Vývoj geodetických p ístroj pro agrární operace a pozemkové úpravy

JIHOýESKÁ UNIVERZITA V ýESKÝCH BUDċJOVICÍCH ZEMċDċLSKÁ FAKULTA Studijní program: B4106 ZemČdČlská specializace Studijní obor: Pozemkové úpravy a pĜevody nemovitostí Katedra: Krajinného managementu Vedoucí katedry: doc. Ing. Pavel Ondr, CSc.

BAKALÁěSKÁ PRÁCE

Vývoj geodetických pĜístrojĤ pro agrární operace a pozemkové úpravy

Vedoucí práce:

Autor:

doc. Ing. Pavel Hánek, CSc.

Lenka Lukšíková

2013

Prohlášení Prohlašuji, že bakaláĜskou práci na téma „Vývoj geodetických pĜístrojĤ pro agrární operace a pozemkové úpravy“, jsem vypracovala samostatnČ pouze s užitím zdrojĤ uvedených v seznamu použité literatury. Prohlašuji, že v souladu s § 47b zákona þ. 111/1998 Sb. v platném znČní souhlasím se zveĜejnČním své bakaláĜské práce a to v nezkrácené podobČ (v úpravČ vzniklé vypuštČním vyznaþených þasti archivovaných ZemČdČlskou fakultou JU) elektronickou cestou ve veĜejnČ pĜístupné þasti databáze STAG provozované Jihoþeskou univerzitou v ýeských BudČjovicích na jejich internetových stránkách. V ýeských BudČjovicích dne 10. dubna 2013 ……………………… Podpis

PodČkování Touto cestou bych ráda podČkovala panu doc. Ing. Pavlu Hánkovi, CSc. za odborné vedení mé bakaláĜské práce, poskytnutí materiálĤ a cenné pĜipomínky. Také bych chtČla podČkovat mé rodinČ, která mi dala možnost studovat. A v neposlední ĜadČ patĜí velké díky mému pĜíteli Milanu Rohlíþkovi za psychickou podporu a pomoc pĜi kompletaci této práce.

Abstrakt Náplní bakaláĜské práce je vývoj geodetických pĜístrojĤ pro agrární operace a pozemkové úpravy. Nebylo by totiž pĜesných pozemkových úprav bez tČchto geodetických pĜístrojĤ. Práce je v podstatČ literární rešerší chronologického seĜazení vývoje pĜístrojĤ s vazbou na pozemkové úpravy. Popisuji vývoj geodetických pĜístrojĤ od nejstarších dob a starovČku až po 20. století v EvropČ. Dále jsem soustĜedila na historii výrobcĤ, zejména výrobcĤ ýSR. NáslednČ jsem se zamČĜila na základní geodetické pĜístroje od poloviny 19. století do pol. 20. století, a také na ovČĜování kvality a parametrĤ historických pĜístrojĤ. Klíþová slova: geodetický pĜístroj, výrobce geodetických pĜístrojĤ, pozemková úprava

Abstract The scope of this work is the development surveying instruments for agricultural operations and landscaping. It would not be accurate because landscaping without these geodetic instruments. The work is essentially a literature review sort of chronological development of instruments with links to landscaping from ancienit and medieval times to the 20th centrury in Europe. Next, I focused on the history of manufacturers, especially manufacturers of Czechoslovakia. Then I focused on basic surveying instruments from the half of the 19th century to the half the 20th century, and the verification of the quality parameters and historical equipment. Key words: geodetic instrument, manufacturer of surveying instruments, land adjustment

Obsah 1. Úvod ....................................................................................................... 9 2. Data v chronologickém Ĝazení ............................................................. 11 2.1

Nejstarší doby a starovČk .............................................................. 11

2.1.1 Vazba na pozemkové úpravy ................................................... 11 2.1.2 Vývoj pĜístrojĤ ......................................................................... 12 2.2

StĜedovČk ...................................................................................... 14

2.2.1 Vazba na pozemkové úpravy ................................................... 14 2.2.2 Vývoj pĜístrojĤ ......................................................................... 16 2.3

NovovČk ........................................................................................ 17

2.3.1 Vazba na pozemkové úpravy ................................................... 17 2.3.2 Vývoj pĜístrojĤ ......................................................................... 19 2.4

Historie výrobcĤ ........................................................................... 29

2.4.1 Doba Rudolfínská ..................................................................... 29 2.4.2 Výroba v 18. století .................................................................. 35 2.4.3 Výroba v 19. století až do pol. 20. století ................................. 36 2.4.3.1 ýeské firmy ....................................................................... 36 2.4.3.2 Zahraniþní firmy ................................................................ 42 2.5

Základní geodetické pĜístroje od pol. 19. do pol. 20. století......... 43

2.5.1 Nivelaþní pĜístroje .................................................................... 44 2.5.1.1 Typy nivelaþních strojĤ ..................................................... 45

2.5.2 Tachymetry............................................................................... 45 2.5.3 ÚhlomČrné pĜístroje.................................................................. 46 2.5.4 DálkomČry ................................................................................ 47 2.5.4.1 Nitkové dálkomČry ............................................................ 47 2.5.4.2 Dvojobrazové dálkomČry .................................................. 48 2.5.4.3 Další typy dálkomČrĤ ........................................................ 48 2.5.5 ZámČrné pravítko ..................................................................... 49 2.6

OvČĜování kvality a parametrĤ historických pĜístrojĤ .................. 49

2.6.1 Teodolity .................................................................................. 50 2.6.2 PĜístroje pro mČĜení pĜevýšení ................................................. 51 2.6.3 PomĤcky pro mČĜení délek ....................................................... 52 2.7

20. století....................................................................................... 52

2.7.1 Vazba na pozemkové úpravy ................................................... 52 2.7.2 Vývoj pĜístrojĤ ......................................................................... 53 3. ZávČr .................................................................................................... 61 4. Seznam použité literatury ..................................................................... 63 5. Seznam tabulek a obrázkĤ .................................................................... 66

1. Úvod V dnešní dobČ, kdy je zamČĜen a zakreslen do katastrální mapy každý kousek i tĜeba neplodné pĤdy, si vĤbec nedokážeme pĜedstavit dobu, kdy neexistovaly žádné pĜesné mapy, kdy neexistovali mČĜiþi, kteĜí se starali o zamČĜování a mapování vesnic, mČst, krajĤ a zemí. SamozĜejmČ, že už dĜíve lidé znali snadné mČĜické práce. UmČli urþit délku a plochu pozemkĤ. Už dĜívČjší doba si to žádala, a to ze dvou dĤvodĤ. Prvním dĤvodem bylo, že panovníci, vrchnost a i církev chtČli znát výmČru svých rozsáhlých panství. A druhým dĤvodem byla pĜehlednost o výmČĜe pozemkĤ poddaných, aby mohli rozdČlovat danČ, dávky a bĜemena. Pro mČĜení zemČ jsou nejhlavnČjší jednotky úhlové a délkové, je to základ celého mČĜení. U úhlové jednotky byla pomČrnČ brzy urþena, a to dle obvodu kruhu, který byl rozdČlen na tolik dílkĤ, jak je dlouhý babylonský rok (360 þástí). Jeden dílek byl následnČ pojmenován jako stupeĖ. SložitČjší však byl vznik jednotky délkové. PotĜebujeme je pĜi každé práci a pĜi každém kroku. Možná proto dlouho trvalo, než se povedlo zavést délkovou míru ve prospČch všech. Trvalo dlouho, než se míra sjednotila. Každý stát, každá zemČ, kraj nebo i dokonce mČsto mČlo vlastní soustavu délkových mČr. Nakonec po dlouhém vývoji byla délková míra navržena jako desetimiliontá þást zemského þtvrtkruhu. Tato jednotka byla ve Francii uzákonČna roku 1795 a také pojmenována jako „metr“. Avšak nesmím opomenout, že zemČmČĜické práce hrají dĤležitou roli i pĜi tvorbČ pozemkových úprav. Souþástí zemČmČĜictví jsou geodetické pĜístroje, jsou její nedílnou souþástí. Geodetické pĜístroje pro agrární operace a pozemkové úpravy se vyvíjejí od nejstarších dob, avšak první geodetické pĜístroje pĤvodnČ sloužily k pozorování hvČzd (astronomii a astrologii). DĤležitou osobností pro geodézii a pro pozemkové úpravy byl profesor Josef PetĜík. Ze svých pĜednášek geodézie oddČlil a osamostatnil problematiku agrárních operací, která zahrnovala i výklad o scelování pozemkĤ. DĤvodem byla vzrĤstající potĜeba rozšíĜení zemČdČlství. Také se stal zakladatelem a prĤkopníkem studijního oboru pozemkové úpravy. Cílem mé bakaláĜské práce je nastínit vývoj pĜístrojĤ spolu s konstrukcí pro agrární operace a pozemkové úpravy v EvropČ. ZamČĜím se zejména na vývoj od 9

nejstarších dob až po 20. století. PĜístroje se totiž postupem þasu bezesporu zdokonalovaly, jak z pohledu manipulace, tak z pohledu technického. Dále se chci zmínit o þeských i zahraniþních výrobcích pĜístrojĤ, aĢ už více þi ménČ významných a uvést princip a úþel užívání základních geodetických pĜístrojĤ od poloviny 19. stol do poloviny 20. století. Také bych ráda pĜiblížila þtenáĜĤm pĜesnost nČkterých pĜístrojĤ a pomĤcek urþených k zemČmČĜictví vzhledem k dobČ jejich užívání. Úvodem chci ještČ podotknout, že pro mne, jako pro zaþáteþníka teprve se orientujícího v problematice, je obtížné, popsat toto téma svými slovy. Proto se v práci odkazuji na þásteþnČ upravenou citaci celých odstavcĤ z použitých pramenĤ.

10

2. Data v chronologickém Ĝazení Když pojmeme pozemkové úpravy z širšího hlediska, tak dojdeme k závČru, že jsou to vlastnČ vČdomé zásahy þlovČka do krajiny vyvolané nejen existenþními dĤvody. Jejich cílem je vytvoĜit podmínky takových vlastnických vztahĤ k lesním a zemČdČlských pozemkĤm samozĜejmČ s ohledem na krajinu, vþetnČ budování spoleþných zaĜízení, které uspokojí všechny potĜeby spoleþnosti a i ekonomický zisk. Tato forma pozemkových úprav je známá od nejstarších dob. A jak se spoleþnost a doba vyvíjela, tak se zemČmČĜiþi za pomoci geodetických pĜístrojĤ staly nedílnou souþástí pozemkových úprav [26]. 2.1 2.1.1

Nejstarší doby a starovČk Vazba na pozemkové úpravy Historie pozemkových úprav a zemČmČĜictví spoleþnČ vznikla ve starém

EgyptČ pĜed nČkolika tisíci lety. Tehdejší vládce pĜimČly þasté záplavy v údolí Nilu k tomu, že každý rok nechaly rozmČĜit a rozdČlit úrodnou pĤdu mezi zemČdČlce. Abstraktní myšlení bylo v antickém ěecku velice rozvinuté a tak vznikla geometrie z pĤvodní praktické þinnosti rozdČlování pozemkĤ, nejprve jako technická þinnost zemČmČĜení, déle jako poþátek teorie moderní matematiky [16]. ěekové také definovali tvar a rozmČry planety ZemČ a pravá kartografická zobrazení. Už v historické literatuĜe o starovČkém Babylonu a EgyptČ nalezneme první zmínky a údaje o technických a právních opatĜeních v oboru pozemkové držby a na nČ vázané zemČmČĜické práce. Již dĜíve ve starovČkém EgyptČ byly známé historické právní a technické prameny o rozšíĜeném a jednotném uspoĜádání pĤdy, kde již byly právní a technické normy, metoda vytyþování, tvary pozemkĤ dané zpĤsobem orby, ohledy na kvalitu pĤdy pĜi pĜidČlování, sítČ polních cest, mezníkování a vyhotovení písemných operátĤ a polohopisných plánĤ [22]. Z historických pramenĤ se dá usuzovat, že už ve starovČkém ěímČ v 5. století pĜ. n. l., bylo pozemkové právo a pozemková politika pomČrnČ propracována [16]. ZemČmČĜictví bylo ovlivnČno v dobČ 27. pĜ. n. l. rozhodnutím císaĜe Augusta, které se týkalo zaĜazení 5 tĜíd zemČmČĜiþĤ (agrimensoresĤ) do státní správy a rozdČlení provádČných prací do nČkolika skupin. ZaþlenČni byli i do 11

technických sborĤ (metatores) novČ zĜízené stálé armády [6]. V 1. století našeho letopoþtu už byly sepsány ucelené traktáty o þinnosti Ĝímských zemČmČĜiþĤ [16]. Také byla vypracována zemČmČĜiþi z ěíma metodika a technika pĜídČlových prací z hlediska celostátního vymČĜování a pozemkových úprav pro kolonizaþní úþely, která dČlila pĤdu na tĜi hlavní skupiny: a) pĤda nezamČĜená, kde hranice byly pĜirozené (potoky, rokle, kopce) nebo urþené nČkolika orientaþními body (vrcholy kopcĤ, osamČlé stromy); b) pĤda zamČĜená jen po vnČjších hranicích areálu, ale nerozdČlená na jednotlivé pĜídČly; c) pĤda vymČĜená, rozdČlená a pĜidČlená osídlencĤm nebo jiným uchazeþĤm [18]. 2.1.2

Vývoj pĜístrojĤ Vývoj v nejstarších dobách a ve starovČku zaþal v 5. - 4. t. pĜ. n. l. Pomocí

nejstarších pomĤcek, kterými byly olovnice, mČĜické latČ a nivelování pomocí klidné vodní hladiny, se zaþaly provádČt mČĜické práce na bĜezích Eufratu, Tigridu a Nilu [6]. Jedním z využití nivelace vodní hladinou bylo pĜi stavbČ pyramid, a to tak, že kolem pyramid byl vykopán pĜíkop a ten byl naplnČn vodou [26]. Pro orientaci svČtových stran byl severojižní smČr urþován orientací na hvČzdy nebo západovýchodní smČr gnomónem (Ĝecky, tj. stínovou holí, lat. solárium) z délky vrženého stínu. Za objevitele gnomónu byl považován Anaximandros z Miletu [6]. Stínovou holí se mČĜila výška Slunce nebo se provádČla astronomická orientace [26]. Už kolem 3. t. pĜ. n. l. bylo známé v Babylonii a EgyptČ mČĜení pomocí zámČrného pravítka (Obr. 1, pĜístroj z 19. st.), mČĜicí latČ a tyþe. VČdci totiž už v tČchto þasech byli nejen významní matematici nebo zemČmČĜiþi, ale také Obr. 1 ZámČrné pravítko [24]

vynikající mechanici a konstruktéĜi [1].

12

Vznik dalších mČĜických pomĤcek, jako je napĜíklad krokvice, provazec a zámČrné pravítko, je doložen z Egypta ze 14. st. pĜ. n. l. Filozof Thales z Miletu použil v 7. st. pĜ. n. l. trigonometrické mČĜení s podobností trojúhelníku k urþení výšky pyramid z délky vrženého stínu. Konstruoval též dálkomČr z latí na stanovisku pro mČĜení vzdálenosti lodí od bĜehu. V této dobČ vznikla i plankonvexní broušená þoþka, nalezená pĜi vykopávkách v Ninive. SvČdþí o znaþných empirických znalostech optiky. Apolloniovi z Pergé je v dobČ 200 pĜ. n. l. pĜisuzován objev astrolábu, pĜístroje pro mČĜení výšek hvČzd, tj. úhlĤ. Astroláb sestaven z pevného segmentu a z otoþné alhidády s prĤhledítky. PĜístroj popsal K. Ptolemaios. O využití astrolábu v astrologii pojednal roku 1448 J. Angeli [6]. Z astrolábu se vyvinuly celokruhové, vČtšinou však pĤlkruhové mČĜické horizontální astroláby, pozdČji doplnČné kompasem nebo libelou, používané v rĤzných úpravách ještČ poþátkem 20. století. V 15. století se rozšíĜily zásluhou vídeĖského profesora G. Burbacha kvadranty. Vznikly osamostatnČním stínových þtvercĤ, které na rub rovinného astrolábu vložili Arabové. Používaly se buć se zámČrným zaĜízením (alhidádou) nebo pro práce ve svislé rovinČ s olovnicí. K mČĜení úhlu používaly þasto goniometrických funkcí (zejména tangens), jejichž autory byly arabští vČdci Al – Battání a Abúl – Wafá v 9. až 10. století [26]. PĤvodnČ sloužil tento astroláb pro astronomické úþely [1]. Kolem 100 pĜ. n. l. Héron Alexandrijský napsal knihu Peré dioptras (O dioptĜe), zvané také Dioptrika, v níž se ve 35 kapitolách z celkového poþtu 37, zabýval postupy a instrumentáriem geodézie, zejména v ěecku rozšíĜenou dioptrou. Nivelování vodorovnými vážními latČmi, které odpovídá nivelaci vpĜed, považuje za starou metodu. Popisuje kapalinový nivelaþní pĜístroj ve tvaru U, délky 12´´ a výšky asi 5´´, umístČny na stativu, pracující na principu spojitých nádob metodou nivelace ze stĜedu. Do soupravy patĜila laĢ s posuvným kruhovým terþem. PĜístroj sám, tvarovČ zmČnČný na uzavĜené O a nazývaný vodováha, i laĢ se používaly ještČ v 19. století, stejnČ jako kapalinové sklonomČry, které se z nČj vyvinuly. Héron je autorem známých vzorcĤ a postupĤ napĜ. pĜipojovacího mČĜení pro spojení dĤlního díla s povrchem.

13

Autor jediného zachovaného starovČkého spisu o architektuĜe v deseti knihách De achitectura je Ĝímský stavitel P. Vitruvius (1. st. pĜ. n. l.). ZmiĖuje se v nČm o nivelaci pomocí vodních vah nebo pĜesnČjších Ĝímských chorobates, a také o mČĜických

Ĝeckých

pĜístrojích

dioptra.

