Nivellering is 'n soort geodetiese metings. Dit word gebruik om die relatiewe hoogtes van verskeie punte op die aarde se oppervlak te vind. Sulke natuurlike voorwerpe soos riviere, seë, oseane, velde of ander beginpunte kan as 'n voorwaardelike vlak in sulke metings geneem word. Trouens, nivellering is die bepaling van die waarde van die oormaat van die oppervlak van elke voorwerp oor 'n gegewe (verwysing). Sulke metings is nodig om 'n akkurate reliëf van die area wat bestudeer word saam te stel. In die toekoms word hierdie data gebruik in die voorbereiding van terreinplanne, kaarte of om spesifieke toegepaste probleme op te los.
Watter tipes gelykmaak is daar?
Sulke metings kan uitgevoer word deur 'n verskeidenheid metodes, wat verskil in die toerusting of tegnologie wat gebruik word. Oorweeg wat die hooftipes nivellering is. Die mees algemene is vyf metodes: meetkundige, trigonometriese, barometriese, meganiese en hidrostatiese meting van oppervlaktes. Kom ons leer elkeen van hulle in meer besonderhede ken.
Meetkundige nivellering
Met hierdie metode om die terrein te meet, 'n spesialemeetkundige spoor en toestelvlak. Die beginsel van skiet is om 'n reling met beroertes en verdelings te installeer op die vereiste punt naby die oppervlak wat bestudeer word. Daarna word die hoogteverskil met behulp van 'n horisontale sigbalk getel. Meetkundige nivellering word uitgevoer volgens die beginsel "van die middel" of "vorentoe". By die meting volgens die eerste metode word relings op twee punte op die oppervlak geïnstalleer, die toestel is op 'n ewe afstand tussen hulle geleë. Die resultaat van die opname is data oor die oormaat van een van die stawe bo die ander. Die tweede metode is klassiek - een toestel en een spoor. Hierdie nivelleringsmetodes is die algemeenste. Hulle het toepassing gevind in die konstruksie van beide klein voorwerpe (huise) en groot voorwerpe (brûe).
Trigonometriese nivellering
Met hierdie tipe meetwerk is dit gebruiklik om spesiale goniometriese toestelle te gebruik, wat teodoliete genoem word. Met die hulp van hulle word inligting geneem oor die hellingshoeke van die sigstraal, wat deur 'n paar gegewe punte op die oppervlak gaan. Trigonometriese nivellering word wyd gebruik in topografiese metings om die hoogteverskil tussen twee voorwerpe wat op 'n aansienlike afstand van mekaar is, maar in die optiese sigbaarheidsone van die toestel te bepaal.
Barometriese oppervlakmeting
Barometriese nivellering is 'n meetmetode gebaseer op die afhanklikheid van atmosferiese lugdruk op die hoogte van 'n punt op die oppervlak wat bepaal word. Die leesproses word uitgevoer met behulp vanbarometer. Hierdie nivelleringstelsel moet 'n aantal regstellings vir die werklike lugtemperatuur en die humiditeit daarvan in ag neem. Hierdie metode het toepassing gevind in moeilik bereikbare gebiede (byvoorbeeld in bergagtige toestande) tydens verskeie geografiese en geologiese ekspedisies.
Meganiese (tegniese) oppervlakmeting
Tegniese nivellering behels die gebruik van 'n spesiale toestel – outomatiese nivellering. Daarmee word die profiel van die area wat bestudeer word in outomatiese modus geteken deur gebruik te maak van 'n wrywingskyf wat die afstand afgelê aanteken, en 'n vasgestelde skietlood wat die vertikale stel. So 'n toestel word gewoonlik op 'n voertuig geïnstalleer en van een bepaalde punt na 'n ander aangery. Tegniese nivellering laat jou toe om die hoogteverskil tussen die bestudeerde voorwerpe, die afstand tussen hulle en die terreinprofiel, wat op 'n spesiale fotoband aangeteken is, te bepaal.
Hidrostatiese oppervlakmeting
Hidrostatiese nivellering is 'n metode wat gebaseer is op die beginsel van kommunikeer vaartuie. Skiet op hierdie manier word uitgevoer met behulp van 'n hidrostatiese toestel, wat werk met 'n fout van tot twee millimeter. So 'n vlak word saamgestel uit 'n paar glasbuise wat deur 'n slang verbind word, hierdie stelsel is gevul met water. Die meetproses word soos volg uitgevoer - die buise word aan die relings geheg waarop die skaal aangebring word. Daarna word die tralies naby die voorwerpe wat bestudeer word geïnstalleer, die verdelings merk die numeriese waardeverskil tussen twee vlakke. Hierdie ontwerp het 'n aansienlike nadeel, naamlik die beperkte metingslimiet, wat deur die lengte van die slang bepaal word.
Die beskryfde nivelleringsmetodes (behalwe vir meganiese) is baie eenvoudig en vereis geen spesifieke kennis van die operateur nie, daarom word dit wyd gebruik in konstruksie en ander areas van die nasionale ekonomie.
Meetklasse
Benewens die meettegniek, word nivellering gewoonlik in akkuraatheidsklasse verdeel. Elkeen van hulle stem ooreen met 'n sekere tipe en metode van inligtingherwinning. Kom ons kyk watter nivelleringsklasse bestaan.
- Eerste klas word as hoogs akkuraat beskou. Dit stem ooreen met 'n wgk ewekansige fout van 0,8 millimeter per kilometer en 'n sistematiese fout van 0,08 mm/km.
- Die tweede klas word ook as hoogs akkuraat beskou. Die fout hier is egter effens hoër - die wgk-fout is 2,0 mm/km, en die sistematiese fout is 0,2 mm/km.
- Derde klas. Dit stem ooreen met 'n standaardfout van 5.0 mm/km, en die sistematiese word nie in ag geneem nie.
- graad vier. Dit stem ooreen met 'n wortel-gemiddelde-kwadraat fout gelyk aan 10.0 mm/km, die stelselfout word ook nie in ag geneem nie.
Afhangende van die kenmerke van die terrein en die doelwitte van die opname, kan verskeie metodes van opmeting van data gebruik word. Byvoorbeeld, deur veelhoeke, deur parallelle lyne, of deur die oppervlak gelyk te maak met vierkante. Laasgenoemde tegniek is die mees gebruikte, dit word wyd gebruik vir data-insameling vangroot oop areas met relatief lae deursnee hoogtes. Kom ons oorweeg dit in meer besonderhede.
Squaring
Oppervlakte-nivellering deur hierdie metode word uitgevoer om grootskaalse topografiese planne van plat gebiede te verkry. Die gladde posisie van beheerpunte word bepaal deur dwarstrekkers te lê. En hoogtes - deur die metode van meetkundige meting met behulp van tegniese vlakke. Die proses van data-verkryging kan op twee verskillende maniere uitgevoer word: deur gelykmaakbewegings te lê met 'n geleidelike uiteensetting van die diameters en deur vierkante.
Nivellering deur vierkante word uitgevoer deur op die grond te breek met 'n maatband en 'n teodoliet ('n rooster met 'n selkant van twintig meter) wanneer gemeet op 'n skaal van 1:500 en 1:1000, veertig meter - wanneer geskiet word op 'n skaal van 1:2000 en honderd meter op 1:5000.
Terselfdertyd word die situasie van die bestudeerde gebied vasgestel en 'n uiteensetting word opgestel. Hierdie prosedures word op dieselfde manier uitgevoer as in teodolietopname. Benewens die toppe van die selle, is kenmerkende reliëfvoorwerpe op die grond vasgemaak - pluspunte: die bokant en basis van die heuwel, die onderkant en rande van die put, punte op die oorloop- en waterskeidinglyne, en ander.
Opmetingsregverdiging word geskep deur gelykmaak- en teodolietgange langs die buitenste grense van die rooster van vierkante te lê, wat dan aan die punte van 'n enkele staatsnetwerk vasgemaak word. Die hoogtes van pluspunte en selhoekpunte word bepaal deur die metode van meetkundige nivellering. As die sylengtevierkante veertig meter of minder, dan probeer hulle vanaf een stasie al die vasgestelde punte meet. Die afstand van die toestel na die kroeg moet nie 100-150 meter oorskry nie. As die lengte van die sy van die vierkant honderd meter is, word die vlak in die middel van elke sel geplaas. Volgens die veldopname van die gebied met behulp van die metode van vierkante, word 'n nivelleringslog en 'n uiteensetting van afmetings saamgestel.
Logteken en gelykmaakomtrek deur vierkante
Die log bevat data oor die grootte van die kant van die sel, wat die koördinaatrooster aan teodoliet-traverse bind (geodetiese regverdiging). Daarbenewens word binding aan terreinvoorwerpe aangedui - mere, heuwels, ensovoorts. Daar moet ook kennis geneem word van watter posisies die gelykmaking van die terrein uitgevoer is. Die uiteensetting bevat die resultate van die skiet van elk van die blokkies. Aan die bokant en pluspunt van elke sel word die lesings vanaf die swart kant van die balk (in meter), sowel as die berekende hoogtes, aangedui. Hierdie berekening word op die horison van die instrument uitgevoer. Die hoogtes van die selhoekpunte word bepaal as die verskil tussen die horison van die instrument by die stasie en die lesing op die spoor.
Om die oppervlakmetingsproses vir twee selhoekpunte te beheer, word nivellering vanaf twee verskillende stasies uitgevoer. Die opstel van 'n plan gebaseer op die verkrygde materiaal vir die neem van oppervlakdata begin met die bevestiging op die tablet volgens die koördinate van die punte van die verenigde staat geodetiese netwerk, voorwerpe van opname regverdiging (nivellering en teodolietbewegings), pluspunte, hoekpunte van vierkante en die situasie.
Aansoekmetode
Wanneer die gebied op 'n manier gelykgemaak wordtoepassings van teodoliet en gelykmaakgange, afgebreek in diameters, word die gange langs die natuurlike kenmerkende lyne van 'n gegewe area gelê, byvoorbeeld langs keerwalle of waterskeidings. In sulke werk moet deursnee en plakkate elke veertig meter op 'n skaal van 1:2000 en elke twintig meter by opmeting op 'n skaal van 1:1000 en 1:500 gestel word. By die buigpunte van die hellings word plus-voorwerpe gemerk. In die proses om plakkate op te rig, moet die situasie reggestel word en 'n uiteensetting opgestel word. Nivelleringsrekords word in die joernaal gemaak. Dit merk die reeksnommers van die pa altjies, lesings aan die rooi en swart kante van die relings, die afstande van positiewe voorwerpe vanaf die naaste pa altjies. Gebaseer op die nivelleringsresultate, word 'n topografiese plan van die gebied, dwars- en longitudinale terreinprofiele saamgestel.
Dit is raadsaam om die oppervlak in die gebiede van die voorgestelde terrein te meet vir landscaping en vertikale beplanning van die gebied. 'n Voorbeeld is die landskapontwerp van die area rondom enige argitektoniese monument, of 'n landskap tuinmaaksone.
Wat is 'n vlak?
Om 'n meetkundige meting van die terrein uit te voer, wat wyd in konstruksie gebruik word, word vlakke van verskeie ontwerpe gebruik. Hierdie toestelle, volgens hul beginsel van werking, word gewoonlik verdeel in: elektronies, laser, hidrostaties en opties-meganies. Alle vlakke is toegerus met 'n teleskoop wat in 'n horisontale vlak draai. Die moderne ontwerp van so 'n meettoestel maak voorsiening vir outomatiese vergoedingom die visuele as na die werkposisie te stel.
Geskiedenis van gelykmaak
Die eerste inligting wat die moderne mens oor gelykmaak bereik het, verwys na die eerste eeu vC, naamlik die bou van besproeiingskanale in antieke Griekeland en Rome. Historiese dokumente maak melding van 'n watermeettoestel. Die uitvinding en gebruik daarvan word geassosieer met die name van die antieke Griekse wetenskaplike Heron van Alexandrië en die Romeinse argitek Mark Vitruvius. Die stukrag vir die ontwikkeling van hierdie meetinstrumente en nivelleringsmetodes was die skepping van 'n spotting-skoop, 'n barometer, 'n silindriese vlak en 'n gradueringsrooster in spotscope. Hierdie uitvindings dateer terug na die 16de en 17de eeue, en hulle het dit moontlik gemaak om 'n stelsel te ontwikkel om die aarde se oppervlak akkuraat te meet.
In Rusland, in die tyd van Petrus die Grote, is 'n optiese werkswinkel gestig, waar hulle onder andere ook watervlakke vervaardig het, eers daarna is dit waterpas met 'n pyp genoem. I. E. Belyaev was besig met die ontwikkeling van vlakke in die werkswinkel. In dieselfde tydperk het die eerste meetinstrumente verskyn, gebaseer op barometers. Aan die begin van die negentiende eeu het die eerste trigonometriese vlakke verskyn, met hul hulp is baie grootskaalse werk uitgevoer om die verskil in die vlakke van die Azof en Swart See te bepaal, die hoogte van die berg Elbrus is gemeet. Die gebruik van meetkundige instrumente word in die middel van die negentiende eeu aangeteken. So, in 1847 is hulle gebruik in die konstruksie van die Suez-kanaal. In ons land, meetkundige nivelleringoppervlak is gebruik in die konstruksie van water- en landpaaie. Die begin van die skepping van die binnelandse staatsnetwerk word as 1871 beskou. Toe begin werk aan die regmaak en installering van punte wat as basis vir topografiese opnames gedien het.
Toepassing van nivellering
Die resultaat van nivellering is die skepping van 'n enkele verwysing geodetiese netwerk, wat dien as die basis vir topografiese metings van die gebied of verskeie geodetiese metings. Skiet word wyd gebruik vir navorsing en wetenskaplike doeleindes: wanneer die aardbol bestudeer word, die beweging van die aardkors, om skommelinge in die vlak van die see en oseane reg te stel.
Nivellering word ook gebruik om verskeie toegepaste probleme op te los wat geassosieer word met die konstruksie van verskeie voorwerpe, die aanlê van kommunikasielyne, nutsdienste, ens. Terreinmeting is byvoorbeeld nodig om ontwerpbesluite in hoogte oor te dra, benewens tydens installasie werk op die installering van boustrukture. Wanneer sulke probleme opgelos word, word die data wat deur die geodesiediens verkry word altyd gebruik. Ook, direk vir die oplossing van verskeie hoogs gespesialiseerde take, word outomatiese inligtingherwinningstelsels gebruik. Sulke take sluit byvoorbeeld die herstel en bou van die pad in. Die sensors wat by die outomatiese nivelleringstoestel ingesluit is, word op spoorwaens, motors geïnstalleer, wat in die kortste moontlike tyd 'n klaargemaakte profiel van die area wat bestudeer word, tot gevolg het.
Moderne tegnologie
Tot op datum,as gevolg van die buitengewone vinnige ontwikkeling van wetenskap en tegnologie, word verskeie tegniese kundigheid gebruik om die oppervlak gelyk te maak.
- Laser. Hulle werk is gebaseer op die lees van terreinparameters deur 'n laserskanderingstoestel te gebruik.
- Ultrasonies. Die hoofelement van so 'n toestel is 'n ultrasoniese sensor wat golwe uitstuur.
- GNSS-tegnologie, wat geassosieer word met die verkryging van inligting oor die huidige koördinate met behulp van satellietkommunikasie. Sulke toerusting verskaf baie hoë nivelleringsakkuraatheid.
Om die doeltreffende verwerking van 'n groot aantal inligtingvloeie wat verkry word in die proses van toepassing van bogenoemde know-how te verseker, word dit vereis om toepaslike spesiale sagteware te hê wat take sal verrig wat verband hou met berging, bestuur, visualisering en verwerking data.
Moderne gelykmaakstelsels in padkonstruksie
Geoutomatiseerde stelsels word wyd gebruik in moderne padkonstruksie. Hulle laat jou toe om padboutoerusting te bestuur, gegewe sy huidige posisie. Terselfdertyd word die outomatiese nivellering van die roete gekenmerk deur die hoë akkuraatheid van die werk wat uitgevoer word, wat die kwaliteit van die pad wat geproduseer word aansienlik verbeter, sowel as die konstruksietyd verminder. Sulke toestelle, geïnstalleer op asf altpapers, padfreesmasjiene, stootskrapers, laat jou toe om skade en defekte in die ou sypaadjie uit te skakel wanneer jy 'n nuwe laag lê. Hierdie vlakke beheer die dwarshelling van die pad, voer dit uit volgens presies gespesifiseerde projekgrense. Moderne oppervlakmetingstelsels vir padkonstruksietoerusting word in verskeie tipes verdeel, afhangende van die tegnologie wat gebruik word.
- Ultrasoniese toestelle met verskillende aantal sensors.
- Laserbakkiestelsels.
- Toestel gebaseer op satelliet-GPS-tegnologie.
- 3D-stelsel gebaseer op totale stasie-beginsel.
Indien nodig, afhangende van die kompleksiteit en eienaardigheid van die werk wat uitgevoer word, kan een of ander outomatiese nivelleringstegnologie gebruik word.
