دانلود مقاله نقشه برداری وعملیات

نقاط ارتفاعی:

کلیه نقاط برروی کره زمین دارای یک ارتفاع می‌باشندکه نسبت به یک سطح مبنا سنجیده می‌شوند

این سطح مبنا (ارتفاع مبنا) توسط سازمان نقشه برداری کل کشورتأمین می‌گردد.

تا قبل از ایجاد کاداستر درکشورکلیه نقاط به صورت ثابت درسطح کشوروغیرجهانی بوده است.

توسط سازمان فوق کد گذاری شده است.

روش تعیین این که سطح آزاد اقیانوس‌ها بوده است.

مثال: خلیج فارس مبنای محاسبات بوده است لذا  سطح آزاد اقیانوس‌ها درنظرگرفته شده است.

سازمان نقشه برداری جهت سهولت درعملیات نقشه برداری نقاط بنچ مارک (Bench Mark) رادرنقاط مختلف کشورنصب نموده است.

به این ترتیب هرنقشه برداری با کمک این نقاط نسبت به نقشه برداری محوطه‌ها وزمین‌های اطراف اقدام می‌نماید.

توضیح کامل دراین خصوص درکتاب آمده است.

بنچ مارک‌ها درنقاط دوردست وخارج از دید نصب می‌شوند.

این نقاط به شکل زیر fix شده‌اند.

تئوری خطاها

انواع خطاها به دودسته تدریجی واتفاقی تقسیم می‌شوند.

خطرناک ترین خطا در نقشه برداری، خطای تدریجی است که با هم جمع می‌شود.

خطایی که +و-دارد که ثابت شده است مجموع +و-ها صفر شده است.

(درصفحات 24 تا 28 منحنی زنگوله ای گوش ثابت کرده است که این عدد صفر می‌شود).

برای رفع خطاهای تدریجی باید:

عملیات از نو انجام شود.

دستگاه‌اندازه گیری عوض شود.

شرایط جوی رعایت گردد.

عامل ‌اندازه گیری

انواع خطاهای اتفاقی:

الف – ep خطای احتمالی: احتمال وقوع آن 50% است.

ب – em خطای Max: درهر 100 مورد، یک مورد است واختلاف آن با سایر اعداد فاحش است.

ج – eA خطای متوسط حسابی: متوسط خطاهاست.

د – eq خطای متوسط هندسی: جذرمتوسط مربعات است.

ازمیان 4 خطای فوق درنقشه برداری، خطای هندسی ملاک عمل است. 

خطا را با e نشان می‌دهند یا ε (اپیلسیلون)، e برابر است با: e=x0-x X0= عددواقعی که باید بدست می‌آمد.

X = عدد‌اندازه گیری شده.

مثال: e=x0-x=31.72-31.25 x0=31.72 X=31.25 e=50cm ازمیان‌اندازه گیری‌های متعدد (به تعدادn) وبا توجه به x0واقعی خطاهای زیررا داریم: e1=x0-x1 e2=x0-x2 خطای‌اندازه گیری nام en=x0-xn خطای متوسط حسابی: خطای متوسط هندسی: خطای ماکزیمم (Max): مثال: طول AB به تعداد 8باراندازه گیری شده است وطول‌های زیر بدست آمده است.

1347.47 1347.52 1347.49 1347.48 1347.52 1347.49 1347.53 Xo یا جزء Data یا مربوط به متوسط اعداد‌اندازه گیری شده است.

یادآوری (رند کردن اعداد) 3.1452=3.15 3.145=3.14 3.1452=3.15 3.1752=3.18 3.175=3.18 E1=1347.50-1347.47=0.03=+3cm E2=1347.50-1347.52=-0.02=-2cm E3+2 e3+1 e5=-3 e6=+1 e7=-2 em2.5 eq em=2.5×(2.3)= 5.8 چک کردن آن عدد اشتباه 1347.98-1347.50=48cm N.G کوچکترنیست صحیح است.ی یادآوری قوانین مثلثاتی: برای آشنایی بیشتر با مفاهیم مربوط به نقشه برداری که از 2رکن اصلی طول وزاویه تشکیل شده است.

