Zastosowanie niwelacji ma bardzo szerokie zastosowanie. We wszystkich dziedzinach budownictwa lądowego i wodnego mamy do czynienia z wysokościami zarówno punktów w terenie jak i części budowli. W budownictwie drogowym, kolejowym, wodnym musimy również często znajdować stosunek między różnicą wysokości dwóch punktów (h), a ich wzajemną odległością (l), czyli tzw. spadek (i), co wyraża się stosunkiem:
i=h:l
Spadek jest tangensem kąta nachylenia prostej pomierzonej w terenie do poziomu odniesienia. W praktyce operujemy pojęciem spadku.
Wielkość spadku wyrażamy w procentach lub w promilach. Tak wyrażony spadek mówi nam od razu, na ile metrów wznosi się lub opada dana linia na długości 100 m. Wartości spadków są często bardzo małe. W budownictwie wodnym mamy spadki wyrażające się w ułamkami promili. W kolejnictwie spotykamy większe wartości spadków. Na kolejach górskich wartość spadku może dochodzić nawet do 55promili, w terenach równinnych nie przekracza 25promili. W budownictwie drogowym wartości spadków są jeszcze większe i dochodzą do 10%.
Wyznaczenie wysokości różnych punktów powierzchni ziemi oprócz znaczenia użytkowego, ma również znaczenie naukowe, obrazuje bowiem kształt tej powierzchni, czyli rzeźbę terenu. Z rzeźby terenu możemy wywnioskować działalność czynników, które złożyły sie na jej wygląd, czyli odczytać historię powstania danego ukształtowania terenu. Bardzo dokładne pomiary wysokościowe dają ponadto materiał do wyznaczenia figury ziemi, co jest zadaniem czysto naukowym.
Rozróżniamy trzy metody pomiarów wysokościowych:
h=lB-La
Chcąc określić różnicę wysokości metodą niwelacji trygonometrycznej musimy znać odległości między punktami, zmierzoną w płaszczyźnie poziomej oraz zmierzyć kąt nachylenia (alfa)lub jego dopełnienie do 90 stopni, czyli odległość zenitalną (z). Różnicę wysokości obliczamy ze wzoru:
h=l*tg alfa
lub
h=l*ctg z
Odległość l możemy zmierzyć taśmą geodezyjną lub innymi metodami. Kąt nachylania alfa lub odległość zenitalną z zmierzymy za pomocą teodolitu.
Niwelacja fizyczna oparta jest na zjawisku zmniejszania ciśnienia atmosferycznego w miarę wzrostu wysokości- przy jednakowych warunkach atmosferycznych w obu punktach, na których wykonujemy pomiar. Niwelację fizyczną wykonujemy za pomocą barometru lub aneroidu przez odczytanie jego stanu, temperatury powietrza w każdym punkcie mierzonym. Z tych danych obliczamy wysokość nad poziomem morza. Wzór do obliczeń jest skomplikowany, ponieważ uwzględnia się w nim mnóstwo poprawek.
Niwelacja geometryczna jest najczęściej stosowaną i najdokładniejszą metodą pomiaru wysokościowego. Miarą jej dokładności jest błąd na kilometr ciągu, tj. błąd określenia różnicy wysokości dwóch punktów, połączonych ciągiem niwelacyjnym o długości kilometra.
Rozróżniamy niwelację geometryczną precyzyjną i techniczną. Niwelacja precyzyjna charakteryzuje się błędem rzędu +-1mm do +-2mm na kilometr, niwelacja techniczna błędem +-4mm do +-10mm na kilometr.
Niwelację dzieli się zwykle na klasy dokładności, charakteryzujące się różnymi wartościami błędu na kilometr w wyżej wymienionych granicach. Niwelację precyzyjną zaliczamy do I i II klasy, a niwelację techniczna na III i IV klasy.
i=h:l
Spadek jest tangensem kąta nachylenia prostej pomierzonej w terenie do poziomu odniesienia. W praktyce operujemy pojęciem spadku.
Wielkość spadku wyrażamy w procentach lub w promilach. Tak wyrażony spadek mówi nam od razu, na ile metrów wznosi się lub opada dana linia na długości 100 m. Wartości spadków są często bardzo małe. W budownictwie wodnym mamy spadki wyrażające się w ułamkami promili. W kolejnictwie spotykamy większe wartości spadków. Na kolejach górskich wartość spadku może dochodzić nawet do 55promili, w terenach równinnych nie przekracza 25promili. W budownictwie drogowym wartości spadków są jeszcze większe i dochodzą do 10%.
Wyznaczenie wysokości różnych punktów powierzchni ziemi oprócz znaczenia użytkowego, ma również znaczenie naukowe, obrazuje bowiem kształt tej powierzchni, czyli rzeźbę terenu. Z rzeźby terenu możemy wywnioskować działalność czynników, które złożyły sie na jej wygląd, czyli odczytać historię powstania danego ukształtowania terenu. Bardzo dokładne pomiary wysokościowe dają ponadto materiał do wyznaczenia figury ziemi, co jest zadaniem czysto naukowym.
Rozróżniamy trzy metody pomiarów wysokościowych:
- niwelacja geometryczna
- niwelacja trygonometryczna
- niwelacja fizyczna
h=lB-La
Chcąc określić różnicę wysokości metodą niwelacji trygonometrycznej musimy znać odległości między punktami, zmierzoną w płaszczyźnie poziomej oraz zmierzyć kąt nachylenia (alfa)lub jego dopełnienie do 90 stopni, czyli odległość zenitalną (z). Różnicę wysokości obliczamy ze wzoru:
h=l*tg alfa
lub
h=l*ctg z
Odległość l możemy zmierzyć taśmą geodezyjną lub innymi metodami. Kąt nachylania alfa lub odległość zenitalną z zmierzymy za pomocą teodolitu.
Niwelacja fizyczna oparta jest na zjawisku zmniejszania ciśnienia atmosferycznego w miarę wzrostu wysokości- przy jednakowych warunkach atmosferycznych w obu punktach, na których wykonujemy pomiar. Niwelację fizyczną wykonujemy za pomocą barometru lub aneroidu przez odczytanie jego stanu, temperatury powietrza w każdym punkcie mierzonym. Z tych danych obliczamy wysokość nad poziomem morza. Wzór do obliczeń jest skomplikowany, ponieważ uwzględnia się w nim mnóstwo poprawek.
Niwelacja geometryczna jest najczęściej stosowaną i najdokładniejszą metodą pomiaru wysokościowego. Miarą jej dokładności jest błąd na kilometr ciągu, tj. błąd określenia różnicy wysokości dwóch punktów, połączonych ciągiem niwelacyjnym o długości kilometra.
Rozróżniamy niwelację geometryczną precyzyjną i techniczną. Niwelacja precyzyjna charakteryzuje się błędem rzędu +-1mm do +-2mm na kilometr, niwelacja techniczna błędem +-4mm do +-10mm na kilometr.
Niwelację dzieli się zwykle na klasy dokładności, charakteryzujące się różnymi wartościami błędu na kilometr w wyżej wymienionych granicach. Niwelację precyzyjną zaliczamy do I i II klasy, a niwelację techniczna na III i IV klasy.
