งานสำรวจฯ 'วงรอบ 2D' ตอนที่ 1...อดีต สอนปัจจุบัน

งานสำรวจฯ 'วงรอบ 2D' ตอนที่ 1...อดีต สอนปัจจุบัน

บทความอ้างอิง: 

>> งานสำรวจฯ 'วงรอบ 2D' ตอนที่ 2...สิ่งเล็กๆ? ที่เรียกว่า ''Error''

>> งานสำรวจฯ 'วงรอบ 2D' ตอนที่ 3...ตอบโจทย์

>> งานสำรวจฯ 'วงรอบ 2D' ตอนที่ 4...ตัวอย่าง งานสำรวจฯวงรอบที่คลาดเคลื่อน 'พิมพ์นิยม'

>> Civil 3D: การปรับแก้งานสำรวจวงรอบ ด้วยชุดคำสั่ง Map Check

>> AutoCAD Land Desktop: การปรับแก้งานสำรวจฯ 'วงรอบ 2D' (เขียน Batch File ด้วยตนเอง)

>> นอกจากงานหลักในหน้าที่ คือการเป็นนักสำรวจฯแล้ว ผู้เขียนยังมีหน้าที่ (งานออฟฟิศ) ในการเป็นผู้ตรวจสอบ วิเคราะห์ (Analysis) งานสำรวจฯ ทั้งที่เป็นแบบร่าง หรือข้อมูลสำรวจต่างๆ ที่ถูกส่งมาจากผู้ว่าจ้าง, Main Contractor หรือจาก บ.คอนซัลท์ ทั้งในประเทศ และจากประเทศเพื่อนบ้าน (ลาว,กัมพูชา, พม่า ฯลฯ)  อาทิ งานสำรวจเขื่อน งานสำรวจชลประทาน งานสำรวจเหมืองแร่ งานสำรวจโทโปฯ งานสำรวจแนวสายไฟฟ้าแรงสูง งานสำรวจถนน และอื่นๆ

นานนับ 10 ปี จนถึงปัจจุบันกับงานตรวจสอบ และวิเคราะห์ดังกล่าว ผู้เขียนได้ผ่านพบเห็นอะไร ต่อมิอะไรมากมาย ทั้งงานสำรวจฯที่ถูกต้อง งานสำรวจที่ผิดพลาดคลาดเคลื่อนขนาดใหญ่ หรือแม้แต่การ 'Make' ข้อมูลสำรวจฯ (แบบ 'ไม่เนียน' เอาเสียเลย) ก็ยังถูกส่งมาให้ตรวจสอบ (*_* '' )

จากประสบการณ์ที่ยาวนานพอสมควร ในงานตรวจสอบวิเคราะห์ข้อมูลงานสำรวจข้างต้นฯ ผู้เขียนพบว่า 'งานสำรวจวงรอบ' เป็นงานที่ถูกตรวจพบว่า 'คลาดเคลื่อน' และมีปัญหา มากที่สุด...และนั่น คือที่มาของบทความในชุด 'มหากาพย์ งานสำรวจฯวงรอบ' ชุดนี้ครับ

งานสำรวจ 'วงรอบ 2D' ตอนที่ 1...อดีต สอนปัจจุบัน

หมายเหตุ: บทความงานสำรวจฯวงรอบ ทางด้านล่าง ถูกเขียนขึ้นตามความรู้ ความเข้าใจส่วนตัว (แบบใต้ดิน) ซึ่งได้สรุปเนื้อหาให้มีความกระทัดรัด โดยบทความนี้ 'มุ่งเน้น' อธิบายแนวคิดพื้นฐาน หลักและวิธีการในการดำเนินการสำรวจวงรอบจากยุคอดีต จนถึงปัจจุบัน...ซึ่งผู้เขียนต้องขออนุญาติ 'ข้ามผ่าน' หรือ 'ละไว้ในฐานที่เข้าใจ' การลงลึกในรายละเอียดการคำนวณ และการใช้งานสูตรฯต่างๆ อันเป็นความรู้ขั้นพื้นฐานที่ถูกบรรจุเป็นหลักสูตรเอาไว้แล้วในวิชาการสำรวจรังวัด ที่นักเรียน-นักศึกษา สายงานสำรวจฯ ต้องศึกษาเรียนรู้ และเข้าใจในหลักการฯเป็นอย่างดี ก่อนที่จะออกไปประกอบอาชีพเป็นช่างสำรวจฯ หรือสาขาที่เกี่ยวข้อง ต่อไป

ย้อนอดีต

 

หลังการ'หมดยุค'ของกล้องสำรวจ Transit และถูกแทนที่ด้วยกล้องสำรวจธีโอโดไลท์ ในยุคต่อมา โดยเฉพาะในกล้องสำรวจตระกูล WILD (Heerbrugg) T-Series ซึ่งมีรุ่น T0 (var) , T1, T1-A, T2, T3, T16 เป็นตัวชูโรง และเป็นที่นิยมมากในบ้านเราเมื่อ 30-40 ปีที่แล้ว รวมถึงการถูกใช้เป็นเครื่องมือในการสอนวิชาสำรวจฯในวิทยาลัย และมหาวิทยาลัย...ซึ่งผู้เขียนเอง ก็ไม่พลาดที่จะได้เรียนรู้ ประเดิมด้วยรุ่นในพิพิธภัณฑ์ อย่าง Wild T16 เป็นปฐมบท (ความละเอียดในระดับ minute หรือ ลิปดา O_o)

Theodolite Wild T16 (ทางซ้าย) และ Wild T2 

   

(ตัว Wild T2  สุดยอดความละเอียดทางมุม 0.5"...กล้องโททอลฯ ยังชิดซ้าย)

กล้องสำรวจธีโอโดไลท์ในซีรี่ดังกล่าว ยังถูกแบ่งไปตามประเภทการอ่านค่ามุมออกเป็น 2 ชนิด คือ

1. กล้องฯประเภทอ่านค่ามุมทบ (Repeating Theodolite): คือการอ่านค่าจานองศาราบ โดยตั้งค่าจานองศาเท่ากับ 0° 0' 00'' เมื่อส่องด้วยกล้องหน้าซ้ายไปที่เป้าหลัง จากนั้นทำการส่องไปที่เป้าหน้า อ่านค่ามุมที่จานองศา (เรียกว่าทบที่ 1)

ทำการล๊อคจานองศา แล้วหมุนกล้องฯ (ตามเข็มนาฬิกา) ไปยังเป้าหลัง แล้วปลดล๊อคจานองศาราบ เมื่อส่องไปยังเป้าหน้า อ่านค่ามุมที่จานองศาราบ (เรียกว่าทบที่ 2) ซึ่งจะต้องเป็น 2 เท่า ของค่ามุมที่อ่านได้จากทบที่ 1 ทำการอ่านมุมทบซ้ำอย่างน้อย 4 ทบ...ดังตัวอย่าง;

(ทบที่ 1) อ่านค่ามุมได้ 23° 19'

(ทบที่ 2) อ่านค่ามุมได้ 46° 40'

(ทบที่ 3) อ่านค่ามุมได้ 69° 59'

(ทบที่ 4) อ่านค่ามุมได้ 93° 23'

(ทบที่ 5) อ่านค่ามุมได้ 116° 44'

(ทบที่ 6) อ่านค่ามุมได้ 140° 02'

ค่าเฉลี่ยของมุม ทั้ง 6 ทบ คือ 23° 20'

1. กล้องฯประเภทอ่านค่ามุมจากทั้ง 2 หน้า (Direction Theodolite): คือการอ่านค่ามุมจานองศาราบ จากกล้องทั้งหน้าซ้าย และหน้าขวา โดยการเริ่มต้นที่กล้องหน้าซ้าย ส่องไปยังเป้าหลัง ล๊อคจานองศาให้อยู่ในตำแหน่งค่ามุมองศาหลัก อาทิ 0° 0' 00" จากนั้นส่องไปยังเป้าหน้า อ่านค่ามุม

