Топогеодезия негіздері

 

Шектес белдеудегі километрлік торды көрсету үшін картаның құбыла жиектерінде осы тордың шыға беріс сызықшаларын ғана белгілейді (Қ-2, сур. 15, 5 белдеудің км-лік торына көңіл аударыңыз).

Топографиялық  картаның географиялық мазмұны

 

Топокартаның (планның) географиялық мазмұнын табиғаттық (физико-географиялық) және әлеуметтік – экономикалық объектілер құрады, олардың бейнеленуі жалпы қабылданған масштабты емес және сызықтық шартты белгілердің (ш.б.) көмегімен жүзеге асады. Мысалы, 1:10000 – тан 1:100000 – қа дейінгі масштабтағы топокарталар бойынша 750 белгілеулер, 350 шартты белгілер мен 400-ден астам түсіндірме жазулар қамтылған . Топопландар үшін пайдаланылатын ресми құжат жеке-дара жинақталған [13].

Масштабты шартты белгілермен объектілер карта масштабында  беріледі де, масштабтан тыс шартты белгілермен олар нүктеленіп таңбаланып кейіптеледі. Сызықтық шартты белгілермен объектің созыңқылығы масштабта, ал ені масштабтан тыс, бәлкім іріленіп көрсетіледі.

Табиғаттық (физико-географиялық) объектілердің құрамына гидрография, жер бедері, өсімдік жамылғысы мен топырақтар жатады, оларды бейнелеудің өзіндік өлшемдері, өңдері мен келбеттері болады. Мысалы, гидрография – көгілдер, ормандар – жасыл, жер бедері қоңыр түстерімен реңктеледі. Объектердің аты, сандық және сапалық сипаттамалары жазулармен, цифрлар және әріптермен өрнектеледі.

Әлеуметтік  – экономикалық объектілерге елді мекендер, өнеркәсіптік және мәдени ошақтар, жол қатынастары, байланыс және электрлік  беріліс желілері, шекаралар жатады.

Басқадай деректер арнаулы әдебиеттерде [2,3] толық мазмұндалған.

 

Топографиялық карта  бойынша географиялық түсіндірме беру

 

Географиялық  түсіндірме жер теліміне байланысты беріледі. Ол жалпы және қажеттіліктен  туындайтын нақты сипаттамаларды қамтиды  да, жеке – дара мынадай бөлімдермен  мазмұндалады:

• карта туралы деректер (номенклатура, басылымнан шыққан жылы т.б.);
• зерделенетін жер телімінің шекараларына (ондағы нүктелердің географиялық және тік бұрышты мекен-жайлары) және геодезиялық негізіне (тректік пункттер, олардың түрі мен саны ) түсініктеме;
• жер аймағына жалпы сипаттама (жер бедерінің кейпі, басты елді мекендер, торапты жол қатынастары, орман тоғайлығы т.б.);
• жер телімінің бет бедері (жер бедерінің тұрпаттары, ауқымдылығы, ұзына бойы, абсолюттік және салыстырмалық биіктіктердің мәндері, басты суайрықтар, баурайлардың пішіні мен еңістігі, жыралардың, құлама жарлардың, су қазындыларының бар болуы, олардың ұзына бойы мен тереңдігі, жер бедерінің жасанды тұрпаттары т.б.);
• гидрография (жеке объектілердің аттары, ұзына бойы, ені, тереңдігі, өзен ағысының бағыты мен жылдамдығы, көлбеулігі, жағалаулардың сипаты, жайылмалар, тасымалдық маңызы, гидротехникалық құрылыстар т.б.; жағалау жиектерінің сипаты, ауқымы, судың сапасы мен өзендердің басқадай сипаттамалары; суарналар, бұлақ көздері, құдықтар мен олардың сипаттамалары);
• өсімдік  дүниесі (жыныстардың кейіпі мен құрамы, алып жатқан ауданы, жайғасуы);
• елді мекендер (аты, кейпі, қоныстанғандығы, әкімшілік маңызы, құрылымы, тұлғалануы, өнеркәсіптік, коммунальды  шаруашылық, байланыс объектілері т.б.);
• жол желілері (кейпі, автокөлік жолдары – жолдың аты немесе онымен қатынастырылатын пункттер, жамылғы сипаты, ені т.б., темір жолдар – саны, тарту күші, станциялар мен вокзалдардың аты т.б., жол бойындағы құрылыстар және т.б.);
• жер телімінің басқадай элементтері: шекаралар, топырақтар және т.б.

