградусніабо триградусні зони.

Кожна зона проектується на поверхню свого циліндра, дотичного до кулі по середньому (осьовому) меридіану.

Поділ земної поверхні на зони при зображенні її на площині в проекції Гауса викликано тим, що по мірі віддалення від осьового меридіана спотворення зростають.

Вибір в 6° або 3° залежить від масштабу карти, що складається: при складанні карти в масштабі 1: 10 000 і дрібніше беруться зони 6°, а при складанні карт масштабу 1: 5 000 і більше беруться зони 3°.

Шестиградусні зони по своєму розташуванню співпадають з колонами карти масштабу 1: 1 000 000 і нумеруються арабськими цифрами, починаючи від лондонської гілки Гринвіцького меридіана, із заходу на схід. Оскільки західна межа першої зони співпадає з Гринвіцьким меридіаном, то довготи осьових меридіанів зон будуть 3°, 9°, 15°, 21° ... Довготу осьового меридіана можна визначити за формулою:

l = 6N-3°, де N - номер зони(1.1)

 

а)

 

 

 

б)

 

в)

 

г)

Рис. 1.3 - Картографічна проекція Гаусса

 

Положення точок в проекції Гаусса можна визначити за географічними координатами, але для вирішення геодезичних завдань це незручно. На площині набагато простіше вирішувати завдання за прямокутними координатами.

Для цього в кожній зоні систему координат беруть зі своїм початком і своїм орієнтуванням: за вісь абсцис X приймають зображення осьового меридіана, а за вісь Y - зображення екватора.

Відстань X і Y на площині в проекції Гаусса від будь-якої точки зони до осі координат називають координатами Гаусса.

Щоб всі значення ординат були додатними, до них додають 500 км. Для визначення зони, в якій знаходиться точка, до перетвореної ординати цієї точки приписується номер відповідної зони.

У проекції Гаусса не спотворюються тільки кути. Решта елементів фігур місцевості (довжина ліній, площа) в цій проекції отримує спотворення. Про величину спотворення довжин ліній судять по величині масштабу зображень.

Масштабом зображення будь-якої проекції називається відношення довжини відрізка в проекції до довжини відповідного відрізка на еліпсоїді (або кулі).

Масштаб зображення в межах однієї і тієї ж зони різний і залежить від віддаленості відрізка від осьового меридіана.

У проекції Гауса, внаслідок її конформності, нескінченно малі фігури подібні відповідним фігурам місцевості. Тому відношення довжин нескінченно малих відрізків в проекції, що виходять з однієї і тієї ж точки по всіх напрямках, до довжин відповідних відрізків на земній поверхні будуть однаковими, тобто масштаб зображення в проекції Гаусса в нескінченно малій окраїні будь-якої точки однаковий по всіх напрямках.

На території СНД найбільш відносне спотворення ліній в шестиградусній зоні досягало величини 1: 1 200, що практично не має значення при зйомках в дрібних масштабах і помітно при зйомках в крупних масштабах (1:5000 і більше).

З цієї причини при великомасштабних зйомках застосовують трьохградусні зони, спотворення в яких на краю зони значно менше, ніж в шестиградусних зонах. Трьохградусні зони розташовуються так, щоб осьовий меридіан однієї із зон співпадав з Гринвіцьким меридіаном. З цього виходить, що довготи осьових меридіанів зон, розташованих на схід від Гринвіча, будуть 3°, 6°, 9° ...