По форме проектирование является действием, обратным вычислению площадей участков. При вычислении площадей участков известны все его границы, а площадь должна быть определена. При проектировании одна граница участка неизвестна, но известны его площадь, все другие границы и направление искомой. Хотя в указанном смысле проектирование и является действием, обратным вычислению площадей, оно, в конечном итоге, сводится к вычислению площадей. Поэтому проектирование и производится теми же методами: аналитическим, графическим, механическим и комбинированным.
Лабораторные работы
2.1.1 Проектирование участков землепользования графическим способом.
Необходимо изучить проект внутрихозяйственного землеустройства и задание на проектирование.
На графической части проекта внутрихозяйственного землеустройства красной тушью показаны:
- границы трансформации угодий (т.е. перевод из одного вида угодий в другой). Например: если пастбище трансформируется (переводится) в пашню, то знак пастбищ зачёркивается красной тушью и ставится буква «П» (пашня); если пашня трансформируется в сенокос или пастбище, то внутри этого участка знаки нового угодья (сенокоса, пастбища) показываются красной тушью.
- границы и номера полей, которые необходимо запроектировать.
В задании на проектирование даны число и номера полей, которые необходимо запроектировать при условии равновеликости их по чистой площади. Кроме того, в задании дана ширина проектируемых полевых дорог, лесных полос и площади прочих проектируемых вкрапленных контуров (полевых станов и др.)
Далее массивы готовятся к проектированию. Как правило, массив в котором ведётся проектирование, будет состоять из нескольких контуров одноимённых или различных угодий, включая и вкрапленные контура. Границами такого массива могут служить границы контуров угодий, которые по проекту остаются неизменными или проектные границы, положение которых чётко определено (обусловлено трансформацией, продолжением существующих дорог и т.д.).
Если границей массива служит проектная линия, то она, в этом случае, рассекает ранее вычисленные контура угодий на части, входящие в разные массивы. В этом случае необходимо определить площади частей контуров, рассекаемые проектной (секущей) линией. Увязка вычисленных частей контуров проводится в пределах общего контура (вместе с вкрапленными контурами). Если вкрапленный контур делится на части, необходимо проследить, чтобы его сумма не отличалась от ранее вычисленной. Вычисление площадей секущихся контуров ведётся по форме таблицы 2.1.
Произвести расчёт площадей для проектирования. Если не возникает необходимость приурочивать границы полей (участков) к естественным урочищам или искусственным преградам, существующим дорогам, то нужно стремиться к тому, чтобы поля (участки) в одном массиве проектировались равновеликими по чистой площади. Но так как среди пахотных массивов и по его границам имеются вкрапленные угодья (сенокос, кустарник, существующие или проектируемые дороги, лесные полосы и т.д.) и как правило, эти контура распределяются по проектируемым участкам неравномерно, то для обеспечения равновеликости полей (участков) по площади используемых земель (чистой площади), необходимо в каждом обособленном расчётном массиве вычислить общую (расчётную) площадь с учетом проектируемых и существующих вкрапленных контуров каждого поля (участка), подлежащую проектированию.
Расчет проектируемых площадей ведётся по форме таблицы 2.2 в следующей последовательности:
1. Выписывают номера, наименование угодий и площади всех контуров угодий, входящих в состав массива, на котором должны быть запроектированы поля (участки) равновеликие по чистой площади пашни (или другого угодья). Путём суммирования площадей всех контуров определяют площадь массива (графы 1,2,3 таблицы 2.2).
2. В графу 4 записывают номера проектируемых полей (участков).
3. В графы 5,6 выписывают площади (по измерениям на проектном плане и заданной ширине) существующих (оставленных по проекту) дорог, лесных полос и других вкрапленных контуров по каждому полю (участку).
4. В графы 7,8 выписывают площади проектируемых (новых) дорог, лесополос и других вкрапленных контуров по каждому полю.
5. Суммируют площадь всех вкрапленных контуров в проектируемых полях (участков).
6. Получают чистую площадь массива как разность между общей площадью массива («итого» по графам 3,6,8). Полученную разность (чистую площадь) записывают в графу 9 по строке «итого».
7. Чистая площадь делится поровну между проектируемыми полями и записываются в графу 9 по строке каждого поля (участка).