Pro vytyþování pravých a pĜímých úhlĤ byla v ěímČ oblíbena groma (Obr. 2). Byl to dĜevený kĜíž se zavČšeným olovnicemi. Groma byla urþitým

pĜedchĤdcem

úhlových

hlavic.

Ke spádování, napĜ. pĜi stavbČ akvaduktĤ, byl používán dlaždiþský kĜíž. Vitruvius je považován za konstruktéra mČĜického kola s automatickou registrací. V knize (Velká soustava)

Syntaxis z

2.

století

megalé Ptolemaios

shromáždil dobové astronomické znalosti. Práce se dochovala pod názvem Almagest v arabském pĜekladu Obr. 2 Groma [16]

z 8.

století

poĜízeném

za

úþasti

kalifa Hárúna – al - Rašída, a stala se základem astronomie až do doby Koperníkovy [6].

2.2 2.2.1

StĜedovČk Vazba na pozemkové úpravy Na našem území, jehož vývoj ve stĜedovČku byl stejnČ jako v ostatní EvropČ

významnČ ovlivnČn antickou kulturou, dochází ve 12. století k tzv. vnitĜní kolonizaci [26]. Kolonizací nazýváme osídlení a zúrodnČní dosud neobdČlávané pĤdy, aĢ už jde o rozšíĜení polností urþité existující vesnice, nebo zakládání nových vesnic, pozdČji i klášterĤ a mČst na dosud neobydlených místech [16]. Vzhledem k rĤstu domácí populace dochází k mýcení a vypalování lesĤ, upravování pastvin atd. Tato vnitĜní kolonizace, která byla vynucena rĤstem populace a zájmem feudálĤ zakládat nové poddanské vesnice, trvala asi do konce 12. stol., kdy došlo k vyþerpání domácí pracovní síly poddaných. Ve 12. a 13. století dochází u nás k vnČjší

14

kolonizaci, kdy panující šlechta pĜidČluje rozsáhlá území pĜevážnČ nČmeckým kolonistĤm. Zvláštní skupinu pĜedstavuje tzv. hornická kolonizace, kde o vzniku nového sídelního útvaru rozhodovaly zájmy tČžaĜĤ. Ve 14. století byl již dostatek pracovních sil, zájem o nČ u feudálĤ oslabuje a pĜíliv kolonistĤ konþí. Zakládání nových vesnic, schopných samostatné existence, a rozvržení k nim patĜícího pĤdního fondu bylo svČĜeno tzv. lokátorovi, který ovládal mČĜické práce [26]. LokátoĜi dostali od místního majitele pozemkĤ (feudála) pĤdu, kterou museli v urþité dobČ splatit. V závislosti na terénních pomČrech museli najít dostateþný poþet zájemcĤ o tuto pĤdu a v závislosti na terénních pomČrech, vlastnostech pĤdy a hydrografické síti zvolit umístČní zástavby, polí, pastvin a lesních pozemkĤ. ýinností lokátorĤ pĜi zakládání nových vesnic byla prvním velkým pĜetváĜením a budováním krajiny. LokátoĜi byli první krajinní inženýĜi [27]. Lokátor mČl dva hlavní úkoly: 1) urþení místa a zpĤsobu zastavČní vsi vþetnČ sociálního vybavení, vČtšinou kostela nebo kaple; 2) organizace jejího zázemí – pĤdního fondu, které znamenalo: a) rozmístČní pĤdy orné, pastvin, zahrad, zpĜístupnČní pozemkĤ sítí cest, prĤhonĤ pro dobytek apod.; b) v zamokĜeném území vytyþení sítČ pĜíkopĤ pro odvodnČní; c) rozvržení a vymČĜení pĤdy obdržené od feudála pro kolonizaci na jednotlivé lány pro jednotlivé pĜídČly; d) urþení hranic mýcení lesa [22]. ZamČĜování a vytyþování pozemkĤ bylo snadné. Byl k tomu užíván tzv. provazec zemský, tj. konopný provaz dlouhý 42 loktĤ, asi 24,8 m [16]. K délce provazce byla ještČ pĜipoþítávána oprava z vlhkosti provazce, pĜimČĜka zvaná NadČl Buoh. Oprava byla 20 cm na každý provazec. PozdČji byly mimo lokátorĤ mČĜické práce provádČny vrchnostenští zamČstnanci jako lovþí, rybníkáĜi, písaĜi. Což byly osoby, které pĜi výkonu svého povolání pĜicházely do styku s mČĜickými pracemi a konaly tyto práce vedle svého hlavního zamČstnání. Až vývojem došlo k uplatnČní zemČmČĜiþĤ – odborníkĤ [19]. LokátoĜi mČli za svou práci znaþné

15

výhody. NapĜíklad dostali k užívání nČkolik svobodných lánĤ, stali se doživotními rychtáĜi založených osad, v nichž si smČli zĜídit hospodu, mlýn, živnost nebo lázeĖ a pobírat þást dĤchodu ze soudních pokut. Za to však museli vybírat od osadníkĤ stanovené platy pro vrchnost [14]. V dĤsledku modernČjší orby pozemky získaly protáhlý tvar. Druhým stupnČm kolonizace bylo zakládání mČst. Složitost pĤdorysĤ dokládala nutnou úþast mČĜiþĤ. PĜemysl Otakar II. zvolil kolonizaci za jeden z výrazných politických nástrojĤ vztahu k zemské šlechtČ (napĜ. založení ýeských BudČjovic v r. 1265 jako protiváha državám VítkovcĤ) a zĜejmČ pro znaþný rozsah mČĜických prací se pokusil roku 1268 o soustavnou úpravu a sjednocení zemských mČr [26]. Velká kolonizace byla poþátkem 15. století v podstatČ ukonþena [25]. Když zhodnotíme dĜívČjší organizaci pĤdního fondu, tvar pozemkĤ, Ĝešení cestní sítČ, delimitaci kultur, vodohospodáĜské opatĜení, vytyþování a následnou realizaci práce, zjistíme, že to byla podstatná etapa vývoje pozemkových úprav od 12. – 19. století [2]. MČĜení se postupnČ zdokonalovala, byla stále pĜesnČjší, a proto dávaly vrchnosti pĤvodní hrubá mČĜení pĜi osidlování pĜezkoušet. DĤvod byl prostý a sobecký. PĤda totiž nabývala stále vČtší ceny, a tak vrchnost chtČla zjistit, zda pĤvodním nepĜesným vymČĜováním neutrpČla ztráty. Bylo-li pĜi pĜemČĜení zjištČno, že pozemek osídlenci pĜidČlený má vČtší výmČru, než bylo pĤvodnČ stanoveno, poté musel platit vrchnosti za vČtší novČ zjištČnou výmČru pozemku [14]. Avšak i zemČpisné objevy, vojenské výboje, rozšíĜení lodní dopravy a celosvČtové

obchodování

s ním

spojené

zvýšily

poptávku

po

mapách

a geodetických údajích. Nové fyzikální objevy mČly také vliv na rozvoj geodetických pĜístrojĤ [1]. 2.2.2

Vývoj pĜístrojĤ Období stĜedovČku trvalo mezi roky 476 – 1492. V letech 480 – 524 žil

kĜesĢanský filosof a politik Anicius Manlius Torquatus Severius Boethius, který se ze záliby (vedle filosofie, matematiky a hudby) vČnoval geometrii založené na Ĝeckých znalostech (zejm. Euklidových). Spisem Demostratio artis geometricae

16

vrcholí Ĝímské odborné spisovatelství o mČĜictví, nedosahuje však úrovnČ Héronovy. Tento spis je však považován za nepĤvodní, vznikl zĜejmČ pĜipisováním k pĤvodnímu Boethiovu textu. PĜesto se stal zdrojem znalostí pro celý stĜedovČk. S rozvojem ekonomické, politické a vzdČlanostní úrovnČ došlo od 13. století také k rozvoji oboru [6]. V evropské nautice se magnetická stĜelka pro mČĜení magnetických azimutĤ, jejichž rozdílem vznikají vodorovné úhly, používá od roku 1270 [26]. P. Peregrimus vévoda z Anjou z roku 1269 byl první, který popsal „suché a mokré“ kompasy [1]. V ýínČ byl znám princip plovoucího kompasu v 1. st. pĜ. n. l. Pro

mČĜení

obecných

úhlĤ

(napĜ.

pólových výšek) byla používána ve 14.-18. století Jakubova hĤl (Obr. 3). Byl to jednoduchý pĜístroj, skládající se z tyþe se stupnicí a s posuvnými kolmými pĜíþkami, z nichž se používala vždy jen jedna. PĜístroj ve 14. st. popsal ve Francii Levi ben Gerson. M. Behaim zavedl vedle buzoly do portugalského loćstva Jana II. v 2. polovinČ Obr. 3 Jakubova hĤl [12]

15. století Jakubovu hĤl spolu s astrolábem a vyvolal

tím

rozvoj

nautiky,

která

byla

pĜedpokladem rozvoje dálkové námoĜní plavby, vedoucí k objevitelským cestám. Ty vyvrcholily objevením Ameriky v roce 1492 Kryštofem Kolumbem, ovšem ve španČlských službách. 2.3 2.3.1

NovovČk Vazba na pozemkové úpravy ZemČmČĜictví zaþíná pĜecházet z období vymČĜování pozemkĤ k soustavné

práci, pĜi níž se zamČĜují celé kraje a zemČ [14]. V roce 1571 podala ýeská komora návrh na zamČĜení zemČ. Dvorská komora ho však zamítla, protože se obávala, aby se nezaþala daĖ vybírat pravidelnČ na rozdíl od souþasného stavu, kdy panovníkovi výbČr povolovala jen pĜípad od

17

pĜípadu, a navíc se šlechta a klérus obávaly, že by daĖ postihla i pĤdu panskou, tj. dominikál, zatímco dosud se odvádČla daĖ jen z pĤdy poddanské, tj. rustikálu. Velkým vliv na zemČmČĜictví, se kterým souvisí užívání geodetických pĜístrojĤ, mČla i tĜicetiletá válka (1618 – 1648). Ve svých dĤsledcích znamenala znaþné snížení poþtu obyvatel, poþetnou emigraci pĜíslušníkĤ panského stavu a inteligence, obrovské vlastnické zmČny a hospodáĜské zniþení selského stavu. Pro obnovu Ĝíše bylo rozhodnuto, že hlavní daní bude tzv. bernČ z pĤdy poddanské rustikální. Z toho dĤvodu probíhala na celém území tzv. generální vizitace, která vedla k vytvoĜení

katastru

rustikálního,

známého

jako

první

berní

rula.

PĜed vymČĜováním se nejprve urþil, oznaþil a popsal popis obecných hranic, které se až na povolené zmČny dochovaly dodnes. MČĜení Ĝídily zemské vrchní komise, kterým podléhaly komise krajské. Byla vydána instrukce Nauþení, jak se mČĜení pozemkĤ obcemi prakticky provádČt má. MČĜení jednoduchých, pravidelných pozemkĤ provádČli sedláci pod vedením vrchnosti, pozemky rozsáhlé a nepravidelné zamČĜil vČtšinou mČĜiþským stolem pĜísežný zemČmČĜiþ, který byl þlenem krajské komise. K dispozici byl též návod pro urþení výmČr rozkladem na jednoduché obrazce. Za pozornost stojí, že prakticky nezmČnČné postupy mČĜení a výpoþtu byly už ve starovČku v EgyptČ a Babylonii. Výsledky mČĜení a šetĜení byly zapsány v tzv. operaþních žurnálech, v knihách fasí, fasních tabelách aj. [26]. Také aboliþní (vyvazovací) reforma, tzv. raarabizace, vypracovaná F. Raabem (1722 – 1783), mČla nemalý vliv na vývoj. Tato reforma byla systémem aboliþním (z lat. abolito = zrušení). Po jejím vypracování ji pĜedložil roku 1775 Marii Terezii (1718 – 1780). Reforma mČla zvýšit rentabilitu pĤdy. Dle jeho reformy mČla vrchnost rozdČlit svou pĤdu do dČdiþného pachtu a následnČ jim i prodat na splátky hospodáĜské budovy a dobytek. Podle velikosti pozemku a kvality pĤdy mČli poddaní povinnost odvádČt vrchnosti urþitý obnos penČž. Raabizace se oproti pĜedešlým pozemkovým a daĖovým velice lišila a to v tom, že výše pozemkové danČ Ĝídila dle velikosti a bonity pozemkĤ [11]. Raabizaþní práce Ĝídily ústĜední orgány na základČ hospodáĜských, technických a právních postupĤ a metodami školeným personálem. Orgány vlastnily mČĜiþské pĜístroje. V roce 1788 byla rabbince ukonþena. Období kapitalismu je spjato s tím, že velká þást pĤdy spadá do majetku velkostatkáĜĤ. Lány pĤdy byly

18

þastČji od roku 1848 rozdČlovány za úþelem dČdictví, prodání celého þi jen þásti pozemku a napĜíklad svatby (vČno). Na rozdČlování pozemkĤ mČla velký vliv také výstavba technických dČl, což je napĜíklad železnice, silnice, a nebo stavby ovlivĖující regulaci tokĤ. Proto bylo vlastnictví pozemkĤ velmi neuspoĜádané. Pozemky byly špatnČ pĜístupné, mČly nevyhovující tvar a byly roztĜíštČné na rĤzných místech. Tohle vše bylo pĜekážkou pro rozvoj zemČdČlství, zemČdČlec mČl totiž pozemky tĜeba i ve více katastrálních území. V zahraniþí i u nás zaþaly vznikat kroky pro kvalitnČjší a zjednodušení užívání a vlastnictví pozemkĤ (pozemková držba). Mezi kroky patĜí scelování pozemkĤ (komasace), jednodušší tvar hranic (arondace), lepší dostupnost na pozemek pomocí cestní sítČ (konsolidace), pĜípadné vytvoĜení dvorcĤ se sjednocenou pozemkovou držbou (separace) a výstavba spoleþných zaĜízení (napĜ. melioraþních a vodohospodáĜských). Situace s pozemky byla už tak nepĜehledná a nepraktická, že se zaþalo se scelováním pozemkĤ. První, kdo zaþal scelování pozemkĤ propagovat, byl František Skopalík (1822 – 1891). Rozdíly byly znatelné. Rozloha pozemkĤ se znaþnČ zvČtšila a to 5 – 9krát, množství parcel se v prĤmČru na jednoho vlastníka snížil z 28 na 4 a také dopravní vzdálenost klesla o 30 – 40 % [11] [10]. Proto šel v dobČ novovČku rozvoj geodetických pĜístrojĤ pro agrární a pozemkovou úpravu rychlým tempem, neboĢ byla potĜeba pĜístrojĤ urychlující práci a manipulaci. 2.3.2

Vývoj pĜístrojĤ V roce

1505

jako

první

popsal

Evropan Daniels kompas s magnetkou na svislém hrotu [6]. Magnetické pĜístroje byly používány pro orientaci a mČĜení vrcholových úhlĤ

polygonových

z významných

poĜadĤ

výrobcĤ

[26].

kompasĤ

Jedním se

stal

norimberský kartograf E. Etzlaub, který roku 1500 vytiskl pro poutníky do VČþného mČsta mapu, zobrazující i ýechy a Moravu [6].

Obr. 4 Geodetický astroláb [12]

19

V Itálii nakreslil Leonardo daVinci kolem roku 1500 kompas v kruhovém pouzdĜe. V roce 1650 se kompas stále vyvíjel a v roce 1812 mechanik Ch. A. Schmalcalder vynalezl hranolový kompas, který nese jeho jméno. Kolem roku 1550 se objevily stativy a asi kolem roku 1600 byla vyvinuta z astrolábu zaĜízení pro mČĜení horizontálních úhlĤ (Obr. 4). Angliþan T. Digges popsal v roce 1552 takové zaĜízení, pro které se používá termín teodolit. V roce 1576 postavil v NČmecku J. Habermel zaĜízení založené na principu teodolitu s kompasem [1]. MČĜický ĜetČzec byl prvnČ užit roku 1530 v Nizozemí, byl to pĜedchĤdce pásma. V polovinČ 16. století vynalezl portugalský matematik Petro Nunéz, latinsky zvaný Petrus Nonius, zpĤsob pro mČĜení malých úhlĤ a délek. PomĤcku zdokonalil nizozemský hejtman a matematik Petr Werner, jehož jméno ve francouzské podobČ zní Pierre Vernier. PĜíslušné zaĜízení se nazývá vernier, zvláštním pĜípadem je nonius. Roku 1560 konstruktér pĜíruþního kvadrantu hesenského panovníka Wilhelma poprvé umístil zespodu kruhu svislé stavČcí šrouby. T. Digges vydal roku 1571 v LondýnČ spis zkrácenČ zvaný Panteometria, který koncipoval jeho otec L. Digges. Práce, jejíž 2. vydání vyšlo 1591, má mimoĜádný význam pro studium vývoje zemČmČĜictví. V první knize Longrimetria, kap. 27, je nadpis The composition of the instrument called Theodolitus, v nČmž je poprvé použit název teodolitu. PĜístroj sám byl jen úpravou mČĜického kvadrantu [6]. Kompas ve spojení s hodografem, mechanickým

pĜístrojem

pro

urþování

vzdáleností z registrovaných otáþek kola vozu, pĜedstavoval úþinnou pomoc pĜi Obr. 5 PĜístroje 16. století [12]

mapování

vČtších

území.

