همه‌چیز درباره دوربین نقشه‌برداری
برای تعیین مختصات دقیق یک منطقه جغرافیایی و همچنین تعیین مشخصات آن از تجهیزی به نام دوربین نقشه‌برداری استفاده می‌شود. نقشه‌برداری یک کار تخصصی است؛ به‌گونه‌ای که برای تربیت نیروهای متخصص در این زمینه رشته‌های دانشگاهی تعریف‌شده است و هرساله عده قابل‌توجهی از دانشجویان در این رشته تحصیلی مشغول به تحصیل می‌شوند. همچنین باید به این نکته اشاره‌کنیم که دانش نقشه‌برداری به‌هیچ‌عنوان از علوم و فنون نوین به‌حساب نمی‌آید و انسان‌ها درگذشته‌های بسیار دور نیز از این حرفه برای تعیین حریم زمین‌های مسکونی و کشاورزی خود استفاده می‌کردند؛ اما در طول زمان این دانش با پیشرفت‌های محسوسی مواجه شده است و در حال حاضر از تجهیزات به‌روز ازجمله دوربین نقشه‌برداری برای این کار استفاده می‌شود. در ادامه با ما همراه باشید تا ضمن بررسی مقدمه‌ای درباره عملیات نقشه‌برداری، به بررسی نقش و انواع دوربین‌های نقشه‌برداری مورداستفاده در پروژه‌های مختلف بپردازیم.
مقدمه‌ای درباره عملیات نقشه‌برداری
تعریف دقیق و مختصر عملیات نقشه‌برداری عبارت است از: علم اندازه‌گیری دقیق و تعیین موقعیت نسبی عوارض، فاصله و زوایای بین آن‌ها. کاربرد استفاده از این دانش، تشخیص موقعیت مناسب برای اجرای یک پروژه است. این کار به کمک جمع‌آوری داده‌ها و تجزیه‌وتحلیل آن‌ها صورت می‌گیرد. البته نقشه‌برداری کاربردهای گسترده‌تری نیز دارد مانند نقشه‌برداری مسیر، هیدروگرافی، نقشه‌برداری ثبتی، نقشه‌برداری نظامی و ... .
به‌طورکلی عملیات نقشه‌برداری را می‌توان در دو مرحله خلاصه نمود. در مرحله نخست کار برداشت و جمع‌آوری داده‌ها انجام می‌شود و در مرحله دوم با آنالیز داده‌ها، نتایج کار نقشه‌برداری ارائه می‌شود. دوربین نقشه‌برداری و بسیاری از دیگر از تجهیزات در مرحله برداشت داده‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. پس از اتمام کار جمع‌آوری داده‌ها، نتایج کار به‌صورت آنالوگ (نقشه، مقاطع طولی و عرضی و…) و یا عددی (مانند جدول‌ها، مدل‌های رقمی زمین) ارائه می‌گردد.
انواع نقشه‌برداری
مهندسان علم نقشه‌برداری، بر اساس اهدافی که برای کار نقشه‌برداری مدنظر است، اقدام به دسته‌بندی آن در شش دسته زیر می‌کنند:
نقشه‌برداری کاداستر: این نقشه‌برداری توسط حاکمیت‌ها انجام می‌شود و برای تعیین و تعریف مالکیت و حدود مرزها مورداستفاده قرار می‌گیرد. این نقشه‌برداری کاملاً دارای ارزش حقوقی و جزایی است.
نقشه‌برداری ژئودزی: نقشه‌برداری در مقیاس بزرگ برای تعیین شکل و ابعاد زمین و عوارض سطحی بر روی آن. این نوع نقشه‌برداری با کمک شبکه‌های کنترلی که در سرتاسر کره زمین مستقرشده‌اند، انجام می‌شود.
نقشه‌برداری As Built: این نوع نقشه‌برداری پس از اتمام کار احداث یک ساختمان انجام می‌شود. هدف از آن بررسی اختلافات میان پروژه نهایی اجراشده با طرح اولیه ارائه‌شده است.
توپوگرافی: نقشه‌برداری که برای تعیین ساختار زمین و همچنین تغییر در ارتفاعات زمین انجام می‌شود و هدف اصلی آن تهیه نقشه‌های ارتفاعی است. نقشه‌اي است که براساس اطلاعات حاصل از عملیات ترازیابی ترسیم می‌شود. این نقشه دارای خطوطی است بانام منحنی تراز که هر یک ارتفاع‌ثابتی دارند و با مقیاسی مشخص رسم می‌شوند.
