LA250 Surveying for Environmental Design املساحة لتصاميم البيئة طرق قياس املسافة. Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 1/40

Transcription

1 LA250 Surveying for Environmental Design املساحة لتصاميم البيئة طرق قياس املسافة Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 1/40 1

2 عناصر احملاضرة طرق قياس المسافة انواع ومصادر األخطاء المساحية تصحيح اخطاء القياس بالشريط Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 2/40

3 قياس املسافة قياس المسافة يعد من اساسيات المساحة القياسات المساحية هي قياس للمسافة والزاوية المسافة عبارة عن خط مستقيم بين نقطتين هناك طرق عديدة لقياس المسافة )مساحة مستوية( استخدام أي من هذه الطرق يتوقف على الدقة المطلوبة Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 3/40

4 طرق قياس املسافة قياس املسافة قياس مباشر قياس غري مباشر اخلطوة عجلة القياس الشريط قياس تاكيومرتي قياس اليكرتوني موجد املدى احملطة املتكاملة االستاديا الليزر Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 4/40

5 القياس باخلطوة Pacing تستخدم الخطوة في االعمال االستكشافية والتمهيدية لتقدير خطوتك يجب السير بصورة عادية لمسافة 100 عد الخطوات بفرض ان عدد خطواتك 125 خطوة في 100 متر الخطوة = 125\100 = 0.8 متر دقة القياس بالخطوة 100 1: متر مع Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 5/40

6 عجلة القياس Odometer جهاز يقوم بتحويل عدد مرات الدوران لعجلة معلومة المحيط الى ما يعادلها من مسافة تستخدم في االعمال التمهيدية خصوصا في الطرق وأعمال البنية التحتية للتحقق السريع في حالة االشتباه في وجود اغالط يوجد منها نوع ميكانيكي وآخر رقمي دقة القياس 200 1: Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 6/40

7 موجد املدى Range finder جهاز يقوم بحساب المسافة بتطبيق صورتين لنفس الهدف على بعضهما تتوقف المسافة المقاسة على حجم الهدف تستخدم في اغراض المالحة والصيد والرياضة واألعمال الحربية دقة القياس 300 1: Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 7/40

8 االستاديا Stadia هى الطريقة االكثر شيوعا فى القياس التاكيومترى يتم القياس بوضع جهاز مساحي ( ميزان تيودوليت( مزود بحامل شعرات عند نقطة البداية ووضع قامة مدرجة عند نقطة النهاية تؤخذ قراءة الشعرتين العليا والسفلى )شعرات االستاديا( على القامة وبمعرفة الزاوية عند حامل الشعرات يمكن حساب المسافة شعرات االستاديا حامل الشعرات Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 8/40

9 االستاديا Stadia لحساب المسافة تؤخذ قراءة الشعرتين العليا والسفلى )شعرات االستاديا( على قامة رأسية ويضرب الفرق بينهما فى ثابت معظم االجهزة الحديثة صممت بحيث يكون الثابت = ه ف= ه 1 م ف 100 م Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 9/40

10 قراءة القامة Staff reading Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 10/40

11 قراءة القامة Staff reading Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 11/40

12 خط النظر افقى 2.2 II 2.1 الشعرة = الشعرة العليا السفلى = الفرق بينهما )ه( = = ه م ف= 100 المسافة = 20.3 Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 12/40

13 تطبيقات االستاديا التفاصيل لرفع رفع التفاصيل تستخدم الخ... وتمتاز المواسير المساحة الطبوغرافية االعمال تمتاز بالسرعة فى العرضية والطولية تستخدم المبدئية اعمال فى المناسيب رفع مثل المبانى واألشجار وخطوط بسرعتها ودقتها المناسبة والمسافات عند عمل القطاعات الرفع المبدئى والذى ال يتطلب دقة عالية /300 1/1000 بطريقة القياس دقة االستاديا Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 13/40

14 Tape الشريط الشريط عبارة عن شريحة مدرجة الى سنتيمترات وأمتار تصنع الشريحة من مواد عديدة اشهرها الفيبرجالس والصلب تستخدم مع الشريط ادوات مساعدة إلتمام عملية القياس منها Range poles الشواخص Pins الشوك Wedges االوتاد خيط الشاغول Plumb Bob عملية القياس بالشريط سهلة جدا من الناحية النظرية ولكن عمليا قد تكون من اصعب العمليات المساحية Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 14/40

15 قياس املسافة بالشريط Taping يجب ان يكون الشريط مستقيما )غير متعرج( يجب ان يكون الشريط مفرودا )غير ملفوف على نفسه( يجب االهتمام بالتوجيه اذا كان الخط المقاس اطول من الشريط يجب ان يكون الشريط افقيا فى حالة القياس على مستوى مائل يجب حساب االطوال االفقية يجب ان يكون الشريط على االرض حتى ال يحدث ترخيم Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 15/40

16 جيب ان يكون الشريط مستقيما obstruction measured distance required distance Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 16/40

17 جيب االهتمام بالتوجيه measured distance required distance Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 17/40

18 جيب حساب االطوال االفقية DH q horizontal distance = h Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 18/40

19 جيب جتنب حدوث ترخيم required distance measured distance required distance Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 19/40

20 اخطاء القياس بالشريط يتعرض القياس بالشريط لكثير من الظروف الطبيعية او ظروف الموقع التي تؤدي الى اخطاء في القياسات من هذه األخطاء Temperature تأثير درجة الحرارة Standardization تغير طول الشريط (Sag) Catenary الترخيم Slope ميل االرض Tension الشد سنناقش هذه االخطاء وتصحيحاتها بالتفصيل في نهاية المحاضرة Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 20/40

21 القياس االليكرتونى EDM (Electronic Distance Measurements االليكترونى القياس المسافات وخصوصا المسافات قياس طرق ادق هو (EDM)) الطويلة. اول جهاز الكترونى لقياس المسافة باستخدام الضوء المرئى ظهر فى السويد سنة 1948 )مدى 40 كم( اول جهاز الكترونى لقياس المسافة باستخدام الميكروويف ظهر فى جنوب افريقيا سنة 1957 )مدى 80 كم( Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 21/40

22 طريقة القياس 1. يتم قياس المسافة عن طريق ارسال موجة ذات تردد معلوم من جهاز يوضع عند احد طرفى الخط واستقبالها مرة اخرى بعد ارتدادها من عاكس يوضع عند نهاية الخط. Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 22/40

23 طريقة القياس بمعرفة تردد الموجة المستخدمة يمكن معرفة طولها الموجى المسافة بحساب عدد الموجات الصحيحة وأج ازئها والتى تمأل بين الجهاز والعاكس ذهابا وعودة. وتقدر الف ارغ.2 Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 23/40

24 طريقة القياس ترسل هذه االجهزة من 3 يمكن حساب المسافة. تتأثر الموجات بدرجة الح اررة قياس هذه المؤث ارت وادخالها 4 موجات بأطوال موجية مختلفة والضغط الجوي في الموقع ولذلك الى الجهاز. حتى يجب.3.4 Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 24/40

25 احملطة املتكاملة Total station آخر اجهزة فى التطو ارت المحطة هى للمسافات عبارة وهى station الكترونى قياس وجهاز االليكترونى القياس Total المتكاملة رقمى تيودوليت عن واحدة وحدة فى يستخدم عاكس من الكمال عملية القياس الجهاز مع مالئم نوع الجهاز قادر على قياس المسافات والزوايا فى نفس الوقت مع تسجيل القياسات وإمكانية نقلها الى الكمبيوتر. Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 25/40

26 احملطة املتكاملة Total station هناك انواع من هذه االجهزة مزود بموتور يمكنه من الدوران في االتجاهين االفقي والرأسي ويسمى Robotic TS كما ان هناك انواع تستطيع قياس المسافة بدون عاكس وتسمى Reflector_ less TS Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 26/40

27 دقة اجهزة القياس االليكرتونى يتم التعبير عن دقة اجهزة القياس االليكترونى كما يلى: S= (a + b.d) where a (in mm), b (in ppm), D = distance (in km) كالمثال التالى ± 2 mm + 3 ppm x D الجزء االول 2 mm عبارة عن خطأ ثابت مهما كانت المسافة المقاسة الجزء الثانى 3 ppm عبارة عن خطأ يتوقف على المسافة المقاسة وهو يعنى في هذا المثال ان هناك خطأ مقداره 3 مم/ كم مثال اذا حددت دقة محطة متكاملة بالمعادلة السابقة ثم استخدمت فى قياس مسافة مقدارها 600 متر فكم يكون الخطأ فى القياس الحل الخطأ = ( x 600 )1000/ = 3.8 مم Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 27/40

28 الليزر Laser Distance meter جهاز يقوم بحساب المسافة باستخدام الليزر يمكنه قياس مسافة تصل الى 200 متر بدقة ± 1.5 مم يمكنه قياس الميل slope ونقل البيانات الى الكمبيوتر باستخدام البلوتوث يمكنك من اجراء القياسات المحدودة بيسر وسهولة Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 28/40

29 املاسح ثالثي االبعاد 3D laser scanner جهاز لتحليل االهداف في الطبيعة وجمع معلومات او بيانات حول شكلها تستخدم البيانات المجمعة في عمل نموذج رقمي ثالثي االبعاد يمكن استخدامه في كثير من التطبيقات تنتج اخطاء في عملية المسح لألهداف الالمعة او العاكسة او الشفافة Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 29/40

30 املاسح ثالثي االبعاد 3D laser scanner الماسح ثالثي االبعاد اشبه ما يكون بالكاميرا بينما تجمع الكاميرا بيانات عن الوان االهداف يجمع الماسح بيانات عن المسافات الى اسطح االهداف تحسب االحداثيات الثالثة للنقاط من المسافات المقاسة وتكون منسوبة الى موضع الجهاز دقة تحديد المكان 6 مم لهدف على بعد 50 م اقصى بعد للمسح 300 م معدل المسح 50,000 نقطة/ثانية Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 30/40

31 ملخص طرق قياس املسافة الطريقة الدقة النسبية االستخدام الخطوة 100 1: استكشاف الموقع Pacing عجلة القياس المسح االولي وخصوصا للطرق وأعمال البنية التحتية 200 :1 Odometer موجد المدى المالحة االعمال الحربية 300 :1 Range Finder االستاديا اعمال تمهيدية خرائط طبوغرافية 1000 :1 Stadia الشريط 10,000 1: كل تطبيقات المساحة المستوية Taping القياس االليكتروني كل تطبيقات المساحة المستوية والجيوديسية واألعمال الهندسية الدقيقة 100,000 :1 EDM كلما زادت الدقة المطلوبة زاد تعقيد وثمن الجهاز المستخدم في الرفع المساحي Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 31/40

32 األخطاء املساحية ال يوجد قياس بدون أخطاء الحقيقية القيمة اطالقا معرفتها يمكن ال للقياس عادة ال يمكن تحديد الخطأ الحادث فى القياس بصورة دقيقة Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 32/40

33 PRECISION High Low Number one (1) rule of surveying Incorrect data is worse than no data. ACCURACY High Low Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 33/40

34 مصادر األخطاء الرياح أخطاء طبيعية وهى االخطاء الناتجة عن الظواهر الطبيعية مثل: الضغط الرطوبة - االنكسار درجة الحرارة أخطاء آلية وهى الناتجة عن عيوب فى صناعة اآللة المستخدمة فى القياس مثل: عدم انتظام تدريج الشريط عدم انتظام تقسيم دوائر القياس فى التيودوليت أخطاء شخصية وهى االخطاء الناتجة عن الشخص ( الراصد( المستخدم للجهاز مثل: الدقة فى اخذ قراءة الشريط عدم الدقة فى ضبط افقية الميزان او التيودوليت عدم االهتمام اثناء تسجيل القراءات فى نوتة الغيط عدم Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 34/40

35 أنواع األخطاء أغالط Blunders وهى األخطاء الكبيرة تحدث هذه االخطاء فى القياسات المساحية ايا كانت الطريقة او االداة المستخدمة فى القياس (Accuracy) أخطاء منتظمة Systematic errors وهى االخطاء التى تتكرر بنفس القيمة واإلشارة تتسبب فى ابتعاد القيمة المقاسة عن القيمة الحقيقية (Precision) أخطاء عشوائية Random errors وهى االخطاء الصغيرة وغير معروفة السبب تتسبب فى ابتعاد القيم المقاسة عن بعضها عند تكرار القياس Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 35/40

36 اخطاء القياس بالشريط يتعرض القياس بالشريط لكثير من الظروف الطبيعية او ظروف الموقع التي تؤدي الى اخطاء في القياسات من هذه األخطاء Standardization تغير طول الشريط Temperature تأثير درجة الحرارة Slope ميل االرض (Sag) Catenary الترخيم Tension الشد سنناقش الثالثة االول من هذه االخطاء وتصحيحاتها بالتفصيل Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 36/40

37 اخلطأ فى طول الشريط الطول الحقيقى للخط الطول المقاس الطول الحقيقى للشريط الطول االسمى للشريط مثال: قيس خط بشريط طوله االسمى 20 م فكان الطول المقاس = م وعند معايرة الشريط المستخدم وجد ان طوله يزيد عن الطول االسمى بمقدار 5 سم. اوجد الطول الحقيقى للخط. = = المساحة الحقيقية المقاسة المساحة )الطول الحقيقى للشريط) 2 )الطول االسمى للشريط) 2 الطول الحقيقى للخط = الطول الحقيقى= م Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 37/40

38 اخلطأ الناتج من اختالف درجة احلرارة الخطأ = الطول المقاس x معامل تمدد الشريط x )درجة حرارة القياس درجة حرارة المعايرة( الطول الحقيقى= الطول المقاس + الخطأ م/درجة فكان طول 6- مثال: قيس خط بشريط صلب معامل تمدده 10x12 الخط 150 متر فإذا علم ان درجة حرارة المعايرة 20 وان القياس تم فى درجة حرارة 38 درجة مئوية اوجد الطول الحقيقى للخط 38( )20 = م 6- الخطأ = x12 x الطول الحقيقى = = م Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 38/40

39 اخلطأ الناتج من القياس على ارض منحدرة يمكن حساب المسافة االفقية )ف( المقاسة ( ل( اذا علم: ف= ل جتا )ه( زاوية الميل )ه( 2 2 ع ف = 2 ل فرق المنسوب )ع( من المسافة ع ف ل ه مثال:قيست مسافة على ارض منتظمة االنحدار فكانت 150 م اوجد المسافة االفقية المناظرة اذا كان فرق المنسوب بين نقطتى البداية والنهاية 10 م ف= اوجد المسافة االفقية اذا كانت زاوية الميل = 5 درجات م Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 39/40

40 ملخص احملاضرة طرق قياس المسافة األخطاء المساحية اخطاء القياس بالشريط Dr. Ragab Khalil KAU - FED LA250: Surveying 40/40