San lấp mặt bằng là một loại đo đạc trắc địa. Nó được sử dụng để tìm độ cao tương đối của các điểm khác nhau trên bề mặt trái đất. Các đối tượng tự nhiên như sông, biển, đại dương, cánh đồng hoặc các điểm xuất phát khác có thể được coi là mức điều kiện trong các phép đo như vậy. Trên thực tế, san lấp mặt bằng là việc xác định giá trị phần dư của bề mặt của mỗi đối tượng trên một (tham chiếu) nhất định. Các phép đo như vậy được yêu cầu để tính toán chính xác khu vực được nghiên cứu. Trong tương lai, những dữ liệu này được sử dụng để chuẩn bị các kế hoạch địa hình, bản đồ hoặc để giải quyết các vấn đề ứng dụng cụ thể.
Có những loại san lấp nào?
Các phép đo như vậy có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp, khác nhau về thiết bị hoặc công nghệ được sử dụng. Xem xét các loại san lấp mặt bằng chính là gì. Phổ biến nhất là năm phương pháp: đo hình học, lượng giác, khí áp, cơ học và thủy tĩnh bề mặt. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về từng người.
San lấp mặt bằng hình học
Với phương pháp đo địa hình này, đặcđường ray hình học và cấp thiết bị. Nguyên tắc bắn là lắp đường ray có các nét và vạch chia tại điểm cần thiết gần bề mặt đang nghiên cứu. Sau đó, sử dụng chùm tia ngắm ngang, tính chênh lệch độ cao. Việc san lấp mặt bằng hình học được thực hiện theo nguyên tắc "từ giữa" hoặc "về phía trước". Khi đo bằng phương pháp thứ nhất, các thanh ray được lắp đặt tại hai điểm trên bề mặt, thiết bị nằm giữa chúng cách đều nhau. Kết quả của cuộc khảo sát là dữ liệu về sự dư thừa của một trong các thanh so với thanh khác. Phương pháp thứ hai là cổ điển - một thiết bị và một thanh ray. Các phương pháp san lấp mặt bằng này là phổ biến nhất. Họ đã tìm thấy ứng dụng trong việc xây dựng các vật thể nhỏ (nhà) và vật thể lớn (cầu).
San lấp mặt bằng lượng giác
Với loại công việc đo lường này, thường sử dụng các thiết bị đo nhãn áp đặc biệt, được gọi là máy kinh vĩ. Với sự trợ giúp của chúng, thông tin được lấy về các góc nghiêng của chùm tia nhìn đi qua một cặp điểm đã cho trên bề mặt. Cân bằng lượng giác được sử dụng rộng rãi trong các phép đo địa hình để xác định chênh lệch độ cao giữa hai vật thể ở khoảng cách đáng kể với nhau, nhưng trong vùng hiển thị quang học của thiết bị.
Đo bề mặt khí áp
Cân bằng khí áp là một phương pháp đo dựa trên sự phụ thuộc của áp suất không khí vào độ cao của một điểm trên bề mặt được xác định. Quá trình đọc được thực hiện bằng cách sử dụngÁp kế. Hệ thống san lấp mặt bằng này phải tính đến một số hiệu chỉnh đối với nhiệt độ không khí thực và độ ẩm của nó. Phương pháp này đã được áp dụng ở các khu vực khó tiếp cận (ví dụ: ở điều kiện miền núi) trong các cuộc thám hiểm địa lý và địa chất khác nhau.
Cơ khí (kỹ thuật) đo bề mặt
San lấp mặt bằng kỹ thuật liên quan đến việc sử dụng một thiết bị đặc biệt - san lấp mặt bằng tự động. Với nó, biên dạng của khu vực đang nghiên cứu được vẽ ở chế độ tự động bằng cách sử dụng một đĩa ma sát ghi lại khoảng cách di chuyển và một dây dọi đặt thẳng đứng. Một thiết bị như vậy thường được lắp đặt trên xe và được lái từ điểm xác định này đến điểm khác. San lấp mặt bằng kỹ thuật cho phép bạn xác định chênh lệch độ cao giữa các đối tượng được nghiên cứu, khoảng cách giữa chúng và cấu hình địa hình, được ghi lại trên một băng ảnh đặc biệt.
Đo bề mặt thủy tĩnh
Cân bằng thủy tĩnh là phương pháp dựa trên nguyên lý thông mạch. Chụp theo cách này được thực hiện bằng thiết bị thủy tĩnh, thiết bị này hoạt động với sai số lên đến hai milimét. Mức độ như vậy được lắp ráp từ một cặp ống thủy tinh nối với nhau bằng vòi, hệ thống này chứa đầy nước. Quá trình đo được thực hiện như sau - các ống được gắn vào các đường ray mà trên đó thang đo được áp dụng. Sau đó, các thanh được lắp đặt gần các đối tượng được nghiên cứu, các vạch chia đánh dấu giá trị sốsự khác biệt giữa hai cấp độ. Thiết kế này có một nhược điểm đáng kể, đó là giới hạn đo giới hạn, được xác định bởi chiều dài của ống.
Các phương pháp san lấp mặt bằng được mô tả (trừ phương pháp cơ khí) rất đơn giản và không yêu cầu người vận hành phải có kiến thức cụ thể, do đó chúng được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và các lĩnh vực khác của nền kinh tế quốc dân.
Lớp đo lường
Ngoài kỹ thuật đo lường, việc san lấp mặt bằng thường được chia thành các lớp chính xác. Mỗi người trong số họ tương ứng với một loại và phương pháp truy xuất thông tin nhất định. Hãy xem xét những lớp cấp độ nào tồn tại.
- Hạng nhất được coi là có độ chính xác cao. Nó tương ứng với sai số ngẫu nhiên rms là 0,8 mm trên km và sai số hệ thống là 0,08 mm / km.
- Lớp thứ hai cũng được coi là có độ chính xác cao. Tuy nhiên, sai số ở đây cao hơn một chút - sai số rms là 2,0 mm / km và sai số hệ thống là 0,2 mm / km.
- Hạng ba. Nó tương ứng với sai số tiêu chuẩn là 5,0 mm / km và hệ thống không được tính đến.
- Lớp bốn. Nó tương ứng với sai số bình phương gốc bằng 10,0 mm / km, lỗi hệ thống cũng không được tính đến.
Tùy thuộc vào đặc điểm địa hình và mục tiêu của cuộc khảo sát, có thể sử dụng nhiều phương pháp khảo sát khác nhau. Ví dụ: bằng đa giác, bằng đường thẳng song song hoặc bằng cách san bằng bề mặt bằng hình vuông. Kỹ thuật thứ hai được sử dụng rộng rãi nhất, nó được sử dụng rộng rãi để thu thập dữ liệu từcác khu vực mở rộng với chiều cao mặt cắt ngang tương đối thấp. Hãy xem xét nó chi tiết hơn.
Bình phương
San phẳng bề mặt bằng phương pháp này được thực hiện để có được quy hoạch địa hình quy mô lớn của các khu vực bằng phẳng. Vị trí trơn tru của các điểm kiểm soát được xác định bằng cách đặt các đường ngang. Và chiều cao - bằng phương pháp đo hình học sử dụng các cấp kỹ thuật. Quá trình thu thập dữ liệu có thể được thực hiện theo hai cách khác nhau: bằng cách đặt các chuyển động san bằng với sự phân tích dần dần các đường kính và theo các ô vuông.
Việc san bằng ô vuông được thực hiện bằng cách dùng thước đo và máy kinh vĩ phá vỡ trên mặt đất (lưới có cạnh ô là hai mươi mét) khi đo ở tỷ lệ 1: 500 và 1: 1000, bốn mươi mét - khi chụp ở tỷ lệ 1: 2000 và một trăm mét ở 1: 5000.
Đồng thời, tình hình của lãnh thổ được nghiên cứu cũng được cố định và phác thảo. Các quy trình này được thực hiện tương tự như trong khảo sát máy kinh vĩ. Ngoài đỉnh của các ô, các vật nổi đặc trưng được cố định trên mặt đất - các điểm cộng: đỉnh và chân đồi, đáy và các cạnh của hố, các điểm trên đập tràn và đường phân thủy, v.v.
Biện minh trắc địa được tạo ra bằng cách đặt các đoạn san bằng và máy kinh vĩ dọc theo ranh giới bên ngoài của lưới ô vuông, sau đó được gắn với các điểm của một mạng trạng thái duy nhất. Chiều cao của các điểm cộng và các đỉnh của ô được xác định bằng phương pháp chia độ hình học. Nếu chiều dài bênvuông bốn mươi mét hoặc nhỏ hơn, sau đó từ một trạm, họ cố gắng đo tất cả các điểm đã xác định. Khoảng cách từ thiết bị đến quầy bar không được vượt quá 100-150 mét. Nếu chiều dài của cạnh của hình vuông là một trăm mét, thì mức được đặt ở trung tâm của mỗi ô. Theo khảo sát thực địa của khu vực bằng phương pháp bình phương, nhật ký san lấp mặt bằng và phác thảo các phép đo được biên soạn.
Đường viền ghi nhật ký và san bằng các ô vuông
Nhật ký chứa dữ liệu về kích thước của cạnh ô, liên kết lưới tọa độ với các đường đi qua máy kinh vĩ (biện minh trắc địa). Ngoài ra, liên kết với các đối tượng địa hình được chỉ định - hồ, đồi, v.v. Cũng cần lưu ý việc san lấp địa hình được thực hiện từ những vị trí nào. Phác thảo chứa các kết quả của việc bắn từng ô vuông. Ở trên cùng và điểm cộng của mỗi ô, các số đọc từ mặt đen của thanh (tính bằng mét), cũng như độ cao được tính toán, được chỉ ra. Tính toán này được thực hiện trên đường chân trời của thiết bị. Chiều cao của các đỉnh ô được xác định là hiệu số giữa đường chân trời của thiết bị tại nhà ga và giá trị đọc trên thanh ray.
Để kiểm soát quá trình đo bề mặt cho hai đỉnh ô, việc san lấp mặt bằng được thực hiện từ hai trạm khác nhau. Lập phương án dựa trên các tư liệu thu được để lấy số liệu bề mặt bắt đầu bằng việc cố định trên máy tính bảng theo tọa độ các điểm của mạng lưới trắc địa trạng thái thống nhất, đối tượng khảo sát (di chuyển san nền và máy kinh vĩ), điểm cộng, đỉnh của ô vuông và tình hình.
Phương pháp áp dụng
Khi san bằng lãnh thổ theo cáchứng dụng của máy kinh vĩ và các đoạn san lấp, được chia nhỏ thành đường kính, các đoạn được bố trí dọc theo các đường đặc tính tự nhiên của một khu vực nhất định, ví dụ, dọc theo các đập hoặc lưu vực. Trong công việc như vậy, mặt cắt và mặt cắt phải đặt bốn mươi mét một lần khi khảo sát tỷ lệ 1: 2000 và hai mươi mét một lần khi khảo sát tỷ lệ 1: 1000 và 1: 500. Tại các điểm giao nhau của các dốc, các đối tượng cộng được đánh dấu. Trong quá trình thiết lập pickets, tình huống cần được khắc phục và lập dàn ý. Hồ sơ san lấp mặt bằng được thực hiện trong nhật ký. Nó đánh dấu số sê-ri của bộ gắp, số đọc trên mặt đỏ và đen của đường ray, khoảng cách của các vật thể dương tính từ bộ gắp gần nhất. Dựa trên kết quả san lấp mặt bằng, một sơ đồ địa hình của lãnh thổ, các cấu hình địa hình ngang và dọc được biên soạn.
Có trách nhiệm đo đạc bề mặt trong các khu vực của địa điểm được đề xuất để tạo cảnh quan và quy hoạch dọc của lãnh thổ. Một ví dụ là thiết kế cảnh quan của khu vực xung quanh bất kỳ di tích kiến trúc nào hoặc khu làm vườn cảnh quan.
Cấp độ là gì?
Để thực hiện phép đo hình học của địa hình, được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, các cấp thiết kế khác nhau được sử dụng. Các thiết bị này, theo nguyên lý hoạt động, thường được chia thành: điện tử, laser, thủy tĩnh và quang-cơ. Tất cả các tầng đều được trang bị một kính thiên văn quay trong mặt phẳng nằm ngang. Thiết kế hiện đại của thiết bị đo như vậy cung cấp khả năng bù tự độngđể thiết lập trục trực quan đến vị trí làm việc.
Lịch sử thăng cấp
Thông tin đầu tiên đến với con người hiện đại về san lấp mặt bằng là vào thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên, cụ thể là việc xây dựng các kênh tưới tiêu ở Hy Lạp và La Mã cổ đại. Các tài liệu lịch sử đề cập đến một thiết bị đo nước. Việc phát minh và sử dụng nó gắn liền với tên tuổi của nhà khoa học Hy Lạp cổ đại Heron of Alexandria và kiến trúc sư người La Mã Mark Vitruvius. Động lực cho sự phát triển của các dụng cụ đo lường và các phương pháp san lấp mặt bằng này là việc tạo ra một phạm vi đo đốm, một phong vũ biểu, một mức hình trụ, và một lưới chia độ trong phạm vi đốm. Những phát minh này có từ thế kỷ 16 và 17, và chúng giúp phát triển một hệ thống để khảo sát chính xác bề mặt trái đất.
Ở Nga, vào thời Peter Đại đế, một xưởng quang học đã được thành lập, ở đó, trong số những thứ khác, họ cũng sản xuất các cấp độ, chỉ khi đó chúng được gọi là cấp độ tinh linh bằng ống. I. E. Belyaev đã tham gia vào việc phát triển các cấp độ trong hội thảo. Trong cùng thời kỳ, các công cụ đo lường đầu tiên đã xuất hiện, dựa trên các phong vũ biểu. Vào đầu thế kỷ 19, các cấp lượng giác đầu tiên đã xuất hiện, với sự trợ giúp của chúng, công việc quy mô rất lớn đã được thực hiện để xác định sự khác biệt giữa các mức của Biển Azov và Biển Đen, chiều cao của Núi Elbrus đã được đo lường. Việc sử dụng các công cụ hình học được ghi lại vào giữa thế kỷ XIX. Vì vậy, vào năm 1847, chúng được sử dụng trong việc xây dựng kênh đào Suez. Ở nước ta, san lấp mặt bằng hình họcbề mặt được sử dụng trong xây dựng đường nước và đường bộ. Thời điểm bắt đầu hình thành mạng lưới nhà nước trong nước được coi là năm 1871. Sau đó, công việc bắt đầu sửa chữa và lắp đặt các điểm làm cơ sở cho các cuộc khảo sát địa hình.
Ứng dụng san lấp mặt bằng
Kết quả của việc san lấp mặt bằng là việc tạo ra một mạng lưới trắc địa quy chiếu duy nhất, làm cơ sở cho các phép đo địa hình của khu vực hoặc các phép đo trắc địa khác nhau. Chụp ảnh được sử dụng rộng rãi cho các mục đích nghiên cứu và khoa học: khi nghiên cứu địa cầu, chuyển động của vỏ trái đất, để khắc phục sự dao động của mực nước biển và đại dương.
San lấp mặt bằng cũng được sử dụng để giải quyết các vấn đề ứng dụng khác nhau liên quan đến việc xây dựng các đối tượng khác nhau, đặt đường dây liên lạc, tiện ích, v.v. Ví dụ, đo địa hình là cần thiết để chuyển các quyết định thiết kế về chiều cao, ngoài ra, trong công việc lắp đặt về việc lắp đặt các cấu trúc tòa nhà. Khi giải quyết các vấn đề như vậy, dữ liệu thu được của dịch vụ trắc địa luôn được sử dụng. Ngoài ra, trực tiếp để giải quyết các nhiệm vụ chuyên môn cao khác nhau, hệ thống truy xuất thông tin tự động được sử dụng. Những công việc như vậy bao gồm, ví dụ, sửa chữa và xây dựng đường. Các cảm biến có trong thiết bị cân bằng tự động được lắp đặt trên các toa tàu, ô tô, tạo ra một hồ sơ sẵn sàng về khu vực nghiên cứu trong thời gian ngắn nhất có thể.
Công nghệ hiện đại
Đến nay,do sự phát triển vượt bậc của khoa học và công nghệ, nhiều bí quyết kỹ thuật khác nhau được sử dụng để làm phẳng bề mặt.
- Laser. Công việc của họ dựa trên việc đọc các thông số địa hình bằng thiết bị quét laze.
- Siêu âm. Yếu tố chính của một thiết bị như vậy là một cảm biến siêu âm phát ra sóng.
- GNSS-công nghệ, được liên kết với việc thu thập thông tin về các tọa độ hiện tại bằng cách sử dụng liên lạc vệ tinh. Thiết bị như vậy cung cấp độ chính xác san lấp mặt bằng rất cao.
Để đảm bảo xử lý hiệu quả một số lượng lớn các luồng thông tin thu được trong quá trình áp dụng bí quyết trên, cần phải có phần mềm đặc biệt thích hợp để thực hiện các tác vụ liên quan đến lưu trữ, quản lý, hiển thị và xử lý. dữ liệu.
Hệ thống san lấp hiện đại trong xây dựng đường
Hệ thống tự động được sử dụng rộng rãi trong xây dựng đường hiện đại. Chúng cho phép bạn quản lý thiết bị xây dựng đường, với vị trí hiện tại của nó. Đồng thời, việc san lấp mặt bằng tự động của tuyến đường được phân biệt bởi độ chính xác cao của công việc được thực hiện, giúp cải thiện đáng kể chất lượng của tuyến đường đang được sản xuất, cũng như giảm thời gian thi công. Các thiết bị như vậy, được lắp đặt trên máy rải nhựa đường, máy phay đường, máy ủi, cho phép bạn loại bỏ hư hỏng và khuyết tật trên mặt đường cũ khi trải một lớp mới. Các cấp này kiểm soát độ dốc chéo của đường, thực hiện theo dự án được chỉ định chính xácthông số. Hệ thống đo bề mặt hiện đại cho thiết bị xây dựng đường được chia thành nhiều loại tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng.
- Thiết bị siêu âm với số lượng cảm biến khác nhau.
- Hệ thống đón laser.
- Thiết bị dựa trên công nghệ GPS vệ tinh.
- Hệ thống 3D dựa trên nguyên lý máy toàn đạc.
Nếu cần, tùy thuộc vào mức độ phức tạp và đặc thù của công việc đang thực hiện, có thể sử dụng một hoặc một công nghệ san lấp mặt bằng tự động khác.
