Нівелювання поверхні як вид топографічної зйомки передбачено інструкцією СН 212-73, воно проводиться на відкритій місцевості зі слабо вираженим рельєфом для складання великомасштабних планів.
Назва зйомки умовне, бо, наприклад, при тахеометрической зйомці також проводиться нівелювання поверхні, але виконується воно на місцевості з добре вираженими формами рельєфу. Цей вид робіт знаходить широке застосування при будівництві населених пунктів, промислових будівель, рисових чеків, аеродромів та ін.
Польові роботи складаються в побудові на місцевості мережі точок і у виробництві кутових, лінійних і висотних вимірювань для визначення їх координат.
Попутно з побудовою мережі точок проводиться зйомка контурів місцевості.
Залежно від методу побудови мережі точок розрізняють нівелювання по паралельних лініях (по магістралях), способом полігонів і по квадратах.
Нівелювання поверхні по паралельних лініях виконується як на відкритій, так і на закритій місцевості зі слабо вираженим рельєфом.
Опорою для зйомки є магістраль АВ, прокладається по (80) середині ділянки зйомки (рис. 80а) або по межі його (ріс.80б).
Перпендикулярно (іноді під кутом до магістралей) розбивають поперечники (№ 1, 2, 3, 4). Відстань між діаметрами залежать від характеру рельєфу місцевості і масштабу плану. По магістралях і по поперечникам через рівні проміжки закріплюють точки - розбивають пікетаж.
Одночасно з розбивкою пікетажу ведуть зйомку ситуації (ріс.83). За магістралях прокладають теодолітний хід, а по пікетажу виробляють геометричне нівелювання. Результати зйомки ситуації заносять в абрис, результати нівелювання - в нівелірний журнал.
Спосіб полігонів застосовують на місцевості з добре вираженим рельєфом. Опорою зйомки є зімкнуті між собою магістралі, що прокладаються, як правило, по вододілах і тальвегах. Поперечно магістралях розбивають поперечники (ріс.80). По магістралях і по поперечникам розбивають пікетаж; попутно ведеться зйомка ситуації (ріс.85).
Нівелювання поверхні по квадратах найчастіше застосовується в будівництві, при вертикальному плануванні, і в сільському господарстві, при створенні рисових чеків.
Спосіб квадратів (ріс.82) проводиться у відкритій місцевості з невеликими ухилами. Будують мережу квадратів зі сторонами від 20 до 100 м в залежності від того для яких цілей (меліоративних, будівельних і ін.) Виконується ця робота. Розбивку сітки квадратів здійснюють за допомогою теодоліта і землемірної стрічки. Точки (вершини квадратів) закріплюються кілочками і позначаються (умовно) уздовж прийнятого напрямку (ріс.83) цифрами, а в перпендикулярному до нього напрямку-літерами.
Вершини квадратів зі стороною 100 м нівелюють зі станцій всередині кожного квадрата; записи відліків по рейках виробляють на схемі (подібної рис 82).
На місцевості на кілочках вказується їх номер, наприклад 1а, 2в і т. Д. Щоб при нівелюванні виключити помилки, де записати відлік. Рейка ставиться на землю близько кілочка. Ця схема служить польовим документом нівелювання.
Нівелювання проводиться зазвичай із застосуванням двох рейок (а краще чотирьох). На станції I один реєчник ставить рейку в т. А1, а інший в т. 1в. Після того, як будуть зроблені відліки по чорній стороні рейок (m, n) і записані на схемі, реєчник переходять в точки 2а і 2б і по рейках так само робляться відліки. Переносять нівелір в середину другого квадрата (II), знову беруть відліки по рейках в точках 2а і 2в, 3а та 3в і так далі по всіх квадратах (ріс.82).
Контроль нівелювання на станції складається в підсумовуванні навхрест лежачих відліків по рейках, зроблених на сполучних точках 2а і 2в (рис 82), тобто
що випливає з:
Розбіжність в (120) допускається не більше 5 мм.
Для подальшого визначення висот вершин квадратів в єдиній системі висот, одну з вершин великого квадрата (1а) прив'язують до реперу і визначають таким чином її висоту (H1a)
Після закінчення нівелювання обчислюють спочатку перевищення по периметру великого квадрата (зовнішній полігон), як:
h1 = m-m1 h1 = m2-m3 h3 =.
Сума всіх таких (16-ти) перевищень (ріс.82) повинна бути дорівнює нулю тобто
Потім обчислюють суму (12) перевищень (ріс.82) по внутрішньому полігону (2в, 5в, 5е, 2е), яка повинна бути також дорівнює нулю тобто:
Зрівнюють перевищення і обчислюють позначки вершин квадратів по полігонах і на всі боки XVII-XIX квадратів (ріс.82).
Потім складають план ділянки, на який виписують позначки, округлені до сантиметрів, близько відповідних вершин квадратів, і проводять горизонталі.
У разі, якщо ділянка під зйомку невеликий (100X100м) на місцевості розбивають сітку квадратів зі стороною 20X20м. Закріплені кілочками вершини нівелюються, як правило, з одного або двох установок нівеліра (ріс.83) наступним чином. Встановлюють нівелір в т.I, так щоб при горизонтальному промені візування було видно все кілочки по лініях а, в і т.д. потім проводять точне приведення осі візування в горизонтальне положення і починають нівелювання вершин квадратів.
Реєчник розташовується в точці 1а, беруть відлік по чорній стороні рейки (1318) і записують його на схемі, потім реєчник переходить в точку 2а, знову беруть відлік по рейці, записують його і так далі, наприклад до точки 5а (2728). Реєчник переходить на другу лінію (в) і так далі нівелюються всі вершини квадратів, які будуть видні (при горизонтальному промені візування) зі станції I. Припустимо, що були пронівеліровани точки по лінії "С" до "2С" (відлік 0478), а вершину "1С" не було видно (промінь візування "б'є в землю"). Тоді нівелір переносять в інше місце (станція II), так щоб з нової станції при горизонтальному промені візування була видна єднальна точка (2С), беруть відлік по рейці (2555) в цій точці і записують його на схемі (ріс.83). Далі нівелюються інші вершини квадратів, видимі зі станції II.
При необхідності нівелір встановлюється на III-їй станції, якщо залишилися незаснятимі будь-які вершини квадратів і роботу роблять так само як починали на станції II.
Для обчислення відміток вершин квадратів в єдиній системі висот виробляють прив'язку однією з вершин до реперу (ріс.84).
Встановлюють нівелір між репером і точкою прив'язки (3а). Призводять вісь візування в горизонтальне положення, встановлюють рейки в точках (Rp10, 3а), беруть відліки по центральній нитки (коли бульбашка циліндричного рівня на середині, в "контакті"): відлік по задній рейці (по чорній стороні) - ач; відлік по передній рейці - вч. Для контролю визначення перевищення (h) відліки беруть по червоній стороні рейок (акр, ВКР). Перевищення (h) знаходять за виразом:
Якщо hi і h`i рівні або розходяться не більше ніж на 2 або 3 мм, тобто
то знаходять середньоарифметичне значення перевищення
Якщо ж умова 126 не дотримується, то вимірювання повторюють.
Абсолютну оцінку прив'язуємося точки (3а) знаходять за формулою (ріс.84):
де H Rp - відмітка репера (відома);
hср - перевищення (ф.127).
У разі, якщо репер знаходиться на видаленні від прив'язуємося точки, то від репера прокладають короткий нівелірний хід довжиною L в прямому і зворотному напрямку (для контролю). Перевищення між репером і т.3а дорівнюватиме сумі перевищень між точками нівелювання агентством за напрямом Rp-3а (Shi), а абсолютна відмітка прив'язуємося точки виразиться як у формулі 73, тобто
Завершують польові роботи зйомкою ситуації, яку виробляють щодо сторін квадратів. Наприклад, межа між лугом і чагарником (ріс.83) встановлена промірами землемірної стрічкою від найближчої вершини квадрата до точки кордону ситуації по стороні квадрата (6.4м від т.1а по стороні 1а-2а; 8.8м від т.2а по стороні 2а- 2в і т.д.). Кордон ситуації з результатами промірів наносять на схему (ріс.83).