فصل اول

مقدمه

بخش اول: اندازه‌گیری فاصله به روش مستقیم

بخش دوم: اندازه گیری فاصله به روش غیرمستقیم

فصل دوم

مقدمه:

بخش اول: ترازیابی باز

بخش دوم: ترازیابی بسته

فصل سوم:

مقدمه:

موضوع: پیمایش

مقدمه:

ما در این فصل اندازه‌گیری فاصله را انجام می دهیم که به روش‌های مختلفی انجام خواهد شد که یکی از این دو روش اندازه‌گیری فاصله به طور مستقیم خواهد بود و روش دیگر اندازه‌گیری فاصله به روش غیر مستقیم (بدون شیب) خواهد بود. در روش اندازه‌گیری فاصله به روش غیرمستقیم (بدون شیب کمر کارمان راحت‌تر و سریع‌تر انجام خواهد شد چون وسایل اندازه گیری فاصله استفاده از دوربین تئودولیت است که در این آزمایش ما زمینی را که بدون شیب است را انتخاب می کنیم و دوربین خود را در آنجا مستقر می کنیم که مستقر کردن دوربین نیز با استفاده از اصول و قوانین خاصی انجام می شود که در شرح آزمایش توضیح خواهیم داد و بعد شاخص را در محل مربوطه ممستقر خواهیم کرد و وقتی که داخل دوربین را نگاه کنیم تار بالا و پایین را مشاهده خواهیم کرد که اختلاف آن دو می تواند با به کار بردن در فرمول مورد نظر جواب اصلی را به ما بدهد که در این آزمایش تنها وسایل مهم ما همان دوربین تئودولیت و شاخص است و در کار عملی دیگر که به روش اندازه‌گیری فاصله به طور مستقیم است با استفاده از وسایل اندازه‌گیری ساده مثل متر – زنجیر مساحی و ژالون خواهد بود که این روش هم زمان بیشتر و هم کار خسته کننده‌تر خواهد بود و در آخر کار مقدار اختلاف اندازه‌‌گیری وسایل را بدست می آوریم.

کار علمی (1)

موضوع: اندازه‌گیری فاصله به روش مستقیم

وسایل مورد نیاز: ژالون، زنجیر مساحی، متر فلزی یا پارچه‌ای، دفترچه یادداشت، گچ.

مراحل کار:

1- امتدادگذاری 2- علامت‌گذاری 3- اندازه‌گیری توسط وسایل مختلف

4- قرائت 5- یادداشت 6- محاسبه اختلاف

شرح کار:

در مرحله اول دو نقطه‌ای که می خواهیم فاصله آن را بدست بیاوریم و اندازه‌گیری کنیم باید با استفاده از گچ آن دو نقطه را علامت گذاری کرده تا فاصله‌ای که می خواهیم بدست بیاوریم از این لحاظ دقیق باشد و اگر این کار علامت‌گذاری را سرسری بگیریم در مسافت‌های طولانی می بینیم که جوابی که بدست آوردیم کاملاً نادرست است و بعد از علامت گذاری، روی علامت‌ها ژالون‌ها را قرار می دهیم که مستقر کردن ژالون‌ها با فاصله های مختلف بستگی به طول مسافت ما دارد که از چه تعداد ژالون استفاده کنیم و وقتی که ژالون‌ها را مستقر کردیم با استفاده از یکی از وسایل اندازه گیری مثل متر اندازه‌گیری خود را شروع می کنیم و باید دقت کنیم که سر متر را دقیقاً روی نقطه علامتگذاری بگذاریم که برای ما بسیار مهم است و آن فاصله ای که ژالون ها را مستقر کردیم باید به اندازه ای باشد که ما وقتی متر را باز می کنیم بتوانیم با یک بار، فاصله دو ژالون را بدست آوریم و بعد عدد بدست آمده را یادداشت می کنیم و برای انجام کار مثلاً در فاصله هر ژالون را 50 متر می گیریم و بعد می شماریم و برای اطمینان دوباره برعکس این کار را انجام می دهیم و دوباره ما می توانیم همین فاصله را با استفاده از زنجیر مساحی انجام دهیم و این زنجیر یکی از مزایایی که دارد این است که نه گره می خورد و نه می شکند و بعد جوابی که با استفاده از زنجیر مساحی بدست آوردیم آن را هم یادداشت می کنیم بعد فاصله بدست آمده با استفاده از دو وسیله اندازه گیری را در کنار یک دیگر قرار می دهیم و اختلاف آن را بدست می آوریم که معلوم می شود چقدر اختلاف داریم.

فصل اول:

کلیات و مطالعات

مقدمه

شهرگرائی که حاصل توسعه اقتصادی و صنعتی می باشد، مشکلات متعددی را در پی داشته است. افزایش جمعیت و تراکم آن در واحد سطح شهرها، پیدایش موسسات خدماتی مانند بیمارستانها، دانشگاهها، آموزشگاهها، ادارات و ... توسعه واحدهای صنعتی و تولیدی بزرگ از جمله کارخانجات، صنایع نساجی و داروئی و غذایی و ...تولید حجم زیادی از فاضلابهای خانگی، شهری و صنعتی را به همراه داشته و سبب آلودگی در محیط زیست می گردد.

افزایش جمعیت در شهرهای توسعه یافته منتج به عدم تکافوی آب آشامیدنی و بی مصرف شدن آبهای سطحی زیرزمینی جهت شرب، در نتیجه آلودگی و گسترش شبکه آبرسانی متناسب با افزایش جمعیت و موسسات از یک طرف و جمع آوری فاضلاب شهری و صنعتی دفع مناسب آنها از سوی دیگر،‌دو عامل عمده از عوامل موثر در حفظ سلامتی مردم و اجتماع است. تخلیه فاضلاب حاصل از فعالیتهای مختلف سبب تنزل کیفیت جریان آبهای سطحی و زیرزمینی گردیده و افزایش آلودگی این آبها سلامت ساکنین شهرها را روزبروز در معرض مخاطرات جدی قرارداده است. کاربرد مواد شیمیائی و انواع مختلف دترژنت ها در زندگی روزمره و تخلیه آنها همراه با فاضلابهای انسانی به جریانهای آبهای سطحی و زیرزمینی و افزایش آلودگی آنها به فاضلاب از نظر شیوع بیماریهای عفونی و انگلی بطور مستقیم از طریق مصرف آبهای آلوده و بطور غیرمستقیم از طریق رشد و تکثیر عوامل بیماریزا و انتقال بیماریها توسط حشرات و بندپایان و آلوده شدن سبزیجات و صیفی جات آبیاری شده توسط فاضلابها امری واضح و روشن است. با نگاهی گذرا به آثار بیماریهای مختلف از جمله بیماریهای انگلی و روده ای به اهمیت آبهای آلوده در انتقال این بیماریها پی برده از طریق کنترل آلودگی آبهای مصرفی می توان تا اندازه ای این بیماریها را مهار نمود.

در این راستا بیمارستانها نیز بعنوان منبع قابل توجه آلودگی بشمار می آیند و فاضلاب حاصل از فعالیتهای مختلف در این مکانها سبب آلودگی شدید آبهای زیرزمینی می گردد با توجه به این مسئله که بیمارستانها عامل تولید فاضلابهای خطرناک می باشند و اغلب بیمارستانهای موجود فاقد سیستم تصفیه فاضلاب مناسب بوده و فاضلاب تولیدی را بدون درنظرگرفتن قوانین زیست محیطی به کانالها یا جویهای آب تخلیه می نمایند، طراحی سیستم های فاضلاب جهت بیمارستانها امری ضروری محسوب می گردد.

روشهای جمع آوری فاضلابروهای شهری

جمع آوری فاضلابهای شهری را می توان به دو گونه انجام داد:

الف- جمع آوری ناقص: که در آن آب باران با کمک شبکه ای روبسته یا روباز جمع آوری و به بیرون شهر فرستاده می شود و فاضلابهای خانگی در چاههای جذب کننده وارد می گردند. این روش سنتی در بیشتر شهرهای ایران است به عللی که قبلا بیان شد، نباید در آینده به صورت فعلی مورد استفاده قرارگیرند.

ب- جمع آوری کامل: که در آن آب باران و فاضلابهای خانگی و صنعتی بوسیله شبکه هایی از شهر بیرون برده می شوند. برای اجرای جمع آوری کامل از دو روش ممکن است استفاده گردد:

روش 1: روش مجزا: در این روش فاضلابهای خانگی و صنعتی در یک شبکه لوله کشی به تصفیه خانه هدایت شده و فاضلابهای ناشی از آب باران در شبکه دیگر و به شکل مجزا مستقیما به رودخانه فرستاده می گردد.

روش 2: روش درهم: در این روش فاضلابهای خانگی و صنعتی و آن چه از آب باران است همگی بوسیله یک شبکه ی لوله کشی جمع آوری می گردند. برای جلوگیری از افزایش حجم بی رویه ی حجم تصفیه خانه با کمک ساختمانهای ویژه ای به نام سرریزه آب باران در واقع بارندگی مستقیما به رودخانه ، مسیل یا دریا می فرستند، و تنها قسمت کمی از آن همراه فاضلاب خانگی به تصفیه خانه فرستاده می شود.

مقایسه روشهای جمع آوری فاضلاب (مجزا- درهم)‌

الف- در روش مجرا دو شبکه لوله کشی و کانال سازی جداگانه با دریچه آدم رو، مخصوص به خود لازم است ولی در روش درهم تنها یک شبکه ی لوله کشی کافی است. لذا هزینه های ساختمانی شبکه ی مجزا خیلی بیشتر است.

ب- در روش مجزا لوله های فاضلاب خانگی درزیر و لوله های آب باران در سطحی بالا قرارمی گیرند و لذا در مواقع بارندگی شدید خطر ورود آب باران از شبکه فاضلاب به درون زیرزمینها وجود ندارد. یعنی روش مجزا دارای ایمنی بیشتری است.

ج- در روش مجزا چون تمام آب باران وارد رودخانه ها می شود، بزرگی تصفیه خانه و هزینه آن کمتر می گردد.البته در این روش نیز مقدار کمی از آب باران بوسیله اتصالهای غلط و غیرمجاز درون ساختمانها و نیز از راه دریچه های آدم رو در کف خیابانها وارد شبکه فاضلاب خانگی می شود که مقدار آن بستگی به سطح فرهنگ مردم ووجود یا عدم وجود شبکه ی فاضلاب آب باران در شهر تغییر می کند.

د- در روش مجزا احتمال ته نشینی مواد معلق کمتر است در حالی که در روش درهم به علت بزرگ بودن مقطع ها و اختلاف زیاد بین و بی ماکزیمم در حالت بارندگی و می نیمم در حالت بدون بارندگی، امکان ته نشین شدن مواد معلق افزایش می یابد. این عامل در خوب کارکردن و راحتی بهره برداری از شبکه تاثیر به سزایی دارد.

هـ- در روش مجزا چون تمام فاضلاب خانگی به تصفیه خانه هدایت می شود،‌محیط زیست سالمتر می ماند در حالی که در روش درهم قسمتی از فاضلاب خانگی در موقع بارندگی همراه آب باران و بدون تصفیه وارد محیط طبیعی می شود.

و- در روش مجزا در موقع بارندگی تغییری در برنامه و بازده تصفیه خانه داده نمی شود. در حالی که در روش درهم به علت کوتاه شدن مدت توقف فاضلاب در تصفیه خانه ممکن است برخی از تخم انگل ها فرصت جداشدن از فاضلاب را نیابند.

الگوهای جمع آوری فاضلاب

الگوهای سیستم جمع آوری فاضلاب و سیلاب براساس وضعیت خطوط نسبت به تصفیه خانه به عواملی از جمله سطح، شکل منطقه، پستی و بلندی و عوارض طبیعی منطقه، نوع سیستم جمع آوری، روش تصفیه و دفع و نیز تصفیه خانه بستگی دارد که الگوهای جمع آوری فاضلاب به شرح زیر می باشد:

1- الگوی شعاعی (Radial Pattern)

در مناطقی که به صورت صاف و مسطح بوده و شیب کمی از مرکز به اطراف دارند و نیز زمین کافی برای دفع یا استفاده مجدد پساب (به عنوان مثال در کشاورزی) وجود داشته باشد، از این الگو استفاده می شود،‌در این الگو لوله ها بصورت شعاعی از مرکز شهر به اطراف کار گذاشته می شوند. قطر لوله ها کوچک بوده اما نیاز به چند تصفیه خانه می باشد.

2- الگوی عمودی (Perpendicular Pattern)

در این الگو لوله های فاضلاب سرد طوری کار گذاشته شده اند که لوله اصلی تا محل رودخانه طبیعی کمترین فاصله را داشته باشد. این الگو بیشتر برای سیستم های مجزای شبکه فاضلاب و یا سیستم هایی که بخشی از آن مجزا باشد، (شبکه مختلط) مناسب است. زیرا در این حالت سیلاب به راحتی به رودخانه تخلیه می شود. این الگو به دلیل نیاز به تصفیه خانه های متعدد و نیز حجم زیاد فاضلاب در شبکه مشترک برای این سیستم فاضلابرو مطلوب نمی باشد.

3-الگوی تقاطعی (Interceptor Pattern)

این الگوی تقاطعی، اصلاح شده الگوی عمودی است. و یک خط کمربندی که در پایین ترین رقوم ارتفاعی سطح شبکه قراردارد. جریان فاضلاب را از تمامی خطوط گرفته و به تصفیه خانه هدایت می کند. این الگو برای شبکه مجزا و مشترک قابل استفاده است.

4-الگوی بادبزنی (Fan Pattern)

در این الگو تمام خطوط فاضلاب سرد از کل منطقه به محل تصفیه خانه هدایت می شود. امتیاز این الگو نیاز به یک تصفیه خانه است. در این الگو قطر لوله ها در طول مسیر به تدریج افزایش یافته که منجر به افزایش هزینه های احداث شبکه می شود. از محدودیتهای دیگر این روش،‌افزایش بار وارده به تصفیه خانه است.

5- الگوی ناحیه ای یا منطقه ای (Zon Pattern)

در مناطقی که بین بالاترین و پایین ترین نقطه، اختلاف ارتفاع و در نتیجه شیب زیاد باشد (مثل اجتماعات واقع در یک تپه شیب دار) کل منطقه به چند بخش از نظر شیب تقسیم شده و فاضلاب هر قسمت به صورت جداگانه جمع آوری و به یک تصفیه خانه هدایت می شود. مهمترین عیب این سیستم طول زیاد خطوط جمع آوری فاضلاب است.

آمار هواشناسی

کلان شهر تهران که در دامنه جنوبی رشته کوههای البرز امتداد یافته، ارتفاعی حدود 1050 متر از سطح دریا داشته و وسعت تقریبی آن در حدود 700 کیلومترمربع و با جمعیتی در حدود 12 میلیون نفر می باشد که از آب و هوای نیمه خشک و کوهستانی برخوردار می باشد.

شهر تهران دارای شیبی از سمت شمال و جنوب می باشد که برای تعیین دقیق نوع آب و هوا و اطلاعات و آمار مربوط به کلیماتولژی شهر چندین ایستگاه سینوتیک ها و کلیماتولوژی در شهر واقع شده است.

که منطقه میدان امام حسین واقع در جنوب شرقی تهران بوده و بیمارستان بوعلی نیز در این ناحیه واقع شده که برای بدست آوردن اطلاعات آب و هوایی منطقه، ایستگاه مربوط ایستگاه دوشان تپه می بوده و آمار و اطلاعات بدست آمده در این ناحیه مربوط به یک دوره آماری 5 ساله می باشد و بر این اساس می توان میانگین دما، رطوبت نسبی ، فشار میزان بارندگی ، سرعت باد، ساعات آفتابی در طول روز،‌ارتفاع از سطح دریا و ... را بدست آورد.

کد منطقه 40753 و ارتفاع از سطح دریا 3542

میانگین دما برحسب درجه سانتیگراد 3/18 سالانه و میانگین رطوبت نسبی 53 میزان بازندگی در حدود (mm)6/23 و سرعت باد KNOTS7/2 ، ساعت آفتابی 8/2753 ساعت در طول سال می باشد.

از این گزارش می توان نتیجه گرفت که میزان بارندگی سالانه، سرعت باد، در این منطقه کم بوده و از آب و هوایی گرم برخوردار می باشد که بارش سالانه درصد چشمگیر نبوده و بدلیل عدم وزش باد، آلودگی ها در منطقه باقی می مانند.

نقشه برداری

نقشه برداری عبارت است از فن نشان دادن سطح مشخصی از زمین با تمام یا قسمتی از جزئیات طبیعی و مصنوعی آن در روی نقشه.

نقشه برداری شامل مراحل برداشت یعنی عملیات روی زمین، محاسبه و رسم نقشه می باشد.

نقشه

نقشه عبارت است از تصویر یک قطعه زمین با مقیاس معینی روی یک سطح افقی.

اگر قطعه زمین مورد برداشت کاملا افقی باشد، نسبت فاصله بین نقاط مختلف آن با فاصله آن نقاط درروی نقشه ثابت خواهدبود. در صورتی که اگر افقی نباشد،‌این نسبت تغییر می کند. علت این امر آن است که پس از آن که فاصله بین دو نقطه اندازه گیری شد، اگر هر دو نقطه در روی یک سطح افقی واقع باشد، عینا فاصله آنها با درنظرگرفتن مقیاس، روی صفحه کاغذ منتقل می شود. در صورتی که اگر هر دو نقطه روی یک سطح افقی واقع نباشد،‌ابتدا فاصله بین آنها تبدیل به فاصله افقی شده سپس با درنظرگرفتن مقیاس، روی کاغذ منتقل می شود. مثلا در شکل زیر اگر فاصله بین نقاط B,A مساوی I اندازه گیری شده باشد، ابتدا فاصله افقی آن یعنی که مساوی است، محاسبه و این مقدار با مقیاس موردنظر روی نقشه منتقل می شود.

مساوی زاویه بین خط AB و سطح افقی می باشد.

سطح افقی در هر نقطه از زمین عبارت از سطحی است که عمود بر خط قائم و یا امتداد شاغول در آن نقطه باشد.

انواع نقشه

نقشه را از نظر نحوه استفاده ومقیاس آن به شرح زیر طبقه بندی می نمایند:

الف- نقشه های توپوگرافی:

مقیاس این نقشه ها بین تا می باشد. پستی و بلندی زمین و نوع اراضی در روی این نقشه ها مشخص می باشد.

ب- نقشه های پلانیمتری:

فرق آن با نقشه های توپوگرافی در این است که دراین نقشه ها ارتفاعات مشخص نشده است.

ج- نقشه های جغرافیائی:

این نقشه ها از روی نقشه های توپوگرافی که قبلا تهیه شده و اطلاعات اضافی که از روی زمین برداشت شده است، تهیه می شود. مقیاس در این نقشه ها ممکن است تا یک میلیونیم برسد. در برخی از این نقشه ها ارتفاعات وجود دارد و در برخی دیده نمی شود.

د- نقشه های عمومی

این نقشه ها از روی نقشه های موجود و سایر اطلاعات لازم زمین تهیه می شود. مقیاس این نقشه ها غالبا کوچکتر از یک میلیونیم می باشد. در این نقشه ها، بعلت کوچکی مقیاس،‌برخی از اطلاعات نقشه مبدا حذف شده است.

هـ- نقشه های ثبتی

این نقشه ها از لحاظ تقسیم بندی زمین بین مالکین آن و استفاده ای که از زمین می شود تهیه میگردد. مقیاس آنها بین تا فرق می کند. ارتفاعات و سایر عوارض طبیعی و مصنوعی ممکن است در روی نقشه نشان داده شده یا نشده باشد.

و- نقشه های مخصوص:

این نوع نقشه ها جهت استفاده بخصوصی تهیه می شود. مانند نقشه های دریایی، زمین شناسی، آماری، نقشه های توریستی ممالک و شهرها و غیره. برخی از این نقشه ها از روی مقیاس نمی باشد.

ز- پلان:

همانطور که قبلا گفته شد ، نقشه ای که از قطعه زمین کوچکی تهیه می گردد، پلان نامیده می شود. مقیاس این قبیل نقشه ها بزرگتر از می باشد.

دوربین های نقشه برداری

دور بین های نقشه برداری برای اندازه گیری فاصله و زاویه افقی و زاویه عمودی و ترازیابی بکار می رود. دوربین های نقشه برداری شامل انواع دستگاههای تراژ، آلیداد، تاکئومتر و تئودولیت می باشد. دستگاههای آلیداد روی تخته سه پایه قرارداده می شود. سایر دوربین های نقشه برداری معمولا روی سه پایه مستقر می گردد.

قسمت اول- قسمتهای مختلف دوربین های نقشه برداری

دوربین های نقشه برداری شامل قسمتهای زیر است:

1- تراز

2- پیچ ها

3- صفحات

4- ورنیه

5- دوربین

6- ضمائم اضافی مانند ذره بین، قطب نما، شاغول

7- سه پایه و تخته سه پایه

8- شاخص (برای استفاده از غالب دوربینها باید شاخص بکاربرده شود)،

9- میکروسکوژ مخصوص زوایا

1- تراز

در روی غالب دستگاههای نقشه برداری محفظه ای شیشه ای به نام تراز وجود دارد که برای افقی کردن یا عمودنمودن بعضی از قسمتهای دستگاه بکار برده می شود. غالبا تراز از یک لوله شیشه ای خمیده تشکیل شده است که قسمت اعظم حجم داخلی لوله را مایعی که نقطه انجماد آن پائین باشد، از قبیل الکل یا اثر پرکرده و بقیه حجم لوله را گاز همان مایع بشکل حبابی قرارگرفته است که این حباب گاز همیشه در قسمت بالای لوله خمیده قرارمی گیرد. لوله شیشه ای از وسط به طرفین به درجاتی تقسیم شده است، برای آن که تراز بحالت افقی قرارگیرد،‌باید فاصله انتهای حباب گاز از دو طرف نسبت به مرکز برابر باشد، یا این که حباب بین دو خط نشانه که در روی لوله تعبیه شده است، قرارگیرد.

لوله شیشه ای داخل یک محفظه فلزی است که به وسیله پیچ هائی روی دستگاه قرارمی گیرد. تنظیم تراز با پیچی که در یک طرف آن قراردارد،‌عملی می گردد.

حساسیت این نوع تراز از طرفی به ساختمان آن و از طرف دیگر به طول لوله و شعاع انحنای آن بستگی دارد، یعنی هرچه طول لوله زیادتر و یا شعاع خمیدگی آن بیشتر باشد، تراز حساستر است زیرا با جزئی حرکت، حباب گاز در طول (در درجات) تراز، بیشتر جابجا می شود. جدول (1-1) حساسیت چند دستگاه مختلف را نشان می دهد.

جدول (1-1) نشان میدهد که در تراز دقیق که شعاع انحناء لوله تراز 3/206 متر است، هر میلیمتر طول لوله آن نمایش دهنده یک ثانیه از قوس دایره می باشد. در حالی که در تراز روی صفحه تاکئومتر، هر میلیمتر طول لوله تراز نمایش 5/37 ثانیه بر قوس دایره است و با این ترتیب، دقت اولی به مراتب بیشتر از دومی است.

اعداد ستون 3 جدول (1-1) از تناسب ساده زیر بدست می آید:

ثانیه 60× 60× 360 = 360 درجه

محیط (فرضی) لوله برحسب میلیمتر 1000 × 7/20× 2

تراز در بعضی از دستگاههای نقشه برداری، بجای یک لوله شیشه ای، از یک محفظه استوانه ای شکل که سطح بالائی آن کروی است، تشکیل شده است. در این جا نیز حباب در قسمت بالائی محفظه دیده می شود، منتها شکل حباب دایره مانند است و برای تشخیص ترازبودن دستگاه، دایره ای در وسط سطح کروی رسم شده است که حباب گاز هنگام افقی بودن صفحه دستگاه کاملا در وسط این دایره مشاهده می شود.

گزارش کارآموزی بررسی اصول نقشه برداری در 47 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

به طور کلی نقشه برداری را می­توان علم تهیه و پیاده کردن نقشه دانست . اما به دلیل گستردگی زیاد این علم در دنیای امروز تعریف بالا را نمی توان جامع دانست . کنترل کارهای اجرایی و تعیین میزان نشست ساختمانهادر عملیات ساختمانی و مونتاژ واحدهای تولیدی و صنعتی ، طرحهای مربوط به تسطیح اراضی در شهرسازی و کشاورزی ، و کنترل دایمی انحراف سدها از نظر فشار آب در تاسیسات آبی انتقال نقاط و امتدادها در معادن و راههای زیرزمینی ، بررسی تغییرات پوسته زمین در زمین شناسی وژئو فیزیک ، تعیین میزان عمق آب و تهیه نقشه های دریانوردی در کشتیرانی و بندر سازی ، تهیه نقشه های دریا نوردی در کشتیرانی و بندر سازی ، تهیه نقشه ابنیه و آثار تاریخی در باستان شناسی پیکره های دیگری از دامنه فعالیتهای علم نقشه برداری را تشکیل می دهد .

به طور کلی نقشه برداری را می­توان علم تهیه و پیاده کردن نقشه دانست . اما به دلیل گستردگی زیاد این علم در دنیای امروز تعریف بالا را نمی توان جامع دانست . کنترل کارهای اجرایی و تعیین میزان نشست ساختمانهادر عملیات ساختمانی و مونتاژ واحدهای تولیدی و صنعتی ، طرحهای مربوط به تسطیح اراضی در شهرسازی و کشاورزی ، و کنترل دایمی انحراف سدها از نظر فشار آب در تاسیسات آبی انتقال نقاط و امتدادها در معادن و راههای زیرزمینی ، بررسی تغییرات پوسته زمین در زمین شناسی وژئو فیزیک ، تعیین میزان عمق آب و تهیه نقشه های دریانوردی در کشتیرانی و بندر سازی ، تهیه نقشه های دریا نوردی در کشتیرانی و بندر سازی ، تهیه نقشه ابنیه و آثار تاریخی در باستان شناسی پیکره های دیگری از دامنه فعالیتهای علم نقشه برداری را تشکیل می دهد .



مقدمه وتاریخچه نقشه برداری

1 - مقدمه :

اندازه گیری طول وزاویه اساس اکثر عملیات نقشه برداری را تشکیل می دهد اندازه گیری مستقیم فاصله یکی از دشوارترین عملیات از نقطه نظر اجرایی است خصوصا اینکه دقت بالایی هم مورد نیاز باشد در نتیجه روشهای مختلفی برای اندازه گیری غیر مستقیم طول ابداع شده است که یکی از آنها بکارگیری طولابهای الکترونیکی است .

امروزه عملا نوارهای متر کشی و روشهای دیگر اندازه گیری غیر مستقیم طول مانند سیر بارلاکتیک وغیره در غالب عملیات نقشه برداری جای خودرا به طولیا بهای الکترونیکی داده اند همان گونه که با ساخت نوارهای فلزی متر کشی زنجیرهای مساحتی و واحدهای مربوطه وقواعد استفاده از آنها رفته رفته منسوخ شدند با پیدایش طولیا بهای الکترونیکی نیز سر نوشتی مشابه برای نوارهای مترکشی رقم خورد.

با پیشرفت علوم الکترونیکی تجهیزات نقشه برداری نیز چهره کاملا جدیدی پیدا کردند اما ارمغان تکنولوژی نوین بیش از آنکه بر اندازه گیری زاویه اثر بگذارد بطور فاحشی نحوه اندازه گیری طول را دگرگون کرد.

روند پیشرفت فنی تجهیزات نقشه برداری با ساخت طولیابهای الکترونیکی پایان نیافت بلکه با ساخت طولیابهای نسبتا کوچک امکان الحاق آنها به تئودولیتهای اپتیکس و الکترونیکی فراهم آمد.محصول جدید را که توتال استیشن می نامند بتدریج در حال جایگزینی طولیابهای منفرد است با روند موجود یعنی با عرضه روبه تزاید سیستمهای تعیین موقیت جغرافیایی (جی پی اس) از یک سو و ساخت توتال استیشن ها از سوی دیگر خط تولید اکثر طولیابهای مستقل ومنفرد روبه تعطیلی دارد.

تکنولوژی ساخت طولیابهای الکترونیکی در انحصار کشورهای پیشرفته صنعتی قرار دارد واز اینرو بنابه علل اقتصادی وفنی تولید اینگونه تجهیزات در اکثر کشورهای دیگر مقرون به صرفه نیست در حال حاضر کشورهای ایالات متحده آمریکا ژاپن سوئد سوئیس آلمان فرانسه بریتالیا وآفریقای جنوبی وروسیه عمده ترین سازندگان طولیابهای الکترونیک هستند با افزایش لوح رقابتهای تجاری چندی است شرکتهای مشهور اقدام به انتقال کارخانجات خود به چین کرده اند به این ترتیب چین نیز به جرگه تولید کنندگان طولیابهای الکترونیکی پیوسته است .

- طبقه بندی طولیابها :

طولیابها را می توان به روشهای مختلف طبقه بندی کرد یکی از این راها میتوانند براساس طول موجی باشد که آنها ارسال ودریافت میکنند به این ترتیب این طولیابها دردو دسته بزرگ قرار می گیرند :

الف- طولیابهای الکترواپتیکی :به آندسته از دستگاههای اطلاق می شود که نور با محدوده مادون قرمز مجاور نور مرئی ویا لیزر استفاده میکنند .

ب- طولیابهای میکروویو (ورادیویی):به آندسته از دستگاهها اطلاق می شود که از امواج رادیویی و مایکرو وویو (با فرکانسهای بمراتب پائینتر نسبت به دسته اول ) استفاده میکنند .راه دیگر دسته بندی طولیابها برپایه برد موثر آنهاست براین اساس میتوان آنها را در دو گروه بزرگ طبقه بندی کرد.

الف) کوتاه برد : دستگاههای این دسته بردی حداکثر 5کیلومتر دارند وعموما اندازه آنها در حدی است که می توان آنها برروی یک تئوولیت نصب کرد محدوده فرکانسی آنها در محدوده مادون قرمز و نور مرئی قرار می گیرد اکثر کاربرد این دستگاه ها در کارهای نقشه برداری موضعی است .

ب ) متوسط / دوریرد : حداکثر برد این دستگاه ها قریب به 100 کیلومتر می رسد ولی برد عملیاتی آنها در حد 40-50 کیلومتر قراردارد معمولا حجیم و سنگین هستند وبیشتر برای عملیات ژنودری آبنکاری و اقیانوس نگاری ویا ناویری دریایی هوائی استفاده می شود سیستم های که از لیزر استفاده می کنند اگرچه در طبقه بندی قبل در میان سیستم های الکترو اپتیکی قرار گرفتند لیکن نظر به برد آنها دراین نوع طبقه بندی در کنار سیستم های میکروویو قرار می گیرند .

3- تاریخچه :

تسلادر سال 1889 استفاده از بازتاب امواج میکروویو را جهت اندازه گیری طول پیش بینی کرده بود نخستین ثبت اختراع در طولیاب با کاربرد امواج الکترو مغناطیسی در سال 1923 توسط نوری انجام گرفت نخستین طولیاب مایکروویو که براساس اصول تداخل کار می کرد در سال 1926 سه دانشمند روسی بنامهای شگولف برورشکو وریلر در ننینگراد ساخته شد.

فاصله یابی الکترونیکی غیر نقشه برداری در اوایل دهه 1930میلادی ابداع وبطور عملی برای نخستین بار در طول جنگ جهانی دوم توسط نیروهای نظامی آلمان و بریتانیا با کمک امواج رادار انجام می گرفت نحوه اندازه گیری فاصله به این ترتیب بود که امواج رادیویی پس از برخورد با بدنه فلزی هواپیما به فرستنده باز می گشت وبرمبنای جهت آنتن وزمان رفت وبرگشت موج امکان تعیین فاصله جهت حرکت و سرعت تقریبی هواپیمای مورد نظر میسر می شد دقت حاصله اگر چه برای رهگیری هوایی وامور نظامی کفایت می کرد اما درحد دقتهای مورد عملیات نقشه برداری نبود .

همانطور که درقسمت عنوان شد دستگاهای طولیاب الکترونیکی دردو دسته بزرگ دستگاههای الکترواپتیکی و مایکروویو / رادیویی طبقه بندی می شوند لذا از نقطه نظر تاریخی نیز تحولات انجام گرفته در این دودسته بطور جداگانه بررسی می شود با توجه به تقدم و تاخر زمانی ابتدا تاریخچه سیستم های الکترواپتیکی ذکر می شوند.

در زمینه طولیابهای با کاربرد نقشه برداری در سال 1936سه دانشمند روسی بنامهای لبدیف، بالا کوف و وافیادی از انسستیتو اپتیک اتحاد جماهیر شوروی مدعی ساخت نخستین طولیاب الکترواپتیکی دنیا شدند در پی آن در سال 1940هوتل آلمانی مقاله ای را منتشر کرد که در آن ازیک سلول کر دوبخش ارسال و یک فوتولوله دربخش دریافت استفاده شده بود این مقاله موجب شد تا دانشمند سوئدی اریک برگشترند برانگیخته شود تا براساس این مقاله آزمایشی رادر زمینه اندازه گیری سرعت نور انجام دهد دستگاه ساخته اودر سال 1943 تکمیل شد و ژئودیمتر نام گرفت.

درآن زمان تعیین دقیق سرعت نور مورد توجه بسیاری از دانشمندان بود ودر وهله اول تصور نمی شد این وسیله کاربردی در نقشه برداری اما در سال 1937 برگ اشترند به کمک شرکت آگا ساخته اش را بصورت یک محصول تجاری بعنوان نخستین طولیاب تجاری جهان با نام ان اس ام 2 به بازار فروش ارائه کرد این دستگاه با استفاده از نور مرئی قادر بود فواصل تا40کیلومتر را (فقط در شب ها ) اندازه گیری کند از آن به بعد شرکت آگا – ژئودیمتر همواره با ساخت دستگاههای جدیدتر در ردیف شرکتهای معتبر سازنده تجهیزات الکترونیکی نقشه برداری قرار داشته است.

رخداد مهم دیگر در زمینه دستگاههای الکترواپتیکی در سال 1954 اتفاق افتاد وآن کشف تکنیک هترودین بود که امکان تعیین اختلاف زاویه فاز را تحت فرکانسهای پائینتر مممکن ساخت نخستین دستگاهی که از این روش استفاده کرد دستگاه ژئودیمتر مدل 16بود سیستمهای لیزری ازسال 1968 اندک اندک در میان طولیابهای الکترواپتیکی ظاهر شدند و نخستین آنها ژئودیمتر مدل 8بابرد 60کیلومتر بود.

اما نخستین طولیاب ساخته شده براساس استفاده از امواج مایکروویو و اندازه گیری اختلاف فاز توسط دکتر وادلی در سال 1954ساخته شد .

تا آن زمان برای حصول دقت وبرد بالای سیستمهای الکترواپتیکی اندازه گیری طول می بایست الزاما در شب انجام می گرفت که با استفاده از امواج مایکروویو این اشکال مرتفع شد. در سال 1957 دکتر وادلی ساخته اش رادر آفریقای جنوبی بصورت تجاری با نام تئورومتر عرضه کرد که بلافاصله جهت شبکه درجه یک ژئودزی استرالیا بکار گرفته شد این ساخته با استفاده از امواج نامرئی مایکروویو به بردی معادل 80کیلومتر دست یافته شرایط محیطی از قبیل شب وروز وحتی به تاثیر اندک و یا حداقل اثر قابل محاسبه ای داشت تئورومترها کاربردی وسیع در عملیات ژئودزی یافتند وبعد از مدتی به همین سبب به هر طولیاب الکترونیکی که از امواج مایکروویو استفاده می کرد به اشتباه تئورومتر نام می دادند حتی اگر ساخت شرکت دیگری مانند زیمنس بود باید توجه داشت که تئورومتر تنها یک نام تجاری است.

در اواخر دهه 1960استفاده از لیزر در محدوده امواج مایکروویو نیز عملی شد وبا پیشرفت فنون الکترونیکی امکان ساخت طولیابهای جمع و جورتری مانند سی ای 1000 ساخت شرکت تلورومتر فراهم شد .

شوق نقشه بردارها در نتیجه امکان اندازه گیری مستقیم فواصل طولانی و رهائی از کار توانفرسای کشیدن نوارهای مترکشی و تمهیدات دست و پاگیر حصول دقتهای مورد نیاز بسیار زیاد بود لذا این امر باعث شد تا در روزهای اولیه طولیابهای الکترونیکی به خستگی ناشی از محاسبات عدیده برای استخراج مقدار طول از میان انبوهی از اعداد مشاهداتی توجه چندانی نشود اما بزودی نیاز به افزایش دقت و فزونی سرعت اندازه گیری و حذف روشهای مطول محاسبه طول به امری اجتناب ناپذیر جلوه گر شد و کار تا آنجا پیش رفت که امروزه اغلب دستگاهها تنها با زدن یک کلید طول تصحیح شده را به دست می دهند .

در اواسط دهه 1960 میلادی تکنولوژی ساخت نیمه هادیها ودر پی ساخت آن ساخت مدارهای مجتمع یا (آی سی )ها باعث شد تا شرکتها موفق به تولید انبوه طولیابهای کوچک الکترونیک شوند. به این ترتیب دستگاههائی که تنها کاربردی محدود در زمینه ژئودزی داشتند وفقط توسط کاربران ماهر قابل استفاده بودند کاربردی وسیع وعام تر یافتند دیگر نتیجه موج نوین الکترونیک این بود که تعداد سازندگان طولیابهای الکترونیک که زمانی از تعداد انگشتان یک دست فراتر نمیرفت به یکباره به بیش از دهها شرکت افزایش یابد در فصول بعد ضمن آشنایی با تعداد بیشتری از دستگاههای طولیاب الکترونیکی تاریخچه هریک به تفصیل ذکر خواهد شد .



مطالعه مقدماتی مسیر :

معمولا با استفاده از نقشه توپوگرافی منطقه در صورت در دسترس بودن , می توان مطالعات مقدمات مسیر را انجام داد البته لازم است که پس از ترسیم خط مسیر روی این نقشه , در روی زمین هم مطالعات و شناسایی هایی به عمل اید. یعنی باید در طول مسیری که از روی نقشه تعیین شده است حرکت کرد و خصوصیات مربوط به ان مسیر را مورد مطالعه قرار داد . معمولا مقیاس نقشه های توپوگرافی مورد نیاز در این مرحله 1:40000 یا 1:20000 اس

در صورتی که نقشه توپوگرافی منطقه در دسترس نباشد می توان به کمک عکسهای هوایی نقشه هایی با تراز نماها ( خطوط منحنی میزان ) به مقیاس لازم تهیه کرد . هر چند عکسهای هوایی اختلاف سطحها را تعیین نمی کنند . ولی پستی و بلندی های زمین ,کرانه ها ,امتداد رودخانه ها ,جاده ها و..........در ان به خوبی دیده می شود .از روی عکس می توان نقاط مرتفع و صعب العبور به طور کلی جاهایی را که مسیر راه نمی تواند از انجاها بگذرد . مشخص کرد . اگر به هیچ نوع نقشه و عکس هوایی در دسترس نباشد ,ناگزیر باید مطالعات مقدماتی مسیر را در روی سطح زمین انجام داد . برای این منظور از مبدا به طرف مقصد حرکت می کنیم و از وسایل مورد نیاز (مانند قطب نما ,قدم شماری,ارتفاع سنج , تراز دستی , وسایل اندازه گیری طول و...)استفاده می کنیم .

از قطب نما برای تعیین جهت تردد در راه و تغییراتی که در جهت حرکت ایجاد می شود و نیز تعیین امتداد ها ,از ارتفاع سنج برای تعیین اختلاف ارتفاع و از تراز دستی برای تعیین نقاط هم تراز (نقاطی که در یک سطح هستند ) به صورت تقریبی از مسیری که طی می کنیم استفاده می کنیم .

همچنین باید پستی و بلندی ها را روی کرویهایی نمایش دهیم و ارتفاعات را در ان یادداشت کنیم .

ضن طی مسیر باید رود خانه و سایر نقاط صعب العبور را در روی نقشه یاداشت کنیم پس از تهیه نقشه و جمع آوری اطلاعات نیم رخ طولی مسیر را رسم می کنیم . مسیر های احتمالی دیگر را به همین طریق مطالعه می کنیم و بعد با مقایسه آنها بهترین مسیر را انتخاب می نماییم .

در پیاده کردن یک مسیر ابتدا نیاز به تهیه ی یک جدول پیکه تاژجهت پیاده کردن نقاط محور مسیر میباشد.ابتدا طراحی مسیر که توسط نرم افزار صورت گرفت

شناسایی زمین و بستن شبکه :



اولین کاری که در شروع یک عملیات نقشه برداری برای بستن شبکه بایستی صورت بگیرد ، بازدید و شناسایی از منطقه می باشد ، چون اگر این کار انجام نگیرد و مستقیماً از یک نقطه دلخواه شروع کنیم و میخ کوبی را انجام دهیم و بخواهیم پس از دور زدن منطقه به همان نقطه برسیم بسیاری از خصوصیاتی که در انتخاب نقاط مؤثر است مثلاً اینکه نقاط قبل و بعد به هم دید داشته باشند و یا اینکه وسعت زیادی از منطقه را پوشش دهد و همچنین نقاط اصلی شبکه حتی الامکان در بلندی قرار داشته باشند ممکن است در نظر گرفته نشوند. پس از رسیدن به محل یک بازدید کلی از منطقه انجام می گیرد و سپس نقاط مرتفع و نقاطی که بعد وسیعی از محل را تحت پوشش قرار می دهند ، در نظر گرفته می شوند و سپس به نقاطی که دید کافی به نقاط قبل و بعدی شبکه در حال انتخاب را داشتند ، معین شدند با توجه به وسعت زیاد منطقه قسممتهای زیادی از منطقه در جاهایی قرار گرفته بود که امکان عبور شبکه از آنجا وجود نداشت ، چون باعث می شد که دید بین نقاط اصلی شبکه از بین برود . بخاطر همین تصمیم گرفته شد که با توجه به شرایط منطقه تعدادی از نقاط به عنوان نقاط اصلی و چند نقطه هم بعنوان نقاط کمکی در نظر گرفته شوند. در نهایت تعداد 7 نقطه بعنوان نقاط اصلی شبکه انتخاب شد و بدلیل ایجاد پوشش کافی به کل منطقه ، 3 نقطه هم برای نقاط کمکی انتخاب شدند ، بعد از تعیین نقاط نوبت به میخ کوبی نقاط رسید که این کار با محکم کردن نقاط با سیمان همراه و کار برای مراحل بعدی (ترازیابی ، زاویه یابی ، مثلث بندی و … ) آماده شد.



ترازیابی :



تعیین اختلاف ارتفاع بین دو یا چند نقطه ( نسبت به هم یا نسبت به یک سطح مبنای معین ) در کار نقشه برداری دارای جایگاه ویژه ای همیشه بوده است که این کار با روشهای مختلفی ( مستقیم ، مثلثاتی ، استادیامتری ) انجام می شود. مشکلاتی که در کار ترازیابی با ویژگی های آب و هوایی خنک و بادی و توپوگرافی صحرایی منطقه بوجود می آید را می توان به 3 دسته تقسیم کرد :

الف – عوامل طبیعی شامل کرویت زمین ، انکسار نور در هوا ، تشعشع خورشید ، وزش باد و تغییر ناگهانی دما .

ب – عوامل دستگاهی شامل میزان نبودن تراز دستگاه ، افقی نشدن محور دیدگانی دستگاه پس از تنظیم دستگاه ، صحیح نبودن طول شاخص و ناپایدار نبودن سه پایه و ….

ج – عوامل انسانی شامل تراز نکردن کامل دستگاه ، عدم پایداری تکیه گاه به شاخص ، قایم نگرفتن شاخص ، خستگی عامل و ….

برای از بین بردن عوامل جوی بهترین زمان کار ترازیابی صبح از ابتدای روشنایی تا یک ساعت قبل از ظهر و بعد از ظهر از ساعت 3 تا رسیدن تاریکی است و چون باد شدید در اکثر بعد از ظهر ها در بیابان ها می وزد عملاً کار ترازیابی در این زمان ها ممکن نیست و برای از بین بردن اثر کرویت زمین1 باید نیو را به فاصله مساوی از شاخص عقب و جلو داده شود . در مورد عوامل دستگاهی باید حتی المقدور دستگاهها آزمایش و تنظیم شوند . در مورد خطاهای انسانی باید سعی شود با به کار گیری روشهای صحیح این خطاها از بین روند .

ارتفاع اولیه نقطه اول ، با استفاده از اندازه گیری های دستگاه توتال استیشن و بدست آوردن اختلاف ارتفاع از دو ایستگاه شبکه جامع بدست آمده است. ارتفاع سایر نقاط بر اساس این نقطه مبنا و بوسیله ترازیابی محاسبه شده اند .



زاویه یابی :



کمیت دیگری که در نقشه برداری از جایگاه ویژه ای برخوردار است اندازه گیری زاویه است برای اینکار از دستگاه تئودولیت استفاده می شود . بعد از بستن شبکه پیمایش زاویه های رئوس شبکه خوانده می شود و چون شبکه از نظر دقت درجه 4 محسوب می شود ، زاویه هر رأس باید چهار کوپل خوانده شود و بعد از این کار بر اساس خطای مجاز عمل سرشکنی بر روی مشاهدات انجام می شود . در انجام کار زاویه یابی خطاهای زیر وجود دارند :

1- عوامل جوی

2- عوامل انسانی

3- خطاهای دستگاهی

برای از بین بردن عوامل جوی باید در ساعتهایی زاویه یابی انجام شود که تأثیر این عوامل به حـــد اقل برسد و خطاهای چون سانتراژ نبودن دقیق دوربین و نشانه روی ناصحیح که جزء عوامل انسانی هستند باید با به کارگیری روشهای صحیح از بین برد .

در مورد عوامل دستگاهی باید همیشه دستگاهها را آزمایش کرد و در صورت داشتن خطا آنها را تنظیم کرد .



عملیات برداشت اتوماتیک و کلاسیک :

برای تعیین مختصات و تعیین موقعیت نقاط منطقه و شناسایی شکل مسطحاتی و ارتفاعی زمین و عوارض موجود در آن و به طور کلی برای تهیه نقشه ، عملیات برداشت آغاز شد.

پس از مستقر شدن در هر ایستگاه ، تمام نقاطی را که از آن ایستگاه دید دارد برداشت می شود که نقاط توپوگرافی پس از قرائت وارد برگه های تاکئومتری شد و نقاط دیگر که شامل جاده ها و ساختمانها ، درخت ، تیر برق ، جاده خاکی ، اتوبان و … بود ، در حین وارد شدن نقاط در برگه ، شماره نقاط در روی کروکی هایی که قبل از انجام عملیات برداشت از منطقه تهیه شده بود ، وارد می شد و در نهایت از هر کدام از ایستگاهها در حدود چند صد نقطه برداشت شد که با پوشش کامل از منطقه و فاصله مناسب بین نقاط ( با توجه به مقیاس نقشه خواسته شده ) کار برداشت کلاسیک نقاط انجام شد و در بین برداشت کلاسیک ، یک روز برداشت نقاط از منطقه به صورت اتوماتیک صورت گرفت.

این کار با دستگاه توتال استیشن و دو عدد رفلکتور انجام شد. بدین صورت که در ایستگاهی که از قبل با توجه به پوشش منطقه از آن نقطه و دید کافی انتخاب شده بود صورت گرفت . در برداشت اتوماتیک ، پس از نشانه روی به رفلکتور ، کد نقطه مورد نظر به نقطه داده می شد و برداشت صورت می گرفت که در نهایت پس از اتمام کار برداشت تاکئومتری نقاط ، نوبت به اندازه گیری طولها شد .

اندازه گیری طولهای اضلاع شبکه و فاصله نقاط شبکه نسبت به هم ، به کمک دستگاه توتال استیشن صورت گرفت. در این حالت پس از مستقر شدن در هر ایستگاه به حداقل سه نقطه از نقاط شبکه که در دید دستگاه بوده اند نشانه روی و سپس قرائت انجام شد و در ضمن ، برای بستن شبکه به شبکه هایی که در اطراف منطقه وجود داشت و همچنین به شبکه اصلی (که برای خارج کردن شبکه از حالت سیستم Local و تبدیل آن به سیستم Global لازم است ) به نقاطی از آن شبکه ها که به شبکه اطراف دید داشتند عملیات اندازه گیری طول صورت گرفت .