Site Surveying Report I   Leveling  

  

Site Surveying (QSB60103) 

Mr. Chai Voon Chiet 

 

 

  

Wong De­ Vin      (0319814) 

Chin Khang Wei  (0320728) 

Tan You Liang     (0320215) 

Teh Qing Da        (0318590) 

Sim Chia Ting      (0320932)   

 

CONTENT PAGE  

NO.  DESCRIPTION  PAGE 

1  1.0 OBJECTIVE  3 

2  2.0 INTRODUCTION 

       2.1 TERMS USED FOR LEVELING 

       2.2 OUTLINE OF APPARATUS 

       2.3 SETTING UP AN AUTOMATIC LEVEL 

       2.4 INTRODUCTION TO THE SITE 

       2.5 RISE AND FALL METHOD 

       2.6 HEIGHT OF COLLIMATION METHOD  

 

 

 

3­8 

3  3.0 FIELD DATA (RISE AND FALL METHOD) 

      3.1 ADJUSTED DATA  

 9 

4  4.0 FIELD DATA (HEIGHT OF COLLIMATION) 

       4.1 ADJUSTED DATA  

 10­11 

5  5.0 SUMMARY  12 

                 

2 

 

1.0 OBJECTIVE   The objective of this assignment by using automatic level:    

➢ To find the elevation of the given point with respect to some assumed 

reference lines, datum.  

➢ To establish point at required elevation respect to datum. 

➢ To determine the difference in height of two discrete points 

➢ To analyze the probable errors that occurs while carrying out the survey.  

 2.0 INTRODUCTION  

 Leveling is the determination of variations in altitude of points. It is usually 

performed with and “engineer’s level” and a leveling staff or better known as the 

“spirit leveling”.  

 

There are situation that there is no Ordnance Bench Mark (OBM) which exist near 

to a construction site. Henceforth, a temporary bench mark (TBM) must be 

established. The leveling should be carried forward from the nearest OBM to 

establish the TBM value.  

 

When the heights of points above a datum is being determined, the values are 

known as “reduced levels” 

 

 

 

 

3 

 

2.1 TERMS USED FOR LEVELING 

(a)  Back­sight (BS) 

back ­sight is the first sight, or reading, taken after the instrument (the level) 

has been set up. The sight is taken to a point whose height is known, has 

been assumed, or can be calculated. It is abbreviated to B.S and is taken at 

the start of the work and at a change of point.  

 

(b)  Intermediate sight (IS) 

An intermediate sight is any sight, or reading, taken between a B.S and a F.S 

It is abbreviated to I.S and is sometimes termed an inter­sight. 

 

(c)  Foresight (FS) 

A foresight is the last sight, or reading, taken during leveling operation before 

the instrument is moved. It is abbreviated to F.S and is taken a change point 

and at the end of operations. 

 

(d)  Turning Point (TP) 

A change point is an arbitrary point which enable the leveling to continue 

from a new instrument position. It is often also termed a turning point and is 

abbreviated to C.P or T.P. 

(e)  Line of collimation (HI) 

Line joining the intersection of the cross­hairs to the optical center of the 

objective and its continuation. It is also know as Line of sight. 

 

 

 

4 

 

2.2 OUTLINE OF APPARATUS 

(a) Automatic Level  

 

 

 

Figure 1.1: Automatic Level 

An automatic level is an optical instrument that is used to establish checkpoints in the 

same horizontal plane.  

       

Figure 1.2: Sectional and Plan View of Automatic Level   

1. Gun sight 

2. Circular level (pond bubble) 

3. Leveling Screw 

4. Base Plate 

5. Objective Lens 

6. Focusing Knob 

7. Horizontal fine motion screw 

8. Horizontal circle window 

9. Horizontal circle setting ring 

10. Reticle adjusting screw cover  

11.Eyepiece  

5 

 

(b) Leveling Staff 

 

 

 

 Figure 1.3: Leveling Staff  

  

Leveling staff or also called as leveling rod is an instrument used to determine the 

differences in elevation.  

 

(c) Tripod  

Figure 1.4: Tripod   

 

A tripod is a three­legged frame instrument, which allows the automatic leveling device to 

be fixed onto the tripod. 

 

 

 

 

6 

 

2.3 SETTING UP AN AUTOMATIC LEVEL 

 

STEP 1: Set up the tripod stand approximately above the chest height. Ensure that it is 

stable and mount at the level on the top by stepping on the tripod leg in order to drive it 

onto the ground. 

 

STEP 2: Attach the automatic level onto the tripod stand by screwing it.  

 

STEP 3: Adjust the leveling screws until the spirit bubble pond is move right at the center. 

 

STEP 4: Before taking the reading, use the gun sight to aim in order to make sure that the 

automatic level’s focusing range is relatively near to the leveling staff.  

 

STEP 5: Adjust the reticle until the crosshair is clear.  

 

STEP 6: Fine­tune the objective lens until the leveling staff that you are sighting is clear to 

read. 

                 

7 

 

 2.4 INTRODUCTION TO THE SITE              

Figure 1.5: Taylor’s University Staff Car Park  

 2.5 RISE AND FALL METHOD  

   It consists in determining the difference of level between consecutive points by

comparing each point after the first with that immediately preceding it. 

The difference between their staff reading indicates a rise or a fall according as the staff                               

reading at the point is smaller or greater than that preceding point. 

➢ ARITHMETIC CHECKING:  

Σ (BS) – Σ (FS) = ΣRISE – ΣFALL = LAST RL – FIRST RL 

 

2.6 HEIGHT OF COLLIMATION METHOD 

It consists of in finding the elevation of the height of collimation for every set up of the 

instrument and then obtaining the reduced level (RL) with reference to the respective 

height of collimation.  

➢ ARITHMETIC CHECKING:  

Σ (BS) – Σ (FS) = LAST RL – FIRST RL 

 

8 

 

3.0 FIELD DATA (RISE AND FALL METHOD) 

Back­sight  Intermediate Sight  

Foresight  Rise   Fall  Reduce Level  

Remarks  

0.605            100.000  BM 1 

1.429     2.884    2.279  97.721  TP 1 

   1.336    0.093    97.814  TP 2 

1.415     1.444    0.108  97.706  TP 3 

1.543     1.485    0.070  97.636  TP 4 

1.305     1.260  0.283    97.919  TP 5 

1.307     1.346    0.041  97.878  TP 6 

1.418     1.573    0.266  97.612  TP 7 

1.308     1.245  0.173    97.785  TP 8 

2.913     1.445    0.137  97.648  TP 9 

1.440     0.552  2.361    100.009  TP 10 

      1.443    0.003  100.006  BM 1 

14.683     14.677           Σ  

14.683  100.006 ­14.677  ­100.000 0.006  0.006 

 ERROR DISTRIBUTION 

= (100.006 – 100.000) / 10 

= (0.006) / 10 

=0.0006 

3.1 ADJUSTED DATA (RISE AND FALL METHOD) 

 Back­sigh

t Intermediate 

Sight  Foresight  Rise   Fall  Reduce  

Level  Adjustment   Final  

Reduce  Level 

Remarks  

0.605            100.000        BM 1 1.429     2.884    2.279  97.721  ­0.0006  97.7204  TP 1 

   1.336    0.093    97.814  ­0.0006  97.8134  TP 2 1.415     1.444    0.108  97.706  ­0.0012  97.7048  TP 3 1.543     1.485    0.070  97.636  ­0.0018  97.6342  TP 4 1.305     1.260  0.283    97.919  ­0.0024  97.9166  TP 5 1.307     1.346    0.041  97.878  ­0.0030  97.8750  TP 6 1.418     1.573    0.266  97.612  ­0.0036  97.6084  TP 7 1.308     1.245  0.173    97.785  ­0.0042  97.7808  TP 8 2.913     1.445    0.137  97.648  ­0.0048  97.6432  TP 9 1.440     0.552  2.361    100.009  ­0.0054  100.0036  TP 10              100.006  ­0.0060  100.0000  BM 1 

 

9 

 

 

 4.0    FIELD DATA (HEIGHT OF COLLIMATION)  

Back­sight  Intermediate Sight  

Foresight  Height of Instrument 

Reduce Level  

Remarks  

0.605        100.605  100.00  BM 1 1.429     2.884  99.150  97.721  TP 1 

   1.336      97.814  TP 2 1.415     1.444  99.121  97.706  TP 3 1.543     1.485  99.179  97.636  TP 4 1.305     1.260  99.224  97.919  TP 5 1.307     1.346  99.185  97.878  TP 6 1.418     1.573  99.030  97.612  TP 7 1.308     1.245  99.093  97.785  TP 8 2.913     1.445  100.561  97.648  TP 9 1.440     0.552  101.449  100.009  TP 10       1.443    100.006  BM 1 

14.683     14.677        Σ      14.683  100.006 ­14.677  ­100.000 0.006  0.006 

  

  

ERROR DISTRIBUTION 

= (100.006 – 100.000) / 10 

= ( 0.006 ) / 10 

= 0.0006 

 

 

 

 

 

 

10 

 

4.1 ADJUSTED FIELD DATA (HEIGHT OF COLLIMATION) 

Back­sight  Intermediate Sight  

Foresight  Height of Collimation  

Reduce Level  

Adjustment   Final Reduce Level 

Remarks  

0.605        100.605  100.00        BM 1 1.429     2.884  99.150  97.721  ­0.0006  97.7204  TP 1 

   1.336      97.814  ­0.0006  97.8134  TP 2 1.415     1.444  99.121  97.706  ­0.0012  97.7048  TP 3 1.543     1.485  99.179  97.636  ­0.0018  97.6342  TP 4 1.305     1.260  99.224  97.919  ­0.0024  97.9166  TP 5 1.307     1.346  99.185  97.878  ­0.0030  97.8750  TP 6 1.418     1.573  99.030  97.612  ­0.0036  97.6084  TP 7 1.308     1.245  99.093  97.785  ­0.0042  97.7808  TP 8 2.913     1.445  100.561  97.648  ­0.0048  97.6432  TP 9 1.440     0.552  101.449  100.009  ­0.0054  100.0036  TP 10       1.443    100.006  ­0.0060  100.0000  BM 1 

14.683     14.677              Σ  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 

 

5.0    SUMMARY 

After the reduced level has been calculated through subtracting or adding the rise and fall. 

It is found that our final reduce level is slightly more than the original reduce level which is 

100.00cm. This may be cause by some errors that occurred during our leveling process.  

Since the errors have occurred, the readings of the reduced levels must be adjusted using 

the loop misclosure method.  

➢ MAXIMUM ALLOWABLE ERROR OF CLOSURE 

± 12 √ k, where k = number of set up points in the situation 

± 12 √ 10 = 37.94mm 

                = 3.79cm > 0.006cm 

Since the error loop is acceptable. Therefore , the error can be distributed accordingly to 

the number of instrument setups .  

   

In conclusion, we have learnt how to use an auto level and also able to get a correct                                   

measurement even if there are collimation error in the device. Our groupmates have also                           

been very helpful as this task cannot be carried out by one less person especially under                               

the scorching hot sun. Also special thanks to our Site Surveying lecturer, Mr. Chai to be                               

always there in the field to guide us and make sure that we carry out the measurement                                 

correctly. 

 

 

 

12