Last updated: 7 ก.ย. 2569 | 20 จำนวนผู้เข้าชม |
งานถ่ายระดับตามแนวยาว หรือ Profile Leveling เป็นงานที่คนทำบ่อยจนไม่ค่อยมีใครกลับไปดูหลักการ ผลคือหลายคนวางสถานีตามความสะดวกของพื้นที่มากกว่าตามเงื่อนไขที่ทำให้ค่าถูกต้อง บทความนี้อธิบายว่ากลไกของงานชนิดนี้ทำงานอย่างไร และเงื่อนไขไหนที่ห้ามละเลย
1. Profile Leveling ต่างจาก Differential Leveling อย่างไร
งานระดับต่างจุด (Differential Leveling) มีเป้าหมายเดียวคือถ่ายค่าระดับจากหมุดหลักฐานไปยังอีกจุดหนึ่งให้แม่นที่สุด จุดที่อยู่ระหว่างทางไม่สำคัญ ทุกสถานีจึงมีการอ่านเพียงสองค่าคือค่าหลังและค่าหน้า
งานระดับตามแนว (Profile Leveling) มีเป้าหมายต่างออกไป คือต้องการรูปตัดตามยาวของพื้นดินตลอดแนวท่อหรือแนวถนน จึงต้องอ่านค่าที่จุดกลางทางจำนวนมากเพิ่มเข้ามา ค่าเหล่านี้เรียกว่าค่าอ่านระหว่างทาง (Intermediate Sight) และมีคุณสมบัติสำคัญคือ ไม่ถูกใช้ในการถ่ายระดับต่อไปยังสถานีถัดไป
ผลที่ตามมาคือความคลาดของค่าอ่านระหว่างทางไม่สะสม แต่ก็ไม่มีอะไรมาตรวจจับมันด้วย ถ้าอ่านไม้ผิดหนึ่งจุด ค่าปิดวงยังปิดสวยเหมือนเดิม นี่คือเหตุผลว่าทำไมค่าปิดวงที่ดีจึงไม่ได้แปลว่าโปรไฟล์ถูกต้อง
2. สมการพื้นฐานและการเดินตาราง
หัวใจของการคำนวณคือระดับแนวเล็งของกล้อง ซึ่งได้จาก
ระดับแนวเล็ง = ค่าระดับของจุดที่รู้ค่า + ค่าอ่านหลัง
จากนั้นค่าระดับของทุกจุดที่ยิงจากสถานีนั้นคำนวณได้จาก
ค่าระดับ = ระดับแนวเล็ง − ค่าอ่านที่จุดนั้น
ตัวอย่างเช่น หมุดหลักฐานมีค่าระดับ 12.480 เมตร อ่านค่าหลังได้ 1.325 เมตร ระดับแนวเล็งจึงเป็น 13.805 เมตร เมื่อยิงจุดกลางทางได้ค่าอ่าน 2.140 เมตร จุดนั้นมีค่าระดับ 11.665 เมตร
การเดินตารางต้องแยกช่องค่าอ่านระหว่างทางออกจากช่องค่าอ่านหน้าให้ชัด เพราะช่องค่าอ่านหน้าจะถูกนำไปคำนวณระดับแนวเล็งของสถานีถัดไป ส่วนช่องระหว่างทางไม่ถูกนำไปใช้ต่อ การเขียนปนกันคือสาเหตุของความผิดพลาดในการคำนวณที่พบบ่อยที่สุดในงานชนิดนี้
การตรวจเลขคณิตทำได้ทันทีที่ปิดงาน โดยผลรวมของค่าอ่านหลังลบด้วยผลรวมของค่าอ่านหน้าต้องเท่ากับผลต่างระหว่างค่าระดับจุดสุดท้ายกับจุดเริ่มต้น ค่าอ่านระหว่างทางไม่เข้าสมการนี้
3. เงื่อนไขการวางสถานีที่กำจัดความคลาดเชิงระบบ
เงื่อนไขข้อเดียวที่มีน้ำหนักที่สุดคือระยะจากกล้องถึงไม้หลังต้องเท่ากับระยะถึงไม้หน้า เพราะเมื่อระยะสองข้างเท่ากัน ความคลาดของแนวเล็งที่ไม่ขนานกับแนวราบจะหักล้างกันหมดในการลบค่าอ่านสองค่า และความโค้งของผิวโลกกับการหักเหของบรรยากาศก็หักล้างกันไปด้วย
ในงานตามแนวยาว การรักษาระยะให้เท่ากันทำได้ยากกว่างานทั่วไป เพราะจุดที่ต้องเก็บถูกกำหนดโดยแนวท่อหรือแนวถนน ไม่ใช่โดยผู้วัด ทางออกคือแยกให้ชัดว่าไม้หลังกับไม้หน้าคือหมุดถ่ายระดับที่ผู้วัดเลือกตำแหน่งเองได้ ส่วนจุดตามแนวเป็นค่าอ่านระหว่างทางซึ่งไม่ต้องสมดุล เมื่อแยกบทบาทได้ ก็วางหมุดถ่ายระดับให้สมดุลได้เสมอ
ระยะสายตาที่แนะนำอยู่ในช่วง 30 ถึง 70 เมตร ระยะยาวกว่านี้ทำให้อ่านขีดไม้ยาก และในวันที่แดดจัดภาพจะสั่นจนอ่านค่าไม่นิ่ง กล้องระดับอัตโนมัติทั่วไปมีกำลังขยาย 20 ถึง 32 เท่า และค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานต่อการวัดไปกลับหนึ่งกิโลเมตรอยู่ในช่วง 0.7 ถึง 2.5 มิลลิเมตร แล้วแต่รุ่น ตัวชดเชยมีช่วงทำงานราว 8 ถึง 15 ลิปดา ซึ่งหมายความว่าถ้าปรับระดับหยาบเกินช่วงนี้ ตัวชดเชยจะทำงานไม่ได้และค่าที่อ่านจะผิดโดยไม่มีสัญญาณเตือน
ข้อควรระวัง: อย่าตั้งกล้องบนพื้นถมใหม่หรือบนแผ่นเหล็กปิดหลุม ขาตั้งจะจมช้า ๆ ระหว่างที่อ่านค่า ทำให้ระดับแนวเล็งเปลี่ยนไปกลางสถานีโดยที่ไม่มีใครสังเกต
4. เกณฑ์ความคลาดและการปิดวง
งานตามแนวยาวต้องเดินกลับหรือผูกจบที่หมุดหลักฐานอีกตัวเสมอ เกณฑ์ที่ใช้กันในระดับสากลกำหนดค่าปิดวงที่ยอมรับได้ในรูป
C = k√K
โดย C คือค่าปิดวงเป็นมิลลิเมตร K คือระยะทางรวมเป็นกิโลเมตร และ k คือค่าคงที่ตามชั้นงาน ตามข้อกำหนดของ FGCS งานชั้นที่สามใช้ k เท่ากับ 12 งานชั้นที่สองประเภทสองใช้ 8 และงานชั้นที่หนึ่งประเภทหนึ่งใช้ 3
แทนค่าให้เห็นภาพ งานวางท่อระบายน้ำในโครงการจัดสรรที่เดินไปกลับรวม 1.6 กิโลเมตร ถ้าใช้เกณฑ์ชั้นที่สาม ค่าปิดวงต้องไม่เกิน 12 คูณรากที่สองของ 1.6 ซึ่งเท่ากับราว 15 มิลลิเมตร ถ้าเกินกว่านี้ต้องหาสาเหตุ ไม่ใช่เกลี่ยค่าแล้วเดินหน้าต่อ
ส่วนค่าอ่านระหว่างทางที่ไม่มีการตรวจในตัวเอง วิธีป้องกันที่ได้ผลคือยิงจุดสำคัญซ้ำจากสถานีถัดไปที่มองเห็นจุดเดิม แล้วเทียบค่าสองชุด จุดสำคัญในที่นี้หมายถึงจุดที่ตัวเลขจะถูกนำไปตัดสินใจ เช่น ตำแหน่งบ่อพัก จุดตัดถนน และจุดเปลี่ยนความชัน
5. การนำค่าไปใช้และการคำนวณความชัน
เมื่อได้ค่าระดับตลอดแนว ขั้นถัดไปคือเขียนรูปตัดตามยาวโดยใช้มาตราส่วนแนวดิ่งใหญ่กว่าแนวราบราวสิบเท่า เพื่อให้เห็นความต่างของระดับที่จริง ๆ แล้วเล็กมากเมื่อเทียบกับความยาว
ความชันที่ต้องการคำนวณจากผลต่างระดับหารด้วยระยะราบ งานท่อระบายน้ำในโครงการมักใช้ความชันในช่วง 1 ต่อ 200 ถึง 1 ต่อ 500 ขึ้นกับขนาดท่อและข้อกำหนดของหน่วยงานท้องถิ่น เมื่อได้ความชันแล้ว ค่าระดับที่ต้องการ ณ ระยะใด ๆ คือค่าระดับจุดเริ่มต้นลบด้วยผลคูณของความชันกับระยะ และค่าที่ต้องขุดหรือถมคือผลต่างระหว่างระดับดินเดิมกับระดับที่ต้องการ
จุดที่ควรระวังคือความชันระดับ 1 ต่อ 500 หมายถึงระดับเปลี่ยนเพียง 2 มิลลิเมตรต่อระยะหนึ่งเมตร ซึ่งเล็กกว่าความคลาดของงานระดับที่หละหลวมเสียอีก งานท่อจึงเป็นงานที่ต้องการความละเอียดสูงกว่าที่คนส่วนใหญ่ประเมินไว้
