نقشه برداری
ترازیابی
مقدمه:
شرط پیشبرد اهداف ترازیابی دقیق وجودوسائل ولوازمات دقیق مثل ترازیاب دقیق در حد N3ومیرهای مدرج ودقیق انوار وداشتن وسائل جانبی مثل طناب برای متر کشی وترازیابی می باشد.
البته فراموش نشود فرمهای مربوطه برای ترازیابی دقیق فرمهای خاصی بوده که حتی پر کردن برای نویسنده این فرمها حوصله و خوش خطی ودقت را می طلبد.
هر بنچ مارک فقط توسط یک نفر باید قرائت شودو یا حتی باید مسیر رفت ترازیابی توسط یک نفرقرائت شودواجبارا مسیر برگشت توسط شخص دیگر باید قرائت شود.
در اینجا دقت در مسائل دیگر را هم اشاره می کنیم:
-ایستگاها خارج از حریم راهها وحتی الامکان دور از دسترس مردم باشد.
-هماهنگی با نهادها وارگانهای مربوطه برای نصب هر ایستگاه مثل وزارت راه ضروری است.
-ایستگاه دور از حریم مسیل وابرو انتخاب شود.
-حتی الامکان ایستگاه در محوطه ساختمانهای دولتی نظیر پاسگاه ادارات دولتی مجاورت پلهاوعوارض مشخصه بارعایت کسب اجازه وهماهنگی ساخته شود.
-حک کردن نام ومشخصه هر ایستگاه در محل مورد نظر ضروری است
توجه شود حداکثر فاصله مجاز بین ایستگاه وشاخص 35 متر می باشدکه البته تحت شرایط جوی وجغرافیایی نا مناسب کوتاهتر خواهد شد.درموقع کار باید تارهای رتیکول وتصویر شاخص باید کاملاواضح وشفاف باشد.
ترازیابی دقیق:
ترازیابی دقیق بیس ارتفاعی یک کشور را ایجاد میکند . یکی از سطوح تراز را به عنوان سطح مبنا در نظر میگیریم ( ژئوئید) و از آن به عنوان مبنای اندازه گیری ارتفاعی استفاده میکنیم . بنچ مارکها توسط گروههای ساختمانی در فواصل یک تا دو کیلومتر در کنار جاده ایجاد میگردند با استفاده از این بنچ مارکها کار ترازیابی را آغاز میکنند و کل کشور را به چندین لوپ تقسیم بندی میکنند . شبکه های درجه دو از تقسیم بندی شبکه های درجه یک حاصل میشود . به فاصله دو بنچ مارک موجود در یک خط ترازیابی یک سکشن اطلاق میگردد . لوپهای کوچکتر شماره گذاری میشوند . اختلاف ارتفاعها سرشکن شده و یک ارتفاع سرشکن شده به هر نقطه اختصاص داده میشود . در نقشه برداری عادی ما ترازیابی درجه سه انجام میدهیم . در ترازیابی دقیق از وسایل دقیق تر و همچنین از کنترلهای دقیق تری استفاده میکنیم . ترازیابی دقیق به صورت سکشن به سکشن و رفت و برگشت بین دو بنچ مارک انجام میشوددر ترازیابی رفت یا برگشت تعداد دهانه های ترازیابی باید زوج باشد علت این زوج بودن اینست که بتوانیم از دو شاخص برای ترازیابی استفاده نماییم اگر از دو شاخص استفاده کنیم شاخصی که در ابتدا استفاده میشود در انتها نیز از همان شاخص استفاده میشود . چون شاخص خطای تقسیمات ریز دارد با این کار تاثیرات این خطا را مینیمم میکنیم . اختلاف بین دهنه های رفت و برگشت باید حد اکثر 5 % باشد . فاصله بین دوربین ترازیاب و شاخص حد اکثر 35 متر باید باشد .
اختلاف بین فاصله bsو fs نیز برای ما مهم است که باید حد اکثر 5 % فاصله باشد ( حد اکثر 1.7 متر است ) باید تار بالا و پایین را نیز قرائت کنیم . مجموع فواصل fs و bs در یک رفت و یا در یک برگشت ، حد اکثر اختلافی که میتوانند داشته باشند 5 متر است . در ترازیابی دقیق قرائتهایی که انجام میشود باید از نیم متر شاخص بیشتر باشد و از سه متر شاخص کمتر باشد یعنی ما در واقع مجاز هستیم که تار وسط دوربین را بین نیم متر و سه متر قرار دهیم و از این فواصل کمتر یا بیشتر قرائت نکنیم . جنس شاخص از فلز انوار است شاخص مخصوص ترازیابی دقیق از دو سمت مدرج است در سمت چپ و سمت راست این شاخص دو سری عدد مشاهده میشود عدد سمت
چپ از 4 متر به بالا است و اعداد سمت راست از صفر تا چهار متر است . اختلاف بین قرائتهای سمت چپ و راست باید نزدیک 301.550 باشد که به این عدد ثابت شاخص میگوییم . اگر این اختلاف نزدیک ثابت شاخص نبود قرائت ایراد دارد و باید مجدد صورت گیرد.
شروع کار :
وسایل مورد نیاز : دوربین N3 با سه پایه مخصوص ، میر انوار با سکل ، چکش ،طناب ، چتر ، دماسنج و فشار سنج ، زیر دستی .
فاصله زمانی بین رفت و برگشت هر چه کمتر باشد بهتر است .قبل از شروع کار مسائل زیر را باید کنترل کنیم :
1- برای اختلاف ارتفاع حاصل از اندازه گیری طرفین شاخص عقب و جلو و نیز برای تفاوت قرائت سمت چپ و راست هر شاخص با عدد 301.550 ، در فاصله 20 تا 35 متری شاخص تا ترازیاب ،خطای مجاز 0.3 میلیمتر و برای فاصله های کمتر از 20 متر حد اکثر 0.2 میلیمتر است.
2- اختلاف ارتفاع حاصل از رفت و برگشت ترازیابی درجه یک در هر سکشن نباید از 3ÖK میلیمتر تجاوز نماید . که K متوسط فاصله رفت و برگشت بین دو رپر متوالی به کیلومتر است .
3- اختلاف فاصله عقب و جلو در هر ایستگاه نباید از 5 % فاصله بیشتر باشد ( برای 35 متر حد اکثر 1.75 متر ) .
4- در یک سکشن مجموع فواصل عقب و مجموع فواصل جلو نباید بیش از 5 متر اختلاف داشته باشند.
5- تعداد دهانه ها در هر سکشن باید زوج باشد .
6- حتی المقدور اختلاف تعداد دهانه ها در رفت و برگشت نباید بیش از 5 % تعداد دهانه ها باشد .
7- قرائت روی شاخص کمتر از 50 سانتیمتر و بیش از 300 سانتیمتر مجاز نیست .
8- مقدار خطای کولیماسیون نباید بیش از 0.3 میلیمتر باشد.
9- خطای مجاز بین BM و RM در هر ایستگاه در صورتی که یک دهنه باشد حد اکثر 0.3 میلیمتر و بیش از دو دهنه از 2ÖK تجاوز نکند .
چند نکته مهم دیگر که در هنگام ترازیابی دقیق باید به آن توجه شود عبارتند از :
باید از تابش نور مستقیم خورشد بر روی ترازیاب اجتناب شود حتی در زمان جابجایی دستگاه از یک ایستگاه به ایستگاه دیگر باید سایه چتر بر روی ترازیاب باشد . حتی المقدور باید سعی شود که مسیر ترازیابی تقریبا در یک امتداد باشد .
کار ما در محوطه دانشگاه و از ایستگاهی معلوم آغاز میکنیم و یک لوپ بسته را تقربا به طول یک کیلوتر ترازیابی کردیم . در استقرار اول وضع هوا تاریخ روز و ساعت انجام عملیات ترازیابی را در برگ قرائت مینویسیم . در هر ایستگاه در صورت ضرورت تکرار قرائت ، ترازیاب جابجا شده و قرائت جدید انجام میدهیم . در زمانهایی که تشعشع آفتاب حد اکثر است مخصوصا در ظهر که دستگاه یا میر حد اکثر خطا را ایجاد میکنند با نظر مسئول گروه از انجام کار خود داری شده و به بعد از ظهر یا روز بعد موکول میگردد. نکته ای را که باید در محاسبات در نظر بگیریم اینست که در صورت اشتباه در نوشتن ارقام قرائت شده از خط زدن خودداری و ارقام صحیح به ردیف بعدی منتقل شود و در صورت اشتباه در محاسبه ارقام مخدوش نشود و فقط با کشدن خط روی اشتباه ، رقم یا عدد صحیح با دقت در جای مناسب نوشته شود و در صورت out شدن قرائت کلمه out در قسمت نتیجه نوشته شود و جز ستون ملاحظات روی بقیه ستونهای آن ردیف یک ضربدر کشیده شود.
قبل از شروع کار ترازیابی دقیق باید تنظیمات صحرایی مربوطه را انجام دهیم :
کنترل ترازیاب و میر :
در یک زمین هموار یک طول 45 متری را به سه طول مساوی تقسیم بندی میکنیم دو میر انوار را روی سکل در دو نقطه میانی B,C مستقر میکنیم .دوربین را ابتدا در نقطه A و سپس در نقطه D مستقر میکنیم دوربین باید در نقطه A به دقت تراز شود و تراز لوبیایی باید کاملا بر هم منطبق باشد .
ترازیابی دقیق
ترازیابی دقیق با استفاده از دوربین های ترازیاب ویژه از جمله متداولترین روشها در اجرای طرحهای عمرانی و توسعه کشور می باشد اجرای پروژه هایی نظیر تهیه پروفیل های طولی مسیر رودخانه ها راهها خطوط انتقال نیرو و 000 نیازمند کار ترازیابی می باشند علاوه بر این از این روش در اجرای شبکه های ترازیابی سراسری کشوری و ایجاد نقاط پایه (کنترل زمینی ) برای تبدیل عکسهای هوایی و ماهواره ای به نقشه استفاده می گردد با وجود دقت بسیار بالای روش ترازیابی سنتی اجرای این روش بسیار زمان بر و پر هزینه بوده و تاکنون روش جایگزینی نیز برای نقشه برداران متصور نبوده است و هنوز هم بعد از گذشت سالیان این عملیات در کشور ما و تنها توسط سازمان نقشه برداری کشور صورت میپذیرد .
تراز یابی
مقصود از ترازیابی یا نیولمان Leveling تعیین اختلاف ارتفاع بین دو یا چندین نقطه (نسبت به هم یا نسبت به یک سطح مبنای معین)است که با استفاده از دستگاههای مختلف و با روشهای گوناگون صورت می گیرد.منظور از ارتفاع نقطه ای مثل A فاصله قائم این نقطه از سطح ارتفاعی مبداء(ژئوئید )است .به مجموعه نقاطی که ارتفاع آنها یکسان باشد سطح تراز می گویند.فاصله بین دو سطح تراز یا همپتانسیل تعیین کننده اختلاف ارتفاع بین نقاط واقع بر روی ان دو سطح است.چون اندازه گیری ارتفاع هر نقطه از سطح مبنا میسر نیست لذا در نقشه برداری موقعیت هر نقطه را از نظر ارتفاعی نسبت به نقطه مشخص دیگری که ارتفاع آن نسبت به مبدا ء معلوم است تعیین میکنند و یا انکه ارتفاع را به طور نسبی (با مبداء فرضی )معین میکنند.
انواع تراز یابی
عملیات ارتفاعی از نظر دقت به صورت زیر طبقه بندی می گردد.1-تراز یابی
1-تراز یابی بسیار دقیق
2-تراز یابی دقیق درجه یک
3-تراز یابی دقیق درجه دو
4-تراز یابی درجه سه(معمولی)
5-تراز یابی درجه چهارم
ترازیابی دقیق
این عملیات که دارای دقت زیادی است برای کارهای اجرایی دقیق انجام می شود بطور مثال کاربرد ترازیابی دقیق را می توان در صنعت و مکانیک ( جاگذاری و نصب دستگاههایی مانند توربین ، ژنراتور و … ) همچنین در صنعت و سایر مواردی که نیاز به ترازیابی دقیق و تعیین ارتفاع دقیق دارد استفاده می شود .
به سبب دقت زیادی که در ترازیابی مورد نظر است ، دقت ابزار و وسائلی که در این کار استفاده می شود نیز باید از نظر مشاهده و برداشت بالا باشد . بنابراین با توجه به دقتی که احتیاج داریم روشهای مشاهده باید به نحوی باشد که خطاها و عوامل موثر در بوجود آمدن آنها را در مشاهدات حذف و یا به حداقل برسانیم که این روشها می تواند به نحوی محاسباتی و یا عملیاتی باشد . مثلاً خطای کلیماسیون دستگاه را می توان با مساوی گرفتن فاصله شاخصهای عقب و جلو تا دوربین حذف کرد . در ترازیابی دقیق قرائت مستقیم 0.1 میلیمتر و دقتی که ما حدث می زنیم 0.01 میلیمتر می باشد .
وسایل مورد نیاز جهت عملیات ترازیابی دقیق :
– دوربین N3
– شاخص دو لبه انوار دارای تراز و پایه های مخصوص آن ( میر دو لبه )
– سکل ( دو عدد )
– متر برای متر کشی
– دفترچه ترازیابی دقیق
– چکش
– چتر آفتابی
– میخ فولادی
– ریسمان (جهت سهولت کار )
ترازیاب مکانیکی N3 ویلد :
دوربین N3 که دقیقترین ترازیاب مکانیکی است و دوربینهای دیجیتالی هم به سختی به دقت آن می رسند ، دارای میکرومتر می باشد که برای ترازیابی سه رقم ( عدد صحیح ) بر روی میر و سه رقم بر روی میکرومتر قرائت می شود که رقم سوم بر روی میر توسط عامل حدس زده می شود .
شاخص دو لبه انوار ( میر دو لبه ) :
این شاخصها دارای دو لبه می باشند ، به لبه ای که اعداد کوچکتر روی آن نوشته شده است اصطلاحاً لبه کوتاه می گوییم و به لبه ای که اعداد بزرگتر روی آن نوشته شده است لبه بلند گوییم .
ثابت میرهای انوار ، عبارت است از اختلاف قرائت لبه بلند با قرائت لبه کوتاه که برابر با 301.550 می باشد ; یعنی در شرایط ایده آل اختلاف قرائت لبه بلند با لبه کوتاه باید برابر 301.550 باشد که این عدد به اندازه ±0.030 قابل تغییر است یعنی اختلافهای <301.580 Δ301.520< قابل قبول می باشند .
قبل از قرار دادن میر بر روی سکل مخصوص باید حتماً حلقه مخصوص موجود برای هر میر را به انتهای آن بست و سپس میر را درون حلقه قرار داد . میرها به پایه بسته شده و به وسیله پایه ها و تراز موجود بر روی میر ، پس از قرار گرفتن بر روی سکل تراز می شوند .
چتر صحرائی :
جهت استفاده از دوربین ترازیاب حتماً ترازیابی دقیق باید 10 دقیقه قبل از شروع به قرائت در بیرون از کیس خود قرار بگیرد تا درجه حرارت تک تک قطعات آن با محیط اطرف یکسان شود هنگامیً که ترازیابی در زیر آفتاب انجام گیرد حتماً باید از چتر استفاده نمود و دوربین را به طور کامل در زیر سایه چتر قرار دهیم در غیر این صورت در مشاهدات ما خطا بوجود خواهد آمد . در هنگام حرکت نیز دوربین باید در زیر چتر صحرایی قرار داشته باشد و در این حالت باید دوربین را جهت استقرار در نقطه جدید حرکت داد ،در کل دوربین به هیچ وجه نباید در زیر آفتاب قرار گیرد .
برگ محاسبه ( مشاهدات ترازیابی دقیق ) :
برای نوشتن و محاسبهمشاهدات ترازیابی دقیق از فرم مخصوص مشاهدات استفاده می شود که از هر سری مشاهدات دو نسخه (دو برگ) موجود است که محاسبات بر روی نسخه دوم توسط قرائت کننده در دفتر کار انجام می گیرد .
سر برگ :
سر برگ اوراق ترازیابی باید کاملاً پر شود یعنی نوع عملیات ( رفت یا برگشت ) ، شماره دفتر ، شماره صفحه ، صفحه مسلسل ، نام منطقه عملیاتی ، وضعیت هوا ، تاریخ و ساعت انجام عملیات و همچنین نوع و شماره دوربین و شماره میرها ، ایستگاه مبدا و مقصد ، دمای شروع و پایان کار و وضعیت خورشید و باد باید نوشته شود .
در مورد وضعیت خورشید و باد باید با توجه به گراف خورشید و باد عدد مربوط به این قسمت را پر کنیم (که در قسمت محاسبات با توجه به این عدد تصحیحاتی اعمال خواهد گردید ) .
