مقدمه :
تعیین موقعیت نسبی نقاط واقع در سطح زمین و یا نزدیک به آن هدف اصلی نقشه برداری است. از این تعریف ساده چنین استنتاج می شود که هدف، تعیین مختصات نقاط در سه بعد است. البته در بعضی موارد، برای تعیین موقعیت، بعد زمان نیز مورد توجه قرار می گیرد (سنجش های نجومی و نقشه برداری ماهواره ای). مختصات مطلوب می تواند کارتزین (Z,Y,X) و یا جغرافیایی (h,?,?) باشد.
معمولا عملیات نقشه برداری شامل دو مرحله برداشت یا اندازه گیری و محاسبه و ارائه نتایج کار است. در مرحله اندازه گیری ، از وسایل و دستگاه ها و نیز روش های مختلفی استفاده می شود تا داده های لازم برای مرحله دوم بدست آید. در مرحله دوم نیز از روشهای مختلفی استفاده می گردد. در تمام روش ها، ابتدا خطاها مورد بررسی قرار گرفته و در صورت قابل قبول بودن سرشکن می شوند. نتایج کار به صورتهای آنالوگ (نقشه، مقاطع طولی و عرضی و ...) و یا دیجیتال (جداول، مد لهای رقومی زمین DGM یا DTM) ارائه می گردد. انتخاب وسایل و روشهای مناسب تابع وسعت منطقه، دقت مطلوب و امکانات است.
تعریف نقشه و نقشه برداری
نقشه عبارت است از تصویر و نمایش عوارض مصنوعی و طبیعی زمین و نقشه برداری فنی است که نقشه بردار به کمک آن موقعیت عوارض طبیعی یا مصنوعی رویه زمین را نسبت به هم تعیین نموده و با ترسیم برداشتهای انجام شده نقشه را تهیه می کند.
نقشه برداری مسطح
در نقشه برداری از مناطق کوچک اثر کرویت زمین تقریباً ناچیز است و می توان زمین را در منطقه کوچکی مسطح در نظر گرفت و به عبارت دیگر سطوح تراز که بر امتداد شاقول عمود هستند موازی هم بوده و در این صورت امتداد شاقول در نقاط مختلف موازی هم خواهند بود در صورتیکه حقیقتاً با فرض زمین کروی امتداد شاقول در نقاط مختلف موازی نبوده و از مرکز زمین می گذرند. در مواقعی که زمین را مسطح فرض کنیم روش نقشه برداری مسطحه ( Plane Surve )نامیده می شود این فرضیه مادامیکه سطح منطقه مورد نظر از چند صد کیلومتر مربع تجاوز نکند قابل قبول است.
نقشه برداری مسطح که بعد از این از آن بنام نقشه برداری یاد خواهیم کرد برای کارهای مهندسی ، معماری ، شهرسازی ، باستانشناسی ،کارهای ثبت و املاکی ،تجاری و اکتشافی مورد استفاده است. و تنها در زمینه کارهای مهندسی و معماری همیشه مورد استفاده مهندسین و معماران به منظور بررسی ، طرح، اجرا و نظارت مورد استفاده است.
نقشه برداری در خدمت مهندسین معمار و شهرساز شامل مراحل زیر است.
-برداشت نقشه کلی به منظور مطالعات اولیه
-برداشت نقشه دقیق برای تهیه طرح و اجرا
-پیاده کردن طرح و پروژه
-کنترل پروژه ضمن اجرا
-کنترل نهایی و تحویل کار
در خدمت باستانشناسی نقشه برداری شامل برداشت پلان ساختمانها و آثار قدیمی و همچنین تهیه نقشه جزئیات از نماها ، تقاطع ،رلیف ها است که در بیشتر مواقع برای تجدید بناهای از بین رفته و Restauration بکار می رود.
مساحی Geodetic Surveying
مساحی یا نقشه برداری ژئودزی معمولاً به طریقه یا روشی اطلاق می شود که برای تهیه نقشه های دقیق از یک منطقه بسیار وسیع نظیر یک کشور یا یک استان به کار می رود و در حقیقت این نوع نقشه برداری یک جنبه ملی دارد. همچنین برای تعیین فرم و شکل زمین و علوم مربوطه به آن مورد استفاده است.
در این نوع نقشه برداری زمین مسطح فرض نشده بلکه انحناء آن در نظر گرفته می شود به همین جهت محاسبات روی سطح بیضوی شکلی که به جای شکل زمین انتخاب می گردد انجام می گیرد.
عملیات زمینی و کارهای دفتری
معمولاً تهیه نقشه شامل دو مرحله کلی است:
1-عملیات زمینی
2-کارهای دفتری
عملیات زمینی شامل مراحل زیر است:
1-شناسایی مقدماتی منطقه عملیات
2-انجام اندازه گیریهای لازم برای تعیین طولها – زوایا و غیره
3-ثبت اندازه گیریها در دفاتر و فرم های مخصوص
کارهای دفتری شامل مراحل زیر است:
1-محاسبات مقدماتی برای آنکه بتوان اندازه گیری های انجام شده روی نقشه برده شوند.
2-بردن اندازه ها روی نقشه(ترسیم)
3-پاکنو یس نمودن و کنترل نقشه
4-انجام محاسبات سطح – حجم و غیره در صورت لزوم (مثل محاسبات سطح زمین یا حجم عملیات خاکبرداری و خاکریزی)
کلیات به جزئیات
نقشه برداری طبق اصل " از کلیات به جزئیات " انجام میشود بدین معنی که در نقشه برداری های نسبتاً وسیع مانند تهیه نقشه از یک شهر بزرگ یا از یک منطقه وسیع اولین کاری که انجام می شود برقراری یک شبکه نقاط کنترل است بطوری که موقعیت این نقاط نسبت به هم با روشهای دقیق نقشه برداری تعیین می شوند این نقاط را که در اصطلاح نقشه برداری نقاط کانوا (Caneva) یا نقاط مبنا می نامیم در زمین بوسیله علائم دائمی مخصوص ثابت می گردند و سپس با استفاده از این نقاط مبنا نسبت به برداشت سایر عوارض استفاده می شود که شهر یا شهرک را در بر گیرد و سپس بین این نقاط با روشهای سهل تری نقاط کنترل ثانوی یا درجه 2 انتخاب می گردد.
درشکل بالا نقاط ? شبکه اصلی و نقاط ? شبکه درجه 2 می باشند
پس از آن بین این نقاط نقشه برداری می شود و به طوریکه ملاحظه می گردد از کل به جزء نقشه برداری انجام می شود. منظور از روش کلیات به جزئیات آن است که از اجتماع خطاها که در انجام عملیات نقشه برداری و اندازه گیرها غیر قابل اجتناب هستند جلوگیری شود و در صورتیکه این خطاها موجود باشند با مقایسه با نقاط مبنا تعیین و بر طرف گردند.
خطاها و اشتباهات – دقت عملیات:
در کلیه عملیات نقشه برداری که اندازه گیریها سر و کار دارند اشتباهات و خطاها (تدریجی و اتفاقی) داخل می شوند و بنابراین باید سعی کرد تا آنجا که ممکن باشد این خطاها از حدی تجاوز نکنند و در صورت امکان تصحیح شوند.
خطاهای اتفاقی خطاهایی هستند که گاهی در جهت مثبت و گاهی در جهت منفی اتفاق می افتند و بنابراین در نتیجه عمل خود به خود حذف می شوند.
خطاهای تدریجی همیشه در یک جهت (مثبت و منفی) داخل می شوند و بنابراین تدریجاً مقدارش در عملیات رو به ازدیاد است.
اشتباه:
در عملیات نقشه برداری گاهی اشتباهاتی داخل می شوند که در اثر عدم مهارت نقشه برداری یا نقص وسیله اندازه گیری روی می دهند اینگونه اشتباهات را با اندازه گیریهای مجدد یا اندازه گیریهای اضافی می توان پیدا کرد و از بین برد.
خطای اتفاقی
این خطا در اثر نقص حواس عامل یا عدم تکامل وسایل و طرق اندازه گیری بوجود می آید این خطا را تقریباً نمی توان از بین برد در یک اندازه گیری به طول L مقدار این خط متناسب با می باشد.
بزرگی این خطا اهمیت ندارد و در مقابل خطای تدریجی می توان از آن صرفنظر کرد. در اندازه گیری طول در موقع قرائت تقسیمات یا انطباق ابتدای متر با نقطه نشانه روی میخ و غیره این نوع خطا داخل می شود.
خطای تدریجی
خطای تدریجی از منابعی سرچشمه می گیرد که برای نقشه بردار معلوم است بنابراین باید طوری عمل کرد که این خطا از نتیجه عملیات حذف شود.
مثلاً اگر با متری که طول آن از مقدار حقیقی بیشتر یا کمتر باشد طولی اندازه گیری شود این طول مسلماً از مقدار حقیقی بیشتر یا کمتر خواهد بود.
در این حالت با مقایسه این متر با طول استاندارد می توان به خطای آن
واقف شد.
اصول کلی نقشه برداری
اصول کلی نقشه برداری در منطقه ای که می خواهیم از آن نقشه تهیه کنیم دو نقطه انتخاب نمائیم و فاصله بین آنها را دقیقاً اندازه گیری کنیم. این دو نقطه را می توان روی یک برگ کاغذ با مقیاس دلخواه نشان داد.
با استفاده از این دو نقطه موقعیت نقاط دیگر را می توان با اندازه گیری های لازم تعیین نمود و روی برگ نقشه مشخص کرد. نقاطی که بدین طریق بدست می آیند مبنای تعیین موقعیت نقاط جدید خواهند بود.
روشهای گوناگونی که برای تعیین موقعیت نقطه سوم با دانستن دو نقطه معلوم به کار می رود به شرح زیر است:
1-با اندازه گیری طولهای AC و BC که می توان با استفاده از دو قوس به مراکز A و B به شعاع های AC و BC موقعیت دقیق نقطه C را تعیین کرد.
2- با اندازه گیری AH و CH و H پایه عمود وارد از نقطه C بر AB است.
شکل مربوط به قسمت 1
شکل مربوط به قسمت 2
3- با اندازه گیری زاویه a و طول AC که در این صورت مختصات قطبی نقطه C اندازه گیری شده است.
شکل مربوط به قسمت 3
4-با اندازه گیری دو زاویه a و B که در این صورت می توان نقطه C را به کمک نقاله و با رسم زوایای a و B از نقاط A و B تعیین کرد و یا با محاسبه مثلث ABC دو طول AC و BC را محاسبه کرد.
از نقطه نظر تعیین اختلاف ارتفاع بین نقاط A و B و C نیز می توان روشهای گوناگونی بکار برد که با استفاده از ارتفاع یک نقطه معلوم که به عنوان مبنای ارتفاعات اختیار می شود.
بیان موقعیت نقاط در سطح زمین
موقعیت هر نقطه در روی زمین با دو عامل طول و عرض جغرافیایی مشخص می شود. طول جغرافیایی هر نقطه عبارتست از زاویه بین سطح نصف النهار گرینویچ و سطح نصف النهار نقطه مورد نظر و عرض جغرافیایی عبارتست از زاویه بین قائم نقطه با صفحه استوا .
مختصات نقطه در نقشه
می توان موقعیت هر نقطه را همان طوری که در ریاضیات معمول است نسبت به دو محور اختیاری تعیین کرد که در این صورت اصطلاح طول و عرض بکار می رود.
هر نقشه برداری بجای محور طولها و عرضها اصطلاح محورهای شرقی و شمالی را بکار می برند و موقعیت هر نقطه نسبت به این دو محور با دو عامل شرقیه و شمالیه سنجیده می شود.
مقیاس
مقیاس نقشه رابطه ایست که بین ابعاد حقیقی عوارض و ابعاد آن روی نقشه موجود است به عبارت دیگر ابعاد حقیقی به نسبت معینی کوچک شده و سپس روی نقشه منتقل می گردند. این نسبت به صورت کسری نوشته می شود که به E=1/n.10m شکل می باشد
در کارهای مهندسی، معماری ، شهرسازی مقیاسهای زیر متداول است:
الف- نقشه 50000/1 و 20000/1 برای بررسی کلی طرحهای شهرسازی
ب- نقشه های 10000/1 و 5000/1 برای تهیه طرحهای شهرسازی
ج- نقشه 2000/1 و 500/1 برای نقشه های اجرایی
د- نقشه های 200/1 و 50/1 برای نقشه های جزئیات
انواع مقیاس ها
در نقشه های توپوگرافی معمولاً علاوه بر مقیاس عددی مقیاس خطی نیز بکار می رود و آن عبارت است از خطی مدرج که در مقیاس نقشه طولهای معلومی را نشان می دهد. استفاده از مقیاس خطی برای اندازه گیری مسافتهای روی نقشه بسیار ساده است. زیرا کافی است که طول مورد نظر روی نقشه را به وسیله دهانه پر گار اندازه گرفته و سپس دهانه پرگار را روی مقیاس خطی بگذاریم و مستقیماً مسافت حقیقی را روی مقیاس بخوانیم.
سطح مبنا
در نقشه برداری تعیین موقعیت نقاط از یک سطح مبنا استفاده می شود و کلیه نقاط را روی آن تصویر می کنند. سطح مبنا در نقشه برداری مسطحه Plane Surveying یک سطح افقی است که عوارض را روی آن تصویر می نمایند و همچنین می توان ارتفاع مختلف را نیز نسبت به آن سنجید و بنابراین این صفحه افقی نیز مبنای ارتفاعات خواهد بود. در کارهای محلی و کوچک می توان ارتفاع سطح مبنا را دلبخواه اختیار کرد که این سطح مبنا منطبق بر سطح متوسط آب دریا اختیار شود و ارتفاع آن را صفر فرض کنند.
توجیه نقشه
هر نقشه را باید بتوان به سهولت توجیه کرد یعنی بتوان به سهولت نقشه را در جهتی قرار داد که امتدادهای نظیرشان در طبیعت منطبق و هم جهت باشند و معمولاً برای این منظور از امتداد شمال جغرافیایی (شمال حقیقی) یا شمال مغناطیسی استفاده می شود.
شمال جغرافیایی یا شمال حقیقی
در واقع همان امتداد نصف النهار محل است که جهت قطب را نشان می دهد. بنابراین اگر امتداد شمال حقیقی را روی نقشه مشخص کنیم و اگر نقشه را طوری قرار دهیم که جهت شمال روی نقشه متوجه قطب شمال گردد نقشه با زمین توجیه شده است.
شمال مغناطیسی:
این شمال امتدادی است که عقربه مغناطیسی در حالت آزاد مشخص می کند و معمولاً در کارهای نقشه برداری برای تعیین شمال مغناطیسی وسایلی به کار می برند که مجهز به عقربه مغناطیسی باشد از قبیل قطب نما ، دوربینهای عقربه دار و غیره.
شبکه بندی نقشه
در موقع ترسیم نقشه و برای اینکه فاصله – سمت و سطح نقشه بهتر مشخص و قابل درک گردد کاغذ نقشه را شبکه بندی می نمایند.
فواصل شبکه بندی بر حسب مقیاس نقشه متفاوت است در نقشه های بزرگ مقیاس (نقشه هایی که مقیاس آنها 1000/1 تا 2000/1 باشد) فواصل شبکه بندی را 10 سانتی متر اختیار می کنند.
از این شبکه بندی استفاده دیگری نیز می شود بدین ترتیب که اگر یکی از امتدادهای شبکه بندی را منطبق بر شمال حقیقی یا مغناطیسی فرض کنیم جهت دیگر شبکه بر امتداد شرقی – غربی منطبق خواهد شد و در این صورت می توانیم مختصات نقاط مختلف را روی نقشه نسبت به دو محور عمود بر هم که یکی جهت شمال و دیگری جهت عمود بر آن را مشخص می کند تعیین کنیم.
شبکه بندی نقشه
اختلاف شمال شبکه و شمال جغرافی
و بطوریکه قبلاً گفته شد مختصات نقطه A در این سیستم عبارت خواهد بو از X و Y که X= Easting ، Y= Northing در نقشه برداری جهت محور Yها را که همان جهت شمالیه باشد بنام شمال شبکه می خوانند چون جهت شمال جغرافیایی و جهت شمال مغناطیسی در نقاط مختلف ثابت نیست بنابراین اگر نقطه مبداء شمال شبکه بر شمال جغرافیایی یا مغناطیسی منطبق باشد اگر منطقه عملیات نقشه برداری بسیار وسیع و بیش از چندین کیلومتر باشد مسلماً در کناره منطقه این سه امتداد با هم منطبق نبود و نسبت به هم زوایائی خواهند داشت که بعداً در این باره بررسی خواهیم کرد که البته این اختلاف در مناطق کوچک قابل درک نیست.
گرا یا Azimut
برای تعیین و مشخص کردن امتدادها در نقشه برداری از گرا یا Azimut استفاده می شود. گرای حقیقی یا جغرافیائی هر امتداد عبارت است از زاویه افقی بین شمال جغرافیایی و آن امتداد که مقدار آن در جهت گردش عقربه های ساعت اندازه گیری می شود.
گرای مغناطیسی
عبارتست از زاویه بین شمال مغناطیسی و آن امتداد که در جهت عقربه های ساعت اندازه گیری می شود.
گرای شبکه
عبارتست از زاویه بین شمال شبکه و آن امتداد که در جهت عقربه های ساعت اندازه گیری می شود.
گرای شبکه ای
زوایای بین سه شمال نسبت به هم
انحراف مغناطیسی
چون شمال حقیقی بر شمال مغناطیسی منطبق نیست لذا بین این دو امتداد زاویه کوچکی که در حدود یک تا چند درجه هم بیشتر نیست تشکیل می شود. این زاویه را انحراف مغناطیسی می نامند و بر حسب آنکه شمال مغناطیسی در شرق یا غرب شمال جغرافیائی قرار گیرد انحراف را شرقی یا غربی می نامند.
انحراف مغناطیسی مقدار ثابتی نبوده و در زمان و در مکان می کند و در عملیات نقشه برداری کوچک از این تغییرات صرفنظر می شود.
ترازیابی
مقصود از ترازیابی تعیین اختلاف ارتفاع بین دو نقطه است که اگر ارتفاع یکی از این دو نقطه معلوم باشد می توان ارتفاع نقطه دیگر را حساب کرد.
سطح تراز مبنا
سطحی است که مبنای ارتفاعات اختیار می شود چنین سطحی را نمی توان با فرمول های ریاضی تعریف کرد ولی به طور فیزیکی سطح تراز مبنا سطحی است که در جمع نقاطش بر امتداد شاقول عمود بوده و به علاوه بر سطح متوسط دریاها تقریباً منطبق باشد. چون سطح متوسط آب در اقیانوسها و دریاهای مختلف یکی نیست از این رو در هر مملکت سطح تراز مبنا را به طریق زیر تعیین می کنند:
در نقطه ای از ساحل که به اندازه کافی عمیق باشد و به علاوه مستقیماً در معرض تلاطم امواج نباشد دستگاه جزر و مد سنج نصب نموده و در مدتی که کمتر از 5 سال نباشد ( زمان حداکثر 18 سال است) تغییرات سطح آب را بوسیله دستگاه ثبات جزر و مد سنج در ساعات مختلف اندازه گیری می نمایند.
دستگاه جزر و مد سنج دارای قلم رسامی است که تغییرات سطح آب را به صورت منحنی روی طبلک دستگاه به طور خودکار رسم می نماید.
سطح متوسط آب را به عنوان مبداء ارتفاعات اختیار نموده و آنرا سطح متوسط دریا می نامند سطح متوسط ارتفاعات در کشور ایران سطح متوسط خلیج فارس می باشد و کلیه ارتفاعات کشور را نسبت به این مبداء می سنجند.
ابزارهای کاربردی در نقشه برداری
وسایلی که در نقشه برداری و تهیه نقشه به کار می رود به طور کلی در 2 نوع طبقه بندی می شوند:
الف: وسایلی که در عملیات زمینی به منظور انجام کار از آنها استفاده می شود که عبارتند از:
-وسایل مربوط به مشخص کردن نقاط در زمین
-وسایل مربوط به تعیین امتدادها
-وسایل مربوط به اندازه گیری طول و مسافت
-وسایل مربوط به اندازه گیری شیب و زوایا
-وسایل مربوط تعیین اختلاف ارتفاع
ب: وسایلی که در دفتر کار از آنها به منظور انجام محاسبات و ترسیم نقشه استفاده می گردد که معمولاً همان وسایل نقشه کشی و ترسیم هستند.
وسایلی که برای مشخص کردن نقاط در زمین بکار میروند:
1-میخهای چوبی که در زمین کوبیده می شوند و برای مشخص نمودن بهتر نقاط از یک میخ کوچک آهنی (میخ کبریتی) که روی آنها کوبیده خواهد شد استفاده می نمایند.
2- میخهای آهنی که در زمینهای اسفالتی – دجی – و غیره در زمین کوبیده می شوند.
3-در زمینهای سنگی نقاط نقشه برداری را با حک کردن یک علامت به شکل + یا ? مشخص می کنند و اگر بخواهند نقاط موقتی باشد از رنگ روغنی استفاده می شود.
4-برای نقاطی که باید مدت مدیدی در زمین ثابت باشند از نشانه های دائمی که به صورت مکعب های بتنی و بنام بنچ مارک (B.M) نامیده می شود استفاده می کنند.
این نشانه های بتنی معمولاً به ابعاد متوسط 20×20 و به ارتفاع 60 سانتی متر ساخته شده که در داخل آن نیز میله فولادی کار گذارده اند برای آنکه نقاطی که به میخ – رنگ – نشانه بتنی و غیره مشخص می شود از دور رویت گردد معمولاً از پرچم – ژالن و غیره استفاده می کنند.
ژالن
عبارت است از نیزه فلزی یا چوبی به طول 2 متر و قطر متوسط 2 تا چند سانتیمتر که آنرا روی نقاط مستقر میکنند.
ژالنهای فلزی ممکن است از لوله هایی ساخته شده باشند که روی یکدیگر سوار می شوند و طولهای متفاوتی را تشکیل می دهند گاهی اوفات برای تعیین نقاط در شب از پروژکتور نیز استفاده شده است.
نکته مهم آن است که پرچم یا ژالن که روی نقطه نصب می شود باید کاملاً قائم مستقر شود ثانیاً نوک ژالن کاملاً روی نقطه قرار داشته باشد.
در بعضی عملیات نقشه برداری ممکن است ژالن بوسیله کمک نقشه بردار روی نقاط قرار داده شود و اگر مدت مدیدی باید ژالن روی نقطه باشد آن را به صورت پرچم به وسیله سیم های فلزی مهار می کنند.
| قالب جدید وبلاگ پیچک دات نت |
درباره سایت
منوی سایت
آرشیو سایت
پیوند ها
اختصاصی ویژه
طراح قالب
امکانات سایت