ترازیابی در مهندسی نقشه‌برداری
ترازیابی در مهندسی نقشه‌برداری
ترازیابی (Leveling) پرکاربردترین روش برای به دست‌آوردن ارتفاع نقاط زمین نسبت به یک نقطه مبدأ مرجع است و معمولاً به عنوان یک روش مجزا از روش‌هایی که در تثبیت موقعیت پلان استفاده می‌شود. مفهوم اصلی تراز‌کردن شامل اندازه‌گیری فاصله عمودی نسبت به یک خط دید افقی است. از این رو به یک متخصص برای اندازه‌گیری‌های عمودی و ابزاری نیاز دارد که یک خط دید افقی را فراهم کند [1], [2].
انواع ترازیابی:
ترازیابی دقیق یا ژئودتیک
ترازیابی معمولی یا ساده [1].
- روش‌های ترازیابی:
روش‌های ترازیابی ممکن است مستقیم باشد به عنوان مثال:
- ترازیابی ساده
- ترازیابی چشمی
- ترازیابی پروفیل
- ترازیابی مقطع
- ترازیابی متقابل
- ترازیابی دقیق
- ترازیابی بررسی مجدد
- ترازیابی پرواز [1].
- یا ممکن است غیر مستقیم باشد به عنوان مثال:
- ترازیابی مثلثاتی
- ترازیابی بارومتریک
- هیپسومتری [1]
مراحل ترازیابی:
(الف) راه‌اندازی
- فواصل دید عقب و جلو باید تقریباً برابر باشند تا از هرگونه خطای ناشی از برخورد، شکست یا انحنای زمین جلوگیری شود.
- فاصله‌ها نباید آنقدر زیاد باشد که نتوان گرادیان‌ها را دقیق خواند.
- ارتفاع نقاط برداشت باید کمتر از تراز ابزار باشد، اما کمتر از ارتفاع کارکنان نباشد [1].
ب) حذف اختلاف دید
- این اختلاف حرکت ظاهری تصویر است که با حرکت چشم ناظر در چشمی ایجاد می‌شود.
- با تمرکز تلسکوپ دوربین بر روی بی‌نهایت و سپس تنظیم چشمی تا زمانی که میله متقاطع در فوکوس واضح ظاهر شود، اختلاف از بین می‌رود. تنظیم برای چشم ناظر خاص ثابت می‌ماند [1].
(ج) یادداشت‌برداری
- برگه‌های ترازیابی باید شماره‌گذاری و در یک دفتر ثبت شوند.
- مشخصات محل، کار، تاریخ، ناظر، حامل میر، نویسنده، آب و هوا، باد، ابزار و سایر موارد مرتبط باید وارد شود.
- اولین مشاهده (که در یک نقطه شناخته شده است) در ستون Backsight و جزئیات کافی در ستون Remarks برای شناسایی آن وارد می‌شود. صفر نقطه L. از سایت یا پلاک روی BM و غیره وارد شود.
- تمام نقاط دیگر در خطوط بعدی به عنوان نقاط میانی وارد می‌شود، به جز نقطه‌ای که به عنوان دید جلو انتخاب شده است. آن‌ها در ستون Remarks مانند بالا مشخص می‌شوند. نقطه دید از جلو در یک خط دیگر در ستون Foresight وارد می‌شود.
- ابزار به تنظیمات بعدی تغییر داده می‌شود. نقطه دید از جلو قبلی به عنوان نقطه دید از عقب برداشت بعدی است و باید در ستون Backsight وارد شود.
- رویه بالا باید در هر راه‌اندازی در مسیر بیرونی تکرار شود و سپس معکوس شده تا در مرحله برگشت به نقطه شروع بازگردد. دورترین نقطه مانند سایر نقاط تغییر در نظر گرفته می‌شود [1].
فرآیند ترازیابی
فرآیند ترازیابی به بیان دیگر به این صورت است دستگاه در فاصله ۱۰۰ متری یک نقطه با تراز معلوم یا فرضی تنظیم می‌شود. میله‌ای به صورت عمودی در آن نقطه نگه داشته و خوانده می‌شود. مقدار خوانده شده، معادل با ارتفاع ترازیاب نسبت به نقطه آغاز است. به این ترتیب، ارتفاع دستگاه نسبت به تراز پایه مشخص می‌شود.
سپس میله در نقطه‌ای با تراز نامعلوم قرار داده می‌شود و با خواندن مقدار روی میله، تراز آن نقطه محاسبه می‌شود. این فرآیند تا زمان رسیدن به نقطه هدف ادامه می‌یابد. در عمل، می‌توان اندازه‌گیری را در یک حلقه بسته که پایانش همان نقطه آغاز است یا به سوی نقطه‌ای با تراز معلوم انجام داد. به این ترتیب، از اشتباه عملیاتی جلوگیری می‌شود و خطای باقیمانده در ایستگاه‌ها توزیع می‌شود.
برخی از دستگاه‌ها دارای سه خط هستند که می‌توان به وسیله آن‌ها فاصله نقاط را نیز اندازه‌گیری کرد. همچنین می‌توان با خواندن تراز روی سه خط و میانگین‌گیری از آن‌ها، اشتباه در خواندن تراز را کاهش داد [3].
دستگاه‌های ترازیابی
ترازیاب خودکار
در ترازیاب خودکار از یک تنظیم‌کننده بهره می‌برند تا اطمینان حاصل شود که پس از یک‌بار افقی‌شدن تراز توسط کاربر، خط دید افقی می‌ماند. نیازی نیست که برای هر بار خواندن تراز، دوباره تراز دستگاه تنظیم شود [3].
ترازیاب لیزری
ترازیاب لیزری، یک پرتو مرئی یا قابل تشخیص توسط سنسور روی میله تراز را می‌تاباند. مزیت این روش، آن است که یک نفر می‌تواند به تنهایی ترازیابی را انجام دهد؛ در حالی که در سایر روش‌ها باید یم نفر میله را نگه دارد و فرد دیگر، تراز روی دستگاه را بخواند. می‌توان سنسور را روی یک دستگاه متحرک نصب کرد و شیب‌بندی خودکار انجام داد [3].
ابزار‌های مورد استفاده برای ترازیابی
الف) ترازیاب مهندسی
همانطور که از نام آن مشخص است، توسط سازندگان و مهندسان استفاده می‌شود. طراحی آن‌ها اساساً همانطور که قبلاً توضیح داده شد است. کوچکترین درجه گرادیان در آن‌ها 1 سانتی‌متر است. میلی‌متر باید تخمین زده شود، دقت یک قرائت حدود 2-3 میلی‌متر خواهد بود [1].
ب) ترازیاب دیجیتال
در این نوع ترازیاب از بارکد خاصی استفاده می‌شود. تصویر از لنز شیئی عبور می‌کند و سپس از طریق یک تقسیم‌کننده پرتو به یک آرایه آشکارساز عکس می‌رسد و در آنجا دیجیتالی می‌شود. ریزپردازنده این تصویر را با یک کپی از بارکد مقایسه می‌کند و خواندن کارکنان را محاسبه می‌کند که نمایش داده و/یا ذخیره می‌شود. حساسیت دستگاه به گونه‌ای است که می‌توان به دقت خواندن 2/0 میلی‌متر تا 3/0 میلی‌متر دست یافت و طول دید را تا 100 متر افزایش می‌دهد [1].
ج) ترازیاب دقیق
این ترازیاب سطح معمولی است که در آن یک میکرومتر صفحه موازی در جلوی عدسی شیئی قرار می‌گیرد. این اجازه می‌دهد تا تصویر گرادیان با مقادیر بسیار کمی قابل اندازه‌گیری به بالا یا پایین منتقل شود. برای طول دید کمتر از 50 متر، دقت خواندن تکی 02/0 میلی‌متر تا 03/0 میلی‌متر قابل دستیابی است [1].
میر
میر شاخص ترازیابی جهت تعیین اختلاف ارتفاع بین نقاط توسط دوربین‌های ترازیاب (نیوو) مورد استفاده قرار می‌گیرد. شاخص‌ها به دو دسته ساده و بارکد‌دار تقسیم می‌شوند. میرهای ساده توسط ترازیاب‌های اتوماتیک و میرهای بارکد توسط ترازیاب‌های دیجیتال قابل استفاده می‌باشند.
جنس میر شاخص ترازیابی معمولا از آلومینیوم یا آلیاژهای زیر مجموعه آلومینیوم میباشد. از آنجایی که ارتفاع میر به چهار یا پنج متر می‌رسد؛ بنابراین استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در عین سبکی وزن مقاومت بالایی را دارد و نقشه‌برداران می‌توانند در شرایط سخت پروژه‌های ساختمانی از این میر شاخص ترازیابی استفاده نمایند.
ضریب انبساط و انقباض این میرهای آلومینیومی بسیار کمتر و کنترل شده است تا در تغییرات دمایی بالا خطای کتری را در پروژه‌های ترازیابی ایجاد نماید.
مدل‌های قدیمی‌تر میر شاخص ترازیابی نوع چوبی و تاشو آن‌ها میباشد که توسط نقشه‌بردارن در قدیم استفاده شده است [4].
- ترازیابی چشمی
در ترازیابی چشمی (Optical levelling، spirit levelling و differential levelling) از دستگاهی شامل یک تلسکوپ مدرج و یک ترازیاب لوله‌ای استفاده می‌شود. هنگامی که حباب درون ترازیاب لوله‌ای در مرکز قرار گیرد، فرض می‌شود که خط دید تلسکوپ، افقی است.
ترازیاب چشمی روی یک سه‌پایه به گونه‌ای قرار داده می‌شود که دو نقطه‌ای که باید اختلاف ارتفاعشان به دست آید، دیده شوند. در هر نقطه، یک میله مدرج به صورت عمودی نگه داشته می‌شود. نقشه‌بردار، مقدار مشاهده شده روی هر میله را می‌خواند. تفاضل دو مقدار به عنوان اختلاف ارتفاع دو نقطه، در نظر گرفته می‌شود.
اگر دستگاه در فاصله مساوی از هر دو نقطه قرار داشته باشد، خطای ناشی از تنظیم ابزار و اثرات کرویت زمین، قابل چشم‌پوشی هستند [3].
- ترازیابی پرواز
ترازیابی پرواز یک راه سریع برای ایجاد یک بنچ‌مارک موقت جدید است. بنچ‌مارک به محاسبه ترازهای کاهش‌یافته کمک خواهد کرد. یک بنچ‌مارک موقت معمولاً در پروژه‌های ساختمانی کوچک استفاده می‌شود. در پروژه‌های بزرگتر، ترازها به بنچ‌مارک‌های نقشه‌برداری اصلی مرتبط خواهند شد [2].
ترازیابی پرواز برای انتقال سطوح استفاده می‌شود و تنها برداشت‌های مورد نیاز، ثبت نقاط دید از جلو و عقب را شامل می‌شود. قرائت‌های میانی استفاده نمی‌شوند اما فاصله بین قرائت‌ها نباید از 50 متر تجاوز کند. ترازیابی پرواز زمانی می‌تواند مفید باشد که بنچ‌مارک بسیار دور از ایستگاه کاری باشد. در چنین حالتی، یک بنچ‌مارک موقت در ایستگاه کاری قرار می‌گیرد که بر اساس معیار اصلی است. خیلی دقیق نیست و فقط برای تعیین سطوح تقریبی استفاده می‌شود [2].
- انکسار و انحنا
انحنای زمین باعث می‌شود که خط دید افقی روی دستگاه، در فاصله‌های زیاد، بالاتر از تراز واقعی کروی قرار گیرد. در برخی موارد، این اثر در فاصله‌های کمتر از ۱۰۰ متر نیز ممکن است قابل توجه باشد.
خط دید افقی دستگاه، به دلیل انکسار نور در هوا، خط مستقیم نیست. تغییر چگالی هوا با تراز، باعث خم‌شدن خط دید به سمت زمین می‌شود.
اصلاح ترکیبی انکسار و انحنا تقریباً برابر است با [5]:
∆h_feet=0.021(D_ft/1000)^2
یا
∆h_meters=0.067D_km^2
در کارهای دقیق، باید این اثرات محاسبه و اصلاح شوند. در بیشتر موارد، تنها کافی است که فاصله دو نقطه از یکدیگر تقریباً مساوی باشد تا از اثر انکسار و انحنا چشم‌پوشی شود. در فاصله‌های کم، اثر دما و فشار ناچیز است، ولی اثر گرادیان دما می‌تواند باعث ایجاد خطا شود [6].
- حلقه ترازیابی و تغییرات گرانش
با فرض صفر‌بودن خطای اندازه‌گیری، اگر میدان گرانش زمین کاملاً منظم و گرانش ثابت بود، حلقه ترازیابی همواره دقیق بود:
∑_(i=0)^n 〖∆h_i=0〗
در حلقه‌های کوچک، خطای حلقه ناچیز است؛ ولی در حلقه‌های بزرگتر که یک ناحیه یا یک قاره را پوشش می‌دهد، چنین نیست.
آموزش قرائت با دوربین ترازیاب
یک دوربین ترازیاب شامل سه قسمت فوقانی، میانی و تحتانی است.
قسمت فوقانی: شامل تلسکوپ (عدسی‌های شیئی و چشمی) و لوازم قراولروی؛
قسمت میانی: شامل تراز، قسمتی از بدنه، تراز کروی و صفحه مدرج؛
قسمت تحتانی: شامل پیچ‌های تراز‌کننده و اتصال و صفحه اتصال دستگاه به روی سه پایه. همچنین چندین پیچ روی دستگاه وجود دارد که هر یک وظیفه‌ای دارد مثل حرکت دادن دستگاه بصورت افقی (کلی و جزئی)، پیچ وضوح تصویر، پیچ وضوح تار رتیکول.
در دوربین ترازیاب دو محور به شرح زیر وجود دارد:
- محور دیدگانی دوربین: محوری است که محل تقاطع دو تار بلند رتیکول را به مرکز عدسی‌های شیئی و چشمی وصل می‌کند (در صورتی که دستگاه خطا نداشته و از تنظیم خارج نشده باشد). در غیر اینصورت خطایی ایجاد می‌شود که آن را خطای کولیماسیون یا کجی محور دیدگانی می‌گویند.
- محور اصلى دستگاه: محوری است که امتداد قائم را نشان می‌دهد؛ بنابراین وقتی که دستگاه تراز باشد، محور اصلی بر امتداد شاقولی منطبق است.
نحوه تراز‌کردن دوربین
پس از نصب دستگاه و استقرار آن روی زمین، باید دوربین به طور کامل تراز شود. یک تراز کروی بر روی دوربین قرار دارد که با استفاده از پیچ‌هایی که در تصویر بالا قابل مشاهده است تنظیم می‌شود. در حین تراز‌کردن دوربین به این نکته توجه کنید که حباب تراز به سمت هر پیچ تراز منحرف شده باشد، باید همان پیچ را باز کرده و مجددا تنظیم کنید. دومین نکته مهم این است که تراز دوربین درحالت‌های مختلف نباید بهم بخورد.
- تار ریتکول
به علائم و نشانه‌هایی که جهت قرائت و اندازه‌گیری داخل دوربین قرار گرفته است، تار رتیکول گفته می‌شود. تار رتیکول به صورت خطوط مستقیم و منحنی میباشد.
- قرائت با استفاده از دوربین ترازیاب
پس از واضح‌کردن صفحه تار رتیکول و فوکوس لنز دوربین، با نگاه‌کردن به داخل چشمی تصویری شبیه به شکل زیر دیده می‌شود. صفحه تارهای رتیکول شامل یک تار عمودی و سه تار افقی است که هنگام نشانه‌روی به شاخص لازم است تار عمودی شاخص را از بالا تا پایین به دو نیم تقسیم کند، در این حالت تار افقی میانی (تار وسط) روی هر عددی قرار گرفت آن عدد خوانده و یادداشت می‌شود.
با توجه به شکل بالا، عددهایى روی شاخص نوشته شده است. این اعداد مقدار دسی‌متر را روى شاخص نشان می‌دهند و هر دسی‌متر با ده سانتی‌متر نشان داده شده که از خطوط سفید و سیاه یا سفید و قرمز تشکیل می‌شود. نقشه‌بردار به این ترتیب قرائت می‌کند: ابتدا عدد 14. بعد خطوط سانتی‌متر شمرده می‌شود، 2 خط، می‌شود 20 میلی‌متر و باقی‌مانده‌های سانتی‌متر سوم به صورت میلی‌متر حدس زده می‌شود که اینجا 1 میلی‌متر می‌شود. بنابراین نقشه‌بردار می‌خواند 21، و قرائت نهایی 1421 یادداشت می‌شود. قرائت روى شاخص با دقت میلی‌متر انجام می‌شود و باید همیشه به صورت چهار رقمى و برحسب میلی‌متر نوشته شود.
- خطاهای ترازیابی:
خطای کولیماسیون
خطای ناشی از انحنا و شکست
خطاهای ابزار [1]
[1] “Levelling in Engineering Survey – Types, Methods, Procedures.” Accessed: Apr. 20, 2024. [Online]. Available: https://www.aboutcivil.org/levelling-in-engineering-surveying.html
[2] “Levelling applications – Designing Buildings.” Accessed: Apr. 20, 2024. [Online]. Available: https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Levelling_applications
[3] “Levelling – Wikipedia.” Accessed: Apr. 20, 2024. [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Levelling
[4] “میر شاخص ترازیابی – تجهیزات نقشه برداری.” Accessed: Apr. 20, 2024. [Online]. Available: https://www.disto.ir/product-category/level-accessories/leveling-stuff/
[5] R. E. Davis 1885-1970., F. S. FOOTE, and J. W. KELLY, Surveying theory and practice. [By] Raymond E. Davis … Francis S. Foote … Joe W. Kelly … Fifth edition. [With illustrations.]. New York SE – pages xxv. 1096 ; 8vo: McGraw-Hill Book Co., 1966. doi: LK – https://worldcat.org/title/559514440.
[6] G. Bomford, “Geodesy: fourth edition.,” Geod. fourth Ed., 1980, Accessed: Apr. 20, 2024. [Online]. Available: https://books.google.com/books/about/Geodesy.html?id=4hAJAQAAIAAJ
معرفی دوره
ما یکسری دوره های داریم که در رابطه با نقشه برداری است که کاملا به صورت پروژه محور و عملی میباشد و همچنین برای توضیح های بیشتر در رابطه با دوره میتوانید روی دوره های زیر کلید کنید و مطالب آن ها را مطالعه بفرمایی
آموزش جامع نقشه برداری (صفر تا صد)
دوره جامع صفرتا صد نقشه برداری زمینی این دوره برای چه کسانی مناسب است؟ تمامی دانشجویان و فارغ التحصیلان رشته…
دوره آموزش نرم افزار civil3d
آموزش نرم افزار CIVIL3D ویژه نقشه برداری،با درنظر گرفتن جزئیات اجرایی مورد نیاز در پروژه ها بصورت تضمینی
پلاگین شیت بندی اتوماتیک نقشه برداری UTMP
این پلاگین ویژه رشته نقشه برداری برای افزایش کیفیت نقشه ها و خروجی اتوماتیک نقشه است .این پلاگین در کنار…
دوره آموزش نقشه برداری با دوربین توتال استیشن و جی پی اس
آموزش پروژه محور نقشه برداری با دوربین توتال استیشن سندینگ و لایکا +آموزش گیرنده مولتی فرکانس (جی پی اس)
دورره آموزشی تخصصی تفکیک آپارتمان
این آموزش در مرحله پیش فروش بوده و از هفته اول اسفند ماه آموزش ها اضافه خواهد گردید. دوره آموزش…
دوره مبانی نقشه برداری
در این آموزش با اصول اولیه و اصلی نقشه برداری آشنا خواهید شد،دقیقا در نقشه برداری دنبال چه چیزی هستیم؟
نقشه برداری بدون وابستگی به تجهیزات و صرفا با یک متر، نخ ریسمان و …
آموزش نقشه برداری با جی پی اس مولتی فرکانس
در این آموزش در کوتاه ترین مدت زمان بصورت کامل با سامانه های ماهواره gnss آشنا خواهید شد و میتوانید پروژه های خود را با گیرنده مولتی فرکانس بصورت کاملا اجرایی به اجرا رسانید.
آموزش جامع ترازیابی (دوربین نیوو)
در این دوره بصورت کامل ترزایابی را بصورت اجرایی با روش های کامل یا خواهید گرفت در پروژه های ساختمانی،راهسازی خط انتقال لوله و…
آموزش نقشه برداری نمای ساختمان
آموزش نقشه برداری نما ساختمان با دوربین توتال استیشن بصورت کاملا پروژه محور
آموزش گوگل ارث ویژه نقشه برداری
بصورت تخصصی به کاربرد نرم افزار گوگل ارث در نقشه برداری پرداخته شده است و با حضور در پروژه های واقعی کاربرد این نرم افزار آموزش داده شده است
تبلیغات و بازار کار در مهندسی عمران و نقشه برداری
در این آموزش شما با روش های تبلیغات موثر با هزینه پایین والبته بازدهی سریع ویژه مهندسی عمران،معماری و نقشه برداری آشنا خواهید شد.
پروژه راهسازی با نرم افزار civil3d
در این آموزش برای اولین با در کشور روش طراحی یک پروژه راهسازی مطابق با نشریه 800(آیین نامه آرا) آموزش داده شده است که کارآموز بعد از گذراندن این آموزش توانایی طراحی یک پروژه راهسازی مطابق با آیین نامه آرا را بدست می آورد
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
دفترچه دستیار نقشه بردار
دفترچه گزارش روزانه کارگاه ساختمانی
دستور move در سیویل تری دی
دستور area در اتوکد چیست؟
تبدیل فایل GSI به Text
دیدگاهتان را بنویسید