Geodézia I. Gyenes Róbert, Tarsoly Péter
1
Bemutatkozás Tanulmányok • 1999-2002: Erdészeti és Faipari Egyetem Földmérési és Földrendezıi Fıiskolai Kar, földmérı mérnök • 2005-2007: Nyugat-Magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kar, geoinformatikai szakmérnök • 2007-2008: Paris Lodron University Salzburg, GIS-engineer
Munkahelyek 2002: Honvédelmi Minisztérium Térképészeti Kht. 2002-2005 : DigiCart Kft. 2005-:NYME-GEO, Geodézia Tanszék
2
Oktatás, kutatás, gyakorlat
• Oktatott tárgyak • Geodézia I-II., Nagyméretarányú térképkészítés I-II., Geodéziai hálózatok, Mőholdas helymeghatározás, Vetülettan •
• Kutatási területek • • • •
Föld alatti terek felmérése Térképen ábrázolt adatok helyzeti pontosságának vizsgálata Kéregmozgásvizsgálati szintezések Mérnöki létesítmények mozgásvizsgálata
3
Tantárgyi követelmények
4
Tantárgyi követelmények
5
Az elıadások fıbb témakörei • A helymeghatározás alapjai, a Föld elméleti alakja. Történeti áttekintés. • Vízszintes mérések alapmőveletei – Irány-, szög-, hossz és távmérések • A részletmérés alapjai • Teodolit szerkezeti elemei, elektronikus teodolitok • Geodéziai számítások • Térbeli helymeghatározás navigációs mőholdrendszerrel
6
A helymeghatározás alapjai • Geodézia: a helymeghatározás tudománya ( positioning ) • Hely? • Tájékozódás – Hol? – Hová? – Hogyan? ⇒ Navigáció (közlekedés, hadászat, kriminológia)
7
Helymeghatározás és navigáció É B
É 63° 128 m 10:59
É
60°
59°
558 m
112 m
10:05
10:20
Helymeghatározás A
Y=650251.25 X=250412.14 M=159.85
8
A helymeghatározás alapjai • Geodézia: helymeghatározás tudománya, többféle definíció • Minek a helyét kell meghatározni? – Objektumok – Entitás
• • • • •
Helymeghatározás értelmezési tartománya Vonatkoztatási rendszer Helymeghatározó adatok definiálása Helymeghatározás végrehajtása (módszerek) (Helymeghatározás pontossága) 9
Busics Gy. (1999) : Földméréstan III. ASZI.
Objektumok – Entitás fogalma • Mesterséges létesítmények • Természetes alakzatok
10
Helymeghatározás értelmezési tartománya • • • • •
Globális Kontinentális Országos Regionális Helyi
11
Vonatkoztatási rendszer • Vonatkoztatási rendszer definiálása – Fizikai paraméterek – Geometriai paraméterek • Vonatkoztatási rendszer gyakorlati megvalósítása ⇒ Geodéziai alapponthálózatok / alappontok ld. késıbb Z
Greenwich
P ZP
Y
XP YP X
12
A pólusmozgás és a pólus vándorlás - 6.2
1996
90°
18.5
12.4
2000
1900
1997
6.2
2000 1998
1950
1999
6.2
0°
Pólusvándorlás
Pólusmozgás
Északi mágneses pólus vándorlása
13
A pólusmozgás néhány kutatója Karl Friedrich Küstner – 1884, Berlin - földrajzi helymeghatározás közben a földrajzi szélesség csekély mértékő változását tapasztalta, amit a pólusmozgásnak tulajdonított, Nemzetközi Szélesség Szolgálat, majd a Nemzetközi Pólusmozgás szolgálat, ma a Nemzetközi Földforgás és Vonatkoztatási Rendszerek Szolgálat Ivan Dmitrijevics Papanyin, Pjotr Sirsov, Jevgenyij Fjodorov, Ernszt Teodorovics Krenkel
K.F. Küstner
– 1937-1938, a Vodopjanov vezette repülıgépen leszállás az Északisarkon, majd sodródó jégtáblán 10 hónapig megfigyelések végzése, a Északi sark Murmanszk jégtörı menti ki ıket Grönlang keleti partjainál 1937 május
Murmanszk jégtörı 1938 február
14 Sirsov, Krenkel, Fjodorov, Papanyin
Vonatkoztatási rendszer • Példa: Geocentrikus koordináta rendszer – Értelmezési tartomány: Föld – Fizikai definíció • Föld tömege ⇒Modell: tömegközéppont • Föld forgása ⇒Modell: forgástengely • Idıbeli változások : tömegátrendezıdés (okok), forgási szögsebesség változása
– Geometriai definíció • Térbeli derékszögő koordinátarendszer • Föld alakjának matematikai közelítése ⇒forgási ellipszoid
15
Inerciális vonatkoztatási rendszer Definíció :
Z
Y Wettzell,Németország
X
ϒ Alesund, Svalbard sziget Norvégia
Crimea (Jalta), Ukrajna
•ICRS •ICRF (http://www.journals.uchicago.edu/AJ/journal/issues/v116n1/970504/970504.web.pdf) •Koordináták 608 objektum (http://hpiers.obspm.fr/webiers/results/icrf/icrfrsc.html)
16
Országos GPS Hálózat
17 www.sgo.fomi.hu
Helymeghatározó adatok definiálása • • • • •
Térbeli (háromdimenziós), 3D Kétdimenziós 2D – felületi koordináták Egydimenziós 1D – „vonalmenti” Idıfüggı definíciók – referencia idıpont Gyakorlati megvalósítás : 2D + 1D
18
Helymeghatározó adatok definiálása Térbeli (háromdimenziós), 3D Z
Z
P
P(r,ψ,λ)
r
ZP
Y
λ
XP YP
ψ
ZP
Y
XP
YP
X
X X = r ⋅ cos ψ ⋅ cos λ Y = r ⋅ cos ψ ⋅ sin λ Z = r ⋅ sin ψ
tan λ = sin ψ =
Y X Z
X2 + Y 2 + Z2
19
Helymeghatározó adatok definiálása Kétdimenziós 2D – felületi koordináták y
y
u
P
v
x
P(r, ψ)
P(x,y)
r ψ
y x Ortogonális felületi
x
Matematikai +x
y
Geodéziai x
δ
P(y,x)
y = t ⋅ sin δ
t
x = t ⋅ cos δ
+y
t=
y 2 + x2
tan δ =
y x
20
Irányszög és távolság számítás a gyakorlatban • Az irányszög fıértéke alatt azt a szöget értjük, amelynek függvényértéke abszolút értékben megegyezik az irányszög szögfüggvényének abszolút értékével.
+X
+
α - +
+ +
Negy ed
δ α
+Y
α α δ
α = arctan
y x
Elıjel
Irányszög
y
x
I.
+
+
II.
+
-
III.
-
-
IV.
-
+
δ=α
δ = 180 ° − α
δ - -
+ -
δ = 180 ° + α
δ = 360 ° − α
21
Helymeghatározó adatok definiálása Egydimenziós 1D
22
Helymeghatározó adatok definiálása 2 + 1 dimenzió • A 2D és 1D helymeghatározó adatok vonatkoztatási (referencia) felülete különbözı P(u,v,H) H
Po 1D
Po 2D
23
Helymeghatározás végrehajtása
Földi módszerek
24
Helymeghatározás végrehajtása
Távérzékelés - Őrfelvételek
25
Helymeghatározás végrehajtása
Távérzékelés – Légi fotogrammetria 1.
3.
2.
4.
26
Helymeghatározás végrehajtása
Távérzékelés – Légi fotogrammetria Eredmény: digitális ortofotó Eredmény:digitális domborzat modell
27
Helymeghatározás végrehajtása - Távérzékelés
Radar és lézer szkenner rendszerek Side-Looking Airborne Radar (SLAR)
Földi lézer szkenner
28
Helymeghatározás végrehajtása - Távérzékelés
Radar és lézer rendszerek Légi lézer szkenner : Light Detection And Ranging - LIDAR
http://soundwaves.usgs.gov
29 http://www.nosa.noaa.gov
http://oumits.olemiss.edu
Helymeghatározás végrehajtása
Mőholdas helymeghatározás
30
Geodézia – történeti áttekintés • Jelentése : Földosztás (Arisztotelész ie. 384-322) • Geodézia ⇒ geodéta • Földmérés ⇒ földmérı
DE Geometria = földmérés ! 31
Geodézia feladata: klasszikus és modern definiciók • Friedrich Robert Helmert (1843-1917) – A geodézia a Föld felszín mérésének és térképezésének a tudománya (1880)
• Heiskanen(1894-1971) és Vening Meinesz(1887-1966) – A geodézia elméleti és gyakorlati részre osztható (1958): • Elméleti geodézia: a Föld méretének és alakjának a meghatározása • Gyakorlati geodézia:helymeghatározás a Föld felszínén
Schwarz, K.P. Fundamentals of Geodesy. University of Calgary,1996.
32
Geodézia feladata: klasszikus és modern definíciók Magyarországon elfogadott :
• Elméleti geodézia (Felsıgeodézia) – a Föld alakjának és méretének a meghatározása
• Gyakorlati geodézia (Általános geodézia) – a Föld felszínén vagy a felszín alatt található természetes alakzatok és mesterséges létesítmények alakjelzı pontjainak a felmérése és térképezése
33
A Geodézia helye a tudományokban
Busics Gy. (1999) : Földméréstan III. ASZI.
34
Geomatika fogalma, feladata • Geodesy + Geoinformatics = Geomatics
• Helyhez kötött kvantitatív és kvalitatív adatok győjtése, feldolgozása, elemzése, megjelenítése, fenntartása. •
•
The mathematics of the earth; the science of the collection, analysis, and interpretation of data, especially instrumental data, relating to the earth's surface. (Oxford English Dictionary) Geomatics Engineering is a modern discipline, which integrates acquisition, modelling, analysis, and management of spatially referenced data.(University of Calgary)
• Nincsen még egységes, kialakult definíció 35
Geomatika fogalma, feladata • Magában foglalja: – Geodézia – Navigáció – Távérzékelés és Digitális képfeldolgozás – Térképészet – Térinformatika – Földrajzi Információs Rendszerek – Földügy – Földügyi Információs Rendszerek 36
Geomatika
37
Híres geodéták - Amerika
George Washington 1732-1799 a politikus geodéta
John Charles Frémont 1813-1890 a Vadnyugat térképezıje
38
Híres geodéták - Oroszország
Vlagyimir Klavgyijevics Arszenyev 1871-1930 a Távol-Kelet ıserdeinek térképezıje
Nyikolaj Mihajlovics Przsevalszkij 1839-1888 Belsı-Ázsia térképezıje
39
Híres geodéták - Anglia
Sir George Everest 1790-1866 a Mount Everest névadója
Percy Harrison Fawcett 1867-1925 Dél-Amerika államainak határ-felmérıje
40
Híres geodéták - Magyarország
Xántus János 1825-1894 Borneó térképezıje
Oltay Károly 1881-1955 a hazai földmérı mérnök képzés kiemelkedı oktatója
Magyar László 1818-1864
Stein Aurél 1862-1943
Déchy Mór 1851-1917
Angola térképezıje
a Taklamakan térképezıje
a Kaukázus térképezıje
Tárczy Hornoch Antal 1900-1986
Homoródi Lajos 1911-1982 Hazay István 1901-1995
a hazai földmérı mérnök képzés kiemelkedı oktatója
a bányamérés kiemelkedı alakja
a hazai földmérı mérnök képzés kiemelkedı oktatója
Bendefy László 1904-1977
Joó István 1928-2007
Csepregi Szabolcs 1942-2008
Vincze Vilmos 1910-2005
a polihisztor geodéta
a felsıgeodézia kiváló oktatója
a kiegyenlítı számítások kiváló oktatója
a mérnökgeodézia kiváló 41 oktatója
