Niwelacja
szczegółów
terenowych

3

3.1. Pomiary wysoko

ś

ciowe

Przedmiot pomiaru wysoko

ś

ciowego

Przedmiotem pomiaru wysokościowego są następujące elementy szczegółów terenowych
wykazywanych na mapie zasadniczej (instrukcja techniczna G-4, wytyczne techniczne
G-4.1):

naziemne:

•

- charakterystyczne punkty powierzchni terenu, w oparciu o które rzeźba terenu
przedstawiona zostanie na mapie warstwicami,
- wybrane punkty powierzchni terenu w przypadku przedstawienia na mapie rzeźby
terenu w postaci opisu rzędnych wysokości tych punktów,
- naturalne i sztuczne formy ukształtowania terenu,
- przekroje poprzeczne ulic i dróg urządzonych,
- elementy naziemne podziemnego uzbrojenia terenu (rys. 3.1.1);

podziemne:

•

- górne krawędzie włazów i dna studzienek kanalizacyjnych oraz wloty i wyloty
kanałów lub przykanalików w ich najniższych punktach,
- osie przewodów wodociągowych, gazowych i cieplnych bez obudowy,
- wierzchy i dna kanałów oraz dna komór i studni sieci cieplnej, teletechnicznej
i elektroenergetycznej,
- górne krawędzie (powłoki) lub wierzchy rur ochronnych kabli doziemnych,
- załamania przewodów (osi) pionowe i poziome.
Przedmiotem pomiaru wysokościowego mogę być także inne elementy szczegółów
terenowych, ustalone w warunkach technicznych ze zleceniodawcą.

Dokładno

ść

pomiaru wysoko

ś

ciowego

Pomiar wysokościowy wykonuje się w oparciu o osnowę wysokościową z taką
dokładnością, aby błąd średni określenia wysokości mierzonego punktu nie przekroczył
wartości:

dla obiektów (tab. 3.1.1):

•

29

Rodzaj obiektów

Błąd średni

wysokości

punktów

1.

Budowle i urządzenia techniczne o konstrukcji trwałej.

2.

Obiekty uzbrojenia terenu:

a) naziemne,
b) podziemne: sztywne
inwentaryzowane przed zasypaniem.

±

0.01 m

3.

Budowle i urządzenia techniczne ziemne

4.

Obiekty uzbrojenia terenu podziemne:

elastyczne lub mierzone elektromagnetycznie.

±

0.10 m

(o ile dokładność identyfikacji punktów nie przekracza odpowiednio

±

0.005 m i

±

0.05 m)

Tabela 3.1.1

dla punktów - pikiet powierzchni terenu (tab. 3.1.2):

•

Nachylenie terenu

kąt nachylenia

∆

h na odcinku 100 m

Błąd średni

wysokości

pikiet

Błąd średni

warstwic nie

powinien

przekroczyć

Błąd

położenia

poziomego

< 2

°

< 3.5 m

±

0.10 m

1/3 cięcia

warstwicowego

2

°

- 6

°

3.5 - 10.5 m

±

0.20 m

2/3 cięcia

warstwicowego

> 6

°

> 10.5 m

±

0.50 m

3/3 cięcia

warstwicowego

≤ 0.5

m

Tabela 3.1.2

Położenie poziome punktów obiektów określa się zgodnie z wymaganiami przypisanymi
grupie dokładności, do której obiekty te przynależą (tab. 3.1.3), natomiast pikiety
określa się z błędem położenia

0,5 m.

Metody pomiaru wysoko

ś

ciowego pikiet powierzchni terenu

Pomiar ukształtowania terenu, w zależności od celu jakiemu ma służyć wykonuje się
metodami bezpośrednimi:

niwelacji punktów rozproszonych (rozdz. 4),

•

niwelacji siatkowej (rozdz. 5),

•

niwelacji profilów (rozdz. 6),

•

tachimetrii (Wykłady z geodezji i geoinformatyki: Tachimetria).

•

Rozmieszczenie pikiet powierzchni terenu

Pikiety rozmieszcza się w odstępach 50 m, w miejscach charakterystycznych dla
konfiguracji terenu, a w szczególności (rys. 3.1.1):

na szczytach, siodłach i najniższych miejscach form,

•

na górnych i dolnych krawędziach zboczy,

•

na liniach szkieletowych (grzbietowych i ściekowych), a szczególnie w miejscach

•

załamania ich profilów.

30

Dla powierzchni, których układ przestrzenny powstał w wyniku działalności
gospodarczej człowieka (budowle ziemne, tereny rozkopane), pikiety rozmieszcza się
w taki sposób, aby charakteryzowały:

układ przestrzenny i krawędzie płaszczyzn utworu regularnego,

•

naturalną powierzchnię terenu, która nie uległa zmianie.

•

Grupa

Dokład

-ność

Wyszczególnienie

I

0.10 m

Obiekty dobrze identyfikowalne, zachowujące wieloletnią
niezmienność położenia:

•

znaki graniczne: granicy państwa, jednostek podziału admini stracyjnego
i działek,

•

stabilizowane znakami naziemnymi punkty osnowy wysokościowej,
punkty podstawowej osnowy grawimetrycznej i punkty wiekowe
osnowy magnetycznej,

•

budynki, budowle i urządzenia techniczne, w tym mosty, wiadukty,
tunele, ściany oporowe, tory kolejowe i tramwajowe, przejazdy, estakady
itp.,

•

elementy naziemne sieci uzbrojenia terenu, studnie i szczegóły
uliczne, w tym krawężniki, latarnie, słupy, pomniki, figury i trwałe
ogrodzenia.

II

0.30 m

Obiekty o mniej wyraźnych i mniej trwałych obrysach

•

niestabilizowane punkty załamania grani c dzi ałek,

•

obiekty o charakterze budowli ziemnych: nasypów, wykopów, rowów,
kanałów, grobli, tam, wałów przeciwpowodziowych,

•

elementy podziemne sieci uzbrojenia terenu i nierozgraniczone drogi
publiczne,

•

zieleń miejska (parki i zieleńce), zieleń przyuliczna (trawniki ,
drzewa), boiska sportowe oraz pomniki przyrody;

III

0.50 m

Obiekty o niewyraźnych obrysach lub małym znaczeniu

•

użytki gruntowe, kontury klasyfikacyj ne, podwodne elementy sieci
uzbrojenia terenu,

•

cieki i wody stojące o naturalnych liniach brzegowych,

•

oddziały leśne na obszarach Lasów Państwowych,

•

drogi biegnące w dużych obszarach o jednolitym władaniu (Lasy
Państwowe, duża własność ziemska) i mające charakter stałych dróg
wewnęt rznego transportu lub łączących siedli ska, a także stałych dróg
dojazdowych prywatnych,

•

inne obiekty o niewyraźnych konturach, możliwych do zidentyfikowania
z dokładnością nie mniejszą niż 0,50 m,

•

punkty wysokości naturalnej powierzchni terenu.

Tabela 3.1.3. Grupy dokładności pomiaru sytuacyjnego

Ocena dokładno

ś

ci pomiarów powierzchni terenu

Ocenę dokładności wykonanych pomiarów powierzchni terenu przeprowadza się przez
wykonanie pomiaru przekroju kontrolnego z pikietami co 10 m oraz określenie średniego
błędu wysokości na podstawie wyniku tego pomiaru i danych interpolowanych.

31

Rys. 3.1.1

3.2. Ci

ą

g niwelacyjny z punktami

po

ś

rednimi

Pomiar wysokości punktów trwałych szczegółów terenowych takich jak studzienki
kanalizacyjne, wodociągowe i ciepłownicze oraz kratki ściekowe pokazane na rys. 3.2.1,
jest prowadzony metodą ciągu niwelacyjnego z punktami pośrednimi.

Stanowiska niwelatora są sytuowane w miejscach najbardziej dogodnych do wykonania
pomiaru, przy czym odległość najdalszego mierzonego punktu od niwelatora nie może
przekroczyć 50 m.
Ciąg jest prowadzony między punktami geodezyjnej osnowy wysokościowej 1234 i 1235
nazywanymi punktami nawiązania ciągu. Podczas wykonywania pomiaru sporządza się
szkic polowy na formularzu określonego wzoru lub na mapie zasadniczej (rys. 3.2.1)
według standardów kreślenia obiektów mapy zasadniczej K-1.

32

k

1234

12

15

St.

woX120

wlA100

St 1

kdB1000.800

cpB2x50

ch.bet.

2

4

3

1

7

Wojrowicka

j. asf.

ch.bet.

ch.bet.

woX120

wlA100

10

5

9

ż

ch.asf.

St 2

6

1235

Rys. 3.2.1

3.3. Pomiar ci

ą

gu niwelacyjnego

Pomiar w kierunku głównym

Na pierwszym stanowisku pomiarowym (rys. 3.2.1, tab. 3.4.1) wykonywane są
czynności:
1. Ustawienie łaty na reperze 1234 i pionowanie za pomocą libeli pudełkowej,
2. Spoziomowanie niwelatora za pomocą libeli pudełkowej,
3. Ustawienie ostrości krzyża kresek,
4. Naprowadzenie lunety na łatę za pomocą celownika,
5. Ustawienie ostrości obrazu łaty w lunecie,
6. Naprowadzenie kreski pionowej krzyża na środek łaty śrubą ruchu leniwego,
7. Odczyty kresek górnej g i dolnej d, obliczenie odległości łaty D = 100(g - d),
8. Odczyt kreski środkowej na łacie i zapisanie w dzienniku jako odczyt wstecz
I pomiar t

1

9. Wybór trwałego punktu przeniesienia wysokości na następne stanowisko niwelatora,
w odległości w przybliżeniu równej odległości reperu od niwelatora, ustawienie łaty
na tym punkcie, wykonanie czynności 4, 5, 6, 7 oraz odczyt kreski środkowej
i zapisanie w dzienniku jako odczyt w przód I pomiar p

1

,

10. Zmiana wysokości osi celowej przez lekkie wzruszenie instrumentu, powtórzenie
czynności 1 - 7 oraz odczyt kreski środkowej i zapisanie w dzienniku jako
odczyt wstecz II pomiar t

2

,

11. Naprowadzanie lunety za pomocą celownika na łatę ustawianą na kolejnych
punktach mierzonych, powtarzanie czynności 5, 6 oraz odczytywanie kreski
środkowej i zapisywanie odczytów w dzienniku jako pośrednie s,

33

12. Naprowadzenie lunety na łatę ustawioną na punkcie przeniesienia wysokości na
następne stanowisko, odczyt kreski środkowej i zapisanie w dzienniku jako odczyt
w przód II pomiar p

2

.

13. Zapisanie w dzienniku obliczeń kontrolnych: różnice t

2

- t

1

i p

2

- p

1

lub t

1

- p

1

i t

2

- p

2

nie powinny przekraczać 4 mm, w przeciwnym przypadku pomiar na

stanowisku należy powtórzyć.

Po wykonaniu pomiaru na stanowisku 1 niwelator jest przenoszony na stanowisko 2
(rys. 3.2.1) na którym wykonywane są czynności 1 - 13, przy czym rolę punktu wstecz
przejmuje punkt przeniesienia wysokości, natomiast w przód kolejny punkt przeniesienia
wysokości na stanowisko 3. Na ostatnim n - tym stanowisku punktem w przód jest
reper o znanej wysokości. Jeżeli wokół stanowiska 1 nie jest dostępny reper w
odległości do 50 m, wtedy ciąg niwelacyjny jest rozpoczynany od najbliższego reperu.
W tym przypadku, na kolejnych stanowiskach niwelatora od reperu wyjściowego aż do
pierwszego stanowiska pomiarowego szczegółów terenowych wykonywane są odczyty na
łatach wstecz i w przód - bez pomiaru punktów pośrednich. Jeżeli na ostatnim
stanowisku pomiarowym szczegółów terenowych nie jest również dostępny reper wtedy
ciąg jest kontynuowany do najbliższego reperu - bez pomiaru punktów pośrednich, w
szczególności z powrotem do reperu wyściowego.
W rozpatrywanym przykładzie ciąg niwelacyjny zawiera dwa stanowiska między
reperami początkowym 1234 i końcowym ciągu 1235 (rys. 3.2.1).

Pomiar w kierunku powrotnym

Opisany pierwszy pomiar ciągu nazywany jest pomiarem w kierunku

GŁÓWNYM

(tab. 3.4.1). Należy następnie wykonać drugi pomiar - w kierunku

POWROTNYM

.

3.4. Dziennik niwelacji punktów po

ś

rednich

Dziennik niwelacji punktów pośrednich jest obliczany w czterech etapach (tab. 3.4.1):

I Obliczenia kontrolne

obliczenie sumy wartości odczytów wstecz

Σ

t = 5763 i w przód

Σ

p = 5551,

•

obliczenie odczytów średnich na poszczególnych stanowiskach wstecz t

ś

r

i w

•

przód p

ś

r

oraz ich sum

Σ

t

ś

r

= 5763,

Σ

p

ś

r

= 5551,

kontrola obliczeń: (

Σ

t -

Σ

p)/2 =

Σ

t

ś

r

-

Σ

p

ś

r

= 106 mm,

•

II Wyrównanie ci

ą

gu niwelacyjnego

obliczenie różnicy wysokości między reperem początkowym i końcowym:

•

∆

H =101.312 - 101.205 = 0.107,

obliczenie odchyłki zamknięcia ciągu jako różnicy przewyższenia pomierzonego

•

∆

h =

Σ

t

ś

r

-

Σ

p

ś

r

= 106 mm i obliczonego

∆

H = 107 mm: f =

∆

h -

∆

H = -1 mm,

sprawdzenie czy bezwzględna wartość odchyłki nie przekracza wartości

•

dopuszczalnej:

34

mm

L

m

f

f

km

dop

9

=

=

≤

gdzie: L = 0.190 - długość ciągu w km, m

km

= 20 mm - graniczna wartość błędu

niwelacji jednego kilometra ciągu,

rozdzielenie odchyłki f równomiernie na wszystkie odczyty średnie wstecz t

ś

r

•

i w przód p

ś

r

z przeciwnym znakiem (w rozpatrywanym przykładzie rozrzucenie

odchyłki f = 1 mm po 0.5 mm na jeden odczyt wstecz i jeden odczyt w przód)

Odcinek
Nr: 1

Od reperu nr: AE1234
Do reperu nr: AE1235

Kierunek:

główny

powrotny

Dat a pomiaru: 25.10.2008

Obserwator: T.Kowalczyk

Sekret arz: J.Kozubal

N

r

st

an

o

w

is

k

a

Oznaczenie

stanowisk łat

i reperów

Odczyt y na łatach

Odczyty średnie

Wysokość

osi

celowej

Wysokości punktów

Uwagi i

szkice

wstecz

I po miar

- t

1

II pomiar -

t

2

pośredni

s

w przód

I pomiar

- p

1

II pomiar -

p

2

t

ś

r

p

ś

r

na

osi

na

poprzeczce

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Z przeni esienia:

×

Kontrola:

1234-1213=21
1536-1512=24

Kontrola:

1679-1637=42
1274-1229=45

Różnica
wysokości
101.312
–101.205
= 0.107

St.1

100m

AE1234

1213

101.205

a

1512

+0.5

AE1234

1234

1223.5

102.439

a

1536

1524

100.905

1

1477

100.96

2

1677

100.76

3

1487

100.95

4

1449

100.99

5

1551

100.89

St.2

90m

a

1637

AE1235

1229

a

1679

1658

-0.5

102.584

AE1235

1274

1251.5

101.312

5

1863

100.72

6

1643

100.94

7

1829

100.76

Do przeniesienia:

5763

×

5551

2881.5 2775.5

Kontrola:

1
2

(∑ t – ∑ p )=∑ t

ś

r

– ∑ p

ś

r

Odchyłka:
106-107
= -1mm

Odchyłka

dopuszczalna

= 20(0.190)

1/2

= 9 mm

∑

t – ∑

p = 212

1
2

(∑ t – ∑ p) = 106

∑ t

ś

r

– ∑ p

ś

r

=

106

Tabela 3.4.1. Dziennik niwelacji punktów pośrednich

III Obliczenie wysoko

ś

ci punktów wi

ążą

cych ci

ą

gu

wychodząc z wysokości punktu początkowego ciągu 101.205 wysokość kolejnego

•

punktu wiążącego (na osi w tabeli 3.4.1; w rozpatrywanym przykładzie występuje
tylko jeden oznaczony jako a) równa się wysokość punktu poprzedniego plus
poprawiony średni odczyt wstecz t

ś

r

minus poprawiony średni odczyt w przód p

ś

r

kontrola polega na sprawdzeniu czy otrzymano identyczną wysokość reperu

•

końcowego ciągu 101.312.

35

IV Obliczenie wysoko

ś

ci punktów po

ś

rednich na ka

ż

dym

stanowisku

obliczenie wysokości osi celowej: do wysokości punktu wstecz dodawany jest

•

odczyt

wstecz z pomiaru drugiego t

2

,

po odjęciu od wysokości osi celowej wartości odczytów pośrednich otrzymuje się

•

wysokości punktów pośrednich, które są zaokrąglane do 0.01 m

36

37

Dolnośląska Szkoła Wyższa we Wrocławiu. Wydział Nauk Technicznych
Kierunek studiów: GEODEZJA I KARTOGRAFIA
Specjalność: geoinformatyka
Rok studiów I, semestr 1 (2008/2009)

Ć

wiczenia terenowe i laboratoryjne

z Geodezyjnych Pomiarów Szczegółowych

Prof. dr hab. inż. Edward Osada, Tel. [phone], [e-mail]

Ciąg niwelacyjny
z punktami pośrednimi

Zakres ćwiczenia:
1. Odszukanie reperu początkowego i końcowego ciągu w terenie na podstawie
opisów topograficznych
2. Sporządzenie szkicu ciągu niwelacyjnego na mapie zasadniczej z zaznaczeniem
mierzonych studzienek sieci technicznego uzbrojenia terenu,
3. Pomiar i obliczenie ciągu niwelacyjnego z punktami pośrednimi

Cel ćwiczenia
Praktyczna umiejętność pomiaru i obliczania ciągu niwelacyjnego między istniejącymi
dwoma reperami dla wyznaczania wysokości punktów pośrednich - praktyczna
realizacja geodezyjnych pomiarów wysokościowych za pomocą niwelatora.

Literatura:
1. Wykład z Geodezyjnych Pomiarów Szczegółowych: Ciąg niwelacyjny
z punktami pośrednimi dostępny na stronie e-lerningowej http://gik.wnt.dswe.pl/
2. Instrukcja techniczna G-4 i wytyczne techniczne G-4.1: www.gugik.gov.pl

Wyniki w załączeniu:
1. Dziennik niwelacji punktów pośrednich
2. Szkic ciągu na mapie zasadniczej

Nazwa niwelatora

...........................................

Data pomiaru

...........................................

Imię i nazwisko

...........................................

studenta

Zaliczenie na ocenę

...........................................

38