تجهیزات مورد استفاده برای اندازه گیری زوایا و ارتفاعات در نقشه برداری

برای اندازه گیری زوایا و ارتفاعات، تجهیزات نقشه برداری گوناگونی وجود دارد. انواع، مشخصات، کاربردها و جزئیات این دستگاه ها در این مقاله مورد بحث قرار گرفته اند.

در میان گستره ابزارهای در دسترس برای اندازه گیری زوایا و ارتفاعات، انتخاب بهترین و مناسب ترین ابزار برای انجام یک کار بخصوص از اهمیت بسیاری برخوردار است.

بهترین منبع اطلاعاتی برای یک ابزار خاص، راهنمای کاربری و یا کاتالوگ محصول است که توسط کارخانه پدید آورده شده است.

تجهیزات مورد استفاده برای اندازه گیری زوایا و ارتفاعات در نقشه برداری

ابزارآلاتی که بیشترین کاربرد را در اندازه گیری زاویه ها و ارتفاعات دارند عبارتند از:

• تراز دستی
• تراز Abney
• تراز کوتاه
• تراز خودکار
• تراز لیزری
• نقاله
• تئودولیت

اندازه گیری ارتفاع و شیب در نقشه برداری با ترازهای دستی (Hand Levels)

همانگونه که از نام این ابزار پیداست، این ترازها در دست اپراتور نگه داشته می شوند. ترازهای دستی ساده ترین تراز در میان تجهیزات نقشه برداری است. تراز دستی در بر دارنده یک تراز spirit و یک تار مویی منفرد است.

هدف اصلی تراز دستی کسب اطمینان از تراز ماندن زنجیرها در پروسه اندازه گیری فواصل افقی با کمک شاقول وزنه ای است. اهداف یکسانی را می توان در ارتباط با برآورد شیب و تغییرات ارتفاع برای این ابزار متصور شد.

بزرگ نمایی معمول ترازهای دستی از ۰ تا ۵ برابر است. ترازهای دستی دارای مکانیزم پیچیده تر، برای اندازه گیری فواصل افقی تارهای مویی استادیمتری را نیز در اختیار دارند.

شکل ۱- یک تراز دستی در نقشه برداری

 

تراز دستی عمدتاً برای برآورد ارتفاع و شیب بکار می رود. شیب به عنوان نرخ تغییرات ارتفاع تعریف می شود. برای اندازه گیری شیب با تراز دستی، لازم است که در انتهای شیب ایستاده و تراز دستی را  به حالت افقی نگهداریم.

تا اینجا نقطه برخورد خط دید با زمین مشخص شده است. با کمک فاصله تا این نقطه و ارتفاع چشم کاربر از زمین، شیب تعیین می شود.

ارتفاع چشم کاربر مقدار فراز است.

فاصله نقطه مشاهداتی تا نقطه برخورد خط دید به زمین، مقدار امتداد را ارائه می دهد.

فاصله را می توان با قدم زدن نیز اندازه گرفت. در نتیجه دقت پایین اندازه گیری با قدم، حاصل نیز دقت کمی خواهد داشت،  و باید توجه نمود که فاصله اندازه گیری شده فاصله مایل است (نه فاصله افقی).

اندازه گیری زوایا و شیب در نقشه برداری با تراز Abney

ترازهای دستی دارای پیچیدگی بیشتر، ترازهای Abney را خواهند ساخت. این ابزار شامل یک سنجه قرائت مستقیم برای زوایای قائم و شیب ها، تارهای مویی استادیمتری، و بزرگنمایی و بینایی بهتر است.

در مقایسه با تراز دستی، دقت محاسبه شیب در این نوع تراز بیشتر است. اندازه گیری فاصله از طریق استادیمتری با تراز Abney دقتی در حدود ۱۰/۱ فوت دارد. فاصله اندازه گیری شده از طریق استادیمتری افقی است.

بسیاری از ترازهای Abney قیودی برای تعدیل تراز نمودن و همچنین بزرگنمایی دارند. برای کارهای ابتدایی در نقشه برداری، اگر از میله و تارگت استفاده کنیم، امکان دست یافتن به دقت مناسب از طریق این دستگاه ها را خواهیم داشت.

شکل ۲- تراز Abney در نقشه برداری

 

بکارگیری چوب یا میله دارای ارتفاع معلوم با تراز دستی و تراز Abney به بهبود دقت اندازه گیری ها کمک می کند. استفاده از چوب به ثابت نگه داشتن تراز نیز کمک می کند.

اندازه گیری زوایا و ارتفاع در نقشه برداری با تراز کوتاه

تراز کوتاه ساده ترین ترازی است که امکان استقرار روی سه پایه را دارد. دقت این دستگاه با بکارگیری سه پایه افزایش یافته است. سه پایه به فراهم آوردن یک مرجع برای اندازه گیری زوایای افقی نیز کمک می کند.

یک تراز کوتاه از یک تلسکوپ و یک تراز Spirit که موازی خط دید تلسکوپ روی دستگاه سوار شده، تشکیل یافته است.

تلسکوپ در تراز کوتاه حداقل یک تار مویی افقی خواهد داشت که در راستای خط دید قرار گرفته است. همچنین یک تار مویی قائم و دو تار استادیمتری نیز دارد.

شکل ۳- تراز کوتاه در نقشه برداری

سازه ای که صفحه تراز نامیده می شود، امکان دوران ۳۶۰ درجه ای را دارد. این صفحه ای است که تلسکوپ و تراز Spirit روی آن سوار شده اند. تمام این سازه روی یک صفحه که به سه پایه متصل شده، استقرار یافته است.  این صفحه بعداً برای شروع عملیات نقشه برداری تراز می شود.

اندازه گیری زوایا و ارتفاعات با تراز اتوماتیک

تراز اتوماتیک به نحوی طراحی شده است که حرکات کوچک دستگاه را جبران کرده و خط دید را در حالت افقی نگه دارد. زمانی که دستگاه نزدیک به حالت تراز است، یک کمپانساتور داخلی پروسه تراز نمودن را تکمیل می کند. این امکان بعدتر و در طول اندازه گیری ها نیز خط دید را در موقعیت افقی نگه می دارد.

شکل ۴- تراز خودکار

کمپانساتور اجازه نمی دهد که دستگاه بر اثر هر تکان کوچک از حالت تراز خارج شود. حرکات ناشی از باد نیز توسط کمپانساتور داخلی جبران می شوند.

دستگاه به جای چهار پیج با سه پیچ تراز، تراز می شود. ترازهای اتوماتیک بیشتر از تراز Spirit دایره ای استفاده می کنند تا تراز لوله ای. ترکیب سه پیچ تراز کننده و تراز Spirit دایره ای به استقرار سریع تر دستگاه کمک می کند.

گستره وسیعی از مدل های تراز اتوماتیک در دسترس است. برخی از آن ها در مقایسه با ترازهای کوتاه دقت و صحت بیشتری را ارئه می دهند. همه اینها نسبت به نقاله ها و توتال استیشن ها از دقت کمتری برخوردارند.

اندازه گیری زوایا و ارتفاعات با تراز لیزری

تراز لیزری یک تراز اندازه گیرنده است که از یک پرتو نور لیزر برای معین نمودن خط دید یا خط مرجع استفاده می کند. انواع مختلف تراز های لیزری بصورت زیر طبقه بندی می شوند:

• پرتو غیر مرئی منفرد
• پرتو مرئی منفرد
• پرتو مرئی دایره ای
• پرتو نامرئی دایره ای

لیزرهای دارای پرتو دایره ای را می توان به دو دسته چرخان و غیر چرخان تقسیم کرد. لیزر تک پرتو از یک نقطه و یا یک خط کوتاه استفاده می کند. لیز پرتو دایره ای یک پرتو ۳۶۰ درجه ای را تولید خواهد کرد.

شکل ۵- تراز لیزری

 

مزیت آشکار ترازهای لیزری این است که امکان به کارگیری تنها از طریق یک اپراتور را دارند. تراز لیزری روی یک سه پایه سوار شده و بعداً تراز می شود. به محض روشن شدن سیستم، نیازی به نظارت بیشتر نخواهد بود. از اینجا به بعد، نقشه بردار می تواند قرائت های میله را از طریق راه رفتن در اطراف منطقه و در محدوده برد پرتو، ثبت نماید.

این سیستم از مزیت آشکارسازهای چندگانه ای که می توانند با یک لیزر منفرد بکار گرفته شوند نیز برخوردار است. بنابراین، ثبت داده ها بصورت همزمان و توسط چندین اپراتور ممکن خواهد بود.

اندازه گیری زوایا و ارتفاعات با تراز نقاله ای

یک تراز نقاله ای یک دستگاه اپتیکی یا یک تلسکوپ است که در بر دارنده یک تراز Spirit توکار سوار شده روی تراز Spirit است. این نوع تراز برای تعیین موقعیت نسبی خطوط و عوارض، عمدتاً در نقشه برداری و ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند. ترازهای نقاله ای بسیار دقیق هستند. این دستگاه به تعیین خط مبنا کمک می کند.

شکل ۶-تراز نقاله ای

 

اندازه گیری زوایا در نقشه برداری با تئودولیت

تئودولیت یک دستگاه دقیق است که برای اندازه گیری زاویه در صفحات افقی و قائم مورد استفاده قرار می گیرد. تئودولیت بیشترین استفاده را در نقشه برداری دارد. اگرچه، آنها در مناطق تحقیقاتی و فناوری پرتاب موشک نیز به کار می روند.

یک تئودولیت توسعه یافته مدرن، در بر دارنده یک تلسکوپ متحرک است که درون دو محور عمود بر هم که افقی و قائم نامیده می شوند، سوار شده است. نشانه روی تلسکوپ به یک عارضه، اندازه گیری زاویه با دقت بسیار خوب را ممکن خواهد ساخت.

تئودولیت ها با کمک یک صفحه به اجبار متمرکز شده، روی سه پایه سوار شده اند. در تئودولیت های اولیه، صفحه به اجبار متمرکز شده یا تری براک شامل چهار پیچ انگشتی است، و تئودولیت های مدرن دارنده ۳ یا ۴ تراز کننده سریع هستند.

شکل ۷- تئودولیت ها در نقشه برداری

تئودولیت باید با کمک یک شاقول وزنه ای یا اپتیکی و یا شاقول لیزری، بصورت قائم بر فراز نقطه ای که قصد انجام اندازه گیری ها بر اساس آن را داریم، قرار گیرد. سپس تنظیمات تراز دستگاه را با استفاده از پیج های پایه و حباب های تراز لوله ای، انجام می دهیم.

منبع: theconstructor.org