Для составления топографических планов участков местности со слабо выраженным рельефом необходима повышенная точность топографической съемки. В таких случаях может быть применен метод геометрического нивелирования. Методом геометрического нивелирования выполняют топографическую съемку земной поверхности при изысканиях, проектировании и строительстве аэродромов, ирригационных систем на заболоченной и равнинной местности, для составления проектов вертикальной планировки и в ряде случаев при исполнительных съемках.
Методом геометрического нивелирования обычно выполняют топографические съемки для составления планов и цифровых моделей местности (ЦММ) масштабов 1:500, 1:1 ООО и 1:2000 с высотой сечения рельефа 0,1—0,5 м.
В зависимости от назначения съемок и условий местности могут быть использованы следующие способы геометрического нивелирования поверхности:
1. Способ поперечников к магистральному ходу. Наиболее часто используют при съемке притрассовой полосы вдоль трасс автомобильных, каналов и других линейных объектов. Планово-высотным обоснованием в этом случае является трасса линейного объекта (т. е. теодолитно-нивелирный ход).
Поперечники обычно разбивают на пикетах и плюсах трассы линейного объекта, высоты которых уже определены в результате продольного 208 нивелирования в два нивелира по пикетажу трассы. Поскольку съемку ситуационных особенностей местности производят в ходе разбивки пикетажа, ситуационные точки при нивелировании поперечников не фиксируют.
2. Способ параллельных линий. Часто применяют на слабовсхолмленной местности при исполнительных съемках дорожных покрытий, искусственных покрытий взлетно-посадочных полос аэродромов, строительных площадок и т. д. В качестве планово-высотного обоснования используют взаимно перпендикулярные теодолитно-нивелирные прямолинейные ходы, прокладываемые вблизи границ снимаемого участка местности или по его середине.
Съемочные ходы прокладывают в виде линий, параллельных сторонам основного хода.
3. Способ полигонов. Может применяться на больших, сравнительно спокойных участках местности с выраженным рельефом. В качестве планово-высотного обоснования в данном случае используют систему теодолитных ходов, прокладываемых вблизи границ снимаемого участка местности и по характерным (структурным) линиям рельефа. Для съемки ситуации и рельефа съемочные ходы разбивают в виде поперечников к сторонам планово-высотного обоснования.
4. Способ квадратов. Используют на открытой местности со слабо-выраженным рельефом. Является основным видом топографических съемок при изысканиях аэродромов.
Планово-высотным обоснованием служат вершины квадратов, закрепленные на местности кольями и обозначенными по определенной принятой на практике изысканий схеме.
При нивелирной съемке по способу квадратов создание планово-высотного обоснования ведут по принципу «от общего к частному». Сначала на местности с помощью угломерного прибора и землемерной ленты или рулетки строят наружный полигон в виде большого квадрата или прямоугольника, внутри которого разбивают сетку больших квадратов со сторонами от 100 до 1000 м. Затем каждый большой квадрат заполняют квадратами со сторонами от 20 до 200 м и т. д. Длины сторон квадратов принимают в зависимости от размеров снимаемой территории, масштаба съемки, высоты сечения рельефа и характера местности.
При нивелировании поверхности всеми способами используют точные или технические нивелиры с компенсаторами и горизонтальным кругом типа ЗН-2КЛ, Н-ЗК, Н-10КЛ и т. д. Целесообразно также для этой цели использовать регистрирующие нивелиры, например ЯЕМ 002А, ЭЬ-102С и т. д. Наличие компенсаторов у нивелиров дает возможность заметно повысить производительность полевых работ. Использование приборов с лимбами дает возможность при разбивке планово-высотного обоснования и съемочных ходов использовать только один прибор — нивелир. При работе с регистрирующими нивелирами полностью автоматизируется процесс сбора, регистрации и обработки данных.
В результате топографической съемки местности геометрическим нивелированием, так же как и при других видах съемок, получают топографические планы и цифровые модели местности (ЦММ) — как правило, регулярные модели в узлах правильных прямоугольных сеток.