„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Iwona Rogozińska

Wykonywanie podstawowych pomiarów geodezyjnych
321[02].Z1.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Edwin Drobkiewicz
mgr inż. Joanna Urszula Zamojska


Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Iwona Rogozińska


Konsultacja:
dr inż. Janusz Figurski
mgr Czesław Nowak








Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną jednostki modułowej 321[02].Z1.01 „Wykonywanie
podstawowych pomiarów geodezyjnych”, zawartego w programie nauczania dla zawodu
technik leśnik.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

3

2. Wymagania wstępne

5

3. Cele kształcenia

6

4. Materiał nauczania

7

4.1. Wykonywanie podstawowych pomiarów geodezyjnych

7

4.1.1. Materiał nauczania

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

24

4.1.3. Ćwiczenia

25

4.1.4. Sprawdzian postępów

29

4.2. Fotogrametria i teledetekcja

31

4.2.1. Materiał nauczania

31

4.2.2. Pytania sprawdzające

41

4.2.3. Ćwiczenia

42

4.2.4. Sprawdzian postępów

42

5. Sprawdzian osiągnięć

44

6. Literatura

50

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o podstawowych pomiarach

geodezyjnych i kształtowaniu umiejętności ich wykonywania i wykorzystania.

W poradniku zamieszczono:

—

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,

abyś mógł korzystać z poradnika,

—

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

—

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki

modułowej,

—

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

—

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

—

sprawdzian postępów,

—

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi

opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

—

wykaz literatury uzupełniającej.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych w module

321[02].Z1.01

Wykonywanie podstawowych

pomiarów geodezyjnych

321[02].Z1

Technika prac leśnych

321[02].Z1.02

Rozpoznawanie materiałów

i elementów konstrukcyjnych

maszyn i urządzeń

321[02].Z1.04

Wykonywanie i remontowanie

obiektów budowlanych

321[02].Z1.03

Użytkowanie narzędzi, maszyn

i urządzeń stosowanych

w leśnictwie

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:

—

zamieniać jednostki miar i odpowiednio je stosować,

—

interpretować wzory na powierzchnie figur geometrycznych,

—

obliczać powierzchnię prostych figur geometrycznych,

—

wykonywać rysunki techniczne w odpowiedniej skali,

—

rozróżniać rodzaje map i ich skale,

—

korzystać z różnych źródeł informacji,

—

przestrzegać przepisów bhp,

—

rozwiązywać określone zadania i problemy teoretycznie i praktycznie,

—

współpracować w grupie.

—

obsługiwać komputer.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

wyjaśnić podstawowe pojęcia z zakresu geodezji i miernictwa,

−

rozróżnić rodzaje i zastosowanie geodezyjnego sprzętu i przyrządów pomiarowych,

−

określić zasady obsługi przyrządów pomiarowych stosowanych w geodezji,

−

wyjaśnić zasady wykonywania pomiarów geodezyjnych,

−

dobrać przyrządy do wykonywania pomiarów geodezyjnych,

−

wykonać pomiary i szkice sytuacyjne terenu,

−

wykonać podstawowe pomiary liniowe,

−

sporządzić pomiary busolowe,

−

obliczyć powierzchnię działek,

−

wykonać proste pomiary wysokościowe,

−

określić możliwości wykorzystania fotogrametrii i teledetekcji w leśnictwie,

−

wykonać niwelację techniczną niewielkiego obszaru,

−

posłużyć się mapami leśnymi,

−

dokonać aktualizacji mapy na podstawie sytuacyjnych pomiarów uzupełniających,

−

wykonać proste pomiary realizacyjne linii podziału powierzchniowego kompleksów
leśnych i działek,

−

udokumentować wyniki pomiarów geodezyjnych,

−

określić zastosowanie zdjęć lotniczych i satelitarnych do oceny stanu i zmian stanu lasu,

−

posłużyć się katastrem gruntowym,

−

posłużyć się programem komputerowym leśnej mapy numerycznej.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Wykonywanie podstawowych pomiarów geodezyjnych

4.1.1. Materiał nauczania

Podział i zadania geodezji. Miernictwo

Geodezja − dziedzina nauki i techniki zajmująca się pomiarami, obliczeniami prezentacją

graficzną i interpretacją wyników pomiarów prowadząca do określenia wymiarów i kształtów
ziemi. Dziedziny geodezji:
—

geodezja dynamiczna − pozwala lepiej zbadać kształt powierzchni ziemi i znajduje

szerokie zastosowanie w niwelacji precyzyjnej i triangulacji zakładanej na dużych
obszarach. Ponadto pomiary grawimetryczne wykonywane dla potrzeb geodezji
dynamicznej dostarczają geologom i inżynierom górnictwa danych ułatwiających badanie
skorupy ziemskiej,

—

astronomia geodezyjna − zajmuje się określaniem położenia punktów na ziemi na

podstawie obserwacji ciał niebieskich,

—

kartografia − zajmuje się zagadnieniem odwzorowania krzywej powierzchni ziemi na

płaszczyznę, opracowaniem map oraz ich reprodukcją,

—

topografia − zajmuje się pomiarami terenu ze szczególnym uwzględnieniem rzeźby

terenu oraz sporządzeniem map dużych obszarów,

—

fotogrametria − zajmuje się opracowaniem map terenu na podstawie zdjęć lotniczych

i naziemnych,

—

kartografia − zajmuje się odwzorowaniem powierzchni Ziemi na płaszczyznę oraz

opracowaniem i reprodukcją map,

—

rachunek wyrównania − umożliwia rachunkowe opracowanie wyników pomiaru, ocenę

dokładności i wyrównanie błędów pomiarowych,

—

grawimetria − zajmuje się wyznaczeniem kształtu bryły ziemskiej z pomiarów

przyspieszenia siły ciężkości na jej powierzchni,

—

geodezja satelitarna − wykorzystuje sztuczne satelity do określania współrzędnych

punktów fizycznej powierzchni i kształtu ziemi,

—

informatyka geodezyjna − zajmuje się przetwarzaniem danych geodezyjno-

kartograficznych, głównie przy użyciu komputerów.

Sprzęt geodezyjny. Miary stosowane w geodezji

Węgielnice − to proste, optyczne przyrządy geodezyjne, które wykorzystuje się do prac

związanych z wyznaczeniem kąta 90° i 180°. Zasada działania węgielnic bazuje na zjawisku
załamania promieni światła na granicy dwóch ośrodków i odbicia od powierzchni
zwierciadlanej. W praktyce stosowane są węgielnice tzw. pentagony podwójne zbudowane
z dwóch odpowiednio nałożonych na siebie pryzmatów pięciokątnych. Węgielnic używa się
razem z pionem sznurkowym (drążkowym).

Zadania wykonywane przy pomocy węgielnic:

1) prostokątne rzutowanie punktu C na prostą AD, 2) odwrotnie – wyznaczamy punkt C,
3) wyznaczenie punktu pośredniego na prostej AB, 4) wyznaczenie punktów A, B na prostej
przechodzącej przez punkt C lub wyznaczenie punktów A

n

, B

n

na pęku prostych

przechodzących przez punkt C. 5) wyznaczenie punktu C na przedłużeniu prostej AB
(o ile pozwolą warunki).

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Dokładność węgielnicy zależy od:
—

typu (precyzji) węgielnicy (jak dokładnie są zrealizowane kąty dwuścienne

w pryzmacie),

—

wprawy obserwatora,

—

warunków terenowych.

Rzut prostopadły punktu na prostą

W celu wyznaczenia punktu C na prostej AB należy zaopatrzyć się w węgielnicę

z pionem, następnie ustawiamy się z pentagonem podwójnym w rejonie szukanego punktu C
i przesuwamy się powoli prostopadle do kierunku prostej AB w przód i w tył tak długo, aż
obrazy tyczek A i B, powstałe w pentagonach dolnym i górnym, znajdą się w jednej linii
pionowej. Następnie przesuwamy się delikatnie po prostej AB, tak aby tyczka D stanowiła
przedłużenie obrazów tyczek A i B. Wówczas ostrze pionu węgielnicy wyznaczy położenie
rzutu prostokątnego danego punktu D na prostą AB

.

Tyczki geodezyjne − służą do pomiaru liniowego. Mają długość 2m, okrągły przekrój
i pomalowane są w pasy białe i czerwone. U dołu są okute ostrzami, ułatwiającymi wbijanie
ich w ziemię. Do pionowego ustawienia tyczek używa się pionu lub libelli.
Teodolit to instrument geodezyjny służący do pomiarów katów poziomych i pionowych.

Budowa teodolitu:

1. Płytka podstawkowa − łączy teodolit z głowicą statywu, chroni śruby poziomujące przed

uszkodzeniami mechanicznymi.

2. Płytka sprężynująca − elastyczna płytka, która dociska instrument do powierzchni

głowicy statywu.

3. Spodarka − stanowi podstawę teodolitu i służy do jego poziomowania za pomocą trzech

śrub poziomujących.

4. Śruby poziomujące − zwane inaczej nastawczymi. Dolne ich zakończenia przechodzą

przez płytkę sprężynującą. Służą do poziomowania instrumentu.

5. Śruba sprzęgająca spodarkę z teodolitem.
6. Alidada − obracalna cześć teodolitu, zawierająca większość mechanizmów i elementów

optycznych teodolitu. Najważniejszymi elementami alidady są: luneta z kołem
pionowym, urządzenia odczytowe, libelle, pion optyczny, śruby zaciskowe i leniwki,
mechanizm repetycji. Osłania od góry limbus.

7. Libella pudełkowa − zwana inaczej okrągłą, służy do poziomowania przybliżonego.
8. Libella rurkowa − służy do poziomowania dokładnego.
9. Dźwigary lunety − (wsporniki) podtrzymują jej oś obrotu.
10. Koło pionowe − jest to krąg lub pierścień z naniesionym podziałem kątowym, które

obraca się wraz z lunetą względem nieruchomych urządzeń odczytowych tego kręgu.

11. Sprzęg repetycyjny − unieruchamia limbus względem obrotu alidady. Umożliwia

ustawienie kręgu poziomego na zero i zostawienie tego odczytu na dowolnym
obserwowanym obiekcie.

12. Pion optyczny − zbudowany jako mała lunetka o małym powiększeniu i osi celowej

łamanej pod katem prostym. Znajduje się najczęściej w alidadzie. Służy do centrowania
teodolitu.

13. Lunetka systemu odczytowego − ułożona jest równolegle do tubusu lunety. Daje

powiększony podział limbusa na tle wskaźnika odczytu lub podziałki, której rysunek jest
naniesiony na płytce szklanej w płaszczyźnie ogniskowej obiektywu mikroskopu.

14. Kolimatorek celowniczy − ma postał cienkiej rurki, wewnątrz której na ciemnym tle

widoczny jest jasny krzyż. Służy do łatwiejszego naprowadzania lunety na wybrany cel.

15. Pokrętło ogniskujące − służy do ogniskowania lunety. Umożliwia ustawienie na ostro

obrazu celu.

16. Zacisk alidady − unieruchamia alidadę względem spodarki.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

17. Zacisk lunety − unieruchamia lunetę względem alidady.
18. Leniwka alidady i lunety − działają po zaciśnięciu lunety i alidady. Służą do powolnego

ruchu alidady i lunety ułatwiającego precyzyjne naprowadzenie celownika na cel.

19. Lusterko oświetlające − służy do dobrego oświetlenia systemu odczytowego.
20. Okular lunety − służy do uzyskiwania ostrego obrazu siatki kresek w płaszczyźnie obrazu

celu.

