مقدمه
به طور کلی نقشه برداری را میتوان علم تهیه و پیاده کردن نقشه دانست . اما به دلیل گستردگی زیاد این علم در دنیای امروز تعریف بالا را نمی توان جامع دانست . کنترل کارهای اجرایی و تعیین میزان نشست ساختمانهادر عملیات ساختمانی و مونتاژ واحدهای تولیدی و صنعتی ، طرحهای مربوط به تسطیح اراضی در شهرسازی و کشاورزی ، و کنترل دایمی انحراف سدها از نظر فشار آب در تاسیسات آبی انتقال نقاط و امتدادها در معادن و راههای زیرزمینی ، بررسی تغییرات پوسته زمین در زمین شناسی وژئو فیزیک ، تعیین میزان عمق آب و تهیه نقشه های دریانوردی در کشتیرانی و بندر سازی ، تهیه نقشه های دریا نوردی در کشتیرانی و بندر سازی ، تهیه نقشه ابنیه و آثار تاریخی در باستان شناسی پیکره های دیگری از دامنه فعالیتهای علم نقشه برداری را تشکیل می دهد .
مقدمه وتاریخچه نقشه برداری
1 – مقدمه :
اندازه گیری طول و زاویه اساس اکثر عملیات نقشه برداری را تشکیل می دهد اندازه گیری مستقیم فاصله یکی از دشوارترین عملیات از نقطه نظر اجرایی است خصوصا اینکه دقت بالایی هم مورد نیاز باشد در نتیجه روشهای مختلفی برای اندازه گیری غیر مستقیم طول ابداع شده است که یکی از آنها بکارگیری طولابهای الکترونیکی است .
امروزه عملا نوارهای متر کشی و روشهای دیگر اندازه گیری غیر مستقیم طول مانند سیر بارلاکتیک وغیره در غالب عملیات نقشه برداری جای خودرا به طولیا بهای الکترونیکی داده اند همان گونه که با ساخت نوارهای فلزی متر کشی زنجیرهای مساحتی و واحدهای مربوطه وقواعد استفاده از آنها رفته رفته منسوخ شدند با پیدایش طولیا بهای الکترونیکی نیز سر نوشتی مشابه برای نوارهای مترکشی رقم خورد.
با پیشرفت علوم الکترونیکی تجهیزات نقشه برداری نیز چهره کاملا جدیدی پیدا کردند اما ارمغان تکنولوژی نوین بیش از آنکه بر اندازه گیری زاویه اثر بگذارد بطور فاحشی نحوه اندازه گیری طول را دگرگون کرد.
روند پیشرفت فنی تجهیزات نقشه برداری با ساخت طولیابهای الکترونیکی پایان نیافت بلکه با ساخت طولیابهای نسبتا کوچک امکان الحاق آنها به تئودولیتهای اپتیکس و الکترونیکی فراهم آمد.محصول جدید را که توتال استیشن می نامند بتدریج در حال جایگزینی طولیابهای منفرد است با روند موجود یعنی با عرضه روبه تزاید سیستمهای تعیین موقیت جغرافیایی (جی پی اس) از یک سو و ساخت توتال استیشن ها از سوی دیگر خط تولید اکثر طولیابهای مستقل ومنفرد روبه تعطیلی دارد.
تکنولوژی ساخت طولیابهای الکترونیکی در انحصار کشورهای پیشرفته صنعتی قرار دارد واز اینرو بنابه علل اقتصادی وفنی تولید اینگونه تجهیزات در اکثر کشورهای دیگر مقرون به صرفه نیست در حال حاضر کشورهای ایالات متحده آمریکا ژاپن سوئد سوئیس آلمان فرانسه بریتالیا وآفریقای جنوبی وروسیه عمده ترین سازندگان طولیابهای الکترونیک هستند با افزایش لوح رقابتهای تجاری چندی است شرکتهای مشهور اقدام به انتقال کارخانجات خود به چین کرده اند به این ترتیب چین نیز به جرگه تولید کنندگان طولیابهای الکترونیکی پیوسته است .
2- طبقه بندی طولیابها :
طولیابها را می توان به روشهای مختلف طبقه بندی کرد یکی از این راها میتوانند براساس طول موجی باشد که آنها ارسال ودریافت میکنند به این ترتیب این طولیابها دردو دسته بزرگ قرار می گیرند :
الف- طولیابهای الکترواپتیکی :به آندسته از دستگاههای اطلاق می شود که نور با محدوده مادون قرمز مجاور نور مرئی ویا لیزر استفاده میکنند .
ب- طولیابهای میکروویو (ورادیویی):به آندسته از دستگاهها اطلاق می شود که از امواج رادیویی و مایکرو وویو (با فرکانسهای بمراتب پائینتر نسبت به دسته اول ) استفاده میکنند .راه دیگر دسته بندی طولیابها برپایه برد موثر آنهاست براین اساس میتوان آنها را در دو گروه بزرگ طبقه بندی کرد.
الف) کوتاه برد : دستگاههای این دسته بردی حداکثر 5کیلومتر دارند وعموما اندازه آنها در حدی است که می توان آنها برروی یک تئوولیت نصب کرد محدوده فرکانسی آنها در محدوده مادون قرمز و نور مرئی قرار می گیرد اکثر کاربرد این دستگاه ها در کارهای نقشه برداری موضعی است .
ب ) متوسط / دوریرد : حداکثر برد این دستگاه ها قریب به 100 کیلومتر می رسد ولی برد عملیاتی آنها در حد 40-50 کیلومتر قراردارد معمولا حجیم و سنگین هستند وبیشتر برای عملیات ژنودری آبنکاری و اقیانوس نگاری ویا ناویری دریایی هوائی استفاده می شود سیستم های که از لیزر استفاده می کنند اگرچه در طبقه بندی قبل در میان سیستم های الکترو اپتیکی قرار گرفتند لیکن نظر به برد آنها دراین نوع طبقه بندی در کنار سیستم های میکروویو قرار می گیرند .
3- تاریخچه :
تسلادر سال 1889 استفاده از بازتاب امواج میکروویو را جهت اندازه گیری طول پیش بینی کرده بود نخستین ثبت اختراع در طولیاب با کاربرد امواج الکترو مغناطیسی در سال 1923 توسط نوری انجام گرفت نخستین طولیاب مایکروویو که براساس اصول تداخل کار می کرد در سال 1926 سه دانشمند روسی بنامهای شگولف برورشکو وریلر در ننینگراد ساخته شد.
فاصله یابی الکترونیکی غیر نقشه برداری در اوایل دهه 1930میلادی ابداع وبطور عملی برای نخستین بار در طول جنگ جهانی دوم توسط نیروهای نظامی آلمان و بریتانیا با کمک امواج رادار انجام می گرفت نحوه اندازه گیری فاصله به این ترتیب بود که امواج رادیویی پس از برخورد با بدنه فلزی هواپیما به فرستنده باز می گشت وبرمبنای جهت آنتن وزمان رفت وبرگشت موج امکان تعیین فاصله جهت حرکت و سرعت تقریبی هواپیمای مورد نظر میسر می شد دقت حاصله اگر چه برای رهگیری هوایی وامور نظامی کفایت می کرد اما درحد دقتهای مورد عملیات نقشه برداری نبود .
همانطور که درقسمت عنوان شد دستگاهای طولیاب الکترونیکی دردو دسته بزرگ دستگاههای الکترواپتیکی و مایکروویو / رادیویی طبقه بندی می شوند لذا از نقطه نظر تاریخی نیز تحولات انجام گرفته در این دودسته بطور جداگانه بررسی می شود با توجه به تقدم و تاخر زمانی ابتدا تاریخچه سیستم های الکترواپتیکی ذکر می شوند.
در زمینه طولیابهای با کاربرد نقشه برداری در سال 1936سه دانشمند روسی بنامهای لبدیف، بالا کوف و وافیادی از انسستیتو اپتیک اتحاد جماهیر شوروی مدعی ساخت نخستین طولیاب الکترواپتیکی دنیا شدند در پی آن در سال 1940هوتل آلمانی مقاله ای را منتشر کرد که در آن ازیک سلول کر دوبخش ارسال و یک فوتولوله دربخش دریافت استفاده شده بود این مقاله موجب شد تا دانشمند سوئدی اریک برگشترند برانگیخته شود تا براساس این مقاله آزمایشی رادر زمینه اندازه گیری سرعت نور انجام دهد دستگاه ساخته اودر سال 1943 تکمیل شد و ژئودیمتر نام گرفت.
درآن زمان تعیین دقیق سرعت نور مورد توجه بسیاری از دانشمندان بود ودر وهله اول تصور نمی شد این وسیله کاربردی در نقشه برداری اما در سال 1937 برگ اشترند به کمک شرکت آگا ساخته اش را بصورت یک محصول تجاری بعنوان نخستین طولیاب تجاری جهان با نام ان اس ام 2 به بازار فروش ارائه کرد این دستگاه با استفاده از نور مرئی قادر بود فواصل تا40کیلومتر را (فقط در شب ها ) اندازه گیری کند از آن به بعد شرکت آگا – ژئودیمتر همواره با ساخت دستگاههای جدیدتر در ردیف شرکتهای معتبر سازنده تجهیزات الکترونیکی نقشه برداری قرار داشته است.
رخداد مهم دیگر در زمینه دستگاههای الکترواپتیکی در سال 1954 اتفاق افتاد وآن کشف تکنیک هترودین بود که امکان تعیین اختلاف زاویه فاز را تحت فرکانسهای پائینتر مممکن ساخت نخستین دستگاهی که از این روش استفاده کرد دستگاه ژئودیمتر مدل 16بود سیستمهای لیزری ازسال 1968 اندک اندک در میان طولیابهای الکترواپتیکی ظاهر شدند و نخستین آنها ژئودیمتر مدل 8بابرد 60کیلومتر بود.
اما نخستین طولیاب ساخته شده براساس استفاده از امواج مایکروویو و اندازه گیری اختلاف فاز توسط دکتر وادلی در سال 1954ساخته شد .
تا آن زمان برای حصول دقت وبرد بالای سیستمهای الکترواپتیکی اندازه گیری طول می بایست الزاما در شب انجام می گرفت که با استفاده از امواج مایکروویو این اشکال مرتفع شد. در سال 1957 دکتر وادلی ساخته اش رادر آفریقای جنوبی بصورت تجاری با نام تئورومتر عرضه کرد که بلافاصله جهت شبکه درجه یک ژئودزی استرالیا بکار گرفته شد این ساخته با استفاده از امواج نامرئی مایکروویو به بردی معادل 80کیلومتر دست یافته شرایط محیطی از قبیل شب وروز وحتی به تاثیر اندک و یا حداقل اثر قابل محاسبه ای داشت تئورومترها کاربردی وسیع در عملیات ژئودزی یافتند وبعد از مدتی به همین سبب به هر طولیاب الکترونیکی که از امواج مایکروویو استفاده می کرد به اشتباه تئورومتر نام می دادند حتی اگر ساخت شرکت دیگری مانند زیمنس بود باید توجه داشت که تئورومتر تنها یک نام تجاری است.
در اواخر دهه 1960استفاده از لیزر در محدوده امواج مایکروویو نیز عملی شد وبا پیشرفت فنون الکترونیکی امکان ساخت طولیابهای جمع و جورتری مانند سی ای 1000 ساخت شرکت تلورومتر فراهم شد .
شوق نقشه بردارها در نتیجه امکان اندازه گیری مستقیم فواصل طولانی و رهائی از کار توانفرسای کشیدن نوارهای مترکشی و تمهیدات دست و پاگیر حصول دقتهای مورد نیاز بسیار زیاد بود لذا این امر باعث شد تا در روزهای اولیه طولیابهای الکترونیکی به خستگی ناشی از محاسبات عدیده برای استخراج مقدار طول از میان انبوهی از اعداد مشاهداتی توجه چندانی نشود اما بزودی نیاز به افزایش دقت و فزونی سرعت اندازه گیری و حذف روشهای مطول محاسبه طول به امری اجتناب ناپذیر جلوه گر شد و کار تا آنجا پیش رفت که امروزه اغلب دستگاهها تنها با زدن یک کلید طول تصحیح شده را به دست می دهند .
در اواسط دهه 1960 میلادی تکنولوژی ساخت نیمه هادیها ودر پی ساخت آن ساخت مدارهای مجتمع یا (آی سی )ها باعث شد تا شرکتها موفق به تولید انبوه طولیابهای کوچک الکترونیک شوند. به این ترتیب دستگاههائی که تنها کاربردی محدود در زمینه ژئودزی داشتند وفقط توسط کاربران ماهر قابل استفاده بودند کاربردی وسیع وعام تر یافتند دیگر نتیجه موج نوین الکترونیک این بود که تعداد سازندگان طولیابهای الکترونیک که زمانی از تعداد انگشتان یک دست فراتر نمیرفت به یکباره به بیش از دهها شرکت افزایش یابد در فصول بعد ضمن آشنایی با تعداد بیشتری از دستگاههای طولیاب الکترونیکی تاریخچه هریک به تفصیل ذکر خواهد شد .
4 ـ اصول اولیه کار طولیابها :
گرچه برای درک اصولی و عمیق کارکرد یک طولیاب باید اطلاعاتی در زمینه فیزیـــــــک الکترونیک، مخابرات و… داشت لیکن آگاهی از اصول کار دستگاههای طولیاب بشکـــلی کلی حتی با دانش علم و دروس دبیرستانی میسر است لذا قبل از آنکه اساس اصلی ترین روش های اندازه گیری طول یعنی روش اندازه گیری اختلاف فاز و روش پالس میان جزئیات مبهم بماند در قدم اول این روشها مورد توجه قرار می گیرند طبیعی است با آشنائی بیشتر با مباحث فصول بعدی ایده های خام اولیه کامل و کاملتر شده و علت وجودی هر جزء طولیاب بهتر دانست همانطور که در دروس اولیه نقشه برداری گفته شده طولیاب موجی را ارسال می کند و پس از بازتاب آنرا دریافت می کند در برخی از دستگاهها این موج توسط دستگاهی مشابه دریافت و پس از تقویت باز پس فرستاده می شود (دستگاههای تلورومتر ) به عبارت دیگر برای اندازه گیری نیاز به دو دستگاه وجود دارد در دسته دیگر موج ارسالی توسط یک مانع مانند آینه بازتاب کننده یا رفلکتور (در دستگاههای مادون قرمز ) ویا سطح یک جسم (برخی از دستگاههای لیزری ) به دستگاه باز می گردد با نخستین فرمول دانش فیزیک در زمینه سرعت یکنواخت با در دست داشتن سرعت امواج وزمان طی مسیر میتوان طول را بدست آورد البته باید توجه داشت چون موج مسیر مورد نیاز اندازه گیری را یکبار هنگام ارسال و یکبار هنگام بازگشت پیمود طول بدست آمده راباید بر2تقسیم کرد.
گرچه در کل این تغییر میتواند قابل قبول باشد لیکن در بررسی جزئیات امر در می یابیم که این گونه برداشت تنها در مورد بخش کوچکی از طولیابها یعنی طولیابهای مبتنی یر روش پالس صحیح است و تعمیم آن اشتباهی بزرگ است زیرا اصولا در اکثر طولیابها بهیچ وجه اندازه گیری زمان رفت وبرگشت بطور مستقیم انجام نمی گیرد علت اصلی این کار وابستگی شدید اندازه گیری زمان است برای وقوف کامل ازاین واقعیت مثال زیرا مورد بررسی قرار می دهیم .
مثال 1- سرعت امواج مادون قرمز در یک دستگاه طولیاب 3×108 متر برثانیه است:
الف- مطلوب است خطای طول اگر دقت اندازه گیری زمان 10ثانیه باشد .
ب- مطلوب است دقت اندازه گیری در صورتیکه دقتی در حد یک متر لازم باشد .
پاسخ الف) x=(t
dx=(dt
dx=3(10(10=3(102m!!
پاسخ ب) dt = dx/ ( =1/3(10≈10-8 sec
جالب است بدانیم تنها ساعتهای اتمی با ابعاد قابل توجه دارای دقتهای چنین هستند در عمل نیز آندسته از طولیابهاکه از اندازه گیری زمان استفاده می کنند بطورغیر مستقیم زمان واز طریق شمارش پالس زمان را بدست می آورند این روش را روشی پالسی تعیین فاصله می نامند روش دیگر روش اختلاف فاز است که اکثر طولیابهای امروزی از این روش استفاده می کنند ودر ادامه به آن پرداخته می شود.
بطور کلی با توجه به رابطه طول موج وفاصله مورد اندازه گیری میتوان نوشت: D=n(+Pλ
که در آن D طول مورد نظر اندازه گیری X طول موج n مضارب صحیح طول موجود در D وP جزء کسری طول موج است در عمل طولیابها با استفاده ازمدارات الکترونیکی خود قادر به اندازه گیری مقدار P هستند ولی مقدار n بصورت مبهم باقی می ماند لذا تنها بکمک یک موج نمی توان هدو مجهول Dوn را بدست آورد دستگاههای طولیاب راههای مختلفی را برای بدست آوردن طول و حصول مجازی مقدار مبهم n (به تعبیری رفع ابهام) اتخاذ می کنند یکی از این معمول ترین راهها استفاده از چند موج (2-6فرکانس ) است .
اصطلاحا مقدار P را اختلاف زاویه فاز موج می گویند ومقدار آن بستگی به اختلاف زاویه فاز موج ارسالی وبرگشتی دارد مفهوم فیزیکی و توضیحات بیشتر درمورد مفهوم زاویه فاز در فصل بعد خواهد آمد در عمل رابطه اساسی طولیابی را بصورت زیر مورد استفاده قرار می دهند .
معادله 1-1 S= 1/2(n(+φλ/360)
مثال 2- یکی از طولیابهای ساخته شرکت هیولت پاکارد از 4فرکانس استفاده می کنند با توجه به جدول زیر فاصله اندازه گیری شده بدست آمده است .
فرکانس
اختلاف فازφ
طول موج(متر)
1/2(φl/360)
14.989625MHz
257°
20
7.139
1.4989625MHz
62°
200
17
149.89625KHz
150°
2000
416
14.989625KHz
123°
20,000
3416
طول نهایی:139ر3417
مروری بر نقشه برداری زیر زمینی
نقشه برداری زیر زمینی که در غرب آن را با کلمه لاتین UNDER ground surveying می شناسند، شاخه ای از رشته مهندسی نقشه برداری است که شامل طراحی تونل، عملیاتهای اجرا و هدایت حفاری و بلاخره برداشت فضاهای موجود طبیعی و مصنوعی زیر زمین به منظور تهیه نقشه از آنها با توجه به شرایط خاص نقشه برداری در زیر زمین می باشد.
نقشه برداری زیر زمینی:
نقشه برداری زیر زمینی که در غرب آن را با کلمه لاتین UNDER ground surveying می شناسند، شاخه ای از رشته مهندسی نقشه برداری است که شامل طراحی تونل، عملیاتهای اجرا و هدایت حفاری و بلاخره برداشت فضاهای موجود طبیعی و مصنوعی زیر زمین به منظور تهیه نقشه از آنها با توجه به شرایط خاص نقشه برداری در زیر زمین می باشد. در اهمیت نقشه برداری و پیشرفتهای آن می توان به ایجاد تونل زمینی در زیر دریایی دانش که ارتباط بین پاریس و لندن را بر قرار کند اشاره کرد.
کلا نقشه برداری زیر زمینی شامل موارد زیر می باشد:
1 طراحی (deign) در مرحله شروع پروژه
2 اجرای عملیات حفاری (unearth control) هدایت تونل را بر عهده دارد.
3 تهیه نقشه از زیر زمین
اصطلاحات نقشه برداری زیر زمینی:
۱ زیر زمین (UNDER ground): در اصطلاح عام به عوارض قابل دسترسی و یا طبیعی در داخل زمین می گویند.
2 معدن (MINE): مجموعه تاسیسات زمینی و دانالهای زیر زمین که به منظور هدف خاصی احداث شده را معدن گویند. اصطلاحا به محل تجمع مواد معدنی نیز معدن می گویند.
۳ گالری( Gallery ): به دانالهای افقی زیر زمینی که از یک طرف به منظور خاصی مسدود است و خود یکی از راههای ورود به زیر زمین به شمار می رود گالری می گویند که به سه نوع (اکتشافی، آماده سازی، اصلی و فرعی )وجود دارد.
4 تونل (tunnel ): دالان عبوری عریضی است که از دو طرف باز می شود و به انواع (افقی، مایل، مارپیچ، موجود می باشد.
5 چاه (shaft): گالری قائمی که از راههای ورود به زیر زمین به شمار می رود و مقطع آن ممکن است دایره که در اروپا و آسیا مرسوم است )و یا مستطیل که در آمریکا مرسوم است باشد.
