دانلود تحقیق نقشه‌برداری

فصل اول: کلیات نقشه‌برداری
نقشه‌برداری و نقشه
نقشه‌برداری علمی است که ریاضیات عملی را با فنون اندازه‌گیری و هنر ترسیم توأم نموده و به وسیله آن قطعاتی از سطح زمین را با کلیه عوارض آن در روی صفحه افقی نمایش می‌دهد.

پس نقشه تصویر افقی منطقه‌ای با مقیاس کوچک بر روی یک صفحه می‌باشد.
واضح است که برای نشان دادن عوارض در روی یک صفحه احتیاج به یک سری عملیات و اندازه‌گیری‌ها است که به طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شود که عبارتند از:
1.

عملیات صحرائی: شامل شناسائی و بازدید اولیه انتخاب اولیه رئوس کار و ایستگاه‌های اندازه‌گیری اندازه‌گیری طولها و زوایا.
2.

محاسبات: انجام محاسبات لازم با توجه به اندازه‌گیریهای به دست آمده.
3.

تهیه نقشه: انتقال اندازه‌گیریهای انجام شده روی صفحه با توجه به محاسبات حقیقی و مقیاس مورد درخواست.
تقسیم‌بندی کلی نقشه‌برداری
علوم نقشه‌برداری یا topographie در حالت کلی به دو رشته اساسی تقسیم می‌شود که عبارتند از:
الف توپولوژی topologie که مربوط به کیفیت تشکیل زمین می‌شود و از بحث ما خارج می‌باشد.
ب توپومتری topometrie که مربوط به فنون اندازه‌گیری و تعیین فرم ظاهری زمین می‌باشد.
اهمیت و موارد استفاده نقشه‌برداری
نقشه‌برداری یکی از قدیمی‌ترین تکنیک‌های مورد استفاده بشر بوده و از آن برای تعیین حدود و اراضی استفاده می‌کرده‌اند و چنانکه می‌دانید این دانش‌ امروزه در کلیه امور مهندسی رخنه کرده، که از آن‌جمله می‌توان نقشه‌برداری برای:
عملیات ساختمانی ایجاد راهها و شاهراهها و راههای آهن ایجاد پل‌ها تونلها نهرها سدها تأسیسات و منابع آبی امور کشتیرانی کشاورزی مهندسی معادن زمین‌شناسی جنگل‌داری و حتی حفظ آثار باستانی و تشخیص جرائم در تصادفات رانندگی را نام برد.

فصل دوم
یادآوری قوانین مثلثاتی
برای آشنایی بیشتر با مفاهیم مربوط به نقشه‌برداری از 2 رکن اصلی: طول و زاویه تشکیل شده است.

در اینجا به این قوانین و تئوریها می‌پردازیم.
دایره مثلثاتی از چهار ناحیه تشکیل شده است و به شرح زیر است:
دایره مثلثاتی از چهار ناحیه تشکیل شده است و به شرح زیر است: چهار پارامتر اصلی عبارتند از: 1.

sin 2.

Cos 3.

tan.g 4.

Cot.g سه تعریف درجه‌ای داریم شامل درجه، گراد و رادیان که: درجه = D گراد = G رادیان = R کمیتی به نام داریم که برابر 14/3 (N) می‌باشد.

نکته: اگر نخی به طول N داشته باشیم، تبدیل به دایره کنیم بعد طول نخ را تقسیم بر محیط کنیم، عددمان برابر 14/3 می‌باشد.

محیط دایره اگر دایره را از مرکز به 360 قسمت تقسیم کنیم هر قسمت یک درجه است.

و اگر یک دایره را به 400 قسمت تقسیم کنیم، هر قسمت یک گراد است.

هر دایره است.

روابط بین 3 پارامتر اشاره شده (گراد، رادیان، درجه) به صورت زیر است: مثال: چند گراد و چند رادیان است: نمایش زاویه روابط بین Sin ، Cos، tan و Cot شکل زیر مفروض است، طول OA شعاع دایره است که برابر رواحد است.

زاویه دایره را در نقطه A قطع کرده است، از A خطی موازی Sin یا Cos رسم می‌کنیم و نقاط B و C بوجود می‌آید.

در مثلث OAB داریم: هرچه کوچکتر باشد Sin کوچکتر و بالعکس Cos بزرگتر خواهد شد.

خطای نسبی مربوط به تعداد دفعات اندازه‌گیری و همچنین مربوط به خطای دستگاه می‌باشد و به شرح زیر است.

خطای نسبی تمرین طول AB برابر است با 25.400 و می‌خواهیم آن را با یک متر فلزی 25 m که خطای متوسط هر دهانه آن است، اندازه بگیریم مشخص کنید برای اینکه برسیم، چند بار باید اندازه‌گیری کنیم؟

عدد ثابت خطا چون پایه اندازه‌گیری‌ها به حواس انسان منتهی است و در ضمن چون ساختمان وسایل اندازه‌گیری به علت دقت محدود انسان کامل نیست لذا اندازه‌گیری‌های حاصله به مقدار مطلق خود نمی‌رسند و این نواقص غیر قابل اجتناب باعث می‌شود که مقدار اندازه‌گیری حقیقت محض نباشد.

اگر اندازه حقیقی کمیتی برابر a و مقدار اندازه‌گیری شده آن کمیت برابر باشد (e و یا ) را خطای اندازه‌گیری آن کمیت می‌گویند (به عبارت دیگر خطا عبارتست از میزان تفاوت بین مقدار حقیقی و مقدار اندازه‌گیری شده) علامت یا e مثبت و یا منفی است.

پیدا کردن جهت آن در بیشتر موارد امکان‌پذیر نیست.

اشتباه بایستی توجه داشت که خطا با اشتباه کاملاً متفاوت است و اشتباه در اثر عدم دقت عامل یا نقص مشخص دستگاه صورت می‌گیرد (که در نقشه‌برداری به هیچ وجه مجاز نیست) لذا برای دوری از اشتباه بایستی کار متکی بر کنترل باشد (در نقشه‌برداری کار بدون کنترل مطابق با کار غلط است) این کنترل ممکن است به دو صورت انجام گیرد: 1.

کنترل به طریقه مستقیم: آن است که عمل را دو بار تکرار نمائیم، ولی بهتر است روش اندازه‌گیری را تغییر دهیم.

2.

کنترل به طریقه غیر مستقیم: در این طریقه نتیجه را ممکن است از طرق دیگر مانند محاسبه و یا اندازه‌گیری اجزای دیگر به دست آورد.

عوامل ایجاد کننده خطا 1.

ساختمان اسباب اندازه‌گیری 2.

شرایط جوی و ساعات کار (از قبیل سردی و گرمی ـ شب و روز و ...) 3.

روش کار 4.

عامل (کننده کار) مقدار خطا متوسط هندسی برابر خواهد بود با: تعداد دفعات اندازه‌گیری M تعداد دهانه‌ها یا تقسیمات N خطای معیار یا استاندارد دستگاه خطای نسبی اگر برای کمیتی مانند m خطای e منظور شود نسبت را خطای نسبی می‌گویند و آنرا به نمایش می‌دهند.

بایستی توجه داشت در محاسبه خطای نسبی اکثراً به جای e مقدار را قرار می‌دهند.

مثال 1 ـ طولی برابر 10 km با یک متر 50 متری که خطای متوسط هر دهنه آن برابر است.

دو بار اندازه گرفته شده است.

خطای نسبی این اندازه‌گیری چقدر می‌باشد؟

اگر برای دقت بیشتر، هر طرف نوار چهار بار قرائت می‌گردید در این صورت خطای نسبی چقدر می‌بود؟

(خطای قرائت هر طرف نوار برابر فرض شده است) حل: تعداد دهنه در حالت دوم چون هر طرف نوار را چهار بار قرائت کردیم پس و از طرفی چون دو طرف نوار را قرائت کرده‌ایم، در نتیجه مقدار خطا برابر خواهد بود با: مثال 2 ـ طول را با یک نوار فلزی 25 متری که خطای متوسط هر دهنه آن برابر است می‌خواهیم اندازه‌گیری کنیم.

مشخص کنید برای رسیدن به دقت این طول را بایستی چند بار اندازه‌گیری کنیم.

حل عدد ثابت فصل سوم: اندازه‌گیری فاصله طرق مختلف اندازه‌گیری فاصله اندازه‌گیری فاصله عملی است که در نقشه‌برداری دائماً مورد استفاده قرار می‌گیرد و طبق تعریف نقشه بایستی فواصل اندازه‌گیری شده روی زمین به صورت افقی باشد و یا اینکه با محاسبات لازم طولهای اندازه‌گیری شده غیر افقی را تبدیل به طول افقی نمود.

برای اندازه‌گیری فاصله بر حسب دقت و سرعت مورد لزوم و یا نوع برداشت از وسایل و روشهای گوناگون استفاده می‌شود، که به طور کلی به سه دسته یا طریقه زیر که هر کدام نیز دارای چندین روش‌اند تقسیم می‌شود.

1.

اندازه‌گیری فاصله به طریقه مستقیم 2.

اندازه‌گیری فاصله به طریقه غیر مستقیم 3.

اندازه‌گیری فاصله به طریقه امواج رادیوئی و نورانی اندازه‌گیری فاصله به طریقه مستقیم در این طریقه فاصله دو نقطه را با طول معینی که اندازه و معیار آن از قبل تعیین شده است مستقیماً طی نموده و مقایسه می‌شود.

در این طریقه با توجه به دقت مورد درخواست ممکن است از وسایلی مانند قدم، طناب، متر انوار و غیره استفاده شود که در این روش از نظر دقت وسایل مورد استفاده به سه دسته کم‌دقت، دقت معمولی و دقیق تقسیم می‌شود که ذیلاً چند نمونه از آنها ذکر می‌شود.

اندازه‌گیری فاصله با وسایل کم‌دقت 1.

اندازه‌گیری فاصله توسط قدم: قبل از شروع به اندازه‌گیری بایستی عامل یا کننده کار قدم‌های خود را با قدمهای استاندارد شده خود بسنجد، برای اینکه در شمارش قدم‌ها اشتباهی رخ ندهد ممکن است از وسایلی مانند قدم‌شمار (پاس‌متر) و یا پدومتر که به جای تعداد قدمها مستقیماً فاصله پیموده شده را می‌دهد استفاده شود.

از این روش در تهیه کروکی و یا تعیین فواصل تقریبی نقاط استفاده می‌نمایند و دقت اندازه‌گیری توسط قدم حدود می‌باشد.

اندازه‌گیری فاصله با وسایل دقت‌متوسط 1.

زنجیره مساحی: از مفتولهای فلزی به طول 20 الی 25 سانتیمتر ساخته شده و به وسیله حلقه‌های فلزی به هم مربوط می‌شود و از پلاکهای مختلف برای نشان دادن محل دسیمتر و متر استفاده می‌شود.

دقت این وسیله حدود می‌باشد.

متر پارچه‌ای و یا پلاستیکی: که امروزه نوع پلاستیکی بیشتر مورد استفاده است برای اندازه‌گیری فواصل کوتاه این وسیله مناسب می‌باشد.

دقت این وسیله بین الی می‌باشد بنابراین برای اندازه‌گیری‌های دقیق زیاد مورد استفاده نیست زیرا که تغییر طول آنها در مقابل کشش و عوامل جوی مانند گرما و سرما برای نوع پلاستیکی و اثر رطوبت برای نوع پارچه‌ای زیاد است.

3.

نوارهای فلزی (مترهای فلزی): که متداولترین وسیله اندازه‌گیری در نقشه‌برداری می‌باشد و در طولهای مختلف ساخته می‌شوند.

و دقت آنها بستگی به روش اندازه‌گیری داشته و معمولاً می‌توان به دقت دست یافت.

در شرایط خاص با رعایت و محاسبه خطاها و همچنین رعایت اصول مترکشی می‌توان به دقت نیز رسید.

اندازه‌گیری فاصله با وسایل دقیق متر انوار یا سیم انوار یا مفتول انوار: این وسیله از آلیاژی به نام انوار (Invar) که ترکیبی از نیکل و فولاد است ساخته می‌شود که ضریب انبساط طولی آن در مقابل گرما خیلی ناچیز (حدود ) است و برای اندازه‌گیری باز (Base) نقشه‌برداری و ژئودزی مورد استفاده است و در حالتی که دقت‌های لازم و شرایط کار خوب اجرا شود دقت این وسیله به می‌رسد ولی نوارکشی با این وسیله نسبتاً سخت بوده و حتماً بایستی نوار را روی سه‌پایه‌ای که دو تا وزنه به آن آویزان است قرار داد و عمل مترکشی را انجام داد.

طول این نوار معمولاً 24 متر می‌باشد.

اصول مترکشی چون اندازه‌گیری فاصله به طریقه مستقیم متر فلزی همواره مورداستفاده است، بنابراین نکاتی را در این مورد بررسی می‌نمائیم.

وسایل لازم برای یک اکیپ مترکشی 1.

متر فلزی 2.

تعداد مورد نیاز ژالون (ژالون میله‌ای است از چوب یا فلز به قطر 3 الی 4 سانتیمتر معمولاً به طول 2 الی 5/2 متر که متناوباً به رنگ قرمز و سفید رنگ‌آمیزی شده است) معمولاً 3 تا 4 ژالون برای مترکشی مورد نیاز می‌باشد.

شاقول و یا تراز بغل میر 2 عدد 4.

میخ چوبی یا فیش مساحی به اندازه کافی 5.

چکش 6.

دفتر یادداشت فواصل 7.

وسایل تعمیر متر (شامل روکش اتصال ـ سوراخ‌کن ـ میخ و پرچ و پرچ‌کن) 8.

نیروسنج و دماسنج برای کارهای دقیق طریقه عملی اندازه‌گیری به وسیله متر مترکشی در مراحل زیر انجام می‌گیرد: 1.

امتدادگذاری: فاصله‌های زیاد را به وسیله متر نمی‌توان یکباره اندازه گرفت لذا با به کار بردن میخ‌های چوبی و ژالون آنها را به طولهای کوچکتر (انتخاب این طولها تابع وضعیت توپوگرافی زمین است) تقسیم نموده به طوریکه کلیه میخ‌ها در یک راستا قرار داشته باشند (البته بایستی توجه داشت که از ژالونها برای در امتداد قرار دادن میخها استفاده می‌کنند و این عمل را ممکن است با چشم و یا دیگر وسایل نقشه‌برداری مثل تئودولیت انجام داد).

علامت‌گذاری روی میخ‌های چوبی کوبیده شده (علامت‌گذاری برای این است که اندازه‌گیری بین دو علامت میخ انجام گیرد.

قرائت نوار 4.

یادداشت مترکشی در زمین‌های شیب‌دار و ناهموار مترکشی در زمین‌های شیب‌دار و ناهموار به یکی از دو صورت زیر انجام می‌گیرد: الف: مترکشی به صورت افقی.

در این طریقه فاصله بین دو نقطه امتدادگذاری را متناسب با شیب زمین انتخاب نموده سپس به کمک ژالون یا شاقول به صورت افقی اندازه‌گیری می‌شود (با بالاو پائین بردن متر حالتی پیدا می‌شود که کوتاه‌ترین فاصله می‌باشد).

(شکل 3ـ4) در این حالت چون به علت کوچک بودن دهنه ممکن است در عمل اشتباهی رخ بدهد و یا مجموع خطا مقدار زیادی شود روی این اصل در عضی از حالات از نوار شکسته استفاده می‌شود یعنی به فرض اگر از A تا نقطه 1 برابر a متر شود بین نقطه 1 و 2 را طوری اندازه‌ می‌گیرند که مبدأ به جای صفر متر a متر باشد و همینطور الی آخر تا اینکه بتوان از تمام طول نوار استفاده نمود.

ب.

اندازه‌گیری در امتداد شیب: در این حالت متر به موازات شیب کشیده شده و زاویه شیب توسط شیب‌سنج و یا زاویه‌یاب اندازه‌گیری می‌شود و از رابطه می‌توان طول افقی را به دست آورد.

می‌توان مراحل فوق را در شش مرحله خلاصه کرد: 1.

امتدادگذاری 2.

علامت‌گذاری 3.

کشیدن نوار 4.

شاقولی‌کردن 5.

قرائت 6.

یادداشت خطا در مترکشی چنانکه قبلاً نیز ذکر شد خطا به 4 عامل بستگی دارد که عبارتند از: ساختمان، وسیله اندازه‌گیری، شرایط جوی، روش کار و عامل کار که می‌توان آنها را به صورت زیر نیز بیان نمود.

خطای دستگاهی 2.

خطای طبیعی (شرایط جوی و ...) 3.

خطای عامل و روش کار که آن را خطای انسانی می‌گویند.

با توجه به مراحل سه‌گانه خطا، خطاهای مترکشی را ذکر می‌نمائیم.

خطای دستگاهی این خطا گاهی افزونی و گاهی نقصانی است.

یعنی خطا تدریجی بوده و جهت آن همواره یکی است و معمولاً در مورد کم و یا زیاد شدن طول نوار پیش می‌آید و مقدار خطای دستگاهی متر از فرمول زیر محاسبه می‌شود: که در این فرمول تصحیح طولی برای یک متر، طول اسمی نوار و طول فعلی (حقیقی نوار) است.

مقدار تصحیح برای L متر اندازه‌گیری شده برابر در نتیجه مقدار صحیح طول اندازه‌گیری شده برابر می‌شود با طول واقعی و L طول اندازه‌گیری شده) از فرمول زیر نیز می‌توان مقدار صحیح طول اندازه‌گیری شده را محاسبه نمود.

مثال عددی: طول AB را با یک متر به ظاهر 50 متری اندازه‌گیری کرده و برابر 75/634 متر شده است.

اگر طول واقعی متر فوق‌الذکر 98/49 متر بوده باشد طول اندازه‌گیری شده را محاسبه نمائید.

حل حل از طریق دیگر به طور خلاصه می‌توان خطاهائی را که در مترکشی ایجاد می‌شود به صورت زیر خلاصه نمود: 1.

خطای درست نبودن طول نوار 2.

خطای درجه حرارت 3.

خطای کمانی بودن نوار (خطای شنت) 4.

خطای کشش نامناسب 5.

خطای افقی نبودن متر 6.

خطای امتدادگذاری 7.

تصحیح تبدیل به سطح مقایسه 8.

خطای علامت‌گذاری (خطای اتفاقی است) 9.

خطای قرائت (خطای اتفاقی است) اندازه‌گیری طول شامل: اندازه‌گیری طول به کمک ژالون و متر استادیمتری اندازه‌گیری طول به کمک ژالون و متر همانطور که می‌دانید کوتاه‌ ترین فاصله بین 2 نقطه خط راست است.

برای مترکشی نیز لازم است ما یک خط راست داشته باشیم تا خطا به حداقل برسد.

در دفاتر مهندسی این مهم توسط خط‌کش انجام می‌شود اما در عمل برای حصول به این نتیجه به روش زیر اقدام می‌کنیم.

وسایل لازم 1.

متر (30 متری یا 50 متری بسته به نیاز) 2.

ژالون 3.

تراز ژالون نحوه اجرا بر روی نقاط A و B ژالون می‌گذاریم.

با توجه به طول AB به تعداد نیاز نقاط کمکی انتخاب می‌کنیم، یا اینکه به اندازه متر موجود نقطه بعدی را مشخص می‌کنیم.

در محل 50 متر نقطه شماره 1 را مشخص می‌کنیم.

با قراول روی (دید لاینی) به اطلاع نفر سوم رسانده می‌شود، همان کسی که روی نقطه 1 ایستاده است که موقعیت نقطه B را فیکس نماید.

بعد از مشخص شدن نقطه شماره 1 عملیات برای پیدا کردن نقطه شماره 2 آغاز می‌شود و به همین ترتیب ادامه می‌دهیم به طوری که به نقطه B برسیم.

جداول زیر را بررسی نمائید.

جدول شماره 1 * این عملیات را به دفعات دقت مورد نیاز تکرار می‌کنیم.

در جدول شماره 2 خلاصه عملیات را ذکر می‌کنیم جدول شماره 2 یادآوری از هندسه در مثلث نامشخص زیر داریم: * حالت خاص ''مثلث قائم‌الزاویه'' مساحت توان کمان * می‌خواهیم ارتفاع ساختمان زیر را به دست آوریم: فصل چهارم: روش استادیمتری و جدول ترازیابی یکی از مهمترین قسمتها در نقشه‌برداری به دست آوردن اختلاف نقاط است، در گذشته و البته برخی از معماران در حال حاضر از شیلنگ تراز برای این موضع استفاده می‌کنند.

قدمت این موضوع بسیار طولانی اما کاربرد آن موجود است.

مثلاً در سطوح 100 متر مربع، استفاده از شیلنگ تراز بسیار مفید و مؤثر بوده است.

در زمین‌های بزرگ، با گسترش علوم دوربین‌های ترازیاب ساخته شده، به این دوربین‌ها نیوو می‌گویند.

نیوو را کارخانجات مختلفی همچون ویلد سوئیس، زایس آلمان، نیکون ژاپن و...

می‌سازند.

طریقه عمل و حدود کاربرد برای ترازیابی به وسیله‌های زیر نیاز داریم: 1.

یک دستگاه دوربین نیوو 2.

یک عدد سه‌پایه 3.

یک عدد شاخص 4.

یک عدد تراز میر یا میر 5.

یک نقشه‌بردار و یک عدد کمک نقشه‌بدار * می‌خواهیم ببینیم اختلاف ارتفاع نقطه A تاB چقدر است؟

دوربین نیوو از یک صفحه تراز و یک لوله با چندین عدسی تشکیل شده است.

این لوله حول محور قائم قابلیت چرخش دارد، با متر اول روی کلیه نقاط در یک تراز قرار دارند.

برای اینکه یک دوربین نیوو بتواند کارآیی داشته باشد، باید خط دید بتواند شاخص را قطع نماید، در جاهایی که اختلاف ارتفاع بسیار زیاد است یک بار استقرار دوربین کافی نیست و باید این عمل چند بار تکرار شود.

این جابجایی استقرار دوربین به گونه‌ای است که بتواند اختلاف دو نقطه را به دست آورد.

میر یا شاخص مدرج وسیله دیگری که در ترازیابی لازم است، شاخص مدرج یا میر است.

این وسیله چوب مدرجی است که معمولاً طول آن 4 متر و در حالتهای دو تکه و چهار تکه و یا کشویی مطابق شکل (27ـ6) ساخته می‌شود.

برای پیدا کردن اختلاف ارتفاع دو نقطه آن را روی دو نقطه مورد نظر قرار داده و پس از تراز کردن دستگاه و تنظیم تارهای رتیکول، عددی را که تار رتیکول وسط آن را قطع می‌نماید قرائت می‌کنند و معمولاً این عدد چهار رقمی قرائت می‌شود.

مثل شکل (27ـ6).

عدد قرائت شده برابر 1475 میلی‌متر (475/1 متر)، تار بالا روی عدد 1610 و تار پائین روی عدد 1340 میر را قطع نموده است.

برای ترازیابی معمولاً قرائت تار وسط کافیست.

a: محل استقرار اولیه دوربین b: محل استقرار جدید دوربین (بدون حرکت دادن میر در نقطه کمکی 1) * میر برای خواندن اعداد روی شاخص لازم بود مدرج و اندازه‌گیری بر روی آن انجام شود صفحه اصلی میر طریقه قرائت: در داخل دوربین تارهای رتیکول زیر وجود دارد.

معمولاً دایره‌ای است.

* اعداد قرائت شده باید به صورت 4 رقمی باشد.

مثلاً اگر تار وسط بر روی شاخص به صورت زیر باشد.

یادآوری اندازه‌گیری طول به روش استادیمتری 100 * (تار پائین ـ تار بالا)=C (1700-1620)*100 80*100=8000 cm 80 m جدول ترازیابی در نظر است فاصله AB نیولمان شود، در طی جدول زیر اعداد قرائت شده مشاهده می‌شود.

مطلوب است ارتفاع نقطه B اگر BmA پنجمان باشد.

جدول ترازیابی جدول دوم ترازیابی فرمول برای به دست آوردن HA برای هر قرائت = قرائت جلو ـ قرائت عقب+HA= H1 =100.000+1472-3153=98.319 HB=94.666 HA=100.000 نقاط A و B را نیولمان کنید.

HA=612.422 HB=?

با عمود کردن لوله دوربین به خط عمودی بین 2 و 3 تراز اولیه دوربین با کمک پیچ‌های 2 و 3 انجام می‌شود.

سپس لوله دوربین را در راستای پیچ یک تراز و فقط با پیچ یک تراز نهایی را انجام می‌دهیم.

خطاها در نیولمان 2.

کاربردهای ترازیابی (تاکئومتره، مساحی، پروفیل طولی) ـ خطاها در نیولمان به دو حالت مشخص می‌شود: 1.

رفت و برگشت 2.

داشتن ارتفاع معلوم خطاهای مجاز در کارهای معمول نقشه‌برداری است.

با رفت و برگشت میزان خطا مشخص می‌شود مثلاً اگر از HA=100.000 شروع می‌کنیم و به B برویم و دوباره به A برگردیم، ممکن است به HA=100.000 برسیم.

لذا 2.5(m) خطا داشتیم این خطا باید سرشکن شود.

مثلاً اگر 5 نقطه داشتیم اگر عقب و جلو بود به هر کدام 2.5 می‌رسد.

برخی خطاها در داخل دوربین است که باید در طی سرویسهای سالانه مرتفع گردد.

به این خطاها، خطای داخلی کلیماسیون می‌گویند.

ترازیابی یعنی تعیین اختلاف ارتفاع نقاط نسبت به هم را ترازیابی (Lerelling) و یا نیولمان (Nivellement) می‌گویند.

فصل پنجم: پروفیل طولی پروفیل برای نمایش پستی و بلند زمین در طول یک امتداد مانند مسیر راه یا مسیر یک کانال و امثالهم بر روی نقشه، صفحه قائم فرضی بر امتداد مورد نظر مرور می‌دهند.