Aplikaci

geometrického principu je protínání vpĜed

pomocí mČĜického stolu, který byl v mapování široce rozšíĜen ještČ ve 20. století. Konstrukce je pĜipisována do roku 1576 jáchymovskému rodákovi J. Richterovi, zvanému Preaetorius, i když princip dĜíve znal G. Flisius [13]. ěada pĜístrojĤ 20

vycházela stále z antických konstrukcí (Obr. 5., vlevo pod oznaþením A tzv. RiviĤv nivelaþní pĜístroj). Výstavba prvního dalekohledu v roce 1608 je pĜiþítána holandskému optikovi H. Lipperhey 1560 – 1619) z roku 1608. Italský fyzik a matematik G. Galilei (1564 – 1642) sestavil v roce 1609 vylepšenou verzi téhož dalekohledu, který se nazývá holandský dalekohled Galilei [1]. ÚdajnČ jako první, který použil v konstrukci zemČmČĜických pĜístrojĤ dalekohled, byl F. Generini narozen roku 1593. První zrcadlový dalekohled (reflektor) zkonstruoval roku 1639 francouzský fyzik, matematik a hudební teoretik M. Mersenne. Významná zdokonalení navrhl I. Newton roku 1668. Roku 1600 zemĜel þeský humanista, astronom, botanik, geodet, matematik a pĜírodovČdec T. Hájek z Hájku, lékaĜ císaĜĤ Maxmiliána II. a Rudolfa II. UpĜesnil urþování paralax a zahájil triangulaci pražského okolí. Jeho spisy jsou významnými historickými prameny. Jeho zásluhou pĜišli do Prahy T. Brahe a J. Kepler. Téhož roku dánský astronom T. Brahe poprvé zamČĜil zemČpisnou šíĜku dvou pražských budov. OvČĜená pĜesnost 38´´ byla tehdejší dobu vynikající. ýoþkový dalekohled vynalezl roku 1606 J. Adrianus z Alcmaaru. Roku 1608 popsal brusiþ H. Lipperhey v Middelburgu dalekohled nevytváĜející rovinu skuteþného obrazu. Návrhu využil Galileo Galilei, který 1609 vyrobil tzv. holandský (též: pozemský, GalileĤv) dalekohled. Roku 1611 vypoþetl astronom J. Kepler astronomický (dnes tzv. KeplerĤv) dalekohled s rovinou

skuteþného

obrazu, který 1613 vyrobil Obr. 6 KeplerĤv dalekohled [6]

jezuita

Ch.

Scheiner.

KeplerĤv okulár je tvoĜen jednoduchou lupou (Obr. 6). PozdČjší RamsdenĤv okulár tvoĜí dvojice þoþek obrácených vypuklými stranami k sobČ, na rozdíl od okuláru Huygensova, v nČmž jsou obráceny k objektivu. ÚdajnČ prvním, kdo použil v konstrukci zemČmČĜických pĜístrojĤ, byl F. Generini, narozený roku 1593.

21

J. Bürgi zhotovil v roce 1609 pro Wilhelma IV., lankrabČte Hessenského, triangulaþní pĜístroj pro mČĜení výšek a délek s mechanickým vyhodnocením na podkladČ podobnosti trojúhelníkĤ. PĜístroj dnes patĜí k nejcennČjším pĜedmČtĤm sbírek muzea v Kasselu. Roku 1614 W. Snell van Roijen, zvaný Snellius, profesor matematiky v Leidenu, objevitel zákonĤ lomu svČtla, publikovaných R. Descartem (Cartesiem), poprvé použil principu triangulace pro meridiánové stupĖové mČĜení mezi mČsty Bergen op Zoom a Alkmaar. Délku kvadrantu zemského poledníku stanovil na 10 004 km. SouþasnČ vyĜešil tzv. problém 4 bodĤ, tj, protínání zpČt. V uþebnici o lodní plavbČ zavedl pojem loxodroma, tj. kĜivka stejných azimutĤ. V roce 1617 Snellius v Leidenu odvodil v rámci své triangulace protínání zpČt. Studiem materiálĤ to roku 1790 doložil A. Gotthelf z Göttingenu. Prokázal tak, že autorem není L. Pothenot, který roku 1692 pĜedložil paĜížské Akademii pouze grafické Ĝešení tohoto tzv. problému þtyĜ bodĤ. Pro oznaþení úlohy bývá používáno jmen obou vČdcĤ. Tímto protínáním se zabývali i další významní uþenci, napĜ. Schickhart (1624), D. D. Cassini (1669), J. Collins (1671, Ĝešení s pomocným bodem), J. H. Lambert (1765), van Swiden (1790), Jean-Babtiste Joseph Delambre (1799). A Gotthelf pĜipouští, že Ĝešení znali již starovČcí astronomové Hipparchos a Ptolemaios. G. Branca z ěíma (autor návrhu parního vozidla) využil roku 1629 hadicovou vodováhu k nivelaci. K rozšíĜení však pĜispČl až roku 1849 Geiger ve Stuttgartu montáží gumových hadic [6]. Anglický astronom W. Gascoigne (1620 – 1644), který v roce 1640 vynalezl šroub

mikrometru,

vybavený

nitkovým

kĜížem do ohniskové roviny dalekohledu jeho výšky kvadrantu. NapĜíklad v roce 1670 francouzský astronom Picard (1620 – 1682) používal kvadrant pro jeho studijní mČĜení, pro urþení cílu mČl dalekohled kĜížek

Obr. 7 PicardĤv kvadrant [6]

(Obr. 7) [1].

22

Trubicovou libelu (lat. Libra = váha) zkonstruoval paĜížský cestovatel a mechanik M. Thevenot roku 1662. NČkteré prameny pĜipisují autorství paĜížskému mechanikovi Chapotovi do roku 1666. Geodeticky použitelnou formu dostala libela až koncem 18. stol [6]. Vývoj úrovnČ geodetických pĜístrojĤ byl významnČ ovlivnČn vynálezem tubulární bubliny v roce 1662 paĜížským mechanikem M. hévenotem (1620 – 1692) [1]. Francouz J. Picard opatĜil mČĜický kvadrant dvČma dalekohledy, vybavenými zámČrnými kĜíži a to roku 1670. Pevný dalekohled sloužil pro orientaci a kontrolu nuly kruhu na poþátek, otoþný k cílení na mČĜené body. J. Picard autor spisu Traité du nivellement vydaného roku 1689, navrhl závČsný nivelaþní pĜístroj ve tvaru obráceného T, který se samoþinnČ urovnával vlivem gravitace. Jako první vybavil pĜístroj tohoto použití dalekohledem. Konstrukþní délka byla asi 1,3 m, pĜesnost 1: 36 000 délky zámČry. K pĜístroji pĜíslušela laĢ s posuvným terþem (viz 170 – 100 pĜ. n. l.). Obdobnou konstrukci popsal 1680 Ch. Huygens. O pokraþování vývoje se zasloužili další dva þlenové Akademie – Dán C. Römer a Philippe de la Hire. U nás zavádČl nivelaþní pĜístroj tohoto typu s prĤzory olomoucký biskup J. Dubravius v 16. století [6]. K urovnání dalekohledu používaného pro trigonometrické mČĜení výšek do vodorovné polohy, použil v roce 1674 J. Picard kyvadla dlouhá 1,30 m. Už ěímané používali kyvadla pro urovnávání napĜ. chrobates, užívaných k nivelaci [1]. Téhož roku G. Montanari navrhl nitkový dálkomČr se soustavou 12 - 15 vláken. (Další konstrukce - 1771 J. Watt, 1778 Green.) Základ nitkových dálkomČrĤ položili 1813 bratĜí Liebherrové, podle návrhu George von Reichenbacha zhotovili v MnichovČ pro královskou katastrální komisi 12 nitkových dálkomČrĤ – pĜedchĤdcĤ tachymetrĤ. Základy tachymetrie položil Ital prof. I. Porro, vývoj završili Francouz J. Moinot a jeho mechanik Richer. VČhlasný fyzik I. Newton navrhl úhlomČrný zrcadelný pĜístroj oktant (1699). Zabýval se i konstrukcemi zrcadelného dalekohledu a nitkových dálkomČrĤ. Roku 1700 poslal prof. E. Halleyovi, Ĝediteli hvČzdárny v Greenwichi, výkres a popis sextantu se dvČma zrcátky se žádostí o posouzení, odpovČć však nikdy nedostal. Roku 1731 pĜedložil prakticky shodnou konstrukci pĜístroje pro mČĜení obecných

23

úhlĤ Royal Society v LondýnČ mechanik J. Hadley. Sextant se stal pĜístrojem široce používaným zejména v nautice pro urþování zemČpisných šíĜek [6]. Oživení výroby nastalo v 18. a zejména v 19. století, které je spojeno s prĤmyslovou revolucí. V habsburské monarchii prožil þeský národ své obrození, což odpovídalo hospodáĜskému postavení þeských zemí, v nichž ležela vČtšina rakouského prĤmyslu [5]. MČĜickými pĜístroji 18. století a 1. poloviny 19. století byly pĜedevším úhlomČrné pĜístroje, pĜístroje k topografickému mapování a mČĜení délek. Mezi úhlomČrnými pĜístroji dominovaly teodolity a repetiþní kruhy k astronomickému mČĜení zemČpisných souĜadnic, kvadranty, geodetické astroláby a buzoly k ostatním úhlomČrným pracím. VČtšina použitých pĜístrojĤ byla zahraniþní výroby, pĜevážnČ francouzské

a

nČmecké.

Z domácích

pĜístrojĤ je znám kruhový geodetický astroláb Moserovy Obr. 8 Schinzeug [24]

opatĜený dílny.

buzolou Pro

z

pražské

topografické

mapování se používaly mČĜické stoly se

zámČrnými pravítky. Podobnou pomĤckou pro mČĜiþe stejného principu je Reitzensteinova skládací polní rýsovka. K mČĜení délek se používaly desetisáhové ĜetČzce. V dĤlním mČĜictví se užívaly magnetické pĜístroje, buzoly k orientaci smČrĤ dĤlních dČl a speciální pĜístroj k mČĜení orientace, sklonu a zprostĜedkované délky štol tzv. schinzeug (Obr. 8) [23]. N. Bion v 1. vydání své práce Construction et usnes des instruments de mathématique z roku 1720 popisuje konstrukce nivelaþních pĜístrojĤ opatĜených trubicovou libelou ve spojení s prĤzorem nebo dalekohledem a elevaþním šroubem [6]. Dalším vývojem vznikly v 18. století úhlomČrné pĜístroje typu Bordova kruhu nebo teodolitu [26]. BordĤv kruh, neboli cercle répétiteur, dĜíve sloužily pro práci vyšší geodézie a bČhem doby se rozšíĜily i do agrárních operací a pozdČjších

24

pozemkových úprav. Taky byly užívány pĜi trigonometrickém spojení hvČzdáren v PaĜíži a v Greenwichi v letech 1784 – 1787. Anglický mechanik J. Sisson postavil roku 1730 první teodolit. V 18. století konstrukci zdokonalil J. Short, dále Adams a zejména J. Ramsden, který navrhl mikroskopy se šroubovými mikrometry. 1783 zkonstruoval tzv. RamsdenĤv okulár dalekohledu. NČkterá literatura pĜisuzuje prioritu až J. Dollondovi do roku 1760. PĜedchĤdcem tČchto pĜístrojĤ byla konstrukce Angliþana L. Diggese, vzniklá vývojem astrolábĤ a kvadrantĤ, pro niž poprvé použil oznaþení teodolit. V této dobČ vnikla další Ĝada dalších drobných, ale významných pomĤcek a zlepšení. Roku 1740 bylo vyrobeno londýnským mechanikem Adamsem úhlové zrcátko pro vytyþování pravých úhlĤ. Ryskový kĜíž navrhl profesor J. T. Mayer z Göttingenu roku 1748. Rytinu na skle provedl G. F. Brander v Augsburgu. Také popsal mČĜení vodorovných úhlĤ roku 1753, pĜi kterém se nad bodem otáþel celý pĜístroj. Tato repetiþní metoda zvyšovala pĜednost a dovolila zmenšit prĤmČr dČleného kruhu. A poprvé použil pro hrubou horizontaci pĜístrojĤ krabicovou libelu (1770). Roku 1773 optik Magellan sestrojil koincidenþní dálkomČr (telemetr). NČkteré prameny konstrukci pĜipisují J. Ramsdenovi do roku 1790 do roku 1790. K nejvČtším aplikacím patĜí námoĜní typ F2 A. Baara a W. Stronda, konstruovaný 1882 pro britskou admiralitu, s dosahem

3

km

a

délkou

základny 30,5 m. J. Ramsden zavedl v roce 1780 tzv. anglické uspoĜádání

tĜí

svislých

os

repetiþního teodolitu (tedy osy Obr. 9 Weltiho planimetr [6]

podložky P, limbu L a alhidády A), vyjádĜené schématem A< L >

P. Autorem francouzského upoĜádání A< P < L se stal J. Ch. Borda roku 1784, kdežto dnes nejpoužívanČjší nČmeckou sestavu A < L < P sestrojil poþátkem 19. st. G. Reichenbach.

25

První kovový barometre anéroide, tj tlakomČr bez tekutiny (rtuti), tedy aneroid, sestrojil v roce 1799 N. J. Conté. Roku 1847 ho promČĜení výšek upravil Angliþan Vidi. Další vývoj ovlivnil Naudet. Krabici z kovového vlnovce zavedl roku 1869 Goldschmid v Curychu. Bavorský mČĜiþ Hermann navrhl roku 1814 lineární planimetr, urþující plochy integrací pravoúhlých souĜadnic. Konstrukci zdokonalil švýcarský inženýr Welti (Obr. 9). Roku

1819

ve

švýcarském Aarau byla založena firma Kern. Rok na to v Praze

Obr. 10 Nitkový planimetr [12]

zahájil výrobu mČĜických pĜístrojĤ F. Spitra [6]. (Více o tČchto výrobcích geodetických pĜístrojĤ je uvedeno v kapitole 2.4.) Rakušan

Posener

zkonstruoval

roku

1823

pravítkový

plochomČr,

mechanický pĜístroj pro odsunování rozmČrĤ jednoduchých obrazcĤ, na které se rozloží zákres pozemku v mapČ. Plocha se urþila poþetnČ nebo z tabulek. Obdobné konstrukce navrhl Belgiþan Dasnoy a rožmitálský nadlesní K. Gangloff. Princip mČĜení (tj. rozkladem na elementární obrazce) je shodný s planimetrem harfovým i s obdobným planimetrem nitkovým (Obr. 10, rozklad na stejnČ vysoké lichobČžníky s grafickou integrací stĜedních pĜíþek). Stejného roku v Itálii vznikla a velmi rychle

se

rozšíĜila

tachymetrie

(Cellere

mensura) zejména pro potĜeby trasování drah zásluhou tehdy ženijního majora I. Porro. Ten vyrábČl dĤmyslné tachymetry, chránČné pĜed „všeteþným pozorováním“ (odtud též název clepscykel, cleps) v MilánČ a v PaĜíži, ale proto i komplikované. Další vývoj ovlivnil civilní

Obr. 11 RichterĤv tachymetr [12]

26

inženýr J. Moinot a paĜížský mechanik Richter, kteĜí bČžný teodolit doplnili nitkovým dálkomČrem a tím ho zmČnili na dosud dobĜe známý tachymetr (Obr. 11). Tachymetrické výpoþetní pravítko sestrojil profesor Wild (1843) a zdokonalil ho Werner. V roce 1841 navrhl Clausen optický mikrometr s planparalelní deskou. Známé je použití z roku 1854 v PorrovČ teodolitu. Zrcadlový kĜíž (kĜížové zrcátko) pro vytyþování pravých a pĜímých úhlĤ bylo zkonstruováno Berlinem roku 1844. O pár let pozdČji, tedy roku 1846 byla založena C. Zeissem stejnojmenná firma. První polární planimetr (1855) sestrojil Miller a vyroben byl G. Starkem ve Vídni. O rok pozdČji nezávisle publikoval obdobnou konstrukci prof. Amsler ze Švýcarska. Tzv. kompenzaþní typ je dílem Švýcara Langa z roku 1893. V 80. letech našeho století byl tento typ elektronizován a je užíván i jako digitizér. Fyzik H. L. Ferdinand von Helmholtz sestrojil zrcadlový stereoskop (1857). RozšíĜením pozorovací základny docílil zvýšení stereoskopického vjemu a možnosti pozorování vČtších pĜedloh (zejména fotografických snímkĤ). Téhož roku profesor Amsler ze švýcarského Schaffhausenu zkonstruoval reverzní libelu nivelaþního pĜístroje. Princip znal už T. Mayer pĜed rokem 1800. Roku 1865 J. L. Sanguet zkonstruoval dotykový tachymetr, který byl pro délky autoredukþní. V témže roce navrhl Kiegel pravítkový tachymetr. Profesor I. Porr zkonstruoval fotogoniometr (1871), teodolit, který zámČrou objektivem

fotogrammetrické

kameny

mČĜí

na

fotodesce

úhly

potĜebné

k vyhodnocení prĤsekové fotogrammetrie. Nezávisle témČĜ shodné Ĝešení navrhl roku 1869 Koppe. Eggert tento postup nazval fotogrammetrií mČĜického stolu. Z roku dálkomČru

1880

s dĜevenými

je

doloženo základovými

použití latČmi

v nČmeckých afrických koloniích. BratĜí J. a J. Friþ založili roku 1883 v Obr. 12 Nivelaþní pĜístroj Friþ [12]

Praze závod pro jemnou mechaniku, z nČhož vyšla

27

Ĝada kvalitních konstrukcí, vþetnČ geodetických pĜístrojĤ (Obr. 12) [6]. PĜístroje bratĜí FriþĤ jsou þeskými znalci trvale oblíbeny a považovány za „potČchu srdce“. Typickým znakem témČĜ všech pĜístrojĤ jsou hlavy ovládacích šroubĤ z þervené umČlé hmoty [5]. (Více o podniku J. & J. Friþ je uvedeno v kapitole 2.4.) Téhož roku byla založena Service du nivellement général de la France zásluhou profesora Ch. Lallemanda. Ovlivnila vývoj evropských nivelací. Prof. Lallemand propracoval vyjádĜení nivelace na sféroidické ploše a konstruoval pĜístroj pro urþení stĜední moĜské hladiny medimaremeter. Rok poté E. Jäderin, profesor geodézie ve Stockholmu sestrojil drátový základový pĜístroj, který byl velkým pokrokem zejména po vynálezu invaru roku 1897. Dosahoval relativní pĜesnosti 3 x 10 -7 mČĜené vzdálenosti. V roce 1886 G. Coradi v Curychu vyrobil pĜesný válivý planimetr, který je v souþasnosti digitalizován. Stejného roku J. L. Sanguet zkonstruoval dvojobrazový dálkomČr s odnímatelným optickým klínem pĜed objektivem; þetlo se dvakrát, tj. bez klínu a s klínem. Roku 1894 R. H. Richards postavil dálkomČr s pevnČ zabudovaným optickým klínem, zakrývajícím polovinu objektivu. (Dosahoval relativní pĜesnosti 5.10-4.) Na tomto principu pracoval WildĤv dvouobrazový nástavec, patentovaný 1921. L. P. Paganini zveĜejnil roku 1889 konstrukci fototeodolitu s excentrickým dalekohledem a alhidádou. Vývoj byl zahájen 1878 pod velením gen. A. Ferrera. PĜístrojem byla vyhotovena mapa apeninských Alp v mČĜítku 1 : 25 000. Centrický dalekohled, v podstatČ teodolit umístČný na komoĜe, a posuvný objektiv zavedl plk. Hübl po roce 1900. Roncagli a Urbani vyslovili jako první myšlenku (1890) optické autoredukce

nitkových

tachymetrĤ.