۶ رمپ (Ramp):رمپ یا شیب گذر، تونل شیب داری است که برای اتصال بین طبقات مختلف معدن به کار می رود اصطلاحا به آن بالارو یا پایین رو (دوبل ) نیز می گویند.
7 گمانه (soundage): عبارت است از چاه کم قطر و عمیقی که برای نمونه برداری از لایه های زمین و جهت دادن به امتداد حفاری از آن استفاده می شود و در نوع (اکتشافی، و راهنما) موجود می باشد.
۸ حفاری: پیشروی در امر گود برداری زیر زمین که به وسیله ماشینهای حفاری و یا اکتشافی انجام می شود را گویند.
شرایط خاص نقشه برداری در زیر زمین:
۱ تاریکی و عدم نور کافی و محدودیت در استفاده از وسایل روشنایی برای معادنی که گازهای اشتعال زا تولید می کنند.
2 محدودیت فضا و در نتیجه محدود شدن کنترلهای نقشه برداری و کم شدن درجه آزادی و دقت کار
۳ امکان تخریب و ریزش تونل در صورت عدم پوسته گیری در زیر زمین
4امکان سقوط در چاه و یا فرو رفتن در زمینهای سست
5 وجود گازهای خفه کننده ناشی از مواد معدنی
6 ورود آبهای سطح الارضی به زیرزمین
7 اختلالات مغناطیسی ناشی از مواد آهنی در زیر زمین و مشکلات کار با قطب نما
8 وجود جریانات هوا در داخل تونل و به هم زدن تعادل شاقولهای آویزان در تونل
9 تکانها و لرزشهای زیر زمینی ناشی از عملیات حفاری ( آتش کاری) و مشکل به هم خوردن تراز دستگاههای نقشه برداری و جا به جا شدن ایستگاهها
10 کار نکردن دستگاههای مخابراتی مثل بی سیم و مبایل و همچنین گیرنده های GPS در زیر زمین
11 سختی کار
نکات ایمنی در تونل و زیر زمین:
1 قبل از ورود نکات ایمنی مربوط به این زیر زمین را از بخش حفاظت و ایمنی معدن تهیه و به خاطر بسپاریم
2 وسایل حفاظتی همراه فرد بوده و نحوه استفاده از آنها به فرد آموزش داده شود (کلاه ایمنی، چراغ روشنایی، لباس کار، چکمه و… )
3 برای کار در هر قسمت معدن ابتدا وضعیت آن را بررسی کرده و قسمتی پیدا کردن موقعیت آن را از روی نقشه نکات حفاظتی برای آن بررسی شود.
4 بودن هماهنگی مسئول معدن و مسئول عملیات نقشه برداری در قسمتهای مختلف تونل حرکت نکنیم.
5 قبل از ورود به زیر زمین برنامه کار خود را از نظر زمانی و مکانی به مسئول معدن اطلاع دهیم.
6 در وسط ریلها حرکت نکنیم.
7 از بردن وسایل آتشزا به تونل جدا" خودداری کنیم.
8به خاطر سپردن مسیری که در آن حرکت کرده و رفته ایم.
9 نگهداری و مواظبت از وسایل نقشه برداری در زیر زمین.
10 هنگام حرکت در تونل مواظب وسایل آویزان از سقف، از جمله شاقولها باشیم.
11 از ضربه زدن بی مورد به وسیله چکش به دیوارها و یا سقف تونلها جدا خودداری کنیم.
12 چراغ روشنایی را در مسیر کار دیگران قرار نداده و آن را در چشم دیگران نیا ندازیم.
13 در صورت مواجه شدن با تاریکی مطلق نهایت دقت را برای بازگشت به محل روشنایی داشته باشیم. 14از شوخی کردن با همکاران در گزنکها و شیبهای تند بپرهیزیم.
روشهای کلی نقشه برداری زیر زمینی:
1 روشهای نقشه برداری زمینی و ژئودزی که در ۹۰ درصد پروژه ها از این روش استفاده می شود.
2 روشهای فتوگرامتری( برد کوتاه ) که در مقطع برداری و کارهای دقیق از آن استفاده می شود.
3 روشهای هیدروگرافی: برای معادن و تونلهای آبی که امکان نقشه برداری زمینی وجود ندارد.
مراحل طراحی پروژه های زیر زمینی:
1- اکتشاف مقدماتی (مطالعه اولیه):
برای پروژه های معدنی بوسیله سطحی و نیمه عمیق.
برای پروژه های عمرانی بوسیله گمانه زنی و تشخیص جنس لایه های زمینی
2- ایجاد شبکه ژئودتیک در منطقه مورد نیاز:
نقاط، تمام منطقه مورد نظر را بپوشاند
شکل هندسی متناسب باشد. یعنی شبکه، استحکام کافی داشته باشد.
مختصاتها با دقت بسیار زیاد محاسبه شوند.
3- تهیه نقشه های مورد نیاز جهت طراحی تونل
4- طراحی پروژه مورد نظر
طراحی اجرای عملیات حفاری:
1- پیاده کردن دقیق نقاط دهانه و چاهها و مشخص کردن سینه کار و ابعاد مقطع حفاری در محل این نقاط بوسیله روشهای دقیق از جمله تقاطع.
2- هدایت چند متر اولیه حفاری (تراشه تونل ) بوسیله جهت یابی مغناطیسی و تئودولیت
3- انتقال حداقل ۲ نقطه کنترل مسطحاتی و ارتفاعی به داخل تونل
4- کنترل توام راستا و شیب تونل در ادامه حفاری بوسیله نقاط کنترل و دستگاههای نقشه برداری بوسیله مشخص کردن سینه های کار
5- کنترل مقطع تونل در فواصل مشخصی از نقاط زیر زمین.
طراحی کلی تهیه نقشه از زیر زمین:
1- شناسایی نقاط ثابت شبکه های ژئودتیک روی زمین نزدیک به دهانه تونلها و چاهها راههای ورود به زیر زمین
2- پیاده کردن نقطه دهانه تونل به روش تقاطع و تعیین دقت مختصات آن از مختصات نقاط ثابت شبکه
3- انتخاب نقاط تحت الارضی تونلها و گالریها در محلهای مناسب (نقاط اصلی و رفرانس سقفی یا کفی)
4-انجام پیمایش جهت انتقال مختصات از نقاط ثابت سطح الارضی به نقاط (ایستگاههای ) تحت الارض.
5- انجام تراز یابی نقاط تحت الارضی جهت تهیه پروفیلهای طولی کف و سقف و یا انجام برداشت های مربوط به مقطع برداری و تهیه مقطع تونل
6- انجام برداشتهای لازم از ایستگاههای زیر زمینی جهت تهیه نقشه های مورد درخواست از زیر زمین.
ایستگاه گذاری در زیر زمین:
باید بیشتر دقت کرد که در زیر زمین ایستگاه گذاری هدف دار بوده و دو ایستگاه به هم دیگر دید داشته و ایستگاه گذاری در محلهای مستحکم و بدون حرکت قرار گیرد. ایستگاه گذاری طوری باشد که زوایای پیمایش زیر زمین به ۱۸۰درجه نزدیک نشود. به علت زیاد بودن خطای انکسار نور روی محور تونل (Center Line ) حتی الامکان نقاط در کناره های تونل انتخاب شود. در نظر گرفتن این نکته ضروری است که امکان استقرار دوربین در ایستگاه وجود داشته باشد. همچنین موانع دید را باید در نظر داشت تا امکان برداشت جزئیات به راحتی میسر باشد. انواع ایستگاه در زیر زمین عبارت است از:
ایستگاه سقفی، ایستگاه کفی، ایستگاه دیواری و کشوئی.
عملیات نقشه برداری مسیر
مقدمه:
در گل پیاده کردن مسیر بر روی زمین از انجام چندین مرحله ی عملیاتی صورت میگیردکه شامل: عملیات های ترازیابی .طول یابی.قرائت زوایا.پیمایش.پیاده کردن قوس .برداشت پروفیل های عرضی وطولی است.
برای اجرای ساختمانهای خطی (راه آهن ولوله کشی آب وفاضلاب وخطوط انتقال نیرو ومانند اینها)ابتدا لازم است در مورد مسیر انتخبی مطالعات کلی صورت گیرد مدارک و نقشه های لازم تهیه شود سپس به کمک این نقشه ها و با در نظر گرفتن شرایط و جهات مختلف طرح مسیر تهیه و پیاده شود .در تمام این موارد (مخصوصا در راهای ارتباطی )نقشه برداری وظیفه ای حساس و چشمگیر است.
.
ترازیابی:
مقصود ازترازیابی یا نیولمان تعیین اختلاف ارتفاع بین دو یا چند نقطه( نسبت به هم یا نسبت به یک سطح مبنای معین )است با استفاده از دستگاه های مختلف و با روش های گوناگون صورت میگیرد.
ترازیابی بیشتر توسط دوربین هایی به نام نیوو صورت میگرد این نوع دوربین ها گه جز ساده ترین دوربین های نقشه برداری است برای برداشت اختلاف ارتفاع بین سطح زمین و سطح زئوئید است .
روش کار بدین صورت است که بعد از میخ کوبی شدن نقاط اصلی برای بدست آوردن اختلاف ارتفاع نقاط و ارتفاع هر نقطه ما بین هر دو نقطه به نسبت دقت مورد نظر بک سایدها و فور ساید هایی برداشت می شود که با کسر کردن مجموع بکساید ها از فورسایدها اختلاف ارتفاع دو نقطه بدست می آید.این کار توسط سه نفر انجام شد که دو نفرکار نگه داشتن شاخص و بک نفر هم قرائت دوربین را بر عهده داشت.
جدول ترازیابی
H∆
Fs
BS
PN
100
0177
B
3004
0673
1
3204
1429
2
0982
2948
C
0021
3529
3
0889
3116
4
1049
3638
D
0182
3320
5
0023
2398
6
0938
2049
7
1016
0868
E
0850
0510
8
2460
0531
9
3126
0974
10
2494
0398
A
2488
1131
11
3258
0671
12
1968
13
27952∑
27960∑
پس از انجام عملیات زمینی محاسبات ان را انجام دادیم تا مقدار خطای ترازیابی را بدست آوریم ما باید به ارتفاع اولین نقطه ی خود نزدیک شویم همیشه مقداری خطا در کار موجود است
ما باید همین عملیات را در مسیر بر گشت نیز انجام دهیم
در فرم قرائت ترازیابی شماره ی ایستگاه ها و بک ساید ها و فور ساید ها موجود می باشد و همچنین اختلاف ارتفاعی هر ایستگاه نیز هست.
مسیر رفت به صورت پاد ساعت گرد مئ باشد و مسیر برگشت به صورت ساعت گرد است.