(به عبارت دیگر بر امتداد مورد نظر برشی فرضی به زمین داده می‌شود) اگر تصویر نیمرخ این برش را با مقیاس مشخصی بر روی صفحه کاغذ رسم نمایند، تصویر مزبور که حاوی پستی و بلندهای موجود می‌باشد به ''پروفیل'' موسوم است.

پروفیل دو نوع است: 1.

پروفیل طولی که منطبق بر امتداد مسیر باشد.

پروفیل عرضی که بر امتداد مسیر عمود است.

پروفیل طولی و تهیه و رسم آن برای فراهم آوردن پروفیل طولی، لازم است تا در صحرا و سپس دفتر کارهایی صورت گیرد.

الف ـ کار صحرایی که شامل مراحل زیر است: 1.

میخ‌کوبی مسیر مورد نظر برای تهیه پروفیل، می‌بایستی توسط عمل ''میخ‌کوبی'' مشخص شود.

فاصله میخها از هم تابعی از دقت و فرم ظاهری زمین می‌باشد.

معمولاً در کارهای مهندسی عمومی، این فاصله حدود 30 تا 50 متر است.

مسلم است در مناطق کوهستانی که تغییر فرم زمین زیاد است، این فواصل می‌باید کوتاهتر انتخاب شوند.

نقاط زیر اجباراً می‌بایستی میخ‌کوبی گردند: محل تغییر شیب‌ها در طول امتداد ـ محل‌های تقاطع مسیر با هر نوع بریدگی ـ محل‌های تلاقی مسیر با راهها و کانال‌ها ـ محل‌های تلاقی مسیر با رودخانه‌ها و ...

تنظیم جدول میخ‌کوبی (پیکتاژ) بایستی همزمان با عمل میخ‌کوبی، جدولی تنظیم کرد که در آن شماره میخ فاصله‌ میخ‌ها از همدیگر و نیز فاصله میخ‌ها از نقطه شروع (مبدأ) منظور شده باشد.

لازم به توجه است که مشخصات هر میخ علاوه بر درج در جدول پیکتاژ می‌بایستی بر روی میخ مربوطه نیز ثبت شود.

گاهی اوقات شرایط و موقعیت یک میخ، اجازه چنین کاری را نمی‌دهد، در این حالت، اطلاعات لازم را ر روی یک تخته سنگ و یا یک میخ کمکی که به فاصله معینی از میخ اصلی هستند، می‌نویسند.

این میخ کمکی را اصطلاحاً ''میخ شاهد'' می‌نامند.

انجام عملیات ترازیابی این عمل مانند حالاتی است که در خود ترازیابی بحث شد.

اما عمل نیولمان (ترازیابی) را در این حالت ''پروفیل‌برداری'' می‌گویند.

درپروفیل‌برداری بایستی نکات زیر رعایت شود: ـ ترازیابی را باید از نقطه‌ای که دارای ارتفاع معلوم است، شروع نمود.

(ارتفاع این نقطه معلوم ممکن است اختیاری و یا اینکه در سیستم کشوری باشد).

ـ ترازیابی را حتی‌الامکان بین دو نقطه (میر عقب و میر جلو) به فاصله مساوی مستقر نمود.

ـ برای تغییر محل استقرار نیوو، بایستی میر جلو روی نقطه مشخص ثابت بوده تا مادامیکه قرائت عقب بر رو آن انجام نگرفته نباید محلش را تغییر داد.

ـ باید ترازیابی متکی بر کنترل انجام گیرد.

برای اینکار ممکن است پس از طی هر چند کیلومتر یک برگشت انجام داد.

ب ـ کارهای دفتری 1.

محاسبه جدول ترازیابی و ارتفاع میخ‌ها و کنترل محاسبات 2.

رسم و انتقال نقاط با توجه به ارتفاع محاسبه شده آنها و فاصله آنها از همدیگر.

البته چون تغییرات طولی (فاصله بین دو نقطه) خیلی بیشتر از تغییرات ارتفاعی و اختلاف ارتفاع بین دو نقطه است، لذا معمولاً مقیاس ارتفاعی ده برابر مقیاس طولی می‌باشد.

تعیین ارتفاع پروژه نقطه اول (نقطه شروع) ـ ممکن است ارتفاع پروژه برابر ارتفاع نقطه شروع و نیز بالاتر یا پائین‌تر از آن باشد.

4.

انتخاب شیب پروژه ـ در انتخاب شیب پروژه برای راهسازی و یا کانال‌های آبیاری محدودیت‌هایی وجود دارد.

مثلاً شیب پروژه در راههای درجه I نباید از ماکزیمم 6% تجاوز نماید (غیر حالتهای استثنائی).

در هر حال با توجه به محدودیتها و نیز رعایت اصول مهندسی می‌بایستی شیب پروژه متناسب با ارتفاع نقطه شروع، طوری انتخاب شود که حجم خاکبرداری و یا خاکریزی به مینیمم برسد یا اینکه سعی شود حجم خاکبرداری و خاکریزی تا اندازه‌ای با هم برابر باشد.

5.

رسم خط پروژه: که معمولاً پروفیل با رنگ مشکی کشیده می‌شود ولی خط پروژه با رنگ قرمز، روی این اصل به آن خط قرمز نیز می‌گویند.

تهیه پروفیل طولی قصد داریم ارتفاع میر و طول آن را در یک نقشه ببینیم: برای تهیه پروفیل طولی اولاً لازم است که طول مسیر مشخص باشد.

نقاط A تا E را انتخاب می‌کنیم (دلخواه می‌باشد) فاصله پاره خط‌ها را با مترکشی دقیق اندازه‌گیری می‌گیریم، یک برگشت هم‌جهت دقت کار انجام می‌دهیم.

برای نقاط بین نامگذاری کنید، به همین ترتیب تا به E برسید.

در یک جدول (جدول نیولمان) رأس قوس‌ها و نقاط اصلی را یادداشت می‌کنیم.

در مابین نقاط دوربین را مستقر می‌کنیم و قرائت‌های عقب و جلو را در جدول یادداشت می‌کنیم و به انتهای E می‌رویم.

سپس دوباره در برگشت از E به A می‌رسیم.

در پایان مسلماً به اندازه E خطا خواهیم داشت.

اگر E بیشتر ازkm بود، مجدداً نیولمان می‌کنیم.

21.77mm= مجاز در مرحله پایانی ترسیم پروفیل طولی می‌باشد.

فصل ششم: مساحی منظور از مساحی تهیه نقشه یک منطقه توسط وسایل ساده نقشه‌برداری (متر، ژالون، گونیای مساحی و ...) و پیدا کردن مساحت قطعه زمین می‌باشد (راجع به مساحت در قسمتهای دیگر بحث خواهد شد) در این فصل راجع به مطالب زیر بحث می‌شود: ـ اخراج عمود بر یک امتداد ـ ژالون‌گذاری (امتدادگذاری) ـ عبور از موانع ـ اندازه‌گیری زاویه به وسیله متر ـ تهیه نقشه یک منطقه با وسایل ساده نقشه‌برداری ابتدا چند نقطه انتخاب می‌کنیم و نامگذاری می‌کنیم.

مترکشی و اندازه‌گیری طول اضلاع نیوو را در وسط این پلان مستقر می‌کنیم.

به نقطه A نشانه‌روی می‌کنیم و تار بالا و تار پائین و تار وسط را قرائت می‌کنیم.

و در ادامه طولهای OB و OC و OD و ...

را به دست می‌آوریم.

در طی این عملیات زوایای بین OA و OB و الی آخر را یادداشت می‌کنیم.

* استفاده از زوایای افقی دوربین نیوو دقت بالایی ندارد ولی برای این پروژه (در حد یادگیری) کفایت می‌کند.

در پایان یک پنج‌ضلعی داریم که همگی طول‌ها و زوایای آن روشن است، به این کار مثلث‌بندی می‌گویند.

مثال: مساحت مثلث جواب کلی = فصل هفتم: اندازه‌گیری مساحت زمین بدون متر فقط با نیوو و شاخص روش اندازه‌گیری مساحت زمین بدون متر فقط با نیوو و شاخص انجام می‌شود.

وقتی از نیوو با روش استادیمتری اندازه‌گیری طول می‌شود، اعداد نهایی تقریب دارد و مسلماً دقت مترکشی را ندارد، به روش زیر عملمی‌کنیم: شکل زمین نامنظم است، هرجا که گوشه‌ای ایجاد می‌شود نقطه‌ای می‌کاریم.

دوربین در وسط زمین (حدوداً) مستقر می‌شود.

محل اتصال دو نقطه گوشه و یک محل دوربین ایجاد مثلث می‌کنیم.

حداکثر فاصله طول دوربین تا متر 150 تا 200 متر و بستگی به چشم خودمان و دقت کار دارد.

دوربین در محل خود مستقر می‌شود (جایی که نسبت به همه نقاط مشرف باشد).

جدول استادیمتری به صورت زیر تهیه می‌شود: در مثلث O,1,2 برای به دست آوردن زاویه =152.18-147.22 در ریاضیات داشتیم اگر: برای گونیا کردن در اینجا طول سوم به روش هندسی محاسبه شده است این روش نه خطا نه اشتباه دارد.

آخر کار مساحت مثلث اول کل t0+aL = کل فصل هشتم: زاویه‌خوانی اندازه‌گیری زاویه زاویه از عناصری است که در نقشه‌برداری زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد و روی این اصل اندازه‌گیری آن در نقشه‌برداری حائز اهمیت است.

در نقشه‌برداری و علوم وابسته به آن، زوایا در دو صفحه افقی و قائم برای تعیین موقعیت نقاط اندازه‌گیری می‌شوند.

(شکل 1ـ8) نقاط A و B و C در دست است (روی زمین).

می‌خواهیم زاویه رأس A را اندازه‌گیری کنیم.

از نقطه A صفحه افقی P را عبور می‌دهیم و سپس از قائم نقطه B و نقطه A صفحه قائم Q و از قائم نقطه C و نقطه A صفحه قائم R را مرور می‌دهیم.

در این سه صفحه، سه زاویه را به شرح زیر مشخص و تعریف می‌نمائیم.

ـ زاویه که در صفحه افقی P قرار دارد، ''زاویه افقی'' می‌باشد.

ـ دو زاویه و که زوایای ارتفاعی می‌باشند، در صفحات قائم Q و R قرار دارند (متمم‌های این دو زاویه را ''زوایای قائم'' می‌نامیم).

