تجهیزات نقشه برداری مدرن و کاربردهای آن ها
تجهیزات مدرن نقشه برداری امکان انجام عملیات های مختلف نقشه برداری را با سرعت و دقت بهتری نسبت به تجهیزات معمول فراهم می آورند. در این مقاله به بحث در مورد انواع مختلف این تجهیزات و کاربردهای آنها می پردازیم.
در نقشه برداری بصورت مرسوم، برای اندازه گیری های خطی از نوار متر و زنجیر و برای اندازه گیری های زاویه ای از قطب نما و تئودولیت های معمولی استفاده می شود. کار ترازیابی با بکارگیری یک تراز کوتاه و یک شاخص ترازیابی انجام می شود. با در دست داشتن چنین تجهیزاتی، کار نقشه برداری کند و کسالت بار خواهد بود.
از این رو ادوات نقشه برداری مدرن روز به روز محبوب تر شده و به تدریج جایگزین تجهیزات قدیمی نقشه برداری نظیر قطب نما و تراز کوتاه می شوند. با در دست داشتن این ابزارآلات، نقشه برداری توام با دقت و سرعت بیشتر، و کسالت کمتری خواهد بود. برخی از تجهیزات مدرن نقشه برداری در اینجا مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند.
تجهیزات نقشه برداری مدرن و کاربردهای آن ها
موارد ارائه شده زیر تجهیزات مدرنی هستند که در نقشه برداری مورد استفاده قرار می گیرند:
- تجهیزات فاصله یاب الکترونیکی (EDM)
- توتال استیشن
- سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)
- تراز خودکار
تجهیزات فاصله یاب الکترونیکی (EDM)
اندازه گیری مستقیم فواصل و راستای آن ها می تواند با استفاده از یک دستگاه الکترونیکی که بر مبنای انتشار، بازتاب و دریافت امواج نوری و یا رادیویی کار می کند، امکان پذیر شود. این دستگاه ها را می توان بطور گسترده در سه گروه زیر طبقه بندی نمود:
الف) دستگاه های مجهز به امواج مادون قرمز
ب) دستگاه های مجهز به امواج نوری
ث)دستگاه های مجهز به مایکروویو
الف) دستگاه های مجهز به امواج مادون قرمز
این ابزارها فواصل را با بکارگیری امواج مادون قرمز با دامنه مدوله شده، اندازه گیری می کنند. در انتهای خط اندازه گیری، منشورها روی تارگتی که برای بازتاب امواج استفاده می شود، سوار شده اند. این دستگاه ها سبک و ارزان هستند و می توانند روی تئودولیت ها برای اندازه گیری های زوایه ای نیز سوار شوند. برد این دستگاه ها در حدود ۳ کیلومتر و دقت به دست آمده از بکارگیری آن ها ۱۰± میلیمتر است.
دیستومات های DI 1000 و DI 5 مثال هایی از این نوع فاصله یاب ها هستند.
دیستومات DI 1000
این دستگاه یک EDM فشرده بسیار کوچک است که بطور خاص در ساخت و سازهای ساختمانی و دیگر کارها در حوزه مهندسی عمران، جایی که فواصل اندازه گیری شده کمتر از ۵۰۰ متر هستند، مفید است. این EDM موجب می گردد که نیازی به وجود متر نباشد. برای اندازه گیری فاصله، اپراتور باید به سادگی از دستگاه به سمت رفلکتور نشانه روی کرده، یک دکمه را لمس نموده و نتیجه را قرائت کند.
ب) دستگاه های مجهز به امواج نوری
اینها تجهیزاتی هستند که فواصل را بر اساس انتشار امواج نوری مدوله شده اندازه گیری می کنند. دقت این دستگاه ها از ۰٫۵ تا ۵ میلیمتر در کیلومتر متغیر است و بردی در حدود ۳ کیلومتر دارد. ژئودیمتر مثالی از این نوع EDM ها است.
ژئودیمتر دستگاهی است که بر مبنای انتشار امواج نوری مدوله شده کار می کند و توسط E.Bergestand نقشه بردار سوئدی در حوزه زمین شناسی و در همکاری با کارخانه سوئدی M/s AGA توسعه یافته است. این دستگاه بیشتر برای مشاهداتی که در شب صورت می گیرند مناسب است و به یک سامانه منشوری در انتهای خط اندازه گیری برای بازتاب امواج نیاز دارد.