طول یابی :
ما طول ها را با استفاده از طول یاب دیجیتالی توسط دوربین فویف انجام دادیم.برای هر چه دقیق تر شدن طول اپراتور به رفلکتور نشانه می رود مکررا طول را اندازه می گیرد که باید 5 بار ان را نوشت و میانگین گیری کرد تا به یک طول دقیقدر برسد.
برای اندازه زدن طول ها باید حتما به خود رفلکتور نشانه روی کرد.
طول های اندازه گیری شده ی ما :
EA
DE
CD
BC
AB
113.570
96.698
86.812
115.256
98.72
شرح عملیات قرائت زوایا:
مرحله ی بعدی اندازه گیری زوایای داخلی پیمایش مورد نظر است باید روی نقاط اصلی مستقر شده و زوایای موردنظررا هر کدا م دردوکوپل قرائت کردبرای این کاراز یک دوربین فویف استفاده کردیم.
نیاز به دو عدد رفلکتور -پایه ی رفلکتور-دو عدد تراز نبشی است.
کوپل ها برای دقت اندازه گیریمان بسیار مفیدند و هر چه کوپل ها بیشتر باشند دقت زوایا بیشتر خواهد شد .
ابتدابر روی نقطه ی Aمستقر شدیم ودوربین را سانتراز کردیم دو نفر از اعضا گروه رفلکتور ها را بر روی نقاط B C مستقر کردند رفلکتور ها باید تراز باشند و دقیقا روی میخ ها قرار بگیرند
سانتراز کردن دوربین:
در این قسمت که یکی از مهمترین بخش های عملیات بود قرار دادن دوربین به صورت صحیح بروی نقاط بود.
ابتدا سه پایه را بر روی نقطه با ز می کنیم طوری که از بالا نگاه می کنیم میخ معلوم باشد.دوربین را بر روی سه پایه سوار میکنیم و از چشمی قرار گرفته شده بر روی دوربین نقطه را می یابیم در درون چشمی ضربدری موجود است که باید دقیقا روی میخ (در وسط میخ) قرار بگیرد این کار را با گرفتن دو پایه ی ان انجام می دهیم . سپس نوبت به تراز کردن دوربین میرسد که توسیه میشود حتی الامکان از شل و سفت کردن پایه ها انجام گیرد و کمتر از پیچ های تراز دوربین استفاده کنیم .
تراز استوانه ای موجود در ان را نیز تراز میکنیم…
بر روی یکی از پایه های رفلکتور نشانه روی می کنیم و عمل صفر صفر را انجام میدهیم .
توجه:در هر دو بارکوپلی که قرائت می شود تنها یک بار باید عمل صفر صفر را انجام داد.
نشانه روی باید به قسمت پایین پایه ی رفلکتور انجام گیرد.
سپس دوربین را چرخانده تا بر روی پایه ی رفلکتور بعدی نشانه روی کنیم و اولین زاویه اندازه گیری شده توسط دستگاه را مینویسیم در عملیات ابتدا رایت REصفر صفر شد و سپس RB را خواندیم در اینجا عمل کوپل را انجام می دهیم و دو باره LBرا خوانده و به روی LE میرویم و دو باره زاویه را اندازه میگیریم و ثبت می کنیم که در اینجا تشکیل یک کوپل را می دهد.
در کوپل بعدی ابتدا LEو سپس LBخوانده میشود و دوباره عمل کوپل را انجام میدهیم و سپس REو RBخوانده میشودو و بدین ترتیب کوبل دوم هم بدست می آید.
این شرح اندازه گیریه یکی از ایستگاه ها بود که عملیات کوپل ها در ان 2 با ر اجرا شد.
با استفاده از فرمول:
LC+RD+_180 OR200/2=
RC+LD+-180 OR 200/2=
با استفاده از این فرمول 2 بار زاویه را اندازه می گیریم و از انها میانگین میگیرم تا زاویه ی دقیق تری داشته باشیم .
در صورتی که یکی از زاویه ها اختلاف زیادی داشته باشد میتوان ان کوپل را به عنوان اشتباه حذف نمود.
زاویه های بدست آمده عبارت است از:
E
D
C
B
A
126.7172
147.7451
81.3195
164.1359
80.0782
A+B+C+D+E= 599.9959
برای بدست اوردن خطای لیست زاویه ای و سر شکنی کردن ای خطا از فرمول های زیر استفاده کردیم .
تعداد اضلاع :n تعداد کوبل ها : p
خطای بست زاویه ای
599.9959_(10_4)*100GR=
سپس نوبت به بدست آوردن هر یک از ژیزمان هایهر یک از امتدادها میرسد که با انتقال دادن ژیزمان اولیه که مقدار آن را 100 است بدست می آید
DG=G (mohasebati ) _ ( Gavalie)
99.9959-100=0.0041
0.0041<2.5*20"√5/2 = 0.0041<0.0079
برای انجام عملیات طول یابی از روش زیر استفاده میکنیم :ما طول هر یک از فاصله ها را دادیم سپس با تصحیح زاویه ها و ژیزمان ورودی کلیه ژیزمان ها را محاسبه می کنیم .
برای این کار با دادن یک عدد مثل (1000و1000) به ایستگاه A مختصات بقیه نقاط را بدست اورده تا دوباره به نقطه A برسیم و
معلوم تصحیح شده D ====> کلیه ژیزمان ها ∆X = D SING
را بدست می آور تصحیح شده ====> ∆Y = D COS G
با دادن مختصات دلخواه به A و رسیدن دوباره به همان نقطه که A نام گذاری شده مقدار خطا بدست می ایدبا استفاده از فرمولهای زیر مختصات نقاط را بدست می آوریم (این مختصات ها ی اولیه میباشد )
Y ∆
∆X
CORRECT
GZMAN
GIZMAN
FIRST
HORISEN
ANGLE
DISTANCE
P #
0
88.306
79.920
-73.767
-93.926
113.57
39.401
-33.896
-88.556
-30.388
100
26.718
374.463
255.784
219.920
99.999
100
26.7172
374.4623
255.7818
219.9177
99.9959
80.0782
126.7172
147.7451
81.3195
164.1359
113.570
96.698
86.812
115.256
98.72
A
E
D
C
B
A
∆X=0.131 ∑
Y=0.533
∆∑
مطالعه مقدماتی مسیر :
معمولا با استفاده از نقشه توپوگرافی منطقه در صورت در دسترس بودن , می توان مطالعات مقدمات مسیر را انجام داد البته لازم است که پس از ترسیم خط مسیر روی این نقشه , در روی زمین هم مطالعات و شناسایی هایی به عمل اید. یعنی باید در طول مسیری که از روی نقشه تعیین شده است حرکت کرد و خصوصیات مربوط به ان مسیر را مورد مطالعه قرار داد . معمولا مقیاس نقشه های توپوگرافی مورد نیاز در این مرحله 1:40000 یا 1:20000 اس
در صورتی که نقشه توپوگرافی منطقه در دسترس نباشد می توان به کمک عکسهای هوایی نقشه هایی با تراز نماها ( خطوط منحنی میزان ) به مقیاس لازم تهیه کرد . هر چند عکسهای هوایی اختلاف سطحها را تعیین نمی کنند . ولی پستی و بلندی های زمین ,کرانه ها ,امتداد رودخانه ها ,جاده ها و……….در ان به خوبی دیده می شود .از روی عکس می توان نقاط مرتفع و صعب العبور به طور کلی جاهایی را که مسیر راه نمی تواند از انجاها بگذرد . مشخص کرد . اگر به هیچ نوع نقشه و عکس هوایی در دسترس نباشد ,ناگزیر باید مطالعات مقدماتی مسیر را در روی سطح زمین انجام داد . برای این منظور از مبدا به طرف مقصد حرکت می کنیم و از وسایل مورد نیاز (مانند قطب نما ,قدم شماری,ارتفاع سنج , تراز دستی , وسایل اندازه گیری طول و…)استفاده می کنیم .
از قطب نما برای تعیین جهت تردد در راه و تغییراتی که در جهت حرکت ایجاد می شود و نیز تعیین امتداد ها ,از ارتفاع سنج برای تعیین اختلاف ارتفاع و از تراز دستی برای تعیین نقاط هم تراز (نقاطی که در یک سطح هستند ) به صورت تقریبی از مسیری که طی می کنیم استفاده می کنیم .
همچنین باید پستی و بلندی ها را روی کرویهایی نمایش دهیم و ارتفاعات را در ان یادداشت کنیم .
ضن طی مسیر باید رود خانه و سایر نقاط صعب العبور را در روی نقشه یاداشت کنیم پس از تهیه نقشه و جمع آوری اطلاعات نیم رخ طولی مسیر را رسم می کنیم . مسیر های احتمالی دیگر را به همین طریق مطالعه می کنیم و بعد با مقایسه آنها بهترین مسیر را انتخاب می نماییم .
در پیاده کردن یک مسیر ابتدا نیاز به تهیه ی یک جدول پیکه تاژجهت پیاده کردن نقاط محور مسیر میباشد.ابتدا طراحی مسیر که توسط نرم افزار صورت گرفت
1)t=rtan 2)L=R×∆ 3) C=2R SIN
فرمولها ی کلی در کتاب مهندس دیانت خواه:
2-2-محاسبه و تنظیم جدول پیکه تاژ برای قسمت قوس دار :
1- انتخاب روش مناسب جهت پیاده نمودن قوس روش قائم الزاویه :
1- انتخاب محور مناسب جهت کار و نقطه استقرار مناسب برای دوربین
2- اثبات فرمولهای عمومی برای پیاده نمودن هر نقطه از قوس
محور کار T.C به CT و استقرار در T.C :
فرمولهای عمومی
با داشتن Li و R می توان si هر نقطه از قوس را محاسبه کرد و با داشتن si و می توان Bi را بدست اورد .
جدول مربوط به پیاده نمودن قوس ها :نمونه ای از جدول پیکه تاژ دقت شود در صورتی که قوس به سمت چپ متمایل شود می بایست زاویه ها را از ۴۰۰ گراد یا ۱۸۰ درجه کم کرد.
