Niveldamine on omamoodi geodeetilised mõõtmised. Seda kasutatakse maapinna erinevate punktide suhteliste kõrguste leidmiseks. Tingliku tasemena võib sellistel mõõtmistel võtta selliseid loodusobjekte nagu jõed, mered, ookeanid, põllud või muud lähtekohad. Tegelikult on nivelleerimine iga objekti pinna ülemäärase väärtuse määramine antud (viitekoha) suhtes. Sellised mõõtmised on vajalikud uuritava ala täpse reljeefi koostamiseks. Edaspidi kasutatakse neid andmeid maastikuplaanide, kaartide koostamisel või konkreetsete rakendusprobleemide lahendamisel.
Mis tüüpi tasandusi on olemas?
Selliseid mõõtmisi saab läbi viia erinevate meetoditega, mis erinevad kasutatavate seadmete või tehnoloogia poolest. Mõelge, millised on peamised tasandamise tüübid. Levinuimad on viis meetodit: pindade geomeetriline, trigonomeetriline, baromeetriline, mehaaniline ja hüdrostaatiline mõõtmine. Tutvume igaühega neist üksikasjalikum alt.
Geomeetriline nivelleerimine
Selle maastiku mõõtmise meetodiga on erilinegeomeetriline rööpa ja seadme tase. Laskmise põhimõte on paigaldada relss koos löökide ja jaotustega uuritava pinna lähedale vajalikku kohta. Pärast seda loendatakse kõrguste erinevus horisontaalse sihiku abil. Geomeetriline nivelleerimine toimub põhimõttel "keskelt" või "edasi". Esimesel meetodil mõõtmisel paigaldatakse rööpad pinna kahte punkti, seade asub nende vahel võrdsel kaugusel. Uuringu tulemuseks on andmed ühe lati ülejäägi kohta teisest. Teine meetod on klassikaline - üks seade ja üks rööp. Need tasandusmeetodid on kõige levinumad. Need on leidnud rakendust nii väikeste objektide (majade) kui ka suurte (sillade) ehitamisel.
Trigonomeetriline nivelleerimine
Seda tüüpi mõõtmistööde puhul on tavaks kasutada spetsiaalseid goniomeetrilisi seadmeid, mida nimetatakse teodoliitideks. Nende abil võetakse infot pinna paari etteantud punktide kaudu läbiva vaatevihu kaldenurkade kohta. Trigonomeetrilist nivelleerimist kasutatakse laialdaselt topograafilistel mõõtmistel, et määrata kõrguste erinevus kahe objekti vahel, mis asuvad üksteisest märkimisväärsel kaugusel, kuid asuvad seadme optilise nähtavuse tsoonis.
Baromeetriline pinnamõõtmine
Baromeetriline nivelleerimine on mõõtmismeetod, mis põhineb atmosfääriõhu rõhu sõltuvusel määratava pinna punkti kõrgusest. Lugemisprotsess viiakse läbi kasutadesbaromeeter. See tasandussüsteem peab arvesse võtma mitmeid tegeliku õhutemperatuuri ja selle niiskuse parandusi. See meetod on leidnud rakendust raskesti ligipääsetavates piirkondades (näiteks mägistes tingimustes) erinevate geograafiliste ja geoloogiliste ekspeditsioonide käigus.
Mehaaniline (tehniline) pinnamõõtmine
Tehniline nivelleerimine hõlmab spetsiaalse seadme – automaatse nivelleerimise – kasutamist. Sellega joonistatakse uuritava ala profiil automaatrežiimis, kasutades hõõrdketast, mis salvestab läbitud vahemaa, ja seatud loodijoont, mis määrab vertikaali. Tavaliselt paigaldatakse selline seade sõidukile ja sõidetakse ühest kindlaksmääratud punktist teise. Tehniline nivelleerimine võimaldab määrata uuritavate objektide kõrguste erinevuse, nendevahelise kauguse ja maastikuprofiili, mis salvestatakse spetsiaalsele fotolindile.
Hüdrostaatiline pinnamõõtmine
Hüdrostaatiline nivelleerimine on meetod, mis põhineb veresoonte suhtlemise põhimõttel. Sel viisil pildistamine toimub hüdrostaatilise seadme abil, mis töötab kuni kahe millimeetrise veaga. Selline tase on kokku pandud voolikuga ühendatud klaastoru paarist, see süsteem täidetakse veega. Mõõtmisprotsess viiakse läbi järgmiselt - torud kinnitatakse rööbastele, millele skaala kantakse. Pärast seda paigaldatakse vardad uuritavate objektide lähedusse, jaotused tähistavad arvväärtusterinevus kahe taseme vahel. Sellel konstruktsioonil on märkimisväärne puudus, nimelt piiratud mõõtepiir, mille määrab vooliku pikkus.
Kirjeldatud tasandusmeetodid (v.a mehaanilised) on väga lihtsad ega nõua operaatorilt eriteadmisi, seetõttu kasutatakse neid laialdaselt ehituses ja muudes rahvamajanduse valdkondades.
Mõõtmisklassid
Lisaks mõõtmistehnikale jaguneb nivelleerimine tavaliselt täpsusklassidesse. Igaüks neist vastab teatud tüübile ja teabeotsingu meetodile. Mõelgem, millised tasandusklassid on olemas.
- Esimest klassi peetakse väga täpseks. See vastab ruutkeskmise juhuslikule veale 0,8 millimeetrit kilomeetri kohta ja süstemaatilisele veale 0,08 mm/km.
- Teist klassi peetakse samuti väga täpseks. Siin on viga aga veidi suurem – efektiivviga on 2,0 mm/km ja süstemaatiline viga 0,2 mm/km.
- Kolmas klass. See vastab standardveale 5,0 mm/km ja süstemaatilisust ei võeta arvesse.
- Neljas klass. See vastab ruutkeskmise veale 10,0 mm/km, samuti ei võeta arvesse süsteemiviga.
Sõltuv alt maastiku iseärasustest ja uuringu eesmärkidest võib andmete mõõtmiseks kasutada erinevaid meetodeid. Näiteks hulknurkade, paralleelsete joontega või pinda ruutude kaupa tasandades. Viimast tehnikat kasutatakse enim, seda kasutatakse laialdaselt andmete kogumisekssuured avatud alad suhteliselt madala ristlõike kõrgusega. Vaatleme seda üksikasjalikum alt.
Ruudustamine
Pinna tasandamine selle meetodiga toimub tasapinnaliste alade suuremahuliste topograafiliste plaanide saamiseks. Juhtpunktide sujuv asukoht määratakse traaverside paigaldamisega. Ja kõrgused - geomeetrilise mõõtmise meetodil tehniliste tasemete abil. Andmete kogumise protsessi saab läbi viia kahel erineval viisil: nivelleerimisliigutuste paigaldamisega läbimõõtude järkjärgulise jaotusega ja ruutude abil.
Ruudude kaupa nivelleerimine toimub mõõdulindi ja teodoliidi (kakskümmend meetrit lahtriküljega võre) maapinnal purustamise teel, mõõdetuna skaalal 1:500 ja 1:1000, nelikümmend meetrit - kui tulistada mõõtkavas 1:2000 ja sada meetrit 1:5000.
Samal ajal fikseeritakse uuritava territooriumi olukord ja koostatakse ülevaade. Need protseduurid viiakse läbi samamoodi nagu teodoliidi uuringus. Lisaks lahtrite tippudele on maapinnale kinnitatud iseloomulikud reljeefsed objektid - plusspunktid: mäe tipp ja alus, süvendi põhi ja servad, punktid lekke- ja valgalajoontel ning muud.
Mõõdistamise põhjendus luuakse tasandus- ja teodoliitkäikude rajamisega piki ruutude ruudustiku välispiire, mis seejärel seotakse ühtse olekuvõrgu punktidega. Plusspunktide ja lahtri tippude kõrgused määratakse geomeetrilise nivelleerimise meetodil. Kui külje pikkusruut nelikümmend meetrit või vähem, siis ühest jaamast püütakse kõik määratud punktid mõõta. Seadme ja riba vaheline kaugus ei tohiks ületada 100-150 meetrit. Kui ruudu külje pikkus on sada meetrit, asetatakse tase iga lahtri keskele. Vastav alt ala väliuuringule ruutude meetodil koostatakse nivelleerimislogi ja mõõtmiste ülevaade.
