- •Министерство образования и науки рф
- •1. Основные сведения из инженерной геодезии
- •1.1. Предмет геодезии
- •1.2. Форма и размеры Земли
- •1.3. Системы координат в геодезии
- •1.4. Ориентирование
- •1.5. Топографические карты и планы
- •1.6. Номенклатура топографических планов и карт
- •1.7. Содержание топографических планов и карт
- •1.8. Элементы теории ошибок измерений
- •1.8.1. Измерения и их ошибки
- •1.8.2. Арифметическое среднее
- •1.8.3. Средняя квадратическая ошибка измерений
- •1.8.4. Средняя квадратическая ошибка функций
- •1.8.5. Понятие об обработке многократных неравноточных
- •1.9. Геодезические сети
- •1.10. Основные геодезические задачи
- •2. Угловые измерения, теодолиты
- •2.1. Принципы измерения горизонтальных и
- •2.2. Зрительные трубы геодезических приборов
- •2. 3. Уровни геодезических приборов
- •2.4. Отсчетные устройства геодезических приборов
- •2.5. Приспособления для центрирования приборов
- •2.6. Типы теодолитов
- •2.7. Установка теодолита в рабочее положение
- •2.8. Измерение горизонтальных углов
- •2.9. Измерение вертикальных углов
- •2.10. Измерение теодолитом магнитных и истинных
- •3. Линейные измерения
- •3.1. Измерение длин линий лентами и рулетками
- •3.2. Оптические дальномеры
- •3.3. Свето - и радиодальномеры
- •4. Нивелирование
- •4.1. Сущность и методы нивелирования
- •4.2. Классификация и устройство нивелиров
- •4.3. Нивелирные рейки
- •4.4. Лазерные и кодовые приборы для геометрического
- •4.5. Точность геометрического нивелирования
- •4.6. Производство технического нивелирования
- •4.7. Тригонометрическое нивелирование
- •5. Топографические съемки
- •5. 1. Сущность и виды топографических съемок
- •5.2. Выбор масштаба и высоты сечения рельефа при
- •6. Теодолитная и тахеометрическая съемки
- •6.1. Теодолитная съемка
- •6.2. Тахеометрическая съемка
- •6.3. Производство тахеометрической съемки
- •6.3.1. Полевые работы
- •6.3.2. Камеральные работы
- •7. Нивелирование поверхности
- •8. Наземно-космическая съемка местности
- •8.1. Общее понятие о системах спутниковой навигации
- •8.2. Принципы определения координат точек местности с
- •8.3. Измерение расстояний до навигационных спутников
- •По трем точным измерениям.
- •По трем неточным измерениям: 1 — точное местоположение точки; 2,3,4 — варианты ошибочного определения местоположения точки.
- •8.4. Приемники «gps»
- •8.5. Организация геодезических работ с использованием
- •8.6. Использование gps – технологий при инженерных
- •8.7. Наземно-космическая топографическая съемка
- •9. Батиметрическая съемка
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Основные принципы эхолокации
- •9.3. Регистрация уровня воды
- •9. 4. Плановое координирование батиметрических съемок
- •10. Цифровые и математические модели
- •10.1. Виды цифровых моделей местности
- •10.2. Методы построения цифровых моделей местности и
- •10.3. Математические модели местности
- •11. Проектная документация и инженерно-
- •11.1. Общие сведения о проектной документации для
- •11.2. Инженерно-геодезические изыскания
- •11.3. Некоторые инженерно-геодезические задачи,
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Элементы автомобильных дорог
- •12.3. Геодезические работы при полевом трассировании
- •12.4. Разбивка земляного полотна дороги
- •13. Разбивочные работы на строительных
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Основные элементы геодезических разбивочных
- •13.3. Способы разбивки сооружений
- •13.4. План организации рельефа
- •13.5. Геодезическая строительная сетка и обноска
- •14. Геодезические работы при строительстве
- •14.1. Геодезические работы при возведении подземной
- •14.2. Построение разбивочной основы на исходном
- •14.3. Проектирование осей и передача отметок на
- •14.4. Геодезические работы при монтаже колонн и укладке
- •14.5. Геодезические работы при строительстве
- •14.6. Геодезические работы при строительстве зданий в
- •15. Геодезические работы при строительстве
- •16. Геодезические работы при строительстве
- •16.1. Топографическая основа для проектирования
- •16.2. Вынос в натуру трасс подземных трубопроводов
- •16.3. Геодезические работы при прокладке подземных
- •17. Особенности геодезических работ в
- •17.1. Топографическая основа планировки и застройки
- •17.2. Геодезические опорные сети на городских
- •17.3. Особенности топосъемки застроенных территорий
- •17.4. Вынос в натуру красных линий
- •17.5. Съемка существующих подземных коммуникаций
- •17.6. Вынос в натуру и определение границ
- •18. Исполнительные съемки
- •18.1. Назначение и методы исполнительных съемок
- •18.2. Исполнительные съемки в строительстве
- •18.3. Составление исполнительных генеральных планов
- •19. Наблюдения за деформациями сооружений
- •19.1. Виды деформаций и причины их возникновения
- •19.2. Задачи и организация наблюдений
- •19.3. Точность и периодичность наблюдений
- •19.4. Основные типы геодезических деформационных
- •19.5. Наблюдения за осадками сооружений
- •19.6. Наблюдения за горизонтальными смещениями
- •19.7. Наблюдения за кренами, трещинами и оползнями
- •19.8. Обработка и анализ результатов наблюдений
- •20. Организация инженерно-геодезических работ,
- •20.1. Организация геодезических работ в строительстве
- •20.2. Стандартизация в инженерно-геодезических работах
- •Часть 1. «Организация, управление, экономика». Состоит из 12 групп.
- •20.3. Техника безопасности при выполнении инженерно-
- •Список контрольных вопросов общие вопросы инженерной геодезии (разделы 1 – 10)
- •Геодезические работы в строительстве (разделы 11 – 20)
- •Содержание
10. Цифровые и математические модели
МЕСТНОСТИ
10.1. Виды цифровых моделей местности
Цифровой моделью местности (ЦММ) называется совокупность её точек с известными пространственными координатами и различными кодовыми обозначениями, предназначенная для аппроксимации местности с её природными характеристиками, условиями и объектами.
Кодовые обозначения характеризуют связи между соответствующими точками ЦММ.
Общая ЦММ – это многослойная модель, которая в зависимости от назначения может быть представлена сочетанием частных цифровых моделей (слоев): рельефа (отметки или глубины точек с известными плановыми координатами), ситуационных особенностей (наличие сооружений), почвенно - грунтовых, гидрогеологических, инженерно-геологических, гидрометеорологических условий, технико-экономических показателей и других характеристик.
Все известные типы ЦММ можно разделить на три группы: регулярные, нерегулярные и статистические.
Регулярные ЦММ создают путем размещения точек в узлах геометрических сеток различной формы (треугольных, прямоугольных, шестиугольных), накладываемых на аппроксимируемую поверхность с заданным шагом. Наиболее часто применяют ЦММ с размещением исходных точек в узлах сеток квадратов (рис. 10.1, а) или равносторонних треугольников (рис. 10.1, б).
Рис. 10.1. Виды цифровых моделей местности: а – в узлах прямоугольных сеток; б – в узлах треугольных сеток; в – на поперечниках к магистральному ходу; г – на горизонталях (изобатах); д – на структурных линиях; е – статистическая.
Массив исходных данных для регулярных ЦММ может быть представлен в следующем виде:
F, m, n, X0, Y0, H11,…, H1m,…, Hnm, (10.1.1)
где F шаг сетки; m — число точек по горизонтали; n — число точек по вертикали, X0, Y0 – абсолютные координаты начала относительной системы координат, H11,…, H1m,…, Hnm – отметки (глубины) точек в узлах сетки.
Опыт использования ЦММ с регулярным исходным массивом показал, что точность аппроксимации рельефа достигается лишь при очень высокой плотности информации, которая в зависимости от типа рельефа должна быть в 5 – 20 раз выше по сравнению с нерегулярными ЦММ.
Появление высокопроизводительных дигитайзеров и коордиметров с автоматической регистрацией информации по заданному интервалу длины или времени, тем не менее, делает использование регулярных моделей (10.1.1) весьма перспективным.
Нерегулярные ЦММ (рис. 10.1. в, г, д) часто строятся по поперечникам к магистральному теодолитному ходу или промерному створу (рис. 10.1 в). Массив исходных данных этого типа ЦММ представляется в следующем виде:
Y1, X11, H11, X12, H12, …, X1,j, H1j;
Y2, X21, H21, X22, H22, …, X2j, H2k;
…………………………………… (10.1.2)
Yi, Xi1, Hi1, Xi2, Hi2, …, Xil, Hil,
где Y1, Y2, Yi – расстояния между фиксированным началом магистрального хода и точками его пересечения соответствующими поперечниками; X11, X12, Xil – расстояния между исходными точками ЦММ на поперечниках и магистральным ходом; H11, H12, Hil – высоты (глубины) точек ЦММ.
Поскольку магистральный ход в общем случае может иметь углы поворота, для представления нерегулярно массива (10.1.2) необходимо еще задавать и координаты вершин углов поворота и их значения.
При наличии крупномасштабных топографических планов и карт часто оказывается весьма эффективным создание ЦММ с массивом исходных точек, размещаемых на горизонталях (изобатах) с регистрацией их плановых координат дигитайзером через определенные интервалы длины (рис. 10.1 г). Массив исходных данных модели записывают в следующем виде:
H1, X11, Y11, X12, Y12,…, X1,j, Y1j;
H2, X21, Y21, X22, Y22,…, X2k, Y2k;
…………………………………… (10.1.3)
Hi, Xi1, Yi1, Xi2, Yi2,…, Xil, Yil,
где H1, H2, Hi — высоты соответствующих горизонталей, X11, Y11, X12, Y12,…, X1,j, Y1j; — плановые координаты точек на горизонталях.
Массив точек (10.1.3) может быть сформирован также в ходе рисовки горизонталей на стереофотограмметрическом приборе. Весьма перспективным для создания ЦММ данного типа является использование сканирующих дигитайзеров - автоматов и коордиметров.
Структурные ЦММ размещают по характерным изломам местности с учетом ее ситуационных особенностей. Эти ЦММ обладают наименьшей исходной информационной плотностью точек местности (рис. 10.1 д). Массив исходных точек структурной ЦММ задается в явном виде:
Xi, Yi, Hi, J, K, L,…, (10.1.4)
где Xi, Yi, Hi – координаты i – й точки массива характерных точек рельефа и ситуации; J, K, L – номера других точек того же массива, в направлении которых можно вести линейную интерполяцию горизонталей (изобат).
В неявном виде
X1, Y1, H1,… Xi, Yi, Hi, ПР;
Xi+1, Yi+1, Hi+1,…, Xj, Yj, Hj, ПР;
…………………………………… (10.1.5)
Xm, Ym, Hm,… Xn, Yn, Hn, ПР,
где ПР — признак, определяющий ту или иную последовательность исходных точек той или иной структурной линии рельефа.
Структурные ЦММ используются, главным образом, при невысокой степени автоматизации процесса сбора и регистрации исходной информации.
В зависимости от вида исходного материала, используемого для формирования ЦММ, в практике автоматизированного проектирования применяют и другие виды нерегулярных цифровых моделей, например, построенных на линиях, параллельных координатным осям стереофотограмметрического прибора, при использовании для формирования массивов точек материалов аэрофотосъемок.
Статистические ЦММ предполагают в своей основе нелинейную интерполяцию высот поверхностями второго, третьего и т. д. порядков. При создании массива исходных данных статистической ЦММ точки для ее формирования выбирают в зависимости от случайного распределения, близкого к равномерному (рис. 10.1 е).
Статистические модели являются во многом универсальными. Сфера их применения весьма широка и не ограничивается какими-либо категориями рельефа местности, наличием того или иного исходного материала для создания ЦММ и наличием тех или иных приборов.
Массив исходных точек статистической ЦММ представляется в виде:
X1, Y1, H1, X2, Y2, H2,… Xn, Yn, Hn, (10.1.6)
где X1, Y1, H1, … Xn, Yn, Hn - координаты точек статистической модели.