یکی از بخشهایی که هر سال در آزمون نظاممهندسی نقشهبرداری مورد سوال بوده است، تجهیزات و ابزار مورد استفاده در این حوزه و کاربردشان است. لذا آپسیس به عنوان برگزارکننده دورههای تخصصی آمادگی و موفقیت در آزمون نظاممهندسی نقشهبرداری بر آن شد، تا لیستی از دستگاهها و تجهیزات نقشهبرداری و فتوگرامتری به همراه شرح مفصل آن مهیا کند. این فهرست بر روی سایت آپسیس قرار دارد. به داوطلبین توصیه میشود پس از مطالعه آن، این فهرست را پرینت کرده و با خود به جلسه آزمون نظاممهندسی ببرند. با آرزوی موفقیت برای مهندسان نقشهبردار
تجهیزات فتوگرامتری:
۱. فتوتئودولیت:
آمیختهای از دوربین و تئودولیت بوده که روی سهپایه سوار میشود و برای تهیه عکسهای زمینی از آن بهرهگیری میشود. وجود تئودولیت استقرار دوربین را در یک زاویه معین میسر ساخته و اندازهگیری موقعیت و ارتفاع را امکانپذیر میسازد.
۲. دوربین یک عدسی:
معمولترین دوربین هوایی که مهمترین کاربردش عکسبرداری جهت تهیه نقشه است، زیرا چنین دوربینهایی قادرند تصاویر با کیفیت هندسی بسیار مطلوب اخذ نمایند. در چنین دوربینهایی عدسی آن نسبت به صفحه کانونی ثابت است. فیلمهای موجود در دوربین در حال عکسبرداری حالت ثابت دارند. البته برای خنثی کردن جابهجایی اشیای متحرک روی عکس، در زمان عکسبرداری فیلم کمی به جلو کشیده میشود. تمامی قسمتهای فیلم در یک لحظه در معرض نور طبیعت قرار میگیرد. بیشتر اوقات دوربینهای یک عدسی را بر حسب میدان دید به سه دسته زاویه معمولی، زاویه باز و زاویه خیلی باز تقسیمبندی میکنند.
۳. دوربین چند عدسی:
کاملاً شبیه دوربینهای یک عدسی هستند با این تفاوت که به جای یک عدسی دو یا چند عدسی دارند و همزمان چندین عکس از طبیعت اخذ مینمایند. چنین دوربینی جهت بررسی منابع طبیعی و فرهنگی مورد استفاده قرار میگیرند. فیلمهایی که در این نوع دوربین بکار میرود یکسانند منتهی هر کدام نوار خاصی از طیف الکترومغناطیسی را ثبت مینمایند. به همین جهت به چنین دوربینهایی، دوربین چند طیفی هم میگویند.
۴. دوربین استریپ:
قادر است به طور مداوم نواری از منطقه را عکسبرداری نمایند. با قرار گرفتن سوراخ کوچکی روی صفحه کانونی دوربین و عبور فیلم از جلوی آن و همچنین تنظیم زمان سرعت عبور عارضه از صفحه کانونی میتوان چنین عکسهایی را اخذ نمود. در زمان عکسبرداری نور لحظه به لحظه به یک نقطه فیلم میرسد و ادامه پیدا میکند. دوربینهای استریپ میتواند مجهز به یک عدسی یا چند عدسی باشند و عکسهای مایل تهیه نمایند. با تنظیم زاویه عکسبرداری میتوان پوششهای سهبعدی از منطقه تهیه نمود. این دوربینها کاربرد زیادی ندارند و غالباً برای مطالعه مسیر بزرگراه، خطوط راهآهن و لولهکشی از آن بهرهگیری میشود.
۵. دوربین پانورامیک:
نواری از منطقه را از افق تا افق در جهت جانبی خط پرواز عکسبرداری مینماید.
۶. دوربین متقارب:
دو دوربین مجزای بهم چسبیده است، که با شرایط خاصی عکسبرداری مینمایند. یکی از دوربینها متمایل به قسمت جلوی خط پرواز و دیگری به قسمت عقب خط پرواز میگردد. در نتیجه دو عکس مایل از منطقه به دست میآید که از یک ایستگاه تهیه شده است. عکسهای متقارب دقتهای خیلی زیاد فتوگرامتری را تامین میکنند و میتواند نسبت باز به ارتفاع پرواز مطلوب شرایط هندسی مناسب برای مقاصد تهیه نقشه ایجاد نمایند. عکسهای متقارب قادرند پوشش ۱۰۰ درصد از منطقه تهیه کنند که این عمل میتواند تعداد نقاط کنترل موردنیاز جهت طرحهای نقشهبرداری را کاهش دهد.
۷. شاتر:
مدت زمان تابش نور به فیلم را تنظیم میکند. شاتر و دیافراگم تواماً زمان و مقدار نوری که از عدسی عبور کرده و به فیلم میرسد را کنترل مینماید. چون هواپیما در لحظه عکسبرداری با سرعت زیادی در حال حرکت است، تصاویر اشیا بر روی صفحه کانونی ثابت باقی نمیماند. اگر زمان نوررسانی به فیلم طولانی و یا ارتفاع پرواز کم باشد تصویر حاصله ناواضح و مات خواهد شد. از اینجهت در دوربین های هوایی لازم است که شاتر برای مدت خیلی کوتاهی باز بماند. زمان کوتاه شاتر این حسن را دارد که نواسانات جزئی هوامیما بر روی کیفیت تصویر اثر زیادی نخواهد گذاشت. فاصله زمانی شاترهای دوربین هوائی بین ۱:۱۰۰ تا ۱:۱۰۰۰ ثانیه میباشد.
۸. ماکروسکوپ بزرگ کننده:
این وسیله قدرت دارد فواصل کوتاه موجود در عکس را با دقت بسیار زیاد اندازهگیری کند.
۹. کمپاراتورها:
برای اندازهگیری خیلی دقیق از وسیلهای به نام کمپاراتور استفاده میشود. کمپاراتورها بر دو نوع هستند: منوکپاراتورها (برای اندازهگیری بر روی یک عکس) و استرئوکمپاراتورها (اندازهگیری فواصل بر روی یک زوج عکس)
در فتوگرامتری تحلیلی لازم است که مختصات دقیق تعدادی از نقاط اندازهگیری شود. به همین جهت کاربرد اولیه کمپارتورها در فتوگرامتری تحلیلی است.
منوکامپاراتورها مختصات هر نقطه از یک عکس را در یک لحظه اندازهگیری میکنند. اما یک استرئوکامپاراتور به منظور اندازهگیری همزمان مختصات نقاط مشابه در یک زوج عکس پوشش بهکار میروند.
۱۰. استرئوسکوپ:
به دو دلیل (۱- دیدن عکسها از فاصله نزدیک، به چشم آسیب میرساند و همچنین عمل تطابق هم دشوار میگردد. ۲- چشم انسان عکسها را در فاصله کوتاهی حدود ۲۵ سانتیمتر روی میز مشاهده میکند درصورتیکه، در همان مدت مغز انسان زوایای تقارب را در عمق پایینمیز دریافت میکند.) مشاهده سهبعدی عوارض موجود در عکس بدون بهرهگیری از عدسیها مشکل است. چنین دشواری را میتوان به کمک وسیلهای به نام استرئوسکوپ برطرف کرد.
۱۱. پارالاکسبار:
میلهای است فلزی که روی آن دو علامت نقطه شناور وجود دارد. با پیچاندن پیچی فاصله علامت سمت راستی نسبت به علامت سمت چپی تغییر مییابد. فاصله بین دو علامت را با دقت میکرون میتوان قرائت نمود. از روی یک قرائت، پارالاکس نقطه بدست میآید.
تجهیزات نقشه برداری:
۱. چرخ غلطان:
این دستگاه شبیه چرخ دوچرخه است که بر روی سطح زمین میغلطد. تعداد دورهای حرکت آن روی کنتور ثبت میشود. و با معلوم بودن محیط آن مسافتی که جرخ طی کرده است، مشخص میگردد. دقت نسبی اندازهگیری با این روش به ۱:۲۰۰ میرسد.
۲. زنجیر مساحی:
این وسیله از سلسله مفتولهای فلزی تشکیل شده است که به وسیله حلقههای مخصوص بهم اتصال مییابند. طول هر مفتول ۱۰ تا ۲۰ سانتیمتر است و هر رشته از ۵۰ تا ۱۰۰ مفتول تشکیل شده است. زنجیر مساحی را همرا با فیشهای مخصوصی که برای نشان کردن نقاط بهکار میرود، استفاده میکنند. دقت نسبی اندازهگیری با این وسیله به حدود ۱:۱۰۰۰ میرسد.
۳. نوارهای اندازهگیری:
این نوارها اکثراً فلزی هستند، ولی برخی از آنها از نایلون یا پارچه ساخته شدهاند. نوارهای فلزی بیشتر فولادی بوده و طول آنها از ۳ تا ۱۰۰ متر است. تمام طول برخی از این نوارها برحسب میلیمتر مدرج شده ولی در بقیه فقط ۱۰ سانتیمتر اولشان درجهبندی میلیمتری دارد. دقت نسبی اندازهگیری با این وسایل بین ۱:۱۰۰۰ تا ۱:۵۰۰۰ است. و چون هر نوار فلزی در اثر نیروی کششی و نیز دمای خاصی طول اسمی خود را داراست، برای دقت بیشتر در اندازهگیری سعی میشود نوارهای فلزی را همراه با کششسنج و دماسنج استفاده کنند. یعنی با استفاده از کششسنج در دو سمت نوار نیروی کششی برابر با نیروی استاندارد به نوار وارد میکنند و دمای محیط را نیز در همان لحظه یادداشت میکنند تا با توجه به اختلاف دمای محیط و دمای استاندارد و ضریب انبساط طولی خطای حاصل در اندازهگیری محاسبه و سپس در نتیجه اندازهگیری دخالت داده شود. دقت اندازهگیری در این حالت به ۱:۵۰۰۰ میرسد.
۴. نوار و مفتول انوار:
در کارهای دقیق اندازهگیری فاصله از نوار یا مفتول انوار استفاده میشود. انوار آلیاژی است که از اختلاط آهن و نیکل حاصل شده و خاصیت مهم آن در مقایسه با سایر فلزات این است که از ضریب انبساط حرارتی بسیار اندکی برخوردار است و بنابراین تغییرات طول آن تحت شرایط جوی گوناگون بسیار کم است. دقت اندازهگیری با مفتول انوار بسیار بیشتر از نوار انوار است و مورد استفاده آن منحصراً در ژئودزی برای اندازهگیری طول مبنا (باز) است. مفتول انوار بر روی سهپایه نصب و به حالت تعلیق از آن استفاده میشود. دقت اندازهگیری با این وسیله به یک میلیونیوم (یعنی ۱ میلیمتر در کیلومتر) میرسد. شرایط سخت کار با مفتول انوار از یک سو و وجود دستگاههای مدرن الکترونیکی از سوی دیگر باعث شده است که مفتول انوار امروزه عملاً کنارگذارده شود مخصوصاً که دقت و سرعت عمل دستگاههای مدرن بسیار قابل توجه است.
۵. گونیاهای مساحی:
گونیاهای مساحی وسایل ساده نوری هستند که به کمک آنها میتوان زوایای قائمه و نیز زوایای ۳۰ درجه – ۴۵ درجه – ۶۰ درجه را نسبت به امتداد مفروض بر روی زمین مشخص نمود. این گونیاها براساس قوانین مربوط به نور هندسی در آینهها و منشورها ساخته میشوند و در آنها از خواص مربوط به شعاعهای (تابش – بازتاب) و (تابش – شکست) نور استفاده شده است.
گونیای مساحی وسیله ای است که می توان از نقطه واقع بر یک امتداد عمودی از آن اخراج کرد و یا از نقطه واقع در خارج خطی عمودی بر خط فرود آورد. دو نوع دیگر گونیای مساحی ساخته شده که عبارتست از گونیای آینه ای و منشوری.
گونیای مساحی آینه ای: دو آینه ی بسیار کوچک که با هم زاویه ۴۵ درجه تشکیل می دهند روی صفحه ی فلزی نصب شده و میتوان شاقولی را زیر آن آویزان کرد.
گونیای مساحی منشوری: در گونیای منشوری بجای دو آینه مسطح از یک منشور پنج ضلعی که دو وجه آن جیوه اندود شده و زاویه بین این دو وجه ۴۵ درجه می باشد استفاده می گردد. به علت این که زاویه ۴۵ درجه آن ثابت است بنابر این احتیاجی به کنترل و تصحیح ضمن کار ندارد.
۶. آلتیمتر:
نوعی فشارسنج که با آن میتوان مستقیماً ارتفاع نقطه را تعیین کرد.
۷. میکرومتر قرائت لمب:
برای بالابردن دقت قرائت در دایرههای مدرج در بعضی از تئودولیتها از میکرومترها استفاده میشود بدین ترتیب که ابتدا تار متحرکی را در مقابل خط نشانه قرار میدهند و سپس با یک پیچ میکرومتری آن را در مقابل نزدیکترین درجه تقسیم لمب قرار میدهند، مقدار حرکت پیچ میکرومتری تبدیل به واحد زاویه میشود و روی طبلک مخصوص قرائت میشود. این نوع میکرومتر را میکرومتر مکانیکی میگویند.
۸. قطبنما:
سادهترین راه برای یافتن شما مغناطیسی یا آزیموت مغناطیسی استفاده از جهتیاب مغناطیسی یا قطبنماست که از این وسیله در کارهای ساده نقشهبرداری نظیر مساحی و غیره استفاده میشود. این وسیله صفحه دایرهای مدرجی دارد که از صفر تا ۳۶۰ درجه تقسیمبندی شده است و از یک شکاف و تار باریکی که داخل آن است و یک روزنه کوچک (یا مگسک) برای نشانهروی استفاده میشود.
قطبنما برای اندازهگیری سمت مغناطیسی امتدادها ساخته شده است و قسمت های اصلی آن عبارت اند از:
– عقربه مغناطیسی که روی پایه قائمی می تواند به طور آزاد و متعادل نوسان کند.
– دایره محیطی مدرج که سمت امتدادها از روی آن تعیین می شود.
– خط نشانه روی
۹. زاویهیاب مغناطیسی:
در دستگاه زاویهیاب T0 ساخت کارخانه ویلد دایره مدرج افقی دستگاه، خاصیت مغناطیسی دارد. در نقطهای از محیط این دایره که شمال مغناطیسی را نشان میدهد عدد صفر حک شده و محیط دایره مثل دیگر دستگاههای زاویهیاب از صفر تا ۳۶۰ درجه (یا ۴۰۰ گراد) تقسیمبندی شده است. بنابراین هنگامیکه ضامن مخصوص دستگاه را آزاد میکنیم، صفر لمب افقی در امتداد شمال مغناطیسی قرار میگیرد و با قرائت دایره مدرج افقی در روی هر امتداد، مستقیماً آزیموت مغناطیسی آن امتداد به دست میآید.
۱۰. دستگاههای آنالاتیک:
در دوربینهای جدید نقشهبرداری به کمک یک سیستم عدسی واگرا مسیر شعاعهای نوری را طوری تغییر میدهند که محل برخورد آنها روی مرکز اصلی دستگاه (که بعد از استقرار دستگاه ردی خط قائم گذرنده بر ایستگاه دوربین قرار دارد) واقع شود. در این گونه دستگاهها مقدار ثابت جمعی صفر است. این نوع دستگاهها را آنالاتیک مینامند.
۱۱. فاصلهیابهای مایکروویو:
این نوع دستگاهها با استفاده از روش ارسال و دریافت امواج رادیویی (مایکروویو) و اندازهگیری اختلاف فاز بین موج رفت و برگشت، فاصله بین دو نقطه را تعیین میکنند. طول امواج ایجاد شده بین ۳ تا ۳۰ میلیمتر است. هر سیستم اندازهگیری از دو دستگاه همانند تشکیل شده که یکی به عنوان دستگاه اصلی (ماستر) و دیگری به عنوان دستگاه فرعی (ریموت) عمل میکند. در این سیستم امواجی از دستگاه ماستر تولید و به سمت دستگاه ریموت فرستاده میشود. دستگاه ریموت بلافاصله پس از دریافت این امواج آنها را منعکس و بسمت دستگاه اول میفرستد. دستگاه اصلی پس از دریافت امواج برگشتی اختلاف فاز بین سیگنالهای رفت و برگشت را تعیین و از روی آن فاصله بین دو نقطه را تعیین میکند.
۱۲. فاصلهیابهای الکترواپتیکی:
در ساختمان این نوع دستگاهها از نور مادون قرمز یا نور مرئی (از جمله نور لیزر) استفاده میشود. اولین دستگاهی که در این سیستم ساخته شد ژئودیمتر است. در این دستگاه از نور تولید شده از تنگستن یا جیوه استفاده میشود. این دستگاه بعداً با به کار گیری نورهای چندگانه لیزری تکمیل شد.
۱۳. تاکئومترهای الکترونیکی:
اصطلاح تاکئومترهای الکترونیکی به دستگاهی گفته میشود که بتواند همزمان زوایا و فواصل را با روش الکترونیکی اندازه بگیرد و برخی از محاسبات نظیر فاصله افقی و اختلاف ارتفاع (از روی فاصله مایل و زاویه قائم) و یا مختصات دکارتی نقاط (از روی فاصله و ژیزمان) را انجام دهد. برخی از این دستگاهها قادرند دادهها را در حافظه داخلی و یا در حافظه کمکی که معمولاً یک واحد ثبت اطلاعات از نوع حالت جامد است ذخیره کنند. تاکئومترهای الکترونیکی را میتوان از نظر کلی در دو دسته طبقهبندی کرد: ۱- طرح جامع (در این طرح زاویهیاب الکترونیکی و فاصلهیاب الکترونیکی به شکل یک واحد کامل و منفرد است) ۲- طرح متفرق (در این طرح زاویهیاب و فاصلهیاب بصورت واحدهای مجزا از هم هستند که میتوانند بطور مستقل استفاده شوند)
۱۴. مساحتسنج (پلانیمتر=Planimeter):
دستگاهی است برای اندازهگیری مساحت اشکال نامنظم روی نقشه که با طی کردن دوره شکل به وسیله یک نقطه یا سوزن (به نام نقطه یا سوزن ردیاب – Tracing point)، مساحت شکل تعیین میشود و در حقیقت یک انتگرالگیری مکانیکی صورت میگیرد.
پلانیمترها انواع مختلفی دارند، از جمله پلانیمتر قطبی (رایجترین) – دیسکی و دیجیتالی.
۱۵. شاغول زنیت – نادیر (Zenith and Nadir Plummet):
برای انتقال نقاط از سقف به زیر یا بر عکس از شاغولهای زنیت – نادیر استفاده میشود. ساختمانها این دوربینها شبیه شاغولهای اپتیکی دستگاههای زاویهیابی است. با این تفاوت که هم تصاویر نقاط سقفی و هم تصاویر نقاط زمینی را میتوان در راستای محور قراولروی دوربین مشاهده کرد. علاوه بر آن درشتنمایی آنها نسبت به َ
شاغول اپتیکی دوربینها بیشتر است. در این دستگاهها پس از تمرکز روی نقطه سقفی (یا زمینی) با وارونه ساختن آن نقطه مربوط به پایین (یا بالا) منتقل میشود.
۱۶. شاقول:
شاقول وسیله ی تعیین امتداد خط قائم در هر نقطه است. شاقول نقشه برداری باید قدری سنگین باشد که در اثر وزش بادهای ملایم منحرف نگردد.
۱۷. شیب سنج:
وسیلهای است که می توان با آن شیب زمین یا زاویه هر امتداد را با خط قائم اندازه گرفت و بطور خلاصه تشکیل شده است از یک قراولروی و یک اندکس که متصل به وزنه ایست در اثر قوه جاذبه مانند شاقول در امتداد قائم قرار می گیرد و خط اندکس در مقابل دایره مدرجی زاویه خط قراولروی را با افق مشخص می کند بر طبق همین اصول انواع و اقسام آن ساخته شده است.
۱۸. شاخص مدرج: در نقشه برداری و مخصوصاً کارهای ترازیابی که اختلاف ارتفاع بین نقاط را تعیین می کنند از شاخص مدرج استفاده می شود. و آن عبارت است از خط کش بزرگی که طول آن ۴ متر بوده و عرض آن حدود ۱۵ سانتی متر و ضخامت آن ۲ تا ۳ سانتیمتر می باشد. چون حمل و نقل شاخص ۴ متری مشکل است معمولاً تا شونده بوده و از ۲ تکه که روی هم لولا شده اند تشکیل می شود.
۱۹. تراز:
یکی از وسایل بسیار مهم در نقشه برداری که تقریباً با تمام اسباب های نقشه برداری تنظیم می شود تراز است. تراز هم به تنهایی برای افقی کردن یک خط یا یک سطح مورد استفاده است و هم با دوربین های نقشه برداری به منظور قائم نمودن محور آن ها به کار می رود. تراز تشکیل شده است از یک لوله شیشه ای که دارای انحنای بسیار کمی بوده و داخل آن را مایع بسیار سیال از قبیل (الکل و اتر) پر کرده و فقط حباب کوچکی هوا در آن باقی مانده است این لوله شیشه ای را داخل محفظه آهنی یا چوبی ثابت نموده و این محفظه بوسیله پیچ تنظیم و یک لولا به سطح دیگری به نام سطح اتکا متصل شده است. در وسط شیشه درجاتی به طور قرینه در دو طرف ایجاد شده و قسمت وسط که دو خط آن با رنگ قرمز مشخص شده درجه تنظیمی تراز است.
۲۰. تراز بنایی:
ترازی است که سطح اتکاء همان محفظه است که شیشه در آن نصب شده است و در تراز بنایی چون نمی توان آن را تنظیم کرد باید هر چند وقت یک بار نشانه های جدیدی روی شیشه با مداد رنگی رسم کرد.
۲۱. تراز کروی:
تراز کروی که برای افقی کردن تقریبی سطوح یا قائم نمودن شاخص بکار می رود داخل آن از مایع فراری (اتر و الکل) پر شده و حبابی در آن باقی مانده است اگر طوری این تراز کروی را نسبت به سطح اتکاء آن ثابت کرده باشیم که خط وصل از مرکز تراز عمودی بر سطح اتکاء باشد در این صورت تراز تنظیم خواهد بود.
۲۲٫ بیس پلیت (base plate):
صفحه نصب شده بر روی پیلار و براکت جهت استقرار دستگاه های اندازه گیری و منشور. برای تراز کردن صفحه های بیس پلیت دقیق ترین روش استفاده از دوربین نیوو (ترازیاب) است. به دلیل اینکه ترازیاب تنها در یک صفحه افقی جابه جا می شود اما تئودولیت هم در صفحه افقی و صفحه قائم جایه جا می شود و دقت افقی سازی محور قراولروی نیز در ترازیاب (نیوو) با دقت بالاتری انجام می گیرد.
تجهیزات هیدروگرافی:
۱٫ اکوساندر:
در یک عمق یاب الکترواکوستیکی، مولد سیگنال الکتریکی عمق یاب، یک پالس الکتریکی قوی را تولید می کند. این سیگنال پس از تقویت به ترانسدیوسر ارسال می شود. ترانسدیوسر پالس الکتریکی را به پالس صوتی تبدیل کرده و آن را در امتداد قائم به طرف بستر دریا ارسال می کند. سیگنال پس از برخورد با سطح بستر دریا به صورت پژواک بازگشت داده می شود. و ترانسدیوسر آن را دریافت می کند. ترانسدیوسر پالس دریافتی را به سیگنال صوتی تبدیل کرده و آن را پس از تقویت به واحد اندازه گیری زمان ارسال و دریافت سیگنال منتقل می کند. بدین لحاظ اسم دستگاه اکوساندر نامیده شده است.
۲٫ sub bottom profiler (زیر بستر نگار):
برای بررسی لایه های زیرین بستر دریا و اشیای مدفون شده نظیر لوله و کابل از عمق یاب های با فرکانس کم (از چند کیلو هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز) استفاده می شود.
۳٫ side scan sonar:
برای مشخص کردن عوارض طبیعی و مصنوعی موجود در بستر دریا از این دستگاه ها استفاده می شود. و در عملیات هیدروگرافی بیشترین کاربرد را دارد.
۴٫ magnetometer (مغناطیس سنج):
برای اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین به کار می رود.