Как мы уже сказали, при топографической съемке все объекты участка привязываются к опорной сети. Но эта сеть тем или иным образом ориентирована по отношению к сторонам света. Чтобы учесть это обстоятельство, необходимо выбрать характерную ось участка (одна из границ участка, дорога, ось или фасадная линия главного строения) и измерить ее угол с направлением юг — север (дирекционный угол), который совпадает с магнитным (магнитный азимут — угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от северного направления магнитного меридиана по ходу часовой стрелки до направления данной оси).

Направление юг — север отмечают на топографическом плане местности стрелкой или "розой ветров". План участка можно ориентировать на бумаге двумя способами:

• Объекты топографической съемки располагают на плане так, что его верхняя рамка является северной, а нижняя — южной (стрелка "юг — север" на бумаге ориентирована по вертикали северным острием вверх).

• Характерную ось плана располагают на бумаге по вертикали или горизонтали, но так, чтобы северная сторона участка располагалась вышеюжной.

Измерить азимут легко с помощью любого компаса, имеющего визирное приспособление.

С этой целью (рис. 1 а) встают с компасом в закрепленной на местности точке 1, а на точку 2 выставляют веху для визирования. Компас поворачивают так, чтобы нулевой штрих 4 градусной шкалы 2 точно совпал с северным концом освобожденной от тормоза 5 стрелки (рис. 1 б). Затем, не меняя положение компаса, вращением крышки 1 направляют визирное приспособление (прорезь-мушка) на веху и против указателя 3 снимают отсчет по шкале, который и соответствует значению магнитного азимута линии 1—2 (см. рис. 1 а). В зависимости от конструкции компаса погрешность такого измерения направлений в среднем составляет 3-5°.

Рис. 1. Схема измерения магнитного азимута.

Ориентирование по компасу возможно лишь в том случае, если вблизи исходной точки нет скоплений железа, линий электропередачи, кабелей и других объектов, вызывающих аномальное отклонение магнитной стрелки. Кроме того, положения географического и магнитного полюсов Земли не совпадают, из-за чего в каждой точке между направлениями географического (астрономического) и магнитного меридианов образуется угол, который называют склонением магнитной стрелки. Этот угол на территории нашей страны имеет различное значение (от 13° на западе до 25° на востоке), которое к тому же может ежегодно меняться в пределах до 10°.

Более точно направление юг — север определяется астрономическим меридианом.

Направление астрономического меридиана можно определить по взаимному расположению Полярной звезды (α Малой Медведицы) и звезды Мицар (Большой Медведицы) (рис. 2). Полярная звезда два раза в сутки проходит через астрономический меридиан, находясь в эти моменты на одной вертикали со звездой Мицар (летом — в конце ночи, осенью — в середине ночи, а зимой — вечером). Для определения направления меридиана отвес размещают вблизи южной границы участка над закрепленной точкой S. Дождавшись момента, когда обе звезды (Полярная и Мицар) одновременно лягут на нить отвеса, с помощью вехи устанавливают по створу северную точку N и закрепляют ее на местности.

Рис. 2. Схема определения направления астрономического меридиана по звездам Полярной и Мицар.

Положение астрономического меридиана (полуденной линии) можно определить также по Солнцу. Измерения проводят в ясный солнечный день.

На листе бумаги вычерчивают шесть неполных окружностей с радиусами от 9 до 24 см (рис. 3). Лист неподвижно закрепляют на горизонтальной деревянной подставке. В центре окружностей (точка С) отвесно вбивают ровную спицу (гномон) длиной 10-15 см. Дождавшись, когда конец тени гномона коснется дальней окружности (примерно в 9 часов утра), отмечают на листе положение точки 1. Затем наблюдают за перемещением тени гномона и в соответствующие моменты отмечают положение ее конца на окружностях в точках 2, 3, 4, 5, б. После того как тень гномона достигнет наименьшей длины (в полдень), она начнет перемещаться вправо от полуденной линии SN, а ее конец вновь будет удаляться от центра С; при этом аналогично отмечают моменты касания тени с окружностями в точках 7, 8, 9, 10, 11, 12. Затем соединяют линиями симметричные точки 1-12, 2-11 и т. д. и делят образованные отрезки (хорды окружностей) пополам, получая точки а, б, в, г, д, е. При этом надо следить за неподвижностью листа и подставки.

Рис. 3. Схема определения направления полуденной линии по Солнцу.

Теперь, проведя через центр окружностей и середины хорд прямую линию, прочерчивают на листе направление полуденной линии, т. е. астрономического меридиана SN (измеренное положение точек а ... е может несколько отклоняться от прямой).

Чтобы отметить направление меридиана на участке, в северном конце прочерченной линии отвесно втыкают иглу и по ее створу со спицей устанавливают на местности веху, а затем фиксируют обе точки колышками или какими-либо другими постоянными предметами. Точность направления меридиана, определяемого таким способом, характеризуется погрешностью 0,3-1°.

Отметив на участке направление астрономического меридиана, найденное по звездам или по Солнцу, полезно поставить на участке знак-указатель "юг — север".

Для того чтобы определить астрономический азимут любой линии на участке (например, одной из линий границы), нужно по створу найти точку пересечения направления астрономического меридиана и данной линии (или их продолжении) и измерить угол β (рис. 4) угломерным прибором или с помощью хорды.

Рис. 4. Схема измерения астрономического азимута линий.

Выбор рациональных методов съемки (привязки характерных точек к геодезической опоре) зависит от конкретной ситуации и наличия измерительных приборов.

Метод перпендикуляров (рис. а) наиболее распространен. Он заключается в том, что из характерных точек контура а, б, в, г на опорную линию 1-2 опускают перпендикуляры. С помощью ленты и рулетки (или двух рулеток) измеряют в нарастающем порядке расстояния от начальной точки 1 до основания каждого перпендикуляра и длину перпендикуляров (в точке г она равна нулю). Этот метод выгодно применять для съемки объектов, расположенных вблизи опорных линий; при этом перпендикуляры длиной до 3 м можно строить на глаз, а длиной до 10м — с помощью эккера. При нанесении характерных точек а, б, в, г на план перпендикуляры строят с помощью треугольника, а измеренные отрезки линий наносят в заданном масштабе.

Метод треугольника (рис. б) целесообразно применять при съемке объектов, удаленных от опорных точек не дальше длины мерного прибора, причем угол при засекаемой точке а должен быть не менее 60° и не более 120°. Отрезки линий от опорных точек до контурной измеряют рулеткой. На бумаге, при построении плана в заданном масштабе, положение точки а находят на пересечении двух циркульных дуг с соответствующими радиусами.

Комбинация перпендикуляров и треугольников (рис. б). Этот метод («конверт») применяют при съемке построек по двум характерным точкам а и б для повышения надежности измерений. Линейные промеры по диагоналям от оснований перпендикуляров до контурных точек наносят на бумагу с учетом масштаба с помощью циркуля; при этом расхождения с положением точек, определяемым независимо по перпендикулярам, не должны превышать на плане 0,2 мм.

Метод дополнительных опорных точек (рис. в) применяют в случаях, когда нет возможности определить положение точек контура относительно имеющегося съемочного обоснования. Тогда в качестве дополнительной опоры используют линии между вспомогательными точками (например, А и В), закрепленными в створе сторон полигона.

Положение створных точек выбирают так, чтобы между ними была видимость и возможность непосредственного измерения лентой (рулеткой), а линия проходила вблизи объектов съемки. Расстояния от опорных до створных точек измеряют рулеткой и откладывают в заданном масштабе на бумаге. С опорной линии АВ съемку контуров можно выполнить любым из приведенных выше методов.

Метод угловых засечек (рис. г) требует использования угломерных приборов. Этот метод позволяет определить положение характерной точки а, если прямое измерение расстояний до нее невозможно. Метод основан на измерении углов, образованных опорной линией (например, 1—6) и визирными лучами, то есть направлениями на эту точку. Угол при засекаемой точке а должен быть не менее 30° и не более 150°. На бумаге получают контурную точку а в пересечении направлений, построив (транспортиром) измеренные углы. Полярный метод (рис. д) требует применения теодолита. Заключается этот метод в том, что с опорной точки (например, 1) измеряют углы и расстояния до всех контурных точек. При составлении плана измеренные расстояния откладывают в масштабе на бумаге по направлениям, построенным с помощью транспортира.

Абрисы съемки ситуации

При съемке ситуации нужно привязать те или иные объекты к съемочному обоснованию (исходной геодезической опоре).

Для объектов с известной геометрической формой (постройки, прямоугольные участки, ограждения, параллельные линии канав и т. п.) съемку целесообразно начинать с их самостоятельных обмеров, а затем привязывать характерные точки этих объектов к геодезической опоре.

Что касается объектов, ограниченных кривыми линиями, с ними поступают иначе. Контуры таких объектов заменяют некоторой ломаной, выбирая характерные поворотные точки. Каждую из этих точек привязывают к геодезической опоре. Затем на плане эти точки плавно соединяют линией, визуально сравнивая очертания контура с местностью.

Все результаты измерений при съемке ситуации записывают на абрис. Абрис (подробнее в следующей статье) — схематический чертеж, на котором подробно изображают все точки и линии геодезической опоры и объекты ситуации, указывая методы, с помощью которых выполнена привязка характерных точек контуров, и, наконец, наносят результаты самих измерений. Чтобы облегчить дальнейшее построение плана и не допустить грубых промахов, абрис необходимо зарисовывать не целиком на весь участок, а по отдельным опорным линиям. Расстояния между объектами и опорными линиями на чертеже иногда приходится искажать (т. е. изображать не пропорционально действительным расстояниям на местности), однако по возможности следует сохранять общее очертание контуров, подобие их взаимного расположения и формы. Числа, обозначающие результаты измерений, должны быть записаны аккуратно, четкими цифрами с таким расчетом, чтобы на основе абриса план мог бы составить исполнитель, не принимавший участия в процессе съемки.

Для справки: еще условные обозначения, принятые при планировке участка

Рис. 1. - Формы съемочного обоснования на садовом участке; а - вид участка; б - съемочное обоснование в виде полигона, совпадающего с границами участка; в - съемочное обоснование в виде четырехугольника внутри участка.

Наиболее целесообразной формой съемочного обоснования является многоугольник (полигон), стороны к-го совпадают с границами садового участка. Нпример для участка, изображенного на рис.1 а, съемочное обоснование может быть построено в виде полигона из б углов (рис. 1б). Если какие-либо препятствия не позволяют выполнить измерения непосредственно по границам участка, то строят дополнительные линии или самостоятельный четырехугольник (рис. 1 в). В этом случае границы участка или их отдельные звенья будут являться объектами съемки ситуации.

Иногда опорный многоугольник снабжают дополнительными опорными линиями, чтобы удобнее было строить локальные сети. Это называется сгущением съемочного обоснования.

Итак, для построения опорной сети нужно выбрать характерные точки на местности и разметить их колышками, произвести необходимые измерения, то есть замерить все отрезки и углы многоугольника, выбранного в качестве съемочного обоснования, и построить схематический чертеж.

Измерения съемочного обоснования для надежности проводят дважды. Результаты обоих измерений отрезков и средние значения по двум замерам удобнее всего записывать непосредственно на схему многоугольника:

Запись результатов измерений на схеме полигона.

Там же вычисляют и вводят поправки Δd , учитывающие наклон линий.

Запись измерения углов с помощью хорд ведут в специальном журнале (см. табл.), откуда полученные данные переносят на схематический чертеж.

Результаты угловых измерений контролируют по сумме углов многоугольника, сравнивая сумму измеренных практически углов

Путем сравнения практической и теоретической сумм получают угловую невязку ƒ_β как разницу между практическим и теоретическим значением суммы углов полигона.

Это значение не должно превышать допустимую величину 0,25° √n. Если угловая невязка оказалась недопустимой, то следует искать ошибку (грубый промах) сперва в вычислениях, а затем в измерениях.

Общие понятия

Еще раз про систему прямоугольных (декартовых) координат. Имеется точка начала координат и направление двух перпендикулярных осей — оси абсцисс (горизонтальной оси) и оси ординат (вертикальной оси). В данной системе положение точки на плоскости определяется двумя числами, которые называют абсциссой и ординатой точки.

Если необходимо учесть и высоту точки, вводится третья ось — вертикальная.

Система прямоугольных координат шибко удобна при построениях на бумаге, где нетрудно откладывать расстояния сурово (строго:)) по горизонтали либо вертикали и выдерживать прямые углы.

В топографии для измерений на местности прямоугольная система координат не применяется. Положение точки рельефа в топографии определяется привязкой к опорной сети.

Опорная сеть, либо, как ее принято величать, съемочное обоснование, — это организация выбранных на местности и отмеченных (например, колышками) опорных точек и соединяющих их отрезков.

На маленькой территории таковой опорой может служить всего только единственный отрезок линии либо две линии, между направлениями которых измерен уголок, а кроме того треугольники, четырехугольники и многоугольники (полигоны), в которых измерены все линии и внутренние углы.

Положение всех остальных объектов рельефа определяют относительно элементов опорной сети (ближайших либо расположенных благоприятно для проведения замеров). Такая привязка характерных точек участка к съемочному обоснованию называется съемкой ситуации.

Для справки: условные обозначения, принятые при планировке участка