خطا ها در ترازیابی دقیق :
خطاهای مختلفی بر سر راه ترازیابی دقیق وجود دارد که اکثراً خطای دستگاهی می باشد و می توان از آن جمله به موارد زیر اشاره نمود :
– خطای انکسار
– خطای نشست قائم میر ها و ترازیاب
– خطای کلیماسیون دستگاه
– خطای قائم نبودن میر ها
– خطای درجه بندی میر و …
کنترل ابزار ترازیابی دقیق :
– کنترل تراز میرهای انوار
وسایل مورد نیاز جهت آزمایش دوربین جهت کنترل خطای قائم نبودن میر ها (خطای تراز میرهای انوار) :
– دوربین تئودولیت (2 دستگاه)
– سه پایه(دو عدد)
– میر انوار )که برای ترازیابی دقیق استفاده می گردد و یا قرار است تراز آنها کنترل شوند(
– متر
– میخ فولادی
– چکش
– آچارهای مخصوص
نحوه کنترل :
جهت انجام عملیات ترازیابی ، قبل از هر اقدامی حتماً باید تجهیزات مربوطه کنترل گردد .یکی از این کنترلها ، کنترل کردن ترازهای تعبیه شده بر روی میرهای مورد استفاده در این عملیات است .
کنترل تراز بودن میر (انوار) :
برای کنترل تراز هر یک از میرها ابتدا توسط یک دوربین تئودولیت و متر دو امتداد عمود بر هم پیدا میکنیم ( حتی الامکان به صورتی که تشکیل یک مثلث متساوی الاضلاع را بدهند) .
پس از پیاده کردن دو امتداد عمود بر هم از دو دوربین تئودولیت موجود یکی را در انتهای یک امتداد و دیگری را در انتهای امتداد دیگر قرار میدهیم و به طور کامل این دو دوربین را به طور دقیق در نقطه انتهای هریک از امتدادهای پیاده شده استقرار میدهیم .
در مرحله بعدی میر انواری که قرار است تراز آن کنترل گردد در محل تقاطع دو امتدا پیاده شده باید قرار داده شود این استقرار به این نحو باید انجام پذیرد که ابتدا سکل را بر روی نقطه تقاطع قرار میدهیم و سپس میر انوار را بر روی آن به نحوی سوار میکنیم که دو میله نگهدارنده میر هر یک در راستای هر کدام از امتدادهای پیاده شده مورد نظر قرار گیرد پس از انجام این عمل میر را تراز میکنیم .
پس از تراز کردن میرها عاملی که در پشت یکی از این دوربینها قرار دارد تار قائم دوربین مورد نظر را به گوشه انتهای میری که در محل تقاطع قرار دارد و تراز شده نشانه روی میکند (به طور دقیق بر لبه کناری میر نشانه روی میکند) ، سپس تلسکوپ تئودولیت مورد نظر را حول محور افقی(ثانویه) دوربین به آرامی و روبه سمت بالا حرکت میدهد و کنترل میکند تا ، تار قائم دقیقاً بر روی لبه کناری میر مورد نظر حرکت کند اگر تارقائم در حرکت رو به بالا بروی لبه حرکت نکرد ، باید عاملی که در پشت دوربین قرار دارد به عامل دیگری که در کنار میر ایستاده علامت دهد و عاملی که در کنار میر قرار دارد با استفاده از گیره نگهدارنده ای که عمود بر امتداد استقرار دوربین است به میزانی جا به جا کند که عامل مستقر در پشت دوربین علامتی مبنی بر قرار داشتن تار قائم دوربین بر لبه میردر کل طول جابه جای تلسکوپی دوربین قرار داشته باشد .
این عملیات را عیناً برای امتداد دیگر نیز انجام میدهیم . این پروسه تا زمانی که لبه های انتخاب شده دو طرف میر مورد نظر بر روی تار قائم تلسکوپ هر دو دربین بدون انحراف (از تارها) مشاهده شود .
در این زمان اگر حباب میر مورد نظر از حلقه میانی خارج شده باشد نشانگر این است که تراز میر ما کالیبره نیست در این حالت برای کالیبره کردن تراز با استفاده از آچارهای مخصوص پیچهای تراز مورد نظر را به نحوی تغییر میدهیم که حباب دقیقاً در وسط تراز قرار گیرد .
منابع :
http://www.itorbit.net/
http://geology-group.blogfa.com/
http://hasankhanloo.blogfa.com/
14