مقالات

مسیر یادگیری سریع نقشه برداری

مسیر یادگیری سریع نقشه برداری
  • نقشه‌برداری در مهندسی عمران

نقشه‌برداری روشی است برای تعیین موقعیت سه بعدی نسبی نقاط مختلف روی سطح زمین. این کار با محاسبه فواصل عمودی و افقی، زوایای بین نقاط، جمع‌آوری مشاهدات و رسم آن‌ها بر روی نقشه‌ای با هر مقیاس مناسب انجام می‌شود [1]. به بیان دیگر، نقشه‌برداری یک فرآیند ضروری برای شناسایی و نقشه‌برداری موقعیت زمین است [2]. دقت را می‌توان با استفاده از جدیدترین ابزارها مانند تئودولیت، تاکومتر و غیره به دست آورد. ترازبندی زیربخشی از نقشه‌برداری است که هدف آن تعیین ارتفاع اجسام با در نظر گرفتن سطح مبنا است. قبل از شروع هر پروژه ساختمانی بزرگ، نقشه‌بردار باید نقشه‌برداری را برای درک توپوگرافی سایت، در دسترس‌بودن منابع طبیعی، مثلث‌بندی شبکه و مرزهای دارایی انجام دهد [1].

  • تاریخچه

از اولین سازه‌های بزرگی که در گذشته توسط انسان‌ها ساخته شد، نقشه‌برداری گنجانده شد. در دوران باستان مصر، سالانه برای تغییر‌ مکان مرزها پس از سیل در رودخانه نیل، نقشه‌برداران زمین از طناب استفاده می‌کردند. رومی‌ها نقشه‌برداری را به عنوان یک حرفه با در نظر گرفتن ابعاد اولیه با استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری مانند invar tapes  که تقسیمات امپراتوری روم از طریق آن برگزار می‌شد، در نظر گرفتند. در اروپا و انگلستان نیز انجام می‌شد. پیشرفت و تحول در روش‌های نقشه‌برداری با توجه به نیاز صورت گرفت [1].

  • اصول اساسی نقشه‌برداری

تشخیص یک نقطه با اندازه‌گیری دو نقطه مرجع داده شده

بر اساس این اصل، موقعیت نسبی یک نقطه مورد بررسی باید حداقل از دو نقطه مرجع که قبلاً موقعیت‌های ثابتی دارند، تعیین و اندازه‌گیری شود [1].

  • کار از کل به جزء

با توجه به این اصل، همیشه توصیه می‌شود که کار پیمایش از کل به جزء انجام شود. یعنی زمانی که هر منطقه‌ای نیاز به بررسی دارد، ابتدا یک سیستم نقاط کنترلی ایجاد می‌شود که کل منطقه را با نگاه از بالا پوشش می‌دهد و سپس جزئیات جزئی را قرار می‌دهد. این از انباشت خطاها جلوگیری می‌کند [1].

  • روش‌های اولیه نقشه‌برداری

  • روش نقشه‌برداری با هواپیما

نقشه‌برداری صفحه ای، کاری است که در آن سطح زمین به صورت یک صفحه در نظر گرفته می‌شود و انحنای زمین نادیده گرفته می‌شود. در چنین نوع نقشه‌برداری، خطی که به هر دو ایستگاه می‌پیوندد، به عنوان خط مستقیم در نظر گرفته می‌شود. مثلثی که از به هم پیوستن هر سه نقطه تشکیل می‌شود، مثلث مسطح و زوایای مثلث نیز زوایای صاف در نظر گرفته می‌شوند. طول اضلاع مثلث با استفاده از Trilateration اندازه‌گیری می‌شود. نقشه‌بردار نقشه‌برداری را برای مکان های کوچک با مساحت کمتر از 250 کیلومتر مربع انجام می‌دهد و همچنین توسط سازمان‌های محلی یا دولتی مانند بخش تحقیق و توسعه، بخش آبیاری، اداره راه‌آهن و غیره انجام می‌شود [1].

نقشه برداری
  • روش نقشه‌برداری ژئودتیک

نقشه‌برداری زمین‌شناسی روشی است که در آن انحنای زمین در نظر گرفته می‌شود. به طور کلی در مناطق بسیار بزرگتر گسترش یافته است. خطی که به هر دو ایستگاه می‌پیوندد باید یک خط منحنی در نظر گرفته شود. مثلثی که از هر سه نقطه تشکیل می‌شود کروی و زوایای مثلث نیز به عنوان زوایای کروی در نظر گرفته می‌شود. نقشه‌برداری ژئودتیک توسط سازمان نقشه‌برداری و نقشه‌برداری ملی، وزارت بررسی هند انجام می‌شود و نقشه‌برداران زمین نقشه‌برداری را برای یک منطقه بزرگتر از 250 کیلومتر مربع انجام می دهند [2] و [1].

  • سایر روش‌های نقشه‌برداری بر اساس کار میدانی

  • روش نقشه‌برداری زمینی

نقشه‌برداری زمینی یا نقشه‌برداری توپوگرافی به طور کلی به اندازه‌گیری ویژگی‌های طبیعی یا مصنوعی در زمین مانند رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، نهرها، راه‌آهن، تپه‌ها، جاده‌ها، جنگل‌ها، کانال‌ها، شهرها، ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها، سیستم‌های تامین آب و غیره می‌پردازد [1].

  • روش نقشه‌برداری دریایی

نقشه‌برداری دریایی یا هیدروگرافی با اندازه‌گیری بدنه‌های آبی به منظور دریانوردی، تامین آب، کارهای بندری یا برای تخمین سطح متوسط دریا سروکار دارد. کار نقشه‌بردار شامل اندازه‌گیری دبی نهرها، تهیه نقشه‌برداری توپوگرافی از سواحل، شناسایی کامل برای تعیین عمق آب و مشاهده نوسانات جزر و مد اقیانوس است [1].

  • روش نقشه‌برداری نجومی

بررسی نجومی مکان مطلق هر نقطه یا مکان و جهت مطلق هر خطی را در سطح زمین تعیین می‌کند. این در مشاهدات و اجرام آسمانی مانند خورشید یا هر ستاره ثابت دیده می‌شود. برای تعیین عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی، ارتفاعات، زمان محلی و غیره و برای مکان‌های مختلف روی زمین با مشاهده اجرام آسمانی (خورشید یا ستارگان) انجام می‌شود [1].

  • روش بررسی باستان‌شناسی

بررسی باستان‌شناسی توسط نقشه‌بردار برای جمع‌آوری اطلاعات در مورد مکان‌هایی که از نظر باستان‌شناسی مهم هستند و برای کشف آثار عتیقه، تمدن، پادشاهی‌ها، قلعه‌ها، معابد و غیره مهم هستند، انجام می‌شود [1].

  • روش بررسی هوایی

عکس‌برداری یا بررسی هوایی داده‌های مربوط به مسیرهای بزرگ زمین را با عکس‌برداری از بالا توسط ابزارهای پهپاد یا هواپیماهایی که نرخ واکنش بهتری دارند، جمع‌آوری می‌کند. معمولاً برای مشاهده بهتر اندازه‌گیری فواصل از هواپیما انجام می‌شود. دوربین‌های هوایی از سطح زمین به صورت نوارهای روی هم افتاده از زمین عکس می‌گیرند [1].

نقشه برداری
  • بر اساس ابزار

  • روش نقشه‌برداری زمین‌شناسی

این نقشه ویژگی‌های چشم‌انداز فیزیکی، مانند رودخانه‌ها، دره‌ها، کوه‌ها و غیره را ترسیم می‌کند. داده‌های ماهواره‌ای برای نقشه‌برداری زمین‌شناسی اهمیت زیادی دارد و مهندسان به ندرت از این داده‌ها یا تصاویر هوایی برای کمک به آن‌ها در تکمیل کار استفاده می‌کنند [1].

  • روش نقشه‌برداری معدن

این شامل بررسی‌های سطحی و زیرزمینی است و برای اکتشاف ذخایر معدنی و هدایت تونل‌سازی همراه با سایر عملیات مرتبط با معدن انجام می‌شود [1].

  • روش نقشه‌برداری نظامی

کاربردهای مهم و حیاتی زیادی در ارتش دارد. بررسی‌های هوایی انجام می‌شود و برای تعیین موقعیت‌های استراتژیک و مکان‌های دشمن برای اهداف عملیات ارتش انجام می‌شود [1].

  • بر اساس ابزارهای مورد استفاده

  • روش نقشه‌برداری زنجیره‌ای و قطب‌نما

در این پیمایش اتصال اندازه‌گیری‌های خطی، نقاط کنترل با یک زنجیر یا نوار ساخته می‌شود و زاویه‌ها و همچنین زاویه‌های قائم با کمک قطب‌نما مغناطیسی اندازه‌گیری می‌شوند [1].

  • روش نقشه‌برداری جدول مسطح

این یک روش گرافیکی نقشه‌برداری است که در آن کار میدانی و ترسیم مکان‌ها به طور همزمان انجام می‌شود [1].

  • روش نقشه‌برداری تئودولیت

در بررسی تئودولیت، زوایای افقی با آلیداد مشاهده شده و با دستگاه تئودولیت با دقت بیشتری نسبت به قطب‌نما اندازه‌گیری می‌شود و ابعاد خطی با زنجیر یا نوار گرفته می‌شود [1].

  • روش نقشه‌برداری تاکومتریک

دستگاه تاکومتر یک دستگاه پیمایش خاص از نوع تئودولیت است و برای تعیین فواصل افقی و عمودی به صورت غیر مستقیم استفاده می‌شود [1].

  • بر اساس روش‌ها

  • روش نقشه‌برداری مثلثی

روش مثلثی یک روش پیمایشی اساسی است و زمانی استفاده می‌شود که منطقه مورد بررسی بزرگ باشد. کل منطقه توسط نقشه‌بردار به مثلثی از شبکه‌ها تقسیم می‌شود [1].

  • روش پیمایش

پیمایش مجموعه‌ای از خطوط است که ممکن است باز یا بسته باشند. هنگامی که اندازه‌گیری‌های خطی با یک زنجیر و یک نوار انجام می‌شود و جهات یا زوایای افقی به ترتیب با قطب‌نما یا تئودولیت محاسبه می‌شود به آن پیمایش می‌گویند [1].

  • نوآوری و فناوری

تکنیک‌های نقشه‌برداری و نقشه‌برداری زمین در زمینه‌های مختلف مانند تعیین موقعیت سازه‌های خاکی، تهیه نقشه‌هایی با جزئیات مکان‌های مشخص، اندازه‌گیری فاصله بین دو نقطه متمایز و غیره مورد نیاز است. نقشه‌برداری به داده‌های GPS از ماهواره‌هایی نیاز دارد که دارای دقت بالا الکترومکانیکی و نوری هستند. ابزارهایی که برای اطمینان از صحت اندازه‌گیری‌ها مورد نیاز هستند [1].

  • طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)

هنگامی که مهندسان داده‌های نظرسنجی را جمع‌آوری کردند، طراحی به کمک رایانه به تبدیل آن داده‌ها به یک نمایش بصری واضح، مانند نقشه یا هر مدل سه‌بعدی کمک می‌کند. سطح بالاتری از کمال و جزئیات را سریع‌تر می‌دهد که با طراحی دستی نمی‌توان به آن دست یافت [1].

  • موقعیت‌یابی داده‌های ماهواره‌ای جهانی

داده‌های GPS برای نقشه‌برداری غیرنظامی مهم است؛ زیرا امکان نشان‌دادن مکان‌ها و مختصات دقیق توسط شبکه‌های کنترل را فراهم می‌کند. در جایی که ارزیابی بصری برای تشخیص اینکه آیا یک شی جابجا شده یا یک پایه غرق شده کافی نیست، دقت داده‌های GPS به مهندسان اجازه می‌دهد تا مطمئن شوند. Trilateration در سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS) برای تعیین موقعیت، ارتفاع و سرعت کاربر استفاده می‌شود [1].

  • مدلسازی ابر نقطه‌ای

برای توسعه و آماده‌سازی مدل‌های بررسی سه بعدی با دقت، مهندسان اغلب یک ابر نقطه یا مجموعه‌ای از نقاط داده سه بعدی ایجاد می‌کنند. نقشه‌بردار از فناوری اسکن لیزری سه بعدی برای تولید نقشه داده منطقه‌ای که می خواهد مدلسازی کند استفاده می‌کند. هنگامی که آن‌ها داده‌هایی دارند که هر سطحی را که نیاز دارند، نشان می‌دهند، سپس می‌توانند نقاط علامت‌گذاری شده را از طریق مدل‌سازی ابر نقطه‌ای به یک مدل سه‌بعدی دقیق تبدیل کنند [1].

  • تئودولیت

تئودولیت یک ابزار دقیق اندازه‌گیری زاویه است. دستگاه با استفاده از یک نقطه مرجع صفر می‌شود سپس زوایای افقی و عمودی را می‌توان به راحتی با نشانه‌گیری لنز هدف به سمت شی مورد نظر محاسبه کرد. دستگاه توتال استیشن تا حد زیادی جایگزین تئودولیت شده است [2].

  • تاکئومتر

تاکئومتر شکل خاصی از تئودولیت است که دارای یک دیافراگم Stadia و یک عدسی آنالاتیک است. فاصله را با استفاده از دیافراگم محاسبه می‌کند. این روش تقریباً به طور کامل با استفاده از توتال استیشن جایگزین شده است [2].

  • توتال استیشن

توتال استیشن این یک تئودولیت با سیستم اندازه‌گیری فاصله الکترونیکی است. با EDM، فواصل را اندازه‌گیری می‌کند. به یک نقشه‌بردار منفرد اجازه دهد تا اطلاعات بسیار بیشتری را در یک بازه زمانی سریع‌تر بدست آورد [2].

  • مراجع

[1]      W. E. R., “Methods of Surveying,” Nature, vol. 78, no. 2022, pp. 293–293, 2022, doi: 10.1038/078293a0.

[2]      EngineerSupply, “A Guide to Surveying and Survey Equipment.” Accessed: Mar. 07, 2024. [Online]. Available: https://www.engineersupply.com/The-basics-of-surveying.aspx

  • اقدام به خرید تجهیزات نقشه برداری 

  • راه های ارتباطی 

شماره تماس مشاوره : 4581 407 0913  مهندس جهانگیری 

شمارره واتساپ :4581 407 0913 

آدرس دفتر : اصفهان،گلپایگان مجتمع پارسیان طبقه اول واحد 7

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *