Тахеометрическая съёмка — один из классических методов геодезии, основанный на измерении расстояний, горизонтальных и вертикальных углов с помощью электронного тахеометра. В отличие от фотограмметрических методов, тахеометрия даёт возможность получать точные координаты точек непосредственно в ходе полевых работ, что особенно ценно при обмерах внутренних помещений, кровель, подвалов и сложных инженерных сооружений.
Компания НПП «Фотограмметрия» (сегодня — «Архитектурная Фотограмметрия») с 2000 года одной из первых в Санкт-Петербурге стала использовать тахеометрическую съёмку в качестве основного способа обмера внутренних объёмов зданий для построения планов этажей и вертикальных разрезов. Благодаря этому удалось значительно повысить точность и оперативность обмеров интерьеров, включая сложные лестничные клетки, сводчатые потолки и другие архитектурные элементы. Тахеометрическая съёмка также успешно применялась для обмеров фасадов, кровель, подвалов, создания геодезического обоснования и определения геометрических параметров зданий.
В данной статье мы рассмотрим научные основы тахеометрической съёмки, поэтапную технологию работ, особенности применения для фасадов и помещений, а также приведём реальные объекты из портфолио компании за 2000–2008 годы, где этот метод успешно применялся.
1.1. Что такое электронный тахеометр
Электронный тахеометр — это геодезический прибор, объединяющий в себе электронный теодолит для измерения горизонтальных и вертикальных углов, электронно-оптический дальномер для измерения расстояний и встроенный регистратор данных для записи результатов измерений. Современные тахеометры позволяют измерять расстояния с точностью до миллиметра, а углы — с точностью до нескольких секунд.
Принцип измерения расстояния основан на определении времени прохождения лазерного луча до отражателя (или без него, в безотражательном режиме) и обратно, либо на фазовом методе. Углы измеряются с помощью высокоточных кодовых лимбов и оптических датчиков. Все измерения автоматически записываются в память прибора, что исключает ошибки ручной фиксации.
1.2. Системы координат и привязка
При тахеометрической съёмке используется полярная система координат: положение каждой точки определяется относительно станции прибора по трём параметрам:
• горизонтальный угол (от направления на соседнюю опорную точку);
• вертикальный угол (угол наклона);
• наклонное расстояние (или горизонтальное проложение и превышение).
Эти полярные координаты автоматически преобразуются в прямоугольные координаты (X, Y) и высоту (H) в заданной системе координат. Для этого перед началом съёмки прибор ориентируют на соседние точки с известными координатами (опорные пункты геодезической сети) либо создают условную систему координат непосредственно на объекте.
Для крупных объектов (например, Константиновского дворца или комплекса зданий на острове Новая Голландия) выполнялась привязка к опорной геодезической сети города, что позволяло объединять все обмеры в единую систему координат.
1.3. Технология тахеометрической съёмки
Съёмка ведётся полярным методом с одной станции. Прибор устанавливается на штативе над точкой с известными координатами, приводится в рабочее положение, ориентируется на соседние опорные точки. Затем оператор последовательно наводит прибор на характерные точки объекта (углы стен, дверные и оконные проёмы, колонны, перекрытия, ступени лестниц и т.д.) и производит измерение. Каждой точке присваивается номер и код (например, «угол стены», «верх проёма», «низ колонны»).
Для больших помещений может потребоваться несколько станций. В этом случае создаётся съёмочное обоснование — сеть точек с известными координатами, от которых выполняются измерения. Объединение результатов с разных станций выполняется камерально, с использованием методов уравнивания.
1.4. Точность тахеометрической съёмки
Точность определения координат точки при тахеометрической съёмке зависит от нескольких факторов:
• Погрешность измерения углов — для современных тахеометров составляет 2–5 секунд (что на расстоянии 50 м даёт погрешность около 1–2 мм).
• Погрешность измерения расстояний — в безотражательном режиме до ±2 мм, с отражателем — до ±1 мм.
• Погрешность центрирования прибора (установка над точкой) и погрешность ориентирования.
В результате средняя квадратическая погрешность определения плановых координат точки при съёмке с расстояний до 50 м обычно не превышает 5–10 мм, что соответствует требованиям II и III классов точности архитектурных обмеров согласно руководству 1984 года (высокоточные и точные измерения). Для ответственных деталей погрешность может быть снижена до 2–3 мм путём увеличения числа измерений и использования отражателей.
2.1. Обмер внутренних объёмов зданий — основное применение с 2000 года
Именно для этой задачи компания «НПП Фотограмметрия» с 2000 года начала активно применять тахеометрическую съёмку. Метод идеально подходит для:
• Построения поэтажных планов в масштабах 1:50, 1:100, 1:200. Измеряются все капитальные стены, перегородки, проёмы, колонны, ниши, выступы, лестничные клетки, лифтовые шахты, вентиляционные каналы, сантехнические узлы.
