Глава 6. Горизонтальная съемка

Глава 6

Горизонтальная съемка

6.1. Сущность метода горизонтальной съемки

Топографическая съемка, выполняемая с целью определения взаимного расположения в плане ситуации контуров и предметов местности, называется горизонтальной.

Горизонтальная съемка чаще всего выполняется на застроенных территориях и подразделяется на съемку проездов и внутриквартальную съемку и может выполняться самостоятельно или в сочетании с вертикальной съемкой в зависимости от организации этих работ.

Горизонтальная съемка может быть выполнена различными методами: теодолитным или комбинированным.

Теодолитный метод - это метод горизонтальной съемки, при производстве которой угловые измерения выполняются теодолитами, линейные - стальными лентами и рулетками, дальномерами или дальномерными насадками.

Комбинированный метод - это метод горизонтальной съемки, когда основные элементы ситуации определяются на местности аналитически с последующим вычислением их координат и нанесением на план по координатам или без вычисления, с помощью хорд. Съемка подробностей ситуации производится на мензуле графически. Производство мензульной съемки подробно рассмотрено в главе 4.

Горизонтальная съемка на застроенных территориях выполняется обычно в масштабах 1:2000, 1:1000 и 1:500, чаще методом теодолитной съемки.

Съемка ситуации теодолитным методом производится со съемочных точек. Она заключается в измерениях, определяющих положение контуров и отдельных предметов ситуации на плане.

При съемке местных предметов производят определение положения точек разными способами. Применение того или иного способа зависит от конкретных условий местности, облегчая и ускоряя полевую измерительную работу. Наиболее часто применяются следующие способы;

- обхода;

- перпендикуляров;

- полярный;

- прямых угловых засечек;

- линейных засечек;

- створов.

Ниже приводится описание каждого способа съемки.

1. Способ обхода (рис. 30) осуществляют проложением съемочного теодолитного хода, линии которого примерно совпадают со снимаемым контуром местности, привязывая этот ход к точкам планового обоснования.

При съемке методом обхода углы  ₁,  ₂, ...,  _n измеряются при одном положении круга, измерение длин линий S ₁, S ₂, ..., S _n производится однократно мерной лентой и контролируется по дальномеру, расстояния записываются до 0,1 м. Запись производится в журналах теодолитных ходов принятой формы.

Способ обхода выполняется проложением замкнутых ходов при съемке площадных контуров (усадьбы, плантации культур и т.п.) и одиночных ходов при съемке вытянутых контуров дорог, границ и т.п.).

Наложив на план по координатам или графически точки теодолитного съемочного хода, получают при этом очертания снимаемого контура.

Достоинством этого способа является наличие избыточных измерений, что позволяет проверить правильность измерений как угловых, так и линейных.

2. Способ перпендикуляров (рис. 31). При съемке этим способом положение точки определяется двумя величинами: расстоянием от точки съемочного обоснования по стороне теодолитного хода - абсциссой х и длиной перпендикуляра, восставленного со стороны теодолитного хода и проходящего до определяемой точки - ординатой у. Абсциссы определяются в процессе измерения длины стороны теодолитного хода или раздельно.

Перпендикуляры на местности могут быть определены следующими методами:

а) опусканием перпендикуляра Аа (рис. 32) из точки ситуации А на линию хода MN с помощью ленты или рулетки.

В этом случае нуль рулетки устанавливается в снимаемой точке А и производится засечка кратчайшим расстоянием Аа до ленты, уложенной в створе линии MN. Таким образом, перпендикуляр на линию опускается с точностью около 1° [15];

б) восставлением перпендикуляра с ходовой линии на определяемую точку ситуации с помощью эккера.

Расстояние до основания перпендикуляра определяется по ленте, уложенной в створе ходовой линии, длина перпендикуляра - рулеткой. Перпендикуляр с помощью эккера восставляется с точностью 5';

в) восставлением перпендикуляра с ходовой линии на определяемую точку на глаз. Расстояния до основания перпендикуляра в этом случае определяются с помощью ленты и рулетки.

Во всех случаях длина перпендикуляра измеряется однократно. Допустимые расстояния от съемочных точек до точек ситуации при съемке различными способами могут быть вычислены, исходя из значений средних квадратических погрешностей m измерений, связанных со съемками. Значения m помещены в табл. 18.

