برای محاسبه ارتفاع نقاط از ترازیابی استفاده می شود. ترازیابی شاخه ای از علم نقشه برداری است که هدف آن یافتن اختلاف ارتفاع بين دو يا چند نقطه (نسبت به هم يا نسبت به يك سطح مبناي معين) است كه با استفاده از دستگاه هاي مختلف و با روش هاي گوناگون صورت مي گيرد. در صورتی که ارتفاع دقیق یکی از ایستگاه ها را داشته باشیم می توان ارتفاع ایستگاه های دیگر را از آن بدست آورد. به مجموعه نقاطي كه ارتفاع آنها يكسان باشد سطح تراز مي گويند . فاصله بين دو سطح تراز تعيين كننده اختلاف ارتفاع بين نقاط واقع بر روي آن دو سطح است .
انواع ترازیابی
ترازیابی در نقشه برداری دسته بندی متفاوتی دارد که مهمترین و متداول ترین دسته بندی مربوط به موارد زیر است:
- ترازیابی مستقیم
- ترازیابی استادیمتری
- ترازیابی فشارسنجی
- ترازیابی مثلثاتی
ترازیابی مستقیم
این روش متداولترین روش استفاده شده در ترازیابی است. در این روش، اندازه گیری ها به طور مستقیم توسط ابزارآلات ترازیابی (مانند دوربین ترازیاب) انجام می شوند.بر اساس نقاط مشاهداتی و موقعیت دستگاه، ترازیابی مستقیم به انواع مختلف زیر تقسیم شده است:
- ترازیابی ساده
- ترازیابی تفاضلی
- ترازیابی شناور
- ترازیابی مقاطع
- ترازیابی دقیق
- ترازیابی متقابل (دوطرفه)
ترازیابی ساده (Simple leveling)
در این روش دستگاه ترازیاب بین دو نقطه ای می خواهیم ارتفاعشان را تعیین کنیم مستقر می شود. میله های ترازیابی (شاخص) در دو نقطه استقرار یافته و دستگاه ترازیاب به آنها نشانه روی می کند. این روش تنها زمانی بکار گرفته می شود که نقاط بدون هیچ مانعی در دید، در نزدیکی یکدیگر هستند. اگر فاصله بین دو نقطه بیش تر باشد باید از ترازیابی تفاضلی یا دیگر روش های ترازیابی مستقیم استفاده کرد.
کاربرد ترازیابی مستقیم عبارت است از:
- ترازیابی راه‌های مواصلاتی
- ترازیابی سراسری قابلیت استقرار شبکه‌های ترازیابی
- ترازیابی خطوط انتقال نیرو
- تهیه مقاطع (نیمرخ‌ها)
- ترازیابی مسیر رودخانه‌ها
- ترازیابی نقاط مبنائی (کنترل زمینی)
ترازیابی تفاضلی (Differential leveling)
ترازیابی تفاضلی زمانی بکار می آید که فاصله بین دو نقطه بیشتر است. در این پروسه، تعدادی ایستگاه داخلی استقرار یافته و ترازیاب در هریک از این ایستگاه ها قرار گرفته و ارتفاع نقاط بین ایستگاهی را قرائت می نمایند. در نهایت اختلاف بین دو نقطه اصلی تعیین می شود. به طور نمونه به مراحل یافتن تراز بین دو نقطه BM1 و BM2 توجه نمایید.
ترازیابی شناور (Fly leveling)
ترازیابی شناور زمانی انجام می شود که نقطه مبنا از ایستگاه کاری بسیار دور باشد. در چنین مواردی، یک نقطه مبنایی موقتی در ایستگاه کاری ای که موقعیتش بر اساس نقطه مبنایی اصلی تعیین شده است، واقع می گردد. فقط نقاط ارتفاعی عقب و جلو خوانده می شود و نه فاصله افقی نقطه. اگرچه این روش دقت بسیار بالایی ندارد، ولی برای تعیین ارتفاع تقریبی بکار می رود.
ترازیابی مقاطع (Profile leveling)
بطور کلی ترازیابی مقطع برای یافتن ارتفاع نقاط در طول یک خط نظیر جاده ها، خطوط ریلی و رودخانه ها بکار گرفته می شود. در این مورد، قرائت های ایستگاه های میانی گرفته شده و ارتفاع کاهش یافته برای هر ایستگاه محاسبه می شود. از این ارتفاعات مقطع عرضی و طولی مسیر ترسیم می گردد.
ترازیابی دقیق (Precise leveling)
شیوه کار در ترازیابی دقیق مشابه ترازیابی تفاضلی است، ولی در این مورد دقت بالاتری مورد نیاز است. برای دست یابی به دقت های بالاتر، پروسه مشاهداتی جدی تری اجرا می شود. دقت هایی تا حدود ۱ میلیمتر در ۱ کیلومتر از طریق این ترازیابی به دست آمده است.
ترازیابی متقابل یا دو طرفه (Reciprocal leveling)
زمانی که امکان مستقر نمودن ترازیاب میان دو نقطه دارای دید به یکدیگر نباشد، ترازیابی متقابل انجام می شود. این مورد در ارتباط با دریاچه ها و رودخانه ها به چشم می خورد. برای چنین فواصل طولانی، خطاهای مربوط به خواندن نقاط، انحنای زمین و تنظیمات ناقص دستگاه برجسته می شود. برای به حداقل رساندن این خطاها باید از روش های خاصی مانند تراز متقابل استفاده کرد. هنگام استفاده از روش ترازیابی متقابل، ترازیاب در نزدیکی ایستگاه A مستقر شده و به سمت ایستگاه B نشانه روی می کند.
ترازیابی مثلثاتی(trigonometric leveling)
در ترازیابی مثلثاتی اختلاف ارتفاع را می توان از طریق محاسبه فواصل افقی و زوایای قائم و به شکل حرفه ای اندازه گیری کرد.. در این روش، روابط مثلثاتی برای یافتن ارتفاع یک نقطه از زاویه و فاصله افقی بکار گرفته می شوند، بنابراین، آنرا ترازیابی مثلثاتی نامیم. این تکنیک را با ترازیابی غیر مستقیم نیز می نامند. برای ترازیابی مثلثاتی سریع‌تر، دقیق تر می توان از ابزار آلاتی مانند تئودولیت‌های رقومی توتال‌استیشن استفاده کرد.
ترازیابی فشارسنجی یا بارومتریک (Barometric Leveling)
فشار سنج دستگاهی است که برای سنجش اتمسفر در هر ارتفاع بکار گرفته می شود. بنابراین، در این روش ترازیابی، فشار اتمسفر در دو نقطه متفاوت مشاهده شده و بر اساس آنها اختلاف ارتفاع بین دو نقطه مورد بحث تعیین می گردد. این یک برآورد کم اعتبار است و به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد. گاهی اوگات خطای ترازیابی در نقشه برداری بسیار زیاد می شود، شما سیستمی که برای ترازیابی استفاده می کنید تاثیر زیادی روی این خطاها دارد بنابراین برای کاهش خطاها بهتر است از سیستم مناسب مانند، ترازیابی استادیمتری و ترازیابی مثلثاتی استفاده کنید.
ترازیابی استادیمتری (Stadia Leveling)
این روش، شبیه ترازیابی مثلثاتی است که در آن قوانین تاکئومتری برای تعیین ارتفاع نقاط مورد استفاده قرار می گیرند. قوانین تاکئومتری مربوط به تعیین ارتفاع نقاط مختلف است که در بحث ترازیابی مطرح می شود. در این مورد، خط دید نسبت به افق اندکی شیب دار شده است. این روش برای نقشه برداری زمین های تپه ماهوری مناسب تر است و دقت بیشتری را ارائه می کند.