فوتوگرامتری: این نقشه‌برداری که در زمره عملیات نقشه‌برداری جدید به شمار می‌رود، به کمک‌گرفتن عکس هوایی یا ماهواره‌ای از ایستگاه‌های زمینی انجام می‌شود.
نقشه‌برداری سنجش از دور: این نقشه‌برداری نیز در قالب تهیه نقشه به کمک ماهواره‌ها تعریف می‌شود.
انواع دوربین نقشه‌برداری
برای تهیه نقشه از تجهیزات مختلفی ازجمله قطب‌نما، متر، ترازیاب، زاویه‌یاب، منشورها، شاخص‌ها و دوربین‌های نقشه‌برداری استفاده می‌شود. به کمک این تجهیزات می‌توان علی‌رغم وجود تمام عوارض طبیعی و مصنوعی موجود در سطح زمین، نقشه آن را استخراج نمود. باوجوداینکه در حال حاضر با پیشرفت تکنولوژی از تصویربرداری ماهواره‌ای برای تهیه نقشه‌های پروژه‌ها می‌توان استفاده نمود؛ اما با توجه به در دسترس نبودن این امکان در کشورهای مختلف، دوربین‌های نقشه‌برداری هنوز از جایگاه ویژه‌ای برخوردار هستند.
به‌طورکلی دوربین نقشه‌برداری در دو مدل زاویه‌یاب و ترازیاب در بازار موجود هستند. البته این تقسیم‌بندی در شرایط حاضر کمی منسوخ‌شده است؛ چراکه تولیدکنندگان این دوربین‌ها موفق شده‌اند تکنولوژی مورداستفاده در هر دو این تجهیزات را با یکدیگر تلفیق کنند و درنتیجه دوربین‌های جدیدی بانام دوربین‌های توتال استیشن را به بازار عرضه کنند. در ادامه به بررسی انواع دوربین‌های نقشه‌برداری میپردازیم.
دوربین نقشه‌برداری نیوو یا ترازیاب
بسیار پیش می‌آید که در محل پروژه سطح زمین هموار و یکدست نبوده و بخشی از آن نسبت به سایر بخش‌ها ارتفاع متفاوتی داشته باشد. برای اندازه‌گیری و سنجش اختلاف ارتفاع بین دو نقطه در یک منطقه از دوربین‌های ترازیاب یا نیوو استفاده می‌شود. از ترکیب سه جزء سه‌پایه دوربین، تراز و دوربین این تجهیز به وجود می‌آید. دوربین این تجهیز به‌منظور کنترل اختلاف ارتفاع در یک موقعیت مشخص از دو عدسی چشمی و شیئی تشکیل‌شده است.
بیشتر بخوانبد : تراز لیزری
مکانیزم تشخیص تراز بودن سطح زمین به‌واسطه عدسی شیئی صورت می‌گیرد؛ به‌این‌ترتیب که دوتار کاملاً عمود بر هم‌روی این عدسی وجود دارد. درصورتی‌که سطح زمین تراز باشد، این دو خط کاملاً بر هم عمود هستند و هر جا تراز زمین‌بر هم بخورد بین این دوتار زاویه‌ای غیر از 90 درجه به وجود می‌آید. در اصطلاح فنی به این دوتار موجود در دوربین نقشه‌برداری نیوو، تار رتیکول گفته می‌شود. سه‌پایه مورداستفاده در این دوربین کاملاً متحرک بوده و برای سنجش تراز بودن خود سه‌پایه از دو تراز لوبیایی شکل روی آن استفاده می‌شود. همچنین یک شاغول در مرکز پایه قرار دارد که نشان‌دهنده عمود بودن پایه نسبت به سطح زمین است. تراز مورداستفاده در این نوع دوربین‌ها نیز از نوع ترازهای کروی است.