Таблица 18

Характер контуров	Погрешности измерений m, связанные со съемками
	на плане, мм	на местности в масштабе съемки, м
		1:2000	1:1000	1:500
Четкие (капитальные сооружения)	0,18	0,36	0,18	0,09
Четкие (некапитальные сооружения)	0,52	1,04	0,52	0,26

Для вычисления допустимых значений длин перпендикуляров можно использовать формулу оценки точности положения точки при съемке способом перпендикуляров [28]:

, (39)

где m - средняя квадратическая погрешность измерений;

m _х - средняя квадратическая погрешность определения основания перпендикуляра;

m _у - средняя квадратическая погрешность длины и построения перпендикуляра.

Если из значения m в табл. 18 исключить значения m _х, то получим значения m _у, приведенные в табл. 19.

Таблица 19

Характер контуров	m y, м, при масштабе съемки
	1:2000	1:1000	1:500
Четкие (капитальные сооружения)	0,34	0,16	0,07
Четкие (некапитальные сооружения)	1,02	0,52	0,25

На основании данных табл. 19 определяется длина перпендикуляров по формуле

, (40)

где у - длина перпендикуляра;

m _y - средняя квадратическая погрешность длины и построения перпендикуляра;

m  - точность построения прямого угла;

- относительная погрешность измерения длины перпендикуляра.

Принимая

; ; ,

получим допустимые значения перпендикуляров (табл. 20).

При съемке нужно помнить, что чрезмерно короткие перпендикуляры создают затруднения при накладке на план ситуации, поэтому минимальная, длина их в масштабе плана не должна быть менее 4 мм.

При съемке криволинейных контуров перпендикуляры нужно брать настолько часто, чтобы между каждой парой снимаемых точек линия была близка к прямой или характеризовалась односторонней выпуклостью.

Таблица 20

Характер контуров	Длина перпендикуляра, м, при масштабе съемки
	1:2000	1:1000	1:500
Перпендикуляры со снимаемой точки
Четкие (капитальные сооружения)	20	10	4
Четкие (некапитальные сооружения)	50	30	15
Перпендикуляры, восставленные эккером
Четкие (капитальные сооружения)	150	80	40
Четкие (некапитальные сооружения)	350	250	120

Примечание: Длины перпендикуляров, восставленных на глаз, уменьшаются в два раза по сравнению с длиной перпендикуляров со снимаемой точки.

Расстояния между пикетами могут достигать 5 мм на плане в зависимости от характера ситуации.

Длина перпендикуляров при съемке четких контуров капитальных сооружений определяется с точностью до 1 см, других контуров - с точностью до 0,1 м.

Способ перпендикуляров обычно принимается при съемке вытянутых в длину контуров-водотоков, дорог, улиц, ситуации на проездах и т.п.

3. Полярный способ (рис. 33) применяется преимущественно на открытой местности при съемке внутриквартальной застройки.

Положение точки при съемке полярным способом определяется углом  _i, измеренным от твердой линии MN до снимаемой точки i и расстоянием S _i, измеренным от твердой до снимаемой точки.

Углы измеряются теодолитом при одном положении круга с точностью до 1', а расстояние - мерной лентой, стальной рулеткой или дальномерами однократно.

Допустимые значения расстояний могут быть вычислены исходя из средних квадратических погрешностей измерений m (см. табл. 19) по формуле [28]

, (41)

где S - полярное расстояние;

m  - точность измерения полярного угла;

- относительная погрешность линейных измерений;

m - средняя квадратическая погрешность измерений.

Допустимые значения расстояний при съемке полярным способом, с учетом длины стороны теодолитного хода, приводятся в табл. 21.

Таблица 21

Характер контуров	Полярные расстояния, м, при масштабе съемки
	1:2000	1:1000	1:500
При измерении лентой
Четкие (капитальные сооружения)	300	180	90
Четкие (некапитальные сооружения)	350	250	200
При измерении нитяным дальномером
Четкие (капитальные сооружения)	100	60	30
Четкие (некапитальные сооружения)	300	150	80

Примечание. При измерении линий оптическими дальномерами расстояния увеличиваются соответственно увеличению точности дальномера

Достоинством полярного способа съемки является определение местоположения каждой контурной точки независимо от других, благодаря чему не происходит накопления погрешностей.

4. Способ засечек применяется в зависимости от используемых инструментов в виде угловых или линейных засечек.

а. Способ прямых угловых засечек применяется на открытых участках, там, где невозможно производить непосредственное измерение расстояний (рис. 34).

Для определения положения снимаемой точки 1 способом угловой засечки измеряются два угла  ₁ и  ₁, примыкающих к базису.

Базисом могут быть сторона или часть теодолитного хода или любые два пункта планового обоснования, между которыми существует видимость.

Примычные углы измеряются одним полуприемом с точностью до 1'. Основное требование, предъявляемое к угловой засечке, состоит в том, что угол при определяемой точке должен лежать в пределах 30-150°.

Расстояние от исходных до определяемой точки можно вычислить по формуле оценки точности при съемке способом угловой засечки [28]

, (42)

где S - расстояние до снимаемой точки;

m - средняя квадратическая погрешность измерений;

- угол при определяемой точке;

m  -точность измерений углов

Принимая =30°, , получим значения допустимых расстояний при съемке способом угловых засечек (табл. 22).

Таблица 22

Характер контуров	Расстояние при угловой засечке, м, при масштабе съемки
	1:2000	1:1000	1:500
Четкие (капитальные сооружения)	400	200	100
Четкие (некапитальные сооружения)	1200	600	300

б. Способ линейных засечек применяется, если условия местности позволяют легко производить линейные измерения.

Положение точки при съемке способом линейных засечек определяется как вершина треугольника аАb, в котором известны три стороны аА, ab, AB (рис. 35).

Линии засечек измеряются непосредственно рулеткой однократно.

Допустимые длины линейных засечек можно вычислить по формуле оценки точности при съемке ситуации этим способом, исходя из среднеквадратической погрешности измерений [28]

, (43)

где m _s - погрешность снимаемой точки;

m - средняя квадратическая погрешность измерений;

- угол при снимаемой точке.

Принимая =30° и , получим допустимые значения расстояний при съемке способом линейных засечек (табл. 23).

Таблица 23

Характер контуров	Расстояния при линейной засечке, м, при масштабе съемки
	1:2000	1:1000	1:500
Четкие (капитальные сооружения)	120	60	25
Четкие (некапитальные сооружения)	350	180	90

Примечание. При измерении линий дальномерами допустимые расстояния изменяются в зависимости от точности применяемого дальномера.

5. Способ створов (рис. 36). Суть способа заключается в том, что в створе двух известных точек М и N при помощи теодолита и мерного прибора определяется положение контуров.

Обычно при производстве горизонтальной съемки применяют все указанные способы. Это делает теодолитный метод съемки достаточно гибким и является одним из его достоинств.

Измеренные линии во всех способах приводятся к горизонту по формуле [17]

S = D cos v, (44)

где S - горизонтальное проложение линий;

D - измеренное значение длины линии;

v - угол наклона линии.

Так как линейные измерения при горизонтальной съемке производятся с точностью, не превышающей , то более малыми погрешностями можно пренебречь. Тогда значение наименьшего угла наклона v, с которого нужно вводить поправки за приведение к горизонту, можно вычислить следующим образом:

;

cos v = 0,999; v = 2°34'.

Следовательно, при производстве горизонтальной съемки на местности с углами наклона 2° и более для вычисления горизонтальных проложений следует измерять вертикальные углы.

Чтобы погрешность определения горизонтального проложения, обусловленная погрешностью измерения угла наклона, не превышала , погрешность измерения угла наклона не должна превышать величины, указанной в табл. 24.

Таблица 24

Угол наклона	Допустимая погрешность измерения угла наклона	Угол наклона	Допустимая погрешность измерения угла наклона
2°	98'	7°	28'
3	68	8	24
4	50	10	20
5	40	12	16
6	32	15	14
		20	10

Из табл. 24 видно, что углы наклона до 10° можно измерять с точностью, которую обеспечивает эклиметр, - 15-20'. Углы наклона более 10° необходимо измерять теодолитом, отсчеты следует брать с точностью до 1'.

Основными полевыми материалами, получаемыми в результате теодолитной съемки, являются и журналы измерений.

При съемке ситуации глазомерно, в каком-либо произвольном масштабе, составляется схематический план местности - абрис. На абрисе показывается расположение точек и сторон теодолитных ходов и снимаемых объектов местности со всеми результатами угловых и линейных измерений и пояснительными надписями. Абрис должен давать полное представление о ситуации снимаемой местности.

Журнал при горизонтальной съемке заполняется по мере необходимости, так как в основном все записи производятся на абрисе.

Так, например, журнал ведется при съемке способом обхода, полярным способом. В журнал записываются углы наклона местности, если они превышают 2°.

6.2. Сгущение съемочной сети

В плановом отношении геодезической основой горизонтальной съемки, как и других видов съемки, служат пункты государственных геодезических сетей, геодезических сетей сгущения (местных сетей), точки съемочного обоснования, которые развиваются в зависимости от формы, размера и характера застройки участка.

Минимальное количество точек съемочного обоснования на 1 кв. км и на 1 планшет прямоугольной разграфки приведено в табл. 25.

Таблица 25

Масштаб съемки	Минимальное количество точек
	Четкие контуры		Нечеткие контуры
	на 1 кв. км	на 1 планшет	на 1 кв. км	на 1 планшет
1:2000	8	8	6	6
1:1000	6	4	12	3
1:500	32	2	16	1

Съемочным обоснованием, как правило, служат теодолитные ходы, микротриангуляция и засечки.

В процессе производства съемочных работ может выявиться, что съемочных точек недостаточно для полного отражения ситуации местности на плане. Тогда проводится дополнительное сгущение сети съемочного обоснования. Способы сгущения могут быть различными в зависимости от конкретных условий местности.

Одним из способов дальнейшего сгущения может быть проложение диагональных ходов внутри сети (полигонов) съемочного обоснования.

Длина таких ходов должна быть не более половины длин, установленных для теодолитных ходов, и с погрешностью 1:2000.

Относительная точность диагональных ходов не должна быть ниже 1:1000.

Диагональный ход может прокладываться и для контрольных измерений.

Если на застроенной территории съемочное обоснование не позволяет снять отдельные элементы ситуации, рекомендуется прокладывать для этой цели висячие теодолитные ходы, опирающиеся одним концом на исходные точки.

Длина и максимальное число углов поворотов в висячих ходах приводятся в табл. 26.

Таблица 26

Масштаб съемки	Допустимая длина висячих ходов	Число углов поворота
1:2000	200	2
1:1000	150	1
1:500	100	1

Для создания более густой сети съемочных точек на сторонах теодолитных ходов могут разбиваться створные точки (рис. 37). Створные точки (линии) разбиваются не далее 2-го порядка.

Дополнительные съемочные точки могут быть получены также способом угловых засечек.

Определение дополнительных точек на местности вышеперечисленными методами (их закрепление, инструменты, методика угловых и линейных измерений, камеральная обработка результатов полевых измерений) производится так же, как определение точек съемочных сетей. Дополнительные точки используются в качестве съемочного обоснования.

6.3. Съемка проездов

Съемка проездов производится со съемочных точек способами перпендикуляров (абсцисс и ординат), полярным, засечек, створов и комбинированным (графоаналитическим). Общая техническая характеристика каждого способа приводится в 6.1.

Съемка контуров местных предметов состоит в определении их планового положения относительно исходных плановых точек, а также относительно друг друга. Съемка осуществляется путем измерения длин линий до указанных контуров и измерения горизонтальных углов между направлениями на опорную точку и контур или между направлениями на характерные точки контуров.

Определение планового положения контуров местных предметов производится вышеуказанными способами по следующей методике:

1. Способ перпендикуляров

Принимая одно из направлений за опорную линию (это будет линия между съемочными точками или между съемочной точкой и точкой четкого контура), укладываем по этой линии ленту таким образом, чтобы она располагалась в створе этой линии без перегибов и была натянутой. Допускаемая нестворность должна составлять не более 0,2 мм в масштабе плана. При этом начальный штрих ленты должен быть совмещен с началом опорной линии. По ленте отсчитывается отрезок линии до пересечения створа с перпендикуляром, опущенным со снимаемой точки. В месте пересечения угол в 90° строится либо визуально, либо с помощью эккера. Это будет зависеть от длины перпендикуляра. Длина перпендикуляра замеряется рулеткой. Все отсчеты по ленте и по рулетке заносятся в абрис (см. прил. 5).

2. Полярный способ

На съемочной точке устанавливается теодолит, центрируется. При совмещенных нулях лимба и алидады труба наводится на начальное направление или на любую другую точку, принятую за начальную. Далее открепляется алидада и труба наводится на снимаемую точку. При этом положении берется отсчет по лимбу и заносится в абрис или соответствующий журнал.

Измерение горизонтальных углов на снимаемые точки желательно производить по ходу часовой стрелки от начального направления (одним полуприемом).

После снятия отсчетов по направлениям на все снимаемые точки труба вновь наводится на начальное направление для контроля с последующей записью его в журнале. Расхождение не должно превышать 2', после чего между съемочной точкой и снимаемыми точками определяются расстояния простым измерением лентой или дальномером.

Измерение расстояния заносится в абрис (см. прил. 5).

3. Способ засечек

При угловой засечке инструмент устанавливается поочередно на двух съемочных точках. На каждой съемочной точке измеряется горизонтальный угол между начальным направлением и направлением на снимаемую точку одним полуприемом.

При линейной засечке измеряются расстояния от съемочных точек до снимаемой точки поочередно.

Линии до снимаемой точки могут быть измерены как лентой, так и дальномером. Это будет зависеть от точности масштаба съемки.

4. Способ створов

Этот способ имеет место при съемке второстепенных контуров местности. В данном способе строится створ между съемочной точкой и снимаемой точкой контура или между точками снимаемых четких контуров. Располагающиеся контуры от направления этого створа справа и слева снимаются обычным способом перпендикуляров.

Этот створ может быть продолжен за точку снятого контура на длину не более длины линии теодолитного хода. Справа и слева продолженного створа снимаются контуры местности обычными способами.

5. Комбинированный (графоаналитический)

При данном способе на съемочной точке устанавливается мензула. Съемка важных контуров производится вышеуказанными способами. Съемка же второстепенных контуров - мензульным способом.

В этом случае абрис не ведется и вся снятая ситуация наносится на планшет непосредственно в поле. Методика проведения мензульной съемки указана в главе 4.

Точность способов съемки определяется по формулам (39), (41), (42), (43).

Съемка ситуации требует от исполнителя повышенного внимания и навыка. В данном случае каждая точка контура снимается независимо от других, и погрешность в определении положения одной точки не повлияет на положение других точек, а следовательно, грубая погрешность в съемке точки может не выявиться. Поэтому исполнитель должен все время изучать ситуацию, форму контуров, следить за работой реечника или мерщика с лентой. Особое внимание следует обратить в том случае, когда производится координирование углов зданий или характерных точек на проезде.

Каждый предмет местности снимается по контуру.

Контуром предметов является линия, образованная соприкосновением земной поверхности с покрытием или без покрытия с наружной поверхностью предметов.

Например, у зданий, расположенных вдоль проезда, контур проходит при соприкосновении цокольной части фундамента с тротуарной частью или отмосткой (рис. 38).

Выбор способа съемки будет зависеть от точности инструментов, обеспечивающих средние квадратические погрешности съемки, указанные в табл. 19.

Абрис ведется в карандаше. Журнал горизонтальной съемки заполняется в исключительных случаях (при густой застройке, необходимости измерения вертикальных углов и угловых засечек).

В качестве журнала горизонтальной съемки можно использовать журнал тахеометрической съемки.

Съемка проездов подразделяется на две части:

- съемку ситуации;

- обмер фасадов и контрольные промеры.

Съемка деталей ситуации проезда начинается со съемочной точки. Над точкой устанавливается инструмент, центрируется.

Если при этом установлен теодолит, то нуль лимба ориентируется по начальному направлению. Это начальное направление должно быть указано в абрисе (прил. 5). После ориентирования инструмента производится зарисовка местных предметов в абрис. В абрис зарисовываются только те предметы местности, которые подлежат съемке, в зависимости от масштаба съемки.

После зарисовки предметов производятся угловые измерения на выбранные ситуационные точки при одном круге (горизонтальные и углы наклона).

Для этого алидада открепляется от начального направления и поочередно труба наводится на ситуационные точки со взятием отсчета по лимбу. Последнее наведение делается снова на начальное направление для контроля. Контрольные отсчеты записываются в абрис или журнал в скобках под первоначальным ориентированием.

После угловых измерений инструментом намечаются створные линии для съемки точек способом перпендикуляров и производятся измерения полярных расстояний. Пробивка створов может производиться с одновременным откладыванием расстояния мерной лентой или дальномером до мест опускания перпендикулярна со снимаемой точки (рис. 39).

Обмеры фасадов могут производиться до начала инструментальной съемки или после.

Это будет зависеть от времени года и условий местности. Обмер фасадов и контрольные промеры выполняются стальной лентой или рулеткой с точностью, указанной в табл. 27.

Используя принцип равного влияния погрешностей угловых и линейных измерений, будем иметь m _лин = m _угл = m _о. Тогда средняя квадратическая погрешность измерений, связанная со съемками, будет равна

, (4