Отчет по практике специальности «Прикладная геология»

Маршрут теодолитного хода был оговорён в общих чертах заранее: в качестве отправной точки выбрана Крестовая, далее необходимо было пройти по территории базы, пройти через временную точку на скальном выступе (Пупырь), далее выйти через лес к пункту Безымянная и вернуться на пункт Лукич. В ходе рекогносцировки маршрут был разработан более подробно.

Точки выбирались таким образом, чтобы охватить все пункты, координаты которых необходимо было определять обязательно.

Большой проблемой на участке являлась видимость. На территории базы было возможно обеспечить прямую видимость между пунктами на расстоянии до 800 м, в лесу это расстояние сокращалось до 20-50 м. Так, пришлось установить специальную «переходную» точку из леса на Безымянную, поскольку видимость этого пункта со стороны леса затруднена молодой еловой порослью.

Ход работы на GPS-станции был следующий:

1.  Установка штатива и трегера, центрирование, горизонтирование.
2. Установка GPS-приёмника на трегер, причём так, чтобы его корпус был повёрнут на север.
3. Подключение к устройству аккумулятора.
4. Измерение с помощью специальной рулетки высоты прибора: от фазового центра до закреплённой точки. Эта высота записывается в специальный журнал.
5. Включение прибора и запуск сессии, выполняется путём нажатия единственной кнопки на приборе. О начале съёмочной сессии сигнализирует мигающий огонёк красного цвета. Время начала сессии заносится в журнал.
6. Примерно через 20 минут после запуска приёмник получает достаточно данных для автономного позиционирования, включается индикация (мигает жёлтый светодиод). Время окончания записывается в журнал.
7. Выключение приёмника, отсоединение его от аккумулятора, разбор всей установки.

Таблица 1. Координаты точек, полученные из спутниковых определений

Рисунок 4 — Схема спутниковых определений

Теодолитный ход прокладывался при помощи тахеометра. Поскольку программное обеспечение тахеометра позволяет автоматически рассчитывать плановые и высотные координаты снимаемых точек по измеренному значению азимута, горизонтального проложения и вертикального угла, технологическая схема процесса выглядела следующим образом:

• — Тахеометр устанавливается на n-ую точку хода, центрируется, горизонтируется, ориентируется относительно (n-1)-й точки хода, координаты которой также считаются известными. Таким образом прибор ориентируется в системе прямоугольных координат
• — Снимается (n+1)-я точка хода. Поскольку система координат была задана, координаты (n+1)-й точки рассчитываются автоматически и таким образом становятся известными.
• — Прибор переносится на точку (n+1), последовательность шагов повторяется. Всего на проложение теодолитного хода потребовалось 2 выхода в поле, что соответствует одному рабочему дню.

Таблица 2. Плановые координаты и высоты точек теодолитного хода

Рисунок 5 — Теодолитный ход

Нивелирный ход прокладывался способом геометрического нивелирования, то есть непосредственным измерением превышений при помощи нивелира и реек. Бригада использовала нивелир Leica Sprinter 100M и специальные рейки к нему.

Для измерения превышений рейки устанавливаются вертикально на пикеты, нивелир – на станцию между ними. Для увеличения точности применялось нивелирование из середины (расстояния от прибора до каждой из реек различаются не более чем на два метра) – таким образом минимизируются погрешности, связанные с дрожанием приземного слоя атмосферы.

Снимаются отсчёты по рейкам; превышение равно простой разности отсчётов:

ℎ = З − П

Здесь З – отсчёт по задней рейке,

П – отсчёт по передней рейке,

h – превышение переднего пикета относительно заднего.

На выполнение нивелирования было затрачено три дня (собственно ход занял один день, последующие два дня бригада измеряла превышения между отдельными станциями) Измерены превышения между 29 пикетами, из который 16 являются точками теодолитного хода, 13 – вспомогательные.

Таблица 3. Превышения между точками и высоты точек, полученные из нивелирного ход

Рисунок 6 — Нивелирный ход

Таблица 4. Сводная таблица плановых и высотных координат точек, полученных с использованием ГНСС, из теодолитного и нивелирного ходов

Из таблицы видно, то плановые координаты, полученные из данных GPS и из теодолитного хода, различаются на величины до 50 см. Следует признать, что проложенный теодолитный ход не обеспечил необходимой точности определения плановых координат, в силу неопытности исполнителей.

Высотные координаты наиболее точно получены из нивелирного хода. Точность данных, полученных с помощью ГНСС, ниже, что связано с неточным определением положения антенны относительно точки планово-высотного обоснования и некоторыми параметрами, связанными с системой отсчёта высот. Высотные координаты, полученные из теодолитного хода, были получены уже после его обработки и уравнивания.

Для проведения дальнейших работ использовались только координаты, полученные с помощью ГНСС, как наиболее достоверные.

• Полевые работы: Горизонтальная и тахеометрическая съемка местности

Топографическая съёмка в целом представляет собой совокупность мероприятий, выполняемых с целью получения информации для составления топографической карты (плана), на которых комплексно отражаются как природные, так и социально-экономические объекты. Наземная топографическая съёмка выполняется посредством измерения углов, расстояний и превышений при помощи теодолита со светодальномером (инварной проволокой) или специального прибора – тахеометра (в переводе с греческого «быстрое измерение»). Быстрота достигается тем, что положение точки в плане и по высоте определяют при одном наведении трубы на рейку (при этом расстояния рассчитываются по нитяному дальномеру) или вешку с отражателем (расстояния рассчитываются по встроенному светодальномеру). В отличии от других типов топографической съёмки, тахеометрическая съёмка может проводиться при широком спектре погодных условий, она более эффективна на сильно пересечённой, залесённой местности. Масштаб, в которой ведётся съёмка, выбирается исходя из точности и подробности отрисовки ситуации и рельефа. Для топографических планов предусмотрены следующие масштабы: 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500.

При проведении в съёмки сначала проводят рекогносцировку, выбирают места для расстановки пикетов. Затем прибор устанавливают над опорной точкой (точкой съёмочного обоснования, координаты которой известны), приводят его в рабочее положение, т. е. центрируют, горизонтируют, измеряют его высоту. Потом наводят зрительную трубу на вешку (или рейку, если съёмка выполняется теодолитом), настраивают фокусировку и производят измерения горизонтальных, вертикальных углов и расстояния до объекта. По этим величинам вычисляют плановые координаты точек пикетов и их высоты.

Положение съемочных пикетов выбирают таким образом, чтобы по ним с минимальным числом пикетов можно было достоверно изобразить на плане ситуацию и рельеф местности. Их берут на всех характерных точках и линиях рельефа: бровках и тыловых швов холмов, водоразделах, террасах и др. Чем крупнее масштаб съемки, тем больше число съемочных пикетов и тем меньше расстояние между пикетами и от станции до пикетов.

Съёмочный участок бригады компактно расположен приблизительно в 200 м к востоку от геодезического пункта Лукич, вокруг временного пункта, получившего название Безымянная. Участок имеет форму трапеции, ориентированной меньшим основанием на юг. Приблизительная длина участка порядка 150 м, ширина около 100 м.

Ситуация на участке не слишком разнообразна: на литорали много крупных отдельных валунов, нередки скопления камней, изредка встречаются литоральные лужи. Морская терраса (сухопутная часть территории) покрыта низкотравным приморским лугом, который по мере удаления от береговой линии сменяется смешанным сосново-мелколиственным лесом. Через лес и луг на территории участка проходят тропы, других объектов социально-экономической группы нет. Ещё на сухопутной части встретилось несколько крупных валунов, один отдельно стоящий куст и один штормовой выброс (бревно).

Для группировки и отбора объектов ситуации, которые необходимо снимать, использовался топографический классификатор Военно-топографического управления. Его применение всеми бригадами позволило обеспечить сравнимость карт и лёгкость их обработки в автоматизированном режиме. В классификаторе выделены следующие основные разделы: геодезические пункты, рельеф, гидрография, грунты, растительность, границы, дороги, населённые пункты, социально-культурные учреждения. В каждом из них присутствует более дробное деление, например среди объектов гидрографии можно выделить береговую линию, водотоки, полосу осушки и т.д.

Вся литораль и большая часть луга на побережье возможно было снять с пункта Безымянная; для уточнения границы леса, а также рельефа и ситуации за ней (в лесу) потребовалось сделать две выносные точки – одну на западе участка примерно в 50 метрах от Безымянной и одну в 20 метрах на востоке. Этих трёх пунктов оказалось достаточно для съёмки нужной подробности. На западе участок перекрывается с участком съёмки бригады «Соболь», ширина полосы перекрытия составляет от 5 м в лесу до 25 м на литорали.

На проведение съёмки потребовалось 3 выхода в поле (1,5 дня). Сначала были отсняты все пикеты с пункта Безымянная, затем – с двух вспомогательных точек.

Отснято 902 съёмочных пикета, из них 459 пикетов для отражения ситуации.

Распределение съёмочных пикетов по объектам ситуационной нагрузки:

• — Граница луговой растительности – 72 пикета;
• — Граница лесной растительности – 31 пикет;
• — Граница валунного пояса на литорали – 44 пикета;
• — Граница между песчаным и песчано-галечным пляжем – 19 пикетов;
• — Граница между песчано-галечным и щебенистым пляжем – 17 пикетов;
• — Граница между щебенистым пляжем и «бенчем» – 43 пикета;
• — Урез воды (по уровню отлива) – 53 пикета;
• — Литоральные лужи – 15 пикетов;
• — Одиночные валуны за пределами валунного пояса – 72 пикета;
• — Скопления валунов за пределами валунного пояса – 23 пикета;
• — Участки, поросшие луговой растительностью, затапливаемые во время прилива – 31 пикет;
• — Лесные тропы – 39 пикетов;
• — Одиночные кусты – 1 пикет;
• — Штормовые забросы – 1 пикет.

1. Камеральные работы Построение плана с рельефом местности

Одним из этапов построения карты являлось создание цифровой модели рельефа. ЦМР ― это форма цифрового представления данных о рельефе. На ее основе далее автоматизированным методом создавались горизонтали для карты. В соответствии с масштабом создаваемой карты и пологостью рельефа осушки, масштаб сечения рельефа для модели был взят 0,2 м. Так как не все снятые точки отражали рельеф территории (например, точки на вершинах отдельно лежащих валунов), то для использования в построении они были дополнительно отсортированы.