• Съёмки вертикальных разрезов и сечений зданий. Для этого тахеометром измеряются характерные точки на разных высотах (например, пол, потолок, перекрытия, балки).
• Обмера подвалов и чердачных помещений, где невозможна или затруднена фотограмметрия из-за недостатка освещения, отсутствия окон или сложной геометрии.
• Съёмки кровли — измерение парапетов, вентиляционных шахт, слуховых окон, узлов примыкания.
В отличие от фотограмметрии, тахеометрия не требует хорошего освещения, работает в полной темноте (подсветка тахеометра позволяет видеть точку наведения), даёт координаты непосредственно в полевых условиях без камеральной обработки снимков.
2.2. Обмер фасадов зданий
Тахеометрическая съёмка фасада позволяет получить точные координаты отдельных характерных точек — углов здания, карнизов, поясков, входных групп, балконов, эркеров. Однако этот метод не даёт сплошного изображения фасада и требует ручного измерения каждой детали. Поэтому для сложных декоративных фасадов тахеометрия обычно применялась в связке с фототеодолитной съёмкой (обмер фасадов фотограмметрическим способом + определение вертикальности стен и координат опорных точек тахеометром).
2.3. Определение геометрических параметров зданий
Тахеометрия с 2000-х годов стала основным методом для решения задач, требующих высокой точности:
• Определение отклонений стен от вертикали — измеряются координаты верхней и нижней точек стены, вычисляется отклонение.
• Определение геометрических параметров здания (высота, ширина, глубина, площадь застройки, строительный объём).
• Проверка вертикальности углов здания.
• Создание геодезического обоснования для других методов (например, для привязки опорных точек фотограмметрической съёмки).
2.4. Этапы работ
Полевые работы:
1. Рекогносцировка объекта — выбор мест установки прибора, оценка доступности точек, выявление препятствий.
2. Создание съёмочного обоснования — установка и измерение опорных точек (обычно 4–10 точек на помещение или фасад).
3. Ориентирование прибора на опорные точки, ввод координат.
4. Съёмка характерных точек объекта в заданном порядке (например, обход по часовой стрелке). Для каждого помещения ведётся отдельный файл измерений.
5. Контрольные измерения — замыкание на исходные точки, повторные измерения ответственных элементов.
Камеральные работы:
1. Передача данных из памяти тахеометра в компьютер.
2. Обработка в специализированном ПО (например, Credo_DAT, Topcon Tools, Trimble Business Center) — уравнивание измерений, привязка к системе координат, фильтрация ошибок.
3. Построение чертежей в AutoCAD по точкам с учётом кодов (каждой точке присваивается тип: угол стены, подоконник, дверь и т.д.).
4. Создание планов, разрезов, фасадов, 3D-моделей.
2.5. Преимущества и ограничения метода
Преимущества:
• Высокая точность — миллиметровая для локальных измерений.
• Работа в любых условиях освещённости (включая полную темноту).
• Независимость от погоды (дождь, туман, снег не мешают).
• Относительная простота полевых работ — не требуется сложная калибровка оборудования.
• Прямое получение координат без этапа фотообработки.
Ограничения:
• Низкая производительность при обмере сложных фасадов с большим количеством декоративных деталей (каждую точку нужно измерять вручную).
• Пропуск мелких деталей между измеренными точками — требуется либо сгущение точек (что удлиняет работы), либо сочетание с фотограмметрией.
• Не даёт сплошного графического изображения — только координаты точек.
• Для высоких точек требуются леса или отражение от удалённых конструкций.
Компания «НПП Фотограмметрия» (ныне «Архитектурная Фотограмметрия») с 2000 года последовательно внедряла тахеометрическую съёмку для обмеров помещений, фасадов, кровель, подвалов и создания геодезического обоснования. Ниже приведены конкретные объекты из официального портфолио, где тахеометрия применялась как самостоятельный метод или в составе комплексных работ.
3.1. Обмеры внутренних объёмов и поэтажных планов
| № | Объект | Виды работ (цитата из перечня) | Период |
| 1 | Константиновский дворец (г. Стрельна) | Полный комплекс обмеров методами геодезии и фотограмметрии (включая тахеометрию помещений) | август – сентябрь 2001 |
| 2 | Корпус завода «Вибратор» (Петроградская наб., 18а) | Обмеры поэтажных планов и вертикальных разрезов здания методом лазерной тахеометрии | февраль – март 2002 |
| 3 | Павильон «Эрмитажная Кухня» (г. Пушкин) | Обмеры по вертикальным разрезам здания методом лазерной тахеометрии | май 2002 |
| 4 | Особняк Нарышкина (ул. Галерная, 9) | Комплекс обмеров методом лазерной тахеометрии | июнь – июль 2003 |
| 5 | Никольский рынок (ул. Садовая, 62) | Полный комплекс обмеров методами геодезии и фотограмметрии | январь – июль 2004 |
| 6 | Здание бывшей Государственной Думы (Невский пр., 31) | Обмеры помещений тахеометрическим способом | август 2005 |
| 7 | Пассаж (Невский пр., 48) | Обмеры помещений тахеометрическим способом | ноябрь 2006 – март 2007 |
| 8 | Комплекс зданий на острове Новая Голландия | Обмеры помещений тахеометрическим способом | июль – ноябрь 2006 |
| 9 | Конюшенная площадь, 1 | Тахеометрическая съемка помещений, построение разрезов и планов | ноябрь 2007 – апрель 2008 |
| 10 | Улица Зодчего Росси, 1/3 | Тахеометрическая съёмка помещений | март – апрель 2008 |
3.2. Определение геометрических параметров и отклонений стен от вертикали
| № | Объект | Виды работ | Период |
| 1 | Шуваловский дворец (наб. р. Фонтанки, 21) | Определение отклонений стен от вертикали и обмер интерьеров методом лазерной тахеометрии | май 2001 |
| 2 | Казино «Талеон» (наб. р. Мойки, 59) | Определение геометрических параметров здания методом лазерной тахеометрии | май – июнь 2000 |
| 3 | Невский пр., 131–139 | Определение геометрических параметров пятна застройки и отклонений стен от вертикали | январь 2001 |
| 4 | Невский пр., 55, 59 | Фототеодолитная съемка + определение отклонений стен от вертикали методом лазерной тахеометрии | июль – август 2002 |
| 5 | Особняк А.Д. Шереметева (ул. Шпалерная, 18) | Определение геометрических параметров и съемка чердака методом лазерной тахеометрии | февраль – март 2001 |
3.3. Съёмка кровли, подвалов и вспомогательных помещений
| № | Объект | Виды работ | Период |
| 1 | Дом Векрута (г. Выборг, ул. Северный вал, 3) | Съемка кровли здания тахеометрическим способом | февраль 2005 |
| 2 | Никольский рынок (ул. Садовая, 62) | Дополнительная съемка подвалов | октябрь 2007 |
| 3 | Крюковы казармы | Комплексный обмер здания (включая подвалы) тахеометрией | сентябрь 2007 – январь 2008 |
3.4. Тахеометрия в составе комплексных обмеров фасадов
На многих объектах тахеометрия использовалась совместно с фототеодолитной съёмкой для привязки опорных точек и контроля отклонений:
• Арка Главного Штаба (2003) — фототеодолитная съёмка фасадов + определение геометрических параметров свода арки методом лазерной тахеометрии.
• Дворец Бобринских (2001) — фототеодолитная съёмка фасадов и ограды с элементами тахеометрии.
• Михайловская дача (2006–2007) — обмеры фасадов фотограмметрическим способом + обмеры помещений тахеометрическим способом.
С 2007 года компания начала активно внедрять трёхмерное лазерное сканирование, которое позволяет получать сплошное облако точек с плотностью до миллиона измерений в секунду, что даёт неоспоримые преимущества при обмерах сложных фасадов и интерьеров. Однако тахеометрическая съёмка не утратила своего значения и сегодня:
• Создание опорного геодезического обоснования для лазерного сканирования и фотограмметрии.
• Высокоточная привязка облаков точек к единой системе координат.
• Обмер небольших помещений, где развёртывание сканера нецелесообразно.
• Измерение отдельных деталей и конструкций с субмиллиметровой точностью.
• Контроль линейных и угловых размеров на строительной площадке.
Тахеометрическая съёмка стала важным инструментом в арсенале компании «НПП Фотограмметрия» с 2000 года, позволив выполнять высокоточные обмеры внутренних объёмов зданий, где классическая фотограмметрия была малоэффективна. Благодаря использованию электронных тахеометров, компания обеспечила миллиметровую точность при построении поэтажных планов, вертикальных разрезов и сложных лестничных клеток на десятках объектов культурного наследия — от Константиновского и Шуваловского дворцов до Никольского рынка и Пассажа.
В сочетании с фототеодолитной съёмкой фасадов тахеометрия позволяла выполнять полный комплекс обмеров здания: от кровли до подвала, от лицевого фасада до дворовых флигелей. Сегодня лазерное сканирование во многом вытеснило тахеометрию для сплошных обмеров, но для локальных точных измерений, привязки опорных сетей и обмеров небольших помещений тахеометрия продолжает использоваться в современных проектах.
Более 400 обмеренных объектов за 25 лет — лучшее подтверждение надёжности и профессионализма «Архитектурной Фотограмметрии». Если вашему проекту требуются точные обмеры помещений, фасадов или полный комплекс работ — обращайтесь к экспертам, владеющим всеми методами: от классической тахеометрии до передового лазерного сканирования.
#тахеометрическаясъёмка #тахеометрия #обмерыпомещений #обмерыфасадов #лазерныйтахеометр #поэтажныепланы #архитектурныеобмеры #нппфотограмметрия #архитектурнаяфотограмметрия #портфолио
Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.