نحوه کار کردن با دوربین نقشه‌برداری نیوو
کار کردن با این تجهیز پیچیدگی خاصی ندارد و صرفاً نیاز به مهارت تجربی دارد. در محل پروژه باید یک نقطه به صلاحدید مهندس نقشه‌بردار به‌عنوان ایستگاه در نظر گرفته شود. مشخصه اصلی ایستگاه در محل پروژه اشراف مناسب آن نسبت به سایر نقاط زمین است. در ادامه باید سه‌پایه را در موقعیت ایستگاه فیکس کنیم و به کمک ترازهای روی آن، با سطح زمین تراز کنیم. برای این منظور ابتدا سه‌پایه را بر روی ایستگاه نقشه‌بردای موردنظر، به‌طور قائم قرار می‌دهیم؛ سپس پیچ‌های تعبیه‌شده روی آن را باز می‌کنیم و پس‌ازآن ارتفاع سه‌پایه را متناسب با قد نقشه‌بردار تنظیم می‌کنیم و مجدداً پیچ‌ها را می‌بندیم. یک‌پایه را درون زمین محکم کرده و دوپایه دیگر را طوری حرکت می‌دهيم تا نقطه ايستگاهي موردنظر در مركز سه‌پایه قرار گيرد. صفحه محل قرارگیری دوربين بر روي سه‌پایه می‌بایست كاملاً تراز و افقي باشد.
پس‌ازآن باید دوربین نقشه‌برداری را روی سه‌پایه سوار کنیم. با استفاده از سه پيچ تنظيم حباب تراز كروي را به وسط هدايت می‌کنند. در ادامه شاخص یا میر توسط یک نفر به نقاط مختلف موقعیت پروژه برده می‌شود. شاید بهتر باشد قبل از پرداختن به ادامه کار تعریف مشخصی از شاخص یا میر ارائه کنیم؛ میر، خط‌کشی است معمولاً به طول سه، چهار یا پنج‌متر و به عرض شش تا ده سانتی‌متر و به ضخامت یک تا دو سانتی‌متری که در رنگ‌های مختلفی تولید می‌شود. برای تعیین ارتفاع و فاصله بین دونقطه از به کمک دوربین‌های نقشه‌برداری از میر استفاده می‌شود.
این شاخص باید به‌وسیله تراز نبشی به‌صورت موازی با سطح افق قرار بگیرد. در ادامه دوربین را روی شاخص متمرکز می‌کنیم. هر عددی که در تقاطع دوتار رتیکول قرار گیرد را یادداشت می‌کنیم. سپس فاصله زمینی بین نقطه و دوربین را با استفاده از متر لیزری یا هر متر در دسترس دیگری اندازه می‌گیریم. پس‌ازآن به کمک یک رابطه ساده فیثاغورس می‌توان اختلاف ارتفاع بین دونقطه از زمین را محاسبه نمود.
دوربین تئودلیت یا زاویه‌یاب
تجهیز دیگری که برای عملیات نقشه‌برداری مورداستفاده قرار می‌گیرد، دوربین نقشه‌برداری تئودلیت یا زاویه‌یاب است. این تجهیز برای تعیین فاصله بین دونقطه و همچنین زاویه بین آن دو مورداستفاده قرار می‌گیرد. دوربین تئودولیت هم مانند دوربین نیوو شامل عدسی شیئی و عدسی چشمی است که در آن‌ها تارهای رتیکول عمود بر هم هستند. تراز کروی نیز در پایین دوربین تعبیه می‌شود تا به این صورت مجموعه دوربین نسبت به موقعیت موردنظر تراز شود. سه‌پایه مورداستفاده در این دوربین‌ها در زمین فرو می‌روند. همچنین دو تراز لوبیایی نیز در این سه‌پایه وجود دارد تا وضعیت عمود بودن دوربین نسبت به سطح زمین را تضمین کند.
نحوه کار کردن با دوربین تئودلیت
مانند روش استفاده از دوربین نیوو ابتدا یک نقطه که به‌تمامی نقاط اشراف دارد را به‌عنوان ایستگاه قرار می‌دهیم و سه‌پایه را در آن تراز می‌کنیم و دوربین را روی آن قرار می‌دهیم، سپس آن را نیز تراز می‌کنیم. در ادامه یک نفر باید به‌وسیله شاخص و ژالن به موقعیت‌های مختلف در پروژه برود. در ادامه پس از تراز کردن شاخص و ژالن به‌وسیله تراز نبشی اقدام به قراول روی نقطه می‌کنیم. در ادامه عدد به‌دست‌آمده روی لمب افقی را یادداشت می‌کنیم. ژالن میله‌ای است از جنس چوب یا فلز که برای نشان دادن ارتفاع و فاصله نقطه نسبت به دوربین نقشه‌برداری استفاده می‌شود.
