Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav geodézie. Diplomová práce. Srovnání softwarů a měřických metod pro tvorbu map orientačního běhu

Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav geodézie

Diplomová práce Srovnání softwarů a měřických metod pro tvorbu map orientačního běhu

Říjen 2005

Dana Borůvková

Prohlášení: Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracovala samostatně, pouze za odborného vedení vedoucího diplomové práce RNDr. Ladislava Plánky, CSc. Dále prohlašuji, že veškeré podklady, ze kterých jsem čerpala, jsou uvedeny v seznamu použité literatury.

V Brně, dne 27. října 2005

...........................

Poděkování: Ráda bych touto cestou poděkovala RNDr. Ladislavu Plánkovi, CSc. za jeho odborné rady a vedení mé diplomové práce. Také bych chtěla poděkovat Ing. Josefu Skrbkovi a mému otci Vladimíru Borůvkovi za zapůjčení malé GPS, Ing. Jitce Stránské za zapůjčení totální stanice, dále Eleně a Miroslavu Kročilovým za poskytnutí zázemí v mapovací lokalitě Vikantice a Pavělu Rafikoviči Torosjanovi z Irkutské technické university za vedení mé zahraniční stáže a zapůjčení malé GPS. Děkuji také všem ostatním, kteří zde nebyli jmenováni a kteří mě jakýmkoliv způsobem podpořili při studiu a při vyhotovení této práce.

V Brně, dne 27. října 2005

...........................

Bibliografická identifikace

Příjmení a jméno autora:

Borůvková, Dana

Název diplomové práce:

Srovnání softwarů a měřických metod pro tvorbu map orientačního běhu

Název v angličtině:

The comparsion of the softwares and measurement methods for creation orienteering maps

Studijní obor:

Geodézie a kartografie

Vedoucí diplomové práce:

RNDr. Ladislav Plánka, CSc.

Rok obhajoby:

2005

Abstrakt Cílem této práce je provést srovnání různých metod pro tvorbu map orientačního běhu, tedy srovnání metod sběru dat a srovnání softwarů pro jejich tvorbu. Výsledkem je vyhodnocení účelnosti použitých metod. Grafickým výstupem je mapa orientačního běhu v měřítku 1:15 000.

Abstract The goal of this work is comparsion different methods for creation orienteering maps. It means to compare data collecting and comparsion their softwares for theirs making. The result is interpration of the purposal methods, that are used. The graphic result is the map for orienteering in scale 1:15 000.

Klíčová slova: mapa, orientační běh, GPS, OCAD, srovnání

Kewords: map, orienteering, GPS, OCAD, comparing

Obsah Předmluva

9

1 Úvod

10

2 Co je orientační běh 2.1 Různé druhy orientačního běhu . . . . . 2.2 Organizace orientačního běhu . . . . . . 2.2.1 Mezinárodní federace orientačního 2.2.2 Český svaz orientačního běhu . . 2.3 Normy a legislativa v orientačním běhu .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

12 13 15 15 15 15

3 Mapa 3.1 Definice mapy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Prvky map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Třídění map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Hlavní třídící znaky map z kartografického hlediska: . . . . 3.3.2 Zařazení map orientačního běhu z kartografického hlediska 3.4 Mapa orientačního běhu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1 Generalizace a čitelnost mapy orientačního běhu . . . . . . 3.4.2 Přesnost mapy orientačního běhu . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

18 18 18 18 19 21 22 24 24

. . . . . . . . běhu . . . . . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

4 Historie map orientačního běhu v Česku 26 4.1 Počátky mapové tvorby orientačního běhu . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.2 Tvorba speciálních map orientačního běhu . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.3 Současnost a budoucnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5 Podklady pro mapování map orientačního běhu 5.1 Topografické mapy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 Základní mapa ZM10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2 Topografická mapa TM10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.3 Státní mapa odvozená SMO-5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.4 Katastrální mapy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Obrazové mapy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Obrazové mapy získané metodou dálkového průzkumu Země 5.2.2 Obrazové mapy vzniklé metodou fotogrammetrie . . . . . . . 5.3 Tématické mapy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1 Mapy orientačního běhu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2 Lesnické mapy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

. . . . . . . . . . .

36 36 36 37 37 38 38 38 40 41 41 41

5.4 5.5

Výsledky přímých geodetických měření . . . . . . . . . . . . . . . . . Shrnutí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 Metody mapování 6.1 Klasická metoda mapování . . . . . 6.1.1 Měření úhlů . . . . . . . . 6.1.2 Měření délek . . . . . . . . . 6.1.3 Měření výšek . . . . . . . . 6.2 Globální navigační satelitní systémy 6.2.1 Malé GPS . . . . . . . . . . 6.2.2 Aparatury GPS . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (GNSS) . . . . . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

. . . . . . .

41 41

. . . . . . .

43 43 44 45 47 47 48 52

7 Mapování 7.1 Mapování v lokalitě Vikantice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1.1 Popis lokality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1.2 Postup při mapování klasickou metodou . . . . . . . . . 7.1.3 Postup při mapování geodetickou metodou . . . . . . . . 7.1.4 Postup při mapování malou GPS . . . . . . . . . . . . . 7.1.5 Postup při zpracování . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1.6 Zpracování kosmického snímku . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Mapování v lokalitě Tore-Chol, republika Tuva, Ruská federace . 7.2.1 Popis lokality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.2 Postup při mapování . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.3 Postup při zpracování . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

53 53 54 54 55 55 57 57 58 58 59 59

8 Kreslící softwary pro tvorbu map orientačního běhu 8.1 OCAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 MicroStation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3 Další možnosti kresby map . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4 Další softwary pro tvorbu vektorových map . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

61 61 65 65 66

9 Srovnání metod použitých pro tvorbu map orientačního běhu 9.1 Srovnání metod sběru dat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2 Srovnání softwarů pro kresbu mapy . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3 Srovnání pomůcek pro měření úhlů . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4 Srovnání pomůcek pro měření délek . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.5 Srovnání pomůcek pro měření výšek . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . .

70 70 72 73 73 74

10 Závěr

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

75

8

Předmluva Na začátku tohoto roku mi vyvstala možnost odjet na tři letní měsíce na studijní stáž na státní technickou universitu do Irkutsku (Ruská federace), kde jsem pod odborným vedením tamějších pedagogických pracovníků měla zhotovit podstatnou část této diplomové práce. Na universitě v Irkutsku jsem chtěla studovat zejména metody dálkového průzkumu Země a další metody získávání a zpracovávání obrazových map, možných k využití jako podkladu pro mapy velkých měřítek (pro mapy orientačního běhu) a také ruský přístup při mapování pro orientační běh. V rozhovoru, vedeným se zástupci tamější katedry geodézie se to zdálo, že půjde o vynikající a podnětnou exkurzi, byla mi přislíbena účast při automatickém vyhodnocování kosmických snímků v lokalitě východní Sibiře a nastíněny bohaté možnosti přístrojového vybavení a získávání znalostí od předních sibiřských odborníků. Po mém příjezdu ovšem situace vypadala zcela jinak, na irkutské universitě žádné takové specializované pracoviště nebylo a co hůř, ani žádný pedagog, zabývající se metodou dálkového průzkumu dostatečně detailně, aby mohl být pro mou práci přínosem. Rovněž vybavení, jak co se týče geodetických přístrojů, tak co se týče počítačového vybavení, bylo na nepříliš vysoké úrovni a přes mé vysoké úsilí se mi podařilo mít přístup pouze k jednomu počítači, který ovšem těžko zvládal i základní funkce, o přístupu k internetu nemohla být ani řeč. Z tohoto důvodu, a s tím související časovou tísní k vyhotovení této práce, jsem upustila od možnosti detailně prozkoumat výhody a nevýhody použití metody obrazových map pro účel tvorby map orientačního běhu. V této práci bude tato metoda pouze nastíněna jako další možnost a ilustrováno bude na ukázce zpracované v softwarech, které nejsou profesionály v daném oboru využívány. V Rusku jsem se pokusila alespoň získat mapy jako podklad pro mapování v lokalitě Tore-Chol, případně Olchon, kosmický snímek nebo mapu velkého měřítka. Na katedře geodézie mě ubezpečili, že žádné takové mapy nemají, že všechny mapy podrobnější než je 1 : 200 000 jsou tajné a přístup k nim nemají jak studenti, tak ani pedagogové. Proto jsem při mapování v Rusku nevycházela ze žádných podkladů a mapování proběhlo na ”bílý papír”.

Pevně doufám, že laskavého čtenáře neurazím poněkud stručnější verzí diplomové práce než bylo původně plánováno, a že i přes časovou tíseň, s kterou bylo toto dílo tvořeno, není věcně ošizeno a stane se přínosem. 9

Kapitola 1 Úvod Problematika tvorby map orientačního běhu není nijak nová. Speciálně tvořené mapy pro orientační běh u nás vznikaly již kolem roku 1966, po přibližně patnáctiletém startu tohoto sportu na území bývalého Československa. Od té doby se mnohé změnilo a v posledních letech vlivem nových technologií mapování, jakými jsou například digitální fotogrammetrie, dálkový průzkum Země a metoda GPS (Global Position System), došlo k rychlému a efektivnímu sběru prostorových a dalších dat, které se využívají pro tvorbu a obnovu různých druhů map. Stejně jako nové technologie měření (resp. sběru dat), tak i metody tvorby a tisku map udělaly za poslední dvě dekády obrovský skok dopředu. Nové technologie, zaváděné do kartografie, zapříčinily ústup analogových technik a kompletní přechod na technologie digitální. Mapy orientačního běhu u nás nedělají jenom profesionálové, častěji je i dnes tvoří amatérští nadšenci. Touto prací bych chtěla přiblížit možnosti, jak se dají takové mapy vytvářet, tedy metody měření v terénu a jejich pozdější zpracování. Existují různé softwary a dalším úkolem této diplomové práce je vyhodnotit nejlepší metodiku tvorby map orientačního běhu, tzn. nejvýhodnější způsob sběru dat a nejvýhodnější kreslící software pro jejich tvorbu. Klasická metoda mapování pro orintační běh má jistě své přednosti (především je u nás už dlouho zažitá - takto se u nás mapuje už několik desítek let), ale je to vlastně metoda analogová. Jde vlastně o krokování mapaře pod úhlem (azimutem) a potom zakreslení objektu na mapu. Pozdější zpracování mapy, (tedy překreslení naskenovaného polního náčrtku do počítače), se dnes již dělá téměř výhradně v softwaru OCAD. V této práci ale hodlám analyzovat vhodnost použití i jiných dostupných CAD programů. Budou nastíněny i jiné možnosti a popsány výhody a nevýhody vyhodnocovaných softwarů. Jako ilustrativní ukázka různých metod tvorby map pro orientační běh poslouží mnou vytvořená část mapy orienatčního běhu v měřítku 1:15 000. V této problematice mě zejména zajímá možnost využití metody malých navigačních (turistických) GPS, leteckých a družicových snímků. Z tohoto důvodu jsem si vybrala takovou lokalitu pro měření, která má otevřený, málo zalesněný terén a pestrý výškopis. Taktéž druhá mapovaná lokalita má velmi vhodný terén pro použití malé GPS. Pokusím se dokázat, že metoda turistických GPS pro tvorbu map orientačního 10

běhu má v takovémto terénu svůj význam, že přesnost je dostačující a eknomičnost této metody je také vcelku vysoká, zejména v kombinaci s jinou metodou mapování. Touto problematikou se u nás už několik málo mapařů pro mapy orientačního běhu zabývalo, ale stále ještě nezvítězila nová technologie nad konzervativní a zdlouhavou klasickou metodou mapování. Přínos této práce vidím především v možnosti srovnat různé techniky měření, od klasického krokování, přes metodu geodetickou (tachymetr) a dálkový průzkum Země až po technologii GPS.

11

Kapitola 2 Co je orientační běh Orientační běh je sport, při němž orientační běžec absolvuje sled kontrolních bodů v určeném pořadí v nejkratším možném čase, pouze s pomocí mapy a buzoly. Tak jako ve všech druzích sportu, je nutné zajistit, aby podmínky závodu byly stejné pro všechny závodníky. Z pohledu závodníka je detailní a čitelná mapa spolehlivým průvodcem pro volbu postupu a umožňuje mu pohybovat se po trase zvolené tak, aby odpovídala jeho orientačním dovednostem a běžecké výkonnosti. Pokud však mapa není pravdivým obrazem terénu, když je nepřesná, zastaralá nebo špatně čitelná, nemůže se uplatnit závodníkova schopnost volby postupu. Podstatnou informací je vše, co brání v postupu - skály, voda, hustníky1 apod. Síť pěšin a cest ukazuje, kde je běh a orientace snadnější. Detailní klasifikace stupňů dobré nebo špatné průchodnosti pomáhá závodníkovi při volbě správných rozhodnutí. Nejvýznamnější orientační technikou je čtení mapy. Přesná mapa je proto nutná pro dobrý a účelný výběr postupu. V ideálním případě žádný závodník nemá získat výhodu nebo trpět nevýhodou způsobenou nedostatky v mapě. Cílem stavitele tratí je trať, na níž rozhodujícím faktorem pro výsledky budou orientační schopnosti. Toho lze dosáhnout jen když je mapa dostatečně přesná, úplná a spolehlivá, a je též jasná a čitelná v podmínkách závodu. Čím lepší mapu stavitel tratí má, tím lepší má šanci k postavení dobrých a spravedlivých tratí, ať už pro elitu, nebo pro začátečníky. Kontroly jsou nejdůležitějšími stavebními kameny trati. Výběr míst, umístění signalizace kontrol v terénu, ověření jejich polohy a hledání kontrol při závodě, to vše klade jisté požadavky na mapu(úplnost, přesnost, podrobnost). Pro mezinárodní závody musí být aktuální ve všech částech, které by mohly ovlivnit výsledek závodu. Úkolem mapaře je vědět, které věci mapovat a jak je vyjádřit. Souvislá aktivita v orientačním běhu je důležitá pro základní pochopení požadavků, kladených na mapy pro orientační běh, jako je jejich obsah, přesnost, míra podrobnosti a především čitelnost. Ukázka mapy orientačního běhu je na obrázku 2.1. Další podrobnosti lze najít v [1] nebo v [2]. 1

hustý porost - mladý les

12

Obr. 2.1: Ukázka mapy orientačního běhu

2.1

Různé druhy orientačního běhu

Orientační běh má mnoho podob. Základní členění v rámci mezinárodní federace orientačního běhu [4] je: • pěší orientační běh • lyžařský orientační běh • na horských kolech (MTBO) • pro vozíčkáře (Trail) Na obrázku 2.2 jsou oficiální loga druhů orientačních sportů. Disciplíny bývají jak v podobě individuální, tak štafetové. Navíc se mohou velmi lišit svojí délkou: od nejkratších parkových sprintů až po závody na dlouhé trati. Navíc existuje mnoho dalších speciálních variant, jako jsou závody dvojic, noční, bez určeného pořadí kontrol, s migrujícími kontrolami, s hromadným startem, horské, radiové aj. [2] Kontrola je v terénu označena oranžovobílým látkovým lampionem (3-boký hranol) o polích velikosti 30 x 30 cm (viz obrázek 2.3). Lampión je zpravidla umístěn na dřevěném nebo kovovém stojanu, kde je také štítek s kódovým číslem kontroly a speciální kleštičky, sloužící k označení průchodu kontrolou do startovního průkazu či zařízení pro elektronické ražení se záznamem času průběhu závodníka (SportIdent). 13

Obr. 2.2: Druhy orientačních sportů: oficiální loga dle IOF

Na mapě je kontrola podle normy ISOM (International Specification for Orienteering Maps - Mezinárodní norma Mapy pro orientační běh) zobrazena mapovou značkou 702 – kružnicí o průměru 6 mm fialovou barvou. Střed kružnice ukazuje přesné umístění objektu lampionu.

Obr. 2.3: Kontrolní lampión

Kromě mapy je základní pomůckou orientačního běžce buzola (obrázek 2.4). Slouží k rychlé a přesné orientaci mapy a k určení směru běhu (azimutu). Jde o jednoduchý přístroj (jeho podstatnou část tvoří kompas), který svojí konstrukcí umožňuje určit sever (nutný k orientaci mapy), sledovat nastavený azimut (směr běhu) a pomocí měřítka (příp. lupy) určovat vzdálenost na mapě. [2]

Obr. 2.4: Buzola

14

2.2 2.2.1

Organizace orientačního běhu Mezinárodní federace orientačního běhu

Mezinárodní federace orientačního běhu IOF (International Orienteering Fedaration) vznikla v roce 1961 v dánském hlavním městě Kodani. Mezi zakládajícími 10-ti členy bylo i Československo, zároveň byl zvolen do prvního předsednictva i náš zástupce Dr. Miroslav Hlaváček. Nejvyšším orgánem IOF je Kongres, který je pořádán v dvouletých intervalech. Deset zakládajících členů: Bulharsko, Československo, Dánsko, Finsko, Maďarsko, Norsko, Německá demokratická republika, Německá spolková republika, Švédsko, Švýcarsko. Současných členů je šedesát [13]. Na obrázku 2.5 je uvedeno oficiální logo IOF.

Obr. 2.5: Oficiální logo IOF

2.2.2

Český svaz orientačního běhu

Český (Československý) svaz orientačního běhu je zakládajícím členem Mezinárodní federace orientačního běhu (IOF). Hlavním posláním Českého svazu orientačního běhu (ČSOB) je péče o všestranný rozvoj všech orientačních sportů v České republice. ČSOB organizuje a řídí soutěže, vydává pravidla, vypracovává a popularizuje metodiku OB, LOB, MTOB. Od 13.3.2005 je předsedou ČSOB Ing. Radan Kamenický[3]. Na obrázku 2.6 je logo ČSOB.

Obr. 2.6: Oficiální logo ČSOB

2.3

Normy a legislativa v orientačním běhu

Tento krátký odstavec pojednává o normách orientačního běhu a o zákonech (vyhláškách a směrnicích), ke kterým přichází v úvahu přihlédnout při tvorbě map orientačního běhu. Orientační běh je celosvětově rozšířeným sportem. Pro spravedlivost soutěží a další rozvoj tohoto sportu je podstatný jednotný přístup k interpretaci a kreslení 15

map. Cílem mezinárodní normy Mapy pro orientační běh (ISOM) [5] je poskytnout předpisy pro tvorbu map, které mohou znázornit různé typy terénů celého světa a mnoho různých způsobů provozování orientačního běhu. Je definován výklad mapových značek (terénní tvary a skály, vodstvo, porost, umělé objekty, technické značky, značky pro dotisk), rozměry mapových značek, měřítko, interval vrstevnic, norma pro tisk. Taktéž je definována požadovaná přesnost mapování. Kromě této normy je třeba se řídit pravidly IOF (International Orienteering Federation) [4] pro závody v orientačním běhu. Pro závody IOF jsou odchylky od normy ISOM možné pouze se souhlasem mapové komise IOF. Pro ostatní závody musí být takový souhlas vydán národní federací (v ČR je tímto orgánem Český svaz orientačního běhu – ČSOB)) [3]). Další závaznou normou je „Směrnice pro tvorbu a evidenci map ČSOBÿ [12]. Popisuje organizační aspekty v podmínkách ČR, tj. hospodaření s prostory, financování, tiráž a evidenci map apod. Další normou je mapový klíč pro sprintové orientační mapy - ISSOM (International Specification for Sprint Orienteering Maps) [6], nyní platná od 15.4.2005 nahradila dřívější kontroverzní2 (dřívější norma vstoupila v platnost se zřejmými chybami, na které mezi prvními upozorňovali čeští mapaři map orienatčního běhu [7]). Pro další orientační disciplíny (LOB, MTOB) existují navíc doplňkové předpisy na základě normy pro pěší orientační běh: • AUTORSKÝ ZÁKON - č.121/2000 Sb. o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon) ze dne 7. dubna 2000 [10]. V tomto zákoně je o mapě orientačního běhu hovořeno jako o vědeckém díle. Jediný problém by mohl spočívat v tom, pokud je novým autorem použita jako podklad stávající mapa orientačního běhu. Pokud je však použita jako podklad jiná mapa (státní mapové dílo) nebo např. ortofotomapa (zakoupená), zákon žádný problém nevidí. • ZEMĚMĚŘICKÝ ZÁKON - č. 200/1994 Sb. o zeměměřictví a o změně a doplnění některých zákonů souvisejících s jeho zavedením a Vyhláška č. 31/1995 Sb. z 1.2. 1995 kterou se provádí zákon č. 200/1994 Sb., o zeměměřictví a o změně a doplnění některých zákonů souvisejících s jeho zavedením [9]. V zákoně je definovaná zeměměřická činnost (cit. §3 Zákona 200/94: Zeměměřickými činnostmi jsou činnosti . . . tvorba, obnova a vydávání kartografických děl, . . . ). Jediný rozpor vidím v tom, že v zákoně je přesně vymezeno, kdo může provádět zeměměřickou činnost3 , a to tak že vykonávat jí může pouze osoba k tomuto způsobilá4 , takže dle mého výkladu by neměla jakákoliv amatérská osoba vy2

Stanovisko Mapové rady ČSOB ke klíči pro sprint ISSOM: http://sosnov.ini.cz/maprad/ISSOM MR Cj.rtf 3 §3 odst. 3 zákona 200/1994 Sb.: „Zeměměřické činnosti jsou oprávněny vykonávat pouze odborně způsobilé osoby.ÿ 4 §3 odst. 4 zákona 200/1994 Sb.: Za odborně způsobilou osobu k výkonu zeměměřických činností se považuje fyzická osoba s ukončeným středoškolským nebo vysokoškolským vzděláním zeměměřického směru.

16

tvářet mapu ani k účelu orientačního běhu. Praxe je však jiná a je to dobře. Pro tvůrce map pro orientační běh jsou zde stanoveny podmínky, za kterých je možno využívat státní mapové dílo. (cit. §10 odst.2 Vyhlášky 31/95: Svolení k užití státního mapového díla uděluje jeho správce písemnou smlouvou uzavřenou s osobou, která státní mapové dílo užije). Výklad tohoto zákona, resp. této vyhlášky je pro potřeby t mvorby map orientačního běhu takový, že mapa pro orientační běh má natolik vysoké tvůrčí zpracování, že není nutné uvádět podklad. Ovšem předpisy ČSOB tuto povinnost nařizují (uvádí se v tiráži mapy). • LESNÍ ZÁKON - č. 289/1995 Sb. [11] Lesní zákon řeší vstup na pozemky lesa, zejména důležitý je pro konané závody. Podle § 20 odstavce 5 tohoto zákona musí být hromadné nebo organizované sportovní akce, konané v lese, oznámeny nejméně 30 dnů předem příslušnému orgánu státní správy lesů. Stejně tak je nutné povolení od Mysliveckého sdružení, neudělení souhlasu ke konání závodu může být např. z důvodu honitby nebo na jaře v době hájení. • Zákon České národní rady O OCHRANĚ PŘÍRODY A KRAJINY č. 114/1992 Sb. z 19. února 1992 ve znění pozdějších předpisů [1]. tento zákon je důležitý zejména pokud je potřeba uspořádat závod v chráněné krajinné oblasti. Je možné, že povolení potom bude vydáno např. pro limitující počet závodníků, nebo některé části chráněného území nebudou závodníkům vůbec přístupny. Proto je vhodné ještě před začátkem samotného mapování na toto pomyslet a případně se informovat u příslušných orgánů.

17

Kapitola 3 Mapa 3.1

Definice mapy

Mapa je kartografické dílo - kartografické vyjádření prostorově uspořádané skutečnosti. Pod pojmem mapa rozumíme zmenšené, zevšeobecněné (generalizace) zobrazení povrchu Země, ostatních nebeských těles nebo nebeské sféry, sestrojené podle matematického zákona na rovině a vyjadřující pomocí smluvených znaků rozmístění a vlastnosti objektů vázaných na jmenované povrchy [25].

3.2

Prvky map

Mapové prvky se v kartografii člení podle jejich původu, charakteru a významu. To je rozdíl proti mapování, které rozlišuje v obsahu map polohopis, výškopis a popis. • Prvky matematické - tvoří konstrukční základ mapy. Jsou to: kartografické zobrazení, geodetické podklady, kartografické sítě (vztažná síť aj.), měřítko, mapový rám a kompozice mapy (umístění mapového obrazu a doprovodných grafických a textových informací vůči mapovému rámu). • Prvky fyzickozeměpisné - tzv. přírodovědné; patří k nim: vodstvo, reliéf, porosty a půdní povrch tak, jak na Zemi vznikly, přírodní jevy a vše ostatní, co je dáno samotným vznikem a vývojem Země. • Prvky socioekonomické - tzv. společenskovědné; to jsou: sídla, dopravní a komunikační spoje, průmysl, zemědělství, politické a správní členění a ostatní prvky vzniklé lidskou činností. • Prvky doplňkové a pomocné - především jde o geografické názvosloví, vysvětlivky, grafy a vše ostatní, co vhodně doplňuje obsah mapy a usnadňuje jeho využití [25].

3.3

Třídění map

Mapy vyjadřují skutečnost pro nejrůznější účely, jejich druhová skladba je proto neobyčejně pestrá. Postup ke třídění map může vycházet z účelu, pro který je mapa 18

používána, způsobu jejího vzniku, skutečností, které vyjadřuje, nebo kartografického způsobu tohoto vyjádření. Důležité je ovšem upozornit na to, že řada map má víceúčelovou povahu a lze je proto klasifikovat rozmanitým způsobem.

3.3.1

Hlavní třídící znaky map z kartografického hlediska:

1. Podle územního rozsahu: • Mapy Země - světa (planisféry) • Mapy zemských polokoulí (hemisféry) • Mapy kontinentů, moří a oceánů • Mapy politicko-správních, fyzickozeměpisných, hospodářských nebo jinak vymezených celků nebo jejich částí - regionů 2. Podle účelu (odráží pestrou druhovou skladbu map) • Mapy pro národní hospodářství (státní mapová díla) • Mapy pro vědu, kulturu, osvětu (školní, turistické. . . ) • Mapy pro obranu státu (vojenské operační, taktické. . . ) • Mapy pro výuku (nástěnné, příruční atlasové. . . ) • Mapy pro orientaci (turistické, vodácké, plány měst, automapy. . . ) • Mapy pro propagační a reklamní účely • Mapy pro sport (orientační běh, lyžařské, vodácké) 3. Podle obsahu • Mapy obecně zeměpisné - zobrazují rozsáhlé celky s vysokou mírou generalizace základních fyzickogeografických i socioekonomických prvků • Mapy topografické - místopisné, podrobně zobrazující zejména geografickou realitu • Mapy přehledné - chorografické, se zřetelem na přehlednost před podrobností • Mapy tématické - účelové, speciální, s přednostně vymezenou tematikou v rozsahu jednoho nebo skupiny obsahových prvků (ostatní prvky mohou být potlačeny nebo vynechány) • Mapy fyzickozeměpisné (přírodních jevů): obecně fyzickozeměpisné, geologické, geofyzikální, geomorfologické, meteorologické a klimatologické, oceánografické, hydrologické a hydrogeologické, půdní, botanické, zoogeografické atd.

19

• Mapy socioekonomické (společenských jevů): obecně socioekonomické, demografické, mapy životního prostředí, ekonomické (obecně ekonomické, přírodních zdrojů, průmyslu, stavebnictví, zemědělství a lesnictví, dopravy a spojů, historické aj.) 4. Podle měřítka (T - pro hledisko technické, G - geografické) • Mapy velkého měřítka - T 1:200 až 1:5 000 (získávané podrobným mapováním); G až do 1: 200 000. • Mapy středního měřítka - T 1:10 000 až 1:200 000 (získávané topografickým mapováním); G až do 1:1 000 000. • Mapy malého měřítka - mapy menšího měřítka než středního. 5. Podle formy vyjádření skutečnosti • Mapy analogové - klasické ručně kreslené mapy na papíru. • Mapy obrazové - získané úpravou záznamu leteckých snímků nebo metodami dálkového průzkumu Země. • Mapové transparenty - tzv. diamapy - mapy určené pro promítání. • Mapy reliéfní - plastické mapy s fyzickým vyjádřením výškové členitosti území. • Tyflomapy - mapy pro nevidomé a slabozraké. • Mapy digitální - mapové prvky jsou vyjádřeny v digitální formě, rozčleněny do tématických vrstev a uloženy v počítači. 6. Podle koncepce vyjádření skutečnosti • Mapy analytické - vyjadřují jednotlivé konkrétní, přímo pozorovatelné a měřitelné skutečnosti, které mohou být mono i polytématické (mapy dešťových srážek, rozmístění průmyslu, topografické mapy, katastrální mapy, aj.) • Mapy syntetické - vyjadřují charakteristiky vyvozené cestou myšlenkových pochodů, tzn. abstrakce, generalizace a především syntézy vstupních elementárních údajů, tj. s vyjádřením vzájemných závislostí mezi jednotlivými prvky, jevy i jejich skupinami (např. mapy využití půd, mapy členitosti terénu, mapy synoptické - užívané v meteorologii pro předpověď počasí aj.) • Mapy komplexní - kombinující vlastnosti map analytických i syntetických a vyjadřujících složité geosystémy přírodní i socioekonomické povahy s obzvláště vysokou mírou abstrakce a generalizace (např. mapy klimatických pásem, mapy zemědělských produkčních oblastí, aj.)

20

7. Podle způsobu vzniku • Mapy původní - vzniklé na základě přímého a původního mapování (topografické mapy) nebo mapy vzniklé prvotním využitím leteckých a kosmických snímků či mapy vzniklé prvotním zpracováním statistických údajů (tématické mapy) • Mapy odvozené - zpracované na podkladě již existujících map nebo digitálních databází (zpravidla většího měřítka a podrobnějšího obsahu) 8. Z hlediska času • Mapy statické - zobrazují předměty a jevy k určitému datu • Mapy dynamické - zachycují vývoj v čase, v časové řadě • Mapy genetické - vznik a vývoj jevu v čase i prostoru za určité údobí • Mapy retrospektivní - rekonstrukce stavu objektů v minulosti • Mapy prognostické - odhad vývoje jevů v budoucnosti Uvedená klasifikace třídění map je pouze hrubým nástinem složité hierarchie existujících map. Základními přístupy třídění jsou: účel, obsah a zobrazené území [29]. Při klasifikaci kartografických děl je zpravidla určující účel sledovaný uživatelem. Mnohé mapy mají (např. z hlediska tématického) víceúčelový charakter a tak je lze současně zařadit různým způsobem, při čemž je prvořadé opět hledisko uživatele [30].

3.3.2

Zařazení map orientačního běhu z kartografického hlediska

Zde se pokusím zařadit mapu orientačního běhu do „škatulekÿ vymezených učebnicemi kartografie. Ad 1. Z hlediska územního rozsahu jde o mapy regionů. Ad 2. Z hlediska účelu jde o mapy pro sport. Ad 3. Z hlediska obsahu jde o mapy tématické. Ad 4. Z technického hlediska jde o mapy středního měřítka, z geografického hlediska jde o mapy velkého měřítka. Ad 5. Z hlediska formy záznamu skutečnosti může jít o mapy analogové (klasická metoda mapování) nebo mapy obrazové (pokud je použit jako podklad letecký nebo kosmický snímek), nebo mapy digitální (nakreslená mapa např. v OCADu)

21

Ad 6. Z hlediska koncepce vyjádření skutečnosti by mohlo jít o mapy analytické (jako topografická mapa), ve větší míře ale splňují předpoklady pro mapy syntetické (z pohledu mapaře používajícího generalizaci a abstrakci, vyjadřující např. stupně průběžnosti porostů, překonatelnosti překážek aj.). V tomto případě půjde tedy pravděpodobně o kombinaci obou předchozích metod, tzn. o mapy komplexní. Ad 7. Z hlediska způsobu vzniku jde o mapy buď původní (v případě mapování na „bílý papírÿ, nebo v případě použití leteckých, resp. kosmických snímků jako jediných podkladů) nebo o mapy odvozené (v případě použití podkladů - již existujících map). Ad 8. Z časového hlediska jde o mapy statické, zobrazující stav k určitému datu mapování. Podle jiného dělení [29] jsou mapy orientačního běhu zařazeny v kategorii socioekonomických tématických map.

3.4

Mapa orientačního běhu

Mapa orientačního běhu je podrobná topografická (tématická) mapa. Mapa musí obsahovat všechny objekty, které jsou zřetelné ve skutečnosti při běžecké rychlosti. Musí zobrazovat každý útvar, který by mohl ovlivnit čtení mapy či volbu běžeckého postupu: terénní tvary, skalní útvary, povrch, rychlost postupu porostem (průběžnost), základní využití půdy, rozhraní porostů, vodopis, sídliště a jednotlivé budovy, síť pěšin, cest a lesních průseků, ostatní komunikační linie (silnice, železnice, nadzemní vedení atd.) a útvary použitelné pro orientaci (lesní posed, krmelec, mohyla, boží muka aj.). Tvar terénu je jedním z nejdůležitějších hledisek mapy orientačního běhu. Správné použití vrstevnic je nezbytné pro vyjádření trojrozměrného obrazu - tvarů a výškových rozdílů. Při mapování v terénu je třeba brát v úvahu míru, po kterou je útvar rozpoznatelný (nebo regionálně důležitý), otevřenost lesa a průběžnost terénu. Hranice mezi různými typy povrchu je nutná pro správné čtení mapy. Rychlost běhu a volba postupu terénem závisí na mnoha faktorech. Informace o všech těchto faktorech proto musí být zobrazeny na mapě prostřednictvím klasifikace pěšin a cest, indikací zda bažiny, vodní útvary, ploty a zdi, skalní stěny a porost jsou průběžné, a znázorněním charakteristik povrchu a zobrazením otevřených ploch. Musí být také znázorněna jasně viditelná rozhraní porostů, neboť jsou využitelná při orientaci. Při mapování v terénu je nutné se snažit o udržení přehlednosti a čitelnosti mapy, tj. při volbě stupně generalizace si musí mapař uvědomit, jaké jsou minimální rozměry navržené pro normální zrak. O těchto kritériích mimo jiné informuje norma ISOM [5]. Mapa musí obsahovat magnetické poledníky a navíc může obsahovat některá místní jména a okrajový text pro pomoc závodníkovi při orientaci mapy k severu. Tento text musí být psán od západu k východu. Text uvnitř mapy musí být umístěn tak, aby nezakrýval důležité objekty a měl jednoduchý typ písma [5]. 22

Mapa je základní pomůckou orientačního běžce. Pro závody OB se používají speciálně zpracované podrobné mapy, ve kterých jsou zobrazeny všechny informace potřebné pro závodníka. Jednotlivé barvy na mapě vyjadřují: • bílá - vysoký les, bez obtíží průběžný • zelená - les hustý, špatně průchodný nebo křoví; tři odstíny zelené vyjadřují možnost průběhu • žlutá - otevřený terén bez stromů (pole, louky, paseky) • hnědá - výškopis (především vrstevnice) a terénní tvary (rýhy, brázdy, kupky, prohlubně, jámy apod.) • modrá - vodstvo (potoky, rybníky, prameny, bažiny aj.) • černá - situace (cesty, ploty, budovy, atd.), významné orientační body (posed, krmelec, boží muka aj.), také skály a kameny Značky na mapách orientačního běhu jsou uvedeny v normě ISOM, základní značkový klíč je uveden na obrázku 3.1.

Obr. 3.1: Základní mapový klíč map oreintačního běhu

Měřítko map orientačního běhu je 1:15 000. Terén, který nemůže být zmapován v měřítku 1 :7 500 a čitelně prezentován v měřítku 1:15 000, není vhodný pro mezinárodní pěší orientační běh [5]. V menší míře se ještě používá měřítko 1:10 000 a jiné.

23

Terén pro orientační běh je obvykle nejlépe zobrazen vrstevnicemi s 5 m intervalem, v plochých terénech se častěji používá ekvidistance 2,5 m. Tvar terénu se znázorňuje pomocí velmi detailně kreslených vrstevnic, a pomocí značek pro malé kupky, prohlubně atd. To je doplněno v černé barvě značkami pro skály a srázy. Je třeba se vyhýbat přehnanému užívání pomocných vrstevnic, neboť jejich větší množství komplikuje mapu a dává špatnou představu o výškových rozdílech. Pokud znázornění nějakého prostoru vyžaduje velký počet pomocných vrstevnic, je čitelnější alternativou menší interval vrstevnic. Relativní výškové rozdíly mezi sousedními útvary musí být na mapě vyjádřeny co nejpřesněji [5]. Absolutní výšková přesnost je méně důležitá. Je přípustné lehce měnit výšku vrstevnice, pokud to zlepší vyjádření terénního tvaru. Tato odchylka nemá překročit 25 % intervalu vrstevnic (v případě klasické ekvidistance 5 metrů je tato odchylka 1,25 m) a je třeba brát ohled i na sousední tvary.

3.4.1

Generalizace a čitelnost mapy orientačního běhu

Dobrý terén pro orientační běh obsahuje velký počet a značnou rozmanitost útvarů. Je nutno vybrat a zobrazit na mapě ty, které jsou pro orientačního běžce při závodě nejpodstatnější. Aby mapa byla čitelná a snadno srozumitelná, je nutné využít kartografickou generalizaci. Generalizace má dvě fáze - generalizaci výběrem a generalizaci geometrickou. Generalizace výběrem je rozhodování, které detaily a tvary mají být zobrazeny v mapě. K takovému rozhodnutí přispívají dvě důležité úvahy - důležitost útvaru z pohledu orientačního běžce a vliv na čitelnost mapy. Tato dvě hlediska mohou někdy být neslučitelná, ale nikdy se nesmí potlačit požadavek čitelnosti kvůli znázornění přebytku malých detailů a tvarů na mapě. Proto bude nutné v etapě mapování pro mnohé typy detailů stanovit minimální rozměry. Tyto minimální rozměry se mohou poněkud lišit mapu od mapy v závislosti na četnosti těchto detailů. Nicméně, jednolitost je jednou z nejdůležitějších vlastností map orientačního běhu. Geometrická generalizace může významně ovlivnit přehlednost mapy. Používá se k tomu zjednodušení, posunutí a kresba nad míru. Čitelnost vyžaduje, aby velikost značek, síla čar a mezery mezi čarami vycházely z vnímání normálním zrakem za denního světla. V předepsaných značkách jsou uvažovány všechny tyto faktory vyjma vzdálenosti mezi sousedními symboly. Velikost nejmenšího útvaru, který se objeví na mapě, záleží částečně na grafických vlastnostech značky (tvar, velikost a barva) a částečně na poloze sousedních značek. Pro bezprostředně sousedící útvary, které zabírají na mapě více prostoru než ve skutečnosti, je podstatné, aby byly též zachovány vzájemné vztahy mezi nimi a dalšími blízkými útvary [5].

3.4.2

Přesnost mapy orientačního běhu

Přesnost mapy pro OB udává obecně norma ISOM [5] tak, že pokud je vzdálenost mezi sousedními útvary chybná o méně než 5 %, jsou požadavky přesnosti splněny.

24

Přesnost mapy jako celku závisí na přesnosti měření (poloha, výška a tvar) a přesnosti kreslení. Přesnost polohy na mapě orientačního běhu musí být v souladu s tím, co lze dosáhnout buzolou a krokováním. Objekty musí být umístěny s takovou přesností, aby závodník užívající buzolu a krokování nevnímal žádný nesoulad mezi mapou a skutečností. Absolutní výšková přesnost má na mapě orientačního běhu malý význam, ale nezbytné je, aby mapa zobrazovala co nejpřesněji relativní výškové rozdíly mezi sousedními útvary. Přesné znázornění tvarů je pro orientačního běžce velmi důležité, neboť přesný, podrobný a někdy i nadsazený obraz terénního tvaru je základním předpokladem pro orientaci. Zachycení množství malých detailů však nesmí zastřít celkové tvary, je nutné mapovat s citem pro generalizaci. Co se týče přesnosti kresby, tak ta má pro každého uživatele mapy prioritní význam, protože přímo souvisí se spolehlivostí výsledného mapového díla. Absolutní přesnost je důležitá, má-li být mapa orientačního běhu použita s pozičním systémem nebo spolu se sadou geografických dat z jiného zdroje. V takovém případě musí být také možné transformovat mapu do známého geografického referenčního systému.

25

Kapitola 4 Historie map orientačního běhu v Česku 4.1

Počátky mapové tvorby orientačního běhu

První známou mapou orientačního běhu v bývalém Československu je zřejmě speciálně vytvořený náčrtek pro noční „orientačné pretekyÿ tříčlenných hlídek (8.4.1933 u Vrůtek)[1]. V Československu odstartoval organizovaný OB v roce 1950, což bylo více než padesát let ztráty za Norskem. Je zajímavé sledovat, jak jsme ji doháněli. Do začátku jsme měli velkou výhodu - velmi kvalitní vojenské mapy po celé ploše státu. Od prvního celoplošného vojenského mapování v letech 1763-87 a prvních přesných trigonometrických sítí 1818-1864 až do současné digitalizace mapových děl a využívání leteckých a družicových snímků byla tvorba map podporována všemi státními režimy. Jako jedna z mála zemí máme celé území velmi slušně zmapované v měřítku 1:10 000. Pro příklad: sousední Rakousko nemá dodnes celoplošnou mapu lepší než topografickou mapu 1: 50 000. Aktuální podrobné mapy byly ovšem v 50. letech podle sovětského vzoru (a doporučení) tajné. Proto se závodilo na přežívajících starších mapách běžně používaných při pěší turistice. Byly to mapy vojenského původu v měřítku 1: 75 000, tzv. „speciálkyÿ. Jen na některých z nich byly lesy vyznačeny zeleně, všechna ostatní kresba byla černá, terén byl znázorněn šrafováním. Měřítkem mapy bylo předurčeno, že v ní nemůže být řada důležitých prvků, například detailnější síť průseků a cest, malé terénní tvary apod. Dalším problémem byla zastaralost mapy, tyto mapy („speciálkyÿ) byly naposled reambulované v letech 1918-1923. Na druhou stranu to však byla kvalitní ruční práce. Velmi jemná a hustá kresba vyžadovala, aby se závodník při jejím čtení zastavil a v klidu, často i s lupou studoval další postup. Malá chyba v zákresu kontroly nebo poškození mapy mohly rozhodujícím způsobem ovlivnit výsledky. Tehdejší československá turistická koncepce orientačního sportu tyto mapy ještě snesla. Výsledky byly značně závislé i na plnění dalších úkolů na kontrolách. Orientace měla význam hlavně pro úsek, který byl časově limitován. Limit byl stanoven tak, aby se dal splnit rychlou chůzí. V roce 1960 přišla zásadní změna pojetí - byla zru-

26

šena povinná zátěž (batoh), odpadly bodované otázky na kontrolách a zůstalo už jen klasické severské „atletickéÿ pojetí běhu s orientací. Jediným hodnotícím kritériem se stal čas. Požadavky na přehlednost, přesnost a věrnost mapy se tak dramaticky zvýšily. Již koncem padesátých let se začalo přecházet na pětibarevné tzv. státní mapy 1:50 000 a od roku 1960 na jim velmi podobné vojenské mapy 1:50 000 v souřadnicovém systému S-42. Zelené lesy, modré vodstvo, černá situace, oranžové silnice a zejména hnědé vrstevnicové vyjádření terénu, to vše bylo značným pokrokem proti „speciálkámÿ. I přes aktualizovanou kresbu situace a daleko větší přehlednost však tyto mapy stále nebyly pro přesnější orientaci vyhovující. Přehlednosti bylo dosahováno generalizací a tak mnohdy byly potlačeny i takové terénní tvary a situační objekty, které bylo možno najít na „speciálkáchÿ. Schopnost odhadovat tyto chyby a zvládnout schematičnost mapy patřila tehdy k nejdůležitějším prvkům orientačního umění. Při Mistrovství ČSSR 10.8.1963 ve Svratce byly poprvé použity vojenské mapy 1:25 000. (Na Slovensku však už 26.7.1963 při Poháru SNP v Oravicích). Měly obdobné nedostatky jako padesátky, ale přece jen v daleko menší míře. Pro volbu postupů bylo výhodné, že na těchto mapách už byly paseky a mladý les odlišeny zeleným šrafováním od ostatních lesních porostů [1]. Všechny tyto mapy - někdy pouze výřezy z nich - si oddíly půjčovaly v mapové službě Geodézie nebo ve Vojenském zeměpisném ústavu (VZÚ). Byl to utajovaný materiál, bylo nutno jej přesně evidovat a po závodě je od všech účastníků vybrat zpět. Tak byl prakticky vyloučen individuální trénink, vznikaly komplikace s evidencí a se ztrátami map. Někdy se používaly amatérské černobílé fotokopie map, problémy s utajením se obcházely zaretušováním všech utajovaných údajů. První taková doložená fotokopie je okolí Pístovic u Vyškova, jihomoravský krajský přebor 2.6.1963. Nad možnou výhodou předem zakreslené trati však převážily nevýhody. Jednobarevnost, špatná čitelnost, technické potíže a ne zcela legální charakter kopií byly hlavními důvody, pro které tento způsob zůstal jen nouzovým řešením. V šedesátých letech se objevily jednobarevné zjednodušené mapky situace bez vrstevnic, překreslené z map 1:25 000 nebo i 1:10 000 a bez zmenšení planograficky rozmnožené. První doložená byla určena pro pražský noční orientační závod 21.10.1961. Běžně se mapky tohoto druhu připravovaly pro dětské náborové soutěže SHM (sportovní hry mládeže) s fáborkovanými tratěmi v Brně i jinde od roku 1963 [1].

4.2

Tvorba speciálních map orientačního běhu

Rokem 1966 začalo u nás zhruba pětileté období revolučního vývoje map pro OB, období hledání, názorových sporů, nadšení a obětavé průkopnické práce. Začátky tvorby speciálních map pro OB byly výlučně amatérskou záležitostí závodníků pořadatelů, kartografických samouků, kteří se poprvé dostali na orientační závody do zahraničí a pak se doma na koleně snažili dohnat světový trend [14]. První, speciálně pro OB kreslenou tříbarevnou mapku vytvořil J. Novotný pro „Putovní zvonecÿ 10. 4. 1966 v Gottwaldově (dnešním Zlíně). Okamžitě se v Šumperku, Brně i jinde vyrojila další dílka tohoto typu. Všechno to byly mapky překreslené neškolenou rukou a nedokonalou technikou přímo z vojenských map a bez 27

zmenšování nekvalitně vytištěné (tzv. tisk ze želatiny). Při překreslování nebyly provedeny žádné opravy, ba naopak, pro ulehčení kresby se zvětšovala ekvidistance a vynechávalo množství detailů, samozřejmě i všechny názvy a jiné utajované údaje. Pro OB to však byl obrovský pokrok - mapy zůstaly po závodech běžcům na diskusi a další trénink. Největší počet těchto primitivních map vydaly oddíly v Brně a v Gottwaldově (za rok 1966 jen v Gottvaldově nejméně 8). Na některých již pro úsporu tisku byly lesy tištěny ne zelenou plochou, ale jen zelenou obvodovou čarou. Někdy ani to ne, lesy zůstaly bílé stejně jako pole a louky. Našli se i snaživí pořadatelé, kteří ručně na všech mapách lesy kolorovali vodovkami. Některé mapky byly kresleny jen v jedné barvě a kopírovány planograficky s typickým načervenalým nádechem. Pro závody „Pohár časopisu Turistaÿ 23. 6. 1966 u Berouna se zrodil první plod významné dohody mezi ústředím orientačního sportu a Vojenským zeměpisným ústavem (VZÚ) v Praze. Dohoda umožňovala ve VZÚ kvalitně a prakticky zdarma tisknout výřezy z originální kresby topografických map 1:25 000 s vynecháním všech textů, výškových a jiných číselných údajů, sídliště byla nahrazena šrafovanou plochou. Map tohoto druhu bylo v letech 1966 - 1972 vydáno asi 200 listů v celkovém nákladu okolo 200 000 ks a sehrály v rozvoji československého OB velmi důležitou úlohu, hlavně v letech 1967 - 69. Byl to vrchol éry map „zeleňavekÿ(obrázek 4.1), nazývaných tak podle zelené barvy pro lesy.

Obr. 4.1: Ukázka mapy „zeleňavkyÿ Při tisku výřezů se však často na přání pořadatelů závodů vynechávala vedle textů i další černá kresba: cesty, průseky, dokonce i silnice. Zastánci vynechávání chtěli tímto trikem přenést i k nám severský způsob orientace podle terénu bez cest. Mapy bez cest však vnášely do orientace velký moment náhody a zvyšovaly výhodu závodníků obeznámených s terénem nebo alespoň jeho charakterem (např. průseková síť). Nutnost omezit moment náhody spolu s počínajícími kontakty se zahraničním vývojem však naopak vyvolaly potřebu zpřesňování map. A tak současně s vyvrcholením éry vynechávání se rozvíjely i snahy o odstraňování nejhrubších chyb v mapách, později též o aktualizaci situační sítě a postupně i o doplňování chybějících výrazných terénních tvarů. Zpočátku si opravy v mapě dělali sami závodníci podle tzv. vzorové mapy před startem. Někteří obětaví pořadatelé zakreslili opravy a někdy dokonce i tratě do všech map (jinak si trať zakresloval každý sám na startu v čase závodu). Ne vždy se však podařilo zakreslit všechno a přesně na všech mapách [1]. 28

V roce 1968 se objevily první amatérské mapy obsahující již i dokreslené detaily jako bažinky a krmelce. Současně byly již i v barvách podle severských vzorů a doporučení IOF, tj. les bílý, pole a louky žluté. První „žlutáÿ mapa pro „Pohár Lokomotivyÿ 5.5.1968 zobrazovala prostor Hády a byla dílem S. Novotného a B. Šerého z Brna. V rychlém sledu vytvořila tato dvojice řadu map s postupně přesnějším obsahem, dokonalejší formou a lepší kvalitou tisku. Jejich práce v terénu se ještě nedá nazvat mapováním, ale jejich zásadní přínos je v tom, že již nepřebírali podkladovou mapu pasivně, ale šli ji před obkreslením do terénu vylepšit. Na podzim 1968 byla ustavena československá mapová komise. Výraznými postavami v ní byli V. Krajča a S. Nosál. Nejvýznamnější akcí mapové komise bylo první školení „dobrovolných kartografů - dokreslovačů mapÿ v říjnu 1968 v Praze a na něm zejména přednáška předsedy mapové komise IOF Jana Martina Larsena z Norska. Zde byl i českým mapařům v konečných rysech definován cíl: přesná mapa s množstvím detailů, klasifikovaná z hlediska orientačního běžce a ne vojáka či národohospodáře. Ve stejném duchu proběhl i mezinárodní seminář 25. - 27.10.1969 v Doksech. Mapová komise vydala v roce 1969 mapový klíč a metodický text pro mezinárodní závody s ohledem na tzv. „mapy nadstavbovéÿ. Byly to žlutobílé obdoby dosavadních „zeleňavekÿ, ale nyní s možností jistých, velmi omezených oprav a doplňkových značek do retušovaných vojenských podkladů, tištěné opět zdarma ve VZÚ. Byl to sice jistý pokrok, ale omezení byla tak silná, že aktivnější oddíly si raději nadále vyráběly mapy kdekoliv jinde. Začátkem roku 1970 byl vydán i metodický návod „Tvorba map pro OBÿ – český překlad základního díla mapové komise IOF. Skončila tak doba největšího tápání a sporů [1]. V roce 1969 se do čela vývoje u nás postavil Stano Nosál svojí diplomovou prací, mapou „Hornopožárské polesíÿ (ukázka této mapy je na obrázku 8 Přílohy 1). Množstvím detailů a kvalitním zpracováním se vyrovnala zahraniční úrovni a stala se vzorem pro čs. mapaře. Technické vybavení profesionálního kartografa a výjimečná možnost kvalitního tisku vlastní kresby byly však ostatním „lidovým mapařůmÿ nedostupné. VZÚ připustil jen velmi omezené opravy v nadstavbových mapách. Výjimkou byla zajímavá mapa „Silické planinyÿ pro Mistrovství ČSSR 20.-21.9.1969. S využitím mapy 1:5 000, vzniklé z pokusného leteckého snímkování, ji mapoval a tiskové podklady vytvořil Ivan Lexa a bratislavský kolektiv. Mapa byla použita i v žádosti o uspořádání Mistrovství světa 1972 [1]. Začátkem roku 1970 vytvořil v amatérských podmínkách Zdeněk Lenhart v Brně mapu „Holednáÿ (viz obrázek 4.2), první prostor mapovaný systematicky po celé jeho ploše. V krátké době následovaly další obsahově kvalitní amatérské mapy. Běžně se již používalo podkladů 1:10 000 a zmenšování kresby. Kresba a tisk měly ovšem k dokonalosti daleko. Rokem 1970 také skončilo u nás výlučné postavení měřítka 1:25 000. Pro MČSSR ve Vidnavě v září 1970 vydal olomoucký kolektiv mapu 1 :20000, v květnu 1971 použili v Jičíně pro Prachovské skály měřítko 1:16 667. V dalším vývoji převládlo měřítko 1:20 000, později 1:15 000. Vyskytují se však i mapy 1:10 000, pro lyžařský OB 1:30000, v ýjimečně i 1:33 333 a 1:40 000. Někdy se používají i podrobnější měřítka, zejména pro malé mapky komplikovaných terénů a pro výukové účely [1]. 29

Obr. 4.2: Mapa Holedná, 1970

V roce 1971 se nezávisle na sobě objevily na mapách v Opavě, Brně a Třinci zelené hustníky. Tím byla u nás tedy ukončena velká vývojová pětiletka v tvorbě map. Špičkové mapy roku 1971 již prakticky splňují nároky moderního OB v dnešním pojetí. V dalším období se zvyšovala průměrná kvalita map, zlepšovala organizace i technické podmínky jejich tvorby. V roce 1971 byla upravena dohoda s VZÚ, která umožnila tisknout i nově nakreslené mapy za pevnou cenu 1 Kčs za kus do pokladny svazu OB. Dodací lhůty byly však dlouhé a tak velká část oddílů i nadále využívala místních tiskáren n.p. Geodézie, zejména v Brně, Pardubicích a Liberci. Zmíněná dohoda však přinesla i velmi nepříjemnou povinnost - zdlouhavé schvalovací řízení. Pořadatel musel obrys prostoru zakreslit do čtyř předtištěných průsvitek, ty pak svaz hromadně dvakrát ročně předkládal Ministerstvu národní obrany (MNO). Jen malé procento z nich se po několika dalších měsících vrátilo s povolovacím razítkem. Zejména v okolí velkých měst bylo nutno žádat opakovaně o velký počet prostorů, výsledky byly naprosto nepředvídatelné. Ani u schválených nevinných prostorů však na mapách nesměly být žádné reálné místní názvy, o případných souřadnicích či kótách ani nemluvě. Naštěstí pro vlastní OB, jsou tyto údaje k ničemu. Tisk byl možný jen v podnicích Geodézie, které byly vázány povolovacím seznamem z MNO [1]. Samostatně se od roku 1970 ubíral vývoj map pro mistrovství světa 1972. Stano Nosál se stal placeným kartografem svazu OB, absolvoval měsíční studijní pobyt v Norsku. Pod jeho vedením pak pracovalo velké množství různě schopných mapařů. IOF požadovala přípravu dvou sad prostorů. Jako záložní prostory byla zmapována větší část Silické a Plešivské plošiny na Slovensku (zejména Pavel Samuel). Tyto mapy byly použity až po letech pro mistrovství Slovenska. Mistrovství světa však proběhlo v pískovcových oblastech severních Čech. V nesmírně náročných terénech, do té doby pro pořádání závodů netypických, byly za cenu vysokých nákladů a po několikanásobném vylepšení poměrně kvalitně zmapovány rozsáhlé prostory. Do his30

torie se zapsaly jako premiéra zelených hustníků na mistrovství světa. Jak mapový klíč IOF (1967), tak i z něj odvozený československý klíč (1969) a klíč pro MS v r. 1972 vycházely z potřeb skandinávských terénů a měly proto zejména nedostatečně rozvinuté prostředky pro kresbu porostů. Tak zůstával stále prostor pro výboje experimentátorů - toto hledání mělo však negativní dopad v nejednotnosti používaných značek. Nejednotnost v použitých značkách, rozdílná kvalita kresby i grafické úpravy, rozdíly v barvách používaných různými tiskárnami, rozdílná kvalita tisku, nekvalitní papír - to byly největší bolesti 70. let. Omezené technické možnosti polygrafie v ČSSR v porovnání se zahraničím vedly k vyšší pracnosti a nižší kvalitě. Tři stupně zelené se například vykreslovaly ručním tečkováním, plnou zelenou plochou a kombinací plné zelené s modrým tečkováním. Fotografické kopírování rastrů se začalo užívat až v osmdesátých létech. Podobně se jen velmi pomalu počátkem osmdesátých let zavádělo používání kvalitních plastikových fólií ze zahraničí pro práci v terénu. Do té doby se mapovalo přímo na papírovou podkladovou mapu, výsledek byl nepřehledný, za mokra se nedalo ani kreslit, ani gumovat. Díky úsilí mapové komise na poli materiálního vybavení a každoročních školení už přestalo být mapování doménou několika vyvolených. Financování tvorby map z fondů Národní fronty pro masový rozvoj (od r. 1976) umožnilo výrobu vlastních map i finančně slabším oddílům. Potíže byly naopak stále se získáváním a kvalitou podkladových map a od r.1979 s nutností dalšího schvalovacího řízení, vedle MNO ještě v Ústavu geodézie a kartografie. Letecké snímky byly před změnou poměrů v roce 1989 rovněž velmi obtížně dostupné, ale naštěstí nehrají v Československu vzhledem ke slušné kvalitě mapových podkladů a k neprůhlednosti vysokých jehličnatých lesů tak velkou roli. Nevyhodnocené snímky používal zřejmě jako první Miroslav Koblížek v polovině sedmdesátých let. Svůj vývoj měla i grafická podoba map. Průkopnická dílka z 60. let byla z tohoto pohledu skutečně školácká, někdy chyběly i věcné údaje jako měřítko apod. Volný prostor kolem kresby byl někdy využíván pro různé více či méně zdařilé kresbičky. Více se však rozšířilo uvádění mapového klíče, zejména na mapách určených širší veřejnosti - akce jako „Kufrování s Dominemÿ, „Buď fitÿ, „V lese celá rodinaÿ, apod. V osmdesátých letech se jednotliví mapaři různými cestami dostávali k atraktivní práci v zahraničí. Nejexotičtěji působí zřejmě jména Grosman a Peterka na mapě z Filipín 1982. České mapařské výtvory jsou však zcela bezpečně v Norsku, Švédsku, Polsku, Německu, Francii, Španělsku, Itálii, Švýcarsku, Rakousku, Slovinsku, Chorvatsku, Srbsku, Israeli, USA, Chile a Číně, samozřejmě i na Slovensku a jinde [1].

4.3

Současnost a budoucnost

Lokalizační mapky na mapách orienatčního běhu do té doby nebyly povoleny. Začaly se vyskytovat až po změně poměrů v roce 1989, stejně jako reklamy. Někteří mapaři si vytvořili svůj grafický styl, jiní naopak stále experimentovali.

31

Mistrovství světa 1991 Největším koordinovaným projektem do dnešní doby byly mapy pro mistrovství světa 1991, československé pořadatelství se dodnes považuje za „svátek orientačního běhuÿ. Při mapování pro mistrovství světa 1991 v Mariánských Lázních Josef Borůvka a Petr Uher zpracovávali jako první letecké snímky stereovyhodnocením. Včetně tréninkových táborů vzniklo sedmnáct map s jednotnou grafickou úpravou [1]. Nástup počítačů Na začátku 90. let se v tvorbě map orientačního běhu objevilo použití počítače. První mapa kreslená na počítači z české dílny se objevila na sklonku roku 1991 ve Francii, byla to „Les Grandes Dessusÿ od firmy SHOCart. V roce 1992 se i u nás objevila prakticky současně celá řada počítačem kreslených map, prvenství si přisvojila textem na sobě natištěným mapa „Zlínské pasekyÿ použitá však až v květnu 1992. Mapa Pivovar (Nord Service Opava) byla použita již 12.4.1992 pro krajský žebříček. Zhruba od roku 1997 jsou prakticky všechny mapy kresleny pomocí počítače, snad bez výjimky programem OCAD. První mapou tištěnou technologií CMYK je „Kobylanecÿ firmy KARTstudio s premiérou 13.5.1995. Při práci na mapě „Volská říšeÿ pro M ČR 1999 se T. Novák pokoušel využívat satelitní navigaci GPS. Podle jeho vyjádření však praktický přínos byl minimální, přesnost nebyla dostatečná. Tím jen potvrdil starší pokusy Hanse Steineggera ve Švýcarsku [1]. Ovšem od doby, kdy T. Novák poprvé použil metodu malé GPS (podzim 1998) se hodně změnilo, především v té době ještě americké ministerstvo obrany vysílalo rušící kód SA (selektivní dostupnost), který záměrně snižoval přesnost (vysílán byl až do roku 2000). Tímto rušením vykazovala změřená absolutní poloha chybu až 100 m. Metoda DGPS (diferenciální GPS) ovšem tuto chybu byla schopna odstranit a s přesností klesnout až na chybu 1 m v absolutní poloze. Dnes ovšem T. Novák, jako jeden z mála v branži orientačních mapařů metodu malých GPS s úspěchem využívá pro tvorbu městských map a plánů v měřítku 1:10 000, tzn. s vyššími nároky na přesnost než v případě mapování pro měřítko 1: 15 000. Podle jeho slov je s podivem, že jsou v tomto ohledu orientační mapaři natolik konzervativní, že stále používají pracnou klasickou metodu mapování. Vznik archivu map Počátkem 90. let vytvořil Miloš Broulík databázi map, která obsahovala záznamy o více než 2000 československých mapách vydaných od roku 1968. Na ni navázal Jaroslav Kuchař když od roku 1996 budoval soukromý archiv map a posléze Zdeněk Lenhart při tvorbě archivu ČSOB, jenž je součástí sbírek Centra historie OB při muzeu ve Zlíně [14]. Databáze jsou volně přístupné na internetu. Jaroslav Kuchař vytvořil v zimě 1998 digitální atlas map OB (GIS) spojený s výše uvedenou databází. U překrývajících se map jsou v něm jen nejnovější vydání. Z databází lze vyčíst i základní statistické údaje. Od konce 70. let se u nás vydává ročně okolo 100 map, maximum bylo 132 v roce 1988, minimum 52 v roce 1993. Největším producentem je TJ Jičín (přes 130 map), následují Nový Bor (přes 80), Ostroj Opava (70), Zlín, VŠZ Brno. Obvyklý náklad je nyní asi 2 000 výtisků, v osmdesátých letech se však běžně tisklo 5 000 kusů.

32

Mapy pro OB již pokrývají rozsáhlé souvislé prostory na Drahanské vrchovině, v Lužických horách, Českém ráji, v Nízkém Jeseníku, na Jindřichohradecku apod. Velká část z vydaných map je zahrnuta ve sbornících, které z povinně odváděných výtisků v počtu 300 kusů (později jen 200) sestavovala mapová komise v letech 1977-1993 [1]. Archiv map OB je součástí sbírek Centra historie orientačního běhu při Muzeu jihovýchodní Moravy ve Zlíně. Na jeho internetových stránkách [13] je možno celou databázi stáhnout. Počítačová databáze zahrnuje 4276 titulů (k 13.7.2005). Tvorbu archivu podporuje Český svaz OB prostřednictvím mapové komise. Archiv má tři části: základní, zahraniční a kuriozní mapy OB. Pro mapy z archivu jsou v databázi úplné ověřené údaje, zejména: název, oddíl, rok, měřítko, ekvidistance vrstevnic, druh (LOB, park, MTBO), plocha, kraj, okres, obec, tradiční název prostoru, překrývající mapy, zeměpisné souřadnice, lokalizace v autoatlase, turistická mapa, autoři, vydavatel, tiskárna, technologie tisku, náklad, evidenční a schvalovací čísla, jiná čísla, premierový závod a adresa správce. Vyhledávání v databázi map pro OB v propojení s podrobnou mapou ČR lze najít na portálu Tiscali (http://mapy.tiscali.cz/obmapy/obmapy.php). K dispozici jsou základní informace jako je název mapy, rok vydání a autor. Jiná vyhledávací služba je na adrese http://ob.vse.cz/mapsearch/ autorů Jana Šafky a Martina Sajala. Zde je navíc seznam odkazů na mapy na internetu a seznam správců map. Další zajímavou vyhledávací službou je „Elektronický Atlas orientačních map ČRÿ. Je to soubor skenovaných (rastrových) orientačních map vydaných do konce roku 2003. V internetové verzi, která je pravidelně aktualizována, umožňuje vyhledávání jednotlivých map. Lze jej najít na adrese: http://www.prodata.cz/OSMapy/. Součástí této kapitoly je příloha (Příloha č.1) ukázek map orientačního běhu od historických až po současnost. Výhled do budoucnosti Co se týče budoucnosti map orientačního běhu, lze jen těžko odhadovat, kam povede další vývoj. Zajímavou představu o budoucích mapách pro orientační běh má Ing. Pavel Zahájský, který transformoval dvourozměrnou papírovou mapu Jezírko 1980 (kolektiv autorů VŠ Praha) do trojrozměrného zobrazení. Tato vizuálně trojrozměrná mapa byla zpracovaná výhradně na počítači a má trojnásobné převýšení kvůli lepšímu efektu představivosti (obrázek 4.3). Kuriozity mezi mapami orientačního běhu Nejjednodušší kresbu má nepochybně mapa Pavla Pekárka „Brněnská přehradaÿ pro bruslařský OB 3.2.1991. Je černobílá a obsahuje pouze křivku břehu. Podobnou kuriozitou je i mapka pro první vodácký orientační závod v ramenech Dunaje 9.6.1963 vytvořená speciálně pro orientační sport.

33

Obr. 4.3: Jedna z možností, jak by mohla vypadat mapa orientačního běhu v budoucnosti

Objevovaly se i miniaturní mapky „dlaňovkyÿ drobných příměstských prostorů a parků pro výuku. Jejich předností byla časově nenáročná příprava a mnohdy i tisk zdarma na nevyužitých okrajích papíru vedle velkých map. Nejmenší mapou je asi „Rarohÿ v Brně z roku 1989, 40x53 mm (obrázek 4.4). Zajímavá je kombinace na mapě Borise Dvorského „Na pískuÿ vydané r. 1990 k 40. výročí prvního OB u nás. Ukazuje jeho terén ve čtyřech podobách: šrafovaná „speciálkaÿ 1:75 000 použitá v roce 1950, pětadvacítka 1967, dvacítka 1974 a patnáctka 1990. První speciální mapou pro lyžařský OB byla v roce 1972 mapa „Dědekÿ 1:20 000 (oblast Pradědu v Jeseníkách), vydaná Slávií VŠ Olomouc. První speciální mapou pro cyklistický MTBO je „Bike borÿ Vladimíra Lepšíka pro mezinárodní MČR 23. 9. 1995 v Novém Boru [1].

34

Obr. 4.4: Mapa Raroch - nejmenší mapa pro OB; 1989

Součástí této kapitoly je příloha (Příloha č.2) ukázek zajímavostí mezi mapami orientačního běhu.

35

Kapitola 5 Podklady pro mapování map orientačního běhu Na našem území existuje mnoho druhů map, jako podklad pro tvorbu map může posloužit několik z nich, nejvýhodněji se jeví použití kombinace několika. Sesbírání vhodných podkladů je pro tvorbu nové mapy orientačního běhu velmi cenné, může ušetřit mnoho času a práce.

5.1

Topografické mapy

5.1.1

Základní mapa ZM10

Základní mapa pokrývá celé území bývalého Československa v měřítkové řadě 1:200 000 (ZM200), 1:100 000 (ZM100), 1:50 000 (ZM50), 1:25 000 (ZM25) a 1:10 000 (ZM10). Z těchto měřítek si však jako podklad pro mapy orientačního běhu lze vybrat jen mapu ZM10. Základní mapa obsahuje polohopis, výškopis a popis týkající se reliéfu, sídel, komunikací, průmyslu, zemědělství atd. Základní mapa je (téměř na celém území) mapou odvozenou tzn., že nevznikla novým mapováním. Průměrný interval obnovy činí 7 let, preferována jsou území s velkým množstvím změn. Dílo je vyhotoveno v souřadnicovém systému S-JTSK, Křovákově dvojitém konformním zobrazení Besselova elipsoidu a výškovém systému Balt po vyrovnání (Bpv). ZM10 je mapou topografickou – tzn. že se stejnou podrobností zobrazuje objekty v intravilánu a extravilánu. Tam, kde je jejím podkladem topografická mapa TM10, je zpravidla dobře zpracován polohopis, výškopis je obstojným podkladem pro nezalesněná území. ZM10 se velmi často používá jako podklad pro tvorbu map orientačního běhu. ZM10 je dobře dostupná, což je její největší výhoda. Na stránkách ministerstva životního prostředí ČR si lze zdarma tuto mapu stáhnout [8].

36

5.1.2

Topografická mapa TM10

Dílo je vyhotoveno v souřadnicovém systému S-42, použito je příčné válcové konformní Gauss-Krügerovo zobrazení poledníkových pásů na Krasovského elipsoidu a výškový systém Balt po vyrovnání (Bpv) s nulovým vodočtem Kronštadt. Topografické mapy mají podobný obsah jako základní mapy, navíc však obsahují objekty s vojenskou tématikou, souřadnicovou síť 1 × 1 km, zeměpisné souřadnice v rámu mapy a souřadnice rohů mapových listů. Obvykle mají dobře zpracovaný polohopis. TM10 byla vyhotovena jen na cca 25% státního území, zejména v pohraničních oblastech. Po roce 1968 bylo toto mapové dílo utajněno, nebylo udržováno a dnes je zcela mrtvé. Signální výtisky archivuje VGHMÚř (Vojenský geografický a hydrometeorologický úřad) Dobruška. Oproti ZM10 lze v mimorámových údajích najít navíc hodnotu poledníkové konvergence a hodnotu magnetické deklinace k určitému datu včetně roční změny. Závažnou nevýhodou těchto map je jejich velmi obtížná dostupnost (podle některých zdrojů je většina těchto map skartována), v literatuře [1] je však tato alternativa zmiňována, kvůli možnosti použítí záchytných linií (staré zídky, staré vozové cesty apod.). Z mého pohledu nelze 50 let starou mapu považovat za relevantní podklad.

5.1.3

Státní mapa odvozená SMO-5

Ve státní mapě jsou zobrazeny body základního a podrobného bodového pole, pozemky, budovy a technická zařízení trvalého rázu, tedy zejména intravilán obcí a měst. Výškopis je vyjádřen vrstevnicemi, šrafami a kótami. Polohopis je doplněn místními a pomístními názvy. Dílo je vyhotoveno v souřadnicovém systému S-JTSK, Křovákově dvojitém konformním zobrazení Besselova elipsoidu a výškovém systému Balt po vyrovnání (Bpv). SMO-5 je vlastně zjednodušená parcelní mapa doplněná o výškopis. Budovy jsou výrazně přesnější než v ZM10. SMO-5 má zpravidla dobře zpracovaný polohopis, který je odvozen z katastrální mapy. Její použití je výhodné v hojně zastavěné oblasti, v lesích a horách je síť velmi řídká a nedá se s výhodou použít. SMO-5 je stejně dobře dostupná jako ZM10, stejně tak jde zdarma stáhnout na stránkách MŽP ČR [8]. Státní mapa 1:5 000 - rastrová (SM5 R) V kladu této mapy, který pokrývá celé území ČR je celkem 16 256 mapových listů této mapy v měřítku 1:5 000. SM5 R obsahuje tři složky - složku katastrální tvoří rastrový obraz polohopisu posledního vydání SMO-5, složku výškopisnou tvoří rastrový obraz výškopisu posledního vydání SMO-5 a složku topografickou tvoří digitální ortofoto. SM 5 R se zpracovává od roku 2003 a do konce roku 2005 by měla spolu s digitální Státní mapou 1:5 000 pokrýt celé území ČR [41]. Více o ortofech pojednává odstavec 5.2.2. 37

5.1.4

Katastrální mapy

Katastrální mapy vyjadřují především vlastnické vztahy a slouží k evidenci nemovitostí a pozemků. Od roku 1817 se vytvářely sáhové mapy v zobrazení Cassini-Soldnerově, rokem 1866 se přešlo na metrický systém, v roce 1927 se začaly katastrální mapy vyhotovovat v S-JTSK v Křovákově zobrazení. Katastrální mapa obsahuje body bodového pole, polohopis a popis. Neobsahuje výškopis. Pověřeným orgánem odpovědným za správu, udržování a obnovování katastrálních map je Český úřad zeměměřický a katastrální (ČÚZK). Katastrální mapa jako podklad k účelu vyhotovení mapy orientačního běhu se hodí do intravilánu, i když stejně dobře dostupná SMO-5 je zřejmě pro tento účel vhodnější. Všechny tyto mapové podklady jsou také k dispozici v digitální podobě (ZABAGED)1 , mnohé ve formě informačních systémů.

5.2 5.2.1

Obrazové mapy Obrazové mapy získané metodou dálkového průzkumu Země

Za dálkový průzkum Země (DPZ) se považuje sběr dat o mapovaném území (o objektech na zemském povrchu, pod ním, i v zemské atmosféře) z družicového nebo letadlového nosiče. Data jsou zaznamenávána a radiovou cestou se předávají do přijímacích stanic na Zemi. Zpracováním těchto dat se získají informace o poloze, druhu a stavu objektů a jevů na Zemi. Kromě geometrických vztahů jako je rozměr nebo souřadnice se ze snímačů DPZ získává také spektrální charakteristika (odrazivost denzita) zkoumaného objektu. Podle těchto informací se pak provádí interpretace pomocí interpretačního klíče (v případě vizuálního charakteru obrazové informace) nebo digitálně pomocí klasifikačních pravidel a postupů. Pro ilustraci je dále uveden příklad družice IKONOS, jejíž snímky se hodí pro tvorbu map orientačního běhu. Družice IKONOS byla vypuštěna 24. 9. 1999 a pohybuje se po kruhové dráze ve výšce 680 km nad Zemí rychlostí 7 km/sec. Její hlavní snímací aparatura pořizuje současně data ve dvou režimech: v panchromatickém (černobílém) s rozlišením 1 m a v multispektrálním (barevném) s rozlišením 4 m. Vzhledem k rozlišení jsou data využitelná zejména k mapování ve velkých měřítcích, při tvorbě jak topografických, tak také tematických údajů. Pražská firma Gisat s.r.o. nabízí přesné družicové obrazové mapy a z nich odvozené základní a tématické mapy v měřítku od 1:10 000 do 1:1 000 000 [40]. 1

Základní báze geografických dat - je digitální topografický model území ČR odvozený z mapového obrazu ZM10 v souřadnicovém systému S-JTSK a výškovém systému Bpv. Správcem a poskytovatelem dat je Zeměměřický úřad.

38

Družicová mapa je převážně připravována z optických družicových dat, ale v případě potřeby také ze scén zobrazovacího radaru. Mapa je barevná nebo černobílá v závislosti na použitých datech a může být zhotovena v libovolném měřítku v rozmezí od 1:1 000 000 až k 1:10 000. Rektifikované družicové scény vynikají vysokou kvalitou a přesností. Přitom jejich barevnost, ostrost a rozlišovací schopnost jsou upraveny tak, aby uživateli co nejvíce ulehčily jejich prohlížení a interpretaci. Geokódovaná scéna Geokódovaná družicová scéna je geometricky transformovaná do zvolené mapové projekce. Původní obrazová data jsou korigována z panoramatického zkreslení, z chyby způsobené rotací a zakřivením Země a z chyby způsobených nestabilitou družice. Následně jsou polynomickou transformací převedena do zvoleného mapového zobrazení pro určitý model zemského elipsoidu. Při těchto operacích se využívá údajů o práci a pohybu družice a vlícovacích bodů. Geokódovaná družicová scéna je vytvářena bez použití DEM2 a jejich polohová přesnost závisí na výškových poměrech konkrétního území. Výsledný produkt je použitelný v aplikacích, které nevyžadují nejvyšší polohovou přesnost, například při identifikaci změn v krajině. Ortorektifikovaná scéna Orthorektifikovaná družicová scéna dosahuje vyšší polohové přesnosti než je tomu v případě geokódované scény. Horizontální přesnost ortorektifikovaných dat je charakterizována střední polohovou chybou (RMS) rovnající se prostorovému rozlišení orthorektifikovaných dat. Kromě geometrických korekcí provedených v geokódovaných scénách jsou družicová data opravena o polohová zkreslení způsobená výškovými poměry terénu. Tento postup vyžaduje použití digitálního výškového modelu odpovídající přesnosti (DEM). Orthorektifikovaná družicová scéna je použitelná jako přesný podklad pro tvorbu nebo aktualizaci map odpovídajícího měřítka [40]. Z popisu jasně vychází, že snímek z ortorektifikované družicové scény kvalitního rozlišení by mohl velmi dobře posloužit jako polohový a výškový podklad pro mapování map orientačního běhu. Závažnou nevýhodou ovšem je pořizovací cena takového snímku, která tuto metodu řadí mezi prakticky nevyužitelné. Google satelitní snímky Vyhledávací portál Google zpřístupnil v dubnu letošního roku mapu severní Ameriky, která umožňuje několikanásobné přiblížení vybrané oblasti. Mapa pokrývá celou zeměkouli, ale s odlišnou úrovní detailu, takže se prozatím detailních záběrů lze dočkat jen na území U.S.A. Podobnou službu nabízely v Americe i další firmy, jejich služby však byly placené, Google jako první nabízí detailní satelitní snímky zdarma. 2

Digitální výškový model (DEM) poskytuje přesnou trojrozměrnou informaci o zemském povrchu (např. vrstevnice). DEM se používá při trojrozměrné vizualizaci obrazových dat, což značně napomáhá při jejich interpretaci. Je nezbytným podkladem při tvorbě ortorektifikovaných družicových i leteckých snímků.

39

Tyto satelitní snímky jsou z produktu Keyhole. Satelitní zobrazení lze zapnout v obou službách, které využívají v Google zobrazení map - Google Maps i Google Local. V roce 2004 totiž odkoupil Google technologii Keyhole, která nabízí přístup do databáze satelitních a leteckých fotografií, kterou tvoří více než 12 TB dat [39]. Objevily se i hlasy, že podobná služba může narušit soukromí či bezpečnost, Google argumentuje tím, že nabízené snímky jsou několik let staré a nemohou být zneužity. Také úroveň detailů je mnohem nižší, než jakou disponují vojenské špionážní družice. Zda se nabídka rozšíří o satelitní snímky i jiných kontinentů zatím není jasné, dá se to však předpokládat. Satelitní snímky ze serveru Google jsou použitelné jako podklad pro tvorbu map orientačního běhu v U.S.A. Všude jinde je přesnost k tvorbě takové mapy nedostačující.

5.2.2

Obrazové mapy vzniklé metodou fotogrammetrie

Fotogrammetrie je nauka zabývající se určením tvaru, rozměru a polohy předmětů zobrazených na měřických snímcích a jejich digitální zpracování. Letecká fotogrammetrie se zabývá vyhodnocením měřických snímků zhotovených (například) z letadla. Při fotogrammetrii, kdy je požadavkem 3D zpracování informace, je nutné použít k vyhodnocení vždy nejméně dva vzájemně překrývající se snímky - předmět měření musí být současně zobrazen na obou (všech) snímcích a ze snímkových souřadnic téhož objektu je možno vypočítat jeho prostorovou 3D polohu. V současné době je nejvíce využívána stereofotogrammetrie – k vyhodnocení využívá stereoskopický vjem, který umožňuje vytvořit prostorový model předmětu měření. Překreslením z vyrovnaných leteckých snímků vznikne kresba zachycující všechny ze vzduchu viditelné situační a terénní prvky a vrstevnicový obraz [42]. Ortofoto Základním principem řešení je kolineární transformace - transformace obrazové matice (rastru) ze systému snímkových do systému rovinných souřadnic(S-JTSK). V souvislosti s použitím digitálního modelu terénu (k aproximaci terénu) vychází vysoká geometrická přesnost. Je to je ortogonální průmět terénu, takže jej je možno pokládat za mapu a dá se z něj přímo obkreslit veškerá situace. Dnes se jedná výhradně o digitální ortofoto. Digitální ortofoto České republiky poskytují pověřené Katastrální úřady v rozsahu stanovené územní delimitace a Zeměměřický úřad v rozsahu celého státního území. Ortofota v šedé škále jsou k dispozici z celého území ČR, barevná ortofota z celého území ČR by měly být k dispozici v závěru roku 2005. Ortofoto se dodává v kladech SMO-5 [41]. Standardně se nabízí ortofoto s velikostí pixelu 50 - 20 cm. Z toho vyplývá, že se jedná o velmi kvalitní podklad pro mapování map velkých měřítek, tedy i map orientačního běhu. Diskutabilní nevýhodou může být cena takového snímku. 40

5.3

Tématické mapy

V tomto odstavci jsou nastíněny další dvě možnosti podkladů, vybrané podle toho, zda znázorňují podobné informace jako mapa orientačního běhu [1].

5.3.1

Mapy orientačního běhu

Ve většině případů není stará mapa orientačního běhu nejvýhodnějším podkladem. Chyby minulého mapování se sčítají s novým mapováním. Nepřesnosti, vytvořené různými deformacemi, např. navazování částí mapy a na území mapované jiným mapařem při kolektivním mapování, jsou velkým ohrožením pro novou mapu. Pokud nejde jen o čistou revizi stávající mapy, je lepší tuto mapu za podklad nepoužívat.

5.3.2

Lesnické mapy

Jsou to majetkové a porostové mapy vytvářené a udržované správci lesních celků. Porosty jsou odlišované podle druhu, stáří, výšky a funkce. Kromě porostních hranic je na těchto mapách zobrazena základní síť cest a katastrální hranice, méně již vrstevnice s ekvidistancí většinou 10 m. Tyto mapy jsou zpravidla zpracované nad katastrální mapou či ZMVM, v posledních letech se začíná prosazovat fotogrammetrické vyhodnocení leteckých snímků. Jako podklad se jeví tyto mapy jako vcelku užitečné, zejména proto, že hranice porostů a jejich stáří se dá využít pro tvorbu map orientačního běhu.

5.4

Výsledky přímých geodetických měření

Geodetickými metodami (tachymetrie) lze docílit přesnosti v centimetrech, kdežto pro tvorbu map orientačního běhu postačuje přesnost v metrech, proto tuto metodu nelze doporučit pro plošné mapování. Naopak výhodně se dá použít pro zaměření sítě základních bodů. Za výsledky přímých geodetických měření lze považovat i body polohových a výškových bodových polí (databázi bodů bodových polí spravuje ČÚZK3 ), jejichž souřadnice mohou také velmi dobře posloužit jako podklad pro mapování map orientačního běhu.

5.5

Shrnutí

Jako nejčastější mapový podklad lze považovat ZM10 a SMO-5, ani jedna z nich není ideální, SMO-5 je relativně kvalitní v intravilánu, v lesích bývá ovšem ještě horší než ZM10. Výhodou těchto map je jejich bezproblémová dostupnost a také to, že ač kresba mapy není nejlepší, má v sobě několik kvalitních pevných bodů, které se dají použít jako body základní sítě (zejména kóty a body bodového pole jsou přesné). 3

Český úřad zeměměřický a katastrální

41

Jako nejvýhodnější postup se jeví získat co možná nejvíce dostupných podkladů: ZM10, SMO-5, starou mapu orientačního běhu a pokud možno i ortofotomapu. Všechny podklady se upraví na měřítko 1:7 500 (měřítko, v kterém se obvykle mapuje mapa 1:15 000) a s tím se pak kvalita jednotlivých map porovná v terénu změřením zkušebních polygonů.

42

Kapitola 6 Metody mapování V případě použití metody ať už klasické nebo metody malé GPS, měla by se při mapování dodržet základní geodetická zásada mapování, tzn. měření „z velkého do maléhoÿ a základní postup prací: • Rekognoskace - obhlídka terénu, posouzení kvality podkladů • Základní síť - vytvoření a zaměření sítě základních bodů (polohově a výškově). Výhodné je si vytvořit síť základních linií, v případě použití kvalitních polohopisných podkladů tato etapa odpadá • Mapování uvnitř bloků základní sítě - bloky ohraničené liniemi základní sítě • Po kresbě a tisku kontrolního výtisku mapy - závěrečná kontrola v terénu, zhodnocení práce Zejména důležitá je důkladnost při zajišťování kostry základní sítě. Při dobré přesnosti základní sítě potom při plošném mapování všechny objekty proti všem „sedíÿ.

6.1

Klasická metoda mapování

„Pro OB mapu není nutná absolutní přesnost, docela stačí přesnost relativní. Nejpřirozenější a nejschůdnější cestou k relativní přesnosti je však právě přesnost absolutní.ÿ (cit. Zdeněk Lenhart a kol.: Tvorba map pro OB) [1]. Na kvalitě měření a kresby v terénu bezmezně záleží, má zcela zásadní vliv na kvalitu výsledné mapy. Je třeba si z terénu přinést úplnou kresbu mapy. Podle stavu podkladu je mapování obtížnější, od případu, kdy není k dispozici žádný podklad (mapování na „bílý papírÿ) až k nejjednodušímu případu, kdy jsou podklady tak kvalitní, že jde v podstatě o „vybarvování omalovánekÿ. Klasické metody měření při mapování pro mapy orientačního běhu by se daly rozdělit z hlediska geodézie na dvě základní úlohy.

43

První z nich je metoda polární nebo také polygonometrická (tím by se dalo nazvat budování základní sítě). Principielně jde o to, změřit směr a vzdálenost z bodu o známé poloze na určovaný bod. Druhou metodou klasického měření je metoda protínání. V případě měření klasickou metodou připadá v úvahu metoda protínání vpřed (protínání z úhlů, resp. směrů), v menší míře protínání vzad. Nejobvyklejší metodou je první varianta, tzn. změření azimutu buzolou, odkrokování vzdálenosti a narýsování určovaného bodu.

6.1.1

Měření úhlů

Orientační běžec i tvůrce map orientačního běhu používá buzolu k měření azimutu. Je důležité si uvědomit, že každou buzolu ovlivňuje přítomnost železných předmětů, magnetického a elektromagnetického pole v její blízkosti. Je proto třeba se vyvarovat blízkosti elektrického vedení, transformátoru, železničních kolejí nebo vysílačky. Chyba při práci s běžnou buzolou se obecně udává jako 1◦ . Při měření vzdálenosti buzolou např.100 metrů (což lze považovat při běžném mapování v běžném terénu za maximální délku) je v obvyklém mapovacím měřítku 1: 7 500 tato vzdálenost zobrazena úsečkou dlouhou 13,3 mm. Na tuto vzdálenost vychází chyba jednoho stupně jako 0,2 mm. Z toho vyplývá, že kresbou tužky v terénu lze vyrobit chybu větší a že přesnost buzoly nemá vliv na přesnost mapy, tzn., že problém přesnosti tkví v přesnosti kresby, nikoliv v přesnosti buzoly. 100 = 0, 0133 m = 13, 3 mm 7 500 2 · π · 13, 3 mm = 0, 2 mm 360◦

(6.1) (6.2)

Jinou možností je použití buzoly s tzv. průzorem, která umožňuje přesnější měření, udává se chyba jen asi ±0, 5◦ [1]. Cílí se průzorem v buzole a na stupnici se odečítá hodnota azimutu (a jeho doplňku), která se vynese do mapy pomocí úhloměru. Velmi důležitým úkolem je správně určit magnetický sever. V našich krajích a v naší době je magnetický sever asi 2 - 4◦ východně od zeměpisného a ročně se posouvá asi o 6’ (tj. desetinu stupně) dále na východ [1]. Na některých mapových podkladech je uvedena hodnota magnetická deklinace a její roční změna. Určit tento úhel v terénu ovšem není nijak komplikované. Lze postupovat takto: na podkladu si vybrat jasnou přímou linii nebo dvojici jasných bodů zakreslených i na mapě, změřit buzolou azimut této linie a zakreslit do mapy. Po zprůměrování několika pokusů lze tento empiricky získaný úhel považovat za určený. Je důležité k tomuto účelu použít buzolu, s kterou potom bude mapováno.

44

Protínání Metoda protínání - protínání dvou azimutů ze dvou známých bodů, je obzvláště užitečná v členitém nebo neschůdném terénu. Nejčastější je aplikace metody protínání vpřed z úhlů: změření azimutu na určovaný bod ze dvou či více bodů již známých. V případě zaměření ze dvou bodů, je tento nově určený bod průsečíkem linii směrů, v případě zaměření z více známých bodů, je tímto bodem těžiště průsečíkového obrazce. Další alternativou je aplikace metody protínání vzad, kdy měříme azimuty k dvěma a více již určeným bodům. Směry se pak rýsují z těchto bodů opačným směrem. Tato metoda by mohla být výhodná v situaci, kdy je potřeba umístit objekty v deformovaném prostoru, aby měly správnou relativní polohu vůči okolním objektům [1]. Polygonový pořad V praxi mapaře pro orientační běh se vyskytuje aplikace na geodetickou metodu polygonového pořadu, tzv. azimutový tah. Jde o soubor na sebe navazujících azimutů a krokovaných délek. V praxi je tato metoda velmi využívaná, neboť má mapař přehled, jestli neudělal hrubou chybu. Vychází se a končí na bodech o známé poloze, směry se rýsují a polygonový pořad se pak graficky vyrovnává. V geodetické terminologii jde tedy o grafickou aplikaci metody oboustranně připojeného polygonového pořadu. Polygonový pořad začíná na pevném změřeném bodě, často se používá „metoda pytelÿ, tedy uzavřený polygonový pořad, kdy se začíná a končí na stejném bodě. S ohledem na možnost lepší kontroly, bych upřednostňovala aplikaci oboustranně připojeného polygonového pořadu. Výchozí a koncové body se volí nejčastěji jako jasné body na mapovém podkladu, tzn. křižovatky, kóty apod., pokud se mapuje na tzv. „čistý papírÿ - tzn. bez mapového podkladu, je potřeba si první bod zvolit a další získat vlastním měřením. Azimut je lépe vést čistým, krokováníschopným terénem, po cestě nebo čistým vysokým lesem. Síť takových polygonových pořadů tvoří vedle kostry základní sítě další zhuštění bodového pole. Vyrovnání polygonového pořadu (neboli rozmělnění naměřeného rozdílu) je, o kolik se mapař netrefil do koncového bodu. Naměřená chyba (tzn. směr) se rozděluje pravidelně (v případě podobně dlouhých stran) k jednotlivým bodům polygonového pořadu, v případě velmi různě dlouhých stran pak nerovnoměrně s váhovým ohledem na délku polygonové strany.

6.1.2

Měření délek

Z geodetických metod přicházejí teoreticky v úvahu elektronické (případně optické) dálkoměry, tachymetrie a protínání. V praxi by snad obstála digitální tachymetrie, 45

zejména proto, že měří zároveň vzdálenost, úhel i převýšení (polohu i výšku). V praxi mapování pro orientační běh se více uplatňuje měření laserovými dálkoměry. Laserové dálkoměry emitují neviditelné, zrak nepoškozující infračervené energetické pulsy. Elektronické obvody a časový stroj v srdci přístroje vypočítají vzdálenost z času, který impuls potřebuje na cestu od přístroje k cíli a zpět. V praxi je laserový dálkoměr neocenitelný hlavně při tvorbě základní sítě bodů v přehledných, ale špatně průchodných terénech (například měření přes horské strže). Vyžaduje jasný odrazový cíl a vadí mu překážky (větve, déšť, mlha). Pro ilustraci jsou zde uvedeny dva exempláře, první používají členové mapové komise na Slovensku, druhý oceňovali švýcarští mapaři. Klasický laserový dálkoměr pro měření délky při mapování map orientačního běhu používají členové mapové komise SZOŠ (Slovenský svaz orientačních sportů). Jde o typ YARDAGE PRO 500 [24]. Přístroj měří vzdálenost s přesností 1 m (nebo 1 yard), měří vzdálenosti 18 - 450 m , resp. až 1000 m při dobrých podmínkách (pro vysoce odrazivé předměty). Vzhledem připomíná dalekohled, kterým se cílí červeným světélkem na předmět měření. Oproti níže uvedenému Geovidu má výhodu v nižší hmotnosti (váží necelých 400 g) a v ceně (stojí 14 000 Kč), nevýhodou je, že na rozdíl od Geovidu měří jen délku a nikoliv úhel. V článku švýcarského tvůrce mapového softwaru OCAD Hanse Steineggera „Geovid - better than GPS?ÿ [21] je nastíněna další měřická alternativa. Tím se stal Geovid - polní kukátko s integrovaným laserovým dálkoměrem. Geovid je produktem firmy Leica a měří vzdálenosti od 25 do 1000 metrů. Měření probíhá tak, že se tento dalekohled zamíří na objekt měření a malé červené světélko na objektu ukáže, co bude změřeno. Na displeji se zobrazí jak délka, tak úhel (azimut). Samozřejmě, že se může zdát použití GPS jako výhodnější, ale výhoda spočívá v použití obou těchto přístrojů, u Geovidu odpadá obcházení každého objektu. Výhodou je kombinované měření typu: vytvořit si „polygonový pořadÿ pomocí GPS a „polární metodouÿ měřit Geovidem, tzn. GPS dodá pozici a Geovid měří objekty. Teoreticky existuje možnost propojit GPS a Geovid s kapesním počítačem (PDA) [22] a rovnou v terénu kreslit objekty do OCADu. Potom se může mapař podstatně více koncentrovat na jeho hlavní úlohu a sice generalizaci. Z praktického hlediska mi ale připadá tato možnost (Werner Fluhmann jí nazývá „High-Tech mappingÿ [23] jako „překombinovanáÿ, přece jenom má jeden mapař jenom dvě ruce. Efektivita práce je však nesporně vysoká. Zdeněk Lenhart ve svém článku „Tvorba map pro OBÿ [1] namítá, že ačkoliv Geovid měří velmi efektivně a rychle, je dosti těžký a také velmi drahý. Na internetových stránkách firmy Leica stojí dnes takový přístroj téměř 90 tisíc korun. Váží něco kolem 1,5 kg a baterie vydrží přibližně na 1000 podrobných bodů. Protože v dnešní době již není měření malou GPS zatíženo SA (selektivní dostupnost - Selective Availability1 ), tak dnes s potřebnou přesností dostačuje měření pouze 1

snížení přesnosti měření pseudovzáleností pomocí C/A kódu

46

s malou GPS. Vzdálenosti lze také zjišťovat elektronickým krokoměrem (pracuje na principu zaznamenávání otřesů vyvolaných chůzí) nebo měřícím kolečkem (počet otáček se násobí obvodem kola a převádí se na metry). Ani jedna z těchto dálkoměrných pomůcek není příliš vhodná, v prvním případě je nutno kráčet rovnoměrně, což se může hodit jen do plochého nezarostlého terénu, v druhém případě je pomůcka vhodná jen na rovném a tvrdém podkladě a do členitého terénu je nevhodná.

6.1.3

Měření výšek

Pro mapování nepříliš členitých terénů s dobrými podklady je výškoměr zbytečný. Pro mapování na podkladech bez vrstevnic nebo pro mapování ve složitých a strmých oblastech je naopak nezbytný. V úvahu připadají tlakové (barometrické) výškoměry, při dobré viditelnosti družic ještě malá GPS (s postprocessingem) a případně i geodetické metody. Zmiňován nebude sklonoměr (z praktického hlediska je nepoužitelný). Většina výškoměrů na trhu je založena na měření atmosférického tlaku. Tlak vzduchu ubývá s nadmořskou výškou, lze tedy nadmořskou výšku z tlaku vzduchu odvodit. Tlak se ovšem mění i se změnou počasí, proto je žádoucí měřit jednotlivé úseky rychle a pokud možno s kontrolou na počátečním a koncovém bodě, tzn. vycházet a končit na bodech, u kterých je známa nadmořská výška, tzn. v geodetické terminologii by se tato metoda dala nazvat jako metoda výškového polygonového pořadu s jednoduchým (rovnoměrným) vyrovnáním. Tlakové výškoměry v sobě mají obvykle zabudován i teploměr, často mají podobu náramkových hodinek. S přesností 1 m stojí kolem 4 000 Kč. Výšky se dají samozřejmě určit geodetickými metodami. Pro body základní sítě může připadat v úvahu technická (plošná) nivelace, trigonometrické určování výšek, nebo tachymetrie. Tyto metody jsou k účelu mapování zbytečně přesné, navíc vyžadují určitý stupeň viditelnosti. Zkušený mapař map orientačního běhu svou klasickou metodou (krokování pod azimutem) ve standardním terénu bude zřejmě rychlejší než geodet. Další možností měření výškových rozdílů je použití malé GPS. Ta při dobré viditelnosti na družice vykreslí tvar terénu kvalitně (relativní přesnost), ale pro určení absolutních výšek je třeba výškový profil kalibrovat na bodech o známých nadmořských výškách. Je nutné pracovat rychle, tzn. za stejných atmosférických podmínek (vliv ionosféry a troposféry).

6.2

Globální navigační satelitní systémy (GNSS)

Mezi globální navigační satelitní systémy řadíme: americký GPS NAVSTAR, ruský GLONASS a vyvíjený evropský GALILEO.

47

Nejznámější a nejen u nás nejrozšířenější je GPS NAVSTAR, proto bude dále pojednáváno jen o něm. Protože vznikl jako první a v terminologii systémů GNSS ještě není jasno, tak pokud se hovoří o tzv. „GPSÿ, rozumí se tímto označením globální navigační satelitní systém GPS NAVSTAR 2 (Navigační časové a polohové signály globálního polohové systému). Globální navigační satelitní systémy jsou vlastně pasivní dálkoměrné systémy. Svoji polohu určuje přijímač protínáním ze vzdáleností k několika družicím daného navigačního systému. Podle toho, jakým způsobem se určuje tato vzdálenost, lze princip měření dělit na: • Kódová měření • Fázová měření Kódová měření Určování vzdálenosti mezi přijímačem a družicí se děje, zjednodušeně řečeno, na principu měření tranzitního času. Vzdálenost se pak vypočítá jako součin tohoto času a rychlosti světla (ve skutečnosti je to tak, že družice vysílají tzv. dálkoměrné kódy, umožňující přijímači určit tranzitní čas). Reálně dosažitelná přesnost se uvádí jako 1-2 % vlnové délky dálkoměrných kódů [18]. Z toho lze odvodit v případě normální přesnosti, kdy je vlnová délka 300 metrů, reálně dosažitelnou přesnost 3 až 6 metrů, v případě vysoké přesnosti (vlnová délka 30 m) potom 0,3 - 0,6 m. Toto je teoretická přesnost, která v sobě kromě vlivu zpracování dálkoměrného kódu již nezahrnuje další aspekty (nepřesnost hodin, vliv prostředí apod.) Fázová měření Fázová měření zpracovávají vlastní nosné vlny, počítá se celočíselný násobek vlnové délky a fázový rozdíl, což je část poslední necelé vlny. Celočíselný násobek vlnové délky nosné vlny se určuje obtížně, naopak fázový rozdíl je přijímač schopen určit velmi jednoduše a přesně. Pokud však přijímač počáteční celočíselný násobek nosné vlny (tzn. počet celých vlnových délek) zjistí, je pak schopen průběžně zjišťovat hodnoty fázového rozdílu a tím i polohu nebo změnu polohy přijímače. Vlnové délky nosných vln jsou krátké - v řádu několika desítek centimetrů. V případě podobného úsudku o přesnosti zpracování signálu v přijímači jako u předešlého kódového měření, tzn. 1-2 % vlnové délky [18], vyjde teoretická přesnost určení vzdálenosti mezi družicí a přijímačem až na několik milimetrů.

6.2.1

Malé GPS

Pod pojmem „malá GPSÿ bude dále míněn malý přijímač GPS, pracující na bázi kódového měření v kinematickém módu. Jak již bylo napsáno výše, terminologie stále pokulhává za vývojem. Tyto malé GPS se dají běžně koupit pod názvem kapesní, 2

NAVigation Signal Timing And Ranging Global Positinig System

48

turistická nebo navigační GPS, obecně vzato je to malý přijímač pro navigaci turistů, řidičů, lodí, letadel atd. Tyto ruční přístroje se velmi často podobají vzhledem i váhou mobilním telefonům. Dobře použitelná je tato metoda k proměření základní sítě spolehlivých bodů, kterou je třeba zvolit s ohledem na dobrou viditelnost, tzn. na otevřené prostranství mimo les. Nezbytné požadavky na malý GPS přijímač: • současný vícekanálový příjem • možnost záznamu celé prošlé trasy (tzv. tracklog) • dostatečná paměť s ohledem na množství zaměřovaných bodů a tracklogů Výhodné požadavky na malý GPS přijímač • možnost uchování tzv. raw-data3 pro zpracovaní postprocessingu • příjem DGPS4 korekcí – v podobě WAAS/EGNOS/MSAS – radiově pomocí RTCM

5

6

• možnosti propojení s jinými přístroji - výstup dat do počítače (propojení např. na OCAD), propojení s kapesním počítačem (PDA) aj. • znát algoritmus výpočtu „userfriendlyÿ dat (ϕ, λ, h)7 z raw-dat (pseudovzdálenosti) - důležité zvláště u výškového mapování, je-li v přístroji zabudován model geoidu • cena, rozměry, hmotnost Nejznámější výrobci malých GPS jsou Garmin, v menší míře také Magellan (méně již Lowrance, Trimble). Nabízejí malé GPS přístroje pro letectví, námořnictví, turistiku, do auta, moduly OEM , mapy a námořní mapy. Na scénu malých GPS se snaží vstoupit i ruští výrobci, nevýznamnější výrobce je firma KB Navis (viz obrázek 6.1). Tyto malé GPS umožňují přijímat signál jak z amerických (GPS NAVSTAR), tak z ruských (GLONASS) družic navíc podporují DGPS korekce WAAS/EGNOS/MSAS [17]. Současným standardem pro malé GPS je využití DGPS korekcí pomocí WAAS/ EGNOS/MSAS. DGPS korekce vzniká měřením družicového signálu na pozemních stanicích o známých souřadnicích. Právě na těchto stanicích se dá vyčíslit rozdíl mezi polohou správnou a polohou určenou z aktuálního družicového měření - zatíženou 3

raw-data (surová data) - vypočtené pseudovzdálenosti DGPS - diferenční GPS 5 způsob přenosu korekcí; americký, evropský, japonský 6 standard RTCM (Radio Technical Commision for Maritime Service) - způsob předávání DGPS korekcí 7 zeměpisná šířka, zeměpisná délka, elipsoidická výška 4

49

Obr. 6.1: Model SN 4001 malé GPS ruské firmy Navis umožňuje přijímat signál GPS, GLONASS i EGNOS.

velkým množstvím chyb. Do určité vzdálenosti od stanice se dá přepokládat, že chyba určení polohy bude přibližně stejná. Z této chyby se určí tzv. DGPS korekce, která se předá do malé GPS. Systém předávání korekcí pomocí rádia (RTCM) není moc praktický kvůli malému dosahu rádiového vysílače, proto se pro předávání těchto korekcí v současné době používají komunikační družice. Způsob takového přenosu je odlišný v USA (systém WAAS) v Evropě (EGNOS) i v Japonsku (MSAS). Přenos je ale v současné době už standardizován - tudíž GPS která umožňuje příjem signálů WAAS dokáže i příjem signálů EGNOS. Služba EGNOS pro přenos korekcí využívá družicového systému „Inmarsat IIIÿ - jedná se geostacionární družice ve výšce 35 000 km nad rovníkem. Proto je důležité při využívání těchto korekcí mít v terénu (v našich zeměpisných šířkách) také dobrý výhled na jihozápad (družice AOR - nad Atlantikem; zobrazuje se na displeji malé GPS pod číslem 33), resp. na jihovýchod (družice IOR - nad Indickým oceánem; zobrazuje se na displeji pod číslem 44). Výhodnější určování přesnější polohy je ovšem využití tzv. postprocessingu, které některé malé GPS (nebo soustavy GPS aparatur) poskytují. Přesnost naměřených dat jde až na úroveň decimetrů až centimetrů. Je nutno ovšem použít přístroje, které podporují tzv. „raw dataÿ (syrová data), což jsou vlastně vypočtené jednotlivé pseudovzdálenosti k družicím. Společnost Garmin tuto možnost nabízí u modelů GPS 25/35. K tomu jsou však ještě potřeba data ve stejné podobě z bázové stanice (případně ve standardizovaném formátu RINEX) a nějaký speciální postprocessingový software pro zpracování dat. Společnost Picodas Praha s r.o. nabízí ucelené řešení založené na bázi levných GPS 35 s tím, že při ceně v řádu desítek tisíc korun lze dosahovat přesností až kolem 60 cm při minutové observaci na každém bodě. Tato řešení jsou velmi vhodná pro zaměřování bodů, objektů, při mapování, sběru dat do GIS, apod. [16].

50

Poznámka o přesnosti Co se týče přesnosti malé GPS, výrobce uvádí nejvyšší absolutní přesnost 10 až pět metrů, s použitím DGPS až jeden metr. Relativní přesnost je však vyšší, já ji odhaduji někam ke dvěma metrům. Usuzuji tak na základě experimentu, který jsem učinila na jaře v lokalitě Medlánky v Brně. Vytvořila jsem si základnu z trigonometrických bodů, které jsou stabilizovány na vrcholcích Medlánských kopců. Na každém bodě jsem observovala přibližně 1 - 2 minuty. Pro převod zeměpisných souřadnic ze systému WGS84 do systému S-JTSK jsem použila program Matkart Prof. Bohuslava Veverky z ČVUT, který pracuje s globálním transformačním klíčem pro celou Českou republiku. Nepřesná znalost místního transformačního klíče se projeví jako chyba z převodu, kterou Prof. Veverka uvádí maximálně jeden metr. Obrázek 6.2 ukazuje přesnost absolutního měření, uvažován je vliv přesnosti udávaný výrobcem a přesnosti převodu Prof.Veverky. Pro relativní měření jsou potřeba dva malé GPS přijímače, k dispozici jsem měla ovšem jen jeden. Pokud měření proběhne rychle (dovoluji si odhadnout, že to znamená přibližně 2-3 hodiny), mohu usuzovat, že přesnost bude stejná jako při použití dvou přijímačů. Výsledek tohoto experimentu mě utvrdil, že toto „relativníÿ měření je přesné, vzdálenosti vypočtené ze změřených souřadnic (resp. ze změřených a převedených) se lišily od vzdálenosti vypočtené ze souřadnic daných geodetickými údaji přibližně o dva metry (nejvyšší hodnota byla 2,9 metru, nejnižší 1,8 metru).

Obr. 6.2: Přesnost absolutního měření malé GPS

51

6.2.2

Aparatury GPS

Další možností je určování relativní polohy bodu pomocí fázové aparatury GPS. Pro nejrychlejší měření s dostatečnou přesností by přicházela v úvahu metoda kinematická (s nebo bez inicializace). Jedná se o rychlou metodu, kdy se inicializace provede na prvním bodě nebo se řeší pomocí přesných kódových měření. Další metodou by mohla být metoda „stop and goÿ. Přijímač nepřestává měřit ani při přesunu mezi podrobnými body. Na prvním bodě je potřeba setrvat, dokud se spolehlivě nevyřeší ambiguity8 a potom na zbývajících bodech je možné měření zkrátit na několik sekund. Ovšem jen v případě, že během přesunu nedošlo ke ztrátě signálu (nebo se nezměnily ambiguity) [19] [20]. Tato metoda je vhodná k zaměřování odkrytého území bez překážek omezující viditelnost satelitů. Potřebnou síť zhruba 300 bodů na ploše 10 km2 lze s tímto vybavením fixovat polohově i výškově s přesností na metr za jeden den [1].

8

ambiguita - tzv. „celočíselná nejednoznačnostÿ, kterou vykazují fázová měření; rovná se počtu celých vlnových délek nosné vlny, nacházející se mezi přijímačem a družicí

52

Kapitola 7 Mapování 7.1

Mapování v lokalitě Vikantice

V tomto případě šlo o mapování s podklady. K dispozici byly podklady: ZM10, SMO-5, katastrální mapa a ortofoto. Lokalizační mapka s použitými metodami měření je na obrázku 7.1.

Obr. 7.1: Lokalizační mapka Cílem experimentu bylo srovnání různých měřických metod, byly proto použity různé měřické pomůcky: • klasická metoda mapování pro orientační běh, tzn. krokování s buzolou • klasická metoda mapování pro orientační běh pro zpracování dat z fotogrammetrie 53

• geodetická metoda digitální tachymetrie totální stanicí Sokkia • metoda malé GPS; pro experiment byly užity dva modely značky Garmin

7.1.1

Popis lokality

Mapované území se nachází v Jeseníkách poblíž obce Vikantice, mezi Starým Městem pod Sněžníkem a obcí Branná (viz obrázek 7.2). Přibližné zeměpisné souřadnice jsou: 50◦ severní šířky a 17◦ východní délky. Průměrná nadmořská výška je přibližně 700 m n.m. Mapováno bylo v dubnu 2005.

Obr. 7.2: Umístění mapovací lokality Vikantice

Vybrané mapované území je málo zalesněné, jde především o horské pastviny. Lokalita má zajímavý výškopis s oblými výraznými kopci. Za podklad k mapování posloužila ZM10, SMO-5 a katastrální mapa 1:1 000.

7.1.2

Postup při mapování klasickou metodou

Postup při měření klasickou metodou je popsán v kapitole 6, podrobněji potom v literatuře [1] a [15]. Mapováno bylo v měřítku 1:7 500, tak jak doporučuje norma IOF [5] pro měřítka mapy 1:15 000. Klasickou metodou byl určen magnetický sever podle postupu uvedeného v kapitole 6.1.1. Klasickou metodu jsem využila jen doplňkově (nikoliv komplexně) při mapování ostatními metodami. Vyzkoušela jsem tuto metodu též revizně na část území, které bylo zaměřeno geodetickou metodou. Výsledky revizní zkoušky klasické metody Přesnost klasické metody (krokování s buzolou) byla pro měřítko 1:15 000 dostatečná, v případě, že se vezme v úvahu, že chyba do 5 metrů se v mapě téměř neprojeví (0,3 mm).

54

Revizně byly kontrolovány vzdálenosti do 60 m (v měřítku 1:15 000 je tato vzdálenost 4 mm na mapě), což se v chybě 1◦ projeví na mapě (polním náčrtku) jako zcela zanedbatelná chyba (0,07 mm). Podle normy ISOM [5] je mezní chyba ve vzdálenosti dvou objektů maximálně 5% z jejich vzdálenosti. Na vzdálenost 60 m ja tato maximální povolená chyba 3 metry. Co se týče přesnosti měření vzdálenosti krokováním i měření azimutu buzolou, je zřejmé, že je to otázka měřické praxe a nezkušený mapař musí častěji kontrolovat naměřené hodnoty.

7.1.3

Postup při mapování geodetickou metodou

V tomto případě jsem využila metodu digitální tachymetrie. Použila jsem totální stanici Sokkia PowerSET 4000. Měřeno bylo dne 23.4.2005. Vybrala jsem si část území na jižním kopci nad obcí Vikantice. Polohové a výškové připojení jsem provedla z trigonometrických a zajišťovacích bodů: TB č. 31 (Vikantice, kostel), TB č.32 (Vikantice, jv.), OB1 č.32.1 a OB2 č.32.2. Pro účel měření byl vytvořen polygonový pořad s body 4001 - 4003. Přesnost připojení byla v mezích stanovených pro práci v katastru nemovitostí. Bylo změřeno 78 podrobných bodů situace. Seznam souřadnic, protokol o výpočtu polární metody, zápisník měření a fotografie lokality jsou přílohou na CD. Výpočet byl proveden v softwaru Groma 7.

7.1.4

Postup při mapování malou GPS

Teoretický postup mapování pomocí malé GPS byl popsán v kapitole 6. K dispozici byly dva malé GPS přijímače: typ Garmin GPSmap60C a Garmin etrex LEGEND. Ani jeden z těchto přístrojů neumožňuje zapisovat tzv. raw-data – neumožňuje použít technologii DGPS, zpracování postprocessingem, umožňuje pouze přijímat DGPS korekce pomocí WAAS/EGNOS. Byla zaměřena zkušební základna se stejným technologickým postupem jako již výše zmíněná základna v Medlánkách v Brně, zmíněná v poznámce o přesnosti malých GPS v kapitole 6.2. Byla zaobservována základna tvořená trigonometrickými a zhušťovacími body na nezalesněných vrcholcích kopců nad obcí Vikantice (viz obrázek 7.3). Výsledky byly obdobného charakteru jako při předešlém experimentu, oba typy malé GPS vykázaly rozdíl v délce vypočtené ze souřadnic daných geodetickými údaji o bodech a vypočtené ze souřadnic zaměřených a Veverkovým softwarem Matkart převedených do 3 metrů, což lze pro daný úkol považovat za zcela vyhovující. Nutno podotknout, že malá GPS typu Garmin GPSmap60C se chovala lépe, má lepší pracovní prostředí a vykazuje vyšší přesnost než starší a levnější typ Garmin etrex LEGEND. Měření proběhlo v intravilánu jihovýchodně až severovýchodně od obce Vikantice.

55

Obr. 7.3: Zaměřená základna ve Vikanticích zobrazená programem MapSource

Podrobné měření probíhalo na principu trasování, kdy se do paměti malé GPS ukládaly tracklogy prošlých tras. V praxi to obnášelo: projít cestu od začátku do konce, obejít lesík, hranici lesa, ohrazenou lesní školku apod. Pro bodové prvky budoucí mapy posloužila možnost v nabídce malé GPS: uložit bod; takový bod byl označen v paměti malé GPS pořadovým číslem a zkratkou druhu mapovaného objektu. Takto vznikly například body jako: srázek, kupka, významný strom, boží muka apod. Pracovala jsem s podkladem mapy ZM10 nazvětšované do měřítka 1:7 500 a 1:5 000, přes kterou jsem měla nalícovanou průhlednou fólii, na kterou jsem si zakreslovala zaměřenou situaci a poznamenávala si číslo, pod kterým byla trasa, resp. bod uložen. Vzhledem k přehlednosti mapovaného území jsem doplňkově zaměřila klasickou metodou mapování map pro orientační běh (tzn. buzolou) - metodou protínáním z úhlů (viz kapitola 6.1) - několik bodů dobře viditelných z obou kopců (severovýchodní a jihovýchodní). Stejné body, již dříve zaměřené uvedenou klasickou metodou, byly poté zaměřeny i malou GPS. Rozdíl byl pro výslednou mapu měřítka 1:15 000 zanedbatelný (tzn. že větší chyba byla grafickým zákresem do polního náčrtku).

56

7.1.5

Postup při zpracování

Postup při zpracování se liší podle metody, jak bylo mapováno, dále proto budou metody zpracování odděleny. Zpracování klasické metody měření Z podstaty klasické metody mapování vychází, že polní náčrt je jediný výsledek, který si mapař z terénu přinese. Ten se potom naskenuje, natransformuje a v grafickém programu (většinou v OCADu) obkreslí barevné plochy a prvky, které jsou zobrazeny na polním náčrtku. Protože v mém případě bylo použito klasické metody jen doplňkově, případně revizně, není výsledkem typický polní náčrtek mapy orientačního běhu. Zpracování geodetické metody měření Vypočtené souřadnice a výšky v systému S-JTSK jsem z programu Groma přes software MGEO naimportovala do MicroStationu. Z průběhu zaměřených podrobných bodů jsem zakreslila hlavní linie situace a převedla formát dgn do formátu dxf. Tento soubor jsem otevřela v softwaru OCAD, kam jsem připojila jako podklad mapu ZM10 a natransformovala jí na mřížku. Provedla jsem kresbu části mapy orientačního běhu v měřítku 1:15 000. Hotovou kresbu mapy orientačního běhu jsem vytiskla na barevné tiskárně HP Deskjet 5850 a je součástí přílohy C. Zpracování leteckého snímku - otofota Černobílé ortofoto jsem v softwaru OCAD natransformovala na mapu ZM10 s přihlédnutím k situaci zaměřené malou GPS. Jako vlícovací body jsem použila dobře identifikovatelné body: dvě křižovatky silnic, budovu vikantické restaurace a budovu osamoceného domu. Správné vlícování mi potvrdil zákres měření malou GPS. Obrázek 7.4 ukazuje způsob zpracování ortofota. Podle mapových značek klíče ISOM jsem zakreslila situaci - meze a křoví na pastvině na severovýchodě od obce Vikantice. Podle měření s malou GPS jsem situovala mapové značky jako je srázek a význačný strom. Pro ukázku jsem zakreslila pouze polohovou situaci bez vrstevnic. Zpracování ortofota se jeví jako velmi rychlé a efektivní. Ve spojení s měřením malou GPS se pravděpodobně jedná o nejvýhodnější metodu tvorby map orientačního běhu.

7.1.6

Zpracování kosmického snímku

Kosmický snímek nebyl zpracován z důvodu velmi obtížné dostupnosti. Pořízení kosmického snímku je finančně náročné a zpracováním se od leteckého snímku příliš neliší. 57

Obr. 7.4: Zpracování ortofota v programu OCAD

V mém případě byla jediná reálná možnost získání kosmického snímku na serveru Google (více o tom pojednává kapitola 5). Zásadní nevýhodou ovšem je, že potřebná rozlišovací schopnost je uvedena pouze na snímcích z U.S.A., z ostatních míst světa je o poznání horší (dalším aspektem je, že snímky jsou několik let staré). V případě mapovací lokality Vikantice by stěží stačila na mapu 1:50 000, v případě mapovací lokality Tore Chol je rozlišovací schopnost ještě horší. Pro potřeby mapování v měřítku 1:15 000 jinde než v U.S.A. je tento podklad zcela nevhodný díky nedostatečné rozlišovací schopnosti.

7.2

Mapování v lokalitě Tore-Chol, republika Tuva, Ruská federace

V tomto případě šlo o mapování na „bílý papírÿ jen s pomocí malé GPS. K dispozici byl mapý GPS přijímač značky Garmin, model etrex Venture. Mapováno bylo dne 12.8.2005.

7.2.1

Popis lokality

Mapované území se nachází v jižní části republiky Tuva, která je součástí Ruské federace. Je asi 40 km jižně od města Erzin. Jezero Tore-Chol leží na hranicích Ruské federace a Mongolska. Přibližné zeměpisné souřadnice jsou: 50◦ s.š., 95◦ v.d. Jde o území stepi, bez jakýchkoliv lesů a dalších porostů. Území se rozkládá na náhorní plošině ve výšce přes 1000 m n.m. Terén pokrývá písečný podklad, na kterém roste nemnoho suchomilných bodláků a trsy trávy. Jako jediné záchytné body v krajině jsou jurty kočovných Tuvinců, které se ovšem přesouvají, podle toho, jak kočovníci a dobytek potřebují. Dalším možným záchytným bodem je posvátné místo 58

na vrcholku kopce, kde je ohniště a kde se podle šamanistického vyznání místních obyvatel navazují kousky vlastního barevného oblečení na kůly opřené o velký kámen - toto místo je zdaleka patrné. V neposlední řadě, se dá pokládat za záchytnou linii též linie břehu jezera Tore-Chol a linie hliněného srázu nad pláží.

7.2.2

Postup při mapování

Protože šlo o mapování na „bílý papírÿ, nebyly k dispozici žádné mapové podklady. Byl použit malý GPS přijímač Garmin - etrex Venture, který zapůjčil Pavel Rafikovič Torosjan z katedry Inženýrské geodézie na Irkutské státní technické universitě. V tomto případě byla viditelnost na satelity dokonalá, na náhorní plošině ve stepi nejsou žádné překážky viditelnosti na oblohu. Po inicializaci malé GPS jsem prošla linii břehu jezera (od západu k východu) a uložila jako tracklog „brehÿ. Jako ilustrativní příklad jsem zvolila zaměřenou vzdálenost 1100 m jako postačující. Jako další tracklog byl změřen horní okraj hliněného srázu nad jezerem. Postup chůze (resp. měření) byl opačný, tj. od východu k západu. Protože tento hliněný sráz je ve třech místech přerušen (přístup k vodě pro dobytek), byly další tracklogy uloženy jako „sraz1 - sraz4ÿ. Další měření, tzn. další tracklogy, byly změřeny po spádnici, od jezera na kopec s posvátným šamanským místem. Byly použity tři další tracklogy pro zmapování výškopisu. Terén není příliš členitý, proto jsou k vykreslení výškopisu dostatečné pouze tři spádnicové tracklogy, pojmenované „spad1 - spad3ÿ. Tracklog nazvaný „bodlakyÿ ohraničuje území se stíženou průběžností. Posledním tracklogem bylo zaměření dvou stávajících jurt a jednoho tábořiště pro jurty. Tento tracklog jsem pojmenovala „ jurtyÿ. Poznámka o přesnosti Jak již bylo zmíněno, zájmová lokalita je velmi otevřený terén, takže přesnost měření byla pravděpodobně nejvyšší možná. Při měření byla použita metoda ”relativního” určení polohy (viz kapitola 6.2 - Malé GPS). Jak vyplývá z výše uvedeného rozboru přesnosti, odhaduji relativní přesnost měření maximálně na tři metry, což je samozřejmě pro daný úkol více než postačující.

7.2.3

Postup při zpracování

Naměřená data byla stažena programem „MapSourceÿ, dodávaný výrobcem Garmin. Tento program umožňuje export změřených dat do formátu dxf, mps a txt, já jsem využila export do CADovského formátu dxf, což je formát, který lze načíst i v OCADu. V OCADu jsem si vytvořila nový soubor - založila mapu orientačního běhu pro měřítko 1: 15 000. Naimportovala jsem formát dxf a podle průběhu tracklogů jsem zakreslila situaci: pro břeh jezera jsem použila mapovou značku 309.1 Bank line, pro hliněný sráz značku 106.0 Earth bank. Jezero je zakresleno značkou 301.0 pro Lake. Pro území se zhoršenou průběžností - zarostlé bodláky a vysokými trsy ostré suché trávy jsem vybrala značku 407.0 Undergrowth: slow running. 59

Pro terén jsem zvolila jedinou mapovou značku, a sice 211.0 Open sandy ground. Pro kresbu stávajících jurt jsem zvolila značku 539.0 Special man-made feature (dle normy IOF), pro toho času nevyužité, avšak v terénu zřejmé tábořiště jurt jsem zvolila značku 540.0, označenou normou IOF též Special man-made feature. Pro kresbu posvátného místa jsem zvolila značku 537.0 Cairn (dle normy ISOM) [5]. Na zkoušku jsem tuto část mapovaného území nakreslila i v softwaru MicroStation. Formát dxf jsem naimportovala do MicroStationu a tam provedla kresbu. Program MicroStation se pro kresbu map nehodí, zejména vykreslování ploch činí zpracovateli velké problémy. Cílem této diplomové práce není nakreslit mapu orientačního běhu, nýbrž testovat metody tvorby a softvary použité pro tuto tvorbu. Výsledkem tedy není produkt mapy orientačního běhu, ale jeho srovnání (viz kapitola 9). Hotovou kresbu jsem vytiskla na barevné tiskárně HP Deskjet 5850 a je součástí přílohy.

60

Kapitola 8 Kreslící softwary pro tvorbu map orientačního běhu Mapy se dají kreslit mnoha různými programy, ale prakticky všechny mapy orientačního běhu, nejen u nás, ale v celém světě, se kreslí programem OCAD.

8.1

OCAD

OCAD je vektorový kreslící program především určený profesionálním kartografům, ale vzhledem ke svému jednoduchému uživatelskému prostředí je přístupný i laikům. Lze s ním vytvářet několik druhů map, ale především je to nejčastěji využívaný software při kresbě map orientačního běhu. Jeho tvůrce - švýcarský orientační běžec Hans Steinegger ho vytvořil v roce 1990 a do dnešního dne, přestože Hans Steinegger již zemřel, vývoj i nadále pokračuje. Nejnovější verze je OCAD 8 a existují dvě verze: Standard a Professional. Co se týče jazykových mutací, nabízí se anglická, německá, švédská, finská, francouzská, italská a japonská verze. Verze Standard OCAD 8 stojí po přepočtu ze švýcarských franků 10 000 Kč, verze Professional 26 000 Kč [26]. Na oficiálních webových stránkách lze ovšem tonto program v omezené verzi zdarma stáhnout. OCAD byl původně vyvinutý pro mapy orientačního běhu, svými vlastnostmi se stal světoznámým standardem v orientačním běhu. Kromě toho pronikl i do „obyčejnéÿ kartografie a je užíván v 60 zemích světa. Program je v plné verzi dodáván bez jakýchkoliv nadstaveb. Jeho využití je široké, prakticky pro všechny druhy map i všechna mapová měřítka. Umožňuje samostatně definovat jednotlivé objekty mapy vytvořenými plošnými, liniovými či bodovými značkami. OCAD je vektorový program pracující s naskenovanými rastrovými podklady, které je možné zároveň s vektorovými prvky vytisknout. Co se týče možnosti konkurence, nemá OCAD v tvorbě map orientačního běhu žádnou významnou konkurenci. Na obrázku 8.1 je ukázka pracovního prostředí programu OCAD.

61

Obr. 8.1: Ukázka pracovního prostředí programu OCAD

Užívání programu je intuitivní, uživatelsky příjemné. Zde to ilustruji na jednotlivých základních krocích postupu při práci s OCADem. Podklad (např. náčrtek z terénu) se vkládá tak, že v nástroji nabídek se vybere příkaz „Templateÿ a povel „Openÿ. Ocad je schopen načíst podklady ve formátu bmp, jpg, ocd a tif. Pro kreslení v OCADu se předloha obvykle snímá na 300 dpi a 256 barev (A4 zabere 10 MB), nebo na 200 dpi a True color (A4 zabere 13 MB). K centraci podkladu (správná orientace mapy k severu) slouží pomocná mřížka, nastaví se stejně jako měřítko mapy příkazem „Optionsÿ a povelem „Scaleÿ. Centrace podkladu probíhá tak, že se lícují křížky kilometrové sítě na mapovém podkladu s mřížkou v programu. To se provede klávesou F9 a to tak, že nejdřív se klikne na kilometrový křížek podkladové mapy a pak na mřížku. Po umístění minimálně třech křížků se lícování potvrdí klávesou „enterÿ. Kreslení v OCADu je založeno na symbolech. Všechny symboly - mapové značky odpovídají mezinárodní normě pro orientační běh ISOM. V panelu nástrojů jsou vykresleny symboly, které se nabízejí použít a módy jejich použití (křivkový, elipsoidický, kruhový, pravoúhlý, přímý a režim kreslení od ruky)1 . Objekt se dá upravovat v jednotlivých bodech, v kterých se vytvářel (tzn. začátek, konec, body zlomu atd.) nebo se dá pohybovat (i otáčet) s celým objektem. Pro práci s jednotlivými body objektu jsou k dispozici další režimy: normal, corner a dash point, s kterými se dají provádět operace jako cut (rozdělení), join (funkce spojení) nebo merge (spojení jednoho objektu s druhým - pomocí klávesy „shiftÿ). Křivkové objekty jsou vytvářeny pomocí bézierových funkcí. Pravoúhlé objekty jsou vytvářeny pomocí speciální funkce umožňující rychlé definování počtu i polohy 1

curve, ellipse, circle, rectangular, straight line, freehand mode

62

rohů kurzorem myši. Při kreslení ploch je podstatné, že tmavší odstín překrývá světlejší, ovšem vcelku jednoduše lze nástrojem cut hole vystřihnout tmavou část a odhalit spodní (světlejší) část. Nabídka help (dosažitelná klávesou F1) je dobře zpracovaná a jsou v ní uvedeny praktické příklady. V programu OCAD je také možnost rovnou zakreslit i trať závodu. Velmi dobře je tento software popsán v semestrální práci Filipa Antoše z ČVUT [28], přestože jde o popis dnes již neaktuální verze OCAD, základní funkce užívání programu jsou však zachovány i v nynější verzi. Výborně popsané funkce OCADu verze 8 jsou v diplomové práci Pěvy Žáčkové z ČVUT [35], nebudu se tedy dále popisem programu zabývat. Spojení s malým GPS přijímačem Na oficiálních stránkách www.ocad.com [26] je uvedena možnost, jak efektivněji, s pomocí malé GPS, pracovat v softwaru OCAD. Jednou z možností je propojit malý GPS přijímač k tabletovému počítači (obrázek 8.2), notebooku či PDA, potom bude poloha zobrazena v mapě na displeji tohoto počítače. Jde vlastně o sběr dat z terénu, kdy je patrno na monitoru, co už bylo změřeno. Zapotřebí je počítačový program, který vyčte naměřené body z GPS přijímače a uloží je jako dxf soubor (takový formát může být importován do OCADu) nebo jako bmp (resp. jpeg nebo tif ) soubor, který může být v OCADu otevřen jako podklad („templateÿ).

Obr. 8.2: Použití OCADu v „real timeÿ - propojení malé GPS s tabletovým počítačem

63

Připojení je provedeno přes seriové rozhraní kapesního počítače nebo notebooku. V OCADu ukazuje ukazatel aktuální pozici na mapě. Sám OCAD nemá automatické nahrávání polohy, tedy pouze ukazuje polohu, kde se nachází. V případě použití DGPS (diferenciální GPS), je DGPS přijímač připojen k GPS přijímači a není přímo spojen s kapesním počítačem. Transformace souřadnic GPS přijímač vydá souřadnice v souřadnicovém systému WGS84. K převodu těchto souřadnic do místní souřadnicové soustavy je použit vhodný přístup. Na známých bodech podkladové mapy se nastaví GPS souřadnice. Dá se použít až 12 bodů, výsledná transformace je afinní transformací, která nejlépe pasuje na nastavené souřadnice. V případě sběru dat pouze s GPS přijímačem: většina GPS přijímačů ukládá do paměti body a linie. Po práci v terénu je GPS přijímač připojen k počítači a údaje z GPS jsou přeneseny. OCAD neumí číst rovnou GPS data, takže je potřeba vybrat některou z těchto alternativ: Pro většinu GPS přijímačů lze sehnat počítačový program k provedení transformace. Některé z těchto programů mohou vytvořit dxf soubor, který může být následně importován do OCADu. Ostatní programy jsou schopny exportovat bmp soubor, který může být v OCADu otevřen jako podklad („templateÿ). Dostupné jsou programy, které umožňují číst data z většiny malých GPS. Jsou schopny exportovat bmp soubory, které je možno otevřít jako podklad v OCADu. Jde například o softwary GPSTrack nebo OziExplorer. Vzhledem k tomu, že OCAD vyžaduje jen malé místo na disku počítače a je hardwarově nenáročný (funguje na Windows s 4 MB RAM) je vhodný pro práci s kapesním počítačem (PDA) rovnou v terénu a s připojením k přijímači GPS je jasně dána skutečná pozice mapaře přímo zobrazená v mapě. GPS přijímač je připojen sériovým portem do kapesního počítač a pošle jeho data v NMEA 0183 formátu2 . Tento formát je poskytovaný u většiny dostupných GPS příjímačů. OCAD hledá GGA zprávu, jestliže tato zpráva není k dispozici, užije namísto toho RMC zprávu. GGA zpráva obsahuje další informace, vedle pozice je to počet použitých satelitů a také jestli je poloha je opravená z DGPS (diferenciální GPS s korekcemi z pevné stanice). DGPS přijímač je připojen ke GPS přijímači a nemá přímé spojení do kapesního počítače [27]. Závěrem o OCADu: Jak již bylo popsáno výše, je prostředí programu OCAD velmi příjemné a ovládání intuitivní. OCAD nemá na poli grafických softwarů pro zhotovení map orientačního běhu vážnějšího konkurenta a uživatelé nemají důvod tuto situaci měnit. V některých evropských zemích pracují někteří mapaři v programu MapStudio, ovšem u nás má OCAD absolutně výhradní postavení, které si dle mého soudu zcela po právu zaslouží. 2

NMEA - standardy pro National Marine Electronics Association

64

8.2

MicroStation

CAD3 systém MicroStation je základem řešení společnosti Bentley pro architekturu, stavební inženýrství, dopravu, zpracovatelský průmysl, výrobní zařízení, státní správu a samosprávu. Navíc umožňuje uživatelům vytvářet 3D modely objektů a budov. Primární formát výstupu je soubor DGN, ovšem Microstation umožňuje i práci s formátem DWG, který používá program AutoCAD. Aktuální verzí systému MicroStation je MicroStation V8 XM Edition [32]. Ukázka mapy orientačního běhu je však vytvořena ve starší verzi MicroStation 95. MicroStation se jako klasický CADovský systém pro tvorbu map (nejen orientačního běhu) nehodí. Nejde jen o výhody typu předdefinovaných značek u OCADu, ale především vybarvování ploch, uzavírání obrazců a další úkony jsou v MicroStationu velmi složité a především zdlouhavé. Jak je patrné z obou ukázek, nepodařilo se mi v programu MicroStation docílit stejného efektu jako v programu OCAD. Není to proto, že by to snad nebylo možné (možné to je, i když je to komplikované), ale proto, že cílem této práce není nakreslení mapy v programu MicroStation, nýbrž analýza vhodnosti softwarů pro použití k účelu tvorby map orientačního běhu. Jediná výhoda systému MicroStation, tedy pouze z mého osobního subjektivního hlediska je fakt, že se systémem MicroStation jsem v průběhu studia byla seznámena a umím jej ovládat, naproti tomu systém OCAD byl v tomto ohledu pro mě novinkou.

8.3

Další možnosti kresby map

MapStudio je švýcarský software pro kresbu map orientačního běhu a také jiných map. Je to mapovací modul pro software Adobe Illustrator. Obsahuje vše pro potřebu kresby map - plovoucí paletu s mapou nástrojů, přizpůsobitelné nástroje a jiné. Dodává se v jazykových mutacích angličtiny a japonštiny. Jedná se o freeware [34]. MapStudio působí jako velmi šikovný nástroj k tvorbě map orientačního běhu, zejména užitečný bude pro uživatele dobře ovládající Adobe Illustrator. MapStudio pracuje s objekty na principu „symbol a stylÿ, tzn. je možno nakreslit jakýkoliv symbol jakýmkoliv stylem. Přínosné také je, rozdělovat druhy prvků do různých vrstev, důležité je to zejména u barevných ploch. Barvy se překrývají, vidět je nejtmavší barva, což je stejné jako u OCADu. Zajímavý názor jsem našla v internetové konferenci orientačních běžců, kde Australan Bryan Teahan vyzdvihuje jako nejlepší software v této kategorii kanadský software Geovision, ve srovnání s AutoCadem, MicroStationem a OCADem. AutoCad a MicroStation se spíše hodí pro strojírenské a technické kreslení než pro vytváření map. Stejně tak OCAD nevyhovuje australským orientačním běžcům, především proto, že byl navržen pro „skandinávskýÿ ráz terénu. Bryan Teahan si 3

Computer Aided Design - počítačem podporované navrhování - zkratka označující software (nebo obor) pro projektování či konstruování na počítači

65

především stěžuje na OCAD z důvodu neflexibility, např. proto, že australský převládající terén je písečný (písečné přesypy) s velmi mnoha malými pahorky a jámami, o trošku menšími, než dovoluje kreslit norma IOF pro podobné oblasti OCAD nenabízí v takovém případě jednoduchou možnost výměny symbolů velikosti [http://www2.aos.princeton.edu/rdslater/orienteering/mlists/orienteering]. V aktuální verzi OCADu (OCAD 8) tato možnost již je, ovšem stále v omezené míře. Přes dnes již obvyklé postupy tvorby map na počítači, stále ještě žijí manuální metody kresby map pomocí barevných tužek. V raných 90. letech se počítače vklínily do kartografické práce používané tři tvorbě map OB orientačním klubem USMA4 . Z počátku byl používán MicroStation (průkopníkem byl Pat Dunlavey), ovšem limitace z kartografického hlediska byly velké a např. ve finálních pracích kreslil Pat Dunlevay od ruky. Poslední z takto vyrobených map byla vytištěna v roce 1996. Na konci 90.let začal orientační klub USMA přecházet z MicroStationu k produktu vytvořeném přímo pro potřeby orientačního běhu - k OCADu, který od roku 1990, kdy byl představen, zaznamenal do dnešní doby velký vývoj a orientační klub při USMA dnes využívá, stejně jako celosvětově většina uživatelů, jen OCAD [33]. Teoreticky lze mapy orientačního běhu kreslit v jakémkoliv softwaru na bázi CAD nebo v jakémkoliv vektorovém či rastrovém grafickém softwaru. Jak již bylo předestřeno dříve, u nás a víceméně v celé Evropě je jediným používaným softwarem OCAD. V jiných zemích ve světě se lze ještě potkat se softwarem MapStudio, méně již s britským Map Makerem, možná také s polským softwarem DRAW (uveden na stránkách IOF [4]).

8.4

Další softwary pro tvorbu vektorových map

GPSmapper Jedná se na poli softwarů na výrobu vektorových map pro malé GPS přijímače o jeden z nejdůležitějších programů. Je sice konzolový (běží v příkazovém řádku, nemá žádné „klikacíÿ prostředí), ale i to je jeho výhoda. Vstupním souborem jsou data v tzv. „Polish formátuÿ - obyčejný textový soubor s definovaným obsahem. Výstupem je již mapa, resp. přesně rečeno img soubor, který lze již nahrát do paměti GPS přístroje (např. pomocí programu sendmap). Na stránkách autora Stanislawa Kozickiho [31] je i zmíněný program „sendmapÿ (taktéž konzolový). K dispozici je samostatně nebo součástí balíku, podporovány jsou systémy jak Windows, tak i Linux. sendmap Jak již bylo zmíněno výše, program „sendmapÿ je další užitečný program. Je konzolový a užívá se k transformaci souborů mapových vektorů (vytvořených pomocí cGPSmapperu) do malého GPS přijímače. Polish format (PFM) Polish format (Polski format mapy) je textový soubor formátu užívaného pro ukládání informací o mapě do počítače a převádějící mapové informace mezi počítačovými programy. 4

United States Military Academy - Vojenská akademie Spojených států amerických

66

Mapové soubory formátu PFM nemohou být poslány přímo do malé GPS, nejdříve musí být převeden do formátu, který je srozumitelný malému GPS přijímači. Program, který provádí tuto konverzi se nazývá „map compilerÿ - mapový překladač [38]. cGPSmapper GPS přijímač Garmin podporuje mapový formát img. cGPSmapper.exe je konzolová aplikace dovolující konvertovat data uvedená v textových souborech (s příponou txt nebo mp) do formátu img. Mapedit Velmi kvalitní program pocházející z Ruska, s nímž se editují veškerá data. Autor program neustále vylepšuje a aktualizuje. Tento editor má celou řadu funkcí a možností, zajímavou je import SHP souborů. Pokud je nainstalována i knihovna GDI+, lze také nahrát mapy z Oziexploreru. Pochopitelně jde o rastrové soubory, které slouží pouze jako podklad. Ukázka pracovního prostředí programu Mapedit je uvedena na obrázku 8.3.

Obr. 8.3: Ukázka pracovního prostředí programu Mapedit Program ukládá data v „Polish formátuÿ. Data lze také přímo exportovat přes gpsmapper (zde slouží jako jeho GUI nadstavba) a vytvořit img soubor. Tyto dva programy tvoří základ a jsou dostačující pro tvorbu vlastních map. Tvorba mapy Na začátku je důležité mít zdroj dat. Zdrojem je většinou soubor s příponou img, což je vlastně hotová mapa určená k nahrání do malé GPS. Na internetu je celá řada mapových serverů, jeden z těch známějších je např. polský mapcenter.cgpsmapper.com. Na tomto serveru je celá řada různých map určených 67

pro Garmin malé GPS. Nebo se dá použít český server gps-maps.info, jehož mapy kvalitou vysoce přesahují ty polské. Kromě souboru ve formátu img lze také použít mapy v tzv. „polskémÿ (polish) formátu, ty mají příponu mp. V první fázi tvorby mapy je potřeba program MapEdit. Plná verce programuMapEdit se běžně kupuje, nicméně postačí i jeho neplacená a funkčně ořezaná free verze. Domácí stránku programu je na adrese http://www.geopainting.com/en/. Do tohoto programu lze otevřít soubor img nebo mp. Zde také lze vyrobit vlastní mapu. Výsledek se dá uložit do formátu mp (Map Polish). GPSmapedit Jde o sharewerový program, který byl vytvořen pro vlastníky malé GPS značky Garmin, ALAN a Holux GPS k vytvoření vlastní mapy. Software dovoluje rychlý loading a sledování vektoru mapy v „polském formátuÿ, srovnávající je s daty jako jsou rastr mapy, GPS tracklogy, trasy a body. Navíc se software používá pro převod GPS tracklogů, bodů a tras mezi různými formáty. g7towin Tento program by se dal označit jako klasický software pro načítání/ukládání tracklogů, bodů, apod. z/do GPS přístroje. Podporovány jsou přístroje různých výrobců. Tento program je již letitý, pnicméně je stále aktualizován. O tom svědčí např. implementace USB Garmin protokolu. Zajímavou funkcí je možnost stáhnout aktuální stav displeje GPS přístroje. Ukázka pracovního prostředí je na obrázku 8.4. Existuje i verze pro operační systém pro PDA - pod názvem g7toce.

Obr. 8.4: Ukázka pracovního prostředí programu g7towint

Oziexplorer Oziexplorer je klasický a jeden z nejužívanějších programů pro správu GPS.

68

Je to mapovací software, který pracuje s malými GPS značky Magellan, Garmin, Lowrance, Eagle, Brunton/Silva and MLR. Slouží k nahrávání/stahování do/z malého GPS přijímače body, trasy a tracklogy. gpstm Další program z nekonečné řady pro správu, úpravy, apod. malé GPS. Za zmínku určitě stojí možnost načtení souborů ArcView/Info, tj. SHP, ale i E00. V tomto formátu byla původní zdrojová data, z kterých vznikla historicky první verze „CZECH free mapyÿ. MapSource Program MapSource je komunikační software od firmy Garmin, který pracuje s mapami, které jdou přímo přenášet do paměti mapových GPS přijímačů. Umožňuje tvořit a zálohovat waypointy, trasy a ty pak přenášet z PC do GPS nebo opačně. Tento software se dodává automaticky k zakoupenému přijímači značky Garmin. Ukázka pracovního prostředí je v předešlé kapitole na obrázku 7.3. Z uvedených programů mi MapSource vyhovoval nejvíce, je jednoduše ovladatelný a má uživatelsky příjemné prostředí. Kromě toho zvládá většinu potřebných funkcí, které nabízejí ostatní zmíněné programy.

69

Kapitola 9 Srovnání metod použitých pro tvorbu map orientačního běhu Pro srovnání budou použita tato hlediska (za předpokladu použití stejných vah): • stupeň složitosti (obtížnosti) • stupeň přesnosti (za předpokladu potřebné přesnosti) • stupeň časové náročnosti • stupeň finančních nákladů (pořizovací cena)

9.1

Srovnání metod sběru dat

Do srovnání vstupuje jak metoda klasického mapování pro orientační běh zastoupená čtyřmi možnými mapovacími způsoby („polární metodaÿ, „metoda protínáníÿ, použití laserového dálkoměru a geovidu), tak metoda malé GPS, metoda obrazových map (pro případ leteckého a kosmického snímku) a metoda geodetická (digitální tachymetrie). Tabulka 9.11 ukazuje srovnání metody sběru dat. První alternativou vstupující do srovnání je „polární metodaÿ klasického způsobu mapování při použití buzoly, odhadu při krokování a tlakového výškoměru. Jedná se o nejklasičtější metodu s minimálními finančními náklady, což také považuji za její jedinou přednost. Všechny další aspekty: obtížnost, přesnost a čas se jeví jako nejméně výhodné. Proto tato metoda obstála nejhůře ze srovnávaných metod, což ovšem neznamená, že je zcela v praxi nepoužitelná. Díky své výhodě ve finanční nenáročnosti má dozajista právoplatné místo mezi „žijícímiÿ metodami mapování. Podobný výsledek zaznamenala „metoda protínáníÿ klasického způsobu mapování při použití buzoly a tlakového výškoměru. Obě metody klasického mapování se nedají sice příliš oddělit, nicméně se mi „metoda protínáníÿ zdá o trochu efektivnější, 1

Stupně hodnocení jsou použity od 1 do 5, přičemž 1 je nejméně obtížný/nejpřesnější/nejméně časově náročný/nejlevnější. Tyto ukazatele platí i pro následující tabulky.

70

Srovnání metod sběru dat

obtížnost přesnost čas

finanční náklady

buzola + krokování + tlak.výškoměr (polární metoda) buzola + tlak.výškoměr (metoda protínání) Laserový dálkoměr + buzola + tlak.výškoměr Geovid + tlak.výškoměr Metoda malé GPS Metoda fotogrammetrie Metoda dálkového průzkumu dat Metoda geodetická

5

5

5

1

celková efektivita průměr 4,0

4

5

4

1

3,5

4

3

4

2

3,3

3 2 1 1

2 1 1 5

4 2 1 1

3 2 2 5

3,0 1,8 1,5 3,0

4

1

5

4

3,5

Tab. 9.1: Srovnání metod sběru dat

hlavně z důvodu, že lze měřit „bezdotykověÿ (bez nutnosti krokovat přímo k měřenému bodu), tzn. rychleji. Zřejmá výhoda oproti výše zmíněné metodě je možnost jednoduše měřit například přes sráz, hluboké údolí apod. Metoda geodetická (tzn. metoda digitální tachymetrie) ve srovnání vyšla také jako málo efektivní, hlavně z důvodu vysokých pořizovacích nákladů totální stanice a příslušenství včetně softwaru a také díky větší časové náročnosti měření. Přesnost, kterou lze touto metodou získat, je pro účely mapování map orientačního běhu zbytečně vysoká. Výhodou použití digitální tachymetrie je fakt, že je celé měření v digitální podobě a že měření délek, úhlů a převýšení se provádí současně. S podobným výsledkem dopadla klasická metoda při použití laserovýého dálkoměru, buzoly a tlakového výškoměru, zlepšení oproti výše zmiňovaným metodám klasického mapování je v přesnějším a jednoduším změření délky při relativně nízkých finančních nákladech. Poslední z klasických metod byla uvažována možnost měření Geovidem a tlakovým výškoměrem. Tato metoda se mi zdá vhodná z důvodu možnosti měřit zároveň délku i úhel (azimut). Zásadní nevýhodou je však pořizovací cena Geovidu, proto není tato metoda v praxi příliš používaná. Metoda dálkového průzkumu Země, tzn. použití kosmického snímku je velmi výhodná z hlediska času a obtížnosti vyhodnocení, velmi závažným problémem je ale pořizovací cena kosmického snímku, proto tuto metodu pokládám za spíše nevhodnou.

71

Naopak velmi výhodnou se jeví metoda měřené malou GPS. Co se týče přesnosti, je přesnost určování jak polohy, tak výšky dostačující, časově ani co do obtížnosti není také příliš náročná a ani pořizovací cena není příliš vysoká. Navíc se malá GPS dá využít i k jiným účelům. I v případě, že mapovaná lokalita není svým charakterem vhodná pro podrobné mapování malou GPS (skalní město, hustý les apod.), je velmi výhodné použít malou GPS alespoň k určení polohy a výšky pro síť základních bodů. Nejlépe ze srovnání metod pro tvorbu map orienatčníh běhu vychází použití výsledku z fotogrammetrie, zejména potom použití ortofota. Dobře vyhodnocený letecký snímek se velmi dobře hodí a kreslení mapy je pak jednoduché a rychlé. Samozřejmě je ale stejně nutné provést v terénu dodatečná měření, nejen na místě se špatnou viditelností z letadla (les), ale i drobné doměrky (jáma, krmelec), které nejsou ze snímku patrné. Ortofoto SMO-5 se dá jednoduše koupit a ani cena není nijak závratná (v šedé škále v kladech ZM10 stojí mapový list 210 Kč, v barevné škále v kladech SMO-5 stojí 300 Kč [41]). Nevýhodou může být případná neaktuálnost snímku. Shrnutí – metoda použití ortofota se jeví jako velmi výhodná. Ideální metodou pro mapování map orientačního běhu by tedy mohla být kombinace použití ortofota a malé GPS. V praxi mapařů orienatčního běhu již použití ortofot běžně je, naopak použití malé GPS se dodnes neprosadilo. Toto srovnání, ač silně subjektivní, mě přesvědčilo o důležitosti zařadit metodu malých GPS do praxe mapařů orientačního běhu.

9.2

Srovnání softwarů pro kresbu mapy

Do srovnání softwarů pro kresbu mapy jsem zařadila programy OCAD a MicroStation (viz tabulka 9.2).

Srovnání softwarů pro kresbu mapy

obtížnost přesnost čas

finanční náklady

OCAD MicroStation

2 5

1 5

4 1

2 5

celková efektivita průměr 2,3 4,0

Tab. 9.2: Srovnání softwarů pro kresbu mapy

Z tohoto srovnání vychází kreslící program OCAD jako jasně výhodnější, už proto, že je vytvořen přímo pro potřeby kresby map orintačního běhu a má mimo jiné předdefinované prvky podle normy pro tvorbu map orienatčního běhu (ISOM). Software 72

MicroStation byl vytvořen pro potřeby technického kreslení a není tedy vhodný pro kresbu map, například pro kresbu ploch je zcela nevhodný.

9.3

Srovnání pomůcek pro měření úhlů

Do srovnání pomůcek pro měření úhlů pro mapování map orientačního běhu jsem zařadila buzolu (obyčejnou a průzorovou), Geovid a geodetické určení (digitální tachymetrie). Přehledné srovnání ukazuje tabulka 9.3.

Srovnání pomůcek pro měření úhlů

obtížnost přesnost čas

finanční náklady

buzola průzorová buzola Geovid geodeticky

1 1 2 4

1 2 4 5

5 4 2 1

1 1 1 5

celková efektivita průměr 2,0 2,0 2,3 3,8

Tab. 9.3: Srovnání pomůcek pro měření úhlů

Z toho to srovnání vychází nejlépe použití obyčejné nebo průzorové buzoly. Více výhodný by se mohl jevit Geovid, zejména proto, že zároveň s azimutem měří i délku, ovšem má vysoké pořizovací náklady a proto se v praxi používá spíše výjimečně. Použití geodetické metody digitální tachymetrie má výhodu současného měření délky, úhlu i převýšení, ale pořizovací cena přístrojového a softwarového vybavení v kombinaci s časovou náročností měření ho řadí na místo nejméně efektivní metody, která vstoupila do srovnání.

9.4

Srovnání pomůcek pro měření délek

Do srovnání pomůcek pro měření délek jsem zařadila laserové dálkoměry, Geovid, elektronický krokoměr a měřící kolečko a geodetickou metodu digitální tachymetrie. Tabulka 9.4 ukazuje srovnání pomůcek pro měření delek. Z tohoto srovnání vyšlo nejlépe použití laserového dálkoměru, který má výhodu z hlediska jednoduchosti použití, časové náročnosti a dostatečné přesnosti, aniž by měl příliš vysoké pořizovací náklady. Naproti tomu Geovid, jak již bylo zmíněno, má sice výhodu kombinovaného měření délky i úhlu, má však vysokou pořizovací cenu a tím se zařadil až za laserový dálkoměr. Použití elektronického krokoměru nebo měřícího kolečka je naproti tomu nevhodná metoda, zejména proto, že vyžaduje rovný tvrdý a čistý terén, kde je potom ale efektivnější použít jinou metodu, například laserový dálkoměr. 73

Srovnání pomůcek pro měření délek

obtížnost přesnost čas

finanční náklady

laserové dálkoměry geovid elektronický krokoměr /měřící kolečko geodeticky

1 1 4

3 3 5

2 1 4

2 4 1

celková efektivita průměr 2,0 2,3 3,5

4

1

5

5

3,8

Tab. 9.4: Srovnání pomůcek pro měření délek

Geodetická metoda se neuplatnila ani v tomto srovnání, především díky vysoké finanční náročnosti.

9.5

Srovnání pomůcek pro měření výšek

Do tohoto srovnání jsem zařadila tlakové výškoměry, geodetickou metodu digitální tachymetrie a použití malé GPS. Tabulka 9.5 ukazuje srovnání pomůcek pro měření výšek a převýšení.

Srovnání pomůcek pro měření výšek

obtížnost přesnost čas

finanční náklady

tlakové výškoměry geodeticky malá GPS

3 4 1

1 5 2

4 1 2

3 5 2

celková efektivita průměr 2,8 3,8 1,8

Tab. 9.5: Srovnání pomůcek pro měření výšek

Nejlepšího hodnocení dosáhla metoda malé GPS, která měla ze všech testovaných hledisek nejlepší výsledky. Další místo v efektivnosti metody zaujímá meření tlakovými výškoměry a jako nejméně efektivní se mi jeví použití digitální tachymetrie.

74

Kapitola 10 Závěr Jak vyplývá z předešlé kapitoly, tak se z hlediska mého experimentu jeví jako nejvýhodnější metoda měření pro tvorbu map orientačního běhu použití malé GPS. Ideální kombinací by bylo použití kvalitního ortofota (např. SMO-5) v kombinaci s měřením malou GPS. Jak již bylo dříve zmíněno, malá GPS má kvalitní výsledky jen v případě, že je dobrá viditelnost na satelity. Proto bych doporučovala takové měření provádět v době vegetačního klidu (připustíme-li, že území ČR je pokryto z převážné části smíšenými, tzn. alespoň částečně opadavými stromy), což jsou samozřejmě i podmínky pro vznik kvalitních leteckých snímků, z pochopitelných důvodů ovšem není žádoucí mít sněhovou pokrývku. Ta samozřejmě nevadí principu měření malé GPS, ale vadí přímému mapování, tzn. možnosti rozeznat mapované objekty. Proto pokládám za nejvýhodnější dobu měření brzké jaro nebo pozdní podzim, což je dle obecných pravidel nejvýhodnější doba i pro leteckou fotogrammetrii. I samotné měření malou GPS s klasickými mapovými podklady typu ZM10 přináší kvalitnější výsledky pořízené pohodlnějším způsobem při kratším čase mapování. Pokud tedy budu tuto metodu hodnotit z hlediska kvality, tzn. přesnosti, z hlediska času a finanční náročnosti a z hlediska uživatelské příjemnosti, vychází jako nejvýhodnější použít k mapování map orientačního běhu metodu polohového a výškového určování pomocí malé GPS. Mapovat se pomocí malé GPS dá při každém počasí, do paměti malé GPS lze ukládat prošlé trasy (mapované objekty) pod libovolným jménem a číslem, čímž se od sebe dají mapované objekty jednoduše oddělit. Další výhodou je, že naměřená data jsou po návratu z terénu v digitální formě. Při mapování malou GPS je potřeba převést zeměpisné souřadnice ze systému WGS84 do souřadnic pravoúhlého systému, např. S-JTSK. Nejlépe použitelným způsob s nejvyšší přesností (pokud není znám lokální transformační klíč) je převod softwarem Matkart. Chyba tohoto převodu je na celém území České republiky do jednoho metru. Ze softwarů pro kresbu mapy orientačního běhu lze brát vážně jen program OCAD, který byl pro účely kresby těchto map vytvořen. Jeho nepopiratelná výhoda oproti jiným softwarům je předdefinovaný mapový klíč dle mezinárodní normy 75

ISOM, jednoduché uživatelské prostředí a také pořizovací cena produktu, která je patnáctkrát nižší (platí pro veri OCAD 8 Standard ) než u dalšího srovnávaného CADu - MicroStationu. Výhoda produktu OCAD je také v tom, že na oficiálních webových stránkách se tento software v omezené verzi dá zdarma stáhnout. Limitem je pouze počet nakreslených objektů. Samozřejmě, že má metoda malých GPS své limity, ale v případě jakéhokoliv terénu lze použít alespoň pro zaměření základní sítě bodů, které budou použity například pro transformaci leteckého snímku nebo jako body, z kterých se bude vycházet při podrobném měření některou z klasických metod.

76

Literatura [1] Zdeněk Lenhart a kol.:

Tvorba

map

pro

OB,

2000,

[2] Pavel Žemlík, Petr Hranička: Letáček ABC orientačního běhu, ČSOB 1999 [3] Oficiální stránky ČSOB: [4] Oficiální stránky IOF: [5] Mezinárodní norma ISOM: Mezinárodní norma pro mapy orientačního běhu [6] Mezinárodní norma ISSOM: Mezinárodní norma pro sprintové orientační sporty [7] Stanovisko Mapové rady ČSOB [8] Ministerstvo životního prostředí

ke ČR:

klíči Portál

pro

sprint

životního

ISSOM: prostředí

[9] Zákon č. 200/1994 Sb. [10] Zákon č.121/2000 Sb. [11] Zákon č. 289/1995 Sb. [12] Směrnice pro tvorbu a evidenci map

ČSOB:

[13] Centre for Orienteering: [14] Centrum historie orientačního běhu: [15] Radoslav Jonáš a kol.: Metodická príručka pre mapovanie; Mapová komisia slovenského zvazu orientačných športov; [16] firma Picodas - GPS centrum: [17] firma Navis: [18] Petr Rapant: Družicové polohové systémy; Vysoká škola báňská 2002 [19] Jan Fixel: Geodetická astronomie I. a základy kosmické geodézie; VUT 2000 [20] Leoš Mervart, Miloš Cimbálník: Vyšší geodézie 2 ; ČVUT 1999 77

[21] Hans Steinegger: Geovid - better than GPS? ; 1999 [22] Hans Steinegger: OCAD; 6th International Conference for Orienteering Mapping; 1995 [23] Werner Fluhmann: Geovid Field Glasses; 6th International Conference for Orienteering Mapping; 1995 [24] Mapová komisia SZOŠ: [25] Vladimír Hojovec a kolektiv - Kartografie, GKP Praha 1987 [26] OCAD - oficiální stránky; [27] IOF: High-Tech Orienteering Club - Hans Steinegger: OCAD a GPS ; ; 2001 [28] Filip Antoš: Popis programu OCAD; semestrální práce; ČVUT; 2000 [29] Bohuslav Veverka: Topografická a tématická kartografie; ČVUT 1997 [30] Jaroslav Hybášek: Topografická a tématická kartografie; CERM Brno 1993 [31] Stanislaw Kozicki a kol.: cGPSmapper ; 2005: , [32] Bentley Systems, Inc. - MicroStation: [33] Michael D. Hendricks; Integrating Orienteering Maps and Data into an Enterprise Geodatabase; United States Military Academy [34] MapStudio - [35] Pěva Žáčková: Digitální zpracování jednoduché tématické mapy - Diplomová práce ČVUT 2002 [36] On-line informační servis zeměměřictví, pozemkového managementu, managementu nemovitostí [37] firma Geodis Brno s.r.o.: [38] server GPS maps: [39] Milan Kryl: Kryl Blog [40] firma Gisat: [41] Český úřad zeměměřický a katastrální: [42] Karel Pavelka: Fotogrammetrie 10 ; ČVUT 1998

78