Logi ja nivelleerimise piirjoon ruutude kaupa
Logi sisaldab andmeid lahtri külje suuruse kohta, sidudes koordinaatide ruudustiku teodoliidi traversidega (geodeetiline põhjendus). Lisaks on näidatud sidumine maastikuobjektidega - järved, mäed jne. Samuti tuleb märkida, millistest asenditest maastiku tasandamine toimus. Kontuur sisaldab iga ruudu laskmise tulemusi. Iga lahtri ülaosas ja plusspunktis on näidatud riba musta külje näidud (meetrites), samuti arvutatud kõrgused. See arvutus tehakse instrumendi horisondil. Lahtri tippude kõrgused määratakse vahena jaamas oleva instrumendi horisondi ja rööpa näidu vahel.
Selleks, et juhtida pinna mõõtmise protsessi kahe raketipu puhul, toimub nivelleerimine kahest erinevast jaamast. Saadud materjalide põhjal plaani koostamine pinnaandmete võtmiseks algab tahvelarvutile kinnitamisega ühtse riigigeodeetilise võrgu punktide koordinaatide, mõõdistusobjektide (nivelleerimine ja teodoliidi käigud), plusspunktide, ruutude tippude koordinaatide järgi. ja olukord.
Kasutusmeetod
Territooriumi omamoodi tasandamiselteodoliidi ja tasanduskäikude rakendused, jaotatud läbimõõtudeks, rajatakse käigud piki antud ala looduslikke iseloomulikke jooni, näiteks mööda paisu või valgalasid. Sellise töö puhul tuleks mõõtkavas 1:2000 mõõdistamisel seada ristlõiked ja piketid iga neljakümne meetri ja mõõtkavas 1:1000 ja 1:500 iga kahekümne meetri järel. Nõlvade käändepunktides märgitakse plussobjektid. Pikettide loomise käigus tuleks olukord fikseerida ja koostada skeem. Nivelleerimise kirjed tehakse päevikusse. See märgib pikettide seerianumbrid, näidud rööbaste punasel ja mustal küljel, positiivsete objektide kaugused lähimatest pikettidest. Nivelleerimistulemuste põhjal koostatakse territooriumi topograafiline plaan, rist- ja pikisuunalised maastikuprofiilid.
Haljastuse ja territooriumi vertikaalplaneerimise jaoks on otstarbekas mõõta pinda kavandatava platsi aladel. Näiteks võib tuua mis tahes arhitektuurimälestist ümbritseva ala maastikukujunduse või maastikuaianduse tsooni.
Mis on tase?
Ehituses laialdaselt kasutatava maastiku geomeetrilise mõõtmise teostamiseks kasutatakse erineva kujundusega tasandeid. Need seadmed jagunevad vastav alt oma tööpõhimõttele tavaliselt: elektroonilisteks, laseriteks, hüdrostaatiliseks ja optilis-mehaaniliseks. Kõik tasemed on varustatud horisonta altasandil pöörleva teleskoobiga. Sellise mõõteseadme kaasaegne disain näeb ette automaatse kompenseerimisevisuaalse telje seadmiseks tööasendisse.
Niveldamise ajalugu
Esimene teave, mis tänapäeva inimeseni jõudis tasandamise kohta, viitab esimesele sajandile eKr, nimelt niisutuskanalite rajamisele Vana-Kreekas ja Roomas. Ajalooürikutes mainitakse veemõõteseadet. Selle leiutamist ja kasutamist seostatakse Vana-Kreeka teadlase Aleksandria Heroni ja Rooma arhitekti Mark Vitruviuse nimedega. Nende mõõteriistade ja nivelleerimismeetodite väljatöötamise tõukejõuks oli täppiskaadri, baromeetri, silindrilise nivellide ja mõõtmiskaapide skaala ruudustiku loomine. Need leiutised pärinevad 16. ja 17. sajandist ning need võimaldasid välja töötada süsteemi maapinna täpseks mõõtmiseks.
Venemaal asutati Peeter Suure ajal optikatöökoda, kus muuhulgas toodeti ka lood, alles siis nimetati neid toruga vesiloodideks. I. E. Beljajev tegeles töötoas tasemete väljatöötamisega. Samal perioodil ilmusid esimesed baromeetritel põhinevad mõõteriistad. Üheksateistkümnenda sajandi alguses ilmusid esimesed trigonomeetrilised tasemed, nende abiga viidi läbi väga ulatuslik töö Aasovi ja Musta mere tasemete erinevuse määramiseks, mõõdeti Elbruse mäe kõrgus. Geomeetriliste instrumentide kasutamine on registreeritud üheksateistkümnenda sajandi keskel. Niisiis kasutati neid 1847. aastal Suessi kanali ehitamisel. Meie riigis geomeetriline nivelleeriminepinda kasutati vee- ja maismaateede ehitamisel. Kodumaise riigivõrgu loomise alguseks loetakse 1871. aastat. Seejärel alustati topograafiliste uuringute aluseks olevate punktide fikseerimise ja paigaldamisega.
Tasamise rakendamine
Nivelleerimise tulemuseks on ühtse etalongeodeetilise võrgu loomine, mis on aluseks ala topograafilistele mõõtmistele või erinevatele geodeetilistele mõõtmistele. Laskmist kasutatakse laialdaselt uurimis- ja teaduslikel eesmärkidel: maakera, maakoore liikumise uurimisel, merede ja ookeanide taseme kõikumiste fikseerimiseks.
Nivelleerimist kasutatakse ka erinevate rakenduslike probleemide lahendamisel, mis on seotud erinevate objektide ehitamise, sideliinide, kommuna alteenuste jms rajamisega. Näiteks on maastiku mõõtmine vajalik projekteerimisotsuste ülekandmiseks kõrguses, lisaks paigaldustööd ehituskonstruktsioonide paigaldamisel. Selliste probleemide lahendamisel kasutatakse alati geodeesiateenistuse poolt saadud andmeid. Samuti kasutatakse automaatseid teabeotsingusüsteeme otse erinevate spetsiifiliste ülesannete lahendamiseks. Sellisteks töödeks on näiteks sõidutee remont ja ehitamine. Automaatse nivelleerimisseadmesse kuuluvad andurid paigaldatakse raudteevagunitele, autodele, mille tulemuseks on uuritava ala valmisprofiil võimalikult lühikese aja jooksul.
Moodsad tehnoloogiad
Praeguseksteaduse ja tehnoloogia erakordselt kiire arengu tõttu kasutatakse pinna tasandamiseks mitmesuguseid tehnilisi teadmisi.
- Laser. Nende töö põhineb maastiku parameetrite lugemisel laserskaneerimisseadme abil.
- Ultraheli. Sellise seadme põhielement on laineid kiirgav ultraheliandur.
- GNSS-tehnoloogia, mis on seotud praeguste koordinaatide kohta teabe hankimisega satelliitside abil. Sellised seadmed tagavad väga suure nivelleerimise täpsuse.
Eespool nimetatud oskusteabe rakendamisel saadud suure hulga teabevoogude tõhusa töötlemise tagamiseks on vajalik vastav spetsiaalne tarkvara, mis täidab salvestamise, haldamise, visualiseerimise ja töötlemisega seotud ülesandeid andmed.
Kaasaegsed tasandussüsteemid teedeehituses
Kaasaegses teedeehituses kasutatakse laialdaselt automatiseeritud süsteeme. Need võimaldavad teil hallata tee-ehitusseadmeid, arvestades selle praegust asukohta. Samas eristub trassi automaatne nivelleerimine tehtud tööde suure täpsusega, mis parandab oluliselt valmistatava sõidutee kvaliteeti, samuti vähendab ehitusaega. Sellised asfaldilaoturitele, teefreespinkidele, buldooseritele paigaldatud seadmed võimaldavad uue kihi paigaldamisel kõrvaldada vana katendi kahjustused ja defektid. Need tasandid kontrollivad tee ristkaldeid, teostavad seda vastav alt täpselt määratletud projektileparameetrid. Tänapäevased tee-ehitusseadmete pinnamõõtmise süsteemid jagunevad sõltuv alt kasutatavast tehnoloogiast mitmeks tüübiks.
- Erineva arvu anduritega ultraheliseadmed.
- Laserivõtusüsteemid.
- Satelliidi GPS-tehnoloogial põhinev seade.
- 3D-süsteem, mis põhineb tatameetri põhimõttel.
Vajadusel, sõltuv alt teostatava töö keerukusest ja eripärast, võib kasutada üht või teist automaatset nivelleerimistehnoloogiat.
