I. 0бщие положения.

Итогом проведения топосъемочных работ в полости является составление ее плана и необходимого количества разрезов и сечений, содержащих максимум выражаемой графически информации.

От квалифицированного проведения камеральных работ зависит точность построения плана пещеры в не меньшей степени, чем проведение полевых.

Графическое построение плана и разрезов по полевым материалам называется накладкой.

Картой пещеры, для краткости, будет называться совокупность разрезов и сечений полости, построенных в определенном масштабе.

Масштабом построения называется отношение размеров изображения элемента к его истинным размерам. В топографии применяется следующий набор масштабов:

При выборе масштаба следует руководствоватся, прежде всего, той степенью информативности,

которую считает необходимым донести исполнитель.

Внимание! Вертикальный и горизонтальный масштабы должны быть одинаковы, не допускаются масштабы кратные 3-м.

Следует помнить: при графических построениях к погрешностям полевых измерений добавляются погрешности накладки.

Абсолютной погрешностью измерения “Δ ” называется разность между результатом измерения “L” и точным значением измеряемой величины “A”, т.е. Δ = L-A.

Относительной погрешностью “ δ ” называется отношение абсолютной погрешности к результату измерения, т.е. δ =Δ /L; которая и является основным критерием оценки точности измерений.

Сами погрешности, в свою очередь, делятся на:

1. системные - т.е. зависящие только от совершенства методики и способов измерения;

2. субъективные - зависящие от состояния среды, в которой ведут измерения, личными погрешностями органов чувств наблюдателя (т.н. «погрешность взгляда»), степенью износа шкал прибора и т.п.;

1. грубые (промахи) - возникают при ошибке или невнимательности исполнителя или неисправности прибора, обработке не подлежат.

4. Таким образом, выстраивается цепочка погрешностей, итогом которой является суммарная погрешность карты пещеры равная сумме погрешностей измерений и накладки.

5. Разность между результатом измерений и тем, что теоретически должно быть, называется невязкой. Невязки могут быть угловые и линейные.

В задачу камеральных работ, поэтому, входят приемы, снижающие неминуемые погрешности измерения и накладки, позволяющие распределить невязки между результатами измерений путем введения в них поправок по определенным математическим правилам, иначе - произвести уравнивание результатов.

II. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ.

1. Планом пещеры называется проекция пещеры на горизонтальную плоскость, построенная в определенном масштабе. Поэтому на план наносятся не истинные расстояния между точками, а горизонтальные проложения, рассчитанные по формуле l = L x Cosβ или построенные графически. При этом длины наклонных ходов на плане получаются короче, не искажается только длина горизонтальных ходов. Вертикаль на плане вырождается в точку.

2. Длина ходов полости, снятая с плана, называется ее проективной длиной и отличается от истинной длины ходов пещеры. Проективная длина горизонтальной пещеры равна ее истинной длине. Проективная длина вертикальной полости равна нулю.

3. Разрезом-разверткой называется построение линии хода в вертикальной плоскости с сохранением истинных длин и углов наклона. При этом, как правило, искажается взаимное расположение ходов и гротов относительно друг друга.

4. разрезом-проекцией называется проекция пещеры на вертикальную плоскость, построенная в определенном масштабе. При этом сохраняется взаимное расположение ходов и гротов, но искажаются углы наклона и длины ходов.

1. Отметкой точки называется ее превышение над какой-либо уровенной плоскостью (например, над уровнем моря). В спелеологической практике, обычно, она располагается на уровне входа в пещеру. В общем случае: H_i= H₀±h, где H_i - отметка точки (искомая), м уcл; H₀ - отметка предыдущей точки, м уcл; h – измеренное или вычисленное превышение, равное h = L x Sin β м, а H_k = H₀ + Σ h – отметка конечной точки (Рис. 18).

6. Алгебраическая разность отметок конечной и начальной точек участка съемки называется его амплитудой А (то же для всей пещеры), которая так же равна алгебраической сумме превышений между последовательным рядом точек съемки (Рис.18). А =Н₁-Н_п = Σ h.

 

 

7. Рис. 18.

 

 

8. Углом поворота съёмочного хода называется угол, заключенный между направлениями на предыдущий и последующий пикеты.

9. Сам пикет при этом является вершиной угла и может быть записан как ВУ1(ПК1). Вычисление угла между сторонами хода производится по их магнитным азимутам или измеряется угломерным прибором на ВУ. Необходимо различать правые и левые по ходу углы и использовать их в зависимости от конкретной ситуации.

10. Могут быть вычислены левые и правые по ходу углы (Рис.19).

 

 

Рис. 19. Схема вычисления левых и правых по ходу углов между сторонами хода по их магнитным азимутам.

При этом:

• γ _прав2 =360º -(α ₂+180º -α ₁); например, γ _прав(ПК2)=360º -(73º +180º -105º)=212º.
• γ _лев2=α ₂+180º -α ₁.

III. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И ПРИЁМЫ КАМЕРАЛЬНЫХ РАБОТ.

Построение разрезов-развёрток.

Разрезом-разверткой называется построение линии хода в вертикальной плоскости с сохранением истинных длин и углов наклона, то есть разрез пещеры ломаной вертикальной поверхностью, имеющей точки перелома в точках изменения направления съёмочного хода. Разрез-развертка наиболее полно отображает такую информацию, как истинная длина и крутизна заложений подземного рельефа, интенсивность набора глубины, высоту проходов и гротов и другие параметры рельефа. При этом, как правило, с разреза-развёртки невозможно считать информацию о взаимном расположении элементов рельефа в пространстве.

Построение разреза-развёртки производится откладыванием в масштабе измеренного расстояния L с измеренным углом наклона β. На проведенном выше или ниже горизонтальном отрезке строится линия горизонтальных проложений, соответствующих линии съёмочного хода.

Пример построения разреза-развёртки главного хода, соответствующий Пикетажному журналу, приведен на Рис. 20.

Рис. 20. Разрез-развертка. Рабочая накладка основного хода.

На разрез-развертку наносятся все промежуточные (ПК+) точки, точки горизонтальных проложений и отметки точек съёмочного хода.

Поскольку, как указывалось выше, на точность построения влияют погрешности накладки, рекомендуется строить разрез-развёртку в координатах, вычисляя Δ x=l=L x Cosβ; Δ y=h=L x Sinβ, где Δ x; Δ y; h – приращения координат. Приращениями координат в топографии называются изменения координат, соответствующие переходу от одной точки к другой.

Таким образом, ликвидируется погрешность, связанная с построением угла наклона линии по транспортиру. Наличие в торговой сети различных инженерных калькуляторов снимает проблему вычисления тригонометрических функций.

Таблица 7.

Полевые данные	Элементы плана и разреза	Приращения координат	Наименование точки (ПК)	Координаты точек хода
ПК	+	L, м	α º	β º	l, м	h, м	Δ X	Δ Y	h		X	Y	H
1										1	0.00	0.00	0.00
1-2		12.30	43.00	-8.00	12.18	-1.71	8.31	8.91	-1.71	2	8.31	8.91	-1.71
2-3		24.30	67.00	-5.00	24.21	-2.12	22.28	9.46	-2.12	3	30.59	18.37	-3.83
3-4		23.50	95.00	-71.00	7.65	-22.22	7.62	-0.67	-22.22	4	38.21	17.70	-26.05
4-5		11.70	33.00	-11.00	11.49	-2.23	6.26	9.63	-2.23	5	44.47	27.33	-28.28

 

Для построения разреза-развёртки используются графы l и h.

Чтобы получить готовый к чистовой накладке разрез-развёртку необходимо в соответствующих точках отложить в масштабе отсчёты из граф «вверх» и «вниз», нанести элементы ситуации из приведенных в Пикетажном журнале сечений и Примечаний.

Пример составления готового плана-развёртки соответствующего Пикетажному журналу, приведен на Рис. 21.

 

 

Рис.21. Разрез- развёртка с нанесенными размерами из граф ↑, ↓, «вперёд», «назад», номерами пикетов и отметками точек.

 

Построение планов.

Построение плана пещеры начинается с построения проекции съёмочного хода на горизонтальную плоскость. Для этого отрезки горизонтальных проложений откладываются под углом α к выбранному направлению на север. Отсчет угла α ведется по часовой стрелке. Следует помнить, что в топографии ось Х направлена на север, а Y – на восток (Рис. 22).

 

Рис. 22. Схема построения отрезка съёмочного хода на плане. На построенный план нитки хода наносятся все промежуточные (ПК+) точки и отметки пикетов.

 

 

Рис. 23. Пример построения плана основного хода, соответствующего Пикетажному журналу, приведённому в Таблице 8.

Таблица 8.

Полевые данные	Элементы плана и разреза	Приращения координат	Наименование точки (ПК)	Координаты точек хода
ПК	+	L, м	α º	β º	l, м	h, м	Δ X	Δ Y	h		X	Y	H
1(вх)										1	0.00	0.00	0.00
1-2		12.30	43.00	-8.00	12.18	-1.71	8.31	8.91	-1.71	2	8.31	8.91	-1.71
2-3		24.30	67.00	-5.00	24.21	-2.12	22.28	9.46	-2.12	3	30.59	18.37	-3.83
3-4		23.50	95.00	-71.00	7.65	-22.22	7.62	-0.67	-22.22	4	38.21	17.70	-26.05
4-5		11.70	33.00	-11.00	11.49	-2.23	6.26	9.63	-2.23	5	44.47	27.33	-28.28

Для построения плана графическим построением линии хода с помощью транспортира и линейки используются графы α º и l.

Чтобы избежать грубых погрешностей накладки, возникающих при использовании транспортира и линейки, построения следует производить по вычисленным координатам. Приращения координат вычисляют по формулам:

• Δ X=l x Cosα =L x Cosβ x Cosα;
• Δ Y=l x Sinα =L x Cosβ x Sinα.

Сами координаты точек съёмки вычисляются по формулам:

• X₂=X₁±Δ X_1-2;
• Y₂=Y₁±Δ Y_1-2.

При построении используются графы X и Y Таблицы 8.

Для расчета координат, горизонтальных проложений и превышений удобно составить приведенную выше таблицу в офисной программе EXCEL, используя приведенные формулы, что полностью автоматизирует процесс расчёта и снимет необходимость приобретения специальных программ.

Чтобы получить готовый к чистовой накладке план необходимо в соответствующих точках отложить в масштабе отсчёты из граф «←» и «→», «вперёд» и «назад», нанести элементы ситуации, используя приведенные в Пикетажном журнале сечения и Примечания.

Пример составления рабочего плана основного хода, соответствующий приведенному выше Пикетажному журналу, приведён на Рис. 24.

 

 

Рис. 24.Фрагмент рабочего плана основного хода.

При наличии в полости замкнутых и диагональных ходов производится их уравнивание, т.е распределение суммарной невязки по сторонам хода (как в плане, так и по высоте).