21. Pokrętło zamykające i otwierające krąg poziomy i pionowy.
22. Obiektyw lunety.

Poziomowanie instrumentu wyposażonego w libellę rurkowa wykonujemy za pomocą

śrub poziomujących:
—

obracając alidadę ustawiamy libellę równolegle do kierunku wyznaczonego dwiema

śrubami poziomującymi,

—

śrubami tymi poziomujemy libellę doprowadzając środek bańki do punktu głównego,

—

obracamy alidadę o 90°,

—

trzecią śrubą poziomującą sprowadzamy środek bańki do punktu głównego (rys.1).

Rys. 1. Poziomowanie instrumentu [2, s. 27]

Metody pomiarów kątów poziomych
1. Pomiar pojedynczego kąta: − Celujemy na sygnał lewego ramienia kata, zapisujemy jego

odczyt w dzienniku, notując także oznaczenie stanowiska i punktów celu. Następnie
zaburzamy odczyt śrubą ruchu leniwego, po czym ponownie celujemy i zapisujemy drugi
odczyt ( robimy tak celując do każdego sygnału). Do obliczeń bierzemy średnią z tych
dwóch odczytów. − Celujemy na sygnał prawy i zapisujemy jego odczyt, kończąc w ten
sposób jeden pomiar danego kąta w I położeniu lunety (tzw. półpoczet). − Drugi
półpoczet realizujemy po obrocie lunety przez zenit i alidady o 180°, ale celujemy
w kolejności odwrotnej tj. najpierw na cel prawy, potem zaś na lewy zachowując jednak
właściwą kolejność zapisów w odpowiednich wierszach dziennika (w ten sposób
wykonaliśmy jeden poczet pomiaru pojedynczego kąta). Zwiększenie dokładności
określenia kata uzyskamy, wykonując pomiar w kilku poczetach (należy pamiętać
o przesuwaniu limbusa). − Wartość kata jest średnią z wszystkich poczetów. − Należy
sprawdzić zachowanie następujących kryteriów dokładnościowych:
a) Różnice odczytów przy dwukrotnym wycelowaniu nie powinny przekraczać wartości
±2t, gdzie t -dokładność odczytu danego teodolitu, b) Wyniki z półpoczetów tego samego
poczetu nie powinny zbytnio odbiegać od siebie (duże różnice świadczą o nadmiernych
błędach instrumentalnych), dla kontroli wykonujemy dodatkowe obliczenia. Sumujemy
odczyty wierszami, następnie od sumy dla prawego celu odejmujemy sumę dla lewego
celu. Połowa tej różnicy powinna być równa średniej wartości kąta dla danego poczetu,
wykonujemy szkic kąta, na którym musi być widoczna orientacja lewego i prawego
ramienia,

2. Pomiar kątów metodą kierunkową. Metoda kierunkowa polega na celowaniu do

kolejnych punktów P

1

, P

2

,..., które wyznaczają pęk prostych, wychodzących ze

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

stanowiska S i wykonaniu w I i II położeniu lunety odczytów kierunków dla tych
punktów oraz określenia kierunków zredukowanych K

1

, K

2

,..., do celowej punktu

wyjściowego P

1

:

—

celujemy do wybranego punktu wyjściowego, przy czym orientujemy na ten cel limbus

odczytem nieco powyżej zera, który zapisujemy do dziennika polowego (tak jak
w metodzie poprzedniej odczyt zaburzamy i ponownie nastawiamy).

—

celujemy i zapisujemy odczyty do pozostałych punktów celu w kolejności ich

następowania po sobie w kierunku na prawo od punktu początkowego. Kończymy
odczytem zamykającym ponownie na punkt wyjściowy. Odczyt początkowy
i zamykający nie powinny się różnić od siebie o wartość ±2t (t – dokładność
pojedynczego odczytu).

—

po obrocie lunety i alidady w drugie położenie, rozpoczynamy drugą półserię od

ponownego wycelowania do punktu początkowego, zanotowania jego kierunku
w dzienniku, po czym celujemy i zapisujemy kierunki do pozostałych punktów, lecz
w odwrotnej kolejności, czyli obracamy alidadę w lewo. Odczyt zamykający kończy
pierwszą serię pomiaru (podobnie realizujemy dalsze serie, pamiętając o przesuwaniu
limbusa).

—

po wykonaniu pomiarów redukujemy pierwszy odczyt każdej półserii do zera i każdy

następny odczyt tej półserii redukujemy o tę właśnie wartość.

—

każdy zredukowany kierunek z dwóch półserii uśredniamy, a nastypnie liczymy różnicę

pomiędzy odczytem zamykającym i początkowym, która stanowi odchyłkę: f = OZ – OP.
—

Następnie liczymy poprawki dla poszczególnych kierunków i wpisujemy je do

dziennika polowego na czerwono. V

i

= (-f/n)×n

i

, gdzie: − n ilość kierunków, − n

i

– i-

ty kierunek.

—

Poprawione kierunki wpisujemy do formularza. Ostateczne wartości kierunków

zredukowanych otrzymujemy poprzez uśrednienie wyników z poszczególnych serii.

—

Wykonujemy szkic punktów i kierunków, na którym musi być widoczna orientacja

kierunku początkowego. − Kryteria dokładnościowe są takie jak w metodzie
poprzedniej.
Na pomiar kąta – czynności:

—

ustawienie instrumentu nad wierzchołkiem kąta oraz spoziomowanie go,

—

naprowadzenie płaszczyzny celowania na jeden z kierunków, odczytanie kierunku na

limbusie,

—

naprowadzenie płaszczyzny celowania na drugi kierunek; odczytanie kierunku na

limbusie. Wartość kąta otrzymamy z różnicy odczytów (rys. 2).

Azymutem dowolnego kierunku nazywamy kąt poziomy zawarty między północnym

kierunkiem południka, a kierunkiem danym, mierzony od kierunku północnego zgodnie
z ruchem wskazówek zegara.

Ciąg poligonowy − to otwarty lub zamknięty wielobok, gdzie położenie wierzchołków

określa się na podstawie pomiaru boków i kątów pomiędzy bokami.

Sieć poligonowa − to kilka ciągów poligonowych założonych w celu wykonania pomiaru

dużego obszaru.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Rys. 2. Szkic pomiaru kąta poziomego [2, s. 29]

Sprzęt do pomiaru długości

Taśma geodezyjna − o długości 20 lub 50m.Jest to stalowa wstęga zakończona z obu

stron mosiężnymi płytkami, do których przymocowane są uchwyty służące do naciągania
taśmy i układania w żądanym położeniu. Podział na taśmie co 10cm. Pełne metry oznaczone
prostokątami z cyframi, połowy metra – okrągłą mosiężną blaszką, zaś decymetry −
dziurkami. Taśma nawinięta jest na żelazny pierścień z zawleczką. Koniecznym dodatkiem do
taśmy jest komplet 10 lub 11 metalowych szpilek o długości 30−50cm, służące do utrwaleń
poszczególnych odłożeń.

Pomiar wykonuje dwóch pomiarowych. Wzdłuż wytyczonej prostej układają taśmę,

w taki sposób by wartości na podziałce taśmy wzrastały w kierunku pomiaru. Pomiarowy
idący jako drugi (z tyłu) przykłada początek taśmy do początkowego punktu i nakierowuje
pierwszego mierzącego w taki sposób, aby trzymany przez niego koniec taśmy znalazł się na
wytyczonej linii prostej. Pierwszy mierzący powinien potrząsnąć parokrotnie taśmą aby
ułożyła się ona wzdłuż prostej. Następnie trzeba taśmę naciągnąć i wbić szpilkę mocno
w ziemię, w taki sposób by stała ona pionowo tuż obok kresy końcowej taśmy. Osoby
mierzące powinny przesuwać się do przodu i powtarzać czynności aż do momentu, gdy punkt
końcowy mierzonego odcinka znajdzie się na ostatnim ułożeniu taśmy. Do miary odczytanej
na taśmie należy dodać tyle pełnych odłożeń taśmy, ile szpilek zebrał drugi pomiarowy.
Dokładność pomiaru w terenie płaskim wynosi 5 do 2cm dla odcinka 100m.

Pomiar długości w terenie falistym.

Rys. 3. Pomiar długości w terenie falistym- pomiar schodkowy [2, s. 21]

Taśmę układa się poziomo, a jej koniec znajdujący się w powietrzu rzutuje za pomocą

sznurkowego pionu na powierzchnię terenu. Jest to pomiar schodkowy. Wykonuje się go
w kierunku odmiennym od punktu położonego wyżej do punktu położonego niżej. Przy
większych spadkach rzutujemy odcinki 5- lub10- metrowe (rys. 3).

Ruletki – wstęgi stalowe lub parciane, nawinięte na pierścień zamknięty w widełkach lub

w futerale o długości 20, 25 lub 50m. Są mniej dokładne.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

Ogólne zasady pomiarów geodezyjnych

Zasady przestrzegane w pracach geodezyjnych:

1. Zasada dokonywania pomiaru od ogółu do szczegółu − polega na tym, że pomiary

o mniejszej dokładności dotyczące drobnych szczegółów, były nawiązane do punktów
pomiarowych wyznaczonych bardziej dokładnie i stanowiących szkielet do powiązania
w jedną całość pomiarów szczegółowych. Układ tych punktów tworzy osnowę.

2. Zasada wykonywania obserwacji nadliczbowych − polega na pomiarze większej liczby

elementów geodezyjnych niż jest to konieczne w celu kontroli i oceny dokładności
pomiarów np. dwukrotny pomiar długości, pomiar trzech kątów w trójkącie. Osnowa
geodezyjna stanowi odpowiednio uporządkowany zespół utrwalonych punktów w terenie
powiązanych obserwacjami geodezyjnymi. Osnowa tworzy konstrukcję geometryczną,
która służy do oparcia pomiarów geodezyjnych związanych z:

—

rejestracją (inwentaryzacją) aktualnego stanu pokrycia wydzielonego obszaru ziemi pod

względem sytuacyjnym oraz wysokościowym,

—

realizacją (wytyczeniem) różnych obiektów.

Osnowy dzielimy na:

1. W zależności od przeznaczenia:
—

poziome (sytuacyjne – (3 klasy), −wysokościowe,

—

przestrzenne.

2. Ze względu na role i przeznaczenie prac:
—

podstawowe − służą do badania kształtów i wymiarów ziemi oraz obserwacji zjawisk

globalnych lub regionalnych; nawiązania (oparcia) i wyrównania (obliczenia) osnów
szczegółowych,

—

szczegółowe − przeznaczone są do nawiązania i wyrównania osnów pomiarowych

a także

do

nawiązania

do

podstawowego

układu

współrzędnych

zdjęć

fotogrametrycznych,

—

pomiarowe – są zbiorami punktów geodezyjnych służących do oparcia pomiarów

sytuacyjnych i pomiarów rzeźby terenu oraz do wyznaczania projektów na gruncie.
Punkty geodezyjne − punkty wyznaczające osnowy geodezyjne.

Metody pomiarów sytuacyjnych (pomiary szczegółów)
1. Metoda domiarów prostokątnych (rzędnych i odciętych, współrzędnych prostokątnych,

pomiarów ortogonalnych) − polega na zrzutowaniu węgielnicą elementu sytuacji na bok
osnowy pomiarowej i odczytaniu odciętej i rzędnej. Odciętą odczytuje się na taśmie
geodezyjnej ułożonej wzdłuż linii pomiarowej, a rzędną mierzy się ruletką ( rys.4).

Rys. 4. Metoda domiarów prostokątnych [2, s. 23]

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

2. Metoda przedłużeń − polega na przedłużeniu prostych odcinków mierzonych szczegółów

sytuacyjnych aż do przecięcia się z linia pomiarową , odczytaniu długości przedłużenia
przy pomocy ruletki i miary bieżącej na rozłożonej wzdłuż linii pomiarowej taśmie (rys. 5).

Rys. 5. Metoda przedłużeń [2, s. 23]

3

Metoda wcięć liniowych − polega na pomiarze odległości od szczegółu sytuacyjnego do
dwóch punktów linii pomiarowej, dla których odczytano odcięte (rys. 6).

Rys. 6. Metoda wcięć liniowych [2, s. 23]

4. Metoda biegunowa − położenie punktu określa się mierząc kąt poziomy α między

kierunkiem boku osnowy a kierunkiem, wzdłuż którego mierzona jest odległość do
danego punktu, oraz odległość l (rys. 7).

Rys. 7. Metoda biegunowa [2, s. 23]

5. Metoda wcięć kątowych − mierzy się w niej kąty, jakie tworzy bok osnowy z kierunkami

na punkt wyznaczony. Wierzchołkami kątów są dwa punkty o znanym położeniu. Jest to
wcięcie kątowe w przód (rys. 8).

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Rys. 8. Metoda wcięć kątowych [2, s. 24]

Pomiar obiektów metodą związków liniowych

Tyczenie prostych umożliwia:

—

zachowanie właściwego kierunku podczas pomiaru długości,

—

wyznaczanie linii granicznych i osi różnego rodzaju obiektów inżynieryjnych.

Tyczenie bezpośrednie − stosowane do prostych bez przeszkód (do 600m ). Do
najczęstszych sposobów zalicza się tyczenie w przód (rys. 9). W punkcie początkowym
A i końcowym B tyczonej linii ustawiamy tyczki geodezyjne. Obserwator staje na
przedłużeniu prostej w odległości 7−10m od punktu A. W odległości około 50m od
tyczki B pomocnik stara się ustawić pionowo tyczkę w linii AB. Obserwator obserwując
trzy tyczki naprowadza pomocnika podając rękoma odpowiednie sygnały, aż do
momentu, gdy tyczka A zasłoni obydwie tyczki B i C. Po ustawieniu tyczki C
w podobny sposób ustawiamy następne (co 50m), od końca do początku prostej.

Rys. 9. Tyczenie w przód [2, s. 19]

Tyczenie wstecz − na siebie − gdy zachodzi potrzeba przedłużenia prostej AB. Odcinek

przedłużony BC nie powinien przekraczać długości AB (rys. 10).

Rys. 10. Tyczenie wstecz [2, s. 19]

Tyczenie pośrednie – stosowane przy omijaniu przeszkód. Najprostszym sposobem przy

przekraczaniu wyniosłości terenowej jest tyczenie ze środka. Tyczenie przez mały pagórek,
jeśli prosta nie przekracza długości 200m, wymaga użycia dwóch dodatkowych tyczek. Jedną
z nich ustawiamy w punkcie C

1

na pagórku, tak aby była widoczna tyczka A. Na prostej AC

1

ustawiamy drugą tyczkę w punkcie D

1

, tak aby była widoczna tyczka B. Następnie należy

przestawić tyczki w taki sposób, by tyczka z punktu C

1

znalazła się w punkcie C

2

na prostej

BD

1

, tyczkę z punktu D

1

do punktu D

2

na prostej AC

2

itd., aż do momentu gdy proste ADC

i BDC znajdą się w jednej linii (rys. 11).

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

Rys. 11. Tyczenie przez pagórek [2, s. 19]

Pomiary busolowe i ich zastosowanie w leśnictwie

Zastosowanie busoli, głównie do pomiarów szczegółów oraz do orientowania pomiarów

niezależnych (tj. nie nawiązanych do osnowy wyższego rzędu), opiera się na właściwościach
igły magnetycznej, która zawieszona swobodnie, ustawia się pod wpływem pola
magnetycznego Ziemi równolegle do linii sił tego pola, wyznaczając tym samym kierunek
południka magnetycznego ( N − S). Północny kierunek wyznaczany przez igłę magnetyczną
zwykle nie pokrywa się z północnym kierunkiem geograficznym. Kąt między tymi
kierunkami nazywamy deklinacją magnetyczną.

W pomiarach leśnych szczególne znaczenie mają lokalne anomalie deklinacji,

występujące na małej powierzchni i powodujące lokalne odchylenia kierunku południka
magnetycznego dochodzące do kilku stopni. Dla dokładności pomiarów wykonywanych
instrumentem busolowym istotne są zmiany o charakterze burz magnetycznych, których
amplituda osiąga w ciągu bardzo krótkiego czasu wartość kilkudziesięciu minut, oraz zmiany
okresowe dobowe o amplitudach dochodzących do 15°.

Instrument busolowy może być wykorzystany do orientowania pomiarów w stosunku do

kierunku południka magnetycznego oraz do pomiaru szczegółów sytuacyjnych, głównie dla
potrzeb leśnictwa.

Busolowy pomiar szczegółów polega na zakładaniu wzdłuż dróg leśnych, pasów

przeciwpożarowych itp. ciągów busolowych, tzn. na pomiarze odległości i azymutów
prostych łączących kolejne punkty. Położenie punktów znacznie odbiegających od kierunku
ciągu wyznacza się metodą biegunową.

Pomiar ciągu busolowego:

1. Ustawiając instrument kolejno nad każdym punktem ciągu busolowego z każdorazowym

pomiarem azymutu „w przód”.

2. Ustawiając instrument jak wyżej z każdorazowym pomiarem „wstecz’ i „w przód”.
3. Ustawiając instrument na co drugim punkcie (omijanie punktów) z pomiarem w obydwu

kierunkach (sposób ten jest wydajny i dlatego powszechnie stosowany).
Punkty ciągów utrwalamy za pomocą palików, numerowanych w sposób ciągły. Ciągi

busolowe powinny być nawiązane do punktów ciągów poligonowych, punktów granicznych,
skrzyżowań linii oddziałowych, punktów innych ciągów busolowych. Równocześnie

z pomiarem ciągów należy domierzać znajdujące się w pobliżu szczegóły, określać

szerokość dróg, rowów, linii oddziałowych itp.

Pomiary busolowe są stosowane głównie w urządzaniu lasu. W czasie taksacji taksator

wyznacza granice wyłączeń i wykonuje orientacyjne szkice. Ekipa pomiarowa wykonuje
pomiar granic sporządzając dziennik pomiaru busolowego oraz sytuacyjne szkice pomiarowe
pokazujące pomierzone szczegóły ( rys. 12).

Instrument busolowy − musi posiadać busolę oraz urządzenie do celowania (luneta

wyposażona w dalmierz Reichenbacha).

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

Busola okrągła zwykła jest to płaskie antymagnetyczne pudełko, w którym na stalowym

ostrzu zawieszona jest centrycznie igła magnetyczna. Położenie igły odczytuje się na podziale
umieszczonym na obwodzie pudełka. Najczęściej stosowanym podziałem jest podział
azymutalny lewy pozwalający na bezpośrednie odczytanie azymutów.

Busola Szmalkaldera ma podział azymutalny wykonany na lekkim antymagnetycznym

pierścieniu, przymocowanym na stałe do igły. Pierścień porusza się razem z igłą.

Rys. 12. Dziennik pomiaru busolowego [2, s. 37]

Dalmierz Reichenbacha stanowią dwie kreski umieszczone w płaszczyźnie krzyża nitek.

Są one równoległe do jego kreski poziomej i znajdują się w jednakowej odległości od tej
kreski.

Odległość określamy według wzoru:

L = k × l, gdzie k − stała mnożenia dalmierza (najczęściej k = 100).
Dokładność pomiaru dalmierzem wynosi około 0,3m na 100m. Teoretycznie błąd 1mm
odczytu przenosi się na odległość z błędem 0,1m.
Koło pionowe (limbus pionowy) – porusza się razem z lunetą, podczas gdy urządzenie
odczytowe zajmuje położenie stałe. Rozróżnia się podział 0−90° i podział zenitalny prawy
0–360°.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Rys. 13. Graficzne wyrównanie ciągu busolowego

[2, s. 37]

Pomiary wysokościowe

Niwelacja − pomiar różnic wysokości punktów. W zależności od przeznaczenia pomiaru

wysokościowego stosuje się następujące metody:
—

niwelacja geometryczna i hydrostatyczna,

—

niwelacja trygonometryczna,

—

niwelacja barometryczna (fizyczna),

—

bezpośredni pomiar różnic wysokości za pomocą przymiarów zwisających,

—

metody stereo fotogrametryczne.

Reper − punkt wysokościowy o znanej wysokości i trwale zastabilizowany w terenie

(ścienny, ziemny).

Niwelacja geometryczna − polega na wyznaczeniu wysokości wybranych punktów

terenowych, czyli ich odległości pionowych od ustalonego i przyjętego poziomu odniesienia.
Powierzchnią odniesienia dla pomiarów wysokościowych jest geoida zerowa nazywana
potocznie „poziomem morza”. Podczas pomiarów niwelacyjnych z reguły nie mierzy się
samych wysokości, lecz ich różnice. Wyznaczenie kolejnych różnic wysokości w ramach
powiązanych z sobą, krótkich odcinków umożliwia określenie różnicy wysokości pomiędzy
odległymi punktami, znajdującymi się poza zasięgiem jednego stanowiska instrumentu
niwelacyjnego (niwelatora). Płaszczyznę realizuje pozioma oś celowa lunety niwelatora,
natomiast odległości pionowe wyznaczone są przez kreskę pozioma siatki celowniczej lunety
na latach niwelacyjnych. Odczyt na łacie składa się z czterech cyfr: metrów, decymetrów,
centymetrów i milimetrów. Dokładność wykonania odczytu maleje wraz ze wzrostem
długości celowej, czyli odległości łaty od niwelatora, więc nie powinna być ona większa niż
70m. Jeżeli chcemy ustalić różnicę wysokości punktów A i B znacznie oddalonych od siebie,
to cały odcinek dzielimy za pomocą punktów „wiążących” na odcinki 100−150 metrowe, po
czym dla każdej pary tych punktów wyznaczamy kolejno różnicę wysokości.
Niwelacja geometryczna ze środka (rys. 14) polega na ustawieniu niwelatora nad punktem
znajdującym się w środku odcinka wyznaczonego przez punkty, na których stoją łaty. Dla
wyeliminowania pomyłek i zwiększenia dokładności pomiaru różnice wysokości dwóch
punktów na każdym stanowisku niwelacji ze środka należy zawsze mierzyć dwukrotnie.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Rys. 14. Niwelacja „ze środka” [2, s. 44]

Różnicę wysokości określamy ze wzoru:

∆h = w − p

Wysokość punktu B określamy ze wzoru:

HB = HA + ∆h

Czynności przy pomiarze różnicy wysokości między dwoma punktami:

—

wybór stanowiska o dobrej widoczności, dobranie jednakowej długości celowych wstecz

i wprzód, ustawienie i spoziomowanie instrumentu,

—

wycelowanie do łaty wstecz i odczytanie na łacie wartości oraz wpisanie jej do dziennika

niwelacyjnego,

—

wycelowanie do łaty wprzód i odczytanie na łacie wartości p i wpisanie do dziennika

niwelacyjnego,

—

powtórny pomiar po przestawieniu instrumentu.

Różnica wysokości z dwóch pomiarów nie powinna różnić się więcej niż o 3mm przy

dokładności odczytu 1mm.

Rys. 15. Niwelacja „ w przód” [2, s. 44]

Podczas pomiaru różnicy wysokości niwelacja geometryczna w przód (rys.15) niwelator

znajduje się na jednym końcu niwelowanego odcinka, zaś na drugim jego końcu jest
ustawiona pionowo łata niwelacyjna. Niwelacja ta wykorzystywana jest do określania
wysokości dużej ilości punktów z jednego stanowiska niwelatora, zwykle jest połączona ze
zdjęciem sytuacyjnym tych punktów w celu dokonania niwelacji powierzchniowej, czyli
wysokościowego zdjęcia rzeźby terenu.

Niwelacja w przód pozwala określić różnicę wysokości między dwoma punktami na

podstawie różnicy wysokości instrumentu „i” oraz odczytu na łacie (odczyt w przód) p.

Wysokość punktu B określamy ze wzoru: HB = HA + i – p
Zaletami niwelacji ze środka są: wyższa dokładność pomiaru, eliminowanie wpływów

błędów nie poziomego ustawienia osi celowej i nieuwzględnienia wpływów krzywizny Ziemi
i refrakcji. Natomiast niwelacja w przód może okazać się korzystniejsza przy określaniu
wysokości większej ilości punktów z jednego stanowiska niwelatora lub podczas

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

przekraczania przeszkód terenowych. Niwelacja ze środka wykorzystywana jest do pomiaru
różnic wysokości miedzy punktami wiążącymi ciągów niwelacyjnych, natomiast niwelacja
w przód − do pomiaru rzeźby terenu.

Niwelacja trygonometryczna (rys. 16) − polega na określeniu różnic wysokości punktów

zarówno bliskich jak i odległych na podstawie zmierzonego kąta pionowego i odległości.
Różnice wysokości na danym stanowisku mogą być duże w przeciwieństwie do niwelacji
geometrycznej gdzie różnice wysokości są małe − w zasięgu poziomu osi celowej niwelatora.
Zdejmowane punkty metodą niwelacji trygonometrycznej mogą być niedostępne.

Rys. 16. Niwelacja trygonometryczna- pomiar wysokości drzewa [2, s. 46]

Niwelacja trygonometryczna pozwala wyznaczyć różnicę wysokości h za pomocą

pomiaru poziomej odległości między punktami l oraz kąta pochylenia celowej odczytanego
na limbusie pionowym teodolitu:
∆h = l × tg φ

Przy pomiarze wysokości drzewa:

h = ∆h

1

+ ∆h

2

= l × tgφ

1

+ l × tgφ

2

= l( tgφ

1

+ tgφ

2

)

Niwelacja powierzchniowa punktów rozproszonych − wykorzystywana do pomiaru

rzeźby w terenach o niewielkich, lecz wyraźnie widocznych spadkach, oraz na obszarach
mało przejrzystych (zabudowanych lub zarośniętych). Niwelacja punktów rozproszonych
(pikiet) polega na ich racjonalnym wyborze dla uzyskania jak najlepszej charakterystyki
ukształtowania pionowego terenu oraz zdjęciu sytuacyjnym i wysokościowym tych punktów
Niwelacja siatkowa − stosowana do dokładnego pomiaru rzeźby w terenach płaskich,
otwartych i poziomych, dla takich obiektów jak lotnisko, boiska sportowe itd. Polega ona na
wyznaczeniu tzw. figury podstawowej, musi ona zawierać w sobie całkowitą ilość oczek
siatki zwanych figurami zapełniającymi (kwadraty).

Niwelacja barometryczna − polega na określaniu różnicy wysokości punktów na

podstawie pomiaru różnicy ciśnienia atmosferycznego w tych punktach. Jest mało dokładna.

Niwelacja fotogrametryczna − wysokość poszczególnych punktów odczytuje się na

modelu przestrzennym (stereoskopowym), jaki powstaje w trakcie obserwacji pary zdjęć za
pomocą specjalnych przyrządów.

Budowa niwelatora libellowego:
Podstawowymi częściami każdego niwelatora są: spodarka, alidada z lunetą

i urządzeniami poziomującymi, oś celowa. Służą do tego celu: libella niwelacyjna oraz śruba
elewacyjna. Spodarka stanowi podstawie instrumentu, który poziomujemy według wskazań
pęcherzyka libelli okrągłej za pomocą śrub ustawczych, doprowadzając w przybliżeniu oś
obrotu instrumentu do położenia pionowego. Alidada jest obracalna częścią niwelatora,
zawierającą dźwigary podtrzymujące lunetę. Dolna cześć alidady stanowi podstawę, do której
zamocowana jest libella okrągła, wykorzystywana do przybliżonego ustawienia osi obrotu
alidady w położeniu pionowym. Libella niwelacyjna jest to dokładna libella rurkowa
przeznaczona do poziomowania osi celowej.

W systemie najważniejszych osi i płaszczyzn niwelatora libellowego wyróżniamy: oś

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

obrotu instrumentu − v, oś celowa lunety − c, oś główną libelli niwelacyjnej − l i płaszczyznę
główną libelli pudełkowej − Q. Dla prawidłowego działania niwelatora konieczne jest
spełnienie następujących warunków geometrycznych:
1. Oś libelli niwelacyjnej powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu − l

⊥

v.

2. Płaszczyzną główna alidadowej libelli okrąglej powinna być prostopadła do osi obrotu

instrumentu − Q

⊥

v.

3. Pozioma kreska siatki celowniczej powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu −

n

1

⊥

v.

4. Oś główna libelli niwelacyjnej powinna być równoległa do osi celowej lunety l || c

Warunek 4 jest najważniejszym warunkiem niwelatora libellowego, ponieważ

w przypadku nierównoległości osi: l, c niwelator nie realizuje płaszczyzny poziomej. W razie
nie spełnienia warunku 3 kreska poprzeczna siatki celowniczej wskazująca odczyt na łacie nie
będzie pozioma, co może powodować błędy odczytywania, zwłaszcza przy niedokładnym
naprowadzeniu kreski pionowej na oś łaty. Spełnienie warunku 2 umożliwia poprawne
poziomowanie przybliżone niwelatora za pomocą libelli pudełkowej w zakresie jej
dokładności, która nie jest duża. W niwelatorach libellowych ze śrubą elewacyjną warunek 1
może być spełniony tylko w przybliżeniu, ponieważ po każdej zmianie położenia alidady
można dokładnie spoziomować libellę niwelacyjną za pomocą śruby elewacyjnej.

Poziomowanie niwelatora:
Do przybliżonego poziomowania niwelatora służy libella pudełkowa. Śrubą elewacyjną

można pochylać lunetę w płaszczyźnie pionowej i w ten sposób spoziomować oś celową
niezależnie od położenia osi obrotu alidady. Poziome ustawienie osi celowej niwelatora jest
możliwe pod warunkiem równoległości osi celowej i osi libelli.

Łaty niwelacyjne − są to najczęściej listwy o przekroju 2,5×10cm, z podziałką

centymetrową, wykonaną w kolorze czarnym lub czerwonym. Ze względu na to, że
niwelatory libellowe dają obraz odwrócony, łaty te mają również opis odwrócony. Do
pionowego ustawienia łaty używa się libelli sferycznej. Do zapewnienia na czas pomiaru
stałości punktu wiążącego służy podkładka niwelacyjna – żabka.

Niwelacja trasy:
Do najważniejszych czynności terenowych należy wytyczenie osi trasy (odcinków

prostych, łuków), pomiar szczegółów znajdujących się w pobliżu osi trasy oraz niwelacja
trasy (ustalenie przekroju podłużnego i przekrojów poprzecznych).

W celu pomiaru tych przekrojów na osi trasy wyznacza się punkty odległe od siebie

o 100m (punkty hektometrowe), które są punktami wiążącymi dla niwelacji ze środka.
W terenie o dużych spadkach zachodzi konieczność założenia dodatkowych punktów
wiążących położonych między punktami hektometrowymi. Między punktami wiążącymi, na
załamaniach terenu, wyznacza się punkty pośrednie. Przekroje poprzeczne ustala się na
wszystkich hektometrach, w punktach głównych łuków i w charakterystycznych miejscach
terenu. Punkty wiążące utrwala się w terenie palikami wbijanymi równo z ziemią a obok nich
wbija się świadki (paliki wystające 30–40cm nad ziemią), na których pisze się numery.
Punkty pośrednie oznacza się jednym palikiem z numerem. Wysokość punktów wiążących
mierzy się metodą niwelacji ze środka wykonując po dwa pomiary dla każdego kierunku
(z dwóch miejsc ustawienia instrumentu) z dokładnością do 1mm. Wysokość punktów
pośrednich mierzy się jeden raz, przy drugim ustawieniu instrumentu, z dokładnością do 1cm.
Pomiar powinien być nawiązany do reperów.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Rys. 17. Schemat niwelacji trasy i przekrój podłużny terenu [2, s. 48]

Rys. 18. Dziennik niwelacji [2, s. 49]

Pomiary sytuacyjno – wysokościowe

Tachimetria − polega na równoczesnym zastosowaniu metody biegunowej (do określania

położenia punktów sytuacyjnych lub wysokościowych) i metody trygonometrycznej do
określania wysokości tych punktów.

Tachimetry − do pomiarów tachimetrycznych. Do najczęściej spotykanych w Polsce

należą tachimetry typu Dahlta i tachimetry elektroniczne.

Tachimetr samoredukcyjny typu Dahlta jest wyposażony w dalmierz diagramowy. Za

jego pomocą można bezpośrednio, bez konieczności przeliczania, odczytać na pionowej łacie
poziomą odległość L i przewyższenie h. W polu widzenia lunety widać dwie krzywe,
wyznaczające na łacie odległość l. Pomiar odległości wykonuje się przez wycelowanie na

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

łatę, naprowadzenia dolnej krzywej na punkt zerowy podziału łaty (na wysokości v = 1,4m),
odczytania na tym podziale długości odcinka wyznaczonego przez górną krzywą (krzywą
odległości) i przemnożenia wyniku przez stałą 100, zgodnie ze wzorem:

L = k•l , gdzie k – stała odległości.

Diagram jest uzupełniony krzywą przewyższenia, która pozwala równocześnie odczytywać na
tej samej łacie długość odcinka l umożliwiającą obliczanie przewyższenia ze wzoru:

h = k’• l’, gdzie k’- stała przewyższenia (10, 20, 50, 100 ).
Wysokość pikiety obliczamy ze wzoru:
Hp = Hst + ( i – v) + h , gdzie:

i – wysokość instrumentu
v- wysokość punktu zerowego podziału łaty (1, 4m).

Tachimetry elektroniczne – to przyrządy, w których przynajmniej jeden z elementów

tachimetrii – pomiar odległości – jest wykonany z wykorzystaniem techniki elektronicznej. Są
to dalmierze radarowe, radiowe i świetlne, a ich dokładność jest wielokrotnie wyższa.

Czynności przy pomiarach tachimetrycznych:

1. Założenie i pomiar osnowy tworzącej sieć stanowisk tachimetrycznych( ciąg poligonowy,

sieć ciągów poligonowych);

2. Niwelacja stanowisk tachimetrycznych metodą ze środka;
3. Właściwy pomiar tachimetryczny z wyznaczonych punktów osnowy. Położenie punktu

tachimetrycznego określa się na podstawie:
—

kąta poziomego między bokiem ciągu poligonowego a kierunkiem na dany punkt,

—

odległości punktu od stanowiska instrumentu.

Wysokość punktu Hp tachimetrycznego określa się ze wzoru:
Hp = ( Hst + i) + ( h – s), gdzie:

i − wysokość instrumentu
h − przewyższenie
s − odczyt na łacie.

Rys. 19. Schemat określania wysokości punktu w tachimetrii [2, s. 58]

Pomiary realizacyjne

Polegają one na wyznaczeniu w terenie, uwzględniając elementy sytuacyjne i różnice

wysokości różnego rodzaju projektów inżynierskich (projekty osad, budynków, budowli,
dróg). Do najprostszych pomiarów realizacyjnych zalicza się:
—

tyczenie zaprojektowanej na mapie linii oddziałowej,

—

projektowanie i wyznaczanie na gruncie działek (zrębów) o określonych rozmiarach.

Tyczenie linii oddziałowej − w celu wytyczenia linii oddziałowej AB zaprojektowanej

uprzednio na mapie należy ustalić punkt przecięcia tej linii z bokami ciągu poligonowego lub
z granicą obiektu przez określenie odległości od najbliższych punktów ciągu (a, b, c, d) oraz
kątów (α, β) między tyczoną linią a bokami poligonowymi lub granicą. Kąty mierzy się

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

nośnikiem kątowym lub określa sposobem analitycznym. Linię AB tyczy się odmierzając
teodolitem określony kąt α lub β (rys. 20).

Rys. 20. Tyczenie linii oddziałowej [2, s. 58]

Projektowanie i wytyczanie na gruncie działek (zrębów) o określonych rozmiarach

w oddziałach o regularnym kształcie projektuje się granicę zrębu równolegle do odpowiedniej
linii oddziałowej (rys. 21). Po odczytaniu z mapy długości lub szerokości oddziału oblicza się
szerokość projektowanego zrębu np. długość oddziału a = 750m, to dla zrębu o powierzchni
3,00ha
s = 30 000÷750 = 40m

Rys. 21. Tyczenie granic zrębu [2, s. 59]

W przypadku oddziału o nieregularnym kształcie ostateczny przebieg granicy uzyskuje

się metodą kolejnych przybliżeń. Jeżeli po orientacyjnym wyznaczeniu granicy okaże się, że
powierzchnia zrębu różni się o ∆P od powierzchni żądanej, to należy przesunąć granicę
o wartość obliczoną ze wzoru: s = ∆P ÷ l, gdzie l – długość przesuwanej granicy.

Metody obliczania powierzchni mierzonych obiektów (działek)
1. Metoda mechaniczna obliczania pól − opiera się na wykorzystaniu przyrządów zwanych

planimetrami wodzikowymi . Pomiar pola przy biegunie nastawionym na zewnątrz figury
polegał na ułożeniu biegunowym poza jej konturem i całego planimetru na rysunku
w taki sposób, aby kąt między ramieniem wodzącym a biegunowym był nieco większy
od 90˚, zaś wodzik znajdował się w środku ciężkości figury. Następnie należało starannie

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

obwieść w prawo kontur całej figury zatrzymując się ponownie w punkcie wyjścia.
W tym położeniu zanotować odczyt końcowy n

2

. Po zmianie położenia bieguna (z BL na

BP) należy wykonać następne obwodzenia. Aby obliczyć pole za pomocą planimetru
należy dodatkowo znać tzw. stałą mnożenia planimetru c

1

. Wyznaczenie stałej mnożnej

(za pomocą linijki kontrolnej) polega na zakreśleniu nią i wodzikiem planimetru kół
o ściśle określonym polu (100 cm

2

). Dokładność wyznaczenia stałej zależała od ilości

obwodzeń figury wzorcowej, wykonanych po połowie w obu położeniach bieguna BL
i BP. Oś obrotu kółka całkującego powinna być równoległa do osi ramienia wodzącego.
Warunek ten

można regulować w planimetrach kompensacyjnych obecnie

konstruowanych. Jeżeli warunek równoległości osi nie jest spełniony, powstają pewne
błędy przy planimetrowaniu, które można wyeliminować przez użycie planimetru
w dwóch położeniach symetrycznych względem wyjściowej pozycji linii BW. Widać
więc, że w dokonywanych pomiarach ewentualnego błędu nierównoległości osi obrotu
kółka całkującego do osi ramienia wodzącego można nie brać pod uwagę.

2. Metoda graficzna − obliczenie pola tą metodą sprowadzało się do podziału figury na

trójkąty. Pomiar graficzny odbywał się za pomocą kroczka i podziałki transwersalnej.
Podziału figury dokonano dwukrotnie, na trójkąty niezależne.

3. Metoda analityczna − do obliczenia pola otrzymanego wieloboku na podstawie

współrzędnych prostokątnych jego wierzchołków zastosowano wzory Gaussa : 2P = S X

i

(Y

i+1

– Y

i–1

). Metoda analityczna odznacza się najwyższą dokładnością, jednak pole

obliczone analitycznie należy skontrolować przez jego powtórne obliczenie metodą
graficzną lub mechaniczną.

4. Metoda kombinowana (graficzno-analityczna) − polega na wykorzystaniu częściowo

pomiarów terenowych, a częściowo odczytanych z mapy. Stosowana może być przy
obliczaniu powierzchni dróg, rowów i linii oddziałowych. Szerokość zamierzona
w terenie jest mnożona przez długość odczytaną z mapy.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest osnowa ?
2. Jakie są rodzaje osnowy?
3. Co nazywamy azymutem?
4. Co to jest ciąg poligonowy ?
5. Jak się mierzy ciąg poligonowy?
6. Na czym polega niwelacja?
7. Jakie znasz wzory na określenie wysokości punktu w niwelacji geometrycznej?
8. W taki sposób wyznacza się kąty podczas prac geodezyjnych?
9. W jaki sposób wykonasz rzut prostopadły na prostą ?
10. Jaki sprzęt należy użyć do wykonania rzutu prostopadłego na prostą?
11. Na czym polega pomiar obiektów metodą związków liniowych?
12. W jaki sposób wykonasz pomiar długości w terenie?
13. Jakie przyrządy należy użyć do wykonania pomiaru długości w terenie?
14. Jakie znasz metody pomiaru szczegółów?
15. W jaki sposób przygotowuje się sprzęt geodezyjny przed wykonaniem pomiarów?
16. W jaki sposób mierzy się kąt poziomy?
17. Na czym polega niwelacja trasy?
18. Na czym polegają pomiary tachimetryczne?
19. Jaki wzór należy zastosować do obliczenia wysokości punktu tachimetrycznego?
20. Na czym polegają pomiary realizacyjne?
21. Jakie powinny być przestrzegane ogólne zasady przy pracach pomiarowych?
22. Jakie znasz metody obliczania powierzchni działek?

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zmierz taśmą linię oddziałowa przebiegającą w terenie płaskim i w terenie falistym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiale nauczania opis sposobu pomiaru długości za pomocą taśmy

geodezyjnej,

2) przygotować stanowisko pracy oraz niezbędny sprzęt,
3) dokonać analizy sposobu wykonania pomiarów, uwzględniając podstawowe zasady ich

wykonania oraz instrukcje do ćwiczeń,

4) wykonać pomiary w terenie płaskim i w terenie falistym,
5) zapisać wyniki w arkuszu roboczym.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

podstawowe przyrządy geodezyjne (taśmy, ruletki, tyczki miernicze, stojaki do tyczek,

węgielnice, piony, teodolity, instrumenty busolowe, niwelatory, łaty, poziomice, szpilki
do pomiaru długości),

—

szkicownik,

—

ołówek, długopis,

—

instrukcja do ćwiczeń,

—

papier formatu A4.

Ćwiczenie 2

Wytycz linię zrębową sposobem tyczenia „na siebie”.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiale nauczania wiadomości dotyczących sposobu tyczenia „na siebie”,
2) przygotować stanowisko pracy oraz niezbędny sprzęt,
3) uwzględniając podstawowe zasady wytyczyć linię zrębową sposobem tyczenia na „na

siebie”,

4) wykonać rysunek i analizę w arkuszu roboczym.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

podstawowe przyrządy geodezyjne (taśmy, ruletki, tyczki miernicze, stojaki do tyczek,

piony),

—

szkicownik,

—

ołówek, długopis,

—

papier formatu A4,

—

instrukcja do ćwiczeń.

Ćwiczenie 3

Wyznacz na gruncie zrąb prostokątny, używając taśmy do wyznaczenia kąta prostego,

następnie kąt prosty sprawdź węgielnicą.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) przygotować stanowisko pracy oraz niezbędny sprzęt,
3) uwzględniając podstawowe zasady wyznaczyć kąt prosty w terenie za pomocą taśmy,
4) uzyskany kąt prosty sprawdzić za pomocą węgielnicy,
5) wykonać rysunek zrębu w szkicowniku.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

taśma lub ruletka,

—

węgielnica,

—

tyczki miernicze,

—

stojaki do tyczek,

—

szkicownik,

—

ołówek,

—

instrukcja do ćwiczeń.

Ćwiczenie 4

Wybierz osadę leśniczego i pomierz ją przez założenie osnowy, wykonując pomiar

szczegółów metodą przedłużeń i domiarów prostokątnych. Wykonaj szkic i udokumentuj
otrzymane wyniki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) dobrać sprzęt potrzebny do wykonania ćwiczenia,
3) założyć osnowę i wykonać pomiary metodą szczegółów i metodą domiarów

prostokątnych.

4) udokumentować wyniki,
5) wykonać szkic.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

taśma geodezyjna,

—

ruletka,

—

szkicownik,

—

ołówek, długopis,

—

kartka papieru A4,

—

instrukcja do ćwiczeń.

Ćwiczenie 5

Wykonaj poziomowanie teodolitu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) ustawić teodolit na statywie,
3) spoziomować instrument,
4) wykonać pomiar.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

teodolit ze statywem,

—

instrukcja dla ucznia.

Ćwiczenie 6

Ustaw busolę kolejno na obu końcach odcinka o długości około 100m i wyznacz

azymuty. Wykonaj rysunek.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) przygotować stanowisko pracy i niezbędny sprzęt,
3) wyznaczyć linię o długości około 100m,
4) wyznaczyć azymuty na obu końcach odcinka,
5) wykonać rysunek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

taśma geodezyjna,

—

komplet szpilek,

—

busola,

—

kartka papieru A4,

—

ołówek,

—

instrukcja dla ucznia.

Ćwiczenie 7

Załóż dookoła wybranego oddziału w lesie ciąg busolowy zamknięty, złożony z mniej

więcej 15 boków i pomierz azymuty stając na każdym stanowisku. Wykonaj rysunek.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) przygotować stanowisko pracy i niezbędny sprzęt,
3) założyć dookoła oddziału ciąg busolowy zamknięty złożony z mniej więcej 15 boków,
4) pomierzyć azymuty stając kolejno na każdym stanowisku,
5) wykonać rysunek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

instrument busolowy,

—

kartka papieru,

—

długopis, ołówek,

—

szkicownik,

—

instrukcja do ćwiczeń.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Ćwiczenie 8

Wykonaj pomiar powierzchni nie zalesionej, zakładając ciąg busolowy i mierząc

szczegóły metodą biegunową z jednego lub dwóch stanowisk ciągu. Wykonaj rysunek
i obliczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) przygotować stanowisko pracy i niezbędny sprzęt,
3) założyć ciąg busolowy na wybranej powierzchni,
4) wykonać pomiar szczegółów metodą biegunową z jednego lub dwóch stanowisk ciągu,
5) wykonać obliczenia i rysunek.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

instrument busolowy,

—

kartka papieru A4,

—

ołówek, długopis,

—

szkicownik,

—

instrukcja do ćwiczeń.

Ćwiczenie 9

Na podstawie wykonanych pomiarów w terenie uzupełnij dziennik pomiarów

busolowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z instrukcja do ćwiczeń przygotowana przez nauczyciela,
2) wykonać proste pomiary busolowe na wybranym terenie,
3) wypełnić dziennik pomiarów busolowych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

instrument busolowy,

—

dziennik pomiarów busolowych,

—

długopis,

—

instrukcja do ćwiczeń.

Ćwiczenie 10

Oblicz powierzchnię działki o bokach ABCD, gdzie AB = 49,00m, BC = 83,40m,

CD = 47,80m , i AD = 93,10m oraz przekątnych AC = 101,40m, i BD = 70m.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) narysować działkę i nanieść na rysunek jej wymiary,
3) dobrać sposób do obliczenia powierzchni działki,
4) podane wartości podstawić do odpowiednich wzorów,
5) obliczyć powierzchnię działki,
6) zapisać wyniki w arkuszu roboczym.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

kartka papieru A4,

—

ołówek, długopis,

—

linijka,

—

kalkulator,

—

instrukcja do ćwiczenia.

Ćwiczenie 11

Wykonaj niwelację fragmentu drogi przedstawionej na schemacie na podstawie podanych

współrzędnych. Wykonaj obliczenia i profil podłużny oraz przekroje poprzeczne.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowaną przez nauczyciela,
2) przygotować stanowisko pracy oraz niezbędny sprzęt,
3) wykonać obliczenia potrzebne przy tej niwelacji,
4) wykonać profil podłużny terenu,
5) wykonać profile poprzeczne drogi,
6) zapisać wyniki i narysować profile w arkuszu roboczym.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

schemat fragmentu drogi z zaznaczonymi współrzędnymi,

—

kartka papieru A4,

—

długopis, ołówek,

—

arkusz kalki technicznej,

—

blok milimetrowy,

—

linijka,

—

instrukcja do ćwiczenia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić pojęcie osnowy?





2) wymienić rodzaje osnów?





3) wyjaśnić pojęcie azymutu?





4) wyjaśnić pojęcie ciągu poligonowego?





5) opisać sposób dokonywania pomiarów ciągu poligonowego?





6) opisać przyrządy do wyznaczania kątów podczas prac geodezyjnych?





7) omówić sposób wykonania rzutu prostopadłego na prostą ?
8) nazwać sprzęt do rzutu prostopadłego na prostą?





9) wyjaśnić, na czym polega pomiar obiektów metodą związków

liniowych?





10) opisać sposób wykonywania pomiaru długości w terenie?





11) nazwać przyrządy do pomiaru długości w terenie?





12) omówić metody pomiaru szczegółów?





13) omówić sposób przygotowania sprzętu geodezyjny przed

wykonaniem pomiarów?





,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

14) wyjaśnić sposób mierzenia kąta poziomego?





15) wyjaśnić, na czym polega niwelacja trasy?





16) wyjaśnić, na czym polegają pomiary tachimetryczne?





17) wyjaśnić, na czym polegają pomiary realizacyjne?





18) omówić ogólne zasady obowiązujące przy pracach

pomiarowych?





19) omówić metody obliczania powierzchni działek?





,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

4.2. Fotogrametria i teledetekcja

4.2.1. Materiał nauczania

Pomiary fotogrametryczne i teledetekcyjne

Fotogrametria jest to dziedzina nauk technicznych zajmująca się pozyskiwaniem

wiarygodnych informacji o obiektach fizycznych i ich otoczeniu drogą rejestracji, pomiaru,
przetwarzania i interpretowania obrazów fotograficznych. Teledetekcja jest to dziedzina nauk
technicznych zajmująca się pozyskiwaniem wiarygodnych informacji o obiektach i ich
otoczeniu drogą rejestracji, przetwarzania i interpretowania obrazów nie fotograficznych,
zebranych w jakimkolwiek zakresie promieniowania elektromagnetycznego. Od 1988 roku
obowiązuje łączna ich definicja. Fotogrametria i teledetekcja są to metody pozyskiwania
informacji o Ziemi drogą zdalnego, bezkontaktowego rejestrowania promieniowania
elektromagnetycznego emitowanego lub odbijanego przez różne obiekty.

Współczesne techniki pozwalają na rejestrowanie wszystkich znanych zakresów

promieniowania

elektromagnetycznego

(gamma,

ultrafioletowego,

widzialnego,

podczerwonego, mikrofal, promieniowania radarowego, fal radiowych). Promieniowanie
widzialne, czyli światło, stanowi niewielką część promieniowania elektromagnetycznego
i może być rejestrowane technikami fotograficznymi. Techniki te w obecnych warunkach
w Polsce mają podstawowe znaczenie.

Badania teledetekcyjne wykorzystane w urządzaniu lasu – sposoby pozyskiwania

teledetekcyjnej informacji obrazowej:
1. Zależnie od pułapu wykonywanych zobrazowań:

—

systemy teledetekcji z pułapu satelitarnego,

—

systemy teledetekcji z pułapu samolotowego,

—

naziemne systemy teledetekcyjne (np. radarowe).

2. Zależnie od wykorzystywanego sprzętu:

—

aparaty fotograficzne,

—

kamery wideo,

—

skanery,

—

urządzenia radarowe.

3. Zależnie od formy zapisu obrazów:

—

forma analogowa,

—

forma cyfrowa.

4. Zależnie od nośników wykorzystywanych do zapisu:

—

klisze fotograficzne,

—

taśmy magnetyczne,

—

nośniki elektroniczne.

5. Zależnie od formy barwnej:

—

obrazy czarno-białe (w odcieniach szarości),

—

obrazy w barwach naturalnych,

—

obrazy w barwach umownych.

Cyfrowe obrazy teledetekcyjne charakteryzują cztery typy rozdzielczości:

—

przestrzenna − charakteryzująca terenowy wymiar piksela w obrazie teledetekcyjnym,

—

spektralna

–

podająca

specyficzny

zakres

długości

fali

promieniowania

elektromagnetycznego, które może zapisać czujnik promieniowania; rozdzielczość
spektralna jest podawana dla konkretnego systemu teledetekcyjnego poprzez

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

wyszczególnienie, często specyficznych dla danego systemu, nazw kanałów i zakresów
rejestrowanego w nich promieniowania,

—

radiometryczna − precyzująca liczbę poziomów, na które jest podzielony zakres sygnału

odbieranego przez czujnik; rozdzielczość radiometryczna jest podawana w bitach
(np. rozdzielczość 8− bitowa sygnalizuje możliwość zapisania przez czujnik 256
poziomów sygnału),

—

czasowa − określająca, jak często w systemach teledetekcyjnych czujnik może otrzymać

informację z tego samego fragmentu terenu.
Przetwarzanie obrazów teledetekcyjnych
Przykładami analogowego przetwarzania są procedury:

—

otrzymywania produktów pochodnych w formie analogowej z oryginalnych zdjęć

lotniczych,

—

tworzenia modelu stereoskopowego z analogowej formy zdjęć lotniczych i zmiany skali

tego modelu, wykorzystując optykę przyrządów stereoskopowych,

—

usuwania zniekształceń geometrycznych, występujących na zdjęciach lotniczych

z powodu pochylenia osi kamery.
Potencjalne zastosowanie teledetekcji w leśnictwie najczęściej będzie dotyczyło

następujących typów przetworzeń:
—

rektyfikacja,

—

mozaikowanie,

—

wzmocnienia,

—

zmiany jasności i kontrastu,

—

filtracje cyfrowe,

—

nakładanie (merging),

—

operacje międzykanałowe,

—

klasyfikacje.

Zdjęcia lotnicze – rodzaje:
W zależności od położenia osi optycznej kamery, zdjęcia lotnicze dzielą się na:

—

pionowe,

—

ukośne,

—

ukośne perspektywiczne.

Utrzymanie w pionie osi kamery w trakcie fotografowania z pokładu samolotu

(śmigłowca) jest praktycznie niemożliwe. Stosując stabilizację żyroskopową, można uzyskać
odchylenie osi od pionu nie przekraczające 3' – 5'.

Zespół zdjęć − wszystkie zdjęcia lotnicze wykonane dla danego fragmentu terenu.
Szereg zdjęć − kolejne zdjęcia wykonane w określonych odstępach czasu, w czasie
jednego przelotu nad fotografowanym terenem. W zależności od wielkości

fotografowanego obszaru i rodzaju użytego sprzętu fotograficznego (ogniskowa obiektywu)
zespół zdjęć może się składać z jednego lub kilku szeregów.

Pokrycie podłużne − „nakładanie” się zdjęć krawędzią prostopadłą do kierunku nalotu

(dotyczy nakładania się zdjęć w ramach danego szeregu).

Pokrycie poprzeczne − „nakładanie” się zdjęć krawędzią równoległą do kierunku nalotu

(dotyczy nakładania się szeregów).

Pokrycie podłużne, zwane pokryciem w szeregu (p) − dla celów prawidłowego

odwzorowania fotografowanego terenu wymaga nakładania około 60% powierzchni. Dla
opracowywania modelu stereoskopowego pokrycie w szeregu nie powinno być mniejsze niż
50%.

Pokrycie poprzeczne, zwane nakładaniem się szeregów (q) − dla celów prawidłowego

odwzorowania fotografowanego terenu wymaga nakładania około 30% powierzchni. Zdjęcia
lotnicze – wybór emulsji i terminu.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Właściwości informacyjne zdjęć lotniczych można podwyższyć, jeżeli wykonuje się je

w takich porach roku lub w takich zakresach spektrum, w których gatunki drzewiaste
posiadają największe różnice w jasności spektralnej.

W okresie letnim najlepsze rezultaty uzyskuje się na materiałach spektrostrefowych.
Ułatwiają one:

1. ustalenie granic wyłączeń drzewostanowych,
2. określenie składu gatunkowego drzewostanów,
3. oddzielenie gatunków iglastych i liściastych,
4. wyodrębnienie drzew porażonych i chorych.

Należy pamiętać, że:

—

materiałów spektrostrefowych nie powinno się stosować wiosną oraz jesienią,

—

w okresie letnim dobre rezultaty uzyskuje się także na materiale infrachromatycznym

(podczerwień rejestrowana w odcieniach szarości),

—

w okresie letnim wykorzystuje się także materiały rejestrujące barwy naturalne,

—

wiosną lub jesienią najlepiej wykorzystywać materiały panchromatyczne − w tym czasie

występują największe różnice w jasności spektralnej widzialnej części widma (wiosna
w zakresie 500−600nm, jesienią 600−700nm),

—

materiałów panchromatycznych nie zaleca się stosować w okresie letnim.

Materiały pochodne zdjęć lotniczych:
W fotogrametrii i fotointerpretacji często wykorzystywane są pochodne zdjęć lotniczych:

—

powiększenia zdjęć lotniczych,

—

fotoszkic,

—

fotoszkic ulepszony,

—

przetworzone zdjęcia lotnicze,

—

fotomapa,

—

ortofotomapa,

—

stereoortofotomapa.

Powiększenia zdjęć lotniczych
Wykonuje się je specjalnymi aparatami, które posiadają wysokiej klasy obiektywy

(pozbawione dystorsji). Chodzi o to, żeby w trakcie tego procesu nie stracić nic z wartości
pomiarowych zdjęć. Powiększenia zdjęć są bardzo dobrym materiałem do wykonywania
terenowych prac fotointerpretacyjnych. Tym samym sprzętem można oczywiście wykonać
również i pomniejszenia zdjęć (np. dla celów przeglądowych).

Fotoszkic − materiał ten powstaje przez naklejenie poszczególnych odbitek stykowych

całego zespołu zdjęć z danego obszaru na sztywny karton tak, aby tworzyły one jednolity
obraz fotograficzny terenu. Przy sporządzaniu fotoszkicu kierujemy się tylko sytuacją na
brzegach poszczególnych odbitek. Zbędne części odbitek odcinamy wzdłuż dowolnych linii
(należy unikać cięcia w wzdłuż liniowych szczegółów terenowych). Jeżeli opracowywany
teren był poziomy i zdjęcia zostały wykonane starannie (przy pionowym położeniu osi
optycznej kamery i z tej samej wysokości), to fotoszkice takie mogą być dość dokładne.
Dokładność ta będzie jednak rzeczą przypadku i przy korzystaniu z fotoszkiców należy
zdawać sobie z tego sprawę.

Fotoszkic ulepszony − zestawia się z odbitek sprowadzonych do wspólnej określonej

(przybliżonej) skali. W tym celu określa się skalę poszczególnych zdjęć na podstawie mapy,
a następnie drogą zwykłego przefotografowania na aparacie do wykonywania powiększeń,
sprowadza się je do wspólnej skali. Fotoszkic ulepszony może więc być wykonany w innej
skali niż zdjęcia lotnicze. Ponieważ przy powiększaniu zdjęć nie uwzględnia się błędów
wywołanych nachyleniem kamery w momencie fotografowania, na fotoszkicu ulepszonym
występują zniekształcenia z tego tytułu.

Przetworzone zdjęcia lotnicze − otrzymujemy drogą odpowiedniego przefotografowania

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

oryginalnych negatywów tak, aby doprowadzić je do jednolitej i z góry założonej ścisłej skali.
Podczas tej czynności likwidowane są błędy z tytułu pochylenia zdjęć lotniczych, pozostają
jednak zniekształcenia wywołane deniwelacją terenu. Dlatego też do przetwarzania nadają się
przede wszystkim zdjęcia lotnicze terenów płaskich lub prawie płaskich (dla terenów
większej deniwelacji można stosować przetwarzanie strefowe). Dla przetwarzania zdjęcia
lotniczego musimy znać położenie przynajmniej czterech punktów (fotopunkty). Fotomapa
powstaje przez odpowiednie ułożenie, przycięcie i przyklejenie przetworzonych, najczęściej
metodą fotomechaniczną, zdjęć lotniczych. Fotomapa zawiera bogatą treść sytuacyjną
w postaci obrazu fotograficznego, takiego samego, co oryginalne zdjęcie lotnicze, a więc są
na niej wszystkie szczegóły, jakie istniały w terenie w momencie fotografowania. Fotomapa
jest dokumentem kartogrametrycznym.

Ortofotomapa − powstaje przez odpowiednie zestawienie przekształconych zdjęć

lotniczych, będących rzutem środkowym zdjętego terenu, na równoważne zdjęcia, które będą
rzutem ortogonalnym. Ortofotomapa jest zatem materiałem pozbawionym zniekształceń
wywołanych deniwelacją terenu.

Stereoortofotomapa − umożliwia stereoskopową obserwację zdjętego terenu. Obraz

przestrzenny powstaje przez jednoczesną obserwację ortofotomapy i specjalnie wykonanego
dodatkowego zdjęcia (stereokomponent, ortofotogram towarzyszący, partner stereoskopowy).
Z lewego zdjęcia stereogramu powstaje ortofotomapa, a z prawego stereokomponent.

Wykorzystanie zdjęć lotniczych w urządzaniu lasu

O przydatności zdjęć lotniczych decyduje dokładność i wiarygodność odczytywanych

z nich treści, tzn. szczegółów dotyczących cech lasu i jego elementów taksacyjnych. Ta
precyzja i wiarygodność zależą w dużym stopniu od warunków w jakich zdjęcia są
wykonywane. Wpływ mają tutaj zarówno czynniki przyrodnicze jak i techniczne. Spośród
czynników przyrodniczych znaczenie mają przede wszystkim: struktura krajobrazu, charakter
drzewostanów, pora wykonywania zdjęć, aspekt fenologiczny, warunki oświetlenia i stan
atmosfery. Do czynników technicznych zalicza się typ kamery lotniczej, rodzaj filtru
optycznego i materiału światłoczułego oraz sposób obróbki i przetwarzania zdjęć.

Wykorzystanie zdjęć lotniczych w inwentaryzacji lasów nizinnych
Interpretacja obszarów leśnych na podstawie barwnych zdjęć lotniczych w podczerwieni

umożliwia wydzielenie dwóch kategorii informacji:
1. Opisujących jakościowy stan lasu:

—

zróżnicowanie gatunkowe,

—

zasobność w aparat asymilacyjny,

—

udatność upraw,

—

prawidłowa lub patologiczna forma korony,

—

częściowe lub całkowite zamieranie koron.

2. Opisujących stan powierzchni leśnej:

—

przestrzenny rozkład struktury gatunkowej,

—

przestrzenny rozkład struktury wiekowej,

—

zwarcie, luki, gniazda,

—

zwartość kompleksu leśnego.

Zalety obrazów satelitarnych:

—

ciągłość informacji (zgodna z właściwościami środowiska przyrodniczego),

—

możliwe jednorazowe pokrycie dużego obszaru terenu,

—

obiektywność pomiaru fizycznego,

—

niewielkie zniekształcenia geometryczne,

—

powtarzalność zbierania informacji w regularnych odstępach czasu.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

Wady obrazów satelitarnych:

—

większe koszty zakupu zdjęć,

—

brak możliwości wykonania zdjęć w określonym terminie,

—

mniejsza rozdzielczość.

Wykorzystanie teledetekcji w leśnictwie
Ogólne ramy zastosowań teledetekcyjnej informacji obrazowej do zarządzania

leśnictwem wielofunkcyjnym, bez względu na wielkość obszaru, mogą obejmować:
—

udział leśnictwa polskiego w tworzeniu globalnych i kontynentalnych systemów

informacyjnych o lesie i środowisku,

—

zapewnienie informacji dla ośrodków odpowiedzialnych za kreowanie i sprawowanie

nadzoru nad realizacją polityki ekologicznej i polityki leśnej państwa,

—

bieżącą ocenę zasięgu i dynamiki zmian w stanie lasu,

—

sporządzanie raportów i analiz o stanie lasu na użytek społeczeństwa i ośrodków władzy,

—

zapewnienie właściwego uwzględniania roli i interesów leśnictwa w rozwiązaniach

dotyczących całego środowiska, w sferze planowania przestrzennego, tworzenia
obszarów chronionych itp.
Poziomy analiz teledetekcyjnych:

1. Poziom najwyższy (dla dużych obszarów) – obejmuje struktury przestrzenne złożone

z różnych ekosystemów, co może odpowiadać przestrzeni krajobrazu ekologicznego.
Na tym poziomie teledetekcyjna informacja obrazowa może być wykorzystana do:

—

oceny stanu i wypracowania właściwej dystrybucji przestrzennej lasów w relacji do

potencjału przyrodniczego obszaru,

—

konstruowania nowych lub przebudowy istniejących układów leśno-zadrzewieniowych,

w zakresie programu zwiększania lesistości i zadrzewień oraz zadań gospodarki
łowieckiej,

—

współudziału w tworzeniu planów przestrzennego zagospodarowania gmin,

—

zlewniowego gospodarowania zasobami wody poprzez ocenę udziału lasów w strukturze

pokrycia zlewni,

—

dokumentowania działań na rzecz ochrony przyrody i bioróżnorodności w zakresie

krajowych aktów prawnych i ratyfikowanych konwencji międzynarodowych.

2. Poziom pośredni – obejmuje pojedynczy kompleks leśny (bez względu na formę

własności), gdzie czynnikiem systemotwórczym jest roślinność drzewiasta. Na tym
poziomie struktur przestrzennych występują typowe dla LP problemy inwentaryzacyjne,
które mogą być wspomagane poprzez wykorzystanie teledetekcyjnej informacji
obrazowej.
Dotyczą one:

—

doskonalenia urządzeniowego ładu przestrzennego i czasowego,

—

inwentaryzacji istniejących i konstruowania nowych stref ekotonowych,

—

oceny wpływu na środowisko leśne istniejących i projektowanych obiektów

inżynieryjnego udostępniania lasów.

3. Poziom najniższy − obejmuje pojedyncze wyłączenie taksacyjne. Najważniejszym polem

zastosowań teledetekcji są zdjęcia lotnicze wykorzystywane do:
—

wyznaczania granic wyłączeń drzewostanowych,

—

sporządzania opisów taksacyjnych,

—

ustalania zmian,

—

inwentaryzacji uszkodzeń drzewostanu.

Typowe inwentaryzacje urządzeniowe, wykonywane dla potrzeb sporządzania planów

urządzenia lasu dla nadleśnictw, nie obejmują szczegółów wewnątrz drzewostanu.
Odpowiednia rozdzielczość obrazów teledetekcyjnych, w tym możliwych do pozyskania przy
dzisiejszym stanie techniki niekonwencjonalnych obrazów rejestrowanych systemami

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

laserowymi i radarowymi, jest łatwa do uzyskania z pułapu lotniczego. Umożliwia to
wykorzystanie teledetekcji do inwentaryzacji i analiz również wewnątrz pojedynczego
wyłączenia taksacyjnego.

Zastosowanie opracowań fotogrametrycznych w kartografii leśnej
1. Wykorzystanie zdjęć w taksacji leśnej.

Odczytywanie treści zdjęć lotniczych obiektów leśnych ma na celu uzyskanie
ilościowych i jakościowych charakterystyk tych obiektów na podstawie ich obrazów
fotograficznych

oraz

ustalenie

zależności

wzajemnych

związków

między

fotografowanymi obiektami i zjawiskami przyrody. W gospodarce leśnej zdjęcia lotnicze
mogą być stosowane do różnych celów. Najczęściej jednak są one wykorzystywane przy
sporządzaniu materiałów mapowych oraz zbieraniu danych niezbędnych w pracach
urządzeniowo-leśnych. W tym ostatnim przypadku mówimy o taksacyjnym
odczytywaniu treści zdjęć lotniczych. Taksacyjne odczytywanie zdjęć lotniczych polega
na określaniu elementów taksacyjnych drzewostanów (składu gatunkowego, wieku

1

średniej wysokości i innych) na podstawie znajomości ich przyrodniczych właściwości
i charakterystycznych cech wyglądu. Jest to bardzo złożone zadanie wymagające
specjalnego przygotowania. Końcowym efektem tej pracy jest nie tylko rozgraniczenie
wyłączeń drzewostanowych, ale i sporządzenie ich opisu taksacyjnego. Taksacyjne
odczytywanie treści zdjęć lotniczych dzieli się na wizualne i pomiarowe.
Zasadniczymi cechami charakterystycznymi przy taksacyjnym odczytywaniu zdjęć
lotniczych są: forma i rozmiar korony, barwa lub ton obrazu, cienie padające i własne
oraz struktura szczegółów i całego obserwowanego obiektu. Do pośrednich cech
charakterystycznych zaliczamy wzajemne związki i zależności pomiędzy drzewostanem
a przyrodniczymi warunkami wzrostu, tzn. rzeźbą terenu, warunkami glebowymi itp.
Drzewostany na zdjęciach lotniczych wyraźnie odróżniają się od powierzchni nie
pokrytych lasem dzięki charakterystycznej strukturze obrazu fotograficznego górnej
części okapu. Łatwe do zauważenia jest zwarcie okapu oraz sposób rozmieszczenia
w nim koron poszczególnych drzew. Oglądając zdjęcia przez stereoskop możemy
ponadto zauważyć różnice wysokości poszczególnych drzew, określić formę
wierzchołkowych części koron oraz inne cechy drzewostanów i warunków terenowych.
Na zdjęciach lotniczych, zwłaszcza drzewostanów w starszych klasach wieku, wyraźnie
widoczne są korony drzew. Dzięki temu można określić na ile różnią się między sobą pod
względem formy, rozmiaru i gęstości.

2. Ustalanie granic wyłączeń.

Ustalanie na zdjęciu granic wyłączeń taksacyjnych nazywane jest konturowym
odczytywaniem treści zdjęć lotniczych. Najłatwiej to wykonać, gdy wyznaczane
wyłączenia drzewostanowe wyraźnie różnią się od wyłączeń sąsiednich elementami
taksacyjnymi. Mniej dokładnie można ustalić granice między wyłączeniami mało
różniącymi się pod względem taksacyjnym. Jeżeli różnice pomiędzy wyłączeniami
w terenie nie są wyraźne, to i na zdjęciach lotniczych ustalenie granic między nimi jest
stosunkowo

trudne.

Stosując

jednak

odpowiednie

emulsje

fotograficzne

(infrachromatyczne, spektrostrefowe) oraz wykonując zdjęcia lotnicze w odpowiedniej
porze roku, można zwiększyć dokładność i ułatwić ustalenie granic wyłączeń. Konturowe
odczytywanie należy przeprowadzić przy stereoskopowej obserwacji zdjęć stosując
powiększenie obrazu 3−4− krotne.

