Способ определения слабовыраженного рельефа сельскохозяйственного поля

Способ определения слабовыраженного рельефа сельскохозяйственного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛАБОВЫ РАЖЕННОГО РЕЛЬЕФА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПОЛЯ, включающий разбивку на местности сетки квадратов и вертикальную съемку, отличающийс я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения производительности при определении эрозионноопасных характеристик рельефа, съемку осуществляют путем измерения угла и азимута направления наклона плоской поверхности, проходящей через три опорные точки, лежащие на окружности , вписанной в квадрат сетки мест ности.

СОЮЗ. СОВЕТСКИХ

t NIlII

РЕСПУБЛИК ае (ю, 4(51) G 01 С 11/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3468162/24-10 (22) 12.05.82 (46) 30.01.85. Бюл. Р 4 (72) В.Ф,Журавель, А.Ю.Удовикин, О.Г.Ангилеев и Б.Г.Гордиенко (71) Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (53) 528.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 605083, кл. G 01 С 5/00, 1974.

2. Гириеберг М.А. Геодезия, 4.1.

M., "Недра", 1967, с. 309-3 14 (прототип) ° (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛАБОВЫ

РАЖЕННОГО РЕЛЬЕФА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПОЛЯ, включакнций разбивку на местности сетки квадратов и вертикальную съемку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения производительности при определении эрозионноопасных характеристик рельефа, съемку осуществляют путем измерения. угла и азимута направления наклона .плоской поверхности, проходящей через три опорные точки, лежащие на.окружности, вписанной в квадрат сетки местности.

299

1 1137

Изобретение относится к общей reo дезии или топографии-, а именно к техническому нивелированию поверхности и изображению ее на топографических планах или специальных картах, 5 и предназначено, в частности, для определения и изображения рельефа сельскохозяйственных полей при оценке степени их эрозионной опасности в системе планирования и организации 1а противоэрозионных мероприятий.

Известен способ определения рельефа местности, получения горизонталей поверхности при поэтапной заливке водой. Поверхность фотографируют 15 после каждого этапа заливки, а горизонтали получают путем дешифрирования линий границ, залитых водой участков поверхности по полученным фотоснимкам f1) .

Такой способ определения рельефа требует большого объема работ, имеет узкое назначение, так как может применяться только для специально выровненной поверхности (например, рисовьм полей) и совершенно непригоден для сельскохоэяйственньм поле, имеющих общий уклон в одну сторону.

Наиболее близким к изобретению яв-За ляется способ технического нивелирования поверхности по квадратам и ".- . изображения ее на картах горизонталя ми. Спомоб применяется на откры-, той местности со слабо выраженным рельефом (именно эти условия характерны для сельскохозяйственного поля). Необходимые для съемки релье- фа и ситуации точки располагаются в . вершинах разбиваемой на местности сети квадратов. Размеры последних зависят от сложности рельефа и масштаба съемки и находятся в пределах

10х10-100х100 м. Построение сети квадратов производится теодолитом или гониометром и лентой (дальномером). Сначала строят большой квадрат, измеряют азимут одной иэ его сторон, затем внутри его провешивают линии и разбивают на более мелкие квадраты. Вертикальную съемку ведут способом сплошного (геометрического или тригонометрического) нивелирования по квадратам нивелиром с рейкой. Отметку одной из вершин для вычисления последующих принимают услов"55 ной или ее вычисляют нз привязки к реперу, В результате нивелирования чертят план всех квадратов в заданном масштабе и у их вершин подписывают отметки, по которым затем графическим интерполированием вычерчиsamT горизонтали (2)

Недостатком сплошного нивелирова" ния является то, что размеры элемен-. тарньм участков поверхности, их крутизна и направление не измеряются непосредственно при топографической съемке (тогда, по крайней мере, будет только однократная погрешность и меньшая трудоемкость процесса).

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение производительности при определении эрозионноопасньм характеристик рельефа.

Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу определения слабовыраженного рельефа сельскохозяйственного поля, включающему разбивку на местности сетки квадратов и вертикальную съемку, съемку осуще. ствляют путем измерения угла и азимута направления наклона плоской поверхности, проходящей через три опорные точки, лежащие на окружнос-. ти, вписанной в квадрат сетки местности.

На фиг. 1 изображены горизонтальf ные проекции аппрокснмированных до плоскости элементарньм участков местности, выполненных по квадратам, на фиг. 2 - обозначение на плане местности угла и направления наклона элементарных участков, на фиг. 3 - схема определения рельефа (планиметрн яеского нивелирования) местности по квадратам, на фиг. 4 - устройство ля определения угла и направления на:клона участка местности, на фиг. 5клинометрическая карта местности, на фиг.б — прийеры решения задач по кли- нометрической карте, на фиг. 7 — кар. .та высот, .полученная при графоаналитических преобразованиях клинометри ческой карты на фиг. 8 — профиль местности по заданному на карте направлению; на фиг. 9 - гипосметрическая карта, полученная при графоаналитических преобразованиях клинометрической карты.

Для основной съе ки местности служит способ планиметрического нивелирования. Элементарные участки б, Я, Т поверхности заменяются плоскостями

Sn, Нь, Т, для которых измеряются углы Мз, Ф, Мт их наклона к горизонтальной плоскости и направления (ази1137299

Способ осуществляется следующим образом.

На сельскохозяйственном поле разбивается сеть квадратов 1, II, Ш и

30 т.д. (горизонтальная съемка аналогична известному способу технического нивелирования по квадратам) (фиг.

3). Длина стороны квадрата должна быть не больше полупериода неровнос. тей. ианорельефа поля, чтобы учесть

его влияние при замене поверхности внутри квадрата плоскостью. Фактические размеры квадратов (например, для равнинных полей Ставропольского края). находятся в пределах 5х5-40х40 м.

Построение сети квадратов производят теодолитом (гониометром, буссолью, зккером) и лентой. Измеряется азимут

А стороны какого-нибудь квадрата (например 1) и высотная отметка k

) одной его вершины принимается условной (например эа нулевой уровень) или вычисляется из привязки к реперу P .

Далее производят вертикальную съем- 50 ку (планиметрическое нивелирование) заключающуюся в том, что,поверхность каждого квадрата принимают за плоскость и измеряют ее угол и направление наклона. Для аппрокси- 55 мации поверхности квадрата плоскосTblo внутри квадрата (1V) HB достаточном удалении от его центра и в Tbl) A>, А<, Ат линий их ската (ли ний наибольшей крутизны) а а, а, а„, ата и проектируются на горизонтальную плоскость Н (проекции 6, R, Т ) (фиг. 1) . Относительно. координатных осей ХУ определяются горизонтальные координаты Х;У; границ этих участков (точек 1, 2, 3 и т.д.) и составляется план местности. Для обозначения на плане угла и направления наклона апроксимированных до плоскости участков местности могут применяться различные способы. При аналитическом способе указываются численные значения A и a при графическом — угол м; и направление

А склона обозначаются вектором, где направление наклона участка указывается направлением вектора, а у1ол наклона — длиной вектора; штрихами (гашюрами) Ш, где направление склона указывается направлением штрихов, штриховкой Й, где направление склона указывается направлением штриховки, а угол наклона— частотой штриховки и т.д. (фиг. 2).

I5

25 разных концах берутся три точки (а, б, с) поверхности квадрата (1V), через которые и производится условная плоскость (П, 17) .

Угол и направление наклона этой условной плоскости измеряется соответствующим устройством, например, в виде специального триножника 1 (фиг. 4) Три опоры 2-4 триножника выполнены телескопическими для разведения их в стороны до размеров разбиваемых на местности квадратов (при разбивке местности на квадраты значительных размеров свы1не 20х20 м разлет опор триножника может быть меньше квадрата, но достаточным чтобы характеризовать общий уклон).

Концы опор 2-4 триножника могут быть установлены на опорные колеса для перекатывания устройства по полю (не показано). На вертикальной стойке 5 триножника-свободно посажены кронштейн 6, на конце которого подвешен маятник 7 и установлены буссоль

8 и эклиметр 9. Буссоль 8 закреплена в горизонтальном положении на стержне маятника 7, с которым жестко связано кольцо 10 с угловыми делениями эклиметра 9. Зрительная труба 11 с диоптрами эклиметра 9 закреплена на кронштейне 6. Грузом кольца 10 эклиметра 9 служит маятник 7.0сь враУ щения кольца 10 совпадает с осью качания 7.

Устройство работает следующим об-, разом.

На горизонтальной площадке опоры

2-4 триножника 1 разводятся на требуемую величину. При этом стержень маятника 7 должен быть параллелен вертикальной стойке 5 триножника 1 (для этого можно использовать несложное приспособление в виде прямоугольной рамки). Затем устройство переносится (или перекатывается) на топографируемой местности и последовательно устанавливается на опоры 2-4 внутри нивелируемых квадратов. При установке устройства в квадрате, поверхность которого имеет уклон, кронштейн 6 поворачивается в сторону, соответствующую этому уклону, а ма;ятник 7 отклоняется от вертикальной .стойки 5 на вертикальный угол, равный углу наклона поверхности квадрата относительно горизонтальной плоскости. Направление наклона поверхности квадрата определяется по

1137

3 углу между направлением магнйтной стрелки буссоли 8 и направлением кронштейна 6, а угол наклона поверхности квадрата — по угловому делению кольца 10 на линии визирования зрительной трубки 11 эклиметра 9.

Угловые значения условных плоскостей квадратов обозначаются на составленном от руки схематическом чертеже или контурном плане цифра- 10 ми или условными знаками, а затем вычерчивается в масштабе план (клинометрическая карта) местности с необходимой географической основы (фиг. 5) . Полученная клинометричес- !5 кая карта1 дает возможность непосредственно определять важнейшие характеристики рельефа местности: направление и крутизну наклона склонов, установление границ водосбор- 20 ного участка местности и определение

его площади. Кроме того, она решает и другие задачи картометрии: определение высот точек местности, построение профиля местности Ito задан- 25 ному на карте направлению, проведение на карте линии заданного уклона, при необходимости клинометрическая карта (уклонов) может быть пре" образована в гипсометрическую карту gp (высот), т.е. карту с горизонталями (фиг. 6-9).

Основной для всех перечисленных работ является карта поля высот, в которую может быть преобразована полученная клинометрическая карта.

Для этого, зная абсолютное превыше-. ние какой-либо крайней точки плана (К) или приняв его условным, определяют превышение относительно этой 4О точки крайних точек квадратов путем последовательного алгебраического суммирования (продольнЫх и поперечных) составляющих векторов элементар. ных площадок и подписывают в углах 45 квадратов численное значение превышений, т.е. строят карту поля высот.

Например, зная, что продольная и по-; перечная составляющие векторов эле ментарной площадки (т.е. угол ее на- о клона в продольной и поперечной плос. костях) составляют соответственно 2 и 5, а размеры квадрата 5х5 м, мож" но сказать, что превышение крайней

299 точки относительно остальных точек квадрата в продольной и поперечной плоскостях составляют О, 174 и 0,436 м.

Алгебраически суммируя полученные ре зультаты относительно превышения ус,ловно принятой точки или значений превышений в этих плоскостях предыдущих квадратов, подписываем результат вычислений. Имея поле высот и используя известные в геодезии методы его преобразования, можно построить карту в горизонталях, профиль по заданному направлению, линию заданного уклона и т.д.

Пример . Определение и изоб-. .ражение рельефа сельскохозяйственных полей по предлагаемому способу прово. дили при составлении проекта противоэрозионных мероприятий в ОПХ "Михайловское" Шпаковского района Ставропольского края. Векторы рельефа элементарных участков (квадраты

5х5 м) определяли с помощью специально изготовленного устройства для гидростатического нивелирования. Устройство навешивали на трактор Т-16, двигавшийся по полю с интервалом 5 м (определяемым счетчиком пути) челночным способом, т.е. одновременно проводили разбивку участка и определяли ,величину и направление уклона поверхности квадрата. При этом точность измерения на местности составляла не .менее 15 мин, производительность

0,2 ra/ч. Используя полученную карту рельефа участка было построено поле поверхностного стока, позволившее установить места концентрации поверхностного стока и их количественную характеристику (объем жидкой и твердой фазы, скорость и направление движения потока). Эти материалы были использованы при дифференцированном размещении противоэрозионных приемов: вертикальное мульчирование, щелевание. Поле поверхностного стока позволило разместить водопоглощающие щели рациональным образом (только s местах концентрации поверхностного стока), полностью зарегулнровать по-. верхностный сток (20-30Х обеспеченности), сократить объем работ и расход материала в 1,5-3 раза.

1137299

Фиг. У

1137 i<+

1137299

1 37299

Дей с абипчеиьные места ЮооЬтоко8;

Recent 8оаЬюоко8, порубленные с иоио ью бектора;

Пиния раздеаа 5о8ос3ора

Фиг.6

1)37299

Фиг. 7

Ф,н

1137299

Составитель В. Васильев

Редактор К.Волощук Техред А.Ач Корректор Л.Пилипенко

Заказ 10509/28 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб ., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4