دراین جا به این قوانین وتئوری‌ها می‌پردازیم.

دایره مثلثاتی، از 4 ناحیه تشکیل شده است وبه شرح زیر است.

4پارامتراصلی عبارتند از: sin , cos , tan , cotan D: درجه کمیتی به نام نکته: اگر نخی به طول L داشته باشیم.

G: گرادیان R: رادیان اگر دایره را ازمرکز به 360 قسمت تقسیم کنیم هرقسمت یک درجه است واگریک دایره را به 400 قسمت تقسیم کنیم هرقسمت یک گراد است.

هردایره رادیان است.

روابط بین این 3 پارامتر به صورت زیر است.

مثال: 30درجه چند گراد وچند رادیان است ؟

روابط بین sin , cos , tan , cot شکل زیر مفروض است.

طول OA شعاع دایره است که برابر واحد است.

زاویه دایره را درنقطه A قطع کرده است.

از A خط موازی sin رسم می‌کنیم وخطی موازی cos که نقاط B, C به وجود می‌آیند.

درمثلث OAB هرچه کوچکتر cos برزگتر می‌شود.

خطای نسبی: خطایی که خطای مربوط به تعداد دفعات‌اندازه گیری یا تعداد دفعات قرائت وهمچنین مربوط به خطای دستگاه می‌باشد.

به شرح زیر است: تمرین: طول AB برابر است با 25400 مترومی خواهیم آن را با یک مترفلزی 5/2 متری که خطای متوسط هر دهانه آن 43 میلی متر است،‌اندازه بگیریم.

مشخص کنید برای اینکه به دقت برسیم.

چند بار باید‌اندازه گیری کنیم ؟

اندازه گیری طول به کمک ژالون ومتر همان طورکه می‌دانیم کوتاه ترین فاصله بین دو نقطه خط راست است.

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

دردفاترمهندسی این مهم توسط خط کش انجام می‌شود، اما درعمل برای وصول به این نتیجه به روش زیر اقدام می‌کنیم: وسایل لازم متر(30 متری و50متری) ژالون تراز ژالون نحوه اجرا: برروی نقاط A,B ژالون گذاری می‌کنیم.

با توجه به طول A,B به تعداد نیاز نقاط کمکی انتخاب می‌کنیم یا اینکه به‌اندازه متر وجود نقطه بعدی را مشخص می‌کنیم.

درمحل 30مترنقطه شماری 1 را مشخص می‌کنیم.

با تراول روی (دیدلاینی) به اطلاع نفرسوم رسانده می‌شود (همان کسی که برروی نقطه 1 ایستاده است) که موقعیت نقطه 1 fix نماید.

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

جدول زیر را داریم: این عملیات را به دفعات دقت مورد نیاز (تکرار) انجام می‌دهیم.

درجدول شماره (2) خلاصه عملیات را ذکر می‌کنیم.

درپروژه ساعت 12تا1 به تعداد دفعات 10باریعنی 5مرحله مسیر دلخواه انتخابی را مترکشی می‌کنیم.

مثال: طول 1 متریک قطعه فولادی به ضریب انبساط حرارتی درشرایط 50oc است.

وشرایط تولید قطعه درکارخانه یادآوری از هندسه: درمثلث نامشخص زیر داریم: A2 =b2 +c2 – 2bc cos B2 =a2 + c2 – 2ac cos C2 = a2 + b2 – 2ab cos حالت خاص مثلث قائم الزاویه: A2 = b2 + c2 مساحت مثلث مثال: می‌خواهیم ارتفاع ساختمان را بدست آوریم: تراز یابی: (نیولان) یکی از مهمترین قسمت‌ها درنقشه برداری بدست آوردن اختلاف ارتفاعی نقاط است.

درگذشته والبته برخی معماران درحال حاضرازشیلنگ ترازنیز برای این موضوع استفاده می‌کنند.

قدمت این روش بسیار طولانی اما کاربردآن محدود است.

مثلاً برای سطوح درحد 100m2 استفاده از شیلنگ تراز بسیارمفید ومؤثر بوده است.

درزمین‌های بزرگ با گسترش علوم دوربین‌های ترازیاب ساخته شد.

به این دوربین‌ها نیودمی گویند.

نیودرا کارخانجات مختلفی همچون: ویلدسوئیس wild، زایس آلمان، نیکون ژاپن، و.....

می‌سازند.

طریقه عمل وحدود کاربرد: برای ترازیابی به وسایل زیر نیاز داریم: الف) یک دستگاه دوربین نیود ب) یک عدد سه پایه ج) یک عدد شاخص (مسی) +یک عدد تراز میر د) یک نفرنقشه بردار+یک نفرکمک نقشه بردار می خواهیم ببینیم اختلاف ارتفاعی نقاط A,B چقدراست.

گروت: ملات نرم زیر صفحات.

نکته: دوربین نیود از یک صفحه تراز ویک لوله با چندعدسی تشکیل شده است.

این لوله حول محورقائم قابلیت چرخش دارد.

با قراول روی کلیه نقاط دریک ترازقراردارند.

برای اینکه یک دوربین نیود بتواند کارایی داشته باشد، باید خط دید بتواند شاخص را قطع نماید.

درجاهایی که اختلاف ارتفاع بسیارزیاد است، یکباراستقراردوربین کافی نیست وباید این عمل چند بارتکرارشود.

این جابجایی استقراردوربین به گونه ای است که بتواند اختلاف نهایی دونقطه را بدست آورد.

a: محل استقراراولیه دوربین b: محل استقرارجدید دوربین (بدون حرکت دادن میردرنقطه کمکی).

مسیر: برای خواندن اعدادروی شاخص لازم بود مدرج بودن یا‌اندازه گذاری برروی آن انجام شود.

طریقه قرائت: درداخل لوله دوربین تارهای رتیکول زیر وجود دارد.

اعداد قرائت شده باید به صورت 4 رقمی باشند.

مثلاً اگر تاروسط برروی شاخص به صورت زیر باشد.

اندازه گیری طول با روش استادیمتری: L(تارپایین - تاربالا)= ×100 L=(1700-1620)×100=8000cm=80m جدول ترازیابی: درنظراست فاصله AB نیولان شود.

درطی جدول زیر اعداد قرائت شده مشاهده می‌شوند.

مطلوب 5است ارتفاع نقطه B اگر BMA=100/00 قرائت جلو – قرائت عقب H1=HA جدول دوم ترازیابی: با عمود کردن لوله دوربین به خط عمودی بین 2و3 تراز اولیه دوربین با کمک پیچ‌های 2و3 انجام می‌شود سپس لوله دوربین رادرراستای محور2و3 قرارمی دهیم با پیچ 1 تراز نهایی را انجام می‌دهیم.

خطاها درنیولان کاربردهای ترازیابی (تاکومتری، مساحی، پروفیل طولی) خطاها درداخل دوربین است که باید درطی سرویس‌های سالانه مرتفع گردد.

به این خطای داخلی کلیاسیون می‌گویند (به مثال‌های کتاب مراجعه شود) تهیه پروفیل طولی: قصد داریم ارتفاع مسیر وطول آن را دریک نقشه ببینیم.

برای تهیه پروفیل طولی اولاً لازم است که طول مسیرمشخص باشد.

فاصله نقاط A تا E را انتخاب می‌کنیم.

برای پروژه امروز لااقل 500 متروبا 3شکستگی و3 رأس است.

فاصله پاره خطها را با مترکشی دقیق‌اندازه می‌گیریم.

یک برگشت هم جهت بالارفتن دقت کار انجام می‌دهیم.

برای نقاط مابین نام گذاری کنید.

به همین ترتیب تا به E برسیم دریک جدول نیولمان رأس قوس‌ها ونقاط اصلی را یادداشت می‌کنیم درمابین نقاط دوربین را مستقر می‌کنیم وقرائت‌های عقب وجلو را درجدول یادداشت می‌کنیم وبه انتهای E می‌رویم.

سپس دوباره برگشت به Aمی رسیم.

درپایان مسلماً به‌اندازه E خطا خواهیم داشت اگر E بیشتر از بود مجدداً نیولمان می‌کنیم.

درمرحله پایان ترسیم پروفیل طولی: کاربرد دوربین نیوو درمساحی تعریف مساحی اندازه گیری ابعاد یک قطعه یا پلان برای محاسبه سطح عملیات مساحی نام دارد.

روش‌های مختلفی برای این موضوع وجود دارد که درکتاب آمده است.

که دراینجا به محاسبه مساحی با روش نیرو می‌پردازیم.

ابتدا چند نقطه انتخاب می‌کنیم (5نقطه) نام گذاری کنید.

مترکشی را‌اندازه گیری طول اضلاع نیود را حدوداً دروسط این پلان مستقر می‌کنید.

به نقطه A نشانه روی می‌کنیم وتاربالا وتارپایین وتاروسط را قرائت می‌کنیم.

درادامه طول‌های OE,OD,OC,OB را بدست می‌آوریم درطی این عملیات زوایای بین OA,OB,OC,OB,OD,OC,OE,OD,OA,OE را یادداشت می‌کنیم.

استفاده اززاویه افقی دوربین نیود دقت بالایی ندارد ولی برای اینکاردرحد یادگیری کفایت می‌کند.

درپایان یک 5 ضلعی داریم که همگی طول هاوزوایای آن روشن است.

به اینکارمثلث بندی می‌گویند.

کار با تئودولیت: روش تقریبی‌اندازه گیری مساحت زمین بدون متر (فقط با نیوو و شاخص) وقتی از نیود با روش استادیمتری‌اندازه گیری طول شود اعداد نهایی تقریب دارند ومسلماً دقت مترکشی را ندارند وبه روش زیر عمل می‌کنیم.

شکل زمین نامنظم است، هرجا که گوشه ایجادمی شود نقطه می‌کاریم.

دوربین دروسط زمین حدوداً مستقر می‌شود، محل اتصال دونقطه گوشه ویک محل دوربین ایجاد یک مثلث می‌کند.

حداکثرطول فاصله دوربین تا میرm200 تا 150وبستگی به چشم شمارودقت کاردارد.

دوربین درمحل خود مستقر می‌شود (جایی که نسبت به همه نقاط اشراف داشته باشد).

جدول استادیمتری به صورت زیر تهیه می‌شود.

درمثلث 012 داریم: درریاضیات داشتیم: دراینجا طول سوم با روش هندسی محاسبه شده است.

این روش نه خطا ونه اشتباه دارد.

پروژه‌های امروز یک قطعه چند ضلعی به فاصله شعاعی 120متربا تعداد50نقطه تعریف ومساحت آن را محاسبه نمایید.

زاویه خوانی: شعاع دایره مثلثاتی یک می‌باشد.

قبل از تشریح موضوع زاویه خوانی، درخصوص طول مایل وافقی نکاتی را توضیح می‌دهیم.

اگر زمین تراز باشد درشرایط تراز کامل بودن زمین قرائت نیود دقیق است.

درحالتی که زمین تراز نیست.

با کمک نیود درزمین‌های غیرتراز گاهی مقدار خطا چنان بالاست که بهتر است بگوییم اشتباه صورت گرفته است.

برای رفع این مشکل دستگاه تئودولیت ابداع شد که ضعف‌های زاویه قائم را جبران نماید.

فرض می‌کنیم بخواهیم زوایای مابین را درمسیرزیربدست آوریم: ABC=?

BCD=?

استقراردوربین درنقطه مورد نظر بسیار مهم است.

با شاقول اپتیکی محل دقیق تقطه مشخص می‌شود.

دوربین را تراز می‌کنیم وبه نقطه B نشانه روی می‌کنیم.

فرد مذکوردرنقطه B با ژالون مستقراست وآن را به صورت عمودی نگه داشته رؤیت می‌شود.

لوله دوربین را به سمت D می‌چرخانیم.

فرددیگری درD مستقراست وژالون رؤیت می‌شود.

برای دقت درمحاسبات درمحاسبه زاویه پیچی جهت سفت کردن زاویه تعبیه شده است.

که به این ترتیب هرمقدارزاویه ای که قرائت می‌شود همان زاویه بین دوضلع است.

خطا درزاویه خوانی: جهت از بین بردن خطا درزاویه خوانی روشهای مختلفی داریم که کوپل وتکراراز جمله آنها هستند.

روی نقطه B مستقرمی شویم وبه سمت A صفرمی کنیم.

زاویه را باز می‌کنیم تا C قراول روی شود.

لب افقی را می‌بندیم وبرمی گردیم به A دوباره عملیات از نو مجدداً برمی گردیم.

به این ترتیب معدل 3زاویه فوق، زاویه ABC می‌شود.

روش دیگر صفرکردن ومجدداً برگشتن است.

روش دیگر روش کوپل است.

(بهترین روش برای کم کردن خطاست) دوربین درB مستقروبهA قراول روی، به سمت c حرکت، زاویه خوانده می‌شود.

نقشه ای که فقط دارای نقاط ارتفاعی باشد توپوگرافی می‌گویند.

درزمین موضوع پروژه ایستگاه‌ها را مشخص می‌کنیم.

این ایستگاه‌ها باید به گونه ای باشند که زمین را پوشش دهند.

معمولاً فاصله بین ایستگاه‌ها 100تا150 متر است.

جهت شمال با قطب نما مشخص می‌شود.

اگر یکی از امتدادها مثلاً AB با جهت شمال تعیین وضعیت شود بیان کردن عین زمین مطابق جهت‌های جغرافیایی بسیار ساده است.

به این تعیین موقعیت ژینرمال می‌گویند.

ارتفاع اولین ایستگاه را 100 فرض می‌کنیم مگر آنکه درنزدیکی محل پروژه بنچ مارک سازمان نقشه برداری باشد.

اداره ثبت....

واحد نقشه برداری.

با داشتن این BM کل زمین ارتفاع واقعی بدست می‌آورد.

نقاط ایستگاهی را fix می‌کنیم.

ارتفاع KA=100 را به سایر ایستگاه‌ها منتقل می‌کنیم (با نیود) (نیولمان) سعی کنید ژینرمال کلیدی خطوط را بدست آورید.

روی ایستگاه A مستقرمی شویم.

زمین را با سنگ به شبکه‌های 10×10 تقسیم می‌کنیم (با قدم زدن) دوربین تئودولیت را در A مستقر کرده وشاخص درنقاط سنگ چین جدول زیررا پر می‌کند.

(ارتفاع دستگاه را تاروی میلگردجداگانه یادداشت می‌کنیم).

جدول تاکئومتری: تاروسط رابراساس قد دستگاه تنظیم می‌کنیم.

دوربین را روی محورAB صفر می‌کنیم وسپس صفر بند را باز می‌کنیم.

دردفترکارابتدا با فتوکپی از نقاله دوارآن را روی میز می‌چسبانیم سپس کاغذ پوستی را روی آن قرار می‌دهیم وبراساس جدول تاکئومتری موقعیت تک تک نقاط را مشخص می‌کنیم.

پروژه: دونقطه به فاصله 100m انتخاب کنید.

اطراف AB را شبکه 5×5علامت گذاری کنید ارتفاع A=30m فرض کنید با نیود ارتفاع B را بدست آورید.

سپس با تئودولیت صفر به محور AB وسپس تکمیل جدول تاکئومتری، سپس یک کاغذ پوستی AB وترسیم نقاط با اشل مناسب.

نقشه برداری: درادامه درس جلسه قبل که رقوم ارتفاعی از ایستگاه‌ها شناسایی شد ودرنقشه‌ها مندرج شد داریم یادآوری: محل ایستگاه‌ها را تعیین کردیم، ژینرمال ایستگاه‌ها را نسبت به شمال مشخص کردیم.

شبکه بندی کردیم.

تئودولیت را درایستگاه‌ها مستقرکردیم وسپس جدول تاکئومتری را کامل نمودیم.

سعی کردیم از هرایستگاه چند نقطه مشترک با ایستگاه مجاورداشته باشیم (جهت کنترل صحت نقشه برداری).

رسم منحنی‌های میزان : (هرپلانی جهت شمال نیاز دارد) Min H=94.18 Max H=99.92 از 94.18 تا 99.92 به تعداد 5 عدد صحیح وجوددارد.

(95,96,97,98,99) پس می‌توان 5 منحنی درنظر گرفت ممکن است کمترین 94.18 وبیشترین 95.10 باشد.

منحنی‌ها جهت نمایش دقیق عملیات به این ترتیب انتخاب می‌شوند.

هر cm20به cm20 (94.00,94.20,94.40,94.60,94.80,95.00,95.20,95.40) دراینجا از علم ریاضی بخش امترپلاسیون استفاده می‌کنیم.

(درون یابی).

پروژه: 5 ایستگاه مشخص می‌شود به فاصله 30متر.

الف) نیولمان تهیه شود HA=1000/00 m ب) زوایای مابین قرائت شود ت) با روش تکرار یا کوپل زوایا چک شوند.

جهت مثال: نسبت به یک گوشه ساختمان یا یک نقطه fix صفرصفر می‌کنیم وزوایای امتداد AB را بدست می‌آوریم.

شرح عملیاتطول‌اندازه گیری شدهX 1 2 3 4 5 6 7از A به B فاصله نقطه Aتا 1 فاصله نقطه 1تا2 فاصله نقطه 2تاB فاصله نقطه Bتا3 فاصله نقطه 3تا4 فاصله نقطه 4تاA فاصله نقطه BتاA84.28 30m 30m 24.28 30m 30m 14.11 84.11 شرح عملیاتطول‌اندازه گیری شده1 2 3 4 5 6 7 8رفت Aبه B (مرحله اول) برگشت Bبه A (مرحله اول) رفت Aبه B (مرحله دوم) برگشت Bبه A (مرحله دوم) رفت Aبه B (مرحله سوم) برگشت A به B (مرحله سوم) رفت Aبه B (مرحله چهارم) برگشت A به B (مرحله چهارم)84.18 84.12 84.26 84.23 84.25 84.24 84.18 84.16 ارتفاعقرائت جلوقرائت وسطقرائت عقبشماره نقاط28933153 2172 29781472 1759 1713 918A 1 2 3 B ارتفاعقرائت جلوقرائت وسطقرائت عقبشماره نقاط100/000 100+1.472-3.153=98.319 98.319+1.759-2.172=97.906 …… ……3153 2172 2978 18931472 1759 1713 918A 1 2 3 BHA=100/000 HB=94.666 مثال: نقاط AB رانیولان کنید.

HA=612.472 HB=?HA=100/000 HB=94.666 مثال: نقاط AB رانیولان کنید.

HA=612.472 HB=?

زاویه افقیLoAتار بالاتار وسطتار پایینشماره نقاط0?------A47o,22?------B--?------C--?------D--?------E زاویه افقیطول (تارپایین و تاربالا)100تار پایینتار وسطتار بالاعنوان (مسیر)141.22 152.1801 02 028 ارتفاعاختلاف ارتفاعطول افقیزاویه قائمزاویه افقیتارپایینتاربالاشماره نقاطHA+F=H111.45111.221.441.801 2 3 4 5 6