Способ определения слабовыраженного рельефа сельскохозяйственного поля

СОЮЗ. СОВЕТСКИХОЗЛФ ПВКЮЕПЮИРЕСПУБЛИК 51) С 01 С 11/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ(71) Ставропольский научно-исследвательский институт сельского хоства(56) 1, Авторское свидетельство СВ 605083, кл. С 01 С 5/00, 1974.2. Гириеберг М.А. Геодезия, 4М "Недра", 1967, с. 309-3 14 (птип)яи 1. ото ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(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.й1137299 Составитель Техред А.Ач ил Корректор Л.Нилипеик едактор К.Вол Подписное Тираж 651 ственного обретенийЖ, Ра 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аз 10509/28 ВНИИПИ Государ по делам из 113035, Москвакомитета СССи открнтийушская наб .,2991137Изобретение относится к общей гео 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 10 противоэрозионных мероприятий.Известен способ определения релье" фа 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 Я .20 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"ЗО ляется способ технического нивелирования поверхности по квадратам и ; . изображения ее на картах горизонталями. Спомоб применяется на откры-, той местности со слабо выраженным рельефом (именно эти условия харак. терны 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 10 х 10-100 х 100 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 задан". ном масштабе и у их вершин подписывают отметки, по которым затем графическим интерполированием вычерчивают горизонтали 2Недостатком 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 окружности, вписанной в квадрат сетки местности.На фиг. 1 изображены горизонталь" ные проекции аппрокснмированных до плоскости элементарньм участков местности, выполненных по квадратам, на фиг. 2 - обозначение на плане местности угла и направления наклона эле" ментарных участков 4 на фиг. 3 - схема определения рельефа (планиметрняеского нивелирования) местности по квадратам, на фиг. 4 - устройство ля определения угла и направления наклона участка местностиф на фиг. 5- клинометрическая карта местности, на фиг.б - прийеры решения задач по кли- нометрической карте, на фиг. 7 - кар .та высот, .полученная при графоанали" тических преобразованиях клинометрической карты на фиг. 8 - профиль местности по заданному на карте направлению; на фиг. 9 - гипосметрическая карта, полученная при графоаналитических преобразованиях клиномет" рической карты. Для основной съе.ки местности служит способ планиметрического нивелирования. Элементарные участки б, Я , Т поверхности заменяются плоскостями бо, Н, Тю , для которых измеряются углы Мз, Ф, Мт их наклона к горизонтальной плоскости и направления (азиСпособ осуществляется следующим образом.На сельскохозяйственном поле разбивается сеть квадратов 1, П, Ш и30 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 5 х 5-40 х 40 м. Построение сети квадратов производят теодолитом (гониометром, буссолью, зккером) и лентой. Измеряется азимут Ас стороны какого-нибудь квадрата(например 1) и высотная отметка К)одной его вершины принимается условной (например эа нулевой уровень) или вычисляется из привязки к реперу Р . Далее производят вертикальную съем ку (планиметрическое нивелирование) заключающуюся в том, что,поверхность каждого квадрата принимают за плоскость и измеряют ее угол и направление наклона. Для аппрокси мации поверхности квадрата плоскостью внутри квадрата (1 Ч) на достаточном удансциц от его центра и в муты) А 5, А, А- линий их ската (линий наибольшей крутизны) а а, аа,атат и проектируются на горизонтальную плоскость Н (проекции 6,, Т )(фиг. 1), Относительно. координатныхосей ХУ определяются горизонтальные координаты Х;У; границ этих участков (точек 1, 2 , 3 и т.д.) исоставляется план местности. Дляобозначения на плане угла и направления наклона апроксимированных доплоскости участков местности могутприменяться различные способы, Прианалитическом способе указываютсячисленные значения А и а, приграфическом - угол ж; и направлениеА склона обозначаются вектором,где направление наклона участка указывается направлением вектора, ау 1 ол наклона - длиной вектора; штрихами (гашюрами) Ш, гденаправлениесклона указывается направлениемштрихов, штриховкой Й , где направление склона указывается направлением штриховки, а угол наклона -частотой штриховки и т.д. (фиг. 2),1 О 5 20 25 разных концах берутся три точки (а, б, с) поверхности квадрата (17), через которые и процзводцтся условная плоскость (П, 17).Угол и направление наклона этой условной плоскости измеряется соответ. ствующим 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 свыше 20 х 20 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 настержне маятника 7, с которым жестко связано кольцо 10 с угловыми делениями эклиметра 9, Зрительная труба 11 с диоптрами эклиметра 9 закреплена накронштейне 6. Грузом кольца 10 эклиметра 9 служит маятник 7.0 сь вра 4щения 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 неслож. ное 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, крон. штейн 6 поворачивается в сторону, соответствующую этому уклону, а ма;ятник 7 отклоняется от вертикальной .стойки 5 на вертикальныц угол, равный углу наклона поверхности квадра. та относительно горизонтальной плоскости. Направленце наклона поверхности квадрата определяется по11373углу между направлением магнйтной стрелки буссоли 8 и направлением кронштейна 6, а угол наклона поверхности квадрата - по угловому делению кольца 10 на линии визирования 5зрительной трубки 11 эклиметра 9.Угловые значения условных плоскостей квадратов обозначаются насоставленном от руки схематическом чертеже или контурном плане цифра ми или условными знаками, а затем вычерчивается в масштабе план (клинометрическая карта) местности с не" обходимой географической основы(фиг. 5) . Полученная Клинометрическая карта 1 дает возможность непосред. ственно 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 по задан ному на карте направлению, проведение на карте линии заданного уклона, при необходимости клинометрическая карта (уклонов) может быть пре"образована в гипсометрическую карту З 0 (высот), т.е. карту с горизонталями (фиг. 6-9).Основной для всех перечисленных работ является карта поля высот, вкоторую может быть преобразованаполученная клинометрическая карта. Для этого, зная абсолютное превыше-. ние какой-либо крайней точки плана(К) или приняв его условным, определяют превышение относительно этойточки крайних точек квадратов путемпоследовательного алгебраическогосуммирования (продольнйх и поперечных) составляющих векторов элементар.ных площадок и подписывают в углах 45квадратов численное значение превышений, т.е. строят карту поля высот.Например, зная, что продольная и по-, перечная составляющие векторов элементарной площадки (т,е. угол ее на О клона в продольной и поперечной плос костях) составляют соответственно 2 и 5 , а размеры квадрата 5 х 5 м, мож" но сказать, что превышение крайней 299точки относительно остальных точек квадрата в продольной и поперечной плоскостях составляют О, 174 и 0,436 м. Алгебраически суммируя полученные ре зультаты относительно превышения условно 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. П р и м е р . 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 5 х 5 м) определяли с помощью специально изготовленного устройства для гщростатического нивелирования. Устройство навешивали на трактор Т, 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 5 мин, производительность 0,2 га/ч. Используяполученную 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 в местах концентрации поверхностного стока), полностью зарегулнровать по-. верхностный сток (20-307 обеспеченности), сократить объем работ и расход материала в 1,5-3 раза.О ОДецсщбцпчейьные весла ЮооЬлоко 8; Реева ЙЬтою 8,попуценные с лоиоью 5 ектора; динця раздеаа 3 о 8 осЗора Фиг.6