Бұларға қосымша  басқа көздерден алынатын деректер:

• табиғаттық жағдайлар (климат, оның ерекшеліктері);
• жер аймағының шаруашылыққа қажетті дамуы (экономика, еңбек ресурстары т.б.);
• географиялық – экологиялық жағдайлар, оларды жақсартудың іс-шаралары.

Картографиялық  мазмұнға байланысты топографиялық  түсініктеме берудің мысалы арнаулы  әдебиетте [3] келтірілген.

 

5. Геодезиялық  өлшеулер мен аспаптар, топографиялық  түсірімдеулер туралы түсініктемелер [7, 126-151, 165-193-288; 9, 81-137; 12, 75-137; 15, 42-60; 16, 102-155; 19].

Геодезиялық өлшеулер мен аспаптар

Қандай болса  да шаманы бірлік есебінде қабылданған  басқадай біртекті шамамен салыстыру  іс-әрекеті өлшеу деп аталады. Топогеодезиялық жұмыстарда өлшеудің үш түрі бар:

• сызықтық, яғни берілген нүктелерге қарай бағыттардың арасындағы жазық, ал бағыттар бойындағы көлбеу бұрыштардың анықталуы;
• бұрыштық, яғни берілген нүктелерге қарай бағыттардың арасындағы жазық, ал бағыттар бойындағы көлбеу бұрыштардың анықталуы;
• биіктік (нивелирлеу), яғни жеке нүктелердің биіктіктеріндегі айырымды (өзара биіктікті) табу.

Егер өлшенетін  шама аспап көмегімен бірлік есебінде қабылданған шамамен тура салыстырса, онда бұндай іс-әрекет тікелей өлшеу, ал егер ізделіп отырған шама тікелей  өлшеулердің нәтижесі бойынша есептеліп табылса, онда бұл іс-әрекет жанама өлшеу деп аталады.

 

Геодезиялық аспаптар, олардың атқаратын міндеті мен  техникалық қабілеттері.

Топогеодезиялық іс-тәжірибеде өте қолайлы және кең  тараған аспаптар – ол теоделит пен нивелир. Теодолит [гр. “theaomai” ... қараймын + “dolichos” ... ұзын] деп аталатын геодезиялық аспаптың атқаратын міндеті әмбебап, онымен жазық бұрыш, көлбеу бұрыш, қашықтық және биіктік өлшенеді.

Нивелир [фр. “niveler” <  “niveau” ... деңгейлеу, деңгей] деп  аталатын геодезиялық аспаптың атқаратын міндеті де аз емес, онымен өзара биіктікті геометриялық нивелирлеумен, қашықтықты дальномерлік тәсілмен өлшеуге болады.

Қазіргі қолданылып жүрген теодолиттердің ерекшелігі –  олардың горизонталь және вертикаль  дөңгелектерінің шыны шығыршықты болып келуі мен бұрыштық бөліктердің өлшем алу тетігінің (микраскоптың) көз аясына оптикалық жүйемен жеткізілуінде. Мұндай теодолиттер оптикалық деп аталады да, олардың өлшеу  - техника қабілеттілігі мынадай көрсеткіштерімен сипатталады:

 

 

Көрсеткіштер	Теодолит
	Т2	Т5	Т15	Т30	Т60
1	2	3	4	5	6
1.Қабылдау тәсілімен  бір қабат өлшенген бұрыштың  орташа квадраттық кестесі, сек.: жазық бұрыш көлбеу бұрыш	23	512	1525	3045	60
2. Көздүрбінің:  ұлғайтқыштығы, есе көз аясы град	25 1,5	25 1,5	25 1,5	18 2	15 2
3. Нысаланудың   қысқа қашықтығы, м....	2	2	1,5	1,2	1
4. Алысты өлшеуіштің  коэффициенті.....	100	100	100	100	100
5. Деңгейнеменің  бөліктік нарқы, “/2мм; горизонталь  дөңг.................... вертикаль дөңг...................	10   15	30   15	45   -	45   -	60   -

 

Жер бетіндегі  қайсыбір нүктенің басқа нүктеден жоғары не төмендігін анықтауды өзара биіктікті  өлшеу немесе нивелирлеу деп атайды. Бұл іс-әрекеттің жоғары дәлдікті әдісі – геометриялық нивелирлеу биіктік өлшеуіш – нивелирмен орындалады. Бұл аспаппен қашықтықты жанама өлшеуге де болады.

Қазіргі қолданып жүрген нивелирлердің өлшеу –  техникалық қабілеттілігі мынадай  көрсеткіштермен сипатталады:

 

Көрсеткіштер	Нивелир
	Н-3	Н-3К	Н-10	Н-10КЛ
1	2	3	4	5
1. орташа квадраттық  қатенің шекті мәні, мм: 1 км алыстықты  қосарлап нивелирлеуде .......... 100 м алыстықтағы  нүктені нивелирлеуде..........	3     2	3     2	10     5	10     5
2. көздүрбінің  ұлғайтулық қабілеті, есе..............	30	30	20	20
3. нысаналаудың  қысқа қашықтығы, м................................	2	2	2	2
4. алысты өлшеуіштің  коэффициенті...........	100	100	100	100
5. деңгейнеменің  бөліктік нарқы: дөңгелек пішінді,  мин....... цилиндр пішінді, сек........	- 10	10-2 -	10-2 45	10-2 -
6.компенсатор  жұмысының ауқымы, мин.........	-	15	-	20
7. нысаналау  сәулесінің өзін-өзі деңгейлеудегі  ауытқуының шекті мәні, сек.....		0,5	-	1
Ескертпе. Нивелирдің  сандық шифрына жалғас жазылған әріптердің мағынасы: “К” – компенсатор, “Л” – лимб (горизонталь дөңгелек)

 

Қашықтықты  тікелей өлшейтін құралдар, олардың  дәлдігі

 

Қашықтықты  өлшеу дегеніміз тұрақ нүктесінен нысана нүктесіне дейінге салынды  ұзындықты тікелей немесе жанама тәсілмен табу. Тікелей өлшеуде таспа, таспаша және сым құралдары, ал жанама өлшеуде оптикалық немесе радиофизикалық алысты өлшеуіш аспаптары қолданылады. Бұлардың жеке – дара түрлері өлшеу дәлдігіне байланысты былайша сиптталады:

 

Қашықтықты  өлшейтін құралдар мен аспаптар

Өлшеу дәлдігі

Тікелей өлшеуіш құралдар: - дм-лік бөліктермен нарықталған таспа, ұзындығы 20м, 24 м; 50 м...................... - мм-лік бөліктермен  нарықталған таспаша, ұзындығы 50м; 75м; 100м;...... 2 м;  30 м; 50 м;........................................ - ұштары мм-лік  бөліктермен нарықталған сым, ұзындығы 50 м; 100м ;........................................................ Жанама өлшеуіш  аспаптары: Оптикалық алысты өлшеуіш – қылталшықты - қос бейнелеуші  радиофизикалық алысты өлшеуіш  радиотінді жарықтінді интерферометр және дифракциотінді....................

1/1500÷1/1200 1/2000 1/2000÷1/5000 1/200001/10000÷1/100000       1/200÷1/600   1/5000 1/10000÷ 20000 1/10000÷1/50000   1/1000000÷1/10000000

 

Өлшеуіш таспа  ені 10-15 мм, қалыңдығы 0,4-0,5мм жұқа тілімді  болаттан жасалып шығарылады. өте жиі қолданылатын 20 метрлік өлшеуіш таспаның артқы және алдыңғы ұштарының арасы 20 м, оның метрлік бөліктері сан жазуымен, жарты метрлік бөліктері сан жазуымен, жарты метрлік бөліктері шегендеумен тойтарылғанда, нарықтық дециметрлік бөліктері тесік шеңберлермен әдіптелген. Демек, таспа бетінен өлшем алу дәлдігі ± 1 см.

Ені 1 см өлшеуіш  таспаша өлшеуіш таспа тәріздес дайындалады, ол аралығы 1 мм болып келетін  нарық сызықшаларымен әдіптелген, яғни оның бетіне өлшем алудың дәлдігі  ± 1 мм.

өлшеуіш сым  болат немесе инвар қоспаларынан жасалады да, оның артқы және алдыңғы тағандар үстімен зілмауырлап тарту арқылы қамтамасыз етіледі.

