Topografinė nuotrauka

Niveliavimas — tai žemės paviršiaus taškų aukščių skirtumų matavimas. Dviejų taškų aukščių skirtumu vadinamas atstumas tarp lygio paviršių ir einančių per tuos taškus. Jis matuojamas svambalo linijos kryptimi. Žinant vieno taško aukščių skirtumą, galima apskaičiuoti kito taško altitudę.

Aukščių skirtumus galima matuoti įvairiais konstrukcijų prietaisais. Niveliavimo metodai pagal niveliavimo tikslumą, vietovės sąlygas darbams skirta laka ir kitas aplinkybes. Niveliavimo tikslumas parenkamas paisant poreikio. Vienokiu tikslumu niveliuojama sudarant topografinius planus ir žemėlapius, įvairius profilius, kitokiu kai reikia paženklinti ir montuoti statinius arba jų konstrukcijas, stebėti pastatų ir inžinerinių įrenginių vertikalias deformacijas, dar kitokiu sudarant valstybinį aukščių pagrindą, tiriant Žemės plutos judesius, nustatant jūrų ir vandenynų vandens lygių skirtumus.

Topografinė nuotrauka

Svarbiausi niveliavimo metodai yra geometrinis, trigonometrinis, barometrinis, hidrostatinis ir automatinis.

Geometrinis niveliavimas yra vienas iš tiksliausių ir inžinerinėje bei geodezijos praktikoje labiausiai paplitusių metodų. Jis pagrįstas horizontalaus spindulio projektavimu į matuokles, pastatytas vertikaliai niveliavimo taškuose. Horizontalus Vizavimo spindulys gaunamas nivelyru. Taip aukščių skirtumai išmatuojami keleto milimetrų tikslumu.

Niveliuojant trigonometriniu metodu, matuojamas linijos tarp matuojamųjų taškų polinkio kampas ir jos horizontaliosios projekcijos ilgis. Aukščių skirtumas skaičiuojamas taikant trigonometrinę formulę. Šis niveliavimo metodas dažniausiai taikomas nustatant statinių aukštį, sudarant topografinės nuotraukos aukščių pagrindą. Aukščių skirtumai būna nuo kelių iki keliasdešimties metrų, nustatomi keleto centimetrų tikslumu. Naudojantis elektroniniais tacheometrais niveliavimo tikslumas beveik prilygsta geometrinio niveliavimo tikslumui.

Barometrinio niveliavimo esmė tokia, kad taškuose, tarp kurių nustatomas aukščių skirtumas, matuojamas atmosferos slėgis. Tarp taško altitudės ir atmosferos slėgio yra atvirkštinė priklausomybė: didėjant taško altitudei, atmosferos slėgis mažėja, o altitudei mažėjant, slėgis didėja. Jei dviejų taškų atmosferos slėgio skirtumas sudaro 1 mm gyvsidabrio stulpelio, tai šių taškų aukščių skirtumas bus apytiksliai lygus 11 m. Barometrinio niveliavimo tikslumas labai priklauso nuo to, ar niveliavimo zonoje nekinta meteorologinės salygos. Barometrinis niveliavimas taikytinas kalnuotoje vietovėje, kai matuojami aukščių skirtumai siekia šimtus metrų arba netgi kilometrą. Šiuolaikinių barometrinių nivelyrų tikslumas apibūdinamas keleto decimetrų paklaidomis. Kadangi barometrinis niveliavimas yra nedidelio tikslumo, tai naudojamas retai (Lietuvoje praktiškai netaikomas).

Hidrostatinis niveliavimas pagrįstas skysčio susisiekiančiuose induose savybe: skysčio paviršiai susisiekiančiuose induose yra viename aukštyje. Pridėjus susisiekiančius indus su skysčiu prie taškų, kurių aukščių skirtumas matuojamas, randama kiekvieno taško padėtis skysčio paviršiaus atžvilgiu. Nedideli (20—30 cm) aukščių skirtumai matuojami hidrostatiniu niveliavimo metodu, tačiau matavimų tikslumas gana didelis nuo 2 mm iki keleto mikrometrų. Šis metodas vis plačiau taikomas montuojant sudėtingus įrenginius, statant tunelius, matuojant statinių vertikalias deformacijas, nustatant altitudės per plačias upes, įlankas bei sąsiaurius.

Automatinio niveliavimo esmė — specialus prietaisas, kurio pagrindinė dalis yra švytuoklė, sujungta su pieštuku, pritvirtinamas prie transporto priemonės (dviračio, automobilio) ir, judant šiai priemonei žemės paviršiumi, brėžia vietovės profilį. Šiuo metodu žemės paviršiaus taškų altitudės nustatomos 2—3 dm tikslumu. Automatinis niveliavimas yra sparčiausias (per valandą
išniveliuojama 15—20 km ilgio trasa), tačiau dėl mažo tikslumo naudojamas retai (Lietuvoje nenaudojamas). Tačiau jis taikytinas atliekant kelių ir geležinkelių tyrinėjimus, ruošiantis projektavimo darbams, tikrinant naujų kelių ir geležinkelių profilius, inventorizuojant senus kelius.

Topografinė nuotrauka

Vietovėje įtvirtinti nuolatiniai ženklai, kurių altitudės nustatytos vienu iš niveliavimo metodų, vadinami reperiais. Reperiai skirstomi į gruntinius, kasamus į žemę žemiau įšalimo ribos arba tvirtinamus į uolas, ir sieninius, montuojamus į nuolatinius pastatus ir statinius. Kur kokio tipo reperis turi būti pastatytas, priklauso nuo vietovės sąlygų.

Nivelyro žiūrono vizavimo ašis yra horizontali. Matuojant taškų A ir B aukščių skirtumą, juose vertikaliai statomos matuoklės, tarp jų — nivelyras. Kadangi atstumas tarp niveliuojamų taškų esti ne ilgesnis kaip 100—150m, tai jūros ir taškų lygių paviršiai laikomi horizontaliomis plokštumomis, lygiagrečiomis vizavimo linijai. Nivelyro žiūronas nukreipiamas į taške A pastatytą matuoklę. Joje atskaičiuojama vizavimo spindulio padėtis a. Paskui, nuvizavus į taške B esančia matuoklę, atskaičiuojama padėtis b matyti, kad aukščių skirtumas lygus matuoklių atskaitų skirtumui:

Niveliuoti galima dviem būdais. Kai nivelyras statomas maždaug vienodu atstumu tarp abiejų matuoklių, matavimas vadinamas niveliavimu iš vidurio. Jeigu AB yra ėjimo krytis, tai a vadinama atskaita atgalinėje matuoklėje, b atskaita priekinėje matuoklėje

Jeigu nivelyras statomas Viename iš taškų, pavyzdžiui, taške A, 0 matuoklė taške B, tai toks būdas vadinamas niveliavimu pirmyn. Norint rasti aukščių skirtumą, taške A matuojamas prietaiso aukštis 1, o taške B atskaičiuojama vizavimo ašies padėtis matuoklėje b. Taškų A ir B aukščių skirtumas

Žinant taško A altitudė, taško B altitudę galima skaičiuoti dviem būdais: pagal aukščių skirtumą ir nivelyro horizontą. Taško B altitudė HB, skaičiuojant ją pagal aukščių skirtumą, gaunama prie taško A altitudės HA pridejus (a—b)