حال اگر برای اندازه‌گیری زاویه افقی به جای صفحه P یک نقاله افقی و برای اندازه‌گیری زوایای قائم، یک نقاله که حول محوری شاقولی دوران داشته باشد قرار دهیم، با توجه به مطالب فوق می‌توان زوایای افقی و قائم را به صورت زیر تعریف نمود: زاویه افقی: زاویه‌ای است که بین تصاویر نقاط روی صفحه افقی حاصل می‌شود.

زاویه قائم: زاویه‌ای است بین امتداد قائم مکان و همان امتداد در صفحه قائم که آن را زاویه زینتی نیز می‌گویند و چنانکه ذکر شد متمم زاویه قائم را زاویه ارتفاعی و یا شیب می‌گویند.

مثلاً در شکل (1ـ8) زاویه قائم مانند VBA که متممش می‌باشد.

واحدهای اندازه‌گیری زاویه معمولاً برای اندازه‌گیری و محاسبات زاویه در نقشه‌برداری از سه نوع واحد به نامهای درجه، گراد و رادیان استفاده می‌کنند که ذیلاً تعاریف مربوطه یادآوری می‌شود.

اما در کارهای نظامی از واحد دیگری به نام ''میلیم'' که آن عبارت از زاویه‌ای است که جسم قائمی به طول یک متر از فاصله یک کیلومتر تحت آن دیده شود، استفاده می‌شود.

الف.

درجه: پیرامون دایره را یک درجه و درجه را دقیقه و دقیقه را ثانیه می‌گویند و با علائم قراردادی '' و ' و نشان می‌دهند.

گراد: پیرامون دایره را یک گراد و گراد را دقیقه‌ گرادی و یا سانتی‌گراد و دقیقه گرادی را ثانیه‌گرادی گفته و با علایم اختصاری '' و ' و G و یا cc ، c ، g نشان می‌دهند.

چون این سیستم اعشاری است، بنابراین برعکس سیستم درجه می‌توان زاویه را به صورت اعشاری دنبال هم نوشت مانند: و یا و یا ج.

رادیان: پیرامون دایره را بر عدد 2 تقسم نموده هر قسمت آن را یک رادیان می‌گویند و یا اگر روی دایره قوسی برابر شعاع جدا نمائیم، زاویه مرکزی روبروی آن قوس مساوی یک رادیان خواهد بود.

تبدیل واحدها به یکدیگر چون دستگاه‌های مختلفی برای اندازه‌گیری زوایا با سیستم واحدهای مختلف ساخته شده است، برای محاسبات و یا تبدیل واحدی به واحد دیگر می‌توان از روابط ساده زیر استفاده نمود.

مثال: یک رادیان چند درجه و چند گراد است؟

روش‌های اندازه‌گیری زاویه در نقشه‌برداری زوایا را به یکی از طرق زیر اندازه‌گیری می‌نمایند.

زاویه‌خوانی goniometrI که در این روش زوایا را با دستگاه‌های مختلف اندازه‌گیری زوایا مانند زاویه‌یاب‌ها (تئودولیت‌ها) و یا زاویه‌سنج‌های مغناطیسی اندازه‌گیری می‌نمایند که ذیلاً در مورد آنها بحث خواهد شد.

زاویه‌کشی یا goniographi که در این روش زاویه را به وسیله آلیداد و تخته سه‌پایه بر روی صفحه تصویر رسم نموده و سپس به وسیله نقاله و یا وسائل دیگر آن را اندازه‌گیری می‌نمایند.

ج.

اندازه‌گیر زاویه توسط محاسبات هندسی: در این روش با توجه به فرمول‌های ریاضی و مثلثات با مشخص بودن اضلاع یک مثلث، زاویه مورد نظر از روی فرمولهایی مانند و یا دیگر فرمولهای ریاضی به دست می‌آید.

د.

اندازه‌گیری با روشهای فتوگرامتری: در این روش اندازه‌گیری زوایا با استفاده از عکسهای هوایی و دستگاه‌های فتوگرامتری انجام می‌شود.

ساختمان زاویه‌یاب زاویه‌یاب که حدوداً در سال 1700 میلادی برای مشاهدات نجومی ساخته شد، دستگاهی بود که تلسکوپ آن می‌توانست حول محوری دوران نماید.

تا اینکه تا سال 1800 به تدریج تکمیل گشته و در عملیات نقشه‌برداری و ژئودزی و مهندسی برای اندازه‌گیری زوایای قائم و افقی با دقت کافی مورد استفاده قرار گرفت.

هر زاویه‌یاب یا تئودلیت دارای اجزاء اصلی و فرعی (به طور کلی دارای سه قسمت که هر قسمت نیز شامل ملحقاتی است که برای اندازه‌گیری و یا نشانه‌روی به کار می‌رود) به شرح زیر می‌باشد.

الف: قسمت فوقانی قسمت فوقانی تئودلیت شامل قسمت‌های اصلی و ملحقات زیر می‌باشد.

دوربین یا تلسکوپ که معمولاً از نوع دوربین‌های نجومی می‌باشد علاوه بر عدسیهای چشمی و شئ‌ای (که قسمت اصلی دوربین را تشکیل می‌دهد) ممکن است به چندین عدسی و یا منشور و یا وسائل دیگر نوری (برای واضح دیدن تصاویر مورد نظر) و پیچ‌های مخصوص تنظیم (که بتوان تصاویر را برای هر چشم روشن و واضح نماید) مجهز باشد.

(شکل 2ـ8)