เปลี่ยนเป็นกล้องหน้าขวา ส่องไปที่เป้าหน้า และหมุนกล้องส่องไปยังเป้าหลัง อ่านค่ามุม เสร็จจากขั้นตอนนี้เรียกว่า "การอ่านค่ามุม 1 ชุด" (ให้ทำการวัดค่ามุมซ้ำอีก อย่างน้อย 2 ชุด (ชั้นที่ 3)  โดยการเปลี่ยน/ล๊อคจานองศาราบ ในการอ่านด้วยกล้องหน้าซ้ายขั้นตอนแรก เป็น 45° 90° 135° ตามลำดับ)...ดังตัวอย่าง; การวัดค่ามุมชุดที่ 1 เริ่มจากตั้งค่าจานองศาเป็น 0° 0' 00"

- กล้องหน้าซ้าย อ่านไปยังเป้าหลัง (A) ตั้งค่าจานองศาราบเป็น 0°

- หมุนกล้อง (ตามเข็มนาฬิกา) ส่องไปยังเป้าหน้า (B) อ่านค่ามุมได้ 139° 58' 11" 

(ค่ามุมที่อ่านได้จากกล้องหน้าซ้ายคือ 139° 58' 11")

- เปลี่ยนกล้องเป็นหน้าขวา ส่องไปยังเป้าหน้า (B) อ่านค่ามุมได้ 319° 58' 11"

- หมุนกล้อง (ทวนเข็มนาฬิกา) ส่องไปยังเป้าหน้า (B) อ่านค่ามุมได้ 179° 59' 57"

(ค่ามุมที่อ่านได้จากกล้องหน้าซ้ายคือ 139° 58' 14")

ดังนั้น ค่ามุมเฉลี่ยจากการวัดค่ามุมชุดที่ 1 เท่ากับ 139° 58' 12"

* ในยุค Wild T-Series เฟื่องฟูดังกล่าว ถึงแม้จะมีกล้องสำรวจธีโอโดไลท์ ที่มีความละเอียดทางมุมอยู่ในเกณฑ์ที่ดีเยี่ยม แต่ก็ยังติดปัญหาอยู่ที่ 'การวัดระยะทาง' ซึ่งต้องกระทำโดยการลากเทปเหล็ก เทปผ้า ฯลฯ เท่านั้น และนั่นคือความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้น เมื่อนำระยะทางที่วัดได้ไปคำนวณร่วมกับค่ามุมที่อ่านได้จากกล้องสำรวจฯ (ระยะทางยิ่ง 'มาก' ความคลาดเคลื่อนจากการวัดฯ ก็จะเพิ่มขึ้นเป็นเงาตามตัว)

>> หลักการพื้นฐานในการรังวัดค่ามุม หรือการหาความสัมพันธ์เชิงมุมระหว่างแขนของมุมทั้ง 2 ด้าน ข้างต้น เป็นหลักทฤษฎีที่ถูกคิดค้นมาตั้งแต่ยุคกรีกโบราณ และหลักทฤษฎีการคำนวณดังกล่าวยังคงถูกใช้ต่อเนื่องมาจนถึง 'ปัจจุบัน' ผ่านการเวลาหลายร้อยปี...ถึงแม้ว่าเครื่องมือสำรวจฯได้ถูกพัฒนาไปตามยุค ตามสมัย มีความถูกต้อง แม่นยำมากขึ้น...แต่สิ่งที่ไม่เคยเปลี่ยนแปลง และยังคงดำรงอยู่่เช่นนั้นนับจากอดีต จนถึงปัจจุบัน...นั่นคือ "สูตรฯทางเรขาคณิต" สูตรฯเมื่อยุคร้อยปีก่อนเป็นเช่นไร...วันนี้ ก็ยังคงเป็นเช่นนั้น...หาได้เปลี่ยนไปไม่

งานสำรวจวงรอบ ปฐมบท

เส้น Base line AB เส้นหนึ่งที่ทราบค่าภาคของทิศ+ระยะทาง และเมื่อทราบค่ามุมระหว่างเส้น AB ไป AC จะทำให้สามารถคำนวณหาค่ามุม ระยะทาง ภาคของทิศของด้านที่เหลือได้ ตามกฏของเรขาคณิต 

เมื่อพื้นที่สำรวจมีขนาดใหญ่ เกินกว่าที่หมุดควบคุมทางราบที่มีอยู่เพียง 2 หมุด (AB) จะทำการสำรวจรังวัดไปได้ทั่วถึง...จึงจำเป็นที่จะต้องสร้าง หรือขยายหมุดควบคุมทางราบเพิ่มเติม เพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่สำรวจทั้งหมด

การขยายหมุดควบคุมทางราบ ต้องอาศัยหลักการคำนวณทางเรขาคณิตช่วยในการตรวจสอบความถูกต้องของค่ามุม เมื่อทำการรังวัดค่ามุมแบบต่อเนื่องกันไป และเส้นรังวัดเข้าบรรจบตัวเอง  (Loop Misclosure) หรือบรรจบกับหมุดควบคุมฯที่ทราบค่า (Known Azimuth)

ความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นจะถูกนำไปเปรียบเทียบกับงานวงรอบ 'ในอุดมคติ' นั่นคือ การรังวัดค่ามุมบรรจบ มีค่า Error = 0.000 ซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในความเป็นจริง ฉะนั้น 'ค่าความคลาดเคลื่อนต่าง' ที่เกิดขึ้น จะถูกนำมาปรับแก้ด้วยกฏการคำนวณงานวงรอบ ซึ่งหลังจากการคำนวณปรับแก้แล้ว ค่าความถูกต้องที่เกิดขึ้น สามารถนำไปเปรียบเทียบในระบบงานมาตรฐานการสำรวจวงรอบ ว่าอยู่ในเกณฑ์ความถูกต้องในลำดับใด หรือต้องทำการสำรวจฯวงรอบซ้ำอีกครั้ง

* การคำนวณงานวงรอบ เมื่อต้องอ้างอิงเข้ากับระบบพิกัดฉาก (Rectangle Polar) ในแนวระนาบคาร์ทีเชียน (Plane Grid) คือการยึดโยงค่าพิกัดจากหมุดควบคุม (หมุดแรกออก) ที่ทราบค่า แล้วทำการคำนวณถ่ายทอดค่าพิกัดไปยังหมุดควบคุมถัดไป โดยอาศัยค่ามุม และระยะทาง

ตัวอย่าง การตรวจสอบผลรวม 'มุมภายใน' ของวงรอบ

กฏการคำนวณงานวงรอบ

>> ผู้เขียน ในยุคสมัยที่ยังเป็นลูกศิษย์ขั้นฝึกหัด ครูฝึกท่านถ่ายทอดวิทยายุทธการคำนวณปรับแก้งานวงรอบ (แบบเขียนตารางปรับแก้ฯ) ให้ 2 วิธี ได้แก่วิธี Compass Rule และ Transit Rule พร้อมบอกถึงการใช้เคล็ดวิชาว่า ถ้าต้องการคำนวณปรับแก้โดยเน้นการกระจายความคลาดเคลื่อนทางมุม และระยะทาง (ทั้ง 2 อย่าง) ไปทั่วทุกหมุดฯ ในวงรอบ...จงใช้การปรับแก้งานวงรอบด้วยวิธี Compass Rule

และถ้ามุ่งเน้น ให้ความสำคัญในการปรับแก้ความคลาดเคลื่อนทางมุม 'มากกว่า' การปรับแก้ระยะทาง...จงใช้การปรับแก้งานวงรอบด้วยวิธี Transit Rule

เมื่อลูกศิษย์ก้าวออกมาสู่ยุทธภพ...โอวว ยุทธจักรอันกว้างใหญ่นี้ ยังมีสุดยอดเคล็ดวิชาการปรับแก้งานคำนวณวงรอบขั้นล้ำลึก ซับซ้อน ที่อาจารย์ท่านไม่ได้สอนสั่ง

- Crandall Rule

- Least Squares

- Bowditch rule

* ผู้เขียนนิยมคำนวณวงรอบด้วยวิธี Compass Rule

หลักเกณฑ์การตรวจสอบความถูกต้องของ งานวงรอบ (เข้าบรรจบ)