Prvním

autoredukþním

diagramovým

tachymetrem se stala roku 1900 konstrukce prof. E. H. Heinricha von Hammera, vyrábČná firmou Fennel. V témže roce Prandtl zavedl do mČĜictví pČtiboký vytyþovací hranol podle návrhu Gouliera z roku 1864. O dva roky pozdČji Henri de Grousillier navrhl stereoskopický dálkomČr se základnou v pĜístroji, vyrobený pod oznaþením Zeiss Stereotelemeter. Francouzi R. Justin, M. Benoit a Ch. É. Guillaume objevili roku 1897 invar. Od následujícího 28

roku byly vyrábČny invarové dráty. Roku 1920 obdržel Ch. É. Guillaume za objev Nobelovu cenu [6]. 2.4

Historie výrobcĤ Existovala velká Ĝada výrobcĤ, aĢ þeských þi zahraniþních. Vypovídají

o tom seznamy od Fülschera, ve kterém jsou uvedeni všichni výrobci a jejich pĜístroje. Seznam je prĤbČžnČ aktualizován. Také Minow je autorem publikací obsahujících soupis výrobcĤ i zachovaných pĜedmČtĤ, pĜiþemž Minowovi publikace v porovnání s Fülscherovými jsou podrobnČjší. Avšak v této kapitole se budu vČnovat pĜedevším tČm výrobcĤm, jejichž pĜístroje se používaly na území ýSR, resp. ýR. 2.4.1

Doba Rudolfínská ýeské zemČ jsou odedávna tradiþní kĜižovatkou kulturních vlivĤ

a politických a hospodáĜských zájmĤ. V rĤzných etapách vývoje našeho státu proto nacházíme i vyspČlou výrobu mČĜických pĜístrojĤ, odpovídající své dobČ [9]. 16. století bylo v ýechách dobou ekonomického a kulturního rozmachu. Došlo k rozvoji hospodáĜských odvČtví, pĜedevším hornictví a hutnictví. MČĜiþi se podíleli na vymČĜování dĤlních dČl v JáchymovČ od dvacátých let 16. století, v Kutné HoĜe a dalších místech. S Jáchymovem je spojeno nejstarší evropské souborné dílo De re metallica libri XII (Dvanáct knih o hornictví), vydané roku 1556. Autor díla G. Bauer (Agricola) (1494 –1555) pracoval v JáchymovČ jako lékaĜ. V knize V pouþující o rubání žil a o umČní mČĜiþovČ popisuje dĤlnČ mČĜiþské instrumentarium, tvoĜené provazcem k mČĜení délek, úhlomČrem, kompasem a krokvicí. Z Jáchymova pochází J. Richter (Praetorius) (1573 - 1616) známý astronom a matematik, který navrhl Ĝadu astronomických a matematických pĜístrojĤ, mezi nimi mČĜiþský stĤl (tabula Praetoriana), dĤležitou pomĤcku geometrĤ pro další staletí. Dalším oborem, který se v té dobČ rozvíjel, bylo rybníkáĜství. ZemČmČĜiþi se podíleli na zakládání a udržování rybníkĤ ve východních ýechách na panství PernštejnĤ a v jižních ýechách na rožmberském panství. Olomoucký uþenec J. Dubravius (1486–1553) popsal ve svém spise De piscinis (O rybnících) z roku 1547 tĜi typy nivelaþních pĜístrojĤ, chrobates, vodováhu a prĤhledítko, které se urovnávají gravitací. Jako nejvhodnČjší popisuje závČsný prĤzor, železnou destiþku s dioptry 29

a olovnicí vlastní konstrukce. Vývoj þeského zemČmČĜictví byl spojen s institucí pĜísežných zemských mČĜiþĤ, kteĜí zapisovali zmČny vlastnictví svobodných statkĤ do desek zemských (pozemkových knih) a na základČ vymČĜování zhotovovali mapy. K nejznámČjším zemským mČĜiþĤm 16. a 17. století patĜil Š. Podolský z Podolí, který ve své Knížce o mČrách zemských z r. 1617 popisuje též mČĜení kompasem.  Na pĜelomu 16. a 17. století se Praha stala vrcholným evropským centrem vČdy a výroby vČdeckých pĜístrojĤ, pĜedevším k mČĜení þasu, astronomickému pozorování a geometrickému vymČĜování. Na dvoĜe císaĜe Rudolfa II., velkého pĜíznivce vČdy a umČní pĤsobili vynikající vČdci té doby v þele s T. Hájkem, T. Brahem a J. Keplerem. V Praze pobýval i legendární filozof G. Bruno. Ten navázal na Koperníkovo uþení, že Slunce je stĜedem našeho svČta a dále rozvinul progresivní myšlenku, že je to pouze jedna malá þást nekoneþného vesmíru. ÚstĜední postavou þeské vČdy byl všestranný pĜírodovČdec T. Hájek z Hájku (1525-1600), nejvČtší uþenec doby pocházející z þeského prostĜedí. Je považován za organizátora vČdeckého života v Praze. Je známa jeho práce pĜi vymČĜování pražského okolí. Svou publikací Oratio de laudibus geometrie (ěeþ o oslavČ geometrie) popsal historii matematických vČd u nás a zahájil jí pĜednášky o mČĜictví na pražské univerzitČ. T. Hájka pojilo pĜátelství s dánským astronomem T. Brahem, oba spolu vedli vČdeckou korespondenci. Na jeho popud byl T. Brahe (1546–1601) pozván do Prahy k císaĜi. Brahe hodlal v ýechách založit observatoĜ pro astronomické pozorování. K tomu si nechal do Prahy pĜivézt své vynikající pĜístrojové vybavení, které používal v observatoĜích na dánském ostrovČ Hven. Brahemu se nepodaĜilo naplnit hlavní cíl, neboĢ již po dvou letech pĤsobení v ýechách zemĜel. Zapsal se do historie þeského zemČmČĜictví a provedl první pĜesná mČĜení zemČpisné šíĜky v ýechách, v Praze a Benátkách nad Jizerou. Brahe naštČstí zprostĜedkoval pĜíchod svého asistenta a nástupce J. Keplera (1571–1630), který v Praze plnČ rozvinul své schopnosti v astronomii, matematice a optice. BČhem pražského pobytu (1600-1612) uveĜejnil Kepler první dva zákony o pohybu planet v knize Astronomia nova (Nová astronomie) z roku 1609. Tím navázal na Koperníkovo heliocentrické uþení a položil základy pro nebeskou mechaniku Isaaca Newtona. Roku 1611 vydal spis Dioptrice (Dioptrika), v nČmž podal výklad Galileova þoþkového dalekohledu, který dává pĜímý, ale nereálný obraz

30

a je použitelný pouze k prostému pozorování jevĤ, nikoli k zamČĜování. Navíc Kepler pĜidal v knize optický výklad nové konstrukce dalekohledu, který má jako objektiv i okulár spojnou þoþkovou soustavu. Výhodou této konstrukce je vČtší svČtelnost obrazu a lepší zvČtšení, možnost pozorovat souþasnČ s pĜedmČtem zámČrný kĜíž, nebo stupnici v zorném poli dalekohledu. Dalekohled sice dává pĜevrácený obraz, ale to v astronomii nevadí. V geodetických pĜístrojích se používá ke „vzpĜímení“ obrazu ještČ jedna spojka vložená mezi objektiv a okulár. KeplerĤv astronomický dalekohled zásadnČ urþil vývoj pozorovací techniky v astronomii a geodézii a zcela ji ovládl. Tento typ dalekohledu se používá dodnes výhradnČ v geodetických pĜístrojích [23]. Spolu se svČtoznámými vČdci pĤsobili v Praze na RudolfovČ dvoĜe i vrcholní mechanici a hodináĜi té doby, E. Habermel, J. Bürgi a H. Stolle. Tito konstruktéĜi pĜispČli vynikající kvalitou svých prací k vČhlasu rudolfínského stĜediska. Další výrobci pĜístrojĤ pĤsobili v Praze jen krátce a poté dodávali své aparáty pro císaĜe a další osoby na zakázku. E. Habermel (? - 1606) byl špiþkovým mechanikem a výrobcem vČdeckých pĜístrojĤ. I on pracoval pro císaĜe Rudolfa II. Zápisy v císaĜských roþenkách ho oznaþují jako „tvĤrce astronomických a geometrických pĜístrojĤ“. HabermelĤv pĤvod není známý, nezanechal o sobČ žádné zprávy, pokud jde datum a místo narození, vzdČlání a výuku Ĝemeslu. Jisté je, že vrchol jeho þinnosti spadá do Prahy, kde pĤsobil pravdČpodobnČ od roku 1580 až do smrti. Habermel množství

vyrobil

pĜístrojĤ

gnómonických,

velké

astronomických,

zemČmČĜiþských

a

matematických. Mezi jeho astronomické pĜístroje

patĜí

astroláby,

torkveta,

kvadranty a sextant. K jeho nejþastČjším výrobkĤm patĜí gnómonické pĜístroje, pĜedevším sluneþní, hvČzdné a mČsíþní Obr. 13 Odpichovací kružítko [12]

hodiny [13] [23].

31

Produkoval široký sortiment zemČmČĜiþských pĜístrojĤ, jednalo se pĜedevším o polní pĜístroje, hlavnČ teodolity, nivelaþní dioptry, kompasy, triangulaþní pomĤcky a dČlostĜelecké zamČĜovaþe (Obr. 13). I se zabýval výrobou drobných pomĤcek a rýsovacích pĜístrojĤ, krokvic, mČĜítek, úhlomČrĤ a kružítek ke zhotovení plánĤ. Mezi jeho nejlepší mČĜiþské pĜístroje patĜí teodolity, které byly konstruovány tak, aby sloužily praktickým úþelĤm. PĜi terénním mČĜení byl teodolit uložen na pevném podstavci, nebo na tĜínožce. TvoĜí jej vodorovný kruh s buzolou, výškovým pĤlkruhem a zámČrným pravítkem. Teodolity byly vysoké jako dnešní pĜístroje 24 až 29 cm a mČly stejnou funkci (mČĜení úhlĤ), tím ovšem jejich podobnost s dnešními elektronickými pĜístroji konþí. Habermel byl jedním z prvních konstruktérĤ teodolitu, pĜístroje který pochází z poloviny 16. století. Dalšími pomĤckami pro mČĜení v terénu byly zamČĜovaþe na mČĜický stĤl, topografické kompasy a sklonomČry. Vyrobil i jeden triangulaþní pĜístroj na principu podobnosti trojúhelníkĤ. Je známý i HabermelĤv nivelaþní pĜístroj, který byl vyroben v Praze. Byl to jednoduchý pĜístroj a tvoĜil ho žlábek tvaru písmene „V“ délky 55 cm, který byl na koncích uzavĜen a opatĜen stupnicemi ke sledování vodní hladiny. K zamČĜení vodorovné roviny sloužily prĤzory. PĜístroj byl založen na myšlence antické vodováhy a plnil se vodou. Do horizontální roviny se vyrovnával pastorkem s kliþkou, který zapadal do ozubeného pĤlkruhu [23]. Jím vyrobené pĜístroje a nástroje jsou vČtšinou v zahraniþních sbírkách. ýást svČtoznámé sbírky tČchto nástrojĤ je vystavena v Národním technickém muzeu v Praze (NTM). Vystavená sbírka matematických nástrojĤ (pomČrová kružidla, krokovnice, kružítka a rýsovací potĜeby) je vyrobena pro císaĜova lékaĜe F. Paduaniuse z Forli, která pochází také z dílny Habermel [8]. J. Bürgi (1552–1632) vynikal (pĜestože byl samouk) v mnoha þinnostech, jako hodináĜ, konstruktér, astronom a matematik. Pocházel z Lichtensteigu ve Švýcarech, kde absolvoval základního vzdČlání. Vrcholnou éru prožil na dvoĜe císaĜe Rudolfa II. v Praze. Jeho talent objevil ve Štrasburku hesenský lankrabČ a milovník astronomie Vilém, který tam studoval. Roku 1579 nastoupil Bürgi do jeho služeb na kasselské observatoĜi jako dvorní hodináĜ. SpoleþnČ s dvorním astronomem Rothmannem a Vilémem IV. provádČli astronomická pozorování a sestavili katalog hvČzd.

32

Pozorovací pĜístroje upravoval Bürgi podle moderních požadavkĤ, pĜedevším na zamČĜovaþích a odeþítání úhlĤ. Sextanty používali k mČĜení úhlových vzdáleností, kvadranty k mČĜení výšek a azimutĤ hvČzd a planet. Bürgi dostal za úkol sestrojit pĜesnČjší hodiny. Roku 1585 vyrobil pĜesné observaþní hodiny opatĜené sekundovým ciferníkem. PozdČji je zdokonalil a vybavil novým druhem nepokoje, tzv. kĜížovým krokem. NepĜesnost chodu tČchto hodin byla necelá jedna minuta za den. Byly to nejpĜesnČjší hodiny až do zavedení kyvadla v þasomíĜe. Roku 1592 odjel Bürgi do Prahy k císaĜi Rudolfovi a pĜedal mu hvČzdný glóbus a kružítko jako dar. Bürgi zĤstal i ve službách Vilémova nástupce Moritze. Teprve roku 1604 odjel do Prahy a spĜátelil s vynikajícím matematikem Keplerem. OpČt se potvrdilo, že pro Bürgiho není problém sestrojit jakékoli pĜesné zaĜízení. Dále spolupracovali v astronomii a matematice. Bürgi sestrojil tĜiapĤlstopý sextant (polomČr 112 cm) pro pĜesná astronomická mČĜení. Používal ho také Kepler pĜi mČĜení opozic Marsu v letech 1602 a 1604 a pozdČji bČhem svého pobytu v Praze roku 1628. Bürgi se snažil usnadnit matematické výpoþty hodnot goniometrických funkcí dĤležitých pro astronomii. Pracoval též na výpoþtu a tabelování hodnot pĜirozených logaritmĤ, s prací byl hotov kolem roku 1611. Pokrokové aritmetické a geometrické tabulky vydal (bez návodu k použítí) až roku 1620. Roku 1614 vydal skotský matematik J. Napier Popis podivuhodné tabulky logaritmĤ a pojmenoval nový vynález jako logaritmy. Zasáhl také do rozvoje zemČmČĜiþské techniky, mezi jeho pĤvodní konstrukce a vynálezy patĜí i nČkolik pĜístrojĤ pro praktickou geometrii. Ke svému triangulaþnímu pĜístroji obdržel patent roku 1602. PĜístroj se skládá ze tĜí pravítek, základnového a dvou boþních. Používal se ve vojenství ke zjištČní polohy a vzdálenosti nepĜístupného cíle na základČ grafického protínání vpĜed. Vynalezl

proporþní

kružítko

s posuvnou hlavou k nastavení mČnitelného pomČru dČlení úseþek. PomĤcka sloužila k dČlení obvodu kruhu na stejné díly, dČlení úseþky na dvČ þásti dle tzv. zlatého Ĝezu a provedení slavné konstrukþní úlohy, tzv. Obr. 14 PĜístroj H. Stolleho [12]

kvadratury kruhu. Kružítko fungovalo i jako

33

univerzální výpoþetní pomĤcka. Další Bürgiho instrument sloužil k perspektivnímu kreslení. Byl to pĜístroj založený na principu teodolitu, kterým bylo možné vynášet zamČĜené body na rýsovku mČĜického stolu a zakreslovat mapu pĜímo v terénu. H. Stolle (? - 1613) patĜí též do okruhu rudolfínských mechanikĤ. Byl Bürgiho spolupracovníkem a pozdČji samostatným hodináĜem v Praze. O jeho osobČ se nedochovaly témČĜ žádné zprávy. ZmiĖuje ho pouze Kepler ve svých zápisech o astronomickém pozorování Slunce camerou obscurou roku 1609. ProvádČl je s M. Bacháþkem, Bürgim a Stollem. Vše, co je o nČm známo pochází z jeho pĜístrojĤ (Obr. 14). Jeho nejlepším pĜístrojem je teodolit, univerzální pĜístroj, který sloužil k terénnímu vymČĜování, používal se jako sluneþní hodiny a pomĤcka k výpoþtu matematických funkcí. Dále konstruoval zámČrné dČlostĜelecké pĜístroje, úhlomČrné pĜístroje a podle svého uþitele Bürgiho proporþní kružítko a triangulaþní pĜístroj. Stolle se zapsal do historie jako jeden z prvních konstruktérĤ dalekohledu, pĜístroje, který završil tuto epochu. Kolem roku 1612 sestrojil dalekohled Galileova typu s malým zvČtšením. Dalekohled byl zĜejmČ urþen pro Rudolfa II., nese královskou korunu na obalu. ZemČmČĜicství se vyskytuje také v literárním díle vzdČlance a „uþitele národĤ“ J. A. Komenského. V publikaci Labyrint svČta a ráj srdce z r. 1631 popisuje geometry a jejich práci. V dalším pĜíznaþném díle Geometrie definuje tento obor jako vČdu o správném mČĜení a dČlí ji na geometrii teoretickou a geometrii praktickou (geodézii). Popisuje nČkteré geodetické pĜístroje jako mČĜickou desku, Jakubovu hĤl, astroláb, kvadrant a práci s nimi. KromČ toho se zabývá geometrickými mírami i mČĜickými metodami, mČĜení délek, výšek a hloubek. Ilustrace z Komenského díla Orbis pictus pĜedstavuje mČĜení geometrickými pĜístroji, kvadrantem a Jakubovou holí. Kvalita pĜístrojĤ byla vesmČs vynikající, ukazovaly trend vývoje mČĜicí techniky. Tyto pĜístroje sloužily k rozvoji vČdy a poznání, pĜedevším astronomie, mČĜení þasu a zemČmČĜictví. Je tĜeba podotknout, že ne všechny funkþní pĜístroje se uplatnily k mČĜení. V mnoha pĜípadech byly používány jako dary pro svĤj krásný design a staly se sbČratelskými artefakty pro císaĜe nebo významné osobnosti. Vedle

