Měření pro projekt. Prostorové zaměření situace velkého ...old.gis.zcu.cz/projekty/Geomatika_multimedialne/GES...Při měření polární metodou mohou nastat dva případy:

1

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNIFakulta aplikovaných věd - KMAoddělení geomatiky

Měření pro projekt.

Prostorové zaměření situace velkého měřítka.

Ing. Martina Vichrová, Ph.D.

[email protected]ření materiálů bylo podpořeno prostředky z projektu FRVŠ č. 584/2011.

S – JTSK

Křovákovo zobrazení

• navrhl Ing. Josef Křovák roku 1922

• původně navrženo v normální poloze (délkové zkreslení na okrajích pásu dosahovalo hodnoty +43 cm/km)

• v obecné poloze byl vliv zkreslení pouze +24 cm/km

• dvojité konformní kuželové zobrazení v obecné poloze

• Besselův elispoid (Besselův elipsoid → Gaussova koule →Kužel)

• délkové zkreslení dosahuje hodnot pouze v rozmezí – 10 až + 14 cm/km.

Y <420; 930> kmX <930; 1200> km

Na území bývalé ČSR platí Y < X!!!

2

Délkové zkreslení

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

Balt po vyrovnání

nyní se v ČR používá výškový systém baltský po vyrovnání - Bpv• zaveden roku 1957• normální Moloděnského výšky• ČSNS• střední hladina Baltského moře (nulový vodočet v Kronštadtu)• výška výchozího bodu Lišov – 564,7597 m

dříve se užíval sytém jaderský• normální ortometrické výšky• střední hladina Jaderského moře• nulový bod v Terstu• výška výchozího bodu Lišov – 565,1483 m

Rozdíl mezi jaderským a baltských systémem kolísá kolem hodnoty 40 cm!!!

3

Mapy velkých měřítek

mapa velkého měřítka … … … < 5 000

mapa středního měřítka 10 000 – 200 000

mapa malého měřítka 200 000 < … … …

měřítko 1 : M

M

M

M

Složky obsahu mapy

polohopis

výškopis

popis

Ústřední archiv ZÚhttp://archivnimapy.cuzk.cz

4

1968 – Základní mapa středního měřítka

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

http://archivnimapy.cuzk.cz




5







6


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


Polohopis

Polohopis je množina vyšetřených (vybraných) a zaměřených objektů zobrazených většinou jako spojnice (posloupnost) významných podrobných bodů polohopisu, které charakterizují geometrické a polohové určení objektu

metody měření polohopisu

• polární metoda

• ortogonální metoda

• metoda konstrukčních oměrných

• metoda protínání vpřed

• GNSS

• …

7

Polohopis

Podrobné body polohopisu se obvykle zaměřují polární metodou, jako doplňující se používá metoda ortogonální, metoda konstrukčních oměrných a metoda protínání ze směrů či z délek. Polární metoda zaznamenala prudký vzestup zejména v posledních letech s rozvojem elektrooptických dálkoměrů. Doplňující metody se používají, pokud není možné nebo účelné podrobné body zaměřit polární metodou. Kromě uvedených geodetických metod měření polohopisu je možné použít také metod fotogrammetrických či GNSS.

Podrobné body polohopisu jsou číslovány v rámci dílčích měřických náčrtů, číslovány vzestupně od 1, a evidovány (ukládány v databázích podrobných bodů polohopisu) po katastrálních územích s úplným číslem bodu.

Při výpočtu souřadnic podrobných bodů se používají měřické náčrty, zápisníky podrobného měření a seznamy souřadnic daných bodů.

Polární metoda

bod o známých souřadnicích [X,Y,Z]

stanovisko stroje jehož souřadnice lze spočíst

měřená délka a směr

měřený směr

měřený bod

8

Polární metoda určujeme polohu bodu pomocí polárních souřadnic – vodorovného úhlu(mezi orientačním směrem a určovaným bodem) a délky (od stanoviska k určovanému bodu)

polární doměrek (měří se v případě, kdy je vnitřní roh budovy nepřístupný a my potřebujeme zaměřit délku) polární kolmice (měří se pokud na určovaný podrobný bod není ze stanoviska vidět)

Při měření polární metodou mohou nastat dva případy: • stojíme na známém stanovisku – pevné stanovisko,• stojíme na neznámém stanovisku – volné stanovisko.

Polární metoda - data

zápisník

náčrt

výsledný SS

9

Ortogonální metoda

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

Ortogonální metoda

zápisník

náčrt

výsledný SS

10

metoda se používá pro zaměřování pravoúhlých výstupků budov

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

Metoda konstrukčních oměrných

rozlišujeme strany:levá (-)pravá (+)

Metoda protínání vpřed

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

protínání vpřed ze směrů

protínání vpřed z délek

11

Protínání z délek Použití: Protínání vpřed z délek použijeme, pokud jsou zaměřeny délky zeznámých stanovisek na neznámý bod. Předpokládáme, že měřené délky jsoujiž opraveny o fyzikální a matematické redukce.

Dáno:body P1[y1, x1], P2[y2, x2]Měřeno: délky s13, s23

Určit: bod P3[y3, x3]

Protínání z úhlů

Dáno:body P1[y1, x1], P2[y2, x2]Měřeno: délky ω1, ω2


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

12

Protínání ze směrů

Dáno: PA[yA, xA], PB[yB, xB], P1[y1, x1], P2[y2, x2]Měřeno: Směry ψ1, ψ2, ψ3, ψ4


Použití: Používá se například v situaci, kdy mezi body P1 a P2 je překážkabránící viditelnosti, a tedy není možné použít protínání vpřed z úhlů.

Geodetická měření - PP




měřený směr

měřený bod

13

Polygonové pořady

volný PP

vetknutý PP

oboustranně polohově připojený, jednostranně

orientovaný PP

Polygonové pořady

uzavřený a orientovaný PP

nepřímo připojený PP

oboustranně polohově připojený, oboustranně

orientovaný PP

14

Výškopis

metody měření výškopisu

• plošná nivelace

• (elektronická) tachymetrie

• GNSS

• …

Výškopis je grafické vyjádření zemského povrchu na mapě vrstevnicemi, výškovými kótami a technickými šrafami. Všechny tyto tři způsoby se vhodně kombinují, v intravilánu se převážně využívají výškové kóty, v extravilánu vrstevnice. Technické šrafy se používají jako doplněk obou předchozích metod k vyjádření náhlé změny terénu.

Způsoby znázorňování výškopisu na mapách

množství způsobů, jak na mapě vyjádřit výškové poměry (třetí rozměr)

kóty, šrafy, vrstevnice, stínování, tónování, barevná stupnice, kombinace předchozích metod

Pozn:

• mapa velkého měřítka … … … < 1:5 000

• mapa středního měřítka 1:10 000 – 1:200 000

• mapa malého měřítka 1:200 000 < … … …

pro mapy velkých měřítek:

• kóty

• vrstevnice

• technické šrafy

15

Kótování informace o výškových poměrech – uvedení absolutní nebo relativní výšky

na význačných (charakteristických) bodech terénu – vrcholové tvary, rozcestí, dno sedla, vrchol svahové kupy, místa polohopisného významu ...

absolutní výška – vrcholy kup, dna sedel,….

relativní výška – při určování výšek některých terénních útvarů (výkopy, náspy)

Kótování kóty se umisťují na význačné body v terénu

kótovaný plán je základem pro sestrojení vrstevnicového plánu

číselný údaj poskytne rychlou a přesnou informaci o výšce

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

16

Vrstevnice svislé průměty terénního reliéfu s vodorovnými rovinami, které mají pravidelný rozestup od nulové nadmořské výšky

čáry vedené po zemském povrchu, které mají v každém svém bodě stejnou výšku (vhodný násobek metru – vrstevnicový interval)

průsečnice vodorovných rovin s terénem

uzavřené čáry, které se neprotínají !!!

sestrojíme je tak, že:

• zvolíme ekvidistanci v (rozdíl nadmořských výšek sousedních vrstevnic)

• provedeme řezy topografické plochy rovinami o kótách, které jsou násobky ekvidistancí

• průměty těchto řezů do rovinymapy jsou vrstevnice

Vrstevnice Interval vrstevnic = rozestup vodorovných rovin

volba intervalu vrstevnic závisí na měřítku a sklonu v celkovém převýšení terénu

požadavek, aby minimální rozestup vrstevnic na mapě byl 0,2 – 0,3 mm (nesmí dojít ke splynutí vrstevnic, aby bylo možné vrstevnice vůbec vykreslit či vyrýt)

základní interval „i“ – stanovuje se pro každou mapu

• pro 1:5 000 i = 1 m

• pro 1:10 000 a méně i = M / 5 000

(M je měřítkové číslo)

základní vrstevnice – s intervalem i

doplňující vrstevnice

• s intervalem ½ nebo ¼ i

• v plochém terénu nebo u vrcholových útvarů

• kreslí se čárkovaně

17

Vrstevnice zdůrazněné vrstevnice

• pro zvýšení čitelnosti i plasticity

• v celém jejich průběhu se vykreslí silnější čárou

• obvykle se volí pětinásobek základního intervalu

pomocné vrstevnice

• jen pro orientaci

• časově značně omezená věrohodnost

(povrchové lomy, sesuvná území, lomy,…)

• nekótují se

kótování vrstevnic

• pro snadnější určování výšek na mapách

• rozptýleně po celé ploše mapy do vrstevnic tak, aby číslice byly vždy orientovány hlavou proti svahu

• zpravidla u zesílených vrstevnic

Šrafy

lepší vyjádření plasticity

užíváno dříve než vrstevnice

druhy šraf:

kreslířské

• bez zaměřování výšek

• pouze orientační sklonové poměry

technické – užíváme dnes

• informace o náhlé změně sklonu

• musí být doplněny kótou (relativní , absolutní)

sklonové

• vyjádření vhodným poměrem černé a bílé barvy

• hustota, délka a tloušťka podrobena geometrickým zásadám (Lehmannovy stupnice)

18

Šrafy

lepší vyjádření plasticity

užíváno dříve než vrstevnice

druhy šraf:

kreslířské

• bez zaměřování výšek

• pouze orientační sklonové poměry

sklonové

• vyjádření vhodným poměrem černé a bílé barvy

• hustota, délka a tloušťka podrobena geometrickým zásadám (Lehmannovy stupnice)

Nejprve nutno vyřešit otázky…

volba metody (Geodetická? Fotogrammetrická?)

měřítko mapy

přesnost

typ terénní plochy – zpevněná, oraná, louka, …

rozsah mapovaného území – geodetické metody (staveniště, okolí školy, místní domapování změn) a fotogrammetrické metody (plošné mapování > 1 ML)

využitelnost předchozích výškopisných podkladů a leteckých snímků – Co je k dispozici? V jaké kvalitě? Jaká je přesnost dostupných podkladů?

• druhotné využití např. leteckých snímků

roční období, časový požadavek

• téměř ihned (cca do tří dnů) – geodetické metody

• několik měsíců – fotogrammetrické metody

– nepříznivé počasí (poprašek sněhu)

nelze užít fotogrammetrické metody

19

Mapování výškopisu výškové základy

ZVBP – ČSNS I. – III. řád

PVBP – PNS

vlícovací body pro mapování FGM

geodeticky zaměřené body

body ZPBP a PPBP

výšky určeny početně (trigonometricky) s přesností 10 – 15 cm

soustava výškopisných měření – určení výšky stanovisek

technická nivelace (40√R [mm], R - délka obousměrně měř. pořadu v km)

trigonometricky určované převýšení – přesné délky!!! (40√R [mm])

výškový pořad s trigonometricky určeným převýšením – (80√R [mm])

tachymetricky – klasicky, ne totální stanice, (160√R [mm])

Plošná nivelace

plošná nivelace

• zaměřování výškopisu v intravilánu (v ulicích měst je dostatek polohově určených bodů – k existujícím bodům polohopisu se dourčí pouze výška)

• pro velká měřítka (1:500 – 1:5 000)

• velké stavby – čtvercová síť, zaměřování dopravních staveb – profily (podélné, příčné)

ukázka měř. náčrtu

zápisník

20

Plošná nivelace připojit na body VBP stanoviska se volí bodech PBP, podrobných bodech polohopisu

stanoviska se zaměří: • technickou nivelací - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je

• technickou nivelací nebo výškovým pořadem s trigonometricky měřeným převýšením - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je

• výškovým pořadem s trigonometricky zaměřeným převýšením - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je

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

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

21

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




měřený směr

měřený bod

Elektronická tachymetrie




měřený směr

měřený bod

více stanovisek

Elektronická tachymetrie

22

Bloková tachymetrie

Nadbytečná a optimální volba bodů

23

GNSS (dříve GPS)

globální navigační satelitní systémy

d1

d2

d3

jeden přijímač

globální navigační satelitní systémy referenční stanice, síť

[X,Y,Z] [X3,Y3,Z3]

[X1,Y1,Z1] [X2,Y2,Z2]

GNSS (dříve GPS)

24

Pernamentní stanice

Přijímá signály z GPS i GLONASS

Datum určení souřadnic: 31. 3. 2003

Kontinuální měření od podzimu 2004

Od jara 2005 poskytuje data do sítě VESOG, dále CZEPOS.

Následně jsou data přebírána i sítí TopNET.

Pernamentní stanice

25

Normy upravující „mapování“

ČSN 01 3410 – Mapy velkých měřítek. Základní a účelové mapy.

ČSN 01 3411 – Mapy velkých měřítek. Kreslení a značky.

Příloha 1 – Příklady kreslení stavebních objektů

Příloha 2 – Druhová označení a zkratky

Mapové značky

Ceník ZÚ

Prameny a literatura

Čada, Václav: Přednáškové texty k předmětu Gen1. http://www.gis.zcu.cz/studium/gen1/html/index.html


CENÍK produktů Zeměměřického úřaduhttp://www.cuzk.cz/Dokument.aspx?PRARESKOD=30&MENUID=10414&AKCE=DOC:10-PRODEJNA_MAP

Vyhláška 31-1995

ČSN 01 3410

ČSN 01 3411

26

Dotazy ……?

Documents

Měření pro projekt. Prostorové zaměření situace velkého ...old.gis.zcu.cz/projekty/Geomatika_multimedialne/GES...Při měření polární metodou mohou nastat dva případy: