بخشی از مقاله
چکیده
سیستم هاي گردآوري مشاهدات در علوم مختلف زمین، از جمله ژئودزي، داراي اهمیت ویژه اي میباشند. بدون شک هنوز هم دقیق ترین روش براي تعیین ارتفاع و اختلاف ارتفاع در ژئودزي براي فواصل کوتاه - تا 50 کیلومتر - ، روش ترازیابی مستقیم است. این روش، بصورت پیاده، در دنیا داراي سابقه اي در حدود دو قرن است. ولی بصورت سواره داراي سابقه اي در حدود 35 سال است. در حالت ترازیابی پیاده، دوربین ترازیاب و میرهاي مدرج انوار بصورت پیاده در حین کار حمل میشوند. در حالت ترازیابی سواره تمامی تجهیزات ذکر شده توسط سه اتومبیل حمل میشوند. ترازیابی دقیق سواره در حقیقت بصورت یک بهبود فاحش در مقایسه با حالت پیاده، از لحاظ کیفی و کمی، است.
.1مقدمه: تجربه هاي کشورهاي مختلف
ترازیابی دقیق پیاده در حدود دو قرن در دنیا سابقه اجرائی دارد. ترازیابی دقیق سواره در حدود 30-40 اخیر است که بعنوان یک بهبود فاحش در روش پیاده از نظر میزان تولید بیشتر، راحتی عوامل انسانی و ایمنی بیشتر براي آنها و نیز خستگی خیلی کمتر گروه اندازه گیري، وابستگی بمراتب کمتر اندازه گیریها به شرایط جوي و کیفیت بهتر مشاهدات ساخته شده است. میزان تولید ترازیابی دقیق - اندازهگیریهاي صحرائی - طبق استعلامهاي انجام شده توسط پرفسور ونیچک از مراکز ملی اجرائی ژئودزي کشورهاي مختلف کانادا و سوئد، و با توجه به مراجع متعدد براي کشورهاي دیگر به اینصورت است:
-1 در کشور کانادا: 10-20 کیلومتر در روز می باشد - 20 کیلومتر در روز براي مناطق دشت و داراي شیب کم، ولی براي کوههاي راکی کانادا 10 کیلومتر در روز - .
-2 در کشور سوئد: براي هر ساعت بیش از 2/5 کیلومتر و متوسط تولید براي هر روزکاري 15 کیلومتر است. بعد از انجام بیش از 120000 کیلومتر ترازیابی دقیق سواره در سوئد، کیفیت و کمیت مطلوبتر ترازیابی دقیق سواره بر ترازیابی دقیق پیاده اثبات شده است.
-3 ترازیابی دقیق در دانمارك: بطور متوسط 20-30 در روز تولید اندازه گیریهاي ترازیابی دقیق انجام می شود. بطوریکه فقط در سال 2000 با سه گروه ترازیابی دقیق سواره که شامل 1/5 گروه ترازیابی مستقیم و 1/5 گروه ترازیابی مثلثاتی بود به میزان 4250 کیلومتر 2020 - کیلومتر مستقیم و 2230 کیلومتر مثلثاتی - انجام شده است.
-4 در ایران قبل از انقلاب در سازمان جغرافیا بهمراه متخصصین آمریکائی هر روز 10-25 کیلومتر ترازیابی دقیق کار میشده است.
-5 با توجه به تجربه اخیر انجام شده در سازمان نقشه برداري کشور براي مسافت حدود 90 کیلومتر ظرف 10 روز کاري - که در حقیقت با هدف راه اندازي سیستم جدید ترازیابی دقیق سواره ساخته شده و بررسی هاي تحقیقی متعدد از لحاظ شرایط جوي، نکات مهم دستورالعملی، و مسائل سخت افزاري خود سیستم صورت گرفته - ، نتایج بدست آمده نشان می دهد که بطور متوسط براي یک روز کاري 7 ساعته می توان 11/5 کیلومتر تولید داشت.
اهداف مهم ترازیابی دقیق را می توان بطور خلاصه براي تعیین ارتفاع بطور دقیق ونیز تعیین دقیق تغییرات ارتفاعی - یا تعیین تغییرات اختلاف ارتفاع - بیان کرد که در مباحث مختلف علوم ژئودزي و ژئودینامیک و نیز در علوم مختلف دیگر مرتبط با زمین نقش بسزائی ایفا می کند. طی 200 سال اخیر اغلب کشورهاي پیشرفته مشاهدات ترازیابی دقیق مورد نیاز خود را تا حد زیادي به انجام رسانده اند. به عنوان مثال در کشور فرانسه، با مساحتی سه برابر کوچکتر از ایران، بیش از 300 هزار کیلومتر ترازیابی دقیق کار شده است.
این میزان براي مقاصد ایستاي ژئودزي بوده است و اساسا در فرانسه به دلیل نبود تغییرات ارتفاعی، تابحال کار ترازیابی دقیق بصورت تکراري انجام نشده است. بنابراین بعنوان یک برآورد کلی ، با احتساب نسبت مساحت ها، در حدود 900 هزار کیلومتر اندازه گیريهاي ترازیابی دقیق در ایران براي مقاصد مختلف فوق الذکر مورد نیاز است. با اغماض زیاد، 400 هزار کیلومتر مشاهدات ترازیابی دقیق براي ایران حتما مورد نیاز است.
باتوجه به اینکه تابحال در حدود 100 هزار کیلومتر ترازیابی دقیق طی 30 سال کار شده است، براي انجام میزان باقیمانده 300 هزار کیلومتر در شرایط یکسان، نیاز به 90 سال زمان است که البته نمیتواند بهیچوجه بعنوان یک راه حل عملی در نظر گرفته شود - با توجه به رشد و تغییر شتابناك تکنولوژي سیستمهاي اندازه گیري ارتفاع و نیز تغیرات ارتفاعی موجود که سبب به سر آمدن عمر شبکه هاي ترازیابی دقیق می گردد - . افزون بر این، بدلیل وجود تغییرات ارتفاعی زیاد در ایران، نیاز به انجام مشاهدات تکراري ترازیابی دقیق براساس یک روند علمی بر کسی پوشیده نیست و این یعنی مشاهدات به مراتب بیشتر از میزان برآورد شده فوق الذکر مورد نیاز ما می باشد.
با توجه به عدم توانائی سیستم ترازیابی دقیق پیاده براي گردآوري مشاهدات مورد نیاز برآورد شده در بالا، تنها راه حل مناسب پناه بردن به سیستم ترازیابی دقیق سواره است. با توجه به تجارب کشورهاي دیگر، و همچنین تجربه اخیر انجام شده در سازمان نقشهبرداري، میتوان میزان تولید بطور متوسط 15 کیلومتر در روز را براي یک اکیپ در نظر گرفت. اگر یک سال شامل 10 ماه کاري فرض شود، در اینصورت یک اکیپ طی یک ماه 20 - روز کاري - 300 کیلومتر و ظرف یکسال 3000 کیلومتر تولید خواهد داشت.
یعنی 10 اکیپ ظرف 10 سال 300 هزار کیلومتر تولید خواهند داشت که میزان نیاز برآورد شده فوق را در مدت زمان قابل قبولی پوشش میدهد و بدینصورت میتوان یک راه حل عملی براي رفع مشکلات فراهم کرد. ناگفته روشن است که بسیاري از کشورها این میزان ترازیابی دقیق را طی 100-150 سال اخیر انجام داده اند و همچنین ژئوئید دقیق با دقت 1-5 سانتیمتر در ابعاد ملی تعیین نموده اند و به کمک سیستم تعیین موقعیت ماهواره اي GPS با تعیین موقعیت سه بعدي - مسطحاتی و ارتفاع ارتومتریک - ، مرگ ترازیابی دقیق را اعلام نمودهاند. در ایران با اوصاف ذکر شده بنظر نمیرسد چنین مرگی حداقل در آیندهاي نزدیک وجود داشته باشد. معایب ترازیابی دقیق پیاده را بطور خلاصه بصورت زیر می توان بیان نمود:
-1 تنها در شرایط مناسب جوي امکان ترازیابی وجود دارد. بطوریکه در بعضی مواقع فقط امکان 3-4 ساعت مشاهده وجود دارد - از 6 تا 10 صبح -
-2 مسیر 6-5 کیلومتر که هر نفر در روز میپیماید، باعث خستگی عامل و همچنین کاهش بازده کار از لحاظ کمی و کیفی خواهد شد.
-3 لزوم استفاده از 6-5 کارگر که مشکلات عدیدهاي را از لحاظ آموزش، هزینه، جابجائی و ... در پی خواهد داشت.
-4 کمبودن میزان تولید نیز از معایب این روش میباشد بطوریکه تولید روزانه هر گروه ترازیابی دقیق بطور میانگین 3 کیلومتر است. محاسن ترازیابی دقیق سواره را میتوان بطورخلاصه بصورت زیر بیان نمود:
-1 انجام ترازیابی در کلیه شرایط جوي از مهمترین مزایاي ترازیابی دقیق سواره است.
-2 یکی از خطاهاي بسیار مهم در ترازیابی دقیق خطاي انکسار است. این خطا با ارتفاع دوربین از سطح زمین نسبت معکوس دارد. با توجه به افزایش ارتفاع دوربین در روش ترازیابی دقیق سواره، خطاي انکسار به میزان قابل ملاحظهاي کاهش می یابد.
-3 یکی از مزایاي ترازیابی دقیق سواره، امکان اندازهگیري توسط خانمها - به دلیل عدم نیاز به حمل وسایل سنگین نظیر میرها و دوربین بصورت پیاده - میباشد.
-4 افزایش قابل توجه میزان تولید، مهمترین مزیت روش ترازیابی دقیق سواره به روش ترازیابی دقیق پیاده میباشد.
.2 سیستم هاي ارتفاعی مختلف و انواع تغییرات ارتفاعی
تعیین اختلاف ارتفاع براي مقاصد ایستا و تعیین اختلاف اختلاف ارتفاع در مباحث ژئودینامیک ارتفاعی از اهمیت ویژه اي برخوردارند. مشاهدات ترازیابی دقیق بهمراه مشاهدات ثقل براي این مقاصد مورد استفاده قرار می گیرند.
1.2 سیستم هاي ارتفاعی مختلف
مهمترین سیستم هاي ارتفاعی مختلف موجود و مورد استفاده در دنیا به این شرح اند:
ارتفاع ارتومتریک: فاصله هندسی بین سطح مبناي ژئوئید و نقطه مورد نظر که در راستاي خط شاقولی آن نقطه اندازه گیري میشود. این نوع ارتفاع به دلیل تعریف روشن، تجسم هندسی صریح و نیز مبناي مناسب، بیشترین کاربرد را دارا میباشد.