34

špiþkových instrumentĤ byly vyrábČny levné a ménČ pĜesné pĜístroje ze dĜeva, nČkdy s papírovým potiskem pro zemČmČĜiþe a dĤlní mČĜiþe [23]. Uvedené nástroje byly pro jejich úþely rozhodnČ výjimeþné. Mapování praxe dosáhlo vynikajících výsledkĤ, dĤkazem je vysoká úroveĖ bČžnČ používaných nástrojĤ. Vynikajícím pĜíkladem je stavba unikátního vodního tunelu (tzv. Rudolfova nebo Belvedérská štola), vedoucí pod ostrohem Letné vodu z Vltavy proti klášteru sv. Anežky do Obory (Stromovky). Stavba skonþila po dvanácti letech roku 1593. Tunel je pĜibližnČ o prĤĜezu (0,7 – 1,5) x (3 – 4) m, je až 43 m pod povrchem ostrohu Letné a postaven z pĜírodního kamene. Je dlouhý 1,1 km s pĜevýšením portálĤ 1,04 m. Tunelování bylo provedeno z obou stran souþasnČ a má 4 svislé šachty. Na výstavbu tohoto tunelu se sešli vynikající inženýĜi. TČsnČ pĜedtím, že byl tunel dokonþen, úĜedník dvorské kanceláĜe I. Phendler nakreslil pro císaĜovu informaci mapu v mČĜítku 1:547 [8]. 2.4.2

Výroba v 18. století TĜicetiletá válka pĜinesla na naše území obrovské ztráty na životech

obyvatelstva všech tĜíd a hospodáĜský kolaps. Byly zniþeny a rozchváceny cenné stavby knihovny, sbírky a archivy, emigrovalo mnoho vzdČlancĤ, nastal celkový ekonomický a morální pokles. Kolaps postihl i jemné mechaniky. V následujících letech se konaly jen malé prĤzkumy a mapování, vyrábČlo se jen v malých dílnách [8]. Oživení nastalo až v 19. století, spojovaném s prĤmyslovou revolucí (století páry) a s národním obrozením, které v rámci habsburské monarchie korespondovalo se vzrĤstajícím hospodáĜským vlivem a rozvojem ýech [26]. CísaĜský inženýr Willenberg získal roku 1707 císaĜský inženýrský patent a roku 1718 zahájil (na základČ žádosti z roku 1805) výuku na Stavovském inženýrském ústavu v Praze, který je pĜedchĤdcem dnešní pražské techniky (ýVUT). Náplní výuky studia byla aritmetika, geometrie, praktická geometrie (dnešní geodézie) a pevnostní stavitelství. Z tohoto výþtu vyplývá, že pĜevažovala výuka zemČmČĜictví a matematiky. Absolventi školy se uplatnili jako zemští mČĜiþi a vojenští inženýĜi, kteĜí se zabývali trasováním královských silnic, stavbou fortifikací a barokních budov. K tČmto pracím byly používány pĜístroje nivelaþní (vodováhy, nivelaþní dioptry, závČsné pĜístroje) a úhlomČrné (dČlené kruhy, teodolity, kvadranty), provazce a ĜetČzce k mČĜení délek. 35

Pro zajímavost uvádím, že v této dobČ bylo zahájeno mapování Kryštofem Müllerem, protože k hlavním úkolĤm zemČmČĜictví 18. století patĜilo v þeských zemích topografické mČĜení. Úkolem byl povČĜen vojenský inženýr J. K. Müller, který zahájil své práce dle císaĜského rozhodnutí mČĜením Moravy roku 1708. Polohy nČkterých míst byly zamČĜeny astronomicky. Vzájemná poloha míst byla zamČĜena pĜi mapování, smČry byly urþeny buzolou, vzdálenost míst viatoriem, pomocí záznamu otáþek kola cestovního vozu. Po ukonþení prací roku 1712 byl Müller povČĜen mapováním ýech, které provádČl do roku 1720. PĜestože Müllerova mapa Moravy a zvláštČ ýech dosáhly pozoruhodných výsledkĤ, pĜestaly za krátkou dobu staþit. Tak bylo rozhodnuto o vojenském mapování souvisle na celém území [23]. 2.4.3

Výroba v 19. století až do pol. 20. století 19. století je spojeno s prĤmyslovou revolucí, ýeským národním obrozením

a s navrácením vývoje geodetických pĜístrojĤ. V rámci Habsburské monarchie roste hospodáĜský vliv a rozvoj ýech [8]. 2.4.3.1 ýeské firmy Rozmach vČdy byl spojen s rozvojem pĜístrojové techniky. Výroba vČdeckých pĜístrojĤ rostla podle potĜeb optiky, fyziky, astronomie, geodézie a ostatních oborĤ. MČĜiþské pĜístroje byly využívány pro potĜeby pražské hvČzdárny, kabinetĤ univerzity a zemČmČĜiþské praxe. S pĜemČnou pražské inženýrské školy na Stavovský polytechnický ústav roku 1805 vzniká na jeho pĤdČ mechanická dílna [23]. Byla založena v roce 1808 J. Božkem (1782 – 1835), který byl od roku 1805 hodináĜem a mechanikem polytechniky [8]. Roku 1812 Božek zhotovil pro pražské Klementinum

pĜesné

kyvadlové

hodiny

k

astronomickému mČĜení. Jeho zásluhou vznikla roku 1818 první samostatná pražská mechanická dílna. Vedle Obr. 15 Dvojitý pČtiboký hranol [20]

konstrukce mnoha druhĤ hodin zasáhl Božek do dalších technických oborĤ a stal se prĤkopníkem þeské techniky

36

[23]. Nástupcem ve funkci a nástupcem ve vedení dílny se stal jeho syn František (1809 – 1886) a s ním nástroje vyrábČl i jeho druhý syn Romuald. Oba pokraþovali ve výrobČ jednotlivých geodetických

pĜístrojĤ, þasto unikátní

vČdeckých

pĜístrojĤ [8].  F. Božek (1809-1886) pĜevzal vedení dílny a zabýval se jemnou mechanikou a výrobou hodin. VyrábČl i geodetické pĜístroje: zámČrná pravítka, buzoly a nivelaþní dioptry. Podle návrhu profesora geodézie F. Müllera sestrojil roku 1866 originální pĜístroj ke grafickému urþování výšek. F. Božek spolu s umČleckým truhláĜem a soustružníkem polytechnického ústavu J. Toberem založili mechanickou dílnu Božek & Tober. Od roku 1870 sídlila Božkova dílna v HurtovČ (dnešní Resslova) ul. þp. 307/II. Romuald Božek (1814-1899) vynalézal a konstruoval mnoho jiných strojĤ, mezi nimi hodiny a v roce 1864 se podílel na pĜestavbČ pražského orloje [23]. Zhruba od roku 1840 vyrábČl geodetické pĜístroje další vynikající mistr R. Brandeis (1818 – 1868). Po jeho smrti se na jeho místo dostala firma Haase & Wilhelm. V Národním technickém muzeu jsou tito výrobci zastoupeny rozsáhlou sbírkou hranatých a vyrovnávacích pĜístrojĤ (Obr. 15), topografickými soupravami dioptrií a heliotropĤ (Obr. 16). V roce 1980 bylo v Praze v centru výroby 24 dílen pro výrobu geodetických pĜístrojĤ. Na konci století jich bylo dokonce þtyĜicet [8]. Byly to napĜíklad Hauser, Jaklin, Šebek, pozdČji Durst, Dušek, dále Poskoþil v Libochovicích, Karl Ganglof v Rožmitále. Tito výrobci nabízeli

pantometry,

úhlové

hlavice,

Obr. 16 Heliotrop [24]

vytyþovací zrcátka, geodetické astroláby, rĤzné výškomČry a sklonomČry a nivelaþní dioptry, dendometry, nivelaþní pĜístroje, mČĜické stoly, latČ a ĜetČzce, úhlomČry, teodolity, tachymetry, heliotropy atd [5]. Pokud jde o kvalitu, tak spoleþnost Strejc & Dušek byla nejlepší mezi výrobci rýsovadel.

37

Z designérĤ a výrobcĤ mimo Prahu byl jeden z nejvýznamnČjších K. Gangloff (1809 – 1879) [8]. Roku 1856 konstruoval planimetr k mČĜení ploch na principu pĜemČny složitých obrazcĤ na jednoduché. Dalším pĜístrojem byl svahomČr k redukci šikmé vzdálenosti na vodorovnou. Sestrojil arkograf, hranolový bubínek s možností natáþení zrcátek, který se používal k vytyþování kružnicových obloukĤ [23]. Podnik pro výrobu nových druhĤ optických skel založil v JenČ v roce 1884 optik Otto Schott. VýznamnČ se zapsaly do historie optiky, a tím i geodézie a fotogrammetrie [6]. Dílna Spitra Roku 1819 v Praze zahájil výrobu mČĜických pĜístrojĤ F. Spitra. Ve dvacátých letech 19. století založil dílnu F. Spitra (1774–1841) v Dominikánské (dnešní Husova) ulici þp. 275/I v Praze. VyrábČl astroláby, nivelaþní dioptry, zámČrná pravítka, mČĜické stoly a také fyzikální pĜístroje (obr. 4). Spitrova dílna existovala po celé 19. století, v její tradici pokraþovali Spitrovi nástupci, syn Václav Michal Spitra (1809-?). V dalším vedení rodinné firmy pokraþoval vnuk O. Spitra (1842–1901), který byl dvorním mechanikem [23]. Brandeisova dílna Kolem roku 1840 zaþal vyrábČt mČĜické pĜístroje M. R. Brandeis (18181868), jeho dílna sídlila ve ŠlikovČ paláci v Praze, Ferdinandova ul. (dnes Národní) þp. 61/II. BrandeisĤv univerzální nivelaþní pĜístroj se používal k trasování železnic. V nabídce z roku 1867 jsou další pĜístroje: teodolity, buzoly, zámČrná pravítka, astroláby a dĤlní pĜístroje. Brandeisovu dílnu pĜevzala roku 1871 firma Haase & Wilhelm, která se zabývala výrobou úhlomČrných, nivelaþních a dalších mČĜických pĜístrojĤ. Dílna A. Haaseho (1838-1898) aj. Wilhelma (1837–1881) vyrábČla pĜístroje až do konce 19. století [23].

38

Spoleþnost J. & J. Friþ V roce 1883 nastal zlom ve zvýšení dosavadní výroby zemČmČĜických nástrojĤ a to když bratĜi Josef (1861 – 1945) a Jan (1863 – 1897) Friþovi založili v Praze Události pro precizní mechaniky. Oblast zájmu a tvĤrþí invence byly u bratrĤ velmi široké. KromČ navrhování, výroby nástrojĤ a vybavení vlastních dílen také postavili polarizátor a analyzátor, a také bareoskop pro indikaci hustoty cukru šĢávy, který se stal úĜedním etalonem v USA. Navrhli také pĜístroje pro dČlení kruhĤ

Obr. 17 Triangulaþní teodolit 6R

geodetických pĜístrojĤ, pro broušení þoþek a mnoho dalších. Jejich úþast na výstavČ v Praze v roce 1891 skonþila s velkým úspČchem. Po roce 1906 podnik J. & J. Friþ vyrábČli polarimetr pro indikaci obsahu cukru, který byl pĜijat na oficiální úrovni v USA. Podnik bratrĤ FriþĤ bČhem své existence vyrábČl veškerý sortiment zemČmČĜických, kartografických nástrojĤ a náĜadí, vþetnČ prestižního triangulaþního teodolitu 6R s vyšším pracovním šroubem a þtením odhadem až 2´´ a zvláštních nástrojĤ pro mČĜení deformací u pĜehrad a tunelových staveb (Obr. 17). Podnik byl zavĜen po znárodnČní na zaþátku roku 1950, když se v národním podniku Metra zmČnila výroba. V letech

1884

–

1885

byla

produkována malá série dĤlních teodolitĤ DUPLEX (Obr. 18), ve kterém byl poprvé na svČtČ použit dČlený kruh ze skla. Horizontální kruh

o

prĤmČru

130

mm

tvoĜilo

8

milimetrové silné zrcadlové sklo. Na horním okraji bylo rozdČleno diamantovým rydlem po 1°, þísla na nČm byla vyryta. Kruh byl Obr. 18 Teodolit DUPLEX [24]

osvČtlen

hornickým

kahanem

s malým

okénkem v dolní þásti krytu alhidády. Úhlové minuty byly þteny prostĜednictvím dvou protilehlých mikroskopĤ s 24x zvČtšením se zalomenou optickou osou

39

s pĤlminutovou pĜesností. BratĜi Friþové uvádČjí 17 podmínek konstrukce, mnohé z nich jsou dnes samozĜejmostí (napĜíklad skládací stativ, pevné a pružné upevnČní, nadirová a zenitová centrace, prokladný dalekohled, zakrytí kruhĤ a dalších þástí a možnost rektifikací všech mechanických os). DUPLEX mČl výšku 28 cm a šíĜku 21 cm, což je zhruba polovina obvyklých velikostí v té dobČ. Pro snadné cílení ve svislé rovinČ byl opatĜen lomeným dalekohledem, procházejícím klopnou osou hlavního dalekohledu. Popis konstrukce byl zveĜejnČn v roce 1886 v prestižním þasopisu Zeitschrifft für Instrumentenkunde. Teodolity

se

sklenČnými

kruhy se staly ve druhé polovinČ 20. století samozĜejmostí i pĜi mČĜení pozemkové úpravy. Firma do historie vstoupila také napĜ. konstrukcí dĤlní buzoly vyšší pĜednosti þtení, umožnČné tlumením nožové stĜelky (1884). Na

základČ

vynikající

myšlenky profesora F. Nušla, byl

Obr. 19 Cirkumzenitál [24]

postaven pro urþení zemČpisných souĜadnic metodou stejných výšek astronomicko – geodetický pĜístroj cirkumzenitál (Obr. 19). V roce 1932 byl zaveden neosobní mikrometr podle návrhu profesora E. Buchara. Další vývoj a výroba probíhaly koncem 20. století ve Výzkumném geodetickém, topografickém a kartografickém ústavu (VÚGTK, nyní se nachází ve Zdibech) [8]. Podniky Srb & Štys a Meopta V roce 1919, krátce po vzniku samotného ýeskoslovenska, byl v Praze založen opticko – mechanický podnik Srb & Štys. Spoleþnost mČla rychlý tovární výrobní systém a získala Ĝadu vojenských zakázek a vynikajících mechanikĤ ze spoleþnosti bratĜí FriþĤ. Od roku 1923 byla vyrábČna celá Ĝada geodetických pĜístrojĤ a nástrojĤ (nivelaþní laĢ, planimetr, vodováha, pantograf, sada kreslících nástrojĤ).

40

Mezi

neúspČšnČjšími

pĜístroji

mĤžeme

jmenovat teodolit TN 25 a technický nivelaþní nástroj NN 25. Byly vyrobeny také triangulaþní teodolit se šroubovými mikroskopy s pĜesností 12, školní teodolit Th Š, nástroje pro speciální úþely napĜ. pro mČĜení výšky hladiny [8]. Typickým znakem všech teodolitĤ Meopta jsou koaxiální ustanovky [5]. Po roce 1945 po znárodnČní spoleþnosti Srb & Štys, byl založen národní podnik Meopta Obr. 20 Teodolit TH 30 [24]

KošíĜe, který pĜijal její výrobní program. KonstruktéĜi v novČ vzniklém podniku, napĜ. A. Holý, Höger, A.

DvoĜák, kteĜí bČhem krátké dohnali zpoždČní zpĤsobené válkou a dosáhli solidní evropské úrovnČ. V katalogu z roku 1961 je uvedena modernizovaná verze TH teodolitu 30 s kovovými kruhy a þtením dle verniery z 30´´ (Obr. 20), ale také konstrukce teodolitu Meoptra T1c z roku 1955 se sklenČnými kruhy a þtení jednoduchým optickým mikrometrem umožĖující odhad 2 mgon (2cc). Pro armádu byl vybaven periskopem. V katalogu byl také meteorologický teodolit,

topografická

souprava,

stavební

nivelaþní pĜístroj NK 30x se sklenČným dČleným kruhem se þtením na 1´, použitelným pro tachymetrii v rovinatém terénu (Obr. 21), starší malý (tzv. kapesní) pĜístroj KNK 8,8x a nový MN 10x. V roce

Obr. 21 NK 30x [24]

1961

byla

þeskoslovenská

odborná veĜejnost seznámena s vývojem zcela nové série teodolitĤ s velmi dobrou funkcí a designem. (Typ MT 0, zvČtšení 15x, þtení 5c, MT 10, 28x, 1c, MT 11 s automatickým indexem vertikálního kroužku, MT 20, 28x, 10cc, a MT 30, 34x, 1cc). Žádný z nich nebyl vyrábČn, neboĢ již v roce 1963 byla náhle výroba v rámci Rady vzájemné hospodáĜské pomoci zrušena. Situace ve výrobČ nivelaþních pĜístrojĤ

41

byla o nČco lepší. Byl vyvinut a vyrábČn nový typ MN 20 s kompenzátorem zámČrné pĜímky, urþený pro technické nivelace [13] [8]. 2.4.3.2 Zahraniþní firmy Rakouská výroba Mnoho þeských odborníkĤ navrhlo jednotlivé pĜístroje þasto pro podniky ve Vídni. Byli jimi napĜíklad: hypsometr, který navrhl významný profesor polytechniky v Praze K. F. E. rytíĜ KoĜistka (1825 – 1906), nástroj pro grafické vyrovnání profesora F. Müllera (1835 – 1900) nebo logaritmický tachymetr vynikajícího lesníka a železniþního zemČmČĜiþe Dipl. Ing. A. Tichého (1843 – 1923) (Obr. 22)[8]. V Rakousku se výroba geodetických pĜístrojĤ soustĜećovala pĜedevším v hlavním mČstČ. V prĤbČhu 19. století pĤsobila Ĝada firem s rĤznou úrovní, zamČĜením i rozsahem výroby, napĜ. Prokesch (zal. 1798), Sadtler (1816) nebo Richter (1873). NejvýznamnČjší dílny a podniky vyrábČly úplný sortiment (teodolity a nivelaþní pĜístroje rĤzných tĜíd pĜesnosti, buzoly, mČĜické stoly a zámČrná pravítka, další pomĤcky) vþetnČ speciálních konstrukcí (pro dĤlní mČĜictví, Obr. 22 Tachymetr Ing. A. Tichého [24]

triangulaci, lesnictví, optickou výrobu atd.). K nim patĜily firmy Voigtlander (1807, rakouský

základnový pĜístroj), Kraft (1823, Horského katastrální planimetr, geodetické vybavení pro rakouská mČĜení pro projekt Suezského prĤplavu roku 1847 pod vedením A. v. Negrelli). Ze známé mechanické dílny K. K. Polytechnisches Institut vznikl koupí roku 1866 podnik Starke & Kammerer [13]. NČkteré z firem pĜeþkaly ztrátu trhĤ a zázemí, zpĤsobenou zánikem monarchie. Byl to napĜ. známý podnik Neuhoefer (1858-1959, dálkomČry, lesnické pĜístroje,

tachymetrická

pravítka,

pantografy,

dodávky

pro

císaĜskou

i republikánskou armádu), Miller (Insbruck, 1871-1965, exportér do Ruska, Itálie a Jižní Ameriky) nebo Fromme (1884-1970, vyrábČl též transportéry a kreslicí 42

stroje). PatĜí sem i Rost (1888, mikroskopový teodolit Tichý - Rost a další vybavení pro stavbu Tauernského tunelu, dodavatel VZÚ, roku 1913 první fotogrammetrický autostereograf Eduarda von Orel, stereokamera Doležal -Rost), od 40. let 20. století zástupce firmy Wild (Leica) [7]. NČmecká a švýcarská výroba NČmecko zastupovaly napĜíklad firmy Breithaupt (1762), Fennel nebo Zeiss (1909). VČhlasné závody pro pĜesnou mechaniku a optiku byly založeny roku 1846 Carlem Zeissem. K významným spolupracovníkĤm patĜili napĜ. E. Abbe, O. Schott a H. Wild [6]. Ve Švýcarsku to byla firma Kern a Wild. Firma Kern byla založena roku 1819 v Aarau ve švýcarském kantonu Argau. Podnik Wild byl založen v roce 1921, když konstruktér H. Wild odešel od Zeissových závodĤ. V následujícím roce tedy roku 1922 však pĜešel do firmy Kern v Aarau. Roku 1991 byla firma Kern zaþlenČna do koncernu Leica. S jejím jménem je spojena Ĝada úspČšných konstrukcí geodetických i fotogrammetrických pĜístrojĤ a pomĤcek [6]. Francouzská a anglická výroba Ve Francii vyrábČly geodetické pĜístroje, souþástky a doplĖky firmy Richer a Lenoir. A v Anglii to byly firmy Ramsdem a Dollond.

V roce 1990 se spojilo 7 svČtových výrobcĤ optických pĜístrojĤ (Wild Heerbrugg, Cambridge Instruments, Leica, Leitz, Kern Swiss, Reichert, Jung) v nadnárodním koncern Leica. Leica Geosystems, jedna ze tĜí divizí se zabývá výrobou geodetických a fotogrammetrických pĜístrojĤ v rámci nadnárodního koncernu Hexagon [6]. 2.5

Základní geodetické pĜístroje od pol. 19. do pol. 20. století Závody jemné mechaniky a optiky, do nichž patĜili též výrobci

astronomických, matematických a geodetických pĜístrojĤ, se rychle vyvíjely a nabízely Ĝadu konstrukcí [7].

43

2.5.1

Nivelaþní pĜístroje Optické nivelaþní pĜístroje se užívají

k urþení pĜevýšení jednoho bodu vzhledem ke druhému

pomocí

vodorovných

svČtelných

paprskových svazkĤ (Ob. 23). V principu jsou nivelaþní stroje složeny z dalekohledu a libely, jejichž osy jsou vzájemnČ rovnobČžné. To znamená, že pĜi urovnání libely je zámČrná osa dalekohledu také

vodorovná.

Nivelaþní

stroje

jsou

charakterizovány citlivostí libely, pohyblivostí její bubliny a zvČtšením dalekohledu. PĜi tom tyto

Obr. 23 BreithauptĤv universální nivelaþní pĜístroj [21]

veliþiny jsou spolu vázány urþitým vztahem. V následující tabulce jsou uvedeny nČkteré hodnoty zvČtšení dalekohledu a citlivosti libely nivelaþních pĜístrojĤ, užívaných k urþitým pracím.

Druh práce Nivelaþní práce provádČné na krátkých tazích Technické nivelování, stavitelská mČĜení

ZvČtšení dalekohledu

Citlivost libely (vteĜiny)

10x

40 – 50

15 – 20x

40 - 30

24 – 30x

30 – 18

44x

10

PĜesná technická nivelování na dlouhých tazích

Nivelování prvního Ĝádu

Tab. 1 Hodnoty zvČtšení dalekohledu a citlivosti libely nivelaþních pĜístrojĤ [15]

44

2.5.1.1 Typy nivelaþních strojĤ Nivelaþní stroje mĤžeme rozdČlit napĜ. podle zpĤsobu spojení nivelaþní libely a dalekohledu - dle tohoto kritéria dČlíme nivelaþní stroje na þtyĜi druhy: 1) Dalekohled a libela je spojena v jeden pevný celek s podstavnou þástí. PĜi tom libela mĤže být upevnČna buć na alhidádČ, nebo na dalekohledu samotném. (Tato konstrukce je dnes jediná používaná, místo libely je však kompenzátor.) 2) Nivelaþní stroj má prokladatelný dalekohled a libely na alhidádČ. 3) Nivelaþní stroj má prokladatelný dalekohled s rezervní libelou nebo dvojicí protilehlých libel. 4) Nivelaþní stroj má prokladatelný dalekohled a sazecí libelu. Vývojem se prosadil typ 1. s pevným dalekohledem a s ním spojenou nivelaþní libelou. Ta byla sledována zrcátkem, pozdČji byl obraz koncĤ libely pĜeveden do dalekohledu. Od 60. let je libela nahrazena kompensátorem. V souþasnosti je þtení digitalizováno užitím kódových latí. Ostatní typy zanikly. 2.5.2

Tachymetry Tachymetry

jsou

pĜístroje,

které

slouží

k souþasnému urþování horizontální polohy a výšky bodĤ (Obr. 24). Jejich princip spoþívá v urþení polohy bodu v prostoru polárními souĜadnicemi (orientovaný úhel, vodorovná délka) a pĜevýšení získané z mČĜené šikmé délky a zenitového, resp. svislého úhlu. Podle konstrukce se rozdČlují na: 1) Klasické repetiþní

tachymetry

minutový

dálkomČrem,

teodolit

vyžadujícím

–

pĜesností vybavený

kanceláĜské

vyhovuje ryskovým výpoþty

z mČĜených dat. Tuto funkci zastávají i nivelaþní Obr. 24 Malý FriþĤv tachymetr [21]

pĜístroje s dČleným kruhem. 2) Samoredukþní tachymetry – teodolit opatĜený 45

dálkomČrem a mechanickým nebo optickým zaĜízením, které automaticky urþuje horizontální vzdálenosti a pĜevýšení, bez jakýchkoliv pĜedchozích výpoþtĤ. 2.5.3

ÚhlomČrné pĜístroje

RozdČlení úhlomČrných strojĤ: 1) Podle použití jsou dČlena: -

Universální stroje – slouží k urþování horizontálních i vertikálních úhlĤ, délek a nivelaci, pĜíp. mČĜení magnetických azimutĤ.

-

Teodolity – slouží pĜevážnČ k mČĜení horizontálních úhlĤ. Tyto stroje buć vĤbec vertikální kruh nemají, nebo jen takový, který dovoluje mČĜit výškové úhly s menší pĜesností.

-

Vertikální kruhy – užívají se obrácenČ pĜevážnČ k mČĜení výškových nebo zenitových úhlĤ. Proto mají horizontální kruh menší než vertikální, který slouží jen k pĜibližné orientaci stroje. Tyto stroje se užívají hlavnČ k astronomickým mČĜením, resp. pĜi mapování stolem.

2) Podle uspoĜádání dalekohledu je dČlíme: -

pĜístroje s centrickým dalekohledem,

-

pĜístroje s výstĜedným dalekohledem, umožĖujícím silnČ sklonČné zámČry napĜ. u tzv. lesnických teodolitových busol. Nejlépe však lze úhlomČrné stroje charakterizovat podle spojení

horizontálního kruhu s podstavnou þástí stroje. Horizontální kruh mĤže být spojen s podstavnou þástí stroje pevnČ nebo kruh se mĤže kolem osy podstavné þásti otáþet. Podle toho mluvíme o strojích: -

jednoduchých jednoosých, levných, bez možnosti orientace vodorovného kruhu,

-

repetiþních dvouosých nebo jednoosých s limbem na postrk. Repetiþní stroje mají kruh spojen s podstavnou þástí v jeden celek pouze

tĜením. Natoþením kruhu vzhledem k podstavné þásti lze provést buć pĜímo rukou,

46

nebo tím, že kruh se spojí zvláštní spojkou (repetiþní svorou) s alhidádou a otoþí se souþasnČ s ní, naþež se opČt spojka uvolní. 2.5.4

DálkomČry Jsou to pĜístroje sloužící k mČĜení vzdáleností. V geodetické praxi se

používají hlavnČ dálkomČry optické. Jejich princip je založen na Ĝešení pravoúhlého trojúhelníka, daného ještČ mČĜenou délkou a jedním z dalších dvou prvkĤ protilehlou latí nebo dálkomČrným úhlem. Jeden z obou prvkĤ má konstantní hodnotu, hodnota druhého prvku se urþí pĜi mČĜení vzdálenosti. Podle toho, který z obou prvkĤ má konstantní hodnotu, rozdČlujeme dálkomČry na: -

dálkomČry s konstantním úhlem; nejvíce užívané nitkové (ryskové) dálkomČry a dvouobrazové dálkomČry, které mají laĢ v cíli a dále dálkomČry s latí v pĜísroji – tzv. telemetry – užívané hlavnČ ve vojenské topografické praxi,

-

dálkomČry s konstantní latí (paralaktické mČĜení).

2.5.4.1 Nitkové dálkomČry V principu je tento dálkomČr tvoĜen dalekohledem, v jehož rovinČ skuteþného obrazu je umístČna planparalelní destiþka s vyrytým ryskovým kĜížem, který obsahuje dvČ vodorovné dálkomČrné vlákna rysky. Místo rysek ve skle byla pĤvodnČ používána napnutá pavouþí vlákna. PĜesnost mČĜení nitkovým dálkomČrem bez ohledu na vnČjší vlivy závisí pĜedevším na pĜesnosti þtení na lati. Chyba zpĤsobená pĜi þtení vzhledem ke každému vláknu, závisí na schopnostech zraku pozorovatele. Nitkový dálkomČr je velmi jednoduchý a praktický pĜístroj pro mČĜení vzdáleností. Má však také celou Ĝadu nedostatkĤ. NČkterými nedostatky jsou napĜíklad: -

PĜi prĤchodu vnČjším prostĜedím pĤsobí na paprsky refrakce, která mĤže zpĤsobit chybu až l,5 %. Dolní þtení má proto být alespoĖ 1 m od zemČ, þímž se vylouþí i vliv chvČní vzduchu.

47

-

Vlivem proudČní vzduchu, zpĤsobeného vyhĜátou zemí, bývá obraz spodní þásti latČ neostrý [15].

2.5.4.2 Dvojobrazové dálkomČry Dvojobrazový

dálkomČr

vzniká rozštČpením svazku paprskĤ pĜedĜazeným klínem (Obr. 25). LaĢ je vodorovná a þte se pomocí vernieru. PĜi zavedení osobní chyby je pĜesnost 0,02 m na 100 m. Dvojobrazový dálkomČr byl užíván pĜi tzv. novém mČĜení za Protektorátu ýechy a Morava.

Obr. 25 BreithauptĤv dvojobrazový dálkomČr [20]

2.5.4.3 Další typy dálkomČrĤ Dalšími typy dálkomČrĤ jsou dálkomČry pravítkové, dotykové, logaritmické a diagramové dálkomČry. Tyto typy dálkomČrĤ byly pĜedevším francouzského pĤvodu, avšak ani jeden z dálkomČrĤ se u nás (s výjimkou diagramových) výraznČ neprosadil. Pravítkové dálkomČry sloužily k úplnému nebo þásteþnému výpoþtu tachymetrických rovnic, tj. k výpoþtu pĜevýšení a vodorovné délky. Dotykové dálkomČry fungovaly na mechanickém principu vytvoĜení dálkomČrného úhlu. Logaritmické dálkomČry zhotovil Ing. A. Tichý (1843 – 1923) a vyrábČla je firma Rost. PĜesnost v délkách byla 0.02 m na km. Ve 2. polovinČ 20. století obdobný typ vyrábČl bez vČtšího úspechu Zeiss Jena (typ LOTA). Autorem prvního diagramového dálkomČru byl profesor Hammer. Diagramový dálkomČr byl zhotoven ve firmČ Fennel v roce 1900. Tachymetrické rovnice jsou Ĝešeny opticky pomocí kĜivek promČnlivé kĜivosti nebo kĜivek, které jsou vidČt v zorném poli dálkomČru. Spolu s dotykovým dálkomČrem tvoĜí skupinu autoredukþních dálkomČrĤ. V ýeskoslovenské praxi byl velmi oblíbený typ Zeiss DAHLTA. Jeho pĜesnost v délkách byla 15 – 28 cm na 100 m, musel být

48

pĜehledný terén. A pĜesnost ve výškách byla 5 – 15 m na 100 m. BezpeþnČ se pozná nejenom dle svislého kruhu na levé stranČ, ale má ještČ kruhy po obou stranách.

2.5.5

ZámČrné pravítko Cílem všech geodetických mČĜení je sestavení situaþního plánu nebo profilu

v urþitém Ĝezu. PĜi mČĜeních provádČných teodolitem, tachymetrem nebo nivelaþním strojem, obdržíme pouze þíselné hodnoty, ze kterých musíme pak vytvoĜit plán nebo profil. Situaþní plán mĤžeme však tvoĜit pĜímo pĜi mČĜení v terénu. K tomu úþelu slouží pĜístroje zvané zámČrná pravítka. Jejich princip spoþívá v tom, že horizontální úhly se promítají pĜímo na vodorovnou rovinu, kde se vyznaþují pĜímkami, na které se vynášejí namČĜené vzdálenosti v urþitém mČĜítku. Proto zámČrné pravítko musí umČt urþit kolimaþní rovinu, horizontální vzdálenost a pĜevýšení. Horizontální úhly se promítají na vodorovnou rovinu stolku. Proto zámČrné pravítko tvoĜí spolu s pĜíslušným stolkem zámČrnou soupravu [15]. 2.6

OvČĜování kvality a parametrĤ historických pĜístrojĤ V letech 1996 – 2000 bylo obhájeno na katedĜe Speciální geodézie Stavební

fakulty ýVUT v Praze šest diplomových prací, vedených doc. Pavlem Hánkem. Práce se zabývaly ovČĜením a doplnČním parametrĤ þeských mČĜících pĜístrojĤ zejména z pĜelomu 19. a 20. století a urþením jejich kvality v souladu s tehdy platnými normami (CSN ISO 8322/1996). V souþasnosti platí obdobná norma ýSN ISO 17123/2003, výsledky jsou vzájemnČ srovnatelné. Podmínkou pro ovČĜování nástrojĤ podle normy ýSN ISO je testování pĜístrojĤ ve dvou rĤzných dnech a to vždy v jedné sérii. Pokud jde o teodolity, tak se Ĝada skládá z mČĜení 4 vodorovných smČrĤ rozložených v rĤzných vzdálenostech v horizontu ve 3 skupinách bez uzávČru, nebo mČĜením 4 svislých úhlĤ na body s rĤznými výškami. U nivelaþních pĜístrojĤ se urþuje kilometrová odchylka skm dvojitou nivelací na úseku délky 240 m. Jedna série se skládá z 5 dvojic mČĜení. Netypické nástroje napĜ. svahomČr nebo nivelaþní dioptrie, byly rovnČž testovány

49

podle tohoto postupu. ZvČtšení dalekohledu bylo stanoveno v laboratoĜích Katedry vyšší geodézie. Konstanta nitkového, resp. ryskového dálkomČru, byla stanovena z vyrovnávacích mČĜení na základny známých délek. V depozitáĜi Národního technického muzea (NTM) v Praze byla vybrána základní sada teodolitĤ, nivelaþních a takzvaných univerzálních nivelaþních pĜístrojĤ. Výsledky zkoušek byly prezentovány na pomČrnČ výjimeþné výstavČ v NTM, poĜádané v rámci akce Praha – hlavní mČsto kultury a zasedání stálého komité Mezinárodní federace zemČmČĜiþĤ FIG a byly publikovány v tuzemsku i v zahraniþí. Zde je uvádím v následujících tabulkách. 2.6.1

Teodolity

Výrobce

Typ

Rok

SmČrodatn á odchylka Urþení ZvČtšení [“]

Citlivost libel [“]

sϕ

sζ

alhid. nivel.

Násobná konstanta ryskového dálkomČru

J.a J. Friþ

9R

1910 polyg.

30,0x

8,5

8,9

30,6/ 50,0+

15,0

100,2±0,2

J.a J. Friþ

13R N

1911

nezjiš.

31,8 n.m.

22,4/ 4,1+

-

100,2±0,1

tach.

Srb & Štys

THN 1939 polyg.

23,3x

10,3

7,2

34,7/ 37,8+

22,0

100,4±0,1

Srb & Štys

THN 1947

20,0x

14,6

8,2

53,3/ 40,6+

23,6

100,0±0,1

tach.

Tab. 2 Teodolity a jejich vlastnosti [8]

Kde:

sϕ = smČrodatná odchylka vodorovného smČru, sζ = smČrodatná odchylka svislého úhlu.

50

2.6.2

PĜístroje pro mČĜení pĜevýšení Citlivost

Výrobce

Konstrukce

Výroba

niv. libely [“]

trubic.

2.pol.

kapal.

19.st.

Božek

niv. dioptr

1838

Spitra

niv. dioptr

Haase

niv. dioptr

Friþ

Spitra

Spitra

Haase

Friþ

Friþ

Friþ

Pravítko [mm]

ZvČtšení

skm [mm]

-

800

-

44,5

90

860

-

11,9

150

320

-

19,0

1880-98

46

310

-

18,5

niv. dioptr

1899

34

315

-

10,7

niv.

2. pol.

p.,volný d.

19. st.

25

-

10x

4,3

niv.

2.pol.

pĜ.,volný d.

19.st.

16

-

8x

6,3

1902

16

-

44x

1,8

1908

21

-

17x

2,9

20

-

28x

2,6

niv. pĜ., pev. d. niv. pĜ., pev. d.

1.pol. 19.st.

niv. pĜ.,

1918-

pev. d.

1925

Tab. 3 PĜístroje pro mČĜení pĜevýšení a jejich vlastnosti [8]

Kde: skm = kilometrová odchylka dvojí nivelace.

51

Hodnoty v tabulkách dokládají dobrou kvalitu výroby i použitelnost v praxi. Zejména pĜístroje firmy bratĜí FriþĤ se dnes staly vyhledávanými sbČratelskými pĜedmČty [8]. 2.6.3

PomĤcky pro mČĜení délek

PomĤcka

Literatura

Délka mČĜidla

PĜesnost na 100m délky [m]

MČĜická laĢ

Jordan, Schoder 1873

3a4m

0,01 - 0,03

ěetČzec

Wastler, 1876

20 m

0,03 - 0,10

Pásmo

Schoder, Lorber 1876

20 m

0,02 - 0,04

Tab. 4 PomĤcky pro mČĜení délek a jejich vlastnosti [7]

DĜíve mČĜiþi používali pĜi své práci jeden univerzální pĜístroj pro všechny své úkoly. PozdČji byl pro každou zemČmČĜickou práci zvláštní pĜístroj odpovídající druhu, povaze a požadované pĜesnosti práce, jak je zĜejmé z tabulek. V každém zemČmČĜickém, projekþním nebo stavebním ústavu najdeme i dnes nejrĤznČjší mČĜické stroje, pĜístroje a pomĤcky. Pro mČĜení si musíme vždy vybrat výzbroj, která nejlépe odpovídá danému úkolu [14]. 2.7 2.7.1

20. století Vazba na pozemkové úpravy Roku 1849 o problematice tzv. agrárních operací jako podmínce rozvoje

zemČdČlství a hospodáĜství jednal 1. rakouský hospodáĜský kongres; roku 1855 vznikl návrh 1. Ĝíšského komasaþního (scelovacího) zákona, 1866 byl pĜijat Ĝíšský arondaþní zákon na principu dobrovolnosti, 1883 Ĝíšský rámcový zákon o scelování na principu majority, na jehož podkladu vznikl roku 1884 zemský zákon pro Moravu, který teprve od roku 1940 platil též pro ýechy. Po druhé svČtové válce (1939 – 1945) se stále více ukazovalo, že pĜedpisy, které v pĜedchozích letech trvaly, jsou nevyhovující. Z toho dĤvodu se zahájily práce na vznik nového scelovacího zákona. Od nového scelovacího zákona se oþekávalo uplatnČní veškerých poznatkĤ a nárokĤ pro vytvoĜení novodobého zemČdČlství 52

vzniklého na soukromovlastnických vztazích. V období 1950 – 1989 probíhala zemČdČlská socializace. V této dobČ procházely pozemkové úpravy tĜemi hlavními stádii. V prvním stádiu (1950 – 1960) se zakládala JZD, pĜiþemž jejich þlenská a pĤdní základna nebyla v rovnováze a mnohdy se mČnila. Druhé stádium (1960 – 1972) znamenalo ustálení družstev jak hospodáĜsky tak i organizaþnČ. Malá družstva se spojují v celky o vČtší výmČĜe do 1000 ha. TĜetí stádium zemČdČlské socializace (1974 – 1989) znamenalo stagnaci þinnosti na projektech pozemkových úprav. Byly zhotoveny jen tzv. Generely pozemkových úprav (GPÚ). NepĜíznivým následkem GPÚ byl vznik tzv. pozemkových blokĤ, což byly neĜízené vytvoĜené pĤdní komplexy neodbornými zákroky do krajiny. ÚplnČ jiný rozmČr dostala pozemková úprava po roce 1989 [10]. Tempo vývoje bylo velice rychlé. DĜíve byly pĜístroje a pomĤcky velké a tČžké, tudíž nevyhovující pro užití a transport (napĜ. dalekohled byl dlouhý). Proto chtČli výrobci docílit toho, aby pĜístroje mohly být „pĜi ruce“, menší velikosti a také lehþí. Dalším jejich cílem bylo co nejvČtší využití optiky k pĜesnosti þtení hodnot z pĜístroje. Hodnoty na kruhu by mČly být zĜejmé a rychle þitelné, a také v co nejkratší vzdálenosti od oþí. DĤležitá byla pĜi pĜenosu pĜístrojĤ jejich ochrana pĜed poniþením, vlhkostí a také pĜed prachovými þásticemi [1]. 2.7.2

Vývoj pĜístrojĤ Roku 1905 profesor V. Láska zkonstruoval jednu z variant univerzálního

kontaktního tachymetru (patent Láska-Rost) s tangentovým šroubem. A v témže roce z podnČtu prof. A. Schella zhotovila firma Rost první invarovou nivelaþní laĢ. Rakousko – Uhersko jako jedno z posledních pĜistoupilo k patentové unii (1908), jejímiž þleny byly kromČ balkánských zemí a Ruska všechny evropské státy a Ĝada významných zámoĜských státĤ. Výhodou i pro dynamicky ses vyvíjející výrobu geodetických pĜístrojĤ a pomĤcek byla skuteþnost, že jediná pĜihláška patentu automaticky platila po 12 mČsícĤ ve všech þlenských zemích. Firma Rudolf und August Rost vyrobila v roce 1908 ve Vídni prototyp stereoautografu (pĤvodnČ autostereografu) npor. Eduarda von Orel (pozdČji dr. h. c.). Tento první analogový fotogrammetrický pĜístroj slouží k vyhodnocení polohopisu i výškopisu ze snímkových stereodvojic. Konstrukce byla zdokonalena firmou Zeiss

53

v letech 1909 a 1911. O stejné Ĝešení, ale s menším úspČchem, se pokusil také roku 1908 por. Thompson z vojenské školy v Charthamu. V roce 1909 použil dr. h. c. H. Wild, šéf novČ založeného geodetického oddČlení firmy Zeiss, vnitĜní zaostĜovací þoþku dalekohledĤ nivelaþních pĜístrojĤ, kterými zaþínala výroba. Další novinkou bylo koencidenþní urovnání libely pomocí hranolového systému a kryty stavČcích šroubĤ. Firma Zeiss podala roku 1912 patent na dálkomČr se základnou v pĜístroji, z kterého se zĜejmČ vyvinul pozdČjší BRT 006. Princip pĜístroje byl již znám už v antice. Dva roky nato konstruktér H. Wild použil u nivelaþního pĜístroje Zeissových závodĤ poprvé optický mikrometr a klínový tvar nitkového kĜíže pro zvýšení pĜesnosti þtení na lati. Roku 1919 byla v Praze založena firma Srb & Štys. Od roku 1923 vyrábČla kompletní sortiment geodetických pĜístrojĤ a pomĤcek (napĜ. i vteĜinové a školní teodolity). Po roce 1948 byla pĜevedena do státního podniku Meopta [6]. (Více o podnicích Srb & Štys a Meopta je uvedeno v kapitole 2. 4.) Téhož roku (1919) profesor K. Reinhard Hugershoff sestrojil pro drážćanskou firmu Heyde autokartograf, první fotogrammetrický pĜístroj pro vyhodnocení libovolnČ sklonČných leteckých stereodvojic, založený

na

principu

T. Scheimpfluga z roku

1898.

Rakušana Používal i

nČkterých prvkĤ stereoatografu. Nato roku 1920 H. Wild získal patent na fotogrammetrický vyhodnocovací pĜístroj autograf.

Stejného

roku

byla

v Japonsku

založena „firma mČĜících pĜístrojĤ“ Sokkisha, od 90. let známá pod jménem Sokkia. Tento pĜední Obrázek 26 Teodolit Zeiss Theo010B [12]

svČtový

výrobce

geodetického

instrumentária má v ýeské republice zastoupení od roku 1993.

54

V následujícím roce byl uveden na trh Zeiss TH I, první teodolit se sklenČnými kruhy, který se v praxi prosadil (Obr. 26). Konstrukci pĜístroje navrhl již roku 1918 H. Wild. Dalšího roku (1923) na základČ návrhu W. Bauersfelda vyrobily závody Zeiss první stereoplanigraf, analogový pĜístroj pro vyhodnocení stereodvojic leteckých snímkĤ s optickou projekcí. V témže roce stejná firma vyrobila první invarovou základovou laĢ. Dnešní podobu a zpĤsob mČĜení získala roku 1932 v závodech Wild Beerbrugg. Roku 1924 do Prahy byly dovezeny 2 normální invarové metry, vyrobené v Mezinárodním ústavu pro míry a váhy v paĜížském Sèvres. Za hlavní etanol byl zvolen metr þ. 346 (1 m ± um pĜi 0°C), metr þ. 345 byl manipulaþní. Firma Coradi v Curychu vyrobila polární koordinatograf (1927) pro pĜesné práce s rozsahem do 210 mm. Prakticky soubČžnČ nabízela jednodušší pĜístroj firma Haag-Streit z Bernu. V tomtéž roce jenské závody Zeiss vyrobily podle myšlenky švýcarského zemČmČĜiþe R. Bosshardta autoredukþní dvojobrazový dálkomČr, známou Redtu. NČkteré vyrobené konstrukce v nás mohou vyvolat úsmČv, ale pĜi zamyšlení jsou velice praktické. Je jím napĜíklad samoþinné þištČní pásma pĜi navíjení na vidlici, za které získal dĤlní mČĜiþ též roku 1927 R. Thomé 3 patenty. Pásmo, které vytlaþilo mČĜické ĜetČzce, se v praxi objevilo koncem 19. století, nejprve v tkaninové podobČ s drátČnou výztuhou, pozdČji s ocelovou stuhou na kruhu nebo na vidlici. Firma O. Fennel v Kasselu zavedla v roce 1929 sledování koincidujících koncĤ libely pĜímo v zorném poli dalekohledu. Stejného roku M. Leontovskij a F. Drobyšev publikoval v þasopise ZemleustroitČl první konstrukci automatického nivelaþního pĜístroje. V roce 1930 pro zvČtšení snímkovaného území postavila firma Zeiss leteckou automatickou þtyĜkomoru. Stejný problém Ĝešila firma Photogrammetrie z Mnichova stavbou komory s 1 centrálním a 8 okolo symetricky umístČnými objektivy. Ve 30. letech 20. století došlo k rozvoji analogových metod v letecké fotogrammetrii: pĜekreslování snímkĤ rovinatého území, stereofotogrammetrické vyhodnocení, aerotriangulace na analogových pĜístrojích (multiplex, autograf), byl vyvinut širokoúhlý mČĜický objektiv s max. úhlem zábČru 90 – 100 °.

55

Ve stejném roce (1930) pĜedstavil geniální konstruktér H. Wild dnes již legendární teodolit typu T3, urþený pro triangulace I. a II. Ĝádu, oblíbený i pĜi mČĜení deformací.

Souþástí

bylo

koincidenþní

þtení

kruhĤ,

doplnČné

optickým

mikrometrem. Teodolit se široce uplatnil i v naší praxi. Vznikl na základČ modelu z roku 1921. Roku 1934 zavedla firma Zeiss u svého tzv. katastrálního teodolitu repetiþní svoru. O dva roky pozdČji (1936) napaĜil Smakula v závodech Zeiss na optické þleny antireflexní vrstvy, které podstatnČ snížily ztráty svČtelnosti v dĤsledku odrazu. Rekonstrukce tzv. dvoukruhových teodolitĤ (tj. s podvojnými stupnicemi kruhĤ) Kern, typ DK, DKM, navržených H. Wildem, byla dokonþena roku 1938. U tČchto pĜístrojĤ byly použity pouze 2 stavČcí šrouby pro dodržení konstantní výšky (horizontu) pĜístroje. Toto Ĝešení bylo už dĜíve používáno u nivelaþních pĜístrojĤ, roku 1977 u elektronického teodolitu Kern E2. Zanedlouho byly zavedeny místo stavČcích šroubĤ vaþky s vodorovnou osou. Pro vyrovnání malého rozsahu vaþek navrhl konstruktér výkyvnou hlavu stativu. V roce 1941 firma Starke und Kammerer postavila podle patentu H. Bohrna a Leandera von Aramzini teodolit s elektronickým pĜenosem þtení vodorovného kruhu do spĜaženého poþítacího stroje. Po ruþním zadání vodorovné délky byly vypoþteny pĜíslušné souĜadnicové rozdíly. Je to jeden z prvních pokusĤ o stavbu automatických pĜístrojĤ. Roku 1942 byl firmou Breithaupt vyroben pomČrnČ kuriózní BettenfeldĤv teodolit, u nČjž kruh pro mČĜení svislých úhlĤ je umístČn vodorovnČ tČsnČ nad horizontálním kruhem [6]. Stejného roku závody Askania Berlin použily fotoregistraci kruhĤ, která mČla za cíl pĜenesení procesu þtení úhlových údajĤ z terénu do klidu kanceláĜe. Tentýž podnik v roce 1956 uvedl na trh automatický index (kompensátor) výškového kruhu, který je dnes bez výjimky používán v celosvČtové produkci a stal se pĜedlohou i pro nivelaþní pĜístroje. V jejich konstrukci se prosadil typ s pevným dalekohledem s obrazem koncĤ nivelaþní libely koincidenþnČ svedenými hranoly do zorného pole. JeštČ po roce 1945 pĤsobila krátce firma Koula, vyrábČjící nČkteré fotoreprodukþní a fotogrammetrické pĜístroje. Výroba zanikla po znárodnČní n. p. Meopta KošíĜe.

56

Po dlouholetém vývoji postavila Bergakademie v Clausthalu roku 1949, jistČ ovlivnČném i vojenskými potĜebami, první transportovatelný, v praxi použitelný gyroteodolit.

PĜedznamenal

následující

prudký

rozmach

elektrotechniky

a elektroniky v konstrukci pĜístrojĤ, spojený i se širším použitím plastĤ, napĜ. (zejména v Japonsku) i pro výrobu þoþek. Dosažitelná pĜesnost souþasných elektronických gyroteodolitĤ a automatickým sledováním vratných poloh kyvĤ osy setrvaþníku se pohybuje v úhlových vteĜinách [4]. První kompenzaþní nivelaþní pĜístroj vyrobily v roce 1951 závody Zeiss (Opton) v Oberkochenu. Byl to typ Ni 2 (mO = 2 mm), který se dostal do bČžné praxe [6], a který je prvním z množství oblíbených kompenzaþních (automatických) nivelaþních pĜístrojĤ, nabízených v rĤzných tĜídách pĜesnosti všemi výrobci [4]. Roku 1955 pražský n. p. Meopta, nástupce firmy Srb a Štys, vyrobil v ýeskoslovensku v praxi oblíbený teodolit T1c se sklenČnými kruhy a þtením jednoduchým

optickým

mikrometrem

(Obr.

27).

V ýeskoslovensku byl v praxi oblíben. Výroba všech geodetických pĜístrojĤ byla direktivnČ zastavena roku 1963 [6]. O rok pozdČji, tedy v roce 1956, konstruoval ve VÚGTK (Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický) Ing. A. Krumphanzl tranzistorový hledaþ podzemních vedení, jeden z prvních v EvropČ. Byl postupnČ vyrábČn rĤznými podniky, napĜ. Inženýrskou geodézií

a

nástupnickou

Geodézií

v Pardubicích,

Geofyzikou v BrnČ, Technickou správou spojĤ Brno, VÚGTK Zdiby [4]. VÚGTK také zkonstruoval úspČšný prototyp elektro-optického dálkomČru. RĤzné pomĤcky a malé pĜístroje vyrábČly i jiné firmy, napĜ. Kinex pásma a rýsovadla, Metra tachymetrická výpoþetní pravítka,

Obr. 27 Teodolit T1 c [24]

vynášecí pĜístroje (koordinátografy) pro polární metodu, pikýrovací desky, vynášecí trojúhelníky a pravítka pro ortogonální metodu, planimetry [5].

57

NČkteré drobné pomĤcky, napĜ. vidlice na pásma, pikýrovací desky, kartografické trojúhelníky vyrábČlo Jednotné zemČdČlské družstvo (JZD) Jílové u Prahy ve spolupráci s VÚGTK, který v 60. letech postavilo též prototyp svČtelného dálkomČru. Také poþátkem 60. let postavil u nás pplk. Ing. J. Doubek první typ He-Ne laseru na brnČnské Vojenské akademii. He-Ne trubice vyrábČl Výzkumný ústav vakuové elektrotechniky (VPVET), pozdČji Tesla Holešovice, která nabízela lasery typu 205, 206 a nevýbušný 206N. ěadu geodetických aplikací na jejich základČ ve formČ tzv. laserteodolitĤ samostatných pĜístrojĤ pro vytyþování nebo provažování sestrojil a ovČĜil na ýVUT v Praze doc. J. Tlustý, který byl za svou þinnost odmČnČn roku 1979 Státní cenou. Elektrooptický dálkomČr AGA (Geodimeter) 4A byl jako první vybaven laserem a to roku 1967. První kompaktní totální stanicí se stala roku 1968 Reg Elta 14, byl to produkt závodĤ Zeiss Oberkochen [6]. Totální stanice (též elektronické tachymetry) jsou kompaktním spojením elektronických teodolitĤ a svČtelných dálkomČrĤ, umožĖujících sbČr a pĜenos dat, vþetnČ pĜímého pĜipojení na poþítaþ a jeho periferie. V souþasnosti pĜedstavují nejþastČjší výbavu mČĜických þet bČžné zemČmČĜické praxe v oblastech mapování, stavební i inženýrsko-prĤmyslové geodézie. Základní metodou použití je polární metoda, doplnČná trigonometrickým urþením pĜevýšení. Pro dálkomČrné observace tzv. nízkých UDZ byly v Astronomickém ústavu ýSAV v 70. letech zkonstruovány laserové dálkomČry, které byly v daném období úspČšnČ nasazeny i na nČkolika zahraniþních observatoĜích. ObdobnČ byl v roce 1983 v topografické službČ zkonstruován družicový laserový dálkomČr. Do observaþní sítČ PSKT (Provozní síĢ technické triangulace) však nebyl nalezen, ale byl nahrazen málo pĜesným dálkomČrem LD – 3 sovČtské výroby. Postupný nástup technologií TRANSIT, GPS Navstar a GLONASS (sovČtský, nyní ruský globální navigaþní družicový systém), pĜispČly k pĜerušení družicových fotografických a dálkomČrných laserových observací na þs. území. SvČtelné dálkomČry jsou zpravidla urþeny pro mČĜení délek maximálnČ v desítkách kilometrĤ, v souþasnosti výrobci jejich dosah omezují na 2 – 5 km, což

58

odpovídá hustotČ trigonometrických bodĤ v sítích V. a VI. Ĝádu. PĤvodní zhruba centimetrová pĜesnost svČtelných dálkomČrĤ se v souþasnosti udává charakteristikou 3 mm + 3 ppm (ppm znaþí 1*10

-6

mČĜené vzdálenosti). Výjimku tvoĜí

Mekometr Me 5000 (r. 1986) firmy Kern s udávanou pĜesností 0,2 + 0,2 mm. Mikrovlnné (radiové) dálkomČry jsou pĜedurþeny pro mČĜení velkých vzdáleností. PĜedstavitelem radiových dálkomČrĤ byl tzv. tellurometr MRA – 1 široce využívaný v armádní topografické službČ. Pro kontrolu délek stran trigonometrické sítČ, základen nebo pro jejich urþení byly používány elektrooptické a laserové dálkomČry (Geodimetr AGA 8) stĜedního rozsahu, které byly asi o jeden Ĝád pĜesnČjší než rádiové. Elektrooptické dálkomČry Zeiss (1968 – 1972), geodimetry NASM a laserové dálkomČry AGA 6 a 8 (1973 – 75) o stĜedních chybách 3 – 5 mm na desítky kilometrĤ byly s výhodou použity pĜi mČĜení stran základny kosmické triangulace (ZKT) a stran astronomicko – geodetické sítČ (AGS) o délkách desítek kilometrĤ. Tyto dálkomČry zajistily vysokou mČĜítkovou homogenitu þs. AGS, která byla spolu s východonČmeckou v rámci vyrovnání JAGS nejkvalitnČjší. Výroba fotogrammetrických analytických vyhodnocovacích pĜístrojĤ byla zahájena nČkolika svČtovými firmami roku 1976 [6]. V 80. letech se jako odezva na nabízející se možnosti a rostoucí požadavky inženýrské geodézie objevily na trhu tzv. systémy prĤmyslových bezdotykových mČĜení (IMS, Industrie – Meßsystem). Prvním výrobcem byla americká firma Keuffel & Esser [4]. Mezi roky 1980 – 2000 se vyvíjela a použila Ĝada mČĜických komor pro blízkou fotogrammetrii, jejich aplikace v památkové péþi a prĤmyslu, zavedení technologie kompenzace (FMC) leteckých mČĜických snímkĤ. Roku 1982 firma Fennel & Co ve spolupráci se závody J. Hipp und G. Bröhan vyrobila dálkomČrný laserový nástavec FEN, ve kterém byla použita impulzová metoda modulování místo dosud užívané metody fázových rozdílĤ. Tento postup umožĖuje mČĜení s pasivním odrazem, použité napĜ. roku 1986 firmou Wild v typu DIOR 3002. Po nČkolika letech pokusĤ vyvinul H. Kahmen se svými spolupracovníky na TU Hannover první motorizovaný (servo-) teodolit (1984) [6]. Ten umožĖuje dálkové Ĝízení a automatický pĜenos dat napĜ. po telefonní lince s on-line 59

zpracováním na poþítaþích, pĜípadnČ po uvedení do provozu samostatnou þinnost bez lidské obsluhy podle pĜípravného programu Ĝídící jednotky [4]. Jsou vyrábČny i videoteodolity, které jsou schopné s motorizovanými (servo) teodolity po prvotním nastavení samy vyhledat a zamČĜit cíl, napĜ. pĜi mČĜení deformací (objekty, sesuvy pĤd) nebo v hromadné prĤmyslové výrobČ, zejména letadel a automobilĤ. Kontrola, Ĝízení a pĜenos dat mohou být dálkové [26]. Od roku 1987 byl vyrábČn Kern E2 - SE, souþasná nabídka zahrnuje výrobky všech svČtových výrobcĤ. První digitální fotogrammetrická pracovní stanice byla postavena roku 1988, umožĖovala zpracování digitálních obrazových dat získaných snímáním z pozemních, letadlových nebo družicových nosiþĤ, nebo skenováním fotografických mČĜických snímkĤ [6]. Po roce 1989 se náš trh otevĜel svČtové špiþkové produkci, v níž dnes pĜevažuje nabídka elektronických tzv. totálních stanic, tj. spojení elektronického teodolitu a dálkomČru s možností elektronického sbČru, testování, pĜedávání a vyhodnocení dat [26].

60

3.

ZávČr Vývoj geodetických pĜístrojĤ zapoþal již v nejstarších dobách a starovČku. Už

tenkrát byla potĜeba jistých pĜístrojĤ pro astrologické a astronomické úþely, což byly náznaky prvních geodetických pĜístrojĤ. Ve stĜedovČku bylo použití a vývoj pĜístrojĤ ovlivnČno vojenskými výboji, lodní dopravou a zvýšenou poptávkou po mapách a geodetických údajích. Již ve 13. století nastal rozmach hornictví a hutnictví, což zapĜíþinilo rozvoj dĤlního mČĜictví. V 16. století vznikaly rybniþní soustavy. V tzv. Rudolfínské dobČ nastal vrcholný rozkvČt vČdy a výroby vČdeckých pĜístrojĤ a vhledem k tématu této práce zejména geodetického vymČĜování a geodetických pĜístrojĤ. Nástroje vyrobené v této dobČ byly pro jejich úþely rozhodnČ výjimeþné. TĜicetiletá válka ovlivnila geodézii spolu s geodetickými pĜístroji pĜedevším ztrátou myslitelĤ a vČdcĤ, kteĜí se zabývali touto oblastí, což vedlo v následujících letech jen k malým geodetickým prĤzkumĤm þi mapování a výrobČ jen v malých dílnách. Oživení vývoje a výroby pĜístrojĤ nastalo až v 19. století, které je spojené s prĤmyslovou revolucí. A ve 20. století docházelo k jejich zdokonalování nebo ke zcela

novým

konstrukcím,

vycházejícím

z možností

rozvinuté

elektroniky

a digitalizace. Jednotlivé etapy vývoje geodetických pĜístrojĤ vždy odpovídaly stavu a potĜebám konkrétní lidské spoleþnosti. Jak již bylo v úvodu zmínČno, cílem mé bakaláĜské práce bylo nastínit vývoj pĜístrojĤ spolu s konstrukcí pro agrární operace a pozemkové úpravy v EvropČ. Doufám, že jsem tento cíl z nejvČtší þásti splnila. Také vČĜím, že text bude pro þtenáĜe srozumitelný a dozví se nČco nového, pĜípadnČ bude pĜínosem pro spoleþnost. Velká þást lidské spoleþnosti totiž neví, nebo spíše nad tím ani neuvažovala, jakou váhu mají geodetické pĜístroje, aĢ už s vazbou þi bez ní, na pozemkové úpravy, nebo co kdyby pĜístroje vĤbec neexistovaly. To jsou právČ ty dĤvody, které mČ vedly ke zpracování bakaláĜské práce na toto téma. Ráda bych zdĤraznila, že dle souþasných pramenĤ pĜedstavují v ýeské republice geodetické výkony 52% všech prací pĜi zpracování komplexního projektu pozemkových úprav, což jen potvrzuje dĤležitost geodetických pĜístrojĤ.

61

ZávČrem chci podotknout, že se geodetické pĜístroje vyvíjely, vyvíjí a dále se urþitČ vyvíjet budou, protože jen tak se mČĜení mĤže stát jednodušším a geodetĤm usnadnit práci, vþetnČ využití ve státní správČ a v jiných oborech lidské þinnosti. Významnou složkou se stává ku pĜíkladu tzv. inženýrsko – prĤmyslová geodézie.

62

4. Seznam použité literatury [1] DEUMLICH, Fritz. Surveying Instruments. Berlin: VEB Verlag für Bauwesen, 1980. ISBN 3-11-007765-5. [2] DUMBROVSKÝ, Miroslav. Pozemkové úpravy. 1. vyd. Brno: CERM, 2004, 263 s. ISBN 80-214-2668-3. [3] FÜLSCHER, P. Konstrukteure und Hersteller von geodätischen Instrumenten. Zusammenstellung durch die Gesellschaft für Geodäsie in der Schweiz, 2005, 48 s. [4] HÁNEK, Pavel a Drahomír DUŠÁTKO. In: Studie o technice v þeských zemích 1945 – 1992, 3. svazky. (Red. vedení Folta, J.). Praha: Encyklopedický dĤm, 2003. 2877 s. ISBN 80–86044–22-X. [5] HÁNEK, Pavel. ZemČmČĜictví. In: Hlušiþková, H. aj.: Technické památky v ýechách, na MoravČ a ve Slezsku. 4 díly. Praha: Libri 2001-2004, I. díl 2001, 291300 s. ISBN 80-7277-042-X. [6] HÁNEK, Pavel. Data z dČjin zemČmČĜictví: 25 tisíc let oboru. 2. pĜepracované vydání. Praha: Klaudian, 2011. 161 s. ISBN 978-80-902524-4-8. [7] HÁNEK, Pavel a Antonín ŠVEJDA. PĜístroje stavební geodézie 2. poloviny 19. a poþátku 20. století. Sborník konference 38. geodetické informaþní dny. Brno: Spolek zemČmČĜiþĤ Brno 2002, 7 – 12 s. [8] HÁNEK, Pavel a Antonín ŠVEJDA. To the history of the production of geodetic instruments in Bohemia., Brighton: XXI Congress FIG, 1998. [9] HÁNEK, Pavel. K historii výroby geodetických pĜístrojĤ v ýechách. Jemná mechanika a optika 42, 1997, þ. 4, 94 – 98 s. [10] HÁNEK, Pavel. In: Váchal, J., NČmec, J., Hladík, J. (ed.): Pozemkové úpravy v ýeské republice. Praha: Consult 2011, 208 s. ISBN 80-903482-8-9. [11] HÁNEK, Pavel a Magdalena MAěŠÍKOVÁ. Geodézie v þeských pozemkových úpravách. Sborník Medzinárodná vedecká konferencia 70 rokov SvF STU, sekcia 4: Geodézia a kartografia. Bratislava: STU, 2008, 27 – 35 s. ISBN 978-80-227-2979-6. 63

[12] HÁNEK, Pavel. Vývoj mČĜické techniky a metod. In: Váchal, J., NČmec, J., Hladík, J. (ed.): Pozemkové úpravy v ýeské republice. Praha: Consult, 2011, 128133 s. ISBN 80-903482-8-9. [13]

HÁNEK,

Pavel.

Tradition

geodätischer

Instrumente

in

Tschechien.

Vermessung, Photogrammetrie, Kulturtechnik/Mensuration, Photogrammétrie, Génie rural 99, 2001, þ. 4, s. 237 – 241. [14] HONS, Josef a Bohuslav ŠIMÁK. Pojćte s námi mČĜit zemČkouli. Praha: Orbis, 1959, 419 s. [15] KEPRT, Engelbert. Konstrukce geodetických strojĤ. Brno: Rektorát Vysoké školy technické Dra E. Beneše, 1951, 346 s. [16] MARŠÍK, ZbynČk a Magdalena MARŠÍKOVÁ. DČjiny zemČmČĜiþství a pozemkových úprav v ýechách a na MoravČ v kontextu svČtového vývoje. 1. vyd. Praha: Libri, 2007, 192 s. ISBN 978- 80-7277-318-6. [17] MINOW, Helmut. Historische Vermessungsinstrumente: ein Verzeichnis der Sammlungen in Europa = Historical surveying instruments: list of collections in Europe. Wiesbaden: Verlag Chmielorz, 1990. [18] NċMýENKO, Nikolaj. DČjiny pozemkových úprav I. 1. vyd. Praha: ýeské vysoké uþení technické, 1967, 24 s. [19] NċMýENKO, Nikolaj. DČjiny pozemkových úprav II. 1. vyd. Praha: ýeské vysoké uþení technické, 1970, 41 s. [20] RYŠAVÝ, Josef. Geodesie I. 4., doplnČné vydání. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1955, 402 s. [21] RYŠAVÝ, Josef. Geodesie II. 4., doplnČné vydání. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1955, 386 s. [22] ŠVEHLA, František a Miroslav VAĕOUS. Pozemkové úpravy. 1. vyd. Praha: ýeské vysoké uþení technické, 1995, 146 s. ISBN 80-01-01277-8. [23] ŠVEJDA, Antonín. Název (Rukopis). Praha: NTM, 2011.

64

[24] ŠVEJDA, Antonín a Pavel Hánek. ScénáĜ výstavy Geodetické pĜístroje v þeských zemích/Surveying instruments in Czech lands. Konáno 15. 5. – 16. 7. 2002 v rámci Praha – Evropské mČsto kultury 2000 pĜi pĜíležitosti FIG Working Week Prague 2000. Praha, Národní technické muzeum 2000. V souþasnosti na fotografiích dostupné z: http://klobouk.fsv.cvut.cz/~hanek/K154/DEJZ/CZ/index.html. [25] TOMAN, František. Pozemkové úpravy. 1. vyd. Brno: MendČlova zemČdČlská a lesnická univerzita, 1995, 144 s. ISBN 80-7157-148-8. [26] VÁCHAL, Jan, Jan NċMEC a JiĜí HLADÍK. Pozemkové úpravy v ýeské republice. Praha: Consult, 2011. ISBN 80-903482-8-9. [27] VLASÁK, Josef a KateĜina BARTOŠKOVÁ. Pozemkové úpravy. 1. vyd. Praha: ýeské vysoké uþení technické, 2007, 168 s. ISBN 978-80-01-03609-9.

65

5. Seznam tabulek a obrázkĤ •

Tabulky

Tab. 1 Hodnoty zvČtšení dalekohledu a citlivosti libely nivelaþních pĜístrojĤ Tab. 2 Teodolity a jejich vlastnosti Tab. 3 PĜístroje pro mČĜení pĜevýšení a jejich vlastnosti Tab. 4 PomĤcky pro mČĜení délek a jejich vlastnosti

•

Obrázky

Obr. 1 ZámČrné pravítko Obr. 2 Groma Obr. 3 Jakubova hĤl Obr. 4 Geodetický astroláb Obr. 5 PĜístroje 16. století Obr. 6 KeplerĤv dalekohled Obr. 7 PicardĤv kvadrant Obr. 8 Schinzeug Obr. 9 Weltiho planimetr Obr. 10 Nitkový planimetr Obr. 11 RichterĤv planimetr Obr. 12 Nivelaþní pĜístroj Friþ Obr. 13 Odpichovací kružítko Obr. 14 PĜístroj H. Stolleho Obr. 15 Dvojitý pČtiboký hranol Obr. 16 Heliotrop Obr. 17 Triangulaþní teodolit 6R

66

Obr. 18 Teodolit DUPLEX Obr. 19 Cirkumzenitál Obr. 20 Teodolit TH 30 Obr. 21 NK 30x Obr. 22 Tachymetr Ing. A. Tichého Obr. 23 BreithauptĤv universální nivelaþní pĜístroj Obr. 24 Malý FriþĤv tachymetr Obr. 25 BreithauptĤv dvojobrazový dálkomČr Obr. 26 Teodolit Zeiss Theo010B Obr. 27 Teodolit T1

67