در ادامه برای به دست آوردن زاویه بین این دونقطه دوربین را به آن نقطه دیگر می‌بریم و همین فرآیند را با نقطه قبل تکرار می‌کنیم. درنهایت با کمک کردن دو عددی که از مشاهده لمب به دست آمد، می‌توانیم زاویه افقی بین آن دونقطه را تشخیص دهیم. برای به‌دست‌آوردن زاویه عمودی نیز کافی است پس از تراز کردن دوربین نقشه‌برداری تئودلیت با سطح افق در نقطه ایستگاه، به سمت نقطه موردنظر قراول کنیم. زاویه نشان داده‌شده روی دوربین همان زاویه عمودی بین دونقطه است.
قراول روی به معنی نشانه به سمت یک امتداد یا نقطه است. برای انجام عمل قراول روی از ابزاری به نام آلیداد استفاده می‌شود. به کمک آلیداد می‌توان امتداد مشخصی را تعیین نمود.
دوربین نقشه‌برداری توتال استیشن
در بالا اشاره کردیم که دوربین‌های توتال استیشن به‌نوعی حاصل از ترکیب دو تکنولوژی بکار رفته در دوربین‌های نیوو و تئودلیت است؛ یعنی به کمک این دوربین می‌توان اختلاف ارتفاع و زاویه بین دونقطه از زمین را به‌خوبی اندازه‌گیری کرد. دوربین‌های توتال درگذشته به‌صورت اپتیکی عرضه می‌شدند؛ ولی امروز انواع دیجیتال آن‌ها به بازار آمده است که کار نقشه‌برداری را بسیار راحت‌تر از قبل کرده است.
بیشتر بخوانید : بانک اطلاعات ساختمان | پروژه های در حال ساخت
البته مهندسان نقشه‌برداری زیادی در سطح دنیا هستند که هنوز هم از دوربین‌های اپتیکی استفاده می‌کنند؛ چراکه به تجربه به آن‌ها ثابت‌شده است که دقت کاری دوربین‌های اپتیکی به‌مراتب بیشتر از دوربین‌های دیجیتال است؛ اما مزیت دوربین‌های دیجیتال، آنالیز داده‌های خروجی دوربین نقشه‌برداری و ارائه نقشه منطقه به کمک نرم‌افزارهای نقشه‌کشی است. به‌این‌ترتیب عملاً سرعت به‌دست‌آوردن نقشه یک منطقه بسیار بالاتر می‌رود
برخی از کاربردهای دوربین نقشه‌برداری
دوربین نقشه‌برداری در پروژه‌های ساختمانی مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای متنوعی برای این دسته از دوربین‌های تعریف‌شده است که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:
- تعیین عمق عملیات گودبرداری: در عملیات گودبرداری بسیار مهم است که عمق موردنظر برای گودبرداری به‌طور دقیق رعایت شود. به همین منظور با استفاده از دوربین‌های نقشه‌برداری چک می‌شود که عملیات گودبرداری قبل و بعد از رسیدن به عمق موردنظر متوقف نشود.
- تعیین حدود عملیات گودبرداری: عملیات گودبرداری در مساحتی مشخص از سطح زمین پروژه باید انجام شود و تعیین حدود دقیق مساحت مورداستفاده برای عملیات گودبرداری به کمک دوربین نقشه‌برداری انجام می‌شود.
- نصب صفحه‌های بیس پلیت: جهت نصب صفحه‌های بیس پلیت در ساختمان‌های با اسکلت فلزی می‌توان دوربین زاویه‌یاب را بر روی میخ‌های کمکی کنار رئوس گوشه مستقر نمود و با قفل‌کردن لمپ افقی روی میخ کمکی روبه‌رو به نصاب صفحه ستون‌ها در نصب آن‌ها بر روی خط فرضی بین میخ‌های کمکی در هر امتداد طولی و عرضی دستور نصب داد و هم‌زمان با یک دوربین ترازیاب ارتفاع نصب صفحه‌ستون‌ها را نیز کنترل نمود.
کلام پایانی
آنچه مطالعه کردید، تقریباً تمام آن چیزی بود که درباره دوربین نقشه‌برداری می‌توان به آن اشاره نمود. اگر در صنعت ساختمان‌سازی فعال هستید و به دنبال کالا، مصالح یا تجهیزات خاصی در این صنعت می‌گردید، می‌توانید