19
Surveying and Application of GIS in Civil Technology Lecture 1 &2 By Engr. UMAR ZAHID

Lec 1&2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Lec 1&2

Surveying and Application of GIS in Civil Technology

Lecture 1 &2

By Engr. UMAR ZAHID

Page 2: Lec 1&2

What is GIS

A geographic information system or (GIS) is a system designed to capture, store,  manipulate,  analyse,  manage, and  present  all  types  of  spatial  or geographical data

Page 3: Lec 1&2

Topography map

In modern mapping, a topographic map is a type  of  map characterized  by  large-scale detail  and  quantitative  representation  of relief,  usually  using  contour  lines,  but historically  using  a  variety  of  methods. Traditional definitions require  a   topographic map to  show both natural  and man-made features.

Page 4: Lec 1&2

Mapping on GIS

Mapping  and  GIS  applications  allow  to  capture, store,  manipulate,  analyse,  manage,  and  present all  types  of  geographically  referenced  data.  GIS technology  combines  database,  mapping  and statistical  methods  to  integrate  geo  referenced data  into  visual  displays  where  the  relationships, patterns and trends in the data can be more easily identified.GIS technologies to be more generally used.

Page 5: Lec 1&2
Page 6: Lec 1&2

Curves:- Curves are  provided  whenever  a  road  changes  its direction from right  to  left  (vice  versa)  or  changes  its  alignment  from up  to down (vice versa). Curves  are a critical! element in the  pavement design. They are provided with a maximum speed limit that should lie  followed  very  strictly.  Following  the  speed  limit  becomes essential  as  the  exceed  in  speed may  lead  to  the  chances  of  the vehicle becoming out of control while negotiating a turn and thus increase  the odds of fatal accidents. Also,  it  is very necessary that appropriate  safety  measures be  adopted  at  all  horizontal  and vertical curves  to  make  the  infrastructure  road  user  friendly  and decrease the risks of hazardous circumstances. Types of CurvesThere are two types of curves provided primarily for the comfort and ease of the motorists in the road namely:Horizontal CurveVertical Curve

Page 7: Lec 1&2

Horizontal Curves

Horizontal curves are  provided to change the  direction  or  alignment  of  a road. Horizontal Curve are circular curves or circular  arcs.  The  sharpness  of  a  curve increases  as  the  radius  is  decrease  which makes  it  risky  and  dangerous.  The  main design criterion of a horizontal curve  is  the provision of an adequate safe stopping sight distance

Page 8: Lec 1&2

Types of Horizontal Curve:

Simple Curve:A simple arc provided in the road to impose a curve between the two straight lines.

Page 9: Lec 1&2

Compound Curve:Combination of two simple curves combined together to curve in the same direction.

Page 10: Lec 1&2

Reverse Curve:In civil engineering, a reverse curve (or "S" curve) is a section of the horizontal alignment of a highway or railroad route in which a curve to the left or right is followed immediately by a curve in the opposite direction.

Page 11: Lec 1&2

Transition or Spiral Curve:A curve that has a varying radius. Its provided with a simple curve and between the simple curves in a compound curve.While  turning  a  vehicle  is  exposed  to  two  forces.  The  first  force which attracts the vehicle towards the ground is gravity. The second is centripetal force, which is an external force required to keep the vehicle  on  a  curved  path.  At  any  velocity,  the  centripetal  force would be greater for a tighter turn (smaller radius) than a broader one  (larger  radius).  Thus,  the  vehicle  would  have  to make  a  very wide circle in order to negotiate a turnThis  issue  is  encountered  when  providing  horizontal  curves  by designing roads that are tilted at a slight angle thus providing ease and  comfort  to  the driver while  turning.  This  phenomenon  is defined as super elevation, which  is  the amount of  rise seen on a given  cross-section  of  a  turning  road,  it  is  otherwise  known  as slope.

Page 12: Lec 1&2
Page 13: Lec 1&2

Vertical CurvesVertical curves are provided to change the slope in the road and  may  or  may  not.  be  symmetrical.  They  are  parabolic and  not  circular  like  horizontal curves.  Identifying  the proper grade and the safe passing sight distance is the main design criterion of the vertical curve,  in crest vertical curve the length should be enough to provide safe stopping sight distance and in sag vertical curve the length is important as it  influences  the  factors  such  as  headlight  sight  distance, rider comfort and drainage requirements.Types of Vertical Curve:Sag Curve:Sag Curves are  those  which change the  alignment  of  the road from uphill to downhill.Crest Curve/Summit Curve:Crest Curves are  those  which change the  alignment  of  the road  from  downhill  to  uphill.  In  designing  crest vertical curves it  is  important  that  the  grades  be  not]  too high which makes it difficult for the motorists to travel upon it.

Page 14: Lec 1&2
Page 15: Lec 1&2

Discharge

Discharge  is  the  volume  of water moving  down  a  stream or  river  per  unit  of time,  commonly  expressed  in  cubic  feet  per  second  or  gallons  per  day.  In general,  river  discharge  is  computed  by  multiplying  the  area  of  water  in  a channel cross section by the average velocity of the water in that cross section:

Current MeterThe most  common method used  by  the USGS  for measuring  discharge  is  the mechanical  current-meter method.  In  this method,  the  stream  channel  cross section  is  divided  into numerous  vertical  subsections.  In  each  subsection,  the area is obtained by measuring the width and depth of the subsection, and the water  velocity  is  determined  using  a  current  meter  .  The  discharge  in  each subsection  is  computed  by multiplying  the  subsection  area  by  the measured velocity.  The  total  discharge  is  then  computed  by  summing  the  discharge  of each subsection.

Page 16: Lec 1&2

Numerous types of equipment and methods are used by USGS personnel to  make  current-meter  measurements  because  of  the  wide  range  of stream  conditions  throughout  the  United  States.  Subsection  width  is generally  measured  using  a  cable,  steel  tape,  or  similar  piece  of equipment.  Subsection  depth  is  measured  using  a  wading rod,  if conditions permit, or by suspending a  sounding weight  from a calibrated cable and reel system off a bridge or boat .

The  velocity  of  the  stream  flow  is measured  using  a  current meter.  The most  common  current  meter  used  by  the  USGS  is  the  Price  AA  current meter.  The  Price  AA  current  meter  has  a  wheel  of  six  metal  cups  that revolve  around  a  vertical  axis.  An  electronic  signal  is  transmitted  by  the meter  on  each  revolution  allowing  the  revolutions  to  be  counted  and timed. Because the rate at which the cups revolve is directly related to the velocity  of  the  water,  the  timed  revolutions  are  used  to  determine  the water velocity. The Price AA meter is designed to be attached to a wading rod for measuring  in shallow waters or to be mounted  just above a weight suspended from a cable and reel system for measuring in fast or deep water.

Page 17: Lec 1&2
Page 18: Lec 1&2

Question 1

A reservoir has the following areas by contours at various elevation. Determine the

Elevation (m)

200 220 240 260 280 300

Area of contours (km2)

150 175 210 270 320 400

Page 19: Lec 1&2

Solution  by cone method

Elevation interval(m)

Area(km2) Equation Volume in km2-m

200 150 20/3*(150+175+(150*175)^1/2) 3246.79

220 175

220 175 20/3*(175+210+(175*210)^1/2 3844.69

240 210

240 210 20/3*(210+270+(210*270)^1/2 4787.45

260 270

260 270 20/3*(270+320+(270*320)^1/2 5892.93

280 320

280 320 20/3*(320+400+(320*400)^1/2 7185.14

300 400

Total storage volume 24975