VII PredavanjeOsnovni principi metoda snimanja terena za izradu topografskoh podloga. Polarna, Fotogrametrijska i GPS metoda, Pod pojmom »snimanje terena« podrazumijeva se premjeravanje zemljišta sa ciljem određivanja koordinata i kota karakterističnih tačaka svih prirodnih i vještačkih objekata, reljefa terena, granice vlasništva i imena vlasnika sa njihovim adresama i poljoprivredne kulture zemljišta.Pod pojmom »prirodni objekti« podrazumijevaju se, korita potoka i rijeka i sve druge forme koje su nastale kao posljedica djelovanja erozije i drugih tektonskih sila.Pod pojmom »vještački objekti« podrazumijevaju se svi građevinski i drugi objekti koje je izgradio čovjek za razne potrebe, kao i sve vrste infrastrukturnih objekata koji su izgrađeni iznad ili ispod zemlje.Pod pojmom »reljef terena« podrazumijeva se forma svih prirodnih objekata, uzvišenja, kotlina i ravnica.Pod pojmom » granice vlasništva« podrazumijevaju se granice koje odvajaju površine jednog vlasnika od površina ostalih vlasnika, takozvane »međe«. Ove granice mogu biti vidljive, kad su na terenu podignute ograde ili mali nasipi od kamena i zemlje zvani »mrglini« ili nevidljive granice, koje se uspostavljaju preko međnih biljega, koje su na terenu najčešće materijalizovane kao kamene biljege koje vlasnici zovu »međaši«. Pod pojmom »poljoprivredne kulture« zemljišta podrazumijeva se vrsta vegetacije koja na tom terenu raste. Tako se označavaju kulture kao: njiva, livada, pašnjak, vinograd, voćnjak, šuma, močvara ili neplodno kad na njemu nema vegetacije. Na kraju pod pojmom »karakteristične tačke« podrazumijevaju se:

- kod objekata sve prelomne tačke na liniji objekta koji ide po zemlji, neposredno iznad temelja objekta,

- kod granica vlasništva, sve međne biljege i sve prelomne tačke granične linije između dvije međne biljege,

- kod reljefa sve prelomne tačke u nagibu terena a kod potoka i rijeka obalna linija i linija vode sa obavezno zapisanim datumom snimanja, jer se ona tokom vremena mijenja.

Pod pojmom »određivanje koordinata tačaka« podrazumijeva se mjerenje dovoljnog broja elemenata, da se izračunaju koordinate tačaka X,Y i H ili direktnog i indirektnog očitavanja koordinata. Postoji više metoda, pomoću kojih se dobijaju koordinate tačke. Kod nekih od njih, kao što su Polarna i GPS metoda, na terenu se obavezno izrađuje »skica snimanja« koja se vodi slobodnom rukom. U skici snimanja ucrtavaju se forme objekata i graničnih linija, broj tačke koja je bila predmet mjerenja, imena vlasnika objekata i kultura zemljišta.

Sl. 1a Izgled jednog dijela skice

Ove skice su neobično važne kod izrade topografske podloge, jer koordinate tačaka samo položajno određuju mjesto tačke, a povezivanje tačaka u forme koje one predstavljaju i druge informacije uglavnom se nalaze na skici. Na skicu se upisuju vrijednosti dužina između pojedinih snimljenih tačaka koje se izvode radi kontrole i u slučajevima kao na Sl.1 kad se tačka objekta ne vidi, pa se ne mogu mjeriti ugao i dužina. U tom slučaju izmjere se dužine f1 i f2 koje se zovu frontovi i na osnovu njih se takozvanim »lučnim presjekom«

konstruiše položaj tačke koja nije mogla biti snimljena. Lučni presjek se tako zove, zato što se tačka dobija u presjeku kružnih lukova sa centrom u tački 3 i poluprečnikom f2 i lukom iz 2 sa f1 Izradi skice, treba posvetiti posebnu pažnju.

1. Polarna metoda

Sl.1 Polarna metoda snimanja.

Jedna od najviše primjenjivanih metoda premjeravanja zemljišta, odnosno snimanja terena je Polarna metoda snimanja. Polarnom metodom Sl.1 se prikupljaju elementi za računanje koordinata tačaka, kao što su izmjerni ugao između jedne u prostoru definisane prave i pravca na tačku čije se koordinate određuju i izmjerene dužine od tjemena izmjerenog ugla do tačke čije se koordinate određuju. Prema tome, mjere se ugao i dužina a to su u stvari polarne koordinate tačke, jer je tjeme ugla pol fiksne prave a ugao i dužina polarne koordinate.Pravougle koordinate tačaka, izračunavaju se tako, što se na poznat način, izračuna direkcioni ugao الA

B a zatim orijentisani pravac φ na svaku od tačaka na sljedeći način:

φi = الAB + αi .........................1

gdje je i= 1,2,3,4,........n.

Orijentisani pravac φ po definiciji je veoma sličan direkcionom uglu jer je on ugao koji zaklapa pravac paralelan sa X osom i pravac na nepoznatu tačku, ali je u suštini veoma različit od direkcionog ugla jer se orijentisani pravac dobija sabiranjem direkcionog i mjerenog ugla i on sadrži grešku mjerenja ugla α. Direkcioni ugao الA

B izračunava se iz razlike koordinata tačaka i on ne sadrži greške mjerenja, on je uvijek „data“ veličina.Pravougle koordinate tačaka 1,2 3.......n izračunavaju se tako što se na koordinate tačke A dodaju koordinatne razlike koje se izračunavaju iz sljedećih formula:

Δy = di sin φi ..............................2

Δx = di cosφi ..............................3

a koordinate tačaka

Yi = YA + Δyi ................................4

Xi = XA + Δxi ................................5

Sl.2 Polarna metoda snimanja.reljefa

Kote tačaka se određuju na osnovu izračunatih visinskih razlika koje se dobijaju iz mjerenog vertikalnog ugla i mjerene kose dužine Sl.3.

Sl.3 Mjerenje visinske razlike

Visinska razlika se dobija na osnovu poznate formule

= dk sinv + i – l.............................6

I kota snimljene tačke

Hi = HA + ΔHi .............................7

Kad se izračunaju koordinate i kote snimljenih tačaka i na osnovu skice snimanja, izrađuje se topografska podloga, koja služi za izradu projekata građevinskih objekata.

2. Fotogrametrijska metoda

Fotogrametrijska metoda polazi od snimanja terena na film ili filmsku ploču, sa dvije tačke sa poznatim koordinatama, koje se zovu „baza“. Pojedini snimak zove se „fotogram“ i pomoću dva fotograma u specijalnim instrumentima koji se zovu autografi, može se u razmjeri formirati stereoskopski utisak snimljenog terena i na njemu vršiti mjerenja, odnosno očitavanja koordinata karakterističnih tačaka. Kad se snimanje terena izvodi sa tačaka koje su na površi zemlje, onda je to „terestrička fotogrametrija“ a kad se snimanje vrši iz vazduha onda se radi o „aerofotogrametriji“.Odmah treba reći, da je u mnogo većoj primjeni „aerofotogrametrija“ pa će o njoj biti više riječi.