3. Inne zastosowanie fotogrametrii.

Możliwość szerszego wykorzystania materiałów i metod fotogrametrycznych
w urządzaniu lasu w znacznym stopniu zależy od spełnienia wielu wymogów natury
technicznej i organizacyjnej. Prowadzone w tej dziedzinie badania dotyczą:

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

automatyzacji określania granic wyłączeń i obliczania powierzchni, ustalania
wewnętrznej struktury i grupowania drzewostanów za pomocą zdjęć lotniczych,
możliwości wykorzystania zdjęć w inwentaryzacji wielkoobszarowej, poszukiwania
zależności między zapasem a elementami odczytanymi ze zdjęć lotniczych.

Zdjęcia lotnicze do oceny stanu i zmian stanu lasu
Fotointerpretacja jest to wnioskowanie o stanie obiektów lub o ich zmianach na

podstawieinformacji powstałej ze skojarzenia danych uzyskanych ze zdjęć lotniczych
z wiadomościami interpretatora na temat badanych obiektów.

Zdjęcia lotnicze oprócz zastosowań przy pracach urządzeniowo − leśnych, mogą być

również wykorzystywane do oceny stanu i zmian środowiska leśnego, a w szczególności do
prac związanych z badaniem uszkodzeń drzewostanów. Dzięki odwzorowaniu na zdjęciach
lotniczych koron drzew istnieje możliwość wnioskowania o ich stanie. Na zdjęciach
lotniczych widoczna jest górna część koron, której oceny, zwłaszcza w drzewostanach
zwartych, nie sposób wykonać z powierzchni terenu. Na podstawie zdjęć można dokonać
oceny jakościowej i ilościowej ( liczba uszkodzonych drzew, wymiary koron, odległości
między drzewami ), wykorzystując metody pomiarowe fotointerpretacji i fotogrametrii.
Dokładność fotointerpretacji zależy przede wszystkim od rodzaju zastosowanej techniki
fotograficznej i uzyskanej jakości zdjęć.

Dzięki interpretacji zdjęć lotniczych można badać stan lasu w danym momencie lub

dysponując zdjęciami wykonanymi w żądanych odstępach czasu zmiany tego stanu
Fotointerpretacja wymaga ustalenia: terminu wykonania zdjęć, liczby nalotów, techniki
fotografii lotniczej, skali zdjęć, zestawu środków technicznych służących do analizy zdjęć
oraz prezentacji wyników badania stanu lasu lub zachodzących w nim zmian.

Do inwentaryzacji uszkodzeń roślinności w większości przypadków jest wykorzystywana

technika zdjęć spektrostrefowych. Istota tej techniki sprowadza się do fotografowania
badanych obiektów na filmie pokrytym wieloma warstwami emulsji, uczulonymi na różne
zakresy promieniowania widzialnego oraz na bliski promieniowaniu zaobserwować
w podczerwieni.

Drzewa liściaste na filmie spektrostrefowym (Kodak Aerochrom IR) mają barwy

różowoczerwone, natomiast drzewa iglaste − zielone lub srebrzyste. Uczulenie filmu na
podczerwień powoduje, w przypadku choroby drzewa, zmianę odcienia barwy
charakterystycznej dla danego gatunku, a w przypadku drzew martwych − całkowitą zmianę
barwy. Interpretacja uszkodzeń możliwa jest po uprzednim opracowaniu tzw. klucza
interpretacyjnego. Klucz ten wykonuje się przez porównanie zdjęć drzewostanów, na których
widoczne jest zróżnicowanie odcieni barwy, z rzeczywistym stanem zdrowotnym tych
drzewostanów. Odcień barwy odpowiada stopniowi uszkodzeń.

W Polsce, w Instytucie Geodezji i Kartografii, opracowano m. in. metodę określania

stopnia i zasięgu uszkodzeń drzewostanów sosnowych znajdujących się pod wpływem
szkodliwych emisji przemysłowych. Jednym z elementów tej metody jest klucz
fotointerpretacyjny, który w skrócie można scharakteryzować następująco. Zwarte, zdrowe
drzewostany sosnowe mają barwę ciemnozieloną z lekkim odcieniem purpury. W miarę
nasilania się uszkodzeń zanika zabarwienie purpurowe i następuje rozjaśnienie barwy zielonej
aż do jaskrawozielonej w przypadku drzew martwych. Posługując się opracowanym kluczem
wyróżniono cztery stopnie nasilenia uszkodzeń, podobnie jak w przypadku klasyfikacji
naziemnej.

Metoda fotointerpretacji była również wykorzystywana w wielkopowierzchniowej

inwentaryzacji uszkodzeń spowodowanych żerem poprocha w drzewostanach sosnowych na
terenie OZLP Białystok, do ustalenia sfer uszkodzeń drzewostanów w Sudetach, do

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

określenia zasięgu i rozmiaru pożarów. Zakres możliwości zastosowań oraz praktycznego
zastosowania metody fotointerpretacji dla potrzeb ochrony lasu staje się coraz większy.
Ewidencja gruntów

Kataster nieruchomości obejmuje informacje dotyczące stanów prawnych lub

faktycznych:
1. gruntów − dane o ich położeniu, granicach, powierzchni, rodzajach użytków gruntowych

oraz

klasach

gleboznawczych,

przeznaczeniu

terenów

lub

zasadach

zagospodarowaniaoraz przebiegu linii rozgraniczających tereny o różnym przeznaczeniu
lub

zasadach

zagospodarowania

w

miejscowym

planie

zagospodarowania

przestrzennego, a także oznaczenia ksiąg wieczystych lub zbiorów dokumentów, jeżeli
zostały założone dla nieruchomości, w skład której wchodzą grunty.

2. budynków − dane o ich położeniu, przeznaczeniu, funkcjach użytkowych oraz ogólne

dane techniczne.

3. lokali − dane o ich położeniu, funkcjach użytkowych oraz powierzchniach użytkowych.

W katastrze nieruchomości wykazuje się także:

1. właściciela, a w odniesieniu do gruntów Skarbu Państwa lub jednostek samorządu

terytorialnego także osoby fizyczne lub prawne lub jednostki organizacyjne nie
posiadające osobowości prawnej, w których władaniu znajdują się grunty, budynki lub
lokale.

2. osoby fizyczne, prawne lub inne jednostki organizacyjne nie posiadające osobowości

prawnej, władające gruntami, budynkami lub lokalami w przypadku, gdy nie jest
możliwe ustalenie właściciela.

3. miejsce zamieszkania lub siedzibę, a także dane adresowe oraz numer PESEL lub

REGON osób lub jednostek organizacyjnych.

4. informację o wpisaniu do rejestru zabytków.
5. wartość katastralną.

Kataster zawiera dane wynikające ze stanów prawnych, a w przypadku braku tych

danych przyjmuje się dane wynikające ze stanów faktycznych.

Kataster nieruchomości składa się z operatów katastralnych, prowadzonych dla

poszczególnych obrębów. Operat katastralny składa się z :
1. bazy danych katastralnych – przestrzennych i opisowych, prowadzone przy pomocy

systemu informatycznego zapewniającego w szczególności bezpieczne przechowywanie
tych danych, ich aktualizację i udostępnianie zainteresowanym w postaci standardowych
rejestrów, zestawień i wykazów oraz mapy katastralnej;

2. zbioru dokumentów uzasadniających wpisy do katastru nieruchomości.

Dane zawarte w katastrze nieruchomości stanowią podstawę planowania gospodarczego,
planowania przestrzennego, ochrony środowiska, wymiaru podatków i świadczeń,
oznaczania nieruchomości w księgach wieczystych, statystyki publicznej, gospodarki
nieruchomościami oraz ewidencji gospodarstw rolnych i zwierząt gospodarskich.
W katastrze nieruchomości wykazuje się następujące grupy użytków gruntowych:

1. użytki rolne;
2. grunty leśne oraz zadrzewione i zakrzewione;
3. grunty zabudowane i zurbanizowane;
4. użytki ekologiczne;
5. nieużytki;
6. grunty pod wodami;
7. tereny różne.

Użytki rolne dzielą się na:

1. grunty orne;
2. sady;

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

3. łąki trwałe;
4. pastwiska trwałe;
5. grunty rolne zabudowane;
6. grunty pod stawami;
7. rowy.

Grunty leśne oraz zadrzewione i zakrzewione dzielą się na:

1. lasy;
2. grunty zadrzewione i zakrzewione.

Grunty zabudowane i zurbanizowane dzielą się na:

1. tereny mieszkaniowe;
2. tereny przemysłowe;
3. inne tereny zabudowane;
4. zurbanizowane tereny niezabudowane;
5. tereny rekreacyjno-wypoczynkowe;
6. użytki kopalne;
7. tereny komunikacyjne, w tym:

a) drogi,
b) tereny kolejowe,
c) inne tereny komunikacyjne.
Grunty pod wodami dzielą się na:

1. grunty pod morskimi wodami wewnętrznymi;
2. grunty pod wodami powierzchniowymi płynącymi;
3. grunty pod wodami powierzchniowymi stojącymi.

W katastrze nieruchomości nie wykazuje się sadów o powierzchni mniejszej od 0,1000ha

oraz innych użytków gruntowych o powierzchni mniejszej od 0,0100ha. Grunty rolne i leśne
obejmuje się gleboznawczą klasyfikacją gruntów, przeprowadzaną w sposób jednolity dla
całego kraju, na podstawie urzędowej tabeli klas gruntów. Zmiana gleboznawczej klasyfikacji
gruntów może nastąpić z urzędu lub na wniosek zainteresowanych w drodze decyzji starosty
w przypadku:
1. zmiany cech genetycznych gleb spowodowane w szczególności przeprowadzoną

melioracją gruntów, klęskami żywiołowymi, erozją gleb, zmianą poziomu wód
gruntowych;

2. zmiany użytków rolnych;
3. stwierdzenia, że dotychczasowa gleboznawcza klasyfikacja gruntów zawiera istotne

błędy.

System informacji przestrzennej

System informacji przestrzennej (SIP) nazywany jest systemem pozyskiwania,

przetwarzania i udostępniania danych, w których zawarte są informacje przestrzenne oraz
towarzyszące im informacje opisowe o obiektach wyróżnionych w części przestrzennej
objętej działaniem systemu. Obiekty zarejestrowane i analizowane w systemach mają
określone położenie oraz zdefiniowany rodzaj i zakres informacji opisowych. Każdy system
powinien realizować cztery podstawowe funkcje: wprowadzanie danych, przekazywanie,
uzupełnianie aktualizację danych, analizę danych, uzyskiwanie i udostępnianie rezultatu
końcowego.

Najważniejszą funkcją jest analiza danych. Dane mogą być pozyskiwane: z pomiarów

geodezyjnych (w tym GPS), zdjęć lotniczych i obrazów satelitarnych z innych systemów
informatycznych, istniejących materiałów kartograficznych. Podstawowym źródłem danych
dla SIP w leśnictwie będą istniejące mapy gospodarcze. Dane mogą być pozyskiwane metodą
digitalizacji lub skanowania. Digitalizacja jest wykonywana z pomocą digitizera i polega na

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

sprowadzeniu rysunku wektorowego (mapy analogowej) do postaci cyfrowej za pomocą
rejestracji położenia wszystkich istotnych punktów tego rysunku.

Proces skanowania polega na systematycznym próbkowaniu obrazu za pomocą światła

przechodzącego lub odbitego. Urządzenie służące do przekształcania dowolnego obrazu
(tekstu, rysunku, zdjęcia) w cyfrową postać rastrową nazywamy skanerem.

Niekiedy zachodzi konieczność przeprowadzenia analizy trójwymiarowy danych

przestrzennych. Może być do tego wykorzystany tzw. numeryczny model terenu (NMT).
Przez pojęcie numerycznego modelu terenu ( poprawