اصول نقشه برداری و مبانی

۳۰ تیر ۱۴۰۳ مقالات

اصول کلی نقشه برداری در منطقه ای که می خواهیم از آن نقشه تهیه کنیم دو نقطه انتخاب نمائیم و فاصله بین آنها را دقیقاً اندازه گیری کنیم. این دو نقطه را می توان روی یک برگ کاغذ با مقیاس دلخواه نشان داد.
با استفاده از این دو نقطه موقعیت نقاط دیگر را می توان با اندازه گیری های لازم تعیین نمود و روی برگ نقشه مشخص کرد. نقاطی که بدین طریق بدست می آیند مبنای تعیین موقعیت نقاط جدید خواهند بود.
روشهای گوناگونی که برای تعیین موقعیت نقطه سوم با دانستن دو نقطه معلوم به کار می رود به شرح زیر است.
۱-با اندازه گیری طولهای AC و BC که می توان با استفاده از دو قوس به مراکز A و B به شعاع های AC و BC موقعیت دقیق نقطه C را تعیین کرد.
۲- با اندازه گیری AH و CH و H پایه عمود وارد از نقطه C بر AB است.
۳- با اندازه گیری زاویه a و طول AC که در این صورت مختصات قطبی نقطه C اندازه گیری شده است.
۴-با اندازه گیری دو زاویه a و B که در این صورت می توان نقطه C را به کمک نقاله و با رسم زوایای a و B از نقاط A و B تعیین کرد و یا با محاسبه مثلث ABC دو طول AC و BC را محاسبه کرد.
از نقطه نظر تعیین اختلاف ارتفاع بین نقاط A و B و C نیز می توان روشهای گوناگونی بکار برد که با استفاده از ارتفاع یک نقطه معلوم که به عنوان مبنای ارتفاعات اختیار می شود.

شما هرگز یک نقشه بردار حرفه ای نخواهید شد مگر به طور تخصصی با تمام مفاهیم علمی و عملی مورد استفاده در این حوزه تخصصی آشنایی پیدا کنید.

در واقع تنها یک مهندس نقشه بردار است که میداند در هر پروژه باید از چه دستگاه‌هایی استفاده کند، هر کدام از ابزار های نقشه برداری را در کدام نقطه از پروژه مستقر کند، مختصات نقاط پروژه را چگونه به دقت و درستی برداشت کند و نهایتا چطور خطاهای موجود در شبکه مورد برداشت را بین تمام نقاط سرشکن کند به نحوی که بهترین و دقیق ترین تصویر از وضع موجود را به کارفرما ارائه دهد.

بنابراین داشتن دانش تخصصی در این زمینه و برخورداری از آموزش های آکادمیک مرتبط با هر کدام از فیلدهای اجرایی مورد استفاده در نقشه برداری از مهمترین عواملی است که به یک نقشه بردار کمک می کند تا یک پروژه را با دقت و صحت کامل به نتیجه برساند.

ابزارهای مختلفی برای برداشت نقاط پروژه، ترسیم و تولید نقشه بوجود آمدند که امکان استفاده از آن ها حتی برای سایر رشته های مهندسی و تخصصی نیز ممکن است، اما در انتها فقط یک مهندس نقشه بردار است که می تواند صحت و درستی نقشه های تولیدی را بررسی و تایید کند.

اما به شما پیشنهاد می کنیم تا برای آموزش نقشه برداری حرفه ای حتما در دوره های مرتبط شرکت نمایید و یا قبل از شروع هر پروژه از یک متخصص کمک بگیرید.

اهمیت یادگیری مبانی نقشه‌برداری عمومی General Surveying چیست؟

کنترل کارهای اجرایی در ساختمان، تسطیح اراضی در کشاورزی و شهرسازی، بررسی تغییرات پوسته زمین، تفکیک زمین، طرح و پیاده کردن مسیرهای راه، راه آهن و خطوط انتقال گاز از مهم‌ترین کاربردهای نقشه‌برداری است.

نقشه‌برداری دارای شاخه‌های مختلفی است که از جمله آن‌ها می‌توان به نقشه‌برداری توپوگرافی (نقشه پستی و بلندی زمین)، نقشه‌برداری ساختمان، نقشه‌برداری دریا، نقشه‌برداری ثبت املاکی و نقشه‌برداری مسیر، اشاره کرد.

یادگیری مبانی نقشه‌برداری عمومی (General Surveying) برای افرادی که در زمینه‌های مختلفی مانند مهندسی عمران، معماری، برق، کشاورزی، حفاظت محیط زیست، مدیریت منابع آبی فعالیت می‌کنند، بسیار مهم است.
برای مثال نقشه برداری عمومی در زمینه حفاظت محیط زیست، جهت برآورد وضعیت زیست‌محیطی و مدیریت منابع طبیعی اهمیت دارد.

وظایف شخص نقشه بردار

پروژه‌های ساخت و ساز باید بر اساس خواسته‌های کارفرما پیش بروند و به همین دلیل، برای اجرای خواسته‌ها و طرح‌های منحصر به فرد مشتری نیاز به نقشه برداری از ساختمان خواهد بود. وظیفه فرد نقشه بردار بسیار مهم و حیاتی می‌باشد؛ چون با توجه به نقشه‌ای که او ارائه می‌کند می‌توان به خطاها، مشکلات و چالش‌هایی که ممکن است در آینده با پروژه با آن مواجه شود، پی برد و در اسرع وقت به دنبال راه حلی برای آن بود.

بیان موقعیت نقاط در سطح زمین
موقعیت هر نقطه در روی زمین با دو عامل طول و عرض جغرافیایی مشخص می شود. طول جغرافیایی هر نقطه عبارتست از زاویه بین سطح نصف النهار گرینویچ و سطح نصف النهار نقطه مورد نظر و عرض جغرافیایی عبارتست از زاویه بین قائم نقطه با صفحه استوا .
می توان موقعیت هر نقطه را همان طوری که در ریاضیات معمول است نسبت به دو محور اختیاری تعیین کرد که در این صورت اصطلاح طول و عرض بکار می رود.
هر نقشه برداری بجای محور طولها و عرضها اصطلاح محورهای شرقی و شمالی را بکار می برند و موقعیت هر نقطه نسبت به این دو محور با دو عامل شرقیه و شمالیه سنجیده می شود.

مقیاس
مقیاس نقشه رابطه ایست که بین ابعاد حقیقی عوارض و ابعاد آن روی نقشه موجود است به عبارت دیگر ابعاد حقیقی به نسبت معینی کوچک شده و سپس روی نقشه منتقل می گردند. این نسبت به صورت کسری نوشته می شود که به E=1/n.10m شکل می باشد
در کارهای مهندسی – معماری – شهرسازی مقیاسهای زیر متداول است:
الف- نقشه ۵۰۰۰۰/۱ و ۲۰۰۰۰/۱ برای بررسی کلی طرحهای شهرسازی
ب- نقشه های ۱۰۰۰۰/۱ و ۵۰۰۰/۱ برای تهیه طرحهای شهرسازی
ج- نقشه ۲۰۰۰/۱ و ۵۰۰/۱ برای نقشه های اجرایی
د- نقشه های ۲۰۰/۱ و ۵۰/۱ برای نقشه های جزئیات

انواع مقیاس ها
در نقشه های توپوگرافی معمولاً علاوه بر مقیاس عددی مقیاس خطی نیز بکار می رود و آن عبارت است از خطی مدرج که در مقیاس نقشه طولهای معلومی را نشان می دهد. استفاده از مقیاس خطی برای اندازه گیری مسافتهای روی نقشه بسیار ساده است. زیرا کافی است که طول مورد نظر روی نقشه را به وسیله دهانه پر گار اندازه گرفته و سپس دهانه پرگار را روی مقیاس خطی بگذاریم و مستقیماً مسافت حقیقی را روی مقیاس بخوانیم.
سطح مبنا
در نقشه برداری تعیین موقعیت نقاط از یک سطح مبنا استفاده می شود و کلیه نقاط را روی آن تصویر می کنند. سطح مبنا در نقشه برداری مسطحه Plane Surveying یک سطح افقی است که عوارض را روی آن تصویر می نمایند و همچنین می توان ارتفاع مختلف را نیز نسبت به آن سنجید و بنابراین این صفحه افقی نیز مبنای ارتفاعات خواهد بود. در کارهای محلی و کوچک می توان ارتفاع سطح مبنا را دلبخواه اختیار کرد که این سطح مبنا منطبق بر سطح متوسط آب دریا اختیار شود و ارتفاع آن را صفر فرض کنند.

توجیه نقشه
هر نقشه را باید بتوان به سهولت توجیه کرد یعنی بتوان به سهولت نقشه را در جهتی قرار داد که امتدادهای نظیرشان در طبیعت منطبق و هم جهت باشند و معمولاً برای این منظور از امتداد شمال جغرافیایی (شمال حقیقی) یا شمال مغناطیسی استفاده می شود.
شمال جغرافیایی یا شمال حقیقی در واقع همان امتداد نصف النهار محل است که جهت قطب را نشان می دهد.
بنابراین اگر امتداد شمال حقیقی را روی نقشه مشخص کنیم و اگر نقشه را طوری قرار دهیم که جهت شمال روی نقشه متوجه قطب شمال گردد نقشه با زمین توجیه شده است.
شمال مغناطیسی – این شمال امتدادی است که عقربه مغناطیسی در حالت آزاد مشخص می کند و معمولاً در کارهای نقشه برداری برای تعیین شمال مغناطیسی وسایلی به کار می برند که مجهز به عقربه مغناطیسی باشد از قبیل قطب نما – دوربینهای عرقبه دار و غیره.

شبکه بندی نقشه
در موقع ترسیم نقشه و برای اینکه فاصله – سمت و سطح نقشه بهتر مشخص و قابل درک گردد کاغذ نقشه را شبکه بندی می نمایند.
فواصل شبکه بندی بر حسب مقیاس نقشه متفاوت است در نقشه های بزرگ مقیاس (نقشه هایی که مقیاس آنها ۱۰۰۰/۱ تا ۲۰۰۰/۱ باشد) فواصل شبکه بندی را ۱۰ سانتی متر اختیار می کنند.
از این شبکه بندی استفاده دیگری نیز می شود بدین ترتیب که اگر یکی از امتدادهای شبکه بندی را منطبق بر شمال حقیقی یا مغناطیسی فرض کنیم جهت دیگر شبکه بر امتداد شرقی – غربی منطبق خواهد شد و در این صورت می توانیم مختصات نقاط مختلف را روی نقشه نسبت به دو محور عمود بر هم که یکی جهت شمال و دیگری جهت عمود بر آن را مشخص می کند تعیین کنیم.
و بطوریکه قبلاً گفته شد مختصات نقطه A در این سیستم عبارت خواهد بو از X و Y که X= Easting ، Y= Northing در نقشه برداری جهت محور Yها را که همان جهت شمالیه باشد بنام شمال شبکه می خوانند چون جهت شمال جغرافیایی و جهت شمال مغناطیسی در نقاط مختلف ثابت نیست بنابراین اگر نقطه مبداء شمال شبکه بر شمال جغرافیایی یا مغناطیسی منطبق باشد اگر منطقه عملیات نقشه برداری بسیار وسیع و بیش از چندین کیلومتر باشد مسلماً در کناره منطقه این سه امتداد با هم منطبق نبود و نسبت به هم زوایائی خواهند داشت که بعداً در این باره بررسی خواهیم کرد که البته این اختلاف در مناطق کوچک قابل درک نیست
گرا یا Azimut
برای تعیین و مشخص کردن امتدادها در نقشه برداری از گرا یا Azimut استفاده می شود. گرای حقیقی یا جغرافیائی هر امتداد عبارت است از زاویه افقی بین شمال جغرافیایی و آن امتداد که مقدار آن در جهت گردش عقربه های ساعت اندازه گیری می شود.
گرای مغناطیسی
عبارتست از زاویه بین شمال مغناطیسی و آن امتداد که در جهت عقربه های ساعت اندازه گیری می شود.
گرای شبکه
عبارتست از زاویه بین شمال شبکه و آن امتداد که در جهت عقربه های ساعت اندازه گیری می شود.
انحراف مغناطیسی
چون شمال حقیقی بر شمال مغناطیسی منطبق نیست لذا بین این دو امتداد زاویه کوچکی که در حدود یک تا چند درجه هم بیشتر نیست تشکیل می شود. این زاویه را انحراف مغناطیسی می نامند و بر حسب آنکه شمال مغناطیسی در شرق یا غرب شمال جغرافیائی قرار گیرد انحراف را شرقی یا غربی می نامند.
انحراف مغناطیسی مقدار ثابتی نبوده و در زمان و در مکان می کند و در عملیات نقشه برداری کوچک از این تغییرات صرفنظر می شود.
ترازیابی
مقصود از ترازیابی تعیین اختلاف ارتفاع بین دو نقطه است که اگر ارتفاع یکی از این دو نقطه معلوم باشد می توان ارتفاع نقطه دیگر را حساب کرد.
سطح تراز مبنا
سطحی است که مبنای ارتفاعات اختیار می شود چنین سطحی را نمی توان با فرمول های ریاضی تعریف کرد ولی به طور فیزیکی سطح تراز مبنا سطحی است که در جمع نقاطش بر امتداد شاقول عمود بوده و به علاوه بر سطح متوسط دریاها تقریباً منطبق باشد. چون سطح متوسط آب در اقیانوسها و دریاهای مختلف یکی نیست از این رو در هر مملکت سطح تراز مبنا را به طریق زیر تعیین می کنند:
در نقطه ای از ساحل که به اندازه کافی عمیق باشد و به علاوه مستقیماً در معرض تلاطم امواج نباشد دستگاه جزر و مد سنج نصب نموده و در مدتی که کمتر از ۵ سال نباشد ( زمان حداکثر ۱۸ سال است) تغییرات سطح آب را بوسیله دستگاه ثبات جزر و مد سنج در ساعات مختلف اندازه گیری می نمایند.
دستگاه جزر و مد سنج دارای قلم رسامی است که تغییرات سطح آب را به صورت منحنی روی طبلک دستگاه به طور خودکار رسم می نماید.
سطح متوسط آب را به عنوان مبداء ارتفاعات اختیار نموده و آنرا سطح متوسط دریا می نامند سطح متوسط ارتفاعات در کشور ایران سطح متوسط خلیج فارس می باشد و کلیه ارتفاعات کشور را نسبت به این مبداء می سنجند.