 

Қашықтықты  жанама өлшейтін аспаптардың жұмыс  істеуінің ұстанымдары

Оптикалық алысты өлшеуіш аспабы жұмысының ұстанымы ұзындықты теңбүйірлі немесе тікбұрышты үшбұрыш арқылы жанама анықтауға негізделген. Мұндай үшбұрыш аспап көздүрбісі объективінің тоғысу нүктесінен таралатын оптикалық сәулелерден құралады да, оның табаны алысты өлшеуіштің базисі, ал тоғысу нүктесіндегі сүйір бұрыш параллактикалық бұрыш деп аталады. Оптикалық алысты өлшеуіш құрылғылық өзгешелігіне байланысты қыл талшықты және қос бейнелеуші болып екі түрге бөлінеді.

Оптикалық қыл  талшықты алысты өлшеуіштегі параллактикалық  бұрыш тұрақты болады да, ұзындықты  бағалайтын теңбүйірлі үшбұрыш көздүрбідегі қыл талшықты тордың горизонталь  үш сызығынан шығатын оптикалық  сәулелердің объективтің тоғысу нүктесінен өтіп тарамдалып рейка бетінде табан тіре, базис құруынан пайда болады. Теодолит тұрағынан нысана нүктесіндегі рейкаға дейінгі салынды ұзындық d қыл талшықты алысты өлшеуіштің кейіптемесінен анықталады: d=kℓ+c, мұнда: к және с – тиісінше, алысты өлшеуіштің коэффициенті және тұрақты шамасы; ℓ - алысты өлшеуіштік өлшем. “К” 100 ге тең тұрақты сан, “с” теодолиттің айналу білігінен объективтің тоғысу нүктесіне дейінгі кішігірім аралық; “ℓ” қыл талшықты тордың төменгі және жоғарғы горизонталь сызықтары бойымен оқылатын рейкалық өлшемдердің айырмасы, мм. “К” коэффициентінің тұрақтылығы мен “с” шамасының кішігірімділігі алысты өлшеуіштің кейіптемесін былайша оңайлатады:  d=kℓ немесе  d = 100ℓ.

Оптикалық қос  бейнелеуші алысты өлшеуіштің жұмыс  істеуі объективтің жарты бетінің  оптикалық сынамен жабылып тұруына негізделген. Осының салдарынан оптикалық сәуленің мейлінше кішігірім параллактикалық бұрышқа (34,38^/ ке) ауытқыған қосымша бейнесі пайда болады. Бұл бейне бойынша рейка бетінен қосымша өлшем оқылып, ол алысты өлшеуіштік өлшем ℓ есебінде қабылданады. Анықталатын салынды ұзындық жоғарыда аталған d=kℓ+c кейіптемесімен есептеледі.

Радиофизикалық, оның ішінде жарықтінді алысты өлшеуіш  аспабының ұстанымдық негізін жарық  сәулесімен бірге өрістейтін электромагниттік толқындар құрады.

Жарықтінді алысты өлшеуіштің жұмыс атқаруы тұрақ нүктесіндегі “қабылдағыш-таратқыш” – тан жіберілген жарық сәулесі демінің (сигналының) нысана нүктесіндегі “жарықтандырғыш” – қа тіркеліп, қайта оралуына дейін кететін уақыт t мөлшерін өлшеуге бейімделген. Өлшенетін қашықытықтың екі еселенген ұзындығы физикадан белгілі мына кейіптеме бойынша анықталады:

 

2 D=

· t

 

мұнда υ₀ = 29792456 м/сек – жарық сәулесінің вакуумдік жағдайда таралу жылдамдығы;  n – ауалық ортаның сынулық көрсеткіші. Жарықтінді алысты өлшеуіш импульсты және фазалық болып екі түрге бөлінеді.

Импульсті аспаптың жарық сәулесінің таралуы үзік уақытты  болып келеді. Мұндай жағдайда, өлшенетін  қашықытықты тура және кері бағытта  жүріп өтуге кететін уақытта  жинақталған импульс саны N “қабылдағыш – таратқыштағы” “санаушы” – дан оқылады. Ізделіп отырған қашықтықтың екі еселенген ұзындығы

 

2 D= 

· t ~

 

мұнда: f – импульстер ілесуінің жиілігі.