8. В графу 10 записывают общую (расчетную) площадь полей (участков), которую нужно запроектировать. Общая площадь получается как сумма чистой площади поля (графа 9) и вкрапленных контуров в этом поле (участке) (графы 6,8).
Контроль: сумма общих (расчетных) площадей («итого» по графе 10) полей, проектируемых на массиве должна быть равна площади массива («итого» по графе 3).
Произвести техническое проектирование. Техническое проектирование производят в следующей последовательности:
1. Выписывают номера, наименование и площади всех контуров угодий, входящих в состав массивов (гр. 1,2,3 таб. 2.2). Определяют площадь массива и расшифровывают по угодьям.
2. В графе 4 указывают наименование или номера проектируемых полей (участков).
3. В графу 5 выписывают общие площади полей (участков), подлежащих проектированию (из графы 10 таб.2.2)
Таблица 2.1 - Ведомость вычисления секущихся контуров
| № кон- туров | Наименование угодий | Вычисление площадей | Вычис- ленная площадь, га | Поправка | Увязан- ная пло- щадь, га | Вкрап- ленные контура, га | Чистая площадь угодий, га | |||
| формула | a | b | h | |||||||
| Пастбище | P=(a+b)*h/2 | 129,1 | -0,3 | 128,8 | - | 128,8 | ||||
| 5а | Пастбище, Трансфом. в пашню | P=a*b | - | 284,0 | -0,3 | 283,7 | - | 283,7 | ||
| 5б 5в | Пастбище дорога | P=a*h/2 | 500*4м | - | 69,4 | -0,2 | 69,2 | - 0,2 | 69,0 0,2 | |
| Итого | 482,5 | -0,8 | 481,7 | 0,2 | 481,7 |
Таблица 2.2 - Расчёт площади для технического проектирования
| Контуры, входящие в расчётный массив | № проект. участников | Из проектных участков исключаются вкрапленные контура | Проект- ная чистая площадь полей, га | Общая расчетная площадь полей, га | Графичес- кое изобра- жение | |||||
| существующие | проектируемые | |||||||||
| № | наимено- вание уго- дий | площадь, га | наиме- нование | площадь, га | наиме- нование | площадь, га | ||||
| 1” | пашня | 1-1 | 1952,4 | 1952,4 | ||||||
| 2” | пашня | |||||||||
| 3” | пашня | |||||||||
| пашня | 2-1 | дорога | 2,2 | 1950,2 | 1952,4 | |||||
| пашня | ||||||||||
| 5а | дорога | 1,5 | дорога | 1,5 | ||||||
| пашня | 3-1 | дорога | 2,2 | 1950,3 | 1952,5 | |||||
| 6а | дорога | 1,8 | дорога | 1,8 | ||||||
| пашня | ||||||||||
| Итог | 5857,3 | 5857,3 |
Таблица 2.3 - Ведомость проектирования графо-механическим способом
| Контуры, входящие в расчет- ный массив | №№про- ектир. участков полей | Площадь проектир. участков полей, га | Вычисление площадей проектируемых участков полей | ||||||
| № | Наименование угодий | площадь, га | формула | вычисление площадей | поправка | окончат. площадь | |||
| предварит. | окончат. | ||||||||
| 1” | пашня | 1-1 | 1952,4 | -6,5 | 1952,5 | ||||
| 2” | пашня | ||||||||
| 3” | пашня | ||||||||
| пашня | 2-1 | 1952,4 | -6,5 | 1952,5 | |||||
| пашня | |||||||||
| 5а | дорога | 1,5 | |||||||
| пашня | 3-1 | 1952,5 | -6,7 | 1952,3 | |||||
| 6а | дорога | 1,8 | |||||||
| пашня | |||||||||
| Итог | 5857,3 | 5857,3 | 5857,3 |
4. С эскизного проекта (из задания) переносят на проектный план границу проектируемых полей, а затем производят вычисление площадей графическим или графомеханическим способом на плане. В случае значительных расхождений вычисленной площадей по сравнению с расчетной (таб.2.2), проектную линию передвигают на величину h. Величину h определяют как частное от деления недостающей (или избыточной) площади (в см²) на длину проектной линий (L).
H= ^P, (6)
L
где H - расстояние, на которое необходимо передвигать проектируемую дорогу, м;
P - избыточная или недостающая площадь, га;
L - протяженность проектируемой дороги, м;
Вычисление площадей полей повторяют вновь. Данные вычисления записывают в графах 6-8 (таблица 2.3).
5. Сумму вычисленной площадей всех полей, входящих в массив, сравнивают с общей площадью массива. Допустимая невязка вычисляется по формуле
Fдоп= ±0,08 * М *√Р,
Невязку, если она допустимая, распределяют пропорционально вычисленным площадям увязанных площади полей (участков) (графа 10).
6.По данным ведомости технического проектирования составляют экспликацию по хозяйственных участков (таб. 2.4). Экспликация составляется в разрезе севооборотов. Последовательно, по номерам переписывают поля сенокосооборотов, пастбищеоборотов и прочие участки.
7. Составляют таблицу трансформации по данному массиву (таб.2.5.)
В графу 1 выписивают экспликацию на момент составления проекта
(из таб. 5). Расписывают по графам, как будет использоваться по проекту каждое угодье, используя данные экспликации по хозяйственным участкам.
В итоговой строке получают экспликацию по проекту.
Рисунок 4 – Вычисления секущихся контуров
Таблица 2.4 - Проектная экспликация по хозяйственным участкам
| № сево- обо- ротов | № полей | Проектная (чистая) площадь полей, участков, га | В том числе за счет | Вкрапленные контура | Общая площадь поля, участка, га | ||||||
| пашни | залежи | сено- косов | пастбищ | Закры- ваемых дорог | дороги | Прочие вкрап. контура | |||||
| Су- щест. | про- ектир. | ||||||||||
| 1-1 | 184,25 184,25 | 184,25 184,25 | - - | - - | - - | - - | 0,53 - | - 0,53 | сен-с 31,25 | 216,02 184,25 | |
| итого | 368,50 | 368,50 | - | - | - | - | 0,53 | 0,53 | 31,25 | 400,80 |
Таблица 2.5 - Ведомость трансформации угодий
| Состав угодий к моменту составлен. проекта | Площадь угодий, га | состав проектируемых угодий, га | |||||||||||
| пашня | сенокосы | пастбища | лесо- поло- сы | под водой | прочие | ||||||||
| Всего | В том числе | Всего | В том числе | дороги | |||||||||
| ест. | к.у. | ест. | к.у. | ||||||||||
| пашня пастбища сенокосы под до- рогами | 2693,36 600,00 31,25 3,19 | 2409,13 - - - | - - 31,25 - | - - 31,25 - | - - - - | 283,7 599,80 - - | - 599,80 - - | - - - - | 0,53 0,20 - 3,19 | - - - - | - - - - | - - - - | |
| Итого | 3327,80 | 2409,13 | 31,25 | 31,25 | - | 883,50 | 599,80 | - | 3,29 | - | - | - | |
Рисунок 5 - План землепользования
2.1.2 Проектирование аналитическим способом.
Аналитический способ проектирования применяют, когда требуется высокая точность в определении площадей и положении проектных границ. Оно возможно при наличии геодезической опоры в виде теодолитных ходов. Формулы геометрии и тригонометрии, которые используются при этом способе, позволяют установить положение известной границы только в треугольнике, четырехугольнике. В большинстве же случаев приходится проектировать в многоугольнике. Поэтому аналитическое проектирование ведется двумя приемами: первый – проектируемый участок приводится к форме треугольника или четырехугольника; второй – определяется положение искомой границы. При проектировании встречаются с двумя условиями: 1) проектная линия проходит через данную точку, в этом случае заданную площадь проектируют треугольником; 2) проектная линия проходит по заданному направлению, в этом случае проектируют заданную площадь в форме трапеции. При аналитическом проектировании часто приходится решать прямые и обратные геодезические задачи.
А) Проектирование участка площадью Р линией, выходящей из заданной точка. Искомая точка А.
Проектирование участка в один прием производят лишь в тех случаях, когда он имеет форму треугольника или четырехугольника. Во всех остальных
случаях аналитическим способом вычисляют площадь предварительно намеченного участка, после чего проектируют недостающую ила избыточную площадь (имеющую форму треугольника) до заданной площади.
1. Наметить предварительный участок.
Для этого произвести дополнительные построения — соединить точку, из которой выходит проектная линия (на рис.1 точка 4) с одним из концов
линии (1-10), на которой располагается искомая точка А.
2. Определять предварительную площадь Ю (1-2-3-4) по координатам.
3. Вычислить недостающую площадь (или избыточную) площадь Р2 как разность между заданной (Р) и полученной (Р1) площадями.
Р2=Р—Р1
Недостающая (или избыточная) площадь имеет форму треугольника.
4. В треугольнике (1-4-А) вычислить длину и румб линия между точками
(1 -4) по координатами (решить обратную геодезическую задачу).
Tg r 1--4 = у4-у1
х4-х1
L1-4= у4-у1 = х4-х1 или L1-4= √ (у4-у1) ² + (х4-х1) Sin r1-4 cos r1-4
5. В треугольнике (1-4-А) определить угол а по румбам. При определении величины угла при какой-либо точке по румбам линий, необходимо направление (румбы) линий считать из этой точки.
б. Вычислять длину линии, необходимую для перенесения проекта натуру.
L1-4= 2Р2__ Р2 выразить в кв. метрах
L1-4*Sin α
Определить приращение координат в координату искомой точки (А).
7. Вычислить площадь (А -1-22-3-4).
Б) Проектирование участка площадью Р линией заданного направления (параллельно или перпендикулярно какой -либо линии).
Проектирование участка в один прием производят лишь в тех случаях, когда он имеет форму трапеции, во всех остальных случаях аналитическим способом определяют площадь предварительно намеченного участка. После чего проектируют недостающую или избыточную площадь (имеющую форму трапеции) до заданной площади.
1. Наметить предварительный участок.
Для этого провести дополнительные построения — из ближайшей к проектной линии точки (конца линии) провести линию ей параллельную, эту же точку соединить с одним из концов линии, га которой располагается вспомогательная точка (точка К на рис.2).
2. В полученном треугольнике (2-б-К):
2.1 вычислить длину и румб линии между твердыми точками (2 и б) по координатам;
2.2 выписать румб линии, на которой располагается вспомогательная точка (линия 2-1 рис.2);
2.3 выписать (при условии параллельности (румбы линии равны) или
вычислить (при условии перпендикулярности) румб вспомогательной
линии (линия б-К);
2.4 по румбам линий вычислять углы a. Y.β в треугольнике. Сумма вычисленных углов должна быть равна 180’
2.5 найти длины линий (2-К, б-К) по теореме синусов:
L2-к= L6-к = L2-6 L2-к = L2-6Sinα L6-к = L2-6Sin y
Sinα Sin y Sinβ Sinβ Sinβ
2.6. по длинам вычисленных линий (2К, 6-К) найти приращение координат и координату точки (К), координаты точки К должны быть одинаковыми.
^Хк = L2-*cos r2-1 ^Хк =L6-к* cos r 6-к
^Ýк = L2-к*Sin 2-1 ^Ýк = L6-к*Sin 6-1
Хк= Х2 + ^Хк Хк= Х6 + ^Хк
Ýк = Ý2 + ^Ýк Ýк = Ý6 + ^Ýк
3. Определить предварительную площадь Р1 (К-2-3-4-5-6) по координатам.
4. Вычислить недостающие или избыточную площадь Р2 как разность между заданной (Р) и полученной (Р1) площадями.
Р2= Р-Р1
Недостающая или избыточная площадь имеет форму трапеции.
5. Вычислить длину основания трапеции по формуле:
______________
L в-с = (L6-к)²-2P √ ctgy + ctg&
P2 - выразить в м²
6. Определить высоту трапеции:
h= 2P2_______
L6-к +L в-с
7. Вычислить боковые стороны трапеции:
L6-8 = h__ Lк-с = h___
Sinб Sin&
8.Определить приращение координат по линии ‚ L6-8 и Lк-с
^Хв= L6-в*cos r6-7 ^Х6 =Lс-к* cos r 2-1
^Ýв = L6-в*Sin 6-7 ^Ýв = Lр-6*Sin 2-1
9. Определить координаты точек В,С.
Хв= Х6 + ^Хв Хс= Хк + ^Хс
Ýв = Ý6 + ^Ýв Ýс = Ýк + ^Ý6
10. Определить площадь (В,с,К,2,З,4,5,6) по координатам.
Самостоятельная работа