کیلومتراژ
Yi
Xi
Ci
Bi
Si ∑
Si
فاصله افقی li
NO
0+000
0+020
0+040
0+060
0+075
0+080
0+090
0+100
0+110
0+120
0+130
1+140
0+150
0+160
0+169
0+170
0+180
0+200
0+220
0+240
0+260
0+266
987.026
998.194
1009.361
1020.528
1028.987
1031.792
1038.163
1045.269
1053.046
1061.405
1070.276
1079.555
1089.165
1098.996
1107.980
1108.960
1118.952
1138.936
1158.921
1178.905
1198.889
1205.364
1023.360
1006.768
990.176
973.585
961.017
957.060
949.357
942.328
936.049
930.567
925.962
922.246
919.500
917.696
916.933
916.894
916.498
915.704
914.911
914.118
913.325
913.068
0
0
0
0
0
1.540
4.723
7.903
11.089
14.272
17.272
20.638
23.821
27.004
29.868
200
200
200
200
200
200
200
0
0
0
0
0
1.540
3.183
3.183
3.183
3.183
3.183
3.183
3.183
3.183
2.864
200
200
200
200
200
200
200
0
20
40
60
75.14
4.85
10
10
10
10
10
10
10
10
9.01
0.98
10
20
20
20
20
6.48
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
بدست می اوریم تا X و Y هر میخ را برای پیاده کردن به روش مختصاتی داشته باشیم که در این پروژه هم بصورت مختصاتی و هم به صورت قطبی قوس را روی زمین پیاده کردیم .
-دستورالعمل اجرایی کاربر روی زمین به روش قطبی :
1- استقرار دوربین در نقطه T.C و صفر صفر کردن به سمه
2- بازکردندوربین به اندازه Si ∑ طبق جدول ذکر شده
3- از هر نقطه تا نقطه بعدی به اندازه طول Li با توجه به جدول پیکه تاژ
4- میخ کوبی
دستور العمل اجرایی کار بر روی زمین :
R=100
(1) T=RTAN(∆/2) =50.7150
(2)=SIN(∆/2)=90.4616
LC = R× =100*59.759 (5)
:
:
دو اصل مهم در تهیه پروفیل :
نحوه برداشت پروفیل :
-برداشت پروفیل طولی به روش مستقیم :به منظور برداشت پروفیل طولی مسیر از یک نقطه با ارتفاع ثابت (BM) ارتفاع را به نقطه شروع مسیر ادامه می دهیم .پس از این کار ارتفاع را به بقیه نقاط مسر گسترش می دهیم .( با استفاده از تراز یابی )
بدین صورت عمل می شود که شاخص را در کنار میخها قرار می دهیم و ارتفاع هر میخ محاسبه می گردد .
برداشت پروفایل عرضی به صورت مستقیم :
پروفیل عرضی ,عمود بر راستای مسیر برداشت می شود به این منظور بایستی سمت راست و چپ مسیر به یک طول مشخص برداشت گردد . فرض می کنیم هدف برداشت پروفیل عرضی مسیر به عرض 10M سمت راست و 10M سمت چپ میخ و مرکزی می باشد برای این کار عمود بر راستای مسیر در سمت راست و چپ عرض 10M را بر روی زمین مشخص می نماییم و در هر کجا که دارای اختلاف ارتفاع می باشد شاخص قرار داده و قرائت صورت میگیرد همچنین فاصله افقی را از میخ کوبی مرکزی نیز اندازه گیری می کنیم یعنی هم فاصله افقی از میخ مرکزی را اندازه گیری نموده و هم اختلاف ارتفاع نقطه از میخ وسط اندازه گیری می کنیم .
رسم پروفیل
در اخر رسم پروفیل های طولی و عرضی را توسط نرم افزار SDR صورت میگیرد.
در برداشت پروفیلها ی طولی و عرضی باید به دقت مورد نیاز بسیار توجه داشت وپستی و بلندی های آشکار را همراه با نقاط از قبل تعیین شده برداشت کرد بیشترین حسن برداشت پروفیلها انجام محاسبات حجم عملیات خاک برداری و خاک ریزی در طول مسیر مورد نظر میباشد (تسطیح مسیر).
برای پیاده کردن یک مسیر نیاز به برداشت پهنای باند جاده نیز هست که در این عملیات ما پهنای باند را برابر 10 متر از راست و 10 متر از سمت چپ خط مسیر قرار دادیم .
نقاط مورد نظر تشکیل جدولی میدهد که شامل شماره ی نقاط وبک ساید ها و فور ساید ها میشود تمام نقاط دیگر را به عنوان آی ساید برداشت می شود که برای این کار سمت راست مسیر که باید عمود بر محور مسیر باشد را در دو مرحله ی 5 متری و10 متری برداشت می کنیم و همچنین در سمت چپ محور در دو مرحله ی 5متری و 10 متری برداشت میکنیم که در این کار علامت منفی نشانگر سمت چپ جاده می باشد در برداشت پروفیل همچنین باید به این امر توجه کرد که به دلیل متغیر بودن مکان دوربین میتوان حدالامکان مکان دور بین را در جایی قراردهیم که به بیشتر نقاط مسیر دید داشته باشد .
توجه:هر گاه به جایی رسیدیم که دیگر نتوانستیم نقاط روی مسیر را قرائت کنیم جای دوربین را تغییر میدهیم و در جایی قرار میدهیم که به دیگر نقاطمان بیشترین دید را داشته باشد باید توجه داشت که با تغییر دادن جای دوربین باید یک فورساید برای نقاط قبلی و یک بک ساید برای نقاط بعدی قرائت کرد .
نمونه ای از جدول های پروفیل که به صورت نمونه نوشته شده است این اعداد در محیط اس دی آر در قسمت لول بوک وارد می شود.البته در جدول وارد کردن کیلومتراژ نیز واجب است.
OFFSET
FS
IS
BS
point
number
0
1301
1
-5
1002
2
-10
0508
3
5
1765
4
10
2285
5
0
2609
6
-5
2089
7
-10
1639
8
5
3180
9
10
3787
10
0
4079
11
-5
1522
12
-10
0401
13
5
2291
14
10
2836
15
0
2686
16
-5
2271
17
-10
1643
18
5
3333
19
10
3743
20
0
3190
21
-5
2875
22
-10
2387
23
5
3768
24
10
4365
25
0
3266
26
-5
2881
27
-10
2544
28
5
3988
29
10
4381
30
0
1476
31
5
2175
32
10
2693
33
-5
0907
34
-10
0231
35
0
1981
36
-5
1466
37
-10
0790
38
5
2442
39
10
2811
40
0
2438
41
-5
1976
42
+5
2969
43
+10
3769
44
-10
1362
45
0
3171
46
-5
2902
47
5
3400
48
10
3568
49
0
3542
50
5
3907
51
-5
3215
52
10
4140
53
10-
2765
54
0
4080
55
0
2127
56
-5
1807
57
5
2618
58
-10
1394
59
10
3179
60
0
2633
61
-5
2298
62
-10
1974
63
5
3118
64
10
3490
65
0
3030
66
-5
2564
67
-10
2145
68
5
3501
69
10
3853
70
0
2979
71
-5
2646
72
5
3568
73
10
3958
74
-10
2236
75
0
3060
76
-5
2860
77
-10
2411
78
5
3502
79
تهیه نقشه توپوگرافی
برای آموزش و یادگیری بهتر کاربران این کتاب ، آموزش را بصورت شبه گزارش انجام عملیات نقشه برداری از یک منطقه به شما عرضه خواهیم نمود.
شناسایی زمین و بستن شبکه :
اولین کاری که در شروع یک عملیات نقشه برداری برای بستن شبکه بایستی صورت بگیرد ، بازدید و شناسایی از منطقه می باشد ، چون اگر این کار انجام نگیرد و مستقیماً از یک نقطه دلخواه شروع کنیم و میخ کوبی را انجام دهیم و بخواهیم پس از دور زدن منطقه به همان نقطه برسیم بسیاری از خصوصیاتی که در انتخاب نقاط موثر است مثلاً اینکه نقاط قبل و بعد به هم دید داشته باشند و یا اینکه وسعت زیادی از منطقه را پوشش دهد و همچنین نقاط اصلی شبکه حتی الامکان در بلندی قرار داشته باشند ممکن است در نظر گرفته نشوند. پس از رسیدن به محل یک بازدید کلی از منطقه انجام می گیرد و سپس نقاط مرتفع و نقاطی که بعد وسیعی از محل را تحت پوشش قرار می دهند ، در نظر گرفته می شوند و سپس به نقاطی که دید کافی به نقاط قبل و بعدی شبکه در حال انتخاب را داشتند ، معین شدند با توجه به وسعت زیاد منطقه قسممتهای زیادی از منطقه در جاهایی قرار گرفته بود که امکان عبور شبکه از آنجا وجود نداشت ، چون باعث می شد که دید بین نقاط اصلی شبکه از بین برود . بخاطر همین تصمیم گرفته شد که با توجه به شرایط منطقه تعدادی از نقاط به عنوان نقاط اصلی و چند نقطه هم بعنوان نقاط کمکی در نظر گرفته شوند. در نهایت تعداد 7 نقطه بعنوان نقاط اصلی شبکه انتخاب شد و بدلیل ایجاد پوشش کافی به کل منطقه ، 3 نقطه هم برای نقاط کمکی انتخاب شدند ، بعد از تعیین نقاط نوبت به میخ کوبی نقاط رسید که این کار با محکم کردن نقاط با سیمان همراه و کار برای مراحل بعدی (ترازیابی ، زاویه یابی ، مثلث بندی و … ) آماده شد.
ترازیابی :
تعیین اختلاف ارتفاع بین دو یا چند نقطه ( نسبت به هم یا نسبت به یک سطح مبنای معین ) در کار نقشه برداری دارای جایگاه ویژه ای همیشه بوده است که این کار با روشهای مختلفی ( مستقیم ، مثلثاتی ، استادیامتری ) انجام می شود. مشکلاتی که در کار ترازیابی با ویژگی های آب و هوایی خنک و بادی و توپوگرافی صحرایی منطقه بوجود می آید را می توان به 3 دسته تقسیم کرد :
الف – عوامل طبیعی شامل کرویت زمین ، انکسار نور در هوا ، تشعشع خورشید ، وزش باد و تغییر ناگهانی دما .
ب – عوامل دستگاهی شامل میزان نبودن تراز دستگاه ، افقی نشدن محور دیدگانی دستگاه پس از تنظیم دستگاه ، صحیح نبودن طول شاخص و ناپایدار نبودن سه پایه و ….
ج – عوامل انسانی شامل تراز نکردن کامل دستگاه ، عدم پایداری تکیه گاه به شاخص ، قایم نگرفتن شاخص ، خستگی عامل و ….
برای از بین بردن عوامل جوی بهترین زمان کار ترازیابی صبح از ابتدای روشنایی تا یک ساعت قبل از ظهر و بعد از ظهر از ساعت 3 تا رسیدن تاریکی است و چون باد شدید در اکثر بعد از ظهر ها در بیابان ها می وزد عملاً کار ترازیابی در این زمان ها ممکن نیست و برای از بین بردن اثر کرویت زمین1 باید نیو را به فاصله مساوی از شاخص عقب و جلو داده شود . در مورد عوامل دستگاهی باید حتی المقدور دستگاهها آزمایش و تنظیم شوند . در مورد خطاهای انسانی باید سعی شود با به کار گیری روشهای صحیح این خطاها از بین روند .
ارتفاع اولیه نقطه اول ، با استفاده از اندازه گیری های دستگاه توتال استیشن و بدست آوردن اختلاف ارتفاع از دو ایستگاه شبکه جامع بدست آمده است. ارتفاع سایر نقاط بر اساس این نقطه مبنا و بوسیله ترازیابی محاسبه شده اند .
زاویه یابی :
کمیت دیگری که در نقشه برداری از جایگاه ویژه ای برخوردار است اندازه گیری زاویه است برای اینکار از دستگاه تئودولیت استفاده می شود . بعد از بستن شبکه پیمایش زاویه های رئوس شبکه خوانده می شود و چون شبکه از نظر دقت درجه 4 محسوب می شود ، زاویه هر راس باید چهار کوپل خوانده شود و بعد از این کار بر اساس خطای مجاز عمل سرشکنی بر روی مشاهدات انجام می شود . در انجام کار زاویه یابی خطاهای زیر وجود دارند :
1- عوامل جوی
2- عوامل انسانی
3- خطاهای دستگاهی
برای از بین بردن عوامل جوی باید در ساعتهایی زاویه یابی انجام شود که تاثیر این عوامل به حـــد اقل برسد و خطاهای چون سانتراژ نبودن دقیق دوربین و نشانه روی ناصحیح که جزء عوامل انسانی هستند باید با به کارگیری روشهای صحیح از بین برد .
در مورد عوامل دستگاهی باید همیشه دستگاهها را آزمایش کرد و در صورت داشتن خطا آنها را تنظیم کرد .
عملیات برداشت اتوماتیک و کلاسیک :
برای تعیین مختصات و تعیین موقعیت نقاط منطقه و شناسایی شکل مسطحاتی و ارتفاعی زمین و عوارض موجود در آن و به طور کلی برای تهیه نقشه ، عملیات برداشت آغاز شد.
پس از مستقر شدن در هر ایستگاه ، تمام نقاطی را که از آن ایستگاه دید دارد برداشت می شود که نقاط توپوگرافی پس از قرائت وارد برگه های تاکئومتری شد و نقاط دیگر که شامل جاده ها و ساختمانها ، درخت ، تیر برق ، جاده خاکی ، اتوبان و … بود ، در حین وارد شدن نقاط در برگه ، شماره نقاط در روی کروکی هایی که قبل از انجام عملیات برداشت از منطقه تهیه شده بود ، وارد می شد و در نهایت از هر کدام از ایستگاهها در حدود چند صد نقطه برداشت شد که با پوشش کامل از منطقه و فاصله مناسب بین نقاط ( با توجه به مقیاس نقشه خواسته شده ) کار برداشت کلاسیک نقاط انجام شد و در بین برداشت کلاسیک ، یک روز برداشت نقاط از منطقه به صورت اتوماتیک صورت گرفت.
این کار با دستگاه توتال استیشن و دو عدد رفلکتور انجام شد. بدین صورت که در ایستگاهی که از قبل با توجه به پوشش منطقه از آن نقطه و دید کافی انتخاب شده بود صورت گرفت . در برداشت اتوماتیک ، پس از نشانه روی به رفلکتور ، کد نقطه مورد نظر به نقطه داده می شد و برداشت صورت می گرفت که در نهایت پس از اتمام کار برداشت تاکئومتری نقاط ، نوبت به اندازه گیری طولها شد .
اندازه گیری طولهای اضلاع شبکه و فاصله نقاط شبکه نسبت به هم ، به کمک دستگاه توتال استیشن صورت گرفت. در این حالت پس از مستقر شدن در هر ایستگاه به حداقل سه نقطه از نقاط شبکه که در دید دستگاه بوده اند نشانه روی و سپس قرائت انجام شد و در ضمن ، برای بستن شبکه به شبکه هایی که در اطراف منطقه وجود داشت و همچنین به شبکه اصلی (که برای خارج کردن شبکه از حالت سیستم Local و تبدیل آن به سیستم Global لازم است ) به نقاطی از آن شبکه ها که به شبکه اطراف دید داشتند عملیات اندازه گیری طول صورت گرفت .
مثلث بندی :
مراد از مثلث بندی تعیین مختصات مسطحاتی تعدادی از نقاط نقشه برداری است . این نقاط مجموعاً تعدادی مثلث متصل به هم را تشکیل می دهند که با اندازه گیری طول یک یا دو ضلع از این مجموعه مثلث و نیز اندازه گیری کلیه زوایا می توان مختصات راسهای مثلث ها را تعیین کیرد.
به طور خلاصه می توان گفت که مثلث بندی یکی از راههای تعیین مختصات نقاط نقشه برداری است که در آن بیش از یک راه کنترل برای ارزیابی و تعدیل خطاها وجود دارد . بنابراین از نظر دقت نسبت به روش پیمایش ارجعیت دارد . برای انجام یک عملیات مثلث بندی با دستگاه طولیاب بر روی هر یک از نقاط پیمایش قرار گرفته و فاصله این نقاط را با نقاط دیگر پیمایش ( حداقل دو نقطه ) بدست آورده می شود . نتیجه این کار ایجاد یک شبکه مثلث بندی در داخل پیمایش است .
البته شبکه های مثلث بندی دارای یک و دو و سه از نظر دقت هستند و حسن دیگر این شبکه ها این است که می شود این شبکه ها را با شبکه های کناری دیگر ارتباط داد . در نقشه برداری معمولاً نقاط مثلث بندی را به شیوه هایی انتخاب می کنند که مجموعاً اشکال ساده ای که تشکیل دهند تا با استفاده از روابط هندسی بتوان آنها را به آسانی تعدیل کرد .
این روشها را می توان به صورت زیر نام گذاری کرد :
الف – چند ضلعی با نقطه داخلی
ب – چهار ضلعی با دو قطر
ج – مثلث بندی به طریقه زنجیره ای
رسم نقشه توپوگرافی :
وقتی زمین شناسایی شود و شبکه پیمایشی مورد نظر بسته شود و عملیاتهای مربوط به ترازیابی ، زاویه یابی و تاکئومتری و محاسبات آنها انجام شود حال به مرحله رسم نقشه توپوگرافی رسیده ایم. این نقشه ها علاوه بر شکل مسطحاتی زمین ، وضع ارتفاعی آنرا به صورت مجموعه ای از مختصات های هم ارتفاع نمایش می دهند دارای مزیت های خاصی هستند . برای رسم نقشه های توپوگرافی ، امروزه از نرم افزارهای مخصوص این کار استفاده می شود . نرم افزارهایی چون SURFER , SDRMAP . به نرم افزار SURFER اطلاعات خام زمینی داده می شود و به XYZ زمینی تبدیل می شود و در نرم افزار SDRMAP اطلاعات خام دستگاه توتال که به صورت XYZ است تخلیه می شود و بوسیله همین نرم افزار نقشه توپوگرافی منطقه تهیه می شود .
در آخر نقشه ی توپوگرافی که از نرم افزار SDRMAP بدست آمده است را در یکی از نرم افزار های CAD ویرایش می شود .
در بخش بعدی کلیه فرمانهای نرم افزار SDRMap را مرور و به توضیحات آنها خواهیم پرداخت.
فصل اول: مقدمه
سیستم نقشه برداری اتوماتیک
نقشه ها دو دسته اند:
– نقشه های خطی(آنالوگ)
– نقشه های عددی(دیجیتالی)
مراحل جمع آوری اطلاعات مورد نیاز جهت تهیه نقشه و پردازش این اطلاعات با گسترش و پیشرفت ریزپردازنده ها دچار تحولات اساسی شده است بطوریکه امروزه ابزارهای ترسیم دستی نقشه را باید در موزه ها جستجو کرد . به موازات همین پیشرفت ، نقشه خطی نیز جای خود را به نقشه عددی(دیجیتالی) داده است هر چند که بدلیل کاربران ، تهیه کنندگان نقشه کماکان اقدام به کپی سخت از نقشه عددی می نمایند. از بارزترین کاربردهای نقشه های موردی ایجاد و گسترش سیستم های اطلاعات جغرافیایی است که اساساً بر بستر یک نقشه عددی قابل تعریف است. بنا به اهمیت موضوع لازم است مروری بر روشهای تولید نقشه های عددی داشته باشیم.
روش های تهیه نقشه های عددی:
1.فتوگرامتری
2.سنجش از دور(ماهواره های مرسوم به تصویر برداری بعنوان مثالSPOT )
3.روشهای مستقیم زمینی
4. استفاده از نقشه های موجود
* استفاده از اسکنر(فرمت اطلاعات بصورت raster)
* استفاده از دیجیتایرز(فرمت اطلاعات بصورت vector)
نرم افزار های مختلفی برای این تبدیلات وجود دارد. نرم افزارهای R2v و RXAutoImage و Scan2Cad و … از این قسم هستند.
روشهای مستقیم نقشه برداری زمینی که منجر به تولید نقشه های عددی می شوند در قالب ًسیستم نقشه برداری اتوماتیک ً قرار می گیرند.
– دستگاههای توتال استیشن:
این اصطلاح را در فارسی مجموعه کامل ایستگاهی ترجمه کرده اند که در واقع تلفیقی است از دستگاههای طولیاب ،زاویه یاب یک وسیله ثبت اطلاعات و احتمالاً یک پردازنده از مزایای یک دستگاه توتال استیشن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1.اطلاعات بصورت اتوماتیک ثبت می شوند یعنی نقش نویسنده سر زمین حذف می شود
2.دارای سرعت بالا است
3.توانایی برنامه ریزی در آن وجود دارد
از معایب یک دستگاه توتال استیشن دو مورد زیر قابل ذکر است:
1.هزینه بالای آن هر چند که بسیاری را عقیده بر این است که این دستگاهها در طولانی مدت هزینه اولیه خود را مستصلک می کند
2. وجود مشکلاتی در زمینه تعمیر و نگهداری این دستگاهها در کشورهای جهان سوم.
بنا به دلیل فوق بسیاری از نقشه برداران ترجیح می دهند که در بخش صحرایی، سیستم کلاسیک جایگزین بخش صحرایی سیستم نقشه برداری اتوماتیک شود یعنی جمع آوری اطلاعات به همان سبک قدیمی صورت گیرد ولی در بخش دفتری از سیستم نقشه برداری اتوماتیک استفاده شود.
-دفترچه صحرایی ( Field book ):
در واقع نوعی وسیله ثبت اطلاعات است. اما سازندگان این وسیله عموماً برنامه هایی را در آن ، جهت برخی مصارف تهیه می کنند . به عنوان مثال در اغلب دفترچه های صحرایی برنامه های محاسباتی اولیه مانند سرشکنی یک پیمایش ، ترفیع ، تقاطع ، تبدیل مختصات قطبی به کارتزین و… یافت می شود.
در بخش دفتری سیستم نقشه برداری اتوماتیک کامپیوتر و دستگاههای تهیه خروجی مانند پلاتر قرار دارند که توضیحات مربوط به هر کدام به طور مفصل در کتابها و منابع مربوطه موجودند.اما نرم افزارهای خاص سیستم عموماً بدلیل تخصصی بودن نیاز به آموزش دارند.
از جمله نرم افزارهای خاص سیستم نقشه برداری عبارتند از:
SDRmap,Surfer,Topo CAD,LIS CAD,…
تمامی این نرم افزارها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند:
– ورود اطلاعات – پردازش اطلاعات – نتیجه خروجی
نقشه برداری با زنجیر Chain Surveying
نقشه برداری با زنجیر به نوعی نقشه برداری اتلاق می شود که فقط با اندازه گیری خطی عناصر و عوارض روی زمین پلان مربوطه را تهیه می کنند این نوع نقشه برداری برای مناطق کوچک که دارای عوارض نسبتاً کمی هستند ( از قبیل تهیه پلان از پارکها، مناطق داخل محوطه کارخانه ها و غیره ) بسیار مناسب است.
اصول نقشه برداری با زنجیر
اصول نقشه برداری با زنجیر عبارتست از ایجاد چند امتداد مستقیم در محوطه مورد نظر و سپس تعیین موقعیت عوارض نسبت به این خطوط. امتدادهای مستقیم که به عنوان مبنای نقشه برداری در منطقه کار ایجاد می شود باید به یکدیگر پیوند داشته باشد تا با توجیه یک امتداد نقشه کاملاً نسبت به طبیعت توجیه شود.ارتباط بین امتدادها ممکن است با ایجاد اشکال هندسی از قبیل مثلث، چهار ضلعی با دو قطر و غیره ایجاد شود و همیشه باید سعی شود که که برای رسم این اشکال روی برگ نقشه معلومات نه تنها به اندازه لازم در اختیار باشد بلکه اطلاعات اضافی برای کنترل نیز داشته باشیم. پس از ایجاد چند امتداد مستقیم یکی از این امتدادها را نسبت به طبیعت توجیه می کنیم یعنی گرای جغرافیایی یا مغناطیسی آن را به کمک قطب نما اندازه گیری می نمائیم و سپس باید عوارض زمین را نسبت به امتدادهای مستقیم برداشت کرد.
برداشت عوارض نسبت به امتداد
برداشت عوارض نسبت به امتداد
برداشت عوارض را نسبت به امتداد معلوم ممکن است به کمک اخراج عمود و اندازه گیری طول عمودها و مشخص کردن پایه آنها انجام داد که این طریقه را Offset می گویند یعنی نقاط a و b و c را با اندازه گیری عمودهای bb, aa و cc و طولهای Aa و Ac می توان روی نقشه مشخص کرد. ممکن است نقاط b و c را به کمک دو اندازه گیری bA و bB و aA و aB مشخص نمود. انتخاب یکی از روشهای فوق بستگی به وضع منطقه و قضاوت نقشه بردار که خود تابعی از ورزیدگی و تجربه آن است خواهد داشت. چنانچه بخواهیم یک خط نا منظم را نسبت به خط مستقیم برداشت کنیم در این صورت باید تعداد کافی از خط نامنظم را برداشت کرد.
روش کار در نقشه برداری با زنجیر
الف) شناسایی : قبل از شروع نقشه برداری باید منطقه عملیات را شناسایی نقاط اصلی که باید تشکیل امتدادهای مستقیم را بدهند انتخاب می گردد و باید طول نقاط اختیار شوند که بین هم دید داشته و امکان اندازه گیری فاصله بین آنها باشد و نقشه بردار ضمن شناسایی یک کروکی از منطقه و عوارض آن و محل نقاط انتخاب شده تهیه می کند. وضع نقاط باید طوری باشد که ارتباط هندسی بین آنها بقسمی بر قرار گردد که اولاً بتوان با داشتن عوامل اندازه گیری شده آنها را روی کاغذ نقل و ترسیم کرد و ثانیاً کنترلی هم برای اطمینان از صحت اندازه گیری ها موجود باشد.
وضع نقاط باید نسبت به هم دارای شرایط کلی زیر باشد:
1- نقاط بین هم دید داشته باشند.
2- در صورت امکان یکی از امتدادها سرتاسر منطقه را در برگیرد و امتداد های دیگر به آن متصل گردند.
3- اگر امتدادها به شکل مثلث به هم متکی می گردند اضلاع آنها تقریباً به یک اندازه باشد.
4- امتدادها طوری باشند که تقریباً تمام عوارض زمین را بتوان نسبت به آنها برداشت کرد.
5- طول Offset ها کوتاه باشد.
6- امتدادها در مناطق مسطح و تقریباً افقی منطقه قرار گیرند.
ب) میخ کوبی و شماره گذاری نقاط اصلی : نقاط را باید شماره گذاری نمود و به علاوه آنها را به وسیله میخهای چوبی یا آهنی طولی مشخص کرد که از بین نروند و در محلهایی که ممکن است میخها از بین نروند باید وضع آنها را نسبت به دو یا سه عارضه طبیعی با اندازه گیری لازم مشخص کرد.
ج) اندازه گیری فواصل : فواصل با استفاده از نوارهای مدرج فلزی اندازه گیری می شود. در زمینهای مسطح اندازه گیری بسیار آسان و کافی است در امتداد دو نقطه را با دقت اندازه گرفته و در زمینهای شیب دار برای آنکه طولهای افقی اندازه گیری شود باید از طریق پله کانی استفاده کرد.برای اندازه گیری به طریقه افقی یا پله کانی یک طرف متر فلزی را روی میخی که در نقطه A کوبیده شده است قرار داده و متر را به طور افقی می کشند. انتهای متر فلزی را به وسیله یک شاقول روی زمین منتقل نموده با میخ چوبی یا با رنگ (اگر ممکن باشد) مشخص می نمایند.
اندازه گیری فواصل با استفاده از نوار فلزی مدرج
بعضی اوقات بین بین دو نقطه که باید فاصله آنرا اندازه گرفت مانعی وجود دارد در این صورت به طریق زیر عمل می کنیم:
1- طریقه اول Offset : در این طریقه فاصله CD را به C'D' به وسیله عمودهای CC' و DD' منتقل می کنیم.
2- طریقه دوم : با استفاده از اندازه گیری دو قطر CF و GD که یکدیگر را در نقطه O نصف کرده باشند. در این روش GD=OD و CO=OF اندازه گیری می شود و در نتیجه CD=GF .
روش اول Offset
روش دوم
3- طریقه سوم : نقطه O را در خارج گرفته طولهای CF=FO و OG=GD را جدا می کنیم. FG=1/2CD
روش سوم
در صورتیکه رودخانه هایی در وسط AB باشد به شرح زیر عمل می کنند:
ab/cb=be/cd
از روی ذوزنقه CBDE
طولهای چهار ضلعی CBDE ممکن است مانند شکل عمل کرد:
حالتی که رودخانه هایی در وسط AB باشد
با اندازه گیری EC=CD و FC=GC امتداد خط HC تا محل برخورد آن با امتداد EG )نقطه J ( در این صورت:
GJ=HF
طریقه اخراج عمود : با وسایل مختلفی می توان از یک نقطه عمودی بر امتدادی خارج کرد.
الف- طریقه استفاده از مثلثی که اضلاع آن به ترتیب برابر 3 و 4 و 5 باشد فرض کنیم از نقطه A واقع بر امتداد مطلوبی می خواهیم عمودی بر آن اخراج کنیم. طولی برابر 3 متر روی آن اندازه می گیریم (متر 3 = AB ) سپس از نقطه A قوسی برابر 4 متر و از نقطه B قوسی برابر 5 متر رسم می کنیم تا یکدیگر را در نقطه C قطع کنند.
طرز عمل با گونیای مساحی
فرض می کنیم بخواهیم از نقطه A واقع در روی امتداد AB عمودی از این خط اخراج کنیم. ابتدا روی نقطه B ژالنی به طور قائم نصب نموده سپس در نقطه A گونیای مساحی را طوری قرار می دهیم که شاقولی که به آن آویزان شده است از نقطه A عبور کند یکی از وجوه مرئی منشور (یا یک آینه) را به طرف B قرار داده در این صورت اگر به طرف نقطه A نگاه کنیم تصویر B را در امتداد عمود بر AB خواهیم دید کافی است کمک نقشه بردار ژالنی را در نقطه C منطبق بر تصویر B نصب کند. گاهی لازم است که از نقطه C بر خط AB عمودی فرودآید در این صورت عاملی که گونیا را در دست دارد طوری حرکت می کند که تصویر ژالن C بر ژالن B منطبق شود.
برداشت عوارض
برای برداشت نقاطی که تشکیل حدود زمین را می دهند ممکن است به طریق زیر عمل کرد:
الف) از نقاط مشخصه ای که شکل حدود زمین را تعیین می نمایند عمودهایی بر خط AB فرود آورده فواصل A- 1 و A- 2 و A- 3 و A- 4 و غیره و همچنین طول عمودهای a- 1 و b- 2 و c- 3 و d- 4 اندازه گیری نموده سپس a و b و c و d و غیره را مشخص کرد.
ب)ممکن است نقطه ای مانند M را از دو نقطه B و C اندازه گرفت با رسم مثلث CMB نقطه M مشخص مشخص می شود معمولاً برای اینکه در تعیین موقعیت نقاط به وسیله اندازه گیری طول اشتباه نشود موقعیت هر نقطه با اندازه گیری فاصله آن از سه نقطه تعیین می شود.