ค่าอะซิมัท ที่หมุดฯ	+/- 1.5"	+/- 3.0"	+/- 5.0"
อะซิมัทที่อ่านได้ กับที่คำนวณได้	+/- 1.0"	+/- 3.0"	+/- 5.0"

มาตรฐานค่าความคลาดเคลื่อนของระยะบรรจบ (Misclosure) หลังจากการปรับแก้ค่าอะซิมัทแล้ว

• งานชั้นที่ 1     0.04√K หรือ 1:100,000
• งานชันที่ 2 

                   Class 1  0.08√K หรือ 1:50,000
                   Class 2  0.20√K หรือ 1:20,000

• งานชันที่ 3 

                   Class 1  0.40√K หรือ 1:10,000
                   Class 2  0.80√K หรือ 1:5,000

>> จากที่ได้ลำดับความ วิธีการสำรวจฯ และการคำนวณปรับแก้งานวงรอบข้างต้น...ผู้เขียนต้องการที่จะ ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการ 'ขยาย' หมุดควบคุมทางราบต่อเนื่องออกไป ซึ่งจะต้องอาศัยการสำรวจรังวัด และการคำนวณที่ถูกต้อง เพื่อให้ได้มาซึ่งค่าประจำหมุดฯที่มีความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุด และอยู่ในเกณฑ์ความถูกต้อง...อีกทั้งยังสามารถทำการตรวจสอบอ้างอิงกับหมุดควบคุมฯ อื่นๆได้

และถึงแม้ว่าในยุคสมัยข้างต้น ที่ผู้เขียนขอเรียกว่าเป็นยุค 'Manual' ที่ต้องทำการส่องเล็งอ่านด้วยสายตาตนเอง การจดบันทึกด้วยมือ การเดินเท้าลากสายเทปวัดระยะทาง ฯลฯ...ถึงกระนั้น งานสำรวจวงรอบ ที่เกิดจากระบบ 'Manual' ดังกล่าว ก็ยังสามารถจัดเข้าลำดับมาตรฐานงานสำรวจฯวงรอบได้

* ผู้เขียน เป็นพวกกลุ่มอนุรักษ์นิยม ที่แม้ว่าจะมีกล้องฯ Total station เอาไว้ใช้งานแทนกล้องฯ Theodolite...แต่...คราวใดที่ต้องการขยายหมุดควบคุมฯออกไป และเข้าบรรจบหมุดฯเป็นวงรอบ ผู้เขียนจะนำเอากล้องฯโททอล สเตชั่น มาอ่านค่ามุม 'เป็นชุดๆ' และคำนวณปรับแก้วงรอบ ตามหลักการข้างต้นเสมอ (ค่ามุมอะซิมัทของเส้นรังวัดจะ 'นิ่ง' มากกว่าการขยายหมุดควบคุมฯด้วยการรังวัดดาวเทียมด้วย GPS)

* ในบางไซต์งานที่ต้องการความละเอียดสูงทางมุม ผู้เขียนมักจะนำกล้องธีโอโดไลท์ Wild T2 ซึ่งมีความละเอียดทางมุม 0.5" ไปอ่านค่ามุม  แทนการใช้กล้องโททอล สเตชั่น มีความละเอียดทางมุม 5.0"

    

* สำหรับท่าน ที่ยังคงใช้งานกล้อง 'ธีโอโดไลท์' ทั้งที่เป็นแบบ Manual รุ่นเก่า อาทิ ตระกูล Wild  T-Series ข้างต้น หรือจะเป็นรุ่นดิจิตอลในยุคปัจจุบัน...ผู้เขียน 'ขอคารวะ' ท่านด้วยใจครับ เพราะ...การที่จะใช้กล้องฯในกลุ่มนี้ได้อย่างถูกต้องสมบูรณ์...ท่านจะต้องเข้าใจหลักและวิธีการ รวมถึงมีพื้นฐานความรู้ 'การคำนวณ' เป็นอย่างดี ซึ่งนับวันท่านเหล่านี้ จะหาได้น้อยลงในบ้านเรา...

ซึ่งต่างจากผู้ใช้งานกล้องโททอล สเตชั่นในยุคนี้ ที่ชนบางกลุ่ม 'กดปุ่ม' เป็นอย่างเดียว หรือมีศัพท์สแลงของฝรั่งที่เรียกคนกลุ่มนี้ว่า "Button Man" 

นิยาม: Button Man หมายถึง ช่างสำรวจรังวัดที่เก่งเรื่องงานสำรวจฯ ในหน้างานสนาม สามารถใช้เครื่องไม้ เครื่องมือสำรวจได้คล่องแคล่ว ดูแล้วมีความชำนาญในวิชาชีพ เป็นอย่างดี...แต่...เมื่อให้อธิบาย หรือบอกเล่าถึงวิธีการ หลักการ ที่ไป-ที่มาของงานสำรวจฯที่ตนเองกำลังดำเนินอยู่...ปรากฏว่า 'ดับสนิท' ไม่รู้เรื่องอะไรเลย อธิบายอะไรไม่ได้ ซึ่งคำศัพท์ดังกล่าว แปลเป็นภาษาของชาวสารขันธ์ได้ประมาณว่า 'คนที่ กดปุ่มเป็นอย่างเดียว'

ยุคนี้ ที่ดีกว่าเดิม?

>> ในยุคปัจจุบัน ที่มีความเจริญก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีงานสำรวจฯสมัยใหม่ ที่มีทั้ง Laser, Infrared, GPRS, GPS, WiFi, Bluetooth ฯลฯ ถูกติดตั้งในอุปกรณ์สำรวจฯมาให้พร้อมสรรพ ซึ่งทำให้เครื่องมือสำรวจฯมีความถูกต้อง แม่นยำสูง และยังสามารถทำงานได้ในระบบอัติโนมัติในการส่องเล็ง ตลอดจนบันทึกข้อมูลสำรวจ ให้เสร็จสรรพ

จากกล้องฯ Theodolite + เทปวัดระยะทาง เปลี่ยนมาเป็นกล้องฯ Total station ที่สามารถรังวัดค่ามุม และระยะทางได้ในคราวเดียว อีกทั้งการวัดระยะทางด้วย EDM ในกล้องโททอล สเตชั่น จะให้ผลลัพธิ์ที่ 'ดีกว่ามาก' เมื่อเปรียบเทียบกับการวัดระยะทางด้วยการลากเทปวัดระยะ...แต่...ท่านทราบหรือไม่ว่า เมื่อต้องทำการสำรวจรังวัดวงรอบ...หลักและวิธีการเมื่อร้อยปีที่แล้วเป็นเช่นไร...การใช้งานกล้องฯ Total station รุ่นไฮเทคที่สุด ณ ปี พ.ศ. นี้ ก็ยังคงอาศัยหลัก และวิธีการเหล่านั้นเช่นเดียวกัน ในการทำการสำรวจฯ และคำนวณวงรอบ

คำถามมีอยู่ว่า: การมีเครื่องมือสำรวจฯในยุคปัจจุบัน ที่มีความถูกต้องแม่นยำสูง เอาไว้ใช้งาน...แต่ด้วยเหตุผลกลใด ทำไมผลงาน หรือข้อมูลสำรวจฯที่ได้มา กลับมี 'ความคลาดเคลื่อนมากกว่า' การใช้เครื่องมือสำรวจ 'ยุคโบราณ' เสียอีก โดยเฉพาะงานสำรวจฯวงรอบ...มันเกิดอะไรขึ้น? คน? เครื่องมือ? ดินฟ้าอากาศ? เกิดอาเพศ อาถรรพ์?

ุกลุ่มงานที่เกี่ยวเนื่องและทีมงานให้คำปรึกษา งานโยธา ดังนี้

ARJSTUDIO.com

www.arjstudio.com

Civil And Structural Engineers Co.,Ltd

www.casethai.com/

Athena Siam Limited

www.athenasiamltd.com/

หลักการวิเคราะห์ปัจจัยการเลือกซื้อบ้านจัดสรร

drsamaihemman.blogspot.com/

Read more: http://geomatics-tech.blogspot.com/2013/05/2d-1.html#ixzz3RkUQTRa7