مقاله در مورد نقشه برداری زمینی و زیرزمینی

بخشی از مقاله

نقشه برداري زير زميني:
نقشه برداري زير زميني كه در غرب آن را با كلمه لاتين UNDER ground surveying مي‌شناسند، شاخه اي از رشته مهندسي نقشه برداري است كه شامل طراحي تونل، عملياتهاي اجرا و هدايت ، حفاري و بلاخره برداشت فضاهاي موجود طبيعي و مصنوعي زير زمين به منظور تهيه نقشه از آنها با توجه به شرايط خاص نقشه برداري در زير زمين مي باشد. در اهميت نقشه برداري و پيشرفتهاي آن مي توان به ايجاد تونل زميني در زير دريايي دانش كه ارتباط بين پاريس و لندن را بر قرار كند اشاره كرد. 

در کل منظور از نقشه برداری زیر زمینی کلیه عملیات و محاسبات نقشه برداریست که برای تعیین موقعیت و حدود و مشخصات عوارض در زیر سطح زمین به کار می روند.عوارضی که موضوع این برداشت قرار می گیرند عبارتند از : چاه ها ، دالان ها یا راهروهای زیرزمینی – غارهای زیرزمینی که ممکن است به صورت انبار یا پناهگاه مورد استفاده قرار گیرند – تونل ها- معادن و منابع زیرزمینی و غیره. برای دسترسی به منابع در معدن غالباً باید به وسیله چاه ها و راهروها از سطح زمین به محل آن ها دست یافت. برای عبور کابل های برق و آبرسانی نیز از راهروهای زیرزمینی استفاده می شود. نقشه برداري زير زميني شامل موارد زير مي باشد:
1-. طراحي (deign) در مرحله شروع پروژه

2-اجراي عمليات حفاري (unearth control) هدايت تونل را بر عهده دارد.
3-تهيه نقشه برداري از زير زمين
اصطلاحات نقشه برداري زير زميني:
1- زير زمين (UNDER ground): در اصطلاح عام به عوارض قابل دسترسي و يا طبيعي در داخل زمين مي گويند.
2-معدن (MINE): مجموعه تاسيسات زميني و دانالهاي زير زمين كه به منظور هدف خاصي احداث شده را معدن گويند. اصطلاحا به محل تجمع مواد معدني نيز معدن مي گويند.
3-گالري( Gallery ): به دانالهاي افقي زير زميني كه از يك طرف به منظور خاصي مسدود است و خود يكي از راههاي ورود به زير زمين به شمار مي رود گالري مي گويند كه به سه نوع (اكتشافي، آماده سازي، اصلي و فرعي )وجود دارد.
4- تونل (tunnel ): دالان عبوري عريضي است كه از دو طرف باز مي شود و به انواع (افقي، مايل، مارپيچ، موجود مي باشد.

5- چاه (shaft): گالري قائمي كه از راههاي ورود به زير زمين به شمار مي رود و مقطع آن ممكن است دايره كه در اروپا و آسيا مرسوم است )و يا مستطيل كه در آمريكا مرسوم است باشد.
6- رمپ (Ramp):رمپ يا شيب گذر، تونل شيب داري است كه براي اتصال بين ط

بقات مختلف معدن به كار مي رود اصطلاحا به آن بالارو يا پايين رو (دوبل ) نيز مي گويند.
7- گمانه (soundage): عبارت است از چاه كم قطر و عميقي كه براي نمونه برداري از لايه هاي زمين و جهت دادن به امتداد حفاري از آن استفاده مي شود و در نوع (اكتشافي، و راهنما) موجود مي باشد.
8- حفاري: پيشروي در امر گود برداري زير زمين كه به وسيله ماشينهاي حفاري و يا اكتشافي انجام مي شود را گويند.

شرايط خاص نقشه برداري در زير زمين:

1- تاريكي و عدم نور كافي و محدوديت در استفاده از وسايل روشنايي براي معادن

ي كه گازهاي اشتعال‌زا توليد مي كنند.
2- محدوديت فضا و در نتيجه محدود شدن كنترلهاي نقشه برداري و كم شدن درجه آزادي و دقت كار
3- امكان تخريب و ريزش تونل در صورت عدم پوسته گيري در زير زمين
4- امكان سقوط در چاه و يا فرو رفتن در زمينهاي سست
5- وجود گازهاي خفه كننده ناشي از مواد معدني
6- ورود آبهاي سطح الارضي به زيرزمين
7- اختلالات مغناطيسي ناشي از مواد آهني در زير زمين و مشكلات كار با قطب نما
8- وجود جريانات هوا در داخل تونل و به هم زدن تعادل شاقولهاي آويزان در تونل
9- تكانها و لرزشهاي زير زميني ناشي از عمليات حفاري ( آتش كاري) و مشكل به هم خوردن تراز دستگاههاي نقشه برداري
و جا به جا شدن ايستگاهها
10- كار نكردن دستگاههاي مخابراتي مثل بي سيم و موبايل و همچنين گيرنده هاي GPS در زير زمين
11- سختي كار

روشهاي كلي نقشه برداري زير زميني:
1- روشهاي نقشه برداري زميني و ژئودزي كه در 90 درصد پروژه ها از اين روش استفاده مي شود.
2- روشهاي فتوگرامتري( برد كوتاه ) كه در مقطع برداري و كارهاي دقيق از آن استفاده مي شود.
3- روشهاي هيدروگرافي: براي معادن و تونلهاي آبي كه امكان نقشه برداري زميني وجود ندارد.

هماهنگی بین برداشت های زیرزمینی و نقشه برداری سطحی
نقشه برداری در روی زمین یا نقشه برداری سطحی از امکانات زیادی برخوردار است که در زیرزمین وجود ندارد. بنابراین پس از آماده شدن طرح ، باید مختصات نقاط دهانه تونل ها ، راهروها و چاه ها را نسبت به شبکه ای از نقاط کنترل مسطحاتی و ارتفاعی در سطح زمین مشخص نمود. یعنی قبل از اقدام به عملیات در زیرزمین یک نقشه برداری سطحی در حوزه عملیات لازم است و این نقشه برداری سطحی باید شامل نقاط ارتفاعی نیز باشد.دیدیم (مثلث بندی ، پیمایش و به خصوص از روش های شبیه به آنچه در تقویت طول پایه دیدیم) استفاده می گردد.
برداشت در زیرزمین
منطقه عمل را در زیرزمین معمولاً راهروهای کم عرض – چاه های قائم یا مایل – تونل ها و بلاخره مراکز فعال معدن تشکیل میدهند که معمولاً کم وسعت بوده و وجود ماشین آلات – کابل ها – جریان آب و غیره این محدودیت را زیاد می کند به طوریکه به هیچ وحه نمی توان برای تشکیل کانواهای مسطحاتی یا ارتفاعی از یک مثلث بندی خوب استفاده کرد و معمولاً باید از پیمایش

استفاده کنیم.
در نقشه برداری زیرزمینی با 3 نوع اندازه گیری : فاصله ، زاویه و اختلاف ارتفاع سرو کار داریم و محدود بودن دید و کوتاه بودن پهلوهای پیمایش ما را مجبور می کند تا در اندازه گیری ها به دنبال دقت خیلی زیادی برویم و از پیمایش های دقیق و سانتراژهای اجباری استفاده کنیم. به خصوص مسئله توجیه و انتقال امتداد از سطح به عمق یا برعکس خیلی اهمیت پیدا می کند.
علامت گذاری و میخ کوبی

به واسطه مشکلات بالا و آمد و رفت و حمل مواد ، معمولاً نمی توان از میخ کوبی در کف استفاده کرد و معمولاً باید از میخ های سقفی و دیواری استفاده شود.
اندازه گیری فاصله
برای اندازه گیری فاصله از دو طریق مستقیم و غیرمستقیم استفاده می شود. مترهای معمولی برای کار در زیرزمین مناسب نیستند و امروزه به جای آن ها از فولادهای مخصوص ( فولاد سوئدی ) استفاده می شود که ضد زنگ بوده و روی نوار را با لعاب پلاستیکی سفید یا ورنی پوشانده اند و گذشته از دوام از نظر الکتریکی نیز عایق است.
در پیمایش های دقیق ، کانواهای اصلی ممکن است از مفتول انوار نیز استفاده گردد.
مسیر گالری ها ( دالان های افقی) معمولاً شیب دار و گاهی با عوارض همراه است. در این صورت ، اندازه گیری فاصله با مترکشی افقی همراه شاغول انجام می گیرد و یا چنانچه شیب گالری نسبتاً منظم باشد مترکشی را در امتداد شیب زمین انجام داده و از نظر تبدیل به افق تصحیح می

کنیم. این طریقه به خصوص وقتی از میخ های سقفی و دیواری استفاده شده باشد ، جالب خواهد بود. چون فاصله ها غالباً کوتاهند از استادیمتری نیز می توان استفاده کرد و با توجه کافی می توان به دقتی در حدود 1:5000 نیز رسید ولی به علت کوتاهی فاصله ها طریقه های غیرمستقیم دیگر معمول نیستند.

وسايل طول يابي در زير زمين:
1- قرماي معمولي كه مرغوبترين آنها تر و ايشتباخ آلماني مي باشند.

2- مفتولهاي مدرج آويزان و (تراز ياب با تئودوليت ) و شاقولهاي چاه
3- طول يابهاي الكترونيكي (EDM) و وسايل جانبي مخصوص آنها براي كار در زير زمين

اندازه گیری ارتفاع
تعیین ارتفاع در برداشت ها و عملیات زیرزمینی اهمیتی بسیار اساسی دارد و باید از دقت زیادی برخوردار باشد زیرا کمترین اشتباهی در تعیین ارتفاع نتیجه نامطلوبی ببار خواهد آورد نمونه آن را می توان در هدایت گالری هایی مجسم نمود که چاه هایی به فاصله چند کیلومتر را به هم وصل می کند.
در بسیاری از دالان های زیرزمینی شیب با مقاومت ثابت طوری حسای شده که بتوان از حرکت چهارچرخه های پر برای بالا کشیدن چهارچرخه های خالی استفاده کرد و پیاده کردن چنین شیب های دقیقی به عهده نقشه بردار است.
مطالعات ژئوفیزیک و نیز اکتشاف در زیر زمین نیز به ترازیابی های بسیار دقیق احتیاج دارد.به عنوان نمونه از منابع نفتی نام می بریم که غالباً به واسطه فشار خیلی زیادی که دارند حتی از اعماق چندین کیلومتر می توانند باعث بر آمدگی تدریجی زمین بشوند و بنابراین با ترازیابی های بسیار دقیق ، در فاصله زمان های مرتب می توان به اکتشاف این منابع کمک کرد و یا از حرکات تدریجی و خفیف زمین برای شناسایی لایه های زیرین ، از نظر زمین شناسی یا ژئوفیزیک کمک گرفت. به همین جهت روش ها و وسایل دقیق برای تعیین ارتفاع بلافاصله در برداشت های زیرزمینی و اکتشاف ها مورد استفاده قرار می گیرند و مسئله هدایت مسیر و ارتباط بین گالری ها و نظم کار در عملیات زیرزمینی اهمیت بسیاری دارد.
موضوع تعیین ارتفاع در سه حالت مختلف زیر پیش می آید:
- چاه های قائم

- چاه های مایل
- در شیب های کمتر مثل مسیر گالری ها – تونل ها و در محوطه های معدنی

وسايل اندازه گيري زاويه در زير زمين:
1- تئودوليت معمولي
2- تئودوليتهاي آويزان
3- تئودليتهاي ليزري
4- ژيروتئودوليتها
وسايل تراز يابي در زير زمين:
تفاوت دوربين هاي ترازياب در زير زمين در اين است كه اين دوربين ها در برابر سرما، گرما، گرد و غبار، ضربه و.... مقاوم بوده و از دقت بيشتري برخوردارند. اين دوربين ها در فواصل كوتاه نيز مي توانند اندازه گيري كنند.
ترازیابی
برای ترازیابی در زیر زمین از روش های زیر استفاده می گردد:
1- به وسیله نوارها و کابل ها
ممکن است به طول چند صد متر یا کیلومتر به دور قرقره های پیچیده شده باشد و همراه شاغولی به وزن 15-20 کیلوگرم به کار می رود و سرعت باز شدن آن قابل کنترل است. با استفاده از روش های مخصوص مثل روش firminy می توان طول نوار را تحت همان شرایطی تعیین نمود که نوار تحت نیروی وزنه و وزن خود کشیده شود و با این شرایط می توان به دقتی در حدود 1:20000 نیز

رسید.گاهی از طناب های مخصوص استخراج برای تعیین ارتفاع استفاده می شود و اثر وزن جعبه ی حمل مواد را روی آن تصحیح می کنند و به این ترتیب می توان به دقت حدود 1:500 رسید.

2- استفاده از تراز آبی
تراز آبی طریقه قدیمی استفاده از خاصیت لوله های به هم پیوسته است که دقت آن معمولاً کم است . برای زیاد کردن دقت می توان از یک وسیله میکرومتری استفاده کرد که سوزنی در زیر

سطح آب قرار گرفته و به کمک پیچی در انتهایش بالا و پایین می رود تا تصویر نوک سوزن بر خودش منطبق دیده شود.
3- ترازیابی مستقیم
در برداشت های دقیق غالباً از ترازیاب استفاده می شود. برای روشن کردن درجات میر یک چراغ دستی به صورت نورافکن بر روی دوربین نصب می شود و گاهی برای رتیکول نیز یک دوره رادیواکتیو بی ضرر در نظر گرفته شده تا قابل رویت باشد.
خصوصيات شاخص در زير زمين:
1- كوتاه باشد در حد يك و نيم تا سه متر كه به صورت كشوئي ارتفاع آن تغيير مي كند.
2- سطح آن روشن باشد تا بتوان در تاريكي از آن استفاده كرد.
3- تقسيم بندي آن طوري باشد كه بتوان سريع و راحت قرائت كرد و یک طرف آن تقسیمات و طرف دیگر آن اعداد نوشته شده اند.

انواع شاخص در زير زمين:
1- شاخصهاي منعكس كننده

2- شاخصهاي شفاف يا شيشه اي
3- شاخصهاي قابل آويزان

مراحل طراحي پروژه هاي زير زميني:
1-. اكتشاف مقدماتي (مطالعه اوليه(
- براي پروژه هاي معدني بوسيله سطحي و نيمه عميق.
- براي پروژه هاي عمراني بوسيله گمانه زني و تشخيص جنس لايه هاي زميني
2- ايجاد شبكه ژئودتيك در منطقه مورد نياز :
- نقاط، تمام منطقه مورد نظر را بپوشاند
- شكل هندسي متناسب باشد. يعني شبكه، استحكام كافي داشته باشد.
- مختصاتها با دقت بسيار زياد محاسبه شوند.
3- تهيه نقشه هاي مورد نياز جهت طراحي تونل
4- طراحي پروژه مورد نظر

طراحي اجراي عمليات حفاري:

1- پياده كردن دقيق نقاط دهانه و چاهها و مشخص كردن سينه كار و ابعاد مقطع حفاري در محل اين نقاط بوسيله
2- روشهاي دقيق از جمله تقاطع.
3- هدايت چند متر اوليه حفاري (تراشه تونل ) بوسيله جهت يابي مغناطيسي و تئودوليت
4- انتقال حداقل 2 نقطه كنترل مسطحاتي و ارتفاعي به داخل تونل
4- كنترل توام راستا و شيب تونل در ادامه حفاري بوسيله نقاط كنترل و دستگاههاي نقشه برداري بوسيله مشخص كردن سينه هاي كار
5- كنترل مقطع تونل در فواصل مشخصي از نقاط زير زمين.
طراحي كلي تهيه نقشه از زير زمين:

1- شناسايي نقاط ثابت شبكه هاي ژئودتيك روي زمين نزديك به دهانه تونلها و چاهها راههاي ورود به زير زمين
2- پياده كردن نقطه دهانه تونل به روش تقاطع و تعيين دقت مختصات آن از مختصات نقاط ثابت شبكه
3- انتخاب نقاط تحت الارضي تونلها و گالريها در محلهاي مناسب (نقاط اصلي و رفرانس سقفي يا كفي)
4- انجام پيمايش جهت انتقال مختصات از نقاط ثابت سطح الارضي به نقاط (ايستگاههاي ) تحت الارض.
5- انجام تراز يابي نقاط تحت الارضي جهت تهيه پروفيلهاي طولي كف و سقف و يا انجام برداشت هاي مربوط به مقطع برداري و تهيه مقطع تونل
6- انجام برداشتهاي لازم از ايستگاههاي زير زميني جهت تهيه نقشه هاي مورد درخواست از زير زمين.

ايستگاه گذاري در زير زمين:

بايد بيشتر دقت كرد كه در زير زمين ايستگاه گذاري هدف دار بوده و دو ايستگاه به هم ديگر ديد داشته و ايستگاه گذاري در محلهاي مستحكم و بدون حركت قرار گيرد. ايستگاه گذاري طوري باشد كه زواياي پيمايش زير زمين به 180درجه نزديك نشود. به علت زياد بودن خطاي انكسار نور روي محور تونل (Center Line ) حتي الامكان نقاط در كناره هاي تونل انتخاب شود. در نظر گرفتن اين نكته ضروري است كه امكان استقرار دوربين در ايستگاه وجود داشته باشد. همچنين موانع ديد را بايد در نظر داشت تا امكان برداشت جزئيات به راحتي ميسر باشد. انواع ايستگاه در زير زمين عبارت است از:
ايستگاه سقفي، ايستگاه كفي، ايستگاه ديواري و كشوئي.

انواع تونل عبارتند از:

1- تونل راههاي بين شهري
2- تونلهاي راه آهن هاي بين شهري

3- تونلهاي راه آهن هاي شهري (مترو)
4- تونلهاي معادن
5- تونلهاي سد سازي و نيروگاهها
6- تونلهاي طبيعي (غارها ) و قناتها و تونلهاي انتقال نيرو

خصوصيات وسايل و تجهيزات نقشه برداري زير زمين:

اين وسايل بايد سبك، كم حجم، دقيق، داراي نور داخلي، امكان سانتراژ از ايستگاه سقفي، ساده و مقاوم در برابر رطوبت، تغييرات ها، گرد و غبار و ضربه باشند.
تارگتها در زير زمين:
از مهمترين تارگتها در زير زمين شاقولها هستند كه كاربردهاي بسيار زيادي داشته و به انواع زير تقسيم مي شوند:
شاقول ساده، شاقول زنجيره اي، شاقول چاه، شاقول اپنيكي وليزري.
نكاتي در مورد بكارگيري شاقول در چاه:
!- آزاد بودن شاقول چاه: براي كنترل آزاد بودن شاقول در چاه حلقه اي را در داخل سيم شاقول كرده و از بالا به طرف پايين رها مي كنيم اگر اين حلقه به ته چاه رسيد شاقول آزاد مي باشد و سيم آن در جايي درگير نيست
2- با اين كه دوره ی اندازه گيري شده را با توجه به دوره هاي محاسبه شده براي ارتفاع آن چاه مقايسه كنيم. بايستي اين دو مقدار تقريبا با هم برابر باشند.
3- در اثر جريانات هوا و طولاني بودن طول سيم نوسانات پاندولي در شاقول ايجاد مي شود كه براي برقراري تعادل آن نياز به دقت بسياري است. براي برقرار كردن تعادل سريع از شبكه نفت يا روغن سوخته طوري استفاده مي كنيم كه شاقول در اين شبكه قرار گيرد.
4- در نظر گرفتن انحراف شاقول از خط يا امتداد شاقول با توجه به نيروهاي گريز از مركز و نيروي گريدليس.
وسايل حفاري در زير زمين:
با توجه به اين كه سه روش براي حفاري در زير زمين مرسوم است، براي هريك وسايل و تجهيزات خاصي به كار مي روند. اين روشها عبارتند از:

. روش انفجاري 2. ماشين حفاري 3. ماشين آلات ساختماني

نقشه برداري مسطح

در نقشه برداري از مناطق کوچک، اثر کرويت زمين تقريباً ناچيز است و مي توان زمين را در منطقه کوچکي مسطح در نظر گرفت و به عبارت ديگر سطوح تراز که بر امتداد شاقول عمود هستند موازي هم بوده در صورتيکه حقيقتاً با فرض زمين کروي امتداد شاقول در نقاط مختلف موازي نبوده و از مرکز زمين مي گذرند. در مواقعي که زمين را مسطح فرض کنيم روش نقشه برداري ،مسطحه( Plane Survey) ناميده مي شود اين فرضيه ماداميکه سطح منطقه مورد نظر از چند صد کيلومتر مربع تجاوز نکند قابل قبول است.

نقشه برداري مسطح براي کارهاي مهندسي – معماري – شهرسازي – باستانشناسي – کارهاي ثبت و املاکي – تجاري – اکتشافي مورد استفاده است. و تنها در زمينه کارهاي مهندسي و معماري هميشه مورد استفاده مهندسين و معماران به منظور بررسي طرح – اجرا – نظارت مورد استفاده است.

نقشه برداري مسطح که آن را نقشه برداری نیز می نامند، در خدمت مهندسين معمار و

شهرساز شامل مراحل زير است:

-برداشت نقشه کلي به منظور مطالعات اوليه
-برداشت نقشه دقيق براي تهيه طرح و اجرا
-پياده کردن طرح و پروژه
-کنترل پروژه ضمن اجرا
-کنترل نهايي و تحويل کار

مساحي Geodetic Surveying
مساحي يا نقشه برداري ژئودزي معمولاً به طريقه يا روشي اطلاق مي شود که براي تهيه نقشه هاي دقيق از يک منطقه بسيار وسيع نظير يک کشور يا يک استان به کار مي رود و در حقيقت اين نوع نقشه برداري يک جنبه ملي دارد.

در اين نوع نقشه برداري زمين مسطح فرض نشده بلکه انحناء آن در نظر گرفته مي شود به همين جهت محاسبات روي سطح بيضوي شکلي که به جاي شکل زمين انتخاب مي گردد انجام مي گيرد.

کليات به جزئيات

نقشه برداري طبق اصل " از کليات به جزئيات " انجام مي شود بدين معني که در نقشه برداري هاي نسبتاً وسيع مانند تهيه نقشه از يک شهر بزرگ يا از يک منطقه وسيع يک شبکه نقاط کنترل ایجاد می شود بطوري که موقعيت اين نقاط نسبت به هم با روشهاي دقيق نقشه برداري تعيين مي شوند اين نقاط را که در اصطلاح نقشه برداري نقاط کانوا (Caneva) يا نقاط مبنا مي ناميم در

زمين بوسيله علائم دائمي مخصوص ثابت مي گردند و سپس با استفاده از اين نقاط مبنا نسبت به برداشت ساير عوارض استفاده مي شود که شهر يا شهرک را در بر گيرد و سپس بين اين نقاط با روشهاي سهل تري نقاط کنترل ثانوي يا درجه 2 انتخاب مي گردد.
منظور از روش کليات به جزئيات آن است که از اجتماع خطاها که در انجام عمليات نقشه برداري و اندازه گيری ها غير قابل اجتناب هستند جلوگيري شود و در صورتيکه اين خطاها موجود باشند با مقايسه با نقاط مبنا تعيين و بر طرف گردند.

درشکل بالا نقاط Oشبکه اصلي و نقاط ∆شبکه درجه 2 مي باشند

مقياس
مقياس نقشه رابطه ايست که بين ابعاد حقيقي عوارض و ابعاد آن روي نقشه موجود است به عبارت ديگر ابعاد حقيقي به نسبت معيني کوچک شده و سپس روي نقشه منتقل مي گردند. اين نسبت به صورت کسري نوشته مي شود که به شکل مي باشد:
E=1/n.10m
در کارهاي مهندسي – معماري – شهرسازي مقياسهاي زير متداول است:
الف- نقشه 50000/1و 20000/1 براي بررسي کلي طرحهاي شهرسازي
ب- نقشه هاي 10000/1 و5000/1 براي تهيه طرحهاي شهرسازي
ج- نقشه 2000/1 و 500/1 براي نقشه هاي اجرايي
د- نقشه هاي 200/1 و 50/1 براي نقشه هاي جزئيات

سطح مبنا

در نقشه برداري تعيين موقعيت نقاط از يک سطح مبنا استفاده مي شود و کليه نقاط را روي آن تصوير مي کنند. سطح مبنا در نقشه برداري مسطحه Plane Surveying يک سطح افقي است که عوارض را روي آن تصوير مي نمايند و همچنين مي توان ارتفاع مختلف را نيز نسبت به آن سنجيد و بنابراين اين صفحه افقي نيز مبناي ارتفاعات خواهد بود.

شبکه بندي نقشه

در موقع ترسيم نقشه و براي اينکه فاصله – سمت و سطح نقشه بهتر مشخص و قابل درک گردد کاغذ نقشه را شبکه بندي مي نمايند.

فواصل شبکه بندي بر حسب مقياس نقشه متفاوت است در نقشه هاي بزرگ مقياس (نقشه هايي که مقياس آنها 1000/1 تا 2000/1 باشد) فواصل شبکه بندي را 10 سانتي متر اختيار مي کنند.
از اين شبکه بندي استفاده ديگري نيز مي شود بدين ترتيب که اگر يکي از امتدادهاي شبکه بندي را منطبق بر شمال حقيقي يا مغناطيسي فرض کنيم جهت ديگر شبکه بر امتداد شرقي – غربي منطبق خواهد شد و در اين صورت مي توانيم مختصات نقاط مختلف را روي نقشه نسبت به دو محور عمود بر هم که يکي جهت شمال و ديگري جهت عمود بر آن را مشخص مي کند تعيين کنيم.

اختلاف شمال شبکه و شمال جغرافيايي

مختصات نقطه A در اين سيستم عبارت خواهد بود از X و Y که X= Easting ، Y= Northing

ترازيابي

مقصود از ترازيابي تعيين اختلاف ارتفاع بين دو نقطه است که اگر ارتفاع يکي از اين دو نقطه معلوم باشد مي توان ارتفاع نقطه ديگر را حساب کرد.

سطح تراز مبنا

سطحي است که مبناي ارتفاعات اختيار مي شود چنين سطحي را نمي توان با فرمول هاي رياضي تعريف کرد ولي به طور فيزيکي سطح تراز مبنا سطحي است که در جمع نقاطش بر امتداد شاقول عمود بوده و به علاوه بر سطح متوسط درياها تقريباً منطبق باشد. چون سطح متوسط آب در اقيانوسها و درياهاي مختلف يکي نيست از اين رو در هر کشور مبناها با هم متفاوتند.

روش های کاربردي در نقشه برداري

روشهایی که در عمليات زميني به منظور انجام کار از آنها استفاده مي شود که عبارتند از:
-وسايل مربوط به مشخص کردن نقاط در زمين
-وسايل مربوط به تعيين امتدادها
-وسايل مربوط به اندازه گيري طول و مسافت
-وسايل مربوط به اندازه گيري شيب و زوايا
-وسايل مربوط تعيين اختلاف ارتفاع


اندازه گيري مسافت

در کارهاي نقشه برداري مهندسي اندازه گيري نسبتاً دقيق مسافات با دقت نسبي 5000/1 و 10000/1و 20000 / 1
انجام می شود.

به طور کلي دو طريقه در اندازه گيري مسافت به کار مي رود. يکي طريقه مستقيم و ديگري طريقه غير مستقيم، در طريقه مستقیم از نوارهاي مدرج استفاده مي شود و در طريقه غير مستقيم از متدهاي نوري و
يا تله متري و الکترونيکي.

دقت طريقه مستقيم در اندازه گيري هاي بسيار دقيق تا حدود 1000000/1 مي رسد و در روشهاي مهندسي از قبيل طريقه هاي استاديمتري و غيره دقت 5000/1 و 10000/1 به دست مي آيد.
امروزه طريقه هاي الکترونيکي اندازه گيري مسافت سريعترين و دقيقترين وسيله و روشي است که در اندازه گيري هاي دقيق از آن استفاده مي شود. و متدهاي نوري براي اندازه گيري هاي کم دقت به کار مي رود.

اندازه گيري فواصل با استفاده از روبان يا سيم فلزي
دقت چنين اندازه گيريهايي بطور متوسط 5000/1 و با بعضي احتياط هايي که ضمن عمل انجام محتملاً در اين طريقه دقت تا حدود 20000/خواهد رسيد.

موقعيت ژالن هاي ابتدايي و انتهايي و ميخهاي مابين آنها

مي توان در اندازه گيريهاي کوچک مسافت را به طور افقي و پله کاني اندازه گرفت

طريقه اندازه گيري

قبل از اندازه گيري بايد فاصله اي را که مورد نظر است ميخ کوبي نمود.
فواصل ميخها متناسب با طول نوار – وضع تو پوگرافي زمين و غيره است و بطور اخص در هر تغيير شيب بايد يک ميخ کوبيده شود.

قبل از ميخ کوبي با استفاده از ژالن امتداد مورد نظر را به قطعات مورد نظر تقسيم مي کنند و ژالن گزاري معمولاً با چشم يا استفاده از تئودوليت انجام مي شود. موقعي که با چشم بايد ژالن گزاري شود ، ژالن در ابتدا و انتهاي فاصله مورد نظر نصب مي شود و سپس نقشه بردار پشت ژالن ابتدا قرار گرفته و به ژالن انتهايي قراولروي مي کند. کمک او ژالنهاي ديگر را طوري قرار مي دهد که در امتداد دو ژالن اول و آخر باشند.

به جای ژالن ميخ چوبي در زمين مي کوبند و سپس فاصله بين ميخها را اندازه گيري مي کنند.


خطائي که در اثر کمانه اي شدن متر داخل مي شود متناسب است با :

کشش/وزن متر فلزي =خطای کمانه شدن

اندازه گيري غيرمستقيم فواصل – تاکئومتري

اندازه گيري فاصله به کمک تاکئومتر از زمينهاي دو عارضه و زمينهائي که موانعي از قبيل دره – رودخانه و غيره در آن وجود داشته باشد و اندازه گيري مسافت به کمک متر يا زنجير در آنها ممکن نيست، بسيار با اهميت است . اندازه گيري مسافت توسط اين طريقه حدود مشخصي را دارد زيرا در غير اين صورت خطاي عمل از حد مجاز بيشتر خواهد شد.
کلمه تاکئومتر نيز از دو کلمه يوناني تاکئو (زود) و متري )اندازه گيري) مشتق شده است و در کليه عمليات نقشه برداري به منظور طرح پروژه هاي راه – راه آهن – سدسازي – خانه سازي از تاکئومتري استفاده می شود.

اندازه گيري مسافت با تاکئومتر در مناطق مسطح

روش کار در اندازه گيري مسافت

تاکئومتر را در ابتداي مسافت D طوري مستقر مي کنيم که محور قائم آن (شاقول) از نقطه M بگذرد و بعد شاخص مدرجي را که به آن استاديمتر مي گويند در نقطه N به طور قائم نگه ميداريم. اگر فرض کنيم که زمين کاملاً افقي بوده و شاخص هم قائم باشد در اين صورت اگر فاصله AB را ( اختلاف قرائت خط بالا – خط پايين ) در ضريب استاديمتريک تاکئومتر که معمولاً 100 مي باشد ضرب کنيم فاصله D بدست مي آيد در شکل قرائت تار بالا 170 و قرائت تار پايين 150 است. بنابراين اختلاف دو تار 20=150-170 و بنابراين فاصله 20×100=D يعني 2000 سانتيمتر و برابر 20متر خواهد بود.

محاسبه فاصله افقي و اختلاف ارتفاع بين دو نقطه در زمينهاي شيبدار

موقعي که زمين بين M و N داراي شيب ملايم يا تند مي باشد در اين صورت فاصله اي که روي شاخص قرائت مي شود برابر AB است که با فاصله A'B' که بايد از روي آن مسافت OE را حساب کرد فرق دارد.از روي شکل ديده مي شود که اگر a زاويه خط قراولروي دوربين با افق باشد (شيب قراولروي) اگر ضريب استاديمتري را 150فرض کنيم بنابراين فاصله OE که همان فاصله استاديمتري مي باشد برابر است با

A'B' = AB Cos a
OE = A'B' × 100
OE = AB × Cos a × 100
و فاصله افقي MN يعني DH برابر است با
DH = OE × Cos a = AB × Cos2 a ×100
و چون AB × 100 همان فاصله استاديمتري ظاهري است لذا فاصله افقي يعني DH برابر است
DH = Ds × Cos2 a

يعني در زمينهاي شيبدار و موقعي که شاخص به طور قائم نگهداشته شده فاصله افقي برابر است با اختلاف قرائت دو تار رتيکول ضرب در ضريب استاديمتريک و ضربدر Cos2a که شیب قراولروی است.

محاسبه فاصله افقي بين دو نقطه در زمينهاي شيبدار

محاسبه اختلاف ارتفاع بين دو نقطه در زمينهاي شيبدار

سيستم هاي پارالاکتيک

در اين سيستم طول مبناي ثابتي را به نام Subtense Bar در يک طرف مسافت مورد اندازه گيري و عمود برجهت آن قرار داده و از طرف ديگر زاويه اي را که تحت آن اين طول ديده مي شود با دقت بسيار زياد اندازه مي گيرند.

سيستم هاي پارالاکتيک

فاصله افقي S از فرمول زير بدست مي آيد

S = b/2 Cotg a/2
اگر متر d = 2 اختيار شود
بر حسب مترS = Cotg a/2
استادياي 2 متري که در اين طريقه به کار مي رود روي سه پايه اي نصب ميگردد و به کمک تراز کروي آنرا کاملاً افقي مي نمايند. با دوربين کوچکي که به آن متصل است آنرا عمود بر امتداد مورد اندازه گيري قرار مي دهند.

اندازه گيري مسافت با استفاده از طريقه الکترونيکي

در سالهاي اخير مهندسين الکترونيک و نقشه بردار به کمک هم وسايل الکترونيکي براي اندازه گيري مسافت ساخته اند که به وسيله آن مي توان مسافت تا حدود 55 – 60 کيلومتر را با دقتهاي 2000000/1 اندازه گيري کرد.

1- تلورومتر
2- ژئوديمتر

تلورومتر Telluremeter

در تلورومتر زمان رفت و برگشت امواج راديويي بين دو نقطه بر حسب ميلي ميکروثانيه اندازه گيري مي شود و با دانستن سرعت انتشار امواج راديويي فاصله بين دو نقطه به دست مي آيد.
براي اندازه گيري مسافت بين دو نقطه دو دستگاه تلورومتر يکي به نام دستگاه اصلي يا Master و ديگري به نام دستگاه فرعي يا Remote در دو انتهاي مسافت مستقر مي شود.
روش کار اين است که از دستگاه اصلي امواج بسيار کوتاه Microwave(طول موج برابر 10 سانتي متر) که با فرکانس هاي مدوله مي شوند منتشر مي گردد. اين امواج پس از برخورد به آنتن دستگاه گيرنده به سمت دستگاه فرستنده منعکس مي شوند.
امواج منعکس شده داراي مدولاسيون امواج منتشده مي باشند و پس از رسيدن به دستگاه اصلي مي توان فاز دو نوع موج منتشره و منعکسه را با هم مقايسه کرد در حقيقت بجاي آنکه مسافت را اندازه گيري نمايند اختلاف فاز بين دو موج را بر حسب ميلي ميکروثانيه تعيين مي نمايند.

ژئوديمتر Geodimeter

در ژئوديمتر فاصله زماني را که يک علامت نوري Beam of light مسافت مورد نظر را مي پيمايد اندازه مي گيرند و با دانستن سرعت سير نور مي توان مسافت را محاسبه کرد.
روش اندازه گيري زمان در ژئوديمتر تقريباً همان طريقه (Fizean) است که براي اندازه گيري سرعت سير نور به کار مي رود.
در ژئوديمتر مشاهدات در شب انجام مي شود در مدلهاي جديدتر آن مي توان در مدت محدودي از روز نيز عمل اندازه گيري را انجام داد.

ترازيابي

ترازيابي يا تعيين اختلاف ارتفاع بين نقاط روي زمين يکي از نيازمنديهاي بسيار مهم براي مهندسين است زيرا به کمک ترازيابي نه تنها اطلاعات کافي از فرم زمين براي طرح پروژه ها بدست مي آورند به کمک همين نقاط ترازيابي شده پروژه را پياده کرده و ضمن اجرا آن را نظارت و کنترل مي کنند.

روش تعيين اختلاف ارتفاع بين دو نقطه بوسيله ترازيابي

خط افقي را در فضا به وسيله اسبابي که آنرا ترازياب مي نامند مشخص کرده و فاصله نقاط را تا اين خط به وسيله طول مدرجي که آنرا شاخص مي گويند معلوم مي نمايند.
فرض کنيم بخواهيم بين دو نقطه A و B اختلاف ارتفاع را محاسبه کنيم.