ج) گاهی اوقات دو امتداد که با هم تشکیل زاویه می دهد باید نسبت به هم مشخص باشند مثلاً گاهی ممکن است گوشه ساختمانی که در محل تلاقی دو خیابان قرار گرفته است نقشه برداری شود در این صورت ابتدا نقشه بردار محل تلاقی دو امتداد را معلوم کرده با اندازه گیری سه طول 1 و 2 و 3 (1 و 3) در امتداد اضلاع PN و MN انتخاب شده اند. و با رسم مثلث 123 زاویه a معلوم می شود.
حالتی که دو امتداد با هم تشکیل زاویه می دهد
حالتی که در وسط منطقه نقطه ای غیر قابل دسترس باشد
د ( ممکن است در وسط منطقه قسمت غیر قابل دسترسی وجود داشته باشد در این صورت به طریق زیر عمل می کنیم:
پس از برداشت شکل اصلی ABCD و اندازه گیری های دیگری که خطوط اصلی را مشخص می کند وسط منطقه را با استفاده از طریقه های گفته شده برداشت می کنیم.
مبانی نقشه برداری مسیر
جهت اجرای پروژه های مختلف مسیر یک راه،راه آهن،خطوط لوله نفت،گاز،خطوط انتقال نیرو،تلفن،شبکه های آبرسانی و فاضلاب و … یکی از مراحل مهم پس از طراحی ،پیاده کردن پروژه روی زمین است.
منظور از پیاده کردن یعنی انعکاس فرم هندسی مسیر (شامل قسمت های مستقیم،قوس ها و دیگر اجزا) روی زمین،طبق مشخصاتی که طراح در نقشه ها ارائه نموده است.بنابراین دقت در انجام پیاده کردن مسیر از اهمیت خاصی برخوردار بوده و باید به نحو مطلوب انجام پذیرد.
برای احداث هر راه می بایست به عوامل مختلفی از جمله نیازهای اجتماعی ،اقتصادی ،زیست محیطی و فرهنگی و همچنین تامین سه هدف مهم یعنی ایمن ، راحت و سریع بودن در حمل و نقل توجه نمود.تا نهایتا بتوان شرایط مناسب ترافیکی و حمل و نقلی را برای استفاده کنندگان از راه های کشور به وجود آورد.
در طرح و احداث یک راه،میزان سرمایه گذاری و بازده آن در کل سیستم ارتباطات باید با دقت لازم مورد بررسی قرار گیرد.تا از نظر توجه به منافع ملی و اهداف استراتژیک کشور و در راستای رشد و توسعه ای پایدار،اولویت های سرمایه گذاری در کل سیستم مشخص شود.
مراحل اساسی احداث یک مسیر راه به ترتیب از قرار زیر است:
1.مطالعات اولیه و طرح مقدماتی مسیر
2.تهیه نقشه توپوگرافی برزگ مقیاس(پلان)
3.طرح نهایی مسیر
4.پیاده کردن مسیر
5.تهیه نیمرخ طولی از مسیر و انتخاب خط پروژه
6.تهیه نیمرخ های عرضی و تعیین خط پروژه عرضی
7.محاسبه حجم هملیات خاکیبرداری و خاکریزی
8.برآورد هزینه احداث راه
9.تجهیز کارگاه و اجرای عملیات راه سازی
چنانچه بخواهیم به صورت مشروح تری به فرآیند احداث یک راه توجه کنیم سه مرحله برای احداث یک راه وجود دارد که مراحل 9گانه فوق نیز در این 3 مرحله قرار می گیرند:
الف)مطالعات فاز اول(مرحله اول): مطالعات و تحقیقات اولیه و انتخاب یک مسیر تقریبی
ب) مطالعات فاز دوم(مرحله دوم): تهیه نقشه توپوگرافی بزرگ مقیاس و طرح نهایی مسیر
پ) مطالعات فاز سوم(مرحله سوم): پیاده کردن مسیر و اجرای عملیات احداث راه.
انجام مراحل فوق پس از اعلام نظرات و پیشنهادات اولیه کارفرما به مشاور انجام می پذیرد که مشروح عناوین اصلی هر مرحله به قرار زیر می باشد.
الف)مطالعات فاز اول(مرحله اول):
– جمع آوری هر گونه اطلاعات و ودارک مورد نیاز از سازمان ها و ارگان های ذیربط
– جمع آوری هر گونه نقشه یا عکسهای هوایی موجود از منطقه
– بازدید از منطقه طرح و جمع آوری اطلاعات و آمار مورد نیاز
– انتخاب مسیرهای مختلف بین مبدا و مقصد بر روی نقشه ها یا عکس های هوایی موجود
– اعزام گروه های کارشناسی به منطقه و بررسی کارشناسی مسیرهای انتخابی اولیه
– جمع آوری گزارش های تهیه شده برای مسیرهای انتخابی اولیه
انتخاب یکی از مسیرهای پیشنهادی با توجه به گزارشات کارشناسی تهیه شده و همچنین پیشنهادات نظرات کارفرما.
ب) مطالعات فاز دوم(مرحله دوم):
-تهیه نقشه توپوگرافی بزرگ مقیاس،معمولا به مقیاس1:2000 و در باند به عرض 200،300 یا 400 متر
-مشخص نمودن دقیق شروع و انتهای مسیر بر روی نقشه مذکور
-طراحی مسیر با توجه به مشخصات فنی مورد نظر،شامل خطوط مستقیم،قوس ها ،پل ها،آب رو ها و غیره و همچنین تعیین محل تاسیسات جانبی راه شامل مکان های پمپ سوخت،مجتمع های خدماتی رفاهی بین راهی،پاسگاه ها و غیره.
پ) مطالعات فاز سوم(مرحله سوم):
– پیاده کردن مولفه افقی مسیر (پلان) که در فاز دوم بر روی نقشه های توپوگرافی طراحی شده است
– تهیه و رسم نیمرخ های طولی و عرضی و انتخاب خط پروژه طولی و عرضی
محاسبه حجم عملیات خاکی شامل خاکبرداری و خاکریزی
– تعیین هزینه اجرا یا برآورد هزینه احداث راه
– تجهیز کارگاه و اجرای عملیات ساختمانی راه توسط پیمانکار با نظارت مشاور
مشخصات هندسی یک مسیر راه
در فرم هندسی یک مسیر عوامل ترکیب کننده مرئی در مسیر مورد بحث قرار می گیرد و شامل اجزایی است که در ایجاد این فرم نقش قابل توجه ای ایفا میکند.مهمترین اجزای یک مسیر راه عبارتند از:
1.مبداء مسیر:
به نقطه ای گفته می شود که کلیه اندازه گیری های افقی نسبت به آن سنجیده می شود و فاصله افقی هر نقطه تا مبداء را کیلومتراژ آن نقطه می گویند.
2.مولفه افقی مسیر:
عبارت است از تصویر مسیر بر صفحه افقی(XoY) که به آن پلان مسیر نیز می گویند و ترکیبی از خطوط مستقیم افقی و قوس های افقی می باشد.به عبارتی جهت ارتباط هر دو امتداد مستقیم از یک قوس افقی استفاده می گردد که انواع مهم قوس های افقی عبارت است از:
الف)قوس دایره ساده
ب)قوس دایره مرکب مستقیم
پ)قوس دایره معکوس
ت)قوس سرپانتین
ث)قوس های اتصال(کلوتوئید،لمینسکات،سهمی درجه3)
ج)قوس های ترکیبی یا پیوندی(شامل قوس اتصال و دایره)
در طراحی راه و راه آهن، قسمت های مستقیم به وسیله قوس ها به یکدیگر متصل می شوند.این قوس ها می توانند شعاعی ثابت یا متغیر داشته باشند.هدف از این قوس ها منحرف کردن وسایل متحرک از امتداد یک مسیر مستقیم به امتداد مسیر مستقیم دیگر تحت زاویه ∆ است به گونه ای که ادامه حرکت وسیله نقلیه با سهولت و ایمنی همراه گردد.به همین دلیل است که به ∆ زاویه انحراف می گویند.
قوس هایی که در شکل داده شده است قوس های افقی می باشند زیرا تمام اندازه گیری های مربوط به طراحی و اجرای آنها در صفحه افق صورت می گیرد.
3.مولفه قائم مسیر:
عبارت است از تصویر مسیر بر صفحه قائم (XoZ) که به آن نیمرخ طولی نیز می گویند.مولفه قائم مسیر نیز ترکیبی از خطوط مستقیم شیب دار و قوس های قائم است.همانطور که قوس های افقی برای اتصال امتدادهای مستقیم در صفحه افقی به کار می روند،قوس های قائم نیز برای اتصال انتدادهای مستقیم در صفحه قائم مورد استفاده قرار می گیرد.این امتدادهای مستقیم قائم با کلمه شیب شناخته می شوند.و در هر دو امتداد مستقیم شیب دار به وسیله یک قوس قائم به یکدیگر مرتبط می گردد.انواع مهم قوس های قائم به ترتیب از قرار زیر است:
الف)قوس سهمی درجه 2
ب)قوس دایره ساده
پ)قوس دایره مرکب
قوس هایی که در شکل داده شده است،قوس های قائم می باشند و درآن شیب های ورودی و خروجی امتدادهای مستقیم با S1 و S2 نشان داده شده است.
نکته مهم در قوس های قائم این است که تمام اندازه گیری مربوط به طراحی و اجرای این قوس ها در صفحه قائم صورت می گیرد.مثلا منظور از طول قوس قائم در شکل طول L می باشد در صورتی که در قوس های افقی،طول قوس همان طول کمانی شکل قوس می باشد.
دانشگاه
رشته نقشه برداری
گزارش کار آموزی
اصول نقشه برداری
محل کار آموزی:
دفتر مهندسی پویا
استاد راهنما:
دانشجو:
بهار
عنوان
مقدمه 1
مقدمه وتاریخچه نقشه برداری 2
مروری بر نقشه برداری زیر زمینی 8
اصطلاحات نقشه برداری زیر زمینی: 8
شرایط خاص نقشه برداری در زیر زمین: 9
نکات ایمنی در تونل و زیر زمین: 10
روشهای کلی نقشه برداری زیر زمینی: 10
مراحل طراحی پروژه های زیر زمینی: 10
طراحی اجرای عملیات حفاری: 11
طراحی کلی تهیه نقشه از زیر زمین: 11
ایستگاه گذاری در زیر زمین: 12
عملیات نقشه برداری مسیر 13
ترازیابی: 13
جدول ترازیابی 13
طول یابی : 14
دو اصل مهم در تهیه پروفیل : 23
رسم پروفیل 24
تهیه نقشه توپوگرافی 28
نقشه برداری با زنجیر Chain Surveying 34
مراحل اساسی احداث یک مسیر راه به ترتیب از قرار زیر است: 41
2