Practica de vara a anului I

Disciplina: Topografie - Cartografie

Teme abordate:

Determinarea diferentelor de nivel prin procedeul nivelmentului geometric de mijloc

Determinarea diferentelor de nivel prin procedeul nivelmentului geometric de capat

Determinarea distantelor pe cale optica

Masurarea unghiurilor orizontale

I. Nivelmentul geometric

Prin nivelment geometric diferentele de nivel dintre puncte se determina pe baza executarii unor vize orizontale cu ajutorul unui instrument special numit nivel. Citirile pe mira se fac la firul reticul orizontal al lunetei, dupa ce in prealabil s-a realizat orizontalizarea aparatului.

1. Nivelmentul geometric de mijloc

Caracteristica principala a acestui procedeu este aceea ca nivelul se aseaza aproximativ la jumatatea distantei dintre cele doua puncte intre care se doreste sa se determine diferenta de nivel (Figura 1). Prin urmare, erorile introduse de curbura Pamantului si refractia atmosferica sunt astfel eliminate.

Figura 1 - Principiul nivelmentului geometric

In primul rand se vizeaza mira tinuta in punctul A si se face citirea "a", considerata citire inapoi (din cauza sensului de lucru care este catre dreapta). Se intoarce apoi luneta si se vizeaza pe mira tinuta in punctul B, facandu-se citirea "b", considerata inainte. Asadar, rezulta ca diferenta de nivel dintre puncte este data de diferenta dintre cele doua citiri pe mira:

ΔH = a - b

daca a > b, diferenta de nivel este pozitiva (+ΔH), adica punctul B este mai sus decat punctul A (in acest caz H_B = H_A + ΔH)

daca a < b, diferenta de nivel este negativa (-ΔH), adica punctul B este mai jos decat punctul A (in acest caz H_B = H_A - ΔH)

Considerand ca in Figura 1 altitudinea punctului A este cunoscuta se poate afla si cota la care se gaseste punctul B, astfel:

H_B = H_A + ΔH

2. Nivelmentul geometric de capat

In nivelmentul geometric de capat se face statie cu nivelul intr-un punct de cota cunoscuta si se vizeaza spre un alt punct pe care se tine o mira (Figura 2), dupa ce in prealabil s-a determinat inaltimea instrumentului (I_i).

Figura 2 - Principiul nivelmentului geometric de capat

Altitudinea absoluta a planului vizei orizontale (H_pv) se determina cu ajutorul formulei:

H_pv = H_A + I_I

Cunoscand inaltimea planului de vizare se poate determina si altitudinea punctului B astfel:

H_B = H_pv - b

Uneori, insa, este mult mai usor sau mai economic sa se faca statie in punctul necunoscut si sa se vizeze spre punctul de cota cunoscuta. Referindu-ne la Figura 2, daca consideram ca punctul B este de cota cunoscuta, atunci inaltimea planului de vizare rezulta din:

H_pv = H_B + b

Aceasta inseamna ca altitudinea punctului A se va calcula astfel:

H_A = H_pv - I_i

II. Punerea in statie a nivelului este operatia premergatoare oricarei masuratori si ea consta in centrarea si orizontalizarea aparatului.

Centrarea presupune ca axa verticala a nivelului sa treaca prin punctul matematic al punctului topografic. Pentru aceasta se aseaza trepiedul deasupra punctului astfel incat partea sa superioara (care sustine nivelul) sa fie cat mai orizontala si se deplaseaza aparatul in asa fel incat firul cu plumb sau bastonul de centrare sa se plaseze exact pe punctul matematic al punctului topografic. La nivelele de constructie moderna aceasta operatie se realizeaza cu ajutorul unui dispozitiv optic.

Orizontalizarea este operatia prin care luneta nivelului este adusa in pozitie corecta de lucru prin actionarea celor trei suruburi de calare sau de orizontalizarea de la baza aparatului.

III. Masurarea distantelor pe cale optica

In cazul aparatelor clasice formula de calcul a distantei, atunci cand se lucreaza pe suprafete cvasiorizontale, este:

D = KH

unde:

D = distanta orizontala dintre cele doua puncte

K = constanta stadimetrica (cu valoarea de 100)

H = diferenta citirilor facute la cele doua fire stadimetrice

Pentru a determina distanta dintre doua puncte pe cale optica se procedeaza in felul urmator:

se face statie cu teodolitul intr-unul din puncte;

se vizeaza pe mira tinuta de un operator pe cel de-al doilea punct, avand luneta fixata la orizontala (Figura 3);

Figura 3 - Masurarea distantelor cu teodolitul

se fac citiri la firele stadimetrice si se verifica daca media lor aritmetica este egala cu valoarea citita la firul reticul orizontal;

se calculeaza termenul H din formula pe baza diferentei dintre valorile citite la firele stadimetrice;

se aplica formula de calcul si se afla valoarea distantei exprimata in milimetri.

Citirile pe mira sunt compuse din patru cifre: metri, decimetri, centimetri si milimetri. Deoarece milimetrii nu sunt inscrisi pe mira ei se vor aproxima. Un exemplu de citire la firele stadimetrice este dat in Figura 4.

Figura 4 - Citiri pe mira la firele stadimetrice

H = 0218 - 0156 = 62

D = KH = 100 · 62 = 6200 mm = 6,2 m

IV. Masurarea unghiurilor orizontale

Pentru determinarea pe teren a unui astfel de unghi se procedeaza in felul urmator:

se face statie cu nivelul in punctul A, iar in punctele M si N se instaleaza cate un jalon (Figura 6);

Figura 6 - masurarea unui unghi orizontal

se vizeaza cu firul reticul vertical pe jalonul tinut in punctul M si se face citirea C₁ pe cercul orizontal al aparatului;

se roteste aparatul in sensul acelor de ceasornic si se vizeaza jalonul din punctul N, inregistrandu-se citirea C₂;

valoarea unghiului ω dintre cele doua directii AM si AN se calculeaza astfel:

C₂ - C₁

V. Ordinea operatiilor ce urmeaza a fi executate:

a) Etapa de teren

se aleg si se marcheaza cele doua puncte A si B intre care se va determina diferenta de nivel prin metoda nivelmentului geometric de mijloc;

se alege si se marcheaza punctul S in care se va face statie cu nivelul. Acest punct va fi situat aproximativ la jumatatea aliniamentului AB;

se alege si se marcheaza punctul C a carui diferenta de nivel in raport cu punctul S se va determina prin metoda nivelmentului de capat;

se face statie cu nivelul in punctul S (centrare + orizontalizare);

se face punerea la punct a lunetei si se vizeaza mira tinuta pe punctul A (considerata citire inapoi in raport cu sensul masuratorii). Se fac citiri la cele doua fire stadimetrice si la firul reticul orizontal. Pe cercul orizontal al aparatului se citeste valoarea unghiulara;

se intoarce luneta in sensul acelor de ceasornic, se face din nou punerea la punct a lunetei si se vizeaza pe mira tinuta in punctul B. Se fac citiri la cele trei fire ale lunetei si se citeste valoarea unghiulara;

se determina inaltimea planului de vizare (distanta masurata pe verticala de la punctul matematic al punctului topografic la axa lunetei) cu ajutorul mirei sau a unei rulete;

se vizeaza mira tinuta pe punctul C, se fac citiri la cele trei fire ale lunetei, apoi se citeste valoarea unghiulara inregistrata pe cercul orizontal.

b) Etapa de cabinet

se calculeaza distantele SA, SB si SC pe baza diferentelor dintre citirile facute pe mira la firele stadimetrice, utilizand formula:

D = KH

se calculeaza diferenta de nivel dintre punctele A si B cu ajutorul citirilor facute pe mira la firul reticul orizontal:

ΔH = a - b

se calculeaza diferenta de nivel dintre punctele S si C pornind de la altitudinea planului de vizare:

ΔH = H_pv - b

se calculeaza unghiurile ASC si CSB pe baza citirilor facute pe cercul orizontal al aparatului:

ASC = C₂ - C₁

CSB = C₂ - C₁

Schita amplasarii punctelor pe teren

Tabel pentru inscrierea datelor

REZULTATE FINALE

Distanta SA =

Distanta SB =

Distanta SC =

ΔH_AB =

ΔH_SC =

Unghiul ASC =

Unghiul CSB =

CALCULE