วิธีวัดระดับทางอ้อม (Trigonometric Leveling) คืออะไร?

วิธีวัดระดับทางอ้อม (Trigonometric Leveling) คืออะไร?

การวัดระดับเป็นกระบวนการสำคัญในงานสำรวจและวิศวกรรมโยธา เพื่อหาค่าความสูงหรือความแตกต่างของระดับระหว่างจุดต่างๆ บนพื้นผิวโลก วิธีการวัดระดับสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ การวัดระดับโดยตรง (Geometric Leveling) ซึ่งใช้กล้องวัดระดับ (Level) และไม้สเกล และ การวัดระดับทางอ้อม (Trigonometric Leveling) ซึ่งใช้หลักการตรีโกณมิติในการคำนวณระดับความสูงจากค่ามุมดิ่งและระยะลาดชัน

บทความนี้จะอธิบายหลักการของ Trigonometric Leveling พร้อมทั้งวิธีการคำนวณและการประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ

หลักการของ Trigonometric Leveling

1. นิยามของ Trigonometric Leveling
การวัดระดับทางอ้อม (Trigonometric Leveling) เป็นเทคนิคการวัดระดับความสูงโดยใช้ มุมดิ่ง (Vertical Angle, α) และ ระยะลาดชัน (Slope Distance, S) ที่วัดได้จากเครื่องมือสำรวจ เช่น Total Station หรือ Theodolite วิธีนี้ช่วยให้สามารถกำหนดค่าระดับของจุดที่อยู่ห่างไกล หรืออยู่ในพื้นที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ง่าย

2. อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดระดับทางอ้อม
- Total Station หรือ Theodolite – ใช้สำหรับวัดมุมดิ่งและระยะทาง
- เป้าสะท้อนแสง (Prism) – ใช้เป็นจุดเป้าหมายที่ต้องการวัดระดับ
- เทปวัดระยะ หรือ EDM (Electronic Distance Measurement) – ใช้วัดระยะหาก Total Station ไม่มีฟังก์ชันวัดระยะ
- ขาตั้งกล้อง (Tripod) – ใช้สำหรับตั้งเครื่องมือให้มั่นคง
- ไม้สเกล หรือ ไม้วัดระดับ (Leveling Rod) – ใช้เป็นเครื่องหมายวัดระดับ

วิธีการวัดระดับทางอ้อม

1. ตั้งค่าเครื่องมือสำรวจ
นำ Total Station ไปติดตั้งที่ จุด A ซึ่งเป็นจุดที่ทราบค่าความสูง (HA)
ปรับระดับเครื่องมือให้อยู่ในแนวระนาบ โดยใช้ฟองน้ำระดับ (Bubble Level)
เล็งไปยัง จุด B ซึ่งเป็นจุดที่ต้องการวัดค่าความสูง

2. วัดค่าต่างๆ
วัดระยะลาดชัน (S): ระยะทางระหว่างเครื่องมือและเป้า
วัดมุมดิ่ง (α): มุมเงยหรือมุมก้มจากแนวระดับไปยังเป้าหมาย
บันทึกค่าความสูงของเครื่องมือ (HI) และความสูงของเป้า (HR)

3. คำนวณค่าความแตกต่างของระดับความสูง (ΔH)
ค่าความสูงของจุด B (HB) สามารถคำนวณได้จากสูตรทางตรีโกณมิติ

ข้อดีและข้อเสียของ Trigonometric Leveling

 ข้อดี
- สะดวกและรวดเร็ว – ใช้เครื่องมือ Total Station เพียงเครื่องเดียว
- ใช้ในพื้นที่ที่เข้าถึงยากได้ – เหมาะสำหรับภูเขา ตึกสูง และพื้นที่ลาดชัน
- สามารถวัดระยะทางไกลได้ – ใช้กับงานสำรวจที่มีระยะไกลมากกว่าวิธีวัดระดับแบบดั้งเดิม

 ข้อเสีย
- ความแม่นยำขึ้นอยู่กับระยะทาง – หากระยะทางไกล อาจมีความคลาดเคลื่อนเพิ่มขึ้น
- มีข้อผิดพลาดจากสภาพแวดล้อม – อุณหภูมิ ความชื้น และการหักเหของแสงสามารถส่งผลต่อค่าที่วัดได้
-ต้องการการตั้งค่าเครื่องมือที่ถูกต้อง – หากตั้งค่าเครื่องผิดพลาด ค่าที่คำนวณอาจผิดไปมาก

การประยุกต์ใช้ในงานสำรวจและวิศวกรรมโยธา

- งานก่อสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ – ใช้ในโครงการก่อสร้างตึกสูง สะพาน และโครงสร้างพื้นฐาน
- การสำรวจภูมิประเทศ (Topographic Survey) – ใช้ในการวัดระดับภูมิประเทศในพื้นที่กว้าง
- งานออกแบบถนนและทางหลวง – ใช้วัดระดับเพื่อการออกแบบถนน
- งานติดตั้งโครงสร้างพื้นฐาน – ใช้ในการติดตั้งท่อส่งน้ำ ไฟฟ้า และระบบระบายน้ำ

สรุป

Trigonometric Leveling เป็นวิธีวัดระดับที่รวดเร็วและสะดวก โดยใช้หลักการตรีโกณมิติในการคำนวณค่าความสูงจาก มุมดิ่งและระยะลาดชัน วิธีนี้เหมาะกับงานที่ต้องการความรวดเร็ว เช่น งานสำรวจพื้นที่ลาดชัน หรืองานที่ต้องการวัดระยะไกล

หากใช้อย่างถูกต้อง Trigonometric Leveling สามารถให้ค่าที่แม่นยำและทดแทนการวัดระดับแบบ Geometric Leveling ได้ในหลายสถานการณ์