Нивелирование

Нивелирование — определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки («нуля высот») или над уровнем моря.

Нивелирование — один из видов геодезических измерений, которые производятся для создания высотной опорной геодезической сети (т. е. нивелирной сети) и при топографической съёмке (см. топография), а также в целях проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений, железных и шоссейных дорог и т.д. Результаты нивелирования используются в научных исследованиях по изучению фигуры Земли, колебаний уровней морей и океанов, вертикальных движений земной коры и т.п.

По точности выполнения нивелирование делят на I, II, III, IV классы точности. I и II классы относят к высокоточному нивелированию, III и IV классы — к точному. Также в строительных работах применют менее точное — техническое нивелирование, которые ниже точности IV класса. Для каждого класса точности существует определенная методика выполнения работ.

* L — периметр полигона или длина линии, км
** — ошибку вычисляют по невязкам линий или полигонов.

По методу выполнения нивелирование различают: геометрическое, тригонометрическое, барометрическое, механическое и гидростатическое нивелирование. При изучении фигуры Земли высоты точек земной поверхности определяют не над уровнем моря, а относительно поверхности референц-эллипсоида и применяют методы астрономического или астрономо-гравиметрического нивелирования.

Нивелирование возникло в глубокой древности в связи со строительством оросительных каналов, водопроводов и т.п. Первые сведения о водяном нивелире связывают с именами римского архитектора Марка Витрувия (1 в. до н. э.) и древнегреческого учёного Герона Александрийского (1 в. н. э.). Дальнейшее развитие методов нивелирования связано с изобретением зрительной трубы (конец 16 в.), барометра — Э. Торричелли (1648 г.), сетки нитей в зрительных трубах — Ж. Пикаром (1669 г.), цилиндрического уровня — английским оптиком Дж. Рамсденом (1768 г.).

В созданной Петром I оптической мастерской в 1715–25 г. И. Е. Беляев изготовлял различные приборы, включая и ватерпасы с трубой, т. е. нивелиры. В 18 в. высоты пунктов в России определяли барометром, а с начала 19 в. стали применять тригонометрическое нивелирование. Под руководством В. Я. Струве в 1836–37 г. тригонометрическим нивелированием были определены разность уровней Азовского и Чёрного морей и высота г. Эльбрус. Метод геометрического нивелирования впервые был широко использован в 1847 г. при инженерных изысканиях Суэцкого канала. Первые применения геометрического нивелирования в России в 19 в. также были связаны со строительством водных и сухопутных путей сообщения.

В 1871 г. Военно-топографический отдел Главного штаба России начал работы по созданию нивелирной сети страны, а в 1913 г. приступил к выполнению нивелирования высокой точности. Русские геодезисты С. Д. Рыльке, Н. Я. Цингер, И. И. Померанцев и др. своими исследованиями внесли большой вклад в развитие теорий и методов нивелирных работ. В СССР нивелирные работы интенсивно развивались в связи с решением различных народнохозяйственных и инженерно-технических задач. По результатам повторных нивелировок определены скорости современных вертикальных движений земной коры в пределах почти всей Европейской части территории СССР. В Центральном научно-исследовательском институте геодезии, аэросъёмки и картографии (ЦНИИГАиК) выполнены широкие исследования по теоретическим и методическим проблемам нивелирования, которое является одним из основных и важнейших видов современных геодезических работ.

см. также: Нивелирная сеть

Алфавитный указатель