Aerofotogrametrija odnosno snimanje iz vazduha se najčešće izvodi iz aviona, ali u posljednje vrijeme sve češće se snimanje vrši i iz helikoptera a nešto ređe i iz balona.U svakom slučaju, zahvaljujući razvoju elektronike i GPS tehnike, snimanje iz aviona je u čestoj upotrebi kad se vrši snimanje dužih pojaseva terena, naročito kad se snimanje izvodi u svrhe izrade podloge za projektovanje saobraćajnica a posebno kad se vrši snimanje za izradu katastra zemljišta.Postupak je dosta jednostavan. Prije nego što se izvrši snimanje, na terenu se vrši obilježavanje, markantnim biljegama graničnih tačaka objekata infrastrukture, saobraćajnica, telefonskih i vodovodnih i kanalizacionih šahtova, međa i svih onih objekata koji nemaju jasno uočljivu formu.Nakon izvršenog obilježavanja vrši se snimanje i na specijalnom papiru izrađuju se u određenoj razmjeri slike terena koje se zovu fotoskice. Na fotoskicama se mogu uočiti sve karakteristične tačke i objekata i one koje su obilježavane u pripremi snimanja.Uloga ovih skica, na neki način je slična onim skicama koje su služile kod Polarne metode, jer se na njima vrši identifikacija na terenu, objekata, vlasništva, poljoprivrednih kultura. Ovaj postupak se zove „dešifrovanje“ i on ima vrlo važnu ulogu kod formiranja topografske podloge.Nakon izvršenog dešifrovanja, pristupa se obradi snimaka na „autografima“, kako je već rečeno instrumentu u kome se iz dva susjedna forograma formira stero model u poznatoj razmjeri, sa koga se pomoću mjerne markice vrši očitavanje koordinata karakterističnih tačaka. Autografi su povezani sa ploterom, na kome se iscrtava topografska podloga sa svim detaljima kao što je to dobijeno Polarnom metodom.

Na Sl.4 prikazan je momenat kad kamera iz aviona snima teren..

 

Sl. 4 Snimanje terena iz aviona

Na sl.5 prikazano je šematski, kako se teren preslikava na film ili foto ploču kamere za snimanje

Sl. 5 Preklapanje fotograma Na Sl. 6 prikazan je jedna fotogram

Sl. 6 Izgled dijela fotograma

3. GPS metodaZahvaljujući brzom napretku tehnologije, elektronike i razvoju softvera u posljednje vrijeme snimanje terena se izvodi GPS metodom, koja je karakteristična po tome što se pomoću GPS prijemnika mogu direktno na ekranu kontrolera GPS uređaja, očitati koordinate karakteristične tačke objekta iznad koga je postavljen prijemnik.

Prema tome, dovoljno je imati prijemnik GPS uređaja sa kontrolerom i ispravno ga pozicionirati da bi se zatim mogle očitavati koordinate karakterističnih tačaka terena.GPS uređaj izračunava geografske koordinate tačke na osnovu mjerenja rastojanja do jednog broja satelita koji kruže na oko 20200km iznad Zemlle. U orbitama na ovom odstojanju ima 24 satelita koje su lansirali Američki stručnjaci i kojima su u svakom trenutku poznate geografske koordinate. Na ovaj način u svemiru se nalazi praktično Zemaljska osnovna mreža, koja je raspoređena tako da se u svakom trenutku sa svake tačke svake tačke Zemljine površi mogu vidjeti najmanje 4 satelita, što je dovoljan uslov za tačno određivanje njenih geografskih koordinata.

Sl. 7 Sistem GPS satelita

Pod pojmom „pozicioniranje” podrazumijeva se određivanje parametara pomoću kojih se geografske koordinate transformišu u državni koordinatni sistem.

Pozicioniranje se izvodi tako, što se prijemnik postavlja iznad najmanje tri tačke čije su koordinate poznate u državnom koordinatnom sistemu, koje se unose preko kontrolera u memoriju GPS uređaja, gdje se dalje uključuje softver koji izračunava parametre transformacije i geografske kordinate koje generiše uređaj transformiše u državni koordinatni sistem. U novije vrijeme, svaka zemlja razvija svoju mrežu tačaka, na kojima su ugrađeni prijemnici koji stalno primaju signale sa satelita i određuju transformacione parametre koje putem radi sigmala odašilju do prijemnika koji su upoterbi. Ta mreža se zove mreža permanentnih stanica i u Crnoj Gori se zove „Montepos mreža”.

Sl. 8 Izgled GPS uređaja

Sl. 9 GPS rover i baza i kontroler

Imajući u vidu način na koji se određuju koordinate karakterističnih tačaka, odmah je jasno da je kod GPS snimanja terena neophodno voditi skicu snimanja, sa istim sadržajem kao što je to bio slučaj kod Polarne metode, samo što je kod GPS metode skicu moguće voditi na ekranu GPS kontrolera.