دانلود تحقیق نقشه برداری زمینی (نقشه برداری مسطح)

نقشه برداری مسطح

در نقشه برداری از مناطق کوچک، اثر کرویت زمین تقریباً ناچیز است و می توان زمین را در منطقه کوچکی مسطح در نظر گرفت و به عبارت دیگر سطوح تراز که بر امتداد شاقول عمود هستند موازی هم بوده در صورتیکه حقیقتاً با فرض زمین کروی امتداد شاقول در نقاط مختلف موازی نبوده و از مرکز زمین می گذرند.

در مواقعی که زمین را مسطح فرض کنیم روش نقشه برداری ،مسطحه( Plane Survey) نامیده می شود این فرضیه مادامیکه سطح منطقه مورد نظر از چند صد کیلومتر مربع تجاوز نکند قابل قبول است.

نقشه برداری مسطح برای کارهای مهندسی – معماری – شهرسازی – باستانشناسی – کارهای ثبت و املاکی – تجاری – اکتشافی مورد استفاده است.

و تنها در زمینه کارهای مهندسی و معماری همیشه مورد استفاده مهندسین و معماران به منظور بررسی طرح – اجرا – نظارت مورد استفاده است.

نقشه برداری مسطح که آن را نقشه برداری نیز می نامند، در خدمت مهندسین معمار و شهرساز شامل مراحل زیر است:

-برداشت نقشه کلی به منظور مطالعات اولیه
-برداشت نقشه دقیق برای تهیه طرح و اجرا
-پیاده کردن طرح و پروژه
-کنترل پروژه ضمن اجرا
-کنترل نهایی و تحویل کار


مساحی Geodetic Surveying
مساحی یا نقشه برداری ژئودزی معمولاً به طریقه یا روشی اطلاق می شود که برای تهیه نقشه های دقیق از یک منطقه بسیار وسیع نظیر یک کشور یا یک استان به کار می رود و در حقیقت این نوع نقشه برداری یک جنبه ملی دارد.

در این نوع نقشه برداری زمین مسطح فرض نشده بلکه انحناء آن در نظر گرفته می شود به همین جهت محاسبات روی سطح بیضوی شکلی که به جای شکل زمین انتخاب می گردد انجام می گیرد.



کلیات به جزئیات

نقشه برداری طبق اصل از کلیات به جزئیات انجام می شود بدین معنی که در نقشه برداری های نسبتاً وسیع مانند تهیه نقشه از یک شهر بزرگ یا از یک منطقه وسیع یک شبکه نقاط کنترل ایجاد می شود بطوری که موقعیت این نقاط نسبت به هم با روشهای دقیق نقشه برداری تعیین می شوند این نقاط را که در اصطلاح نقشه برداری نقاط کانوا (Caneva) یا نقاط مبنا می نامیم در زمین بوسیله علائم دائمی مخصوص ثابت می گردند و سپس با استفاده از این نقاط مبنا نسبت به برداشت سایر عوارض استفاده می شود که شهر یا شهرک را در بر گیرد و سپس بین این نقاط با روشهای سهل تری نقاط کنترل ثانوی یا درجه 2 انتخاب می گردد.
نقشه برداری طبق اصل " از کلیات به جزئیات " انجام می شود بدین معنی که در نقشه برداری های نسبتاً وسیع مانند تهیه نقشه از یک شهر بزرگ یا از یک منطقه وسیع یک شبکه نقاط کنترل ایجاد می شود بطوری که موقعیت این نقاط نسبت به هم با روشهای دقیق نقشه برداری تعیین می شوند این نقاط را که در اصطلاح نقشه برداری نقاط کانوا (Caneva) یا نقاط مبنا می نامیم در زمین بوسیله علائم دائمی مخصوص ثابت می گردند و سپس با استفاده از این نقاط مبنا نسبت به برداشت سایر عوارض استفاده می شود که شهر یا شهرک را در بر گیرد و سپس بین این نقاط با روشهای سهل تری نقاط کنترل ثانوی یا درجه 2 انتخاب می گردد.

منظور از روش کلیات به جزئیات آن است که از اجتماع خطاها که در انجام عملیات نقشه برداری و اندازه گیری ها غیر قابل اجتناب هستند جلوگیری شود و در صورتیکه این خطاها موجود باشند با مقایسه با نقاط مبنا تعیین و بر طرف گردند.

درشکل بالا نقاط Oشبکه اصلی و نقاط ∆شبکه درجه 2 می باشند مقیاس مقیاس نقشه رابطه ایست که بین ابعاد حقیقی عوارض و ابعاد آن روی نقشه موجود است به عبارت دیگر ابعاد حقیقی به نسبت معینی کوچک شده و سپس روی نقشه منتقل می گردند.

این نسبت به صورت کسری نوشته می شود که به شکل می باشد: E=1/n.10m در کارهای مهندسی – معماری – شهرسازی مقیاسهای زیر متداول است: الف- نقشه 50000/1و 20000/1 برای بررسی کلی طرحهای شهرسازی ب- نقشه های 10000/1 و5000/1 برای تهیه طرحهای شهرسازی ج- نقشه 2000/1 و 500/1 برای نقشه های اجرایی د- نقشه های 200/1 و 50/1 برای نقشه های جزئیات سطح مبنا در نقشه برداری تعیین موقعیت نقاط از یک سطح مبنا استفاده می شود و کلیه نقاط را روی آن تصویر می کنند.

سطح مبنا در نقشه برداری مسطحه Plane Surveying یک سطح افقی است که عوارض را روی آن تصویر می نمایند و همچنین می توان ارتفاع مختلف را نیز نسبت به آن سنجید و بنابراین این صفحه افقی نیز مبنای ارتفاعات خواهد بود.

شبکه بندی نقشه در موقع ترسیم نقشه و برای اینکه فاصله – سمت و سطح نقشه بهتر مشخص و قابل درک گردد کاغذ نقشه را شبکه بندی می نمایند.

فواصل شبکه بندی بر حسب مقیاس نقشه متفاوت است در نقشه های بزرگ مقیاس (نقشه هایی که مقیاس آنها 1000/1 تا 2000/1 باشد) فواصل شبکه بندی را 10 سانتی متر اختیار می کنند.

از این شبکه بندی استفاده دیگری نیز می شود بدین ترتیب که اگر یکی از امتدادهای شبکه بندی را منطبق بر شمال حقیقی یا مغناطیسی فرض کنیم جهت دیگر شبکه بر امتداد شرقی – غربی منطبق خواهد شد و در این صورت می توانیم مختصات نقاط مختلف را روی نقشه نسبت به دو محور عمود بر هم که یکی جهت شمال و دیگری جهت عمود بر آن را مشخص می کند تعیین کنیم.

اختلاف شمال شبکه و شمال جغرافیایی مختصات نقطه A در این سیستم عبارت خواهد بود از X و Y که X= Easting ، Y= Northing ترازیابی مقصود از ترازیابی تعیین اختلاف ارتفاع بین دو نقطه است که اگر ارتفاع یکی از این دو نقطه معلوم باشد می توان ارتفاع نقطه دیگر را حساب کرد.

سطح تراز مبنا سطحی است که مبنای ارتفاعات اختیار می شود چنین سطحی را نمی توان با فرمول های ریاضی تعریف کرد ولی به طور فیزیکی سطح تراز مبنا سطحی است که در جمع نقاطش بر امتداد شاقول عمود بوده و به علاوه بر سطح متوسط دریاها تقریباً منطبق باشد.

چون سطح متوسط آب در اقیانوسها و دریاهای مختلف یکی نیست از این رو در هر کشور مبناها با هم متفاوتند.

روش های کاربردی در نقشه برداری روشهایی که در عملیات زمینی به منظور انجام کار از آنها استفاده می شود که عبارتند از: -وسایل مربوط به مشخص کردن نقاط در زمین -وسایل مربوط به تعیین امتدادها -وسایل مربوط به اندازه گیری طول و مسافت -وسایل مربوط به اندازه گیری شیب و زوایا -وسایل مربوط تعیین اختلاف ارتفاع اندازه گیری مسافت در کارهای نقشه برداری مهندسی اندازه گیری نسبتاً دقیق مسافات با دقت نسبی 5000/1 و 10000/1و 20000 / 1 انجام می شود.

به طور کلی دو طریقه در اندازه گیری مسافت به کار می رود.

یکی طریقه مستقیم و دیگری طریقه غیر مستقیم، در طریقه مستقیم از نوارهای مدرج استفاده می شود و در طریقه غیر مستقیم از متدهای نوری و یا تله متری و الکترونیکی.

دقت طریقه مستقیم در اندازه گیری های بسیار دقیق تا حدود 1000000/1 می رسد و در روشهای مهندسی از قبیل طریقه های استادیمتری و غیره دقت 5000/1 و 10000/1 به دست می آید.

امروزه طریقه های الکترونیکی اندازه گیری مسافت سریعترین و دقیقترین وسیله و روشی است که در اندازه گیری های دقیق از آن استفاده می شود.

و متدهای نوری برای اندازه گیری های کم دقت به کار می رود.

اندازه گیری فواصل با استفاده از روبان یا سیم فلزی دقت چنین اندازه گیریهایی بطور متوسط 5000/1 و با بعضی احتیاط هایی که ضمن عمل انجام محتملاً در این طریقه دقت تا حدود 20000/خواهد رسید.

موقعیت ژالن های ابتدایی و انتهایی و میخهای مابین آنها می توان در اندازه گیریهای کوچک مسافت را به طور افقی و پله کانی اندازه گرفت طریقه اندازه گیری قبل از اندازه گیری باید فاصله ای را که مورد نظر است میخ کوبی نمود.

فواصل میخها متناسب با طول نوار – وضع تو پوگرافی زمین و غیره است و بطور اخص در هر تغییر شیب باید یک میخ کوبیده شود.

قبل از میخ کوبی با استفاده از ژالن امتداد مورد نظر را به قطعات مورد نظر تقسیم می کنند و ژالن گزاری معمولاً با چشم یا استفاده از تئودولیت انجام می شود.

موقعی که با چشم باید ژالن گزاری شود ، ژالن در ابتدا و انتهای فاصله مورد نظر نصب می شود و سپس نقشه بردار پشت ژالن ابتدا قرار گرفته و به ژالن انتهایی قراولروی می کند.

کمک او ژالنهای دیگر را طوری قرار می دهد که در امتداد دو ژالن اول و آخر باشند.

به جای ژالن میخ چوبی در زمین می کوبند و سپس فاصله بین میخها را اندازه گیری می کنند.

خطائی که در اثر کمانه ای شدن متر داخل می شود متناسب است با : کشش/وزن متر فلزی =خطای کمانه شدن اندازه گیری غیرمستقیم فواصل – تاکئومتری اندازه گیری فاصله به کمک تاکئومتر از زمینهای دو عارضه و زمینهائی که موانعی از قبیل دره – رودخانه و غیره در آن وجود داشته باشد و اندازه گیری مسافت به کمک متر یا زنجیر در آنها ممکن نیست، بسیار با اهمیت است .

اندازه گیری مسافت توسط این طریقه حدود مشخصی را دارد زیرا در غیر این صورت خطای عمل از حد مجاز بیشتر خواهد شد.

کلمه تاکئومتر نیز از دو کلمه یونانی تاکئو (زود) و متری )اندازه گیری) مشتق شده است و در کلیه عملیات نقشه برداری به منظور طرح پروژه های راه – راه آهن – سدسازی – خانه سازی از تاکئومتری استفاده می شود.

اندازه گیری مسافت با تاکئومتر در مناطق مسطح روش کار در اندازه گیری مسافت تاکئومتر را در ابتدای مسافت D طوری مستقر می کنیم که محور قائم آن (شاقول) از نقطه M بگذرد و بعد شاخص مدرجی را که به آن استادیمتر می گویند در نقطه N به طور قائم نگه میداریم.

اگر فرض کنیم که زمین کاملاً افقی بوده و شاخص هم قائم باشد در این صورت اگر فاصله AB را ( اختلاف قرائت خط بالا – خط پایین ) در ضریب استادیمتریک تاکئومتر که معمولاً 100 می باشد ضرب کنیم فاصله D بدست می آید در شکل قرائت تار بالا 170 و قرائت تار پایین 150 است.

بنابراین اختلاف دو تار 20=150-170 و بنابراین فاصله 20×100=D یعنی 2000 سانتیمتر و برابر 20متر خواهد بود.

محاسبه فاصله افقی و اختلاف ارتفاع بین دو نقطه در زمینهای شیبدار موقعی که زمین بین M و N دارای شیب ملایم یا تند می باشد در این صورت فاصله ای که روی شاخص قرائت می شود برابر AB است که با فاصله A'B' که باید از روی آن مسافت OE را حساب کرد فرق دارد.از روی شکل دیده می شود که اگر a زاویه خط قراولروی دوربین با افق باشد (شیب قراولروی) اگر ضریب استادیمتری را 150فرض کنیم بنابراین فاصله OE که همان فاصله استادیمتری می باشد برابر است با A'B' = AB Cos a OE = A'B' × 100 OE = AB × Cos a × 100 و فاصله افقی MN یعنی DH برابر است با DH = OE × Cos a = AB × Cos2 a ×100 و چون AB × 100 همان فاصله استادیمتری ظاهری است لذا فاصله افقی یعنی DH برابر است DH = Ds × Cos2 a یعنی در زمینهای شیبدار و موقعی که شاخص به طور قائم نگهداشته شده فاصله افقی برابر است با اختلاف قرائت دو تار رتیکول ضرب در ضریب استادیمتریک و ضربدر Cos2a که شیب قراولروی است.

محاسبه فاصله افقی بین دو نقطه در زمینهای شیبدار محاسبه اختلاف ارتفاع بین دو نقطه در زمینهای شیبدار سیستم های پارالاکتیک در این سیستم طول مبنای ثابتی را به نام Subtense Bar در یک طرف مسافت مورد اندازه گیری و عمود برجهت آن قرار داده و از طرف دیگر زاویه ای را که تحت آن این طول دیده می شود با دقت بسیار زیاد اندازه می گیرند.

سیستم های پارالاکتیک فاصله افقی S از فرمول زیر بدست می آید S = b/2 Cotg a/2 اگر متر d = 2 اختیار شود بر حسب مترS = Cotg a/2 استادیای 2 متری که در این طریقه به کار می رود روی سه پایه ای نصب میگردد و به کمک تراز کروی آنرا کاملاً افقی می نمایند.

با دوربین کوچکی که به آن متصل است آنرا عمود بر امتداد مورد اندازه گیری قرار می دهند.

اندازه گیری مسافت با استفاده از طریقه الکترونیکی در سالهای اخیر مهندسین الکترونیک و نقشه بردار به کمک هم وسایل الکترونیکی برای اندازه گیری مسافت ساخته اند که به وسیله