Měření pro projekt. Prostorové zaměření situace velkého měřítka

Měření pro projekt. Prostorové zaměření situace velkého měřítka. ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI Fakulta aplikovaných věd - KMA oddělení geomatiky

Ing. Martina Vichrová, Ph.D. [email protected]

Vytvoření materiálů bylo podpořeno prostředky z projektu FRVŠ č. 584/2011.

S – JTSK  Křovákovo zobrazení • navrhl Ing. Josef Křovák roku 1922 • původně navrženo v normální poloze (délkové zkreslení na okrajích pásu dosahovalo hodnoty +43 cm/km) • v obecné poloze byl vliv zkreslení pouze +24 cm/km • dvojité konformní kuželové zobrazení v obecné poloze • Besselův elispoid (Besselův elipsoid → Gaussova koule →Kužel) • délkové zkreslení dosahuje hodnot pouze v rozmezí – 10 až + 14 cm/km.

Y <420; 930> km X <930; 1200> km Na území bývalé ČSR platí Y < X!!!

1

Délkové zkreslení

http://www.gis.zcu.cz/studium/gen1/

Balt po vyrovnání  nyní se v ČR používá výškový systém baltský po vyrovnání - Bpv • zaveden roku 1957 • normální Moloděnského výšky • ČSNS • střední hladina Baltského moře (nulový vodočet v Kronštadtu) • výška výchozího bodu Lišov – 564,7597 m  dříve se užíval sytém jaderský • normální ortometrické výšky • střední hladina Jaderského moře • nulový bod v Terstu • výška výchozího bodu Lišov – 565,1483 m Rozdíl mezi jaderským a baltských systémem kolísá kolem hodnoty 40 cm!!!

2

Mapy velkých měřítek  měřítko 1 : M M mapa velkého měřítka

…M… … < 5 000

mapa středního měřítka

10 000 – 200 000

mapa malého měřítka

M … 200 000 < … …

Složky obsahu mapy  polohopis

 výškopis

 popis

Ústřední archiv ZÚ http://archivnimapy.cuzk.cz

3

1968 – Základní mapa středního měřítka

Základní mapa ČSSR (ČR) 1:10 000 (sign. D8/1)





4







5


Základní mapa ČSSR (ČR) 1:200 000 (signatura D8/6)


Polohopis  Polohopis je množina vyšetřených (vybraných) a zaměřených objektů zobrazených většinou jako spojnice (posloupnost) významných podrobných bodů polohopisu, které charakterizují geometrické a polohové určení objektu  metody měření polohopisu • polární metoda • ortogonální metoda • metoda konstrukčních oměrných • metoda protínání vpřed • GNSS •…

6

Polohopis  Podrobné body polohopisu se obvykle zaměřují polární metodou, jako doplňující se používá metoda ortogonální, metoda konstrukčních oměrných a metoda protínání ze směrů či z délek. Polární metoda zaznamenala prudký vzestup zejména v posledních letech s rozvojem elektrooptických dálkoměrů. Doplňující metody se používají, pokud není možné nebo účelné podrobné body zaměřit polární metodou. Kromě uvedených geodetických metod měření polohopisu je možné použít také metod fotogrammetrických či GNSS.  Podrobné body polohopisu jsou číslovány v rámci dílčích měřických náčrtů, číslovány vzestupně od 1, a evidovány (ukládány v databázích podrobných bodů polohopisu) po katastrálních územích s úplným číslem bodu.  Při výpočtu souřadnic podrobných bodů se používají měřické náčrty, zápisníky podrobného měření a seznamy souřadnic daných bodů.

Polární metoda

bod o známých souřadnicích [X,Y,Z] stanovisko stroje jehož souřadnice lze spočíst měřená délka a směr měřený směr měřený bod

7

Polární metoda  určujeme polohu bodu pomocí polárních souřadnic – vodorovného úhlu (mezi orientačním směrem a určovaným bodem) a délky (od stanoviska k určovanému bodu)  polární doměrek (měří se v případě, kdy je vnitřní roh budovy nepřístupný a my potřebujeme zaměřit délku)  polární kolmice (měří se pokud na určovaný podrobný bod není ze stanoviska vidět)  Při měření polární metodou mohou nastat dva případy: • stojíme na známém stanovisku – pevné stanovisko, • stojíme na neznámém stanovisku – volné stanovisko.

Polární metoda - data

 zápisník

 náčrt  výsledný SS

8

Ortogonální metoda  podrobné body se zaměřují pravoúhlými souřadnicemi – staničením a kolmicí – k měřické přímce.  staničení - délka měřená od počátku po měřické přímce  kolmice - délka kolmá k měřické přímce měřená mezi měřickou přímkou a určovaným bodem  je možné použít pevnou (je připojena na body ležící na této měřické přímce) nebo volnou měřickou přímku (je připojena na body ležící mimo tuto měřickou přímku)

Ortogonální metoda  zápisník  náčrt  výsledný SS

9

Metoda konstrukčních oměrných  metoda se používá pro zaměřování pravoúhlých výstupků budov  U metody konstrukčních oměrných jsou dány dva body, které se uvádí jako první a poslední bod záznamu. Maximální počet určovaných bodů je 8. Oměrná míra má záporné znaménko, pokud leží koncový bod oměrné od spojnice předchozích dvou bodů ve směru postupu předpisu vlevo. První oměrná míra se píše k druhému bodu a má vždy kladné znaménko.

rozlišujeme strany: levá (-) pravá (+)

Metoda protínání vpřed  v případě nutnosti zaměření nepřístupných bodů nebo osamocených předmětů měření vzdálených od sítě pomocných bodů  pro určení polohy neznámého bodu se změří směry či délky ze dvou známých stanovisek (protínání ze směrů a z délek)

protínání vpřed ze směrů

protínání vpřed z délek

10

Protínání z délek  Použití: Protínání vpřed z délek použijeme, pokud jsou zaměřeny délky ze známých stanovisek na neznámý bod. Předpokládáme, že měřené délky jsou již opraveny o fyzikální a matematické redukce. Dáno: body P1[y1, x1], P2[y2, x2] Měřeno: délky s13, s23 Určit: bod P3[y3, x3]

Protínání z úhlů  Jedná se o určení polohy nového bodu P3 ze směrů měřených na 2 daných bodech A, B.  Výpočet souřadnic se provádí pomocí II. geodetické úlohy. K té je nutné znát délku strany s13 a směrník σ13 (nebo s23, σ23 ). Délka strany se spočítá sinovou větou, k výpočtu směrníku se použije 1. geodetická úloha a naměřený úhel. U naměřeného úhlu je však důležitá orientace – úloha může mít teoreticky 2 řešení. Při výpočtu je tedy potřeba uvažovat orientaci naměřených úhlů (situace na obrázku vpravo)!  Je vhodné kvůli kontrole správnosti výpočtu určit bod P3 jak z bodu P1(viz dále), tak z bodu P2(analogicky). Výsledky musí vyjít stejně, až na případnou zaokrouhlovací chybu. Bod P3 není totiž přeurčen, tedy nejedná se o vyrovnání, jen o ověření výpočtu. Dáno: body P1[y1, x1], P2[y2, x2] Měřeno: délky ω1, ω2 Určit: bod P3[y3, x3]

11

Protínání ze směrů  Použití: Používá se například v situaci, kdy mezi body P1 a P2 je překážka bránící viditelnosti, a tedy není možné použít protínání vpřed z úhlů. Dáno: PA[yA, xA], PB[yB, xB], P1[y1, x1], P2[y2, x2] Měřeno: Směry ψ1, ψ2, ψ3, ψ4 Určit: bod P3[y3, x3]

Geodetická měření - PP


12

Polygonové pořady

volný PP

vetknutý PP

oboustranně polohově připojený, jednostranně orientovaný PP

Polygonové pořady uzavřený a orientovaný PP

oboustranně polohově připojený, oboustranně orientovaný PP

nepřímo připojený PP

13

Výškopis  Výškopis je grafické vyjádření zemského povrchu na mapě vrstevnicemi, výškovými kótami a technickými šrafami. Všechny tyto tři způsoby se vhodně kombinují, v intravilánu se převážně využívají výškové kóty, v extravilánu vrstevnice. Technické šrafy se používají jako doplněk obou předchozích metod k vyjádření náhlé změny terénu.  metody měření výškopisu • plošná nivelace • (elektronická) tachymetrie • GNSS •…

Způsoby znázorňování výškopisu na mapách  množství způsobů, jak na mapě vyjádřit výškové poměry (třetí rozměr)  kóty, šrafy, vrstevnice, stínování, tónování, barevná stupnice, kombinace předchozích metod

 pro mapy velkých měřítek: • kóty • vrstevnice • technické šrafy

Pozn:

< 1:5 000

• mapa velkého měřítka

………

• mapa středního měřítka

1:10 000 – 1:200 000

• mapa malého měřítka

1:200 000 < … … …

14

Kótování  informace o výškových poměrech – uvedení absolutní nebo relativní výšky  na význačných (charakteristických) bodech terénu – vrcholové tvary, rozcestí, dno sedla, vrchol svahové kupy, místa polohopisného významu ...  absolutní výška – vrcholy kup, dna sedel,….  relativní výška – při určování výšek některých terénních útvarů (výkopy, náspy)

Kótování  kóty se umisťují na význačné body v terénu  kótovaný plán je základem pro sestrojení vrstevnicového plánu  číselný údaj poskytne rychlou a přesnou informaci o výšce

!!! Kótováním nezískáme představu o plasticitě terénu !!!

15

Vrstevnice  svislé průměty terénního reliéfu s vodorovnými rovinami, které mají pravidelný rozestup od nulové nadmořské výšky  čáry vedené po zemském povrchu, které mají v každém svém bodě stejnou výšku (vhodný násobek metru – vrstevnicový interval)  průsečnice vodorovných rovin s terénem  uzavřené čáry, které se neprotínají !!!  sestrojíme je tak, že: • zvolíme ekvidistanci v (rozdíl nadmořských výšek sousedních vrstevnic) • provedeme řezy topografické plochy rovinami o kótách, které jsou násobky ekvidistancí • průměty těchto řezů do roviny mapy jsou vrstevnice

Vrstevnice  Interval vrstevnic = rozestup vodorovných rovin  volba intervalu vrstevnic závisí na měřítku a sklonu v celkovém převýšení terénu  požadavek, aby minimální rozestup vrstevnic na mapě byl 0,2 – 0,3 mm (nesmí dojít ke splynutí vrstevnic, aby bylo možné vrstevnice vůbec vykreslit či vyrýt)  základní interval „i“ – stanovuje se pro každou mapu • pro 1:5 000

i=1m

• pro 1:10 000 a méně i = M / 5 000 (M je měřítkové číslo)  základní vrstevnice – s intervalem i  doplňující vrstevnice • s intervalem ½ nebo ¼ i • v plochém terénu nebo u vrcholových útvarů • kreslí se čárkovaně

16

Vrstevnice  zdůrazněné vrstevnice • pro zvýšení čitelnosti i plasticity • v celém jejich průběhu se vykreslí silnější čárou • obvykle se volí pětinásobek základního intervalu  pomocné vrstevnice • jen pro orientaci • časově značně omezená věrohodnost (povrchové lomy, sesuvná území, lomy,…) • nekótují se  kótování vrstevnic • pro snadnější určování výšek na mapách • rozptýleně po celé ploše mapy do vrstevnic tak, aby číslice byly vždy orientovány hlavou proti svahu • zpravidla u zesílených vrstevnic

Šrafy  lepší vyjádření plasticity  užíváno dříve než vrstevnice  druhy šraf:  kreslířské • bez zaměřování výšek • pouze orientační sklonové poměry  sklonové • vyjádření vhodným poměrem černé a bílé barvy • hustota, délka a tloušťka podrobena geometrickým zásadám (Lehmannovy stupnice)  technické – užíváme dnes • informace o náhlé změně sklonu • musí být doplněny kótou (relativní , absolutní)

17

Šrafy  lepší vyjádření plasticity  užíváno dříve než vrstevnice  druhy šraf:  kreslířské • bez zaměřování výšek • pouze orientační sklonové poměry  sklonové • vyjádření vhodným poměrem černé a bílé barvy • hustota, délka a tloušťka podrobena geometrickým zásadám (Lehmannovy stupnice)

Nejprve nutno vyřešit otázky…  volba metody (Geodetická? Fotogrammetrická?)  měřítko mapy  přesnost  typ terénní plochy – zpevněná, oraná, louka, …  rozsah mapovaného území – geodetické metody (staveniště, okolí školy, místní domapování změn) a fotogrammetrické metody (plošné mapování > 1 ML)  využitelnost předchozích výškopisných podkladů a leteckých snímků – Co je k dispozici? V jaké kvalitě? Jaká je přesnost dostupných podkladů? • druhotné využití např. leteckých snímků  roční období, časový požadavek • téměř ihned (cca do tří dnů) – geodetické metody • několik měsíců – fotogrammetrické metody – nepříznivé počasí (poprašek sněhu) nelze užít fotogrammetrické metody

18

Mapování výškopisu  výškové základy  ZVBP – ČSNS I. – III. řád  PVBP – PNS  vlícovací body pro mapování FGM  geodeticky zaměřené body  body ZPBP a PPBP  výšky určeny početně (trigonometricky) s přesností 10 – 15 cm  soustava výškopisných měření – určení výšky stanovisek  technická nivelace (40√R [mm], R - délka obousměrně měř. pořadu v km)  trigonometricky určované převýšení – přesné délky!!! (40√R [mm])  výškový pořad s trigonometricky určeným převýšením – (80√R [mm])  tachymetricky – klasicky, ne totální stanice, (160√R [mm])

Plošná nivelace  plošná nivelace • zaměřování výškopisu v intravilánu (v ulicích měst je dostatek polohově určených bodů – k existujícím bodům polohopisu se dourčí pouze výška) • pro velká měřítka (1:500 – 1:5 000) • velké stavby – čtvercová síť, zaměřování dopravních staveb – profily (podélné, příčné)

 zápisník  ukázka měř. náčrtu

19

Plošná nivelace  připojit na body VBP  stanoviska se volí bodech PBP, podrobných bodech polohopisu  stanoviska se zaměří: • technickou nivelací - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je • technickou nivelací nebo výškovým pořadem s trigonometricky měřeným převýšením - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je • výškovým pořadem s trigonometricky zaměřeným převýšením - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je

• výškovým pořadem tachymetrickým - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je

Elektronická tachymetrie  tachymetrie se používá při současném měření polohopisu a výškopisu  polohu podrobných bodů určujeme ze sítě tzv. tachymetrických stanovisek polárními souřadnicemi – vodorovným úhlem a délkou  výšku podrobných bodů určujeme trigonometricky – ze změřeného svislého úhlu a délky

20

Elektronická tachymetrie měřená data i pro výpočet výšek (š, vs, vc, z)


Elektronická tachymetrie více stanovisek


21

Bloková tachymetrie

Nadbytečná a optimální volba bodů

22

GNSS (dříve GPS) globální navigační satelitní systémy jeden přijímač d2

d1

d3

GNSS (dříve GPS) globální navigační satelitní systémy

[X1,Y1,Z1]

referenční stanice, síť

[X2,Y2,Z2]

[X,Y,Z]

[X3,Y3,Z3]

23

Pernamentní stanice

Pernamentní stanice

Přijímá signály z GPS i GLONASS Datum určení souřadnic: 31. 3. 2003 Kontinuální měření od podzimu 2004 Od jara 2005 poskytuje data do sítě VESOG, dále CZEPOS. Následně jsou data přebírána i sítí TopNET.

24

Normy upravující „mapování“  ČSN 01 3410 – Mapy velkých měřítek. Základní a účelové mapy.

 ČSN 01 3411 – Mapy velkých měřítek. Kreslení a značky. Příloha 1 – Příklady kreslení stavebních objektů Příloha 2 – Druhová označení a zkratky Mapové značky  Ceník ZÚ

Prameny a literatura  Čada, Václav: Přednáškové texty k předmětu Gen1. http://www.gis.zcu.cz/studium/gen1/html/index.html  http://archivnimapy.cuzk.cz  CENÍK produktů Zeměměřického úřadu http://www.cuzk.cz/Dokument.aspx?PRARESKOD=30&MENUID=10414&AKCE=D OC:10-PRODEJNA_MAP

 Vyhláška 31-1995  ČSN 01 3410  ČSN 01 3411

25

Dotazy ……?

26

Měření pro projekt. Prostorové zaměření situace velkého měřítka

Recommend Documents