פלוס הוא סוג של מדידות גאודטיות. הוא משמש למציאת הגבהים היחסיים של נקודות שונות על פני כדור הארץ. אובייקטים טבעיים כמו נהרות, ימים, אוקיינוסים, שדות או נקודות מוצא אחרות יכולים להילקח כרמה מותנית במדידות כאלה. למעשה, פילוס הוא קביעת הערך של עודף פני השטח של כל אובייקט על נתון (הפניה). מדידות כאלה נדרשות כדי ליצור תבליט מדויק של השטח הנחקר. בעתיד, הנתונים האלה ישמשו בהכנת תוכניות שטח, מפות או כדי לפתור בעיות יישומיות ספציפיות.
אילו סוגי פילוס יש?
מדידות כאלה יכולות להתבצע במגוון שיטות, שונות בציוד או בטכנולוגיה שבה נעשה שימוש. שקול מהם הסוגים העיקריים של פילוס. הנפוצות ביותר הן חמש שיטות: מדידה גיאומטרית, טריגונומטרית, ברומטרית, מכנית והידרוסטטית של משטחים. בואו להכיר כל אחד מהם ביתר פירוט.
פילוס גיאומטרי
בשיטה זו של מדידת השטח, מיוחדמסילה גיאומטרית ורמת התקן. העיקרון של הירי הוא התקנת מסילה עם משיכות וחלוקות בנקודה הנדרשת ליד המשטח הנחקר. לאחר מכן, באמצעות אלומת ראייה אופקית, הפרש הגובה נספר. פילוס גיאומטרי מתבצע על פי העיקרון "מהאמצע" או "קדימה". כאשר מודדים בשיטה הראשונה, מסילות מותקנות בשתי נקודות על פני השטח, המכשיר ממוקם ביניהן במרחק שווה. תוצאת הסקר היא נתונים על עודף אחד מהפסים על פני השני. השיטה השנייה היא קלאסית - מכשיר אחד ומסילה אחת. שיטות פילוס אלו הן הנפוצות ביותר. הם מצאו יישום בבנייה של חפצים קטנים (בתים) וגדולים (גשרים).
פילוס טריגונומטרי
בעבודת מדידה מסוג זה, נהוג להשתמש במכשירים גוניומטריים מיוחדים, המכונים תיאודוליטים. בעזרתם נלקח מידע על זוויות הנטייה של קרן הראייה, העוברת דרך זוג נקודות נתונות על פני השטח. פילוס טריגונומטרי נמצא בשימוש נרחב במדידות טופוגרפיות כדי לקבוע את הפרש הגובה בין שני עצמים הנמצאים במרחק ניכר זה מזה, אך באזור הראות האופטי של המכשיר.
מדידת משטח ברומטרי
פילוס ברומטרי היא שיטת מדידה המבוססת על תלות לחץ האוויר האטמוספרי בגובה נקודה על פני השטח הנקבעת. תהליך הקריאה מתבצע באמצעותבָּרוֹמֶטֶר. מערכת פילוס זו חייבת לקחת בחשבון מספר תיקונים לטמפרטורת האוויר בפועל ולחותו. שיטה זו מצאה יישום באזורים שקשה להגיע אליהם (לדוגמה, בתנאים הרריים) במהלך משלחות גיאוגרפיות וגיאולוגיות שונות.
מדידת משטח מכנית (טכנית)
הרמה טכנית כוללת שימוש במכשיר מיוחד - פילוס אוטומטי. בעזרתו, פרופיל השטח הנחקר מצויר במצב אוטומטי באמצעות דיסק חיכוך המתעד את המרחק שעבר, וקו אנך מוגדר הקובע את האנכי. מכשיר כזה מותקן בדרך כלל על רכב ומוסע מנקודה נחושה אחת לאחרת. פילוס טכני מאפשר לקבוע את הפרש הגובה בין האובייקטים הנחקרים, המרחק ביניהם ופרופיל השטח, אשר מתועד בקלטת צילום מיוחדת.
מדידת משטח הידרוסטטית
פילוס הידרוסטטי היא שיטה המבוססת על העיקרון של כלי תקשורת. ירי בדרך זו מתבצע באמצעות מכשיר הידרוסטטי, הפועל עם שגיאה של עד שני מילימטרים. מפלס כזה מורכב מזוג צינורות זכוכית המחוברים בצינור, מערכת זו מלאה במים. תהליך המדידה מתבצע באופן הבא - הצינורות מחוברים למסילות שעליהן מוחל האבנית. לאחר מכן, הסורגים מותקנים ליד החפצים הנבדקים, החטיבות מסמנות את הערך המספריהבדל בין שתי רמות. לעיצוב זה יש חיסרון משמעותי, כלומר מגבלת המדידה המוגבלת, שנקבעת לפי אורך הצינור.
שיטות הפילוס המתוארות (למעט מכניות) הן פשוטות מאוד ואינן דורשות ידע ספציפי מהמפעיל, לכן הן נמצאות בשימוש נרחב בבנייה ובתחומים אחרים בכלכלה הלאומית.
שיעורי מדידה
בנוסף לטכניקת המדידה, הפילוס מחולק בדרך כלל למחלקות דיוק. כל אחד מהם מתאים לסוג מסוים ושיטת אחזור מידע. בואו נבחן אילו מחלקות הרמה קיימות.
- מחלקה ראשונה נחשבת מדויקת ביותר. זה מתאים לשגיאה אקראית rms של 0.8 מילימטר לק"מ ושגיאה שיטתית של 0.08 מ"מ/ק"מ.
- המחלקה השנייה גם היא נחשבת מדויקת ביותר. עם זאת, השגיאה כאן מעט גבוהה יותר - שגיאת ה-rms היא 2.0 מ"מ/ק"מ, והשגיאה השיטתית היא 0.2 מ"מ/ק"מ.
- מחלקה שלישית. זה מתאים לשגיאה סטנדרטית של 5.0 מ"מ/ק"מ, והשיטתיות לא נלקחת בחשבון.
- כיתה ד'. היא מתאימה לשגיאת בסיס ממוצע ריבוע השווה ל-10.0 מ"מ/ק"מ, גם שגיאת המערכת לא נלקחת בחשבון.
בהתאם למאפייני השטח ולמטרות הסקר, ניתן להשתמש בשיטות שונות של מדידת נתונים. לדוגמה, על ידי מצולעים, על ידי קווים מקבילים, או על ידי יישור המשטח על ידי ריבועים. הטכניקה האחרונה היא הנפוצה ביותר, היא נמצאת בשימוש נרחב לאיסוף נתונים משטחים פתוחים גדולים עם גובה חתך נמוך יחסית. בוא נשקול את זה ביתר פירוט.
Squaring
יישור פני השטח בשיטה זו מתבצע על מנת לקבל תכניות טופוגרפיות בקנה מידה גדול של שטחים שטוחים. המיקום החלק של נקודות הבקרה נקבע על ידי הנחת חוצות. וגבהים - בשיטת מדידה גיאומטרית באמצעות מפלסים טכניים. תהליך רכישת הנתונים יכול להתבצע בשתי דרכים שונות: על ידי הנחת מהלכי פילוס עם פירוט הדרגתי של הקטרים ולפי ריבועים.
פילוס לפי ריבועים מתבצע על ידי שבירה על הקרקע באמצעות סרט מדידה ותיאודוליט (רשת עם צד תא של עשרים מטר) כאשר נמדדים בקנה מידה של 1:500 ו-1:1000, ארבעים מטר - בעת ירי בקנה מידה של 1:2000 ומאה מטר ב-1:5000.
במקביל, מצב השטח הנלמד קבוע ומתווה מתווה. הליכים אלה מבוצעים באותו אופן כמו בסקר תיאודוליט. בנוסף לראשי התאים קבועים על הקרקע חפצי תבליט אופייניים - נקודות פלוס: ראש הגבעה ובסיסה, תחתית הבור ושולי הבור, נקודות על קווי השפך ופרשת המים ועוד.
הצדקת מדידות נוצרת על ידי הנחת מעברי פילוס ותיאודוליט לאורך הגבולות החיצוניים של רשת הריבועים, הנקשרים לאחר מכן לנקודות של רשת מדינה אחת. הגבהים של נקודות הפלוס וקודקודי התא נקבעים בשיטת הפילוס הגיאומטרי. אם אורך הצדארבעים מטרים רבועים או פחות, ואז מתחנה אחת מנסים למדוד את כל הנקודות שנקבעו. המרחק מהמכשיר לבר לא יעלה על 100-150 מטר. אם אורך הצלע של הריבוע הוא מאה מטרים, אז המפלס ממוקם במרכז כל תא. לפי סקר השטח של השטח בשיטת הריבועים, מרכיבים יומן פילוס ומתווה מידות.
יומן ומתאר פילוס לפי ריבועים
היומן מכיל נתונים על גודל הצד של התא, המקשר את רשת הקואורדינטות לחצות תיאודוליט (הצדקה גיאודטית). בנוסף, מצוינת התקשרות לאובייקטי שטח - אגמים, גבעות וכדומה. יש לציין גם מאילו עמדות בוצע יישור השטח. המתווה מכיל את תוצאות הירי בכל אחד מהריבועים. בחלק העליון ובנקודת הפלוס של כל תא, מצוינות הקריאות מהצד השחור של הפס (במטרים), כמו גם הגבהים המחושבים. חישוב זה מתבצע באופק המכשיר. הגבהים של קודקודי התא נקבעים כהפרש בין אופק המכשיר בתחנה לבין הקריאה על המסילה.
כדי לשלוט בתהליך מדידת פני השטח עבור שני קודקודים של תאים, מבצעים פילוס משתי תחנות שונות. עריכת תוכנית המבוססת על החומרים שהושגו ללקיחת נתוני פני השטח מתחילה בקיבוע על הטאבלט לפי הקואורדינטות של הנקודות של הרשת הגיאודטית של המדינה המאוחדת, אובייקטים של הצדקת סקר (פילוס ותיאודוליט), פלוס נקודות, קודקודים של ריבועים והמצב.
שיטת הבקשה
כאשר מיישרים את השטח בצורה מסוימתיישומי תאודוליט ומעברי פילוס, מחולקים לקטרים, המעברים מונחים על פי הקווים האופייניים הטבעיים של אזור נתון, למשל, לאורך מדמים או פרשת מים. בעבודה כזו יש לקבוע חתכים וכלים כל ארבעים מטר בעת מדידה בקנה מידה של 1:2000 וכל עשרים מטר במדידה בקנה מידה של 1:1000 ו-1:500. בנקודות ההטיות של המדרונות, בתוספת עצמים מסומנים. בתהליך הקמת כלונסאות יש לתקן את המצב ולעצב מתווה. רישומי פילוס נעשים ביומן. זה מסמן את המספרים הסידוריים של הכלונסאות, קריאות בצדדים האדומים והשחורים של המסילות, את המרחקים של עצמים חיוביים מהכלונסאות הקרובות ביותר. בהתבסס על תוצאות הפילוס, נערכת תכנית טופוגרפית של השטח, פרופילי שטח רוחביים ואורכיים.
כדאי למדוד את פני השטח בשטחי האתר המוצע לצורך גינון ותכנון אנכי של השטח. דוגמה לכך היא עיצוב הנוף של האזור המקיף כל אנדרטה אדריכלית, או אזור גינון נוף.
מהי רמה?
לביצוע מדידה גיאומטרית של השטח, הנמצאת בשימוש נרחב בבנייה, נעשה שימוש ברמות של עיצובים שונים. מכשירים אלו, על פי עקרון פעולתם, מחולקים בדרך כלל ל: אלקטרוני, לייזר, הידרוסטטי ואופטי-מכני. כל המפלסים מצוידים בטלסקופ המסתובב במישור אופקי. העיצוב המודרני של מכשיר מדידה כזה מספק פיצוי אוטומטילהגדרת ציר הראייה למצב העבודה.
היסטוריה של פילוס
המידע הראשון שהגיע לאדם המודרני על פילוס מתייחס למאה הראשונה לפני הספירה, כלומר בניית תעלות השקיה ביוון העתיקה וברומא. מסמכים היסטוריים מזכירים מכשיר למדידת מים. המצאתו והשימוש בו קשורים בשמותיהם של המדען היווני הקדום הרון מאלכסנדריה והאדריכל הרומי מארק ויטרוביוס. הדחף לפיתוח מכשירי המדידה ושיטות הפילוס הללו היה יצירת היקף זיהוי, ברומטר, מפלס גלילי ורשת סיום בהיקפי איתור. ההמצאות הללו מתוארכות למאות ה-16 וה-17, והן אפשרו לפתח מערכת לסקר מדויק של פני כדור הארץ.
ברוסיה, בתקופתו של פטר הגדול, נוסד בית מלאכה אופטי, שבין השאר ייצרו בו גם מפלסים, רק אז הם נקראו פלסים עם צינור. I. E. Belyaev עסק בפיתוח רמות בסדנה. באותה תקופה הופיעו מכשירי המדידה הראשונים, המבוססים על ברומטרים. בתחילת המאה התשע עשרה הופיעו המפלסים הטריגונומטריים הראשונים, בעזרתם בוצעה עבודה בקנה מידה גדול מאוד לקביעת ההבדל במפלסי הים אזוב והים השחור, נמדד גובהו של הר אלברוס. השימוש במכשירים גיאומטריים מתועד באמצע המאה התשע עשרה. אז, בשנת 1847 הם שימשו בבניית תעלת סואץ. בארצנו פילוס גיאומטריהמשטח שימש לבניית כבישי מים ויבשה. תחילת הקמתה של רשת המדינה המקומית נחשבת לשנת 1871. לאחר מכן החלה העבודה על תיקון והתקנת נקודות ששימשו בסיס לסקרים טופוגרפיים.
יישום פילוס
תוצאת הרמה היא יצירת רשת גיאודטית ייחוס יחידה, המשמשת בסיס למדידות טופוגרפיות של האזור או מדידות גיאודטיות שונות. ירי נמצא בשימוש נרחב למטרות מחקר ומדעיות: כאשר חוקרים את כדור הארץ, את תנועת קרום כדור הארץ, כדי לתקן תנודות במפלס הימים והאוקיינוסים.
פילוס משמש גם בפתרון בעיות יישומיות שונות הקשורות לבניית אובייקטים שונים, הנחת קווי תקשורת, שירותים וכו'. לדוגמה, מדידת שטח נחוצה כדי להעביר החלטות עיצוב בגובה, בנוסף, במהלך עבודות התקנה על התקנת מבני בניין. בעת פתרון בעיות כאלה, הנתונים המתקבלים על ידי שירות הגיאודזיה משמשים תמיד. כמו כן, ישירות לפתרון משימות מיוחדות שונות, נעשה שימוש במערכות אוטומטיות לאחזור מידע. משימות כאלה כוללות, למשל, תיקון ובנייה של הכביש. החיישנים הכלולים בהתקן הרמה האוטומטי מותקנים על קרונות רכבת, קרונות, וכתוצאה מכך נוצר פרופיל מוכן של האזור הנחקר בזמן הקצר ביותר.
טכנולוגיות מודרניות
עד היום,בשל ההתפתחות המהירה יוצאת הדופן של המדע והטכנולוגיה, נעשה שימוש בידע טכני מגוון כדי ליישר את פני השטח.
- לייזר. עבודתם מבוססת על קריאת פרמטרי שטח באמצעות מכשיר סריקת לייזר.
- אולטרסאונד. המרכיב העיקרי של מכשיר כזה הוא חיישן קולי הפולט גלים.
- GNSS-טכנולוגיה, הקשורה להשגת מידע על הקואורדינטות הנוכחיות באמצעות תקשורת לוויינית. ציוד כזה מספק דיוק פילוס גבוה מאוד.
כדי להבטיח עיבוד יעיל של מספר רב של זרימות מידע המתקבלות בתהליך יישום הידע הנ ל, נדרשת תוכנה מיוחדת מתאימה שתבצע משימות הקשורות לאחסון, ניהול, הדמיה ועיבוד נתונים.
מערכות פילוס מודרניות בסלילת כבישים
מערכות אוטומטיות נמצאות בשימוש נרחב בבניית כבישים מודרניים. הם מאפשרים לך לנהל ציוד לבניית כבישים, בהתחשב במיקומו הנוכחי. יחד עם זאת, הרמה האוטומטית של התוואי בולטת ברמת הדיוק הגבוהה של העבודה המבוצעת, המשפרת משמעותית את איכות הכביש המיוצר, וכן מקצרת את זמן הבנייה. מכשירים כאלה, המותקנים על מרצפות אספלט, מכונות כרסום כבישים, דחפורים, מאפשרים לך לחסל נזקים ופגמים במדרכה הישנה בעת הנחת שכבה חדשה. רמות אלו שולטות בשיפוע הצול של הכביש, מבצעות אותו לפי פרויקט שצוין במדויקפרמטרים. מערכות מדידת פני שטח מודרניות לציוד סלילת כבישים מחולקות למספר סוגים בהתאם לטכנולוגיה שבה נעשה שימוש.
- מכשירים קוליים עם מספר שונה של חיישנים.
- מערכות איסוף לייזר.
- מכשיר המבוסס על טכנולוגיית GPS לוויינית.
- מערכת תלת מימד המבוססת על עיקרון Total Station.
במידת הצורך, בהתאם למורכבות והמוזרות של העבודה המבוצעת, ניתן להשתמש בטכנולוגיית פילוס אוטומטית כזו או אחרת.
