مقدمه

نقشه‌برداری شاخه‌ای از علوم مهندسی است که به جمع‌آوری، آماده‌سازی، ذخیره‌سازی، پردازش، مدیریت، تحلیل، تلفیق، بازیابی و انتقال داده‌های مکان مرجع می‌پردازد. هدف از این کار تعیین مختصات نقاط در سه بعد است. در بعضی موارد ابزار و تجهیزات نقشه برداری برای تعیین موقعیت، بعد زمان نیز مورد توجه قرار می‌گیرد (سنجش‌های نجومی و نقشه‌برداری ماهواره‌ای). مختصات مطلوب می‌تواند مختصات دکارتی XYZ و یا مختصات عرض و طول جغرافیایی باشد. در این مقاله به این پرسش ها پاسخ می دهیم:

1. ابزار و تجهیزات نقشه برداری کدامند؟
2. ابزار و تجهیزات نقشه برداری به چند دسته تقسیم می شوند؟
3. ابزار و تجهیزات نقشه برداری چه خصوصیاتی دارند؟

مراحل عملیات نقشه‌ برداری:

• برداشت (اندازه‌گیری و محاسبه): در مرحله اندازه‌گیری، از وسایل و دستگاه‌ها (نظیر توتال استیشن‌ها، تئودولیت‌ها، جی‌پی‌اس و…) و نیز روش‌های مختلفی استفاده می‌شود تا داده‌های لازم بدست آید.
• ارائه نتایج: نتایج کار به صورتهای آنالوگ (نقشه، مقاطع طولی و عرضی و…) و یا رقومی (مانند جدول‌ها، مدل‌های رقمی زمین) ارائه می‌گردد.

وسایلی که در نقشه برداری و تهیه نقشه به کار می رود دو دسته هستند:

• وسایلی که در عملیات زمینی کاربرد دارند.
• وسایلی که به منظور انجام محاسبات و ترسیم نقشه استفاده می شود.[۱]

دسته بندی ابزار و تجهیزات نقشه برداری:

• ابزار نقطه گذاری در زمین
• ابزار جهت سنجی و جهت یابی
• ابزار اندازه گیری طول و مسافت
• ابزار سنجش شیب و زوایا

ابزار و تجهیزات نقشه برداری: نقطه گذاری در زمین

• میخ های نقشه برداری:

میخ های نقشه برداری معمولا به صورت چوبی و آهنی در بازار موجود می باشند. معمولا از میخ های چوبی در زمین های خاکی و از میخ های آهنی در زمین های سنگی و سفت تر استفاده می شود. این میخ ها به منظور مشخص نمودن نقاط مدنظر در زمین کوبیده می شوند.

• ژالن:

ژالون میله‌ای است که ارتفاع آن نسبت به نوع آن، متغیر است و می‌توان ارتفاع میله را بر اساس شرایط از ۱ متر تا ۵ متر کوتاه و بلند کرد. قطر میله نیز در حدود ۳ تا ۴ سانتی‌متر است، معمولاً نوک آن را بارنگ‌های سفید، قرمز یا نارنجی رنگ‌آمیزی می‌کنند تا از دور این میله قابل‌ تشخیص باشد. علاوه بر این در طراحی این میله، هر نیم متر دارای رنگ‌های سفید و قرمز است تا در فاصله دور و محیط کار بتوان آن را به‌خوبی تشخیص داد.

ژالون از چند قطعه تشکیل‌شده است که از یکدیگر جدا می‌شوند تا بتوان آن‌ها را در مکان‌هایی که ارتفاع کمی دارند نیز استفاده کرد. از دیگر مزیت‌هایی که قطعات آن جدا می‌شود، حمل آسان آن است. با جدا کردن قطعات و قرار دادن آن‌ها در یک کیف مخصوص، می‌توانید آن‌ها را به هرجایی که بخواهید حمل کنید. قطعات ژالون از موادی ساخته‌شده است که در برابر ضربات احتمالی از مقاومت بالایی برخوردار هستند، همچنین اگر در شرایط جوی متفاوت ازجمله زیر نور شدید خورشید یا بارندگی از آن‌ها استفاده کنید، دچار زنگ‌زدگی و آسیب‌دیدگی نخواهند شد.

به این دلیل نوک میله را تیز طراحی کرده‌اند که برای ثابت نگه‌داشتن، بتوان آن را در خاک فروکرد. البته برای ثابت نگه‌داشتن این میله استفاده از سه‌پایه یا دوپایه می‌تواند کار را راحت‌تر کند. استفاده از تراز نیز به تنظیم ژالون کمک بسیاری می‌کند. وجود سه‌پایه و تراز در عملکرد ژالون بسیار تاثیرگذار است، با وجود این تجهیزات جانبی قادرید بر روی سطوح ناهموار نیز به‌راحتی این میله را تنظیم کنید.[۲]

• ترازیاب:

یکی از مهم ترین و کاربردی ترین تجهیزات نقشه برداری ترازیاب ها هستند. ترازیاب ها را می توان در انواع ساده، با پیچ حرکت ارتفاعی، اتوماتیک و دو ترازه مورد استفاده قرار داد. این تجهیزات نقشه برداری معمولا به منظور اندازه گیری نمودن خطوط افقی و عمودی مورد استفاده قرار می گیرند. از طرفی برای اندازه گیری نمودن یک نقطه در ارتفاعات مختلف می توان از این تجهیزات نقشه برداری استفاده نمود.

معمولا زمانی که از ترازیاب ها به زمین نگاه می کنید، می توانید خطوط افقی و عمودی ممتدی را ببینید که به منظور مشخص نمودن خطوط مستقیم افقی و عمودی طراحی شده اند. بهترین ترازیاب ها انواع اتوماتیک آن هستند، که می توانند به صورت خودکار خطوط مورد نظر شما را حتی در صورت عدم تعادل جزئی، تراز نگه دارد.[۳]

انواع ترازیاب:

• ترازیاب ساده
• ترازیابهای با پیچ حرکت ارتفاعی
• ترازیاب دوترازه
• ترازیاب اتوماتیک

دوربین نقشه برداری (توتال استیشن):

توتال استیشن یا دوربین نقشه برداری در نقشه برداری ساختمانی و راهسازی برای برداشت جزییات و پیاده کردن دقیق عوارض بر روی زمین استفاده می شود. دوربین توتال استیشن (دوربین مساحی) ترکیبی از تئودولیت الکترونیکی (transit)، فاصله یاب الکترونیکی (EDM) و نرم افزار قابل اجرا در یک کامپیوتر است. دوربین‌های نقشه‌برداری از محورهای X و Y برای جانمایی تأسیسات در زیر زمین و بین طبقات (داکت‌ها) استفاده می‌نمایند.

کاربرد دوربین‌های نقشه‌برداری (توتال استیشن):

• پیاده نمودن محل گود برداری و عمق گودبرداری
• محاسبه حجم عملیات خاکی
• پیاده‌سازی فونداسیون و شاقولی ستون‌ها
• محل اجرای دیوارها
• اجرای نمای ساختمان

دوربین تئودولیت:

دوربین تئودولیت (نام‌های دیگر: دوربین مهندسی، دوربین زاویه‌سنج طول‌یاب) یک ابزار دقیق برای اندازه‌گیری زاویه‌های افقی و عمودی است. کاربرد اصلی تئودولیت در نقشه‌برداری است و برای اهداف تخصصی مانند هواشناسی و پرتاب موشک نیز قابل استفاده می باشد. پایه دستگاه نیز به منظور نگهداری دوربین و سایر تجهیزات آن مورد استفاده قرار می گیرد. قرارگیری دستگاه روی پایه و حرکت آن باید به گونه ای باشد که دستگاه بدون لرزش و به آرامی حرکت نماید. تقسیمات افقی دایره باید کاملا منطبق با محورهای قائم دستگاه انجام شده باشد. تمامی محور دیدگانی دستگاه باید به گونه ای باشد که بر محور افقی کاملا عمود باشد.

تئودولیت جدید شامل تلسکوپ متحرک در دو محور عمود برهم: محور افقی و محور قائم یا زنیت است. دوربین تئودولیت زوایای قائم را از طریق زاویه بین محور قائم و امتداد نشانه روی اندازه‌گیری می‌کند که معمولاً حدود ۹۰ و ۲۷۰ درجه است. تئودولیت زاوایا را با دقت زیادی در حد یک هزارم رادیان (۱/۳۶۰ درجه) اندازه‌گیری می‌کند.[۴]