ث) دستگاه های مجهز به مایکروویو
این دستگاه ها از امواج رادیویی با فرکانس بالا بهره می گیرند و در ابتدای دهه ۱۹۵۰ در آفریقای جنوبی و توسط دکتر T.L. Wadley ابداع گردیدند. برد آن ها تا ۱۰۰ کیلومتر بوده و قابل بکارگیری در شب و روز هستند. تلئورومترها مثالی از این دست EDM ها هستند.
تلئورومتر نوعی از EDM ها است که امواج رادیویی با فرکانس بالا (مایکروویو ها) را برای اندازه گیری فواصل مورد استفاده قرار می دهد. این دستگاه ها به سادگی قابل حمل بوده و امکان کار با یک باتری با ولتاژ ۱۲ تا ۲۴ ولت را دارد.
برای اندازه گیری فاصله به دو تلئورومتر مستقر شده در هر یک از دو سوی خط اندازه گیری، و دو اپراتور بسیار ماهر برای انجام مشاهدات، احتیاج داریم. یکی از دستگاه ها به عنوان واحد اصلی و دیگری به عنوان یک واحد ریموت بکار گرفته می شوند.
تنها با فشردن یک دکمه، دستگاه های اصلی و ریموت قابل تبدیل به هم هستند. یک امکان گفتاری (ارتباطی) برای هر اپراتور به منظور برقراری ارتباط در طول اندازه گیری فراهم گردیده است.
توتال استیشن
توتال استیشن ها دستگاه های الکترونیکی کاملاً یکپارچه، فشرده و سبک وزنی هستند که قابلیت های یک EDM و دستگاه های زاویه یاب نظیر تئودولیت ها را باهم در آمیخته اند.
توتال استیشن ها می توانند عملیات زیر را انجام دهند:
- اندازه گیری فاصله
- اندازه گیری زوایا
- پردازش داده ها
- نمایش رقومی جزئیات نقاط
- ذخیره داده ها در قالب یک دفترچه الکترونیکی
مهمترین مشخصات توتال استیشن ها عبارتند از:
- صفحه کلید: تمامی عملکردها توسط یک صفحه کلید عملیاتی قابل کنترل هستند.
- صفحه نمایش رقومی: این صفحه مقادیر فاصله، زاویه، ارتفاع و مختصات نقطه مشاهده شده، جایی که رفلکتور (تارگت) نگه داشته شده است، را نمایش می دهد.
- ارتفاع سنجی عوارض دور: ارتفاع مربوط به برخی عوارض غیرقابل دسترس نظیر برج ها را می توان بطور مستقیم قرائت نمود. ریز پردازشگر فراهم شده برای این دستگاه بطور خودکار تصحیحات مربوط به کرویت زمین و شکست متوسط را به مشاهدات اعمال می کند.
- برنامه پیمایش: مختصات رفلکتور و زاویه یا راستای رفلکتور را می توان ذخیره کرده و در استقرار بعدی دستگاه مجدداً فراخوانی نمود.
- تنظیمات راستا برای فاصله و ارتفاع: با هدف مکان نمایی نقطه روی زمین با استفاده از یک تارگت، می توانیم راستا و فاصله افقی مورد نظر را وارد کنیم، و دستگاه، زاویه ای که تئودولیت باید به میزان آن چرخانده شود تا راستای مورد نظر بدست آید، و فاصله ای که تارگت باید حرکت کند تا فاصله مد نظر حاصل شود، را نشان می دهد.
سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)
سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS) توسط وزارت دفاع آمریکا توسعه یافته و سامانه راهبری با دامنه و زمان سیستم تعیین موقعیت جهانی (NAVASTAR GPS) و یا بطور ساده GPS نامیده می شود.
به این منظور، نیروی هوایی آمریکا ۲۴ ماهواره را در ارتفاع ۲۰۲۰۰ کیلومتری بالای سطح زمین مستقر نموده است. موقعیت این ماهواره ها به نحوی تنظیم شده است که حداقل ۴ ماهواره از هر نقطه روی زمین قابل مشاهده باشد.
کاربر نیازمند یک گیرنده GPS برای تعیین موقعیت هر نقطه روی زمین است. گیرنده سیگنال های دریافت شده از ماهواره را پردازش کرده و موقعیت مکانی (طول و عرض جغرافیایی) و ارتفاع یک نقطه را نسبت به یک دیتوم محاسبه می نماید.
تراز خودکار
یک تراز خودکار، دستگاه ترازیابی خاص کاربردی در عملیات نقشه برداری است که در بر دارنده یک کمپانساتور اپتیکی است که خط دید یا خط کلیماسیون را حتی زمانی که خود دستگاه اندکی مایل باشد، تراز نگه می دارد. دستگاه Wild NAK2 نمونه ای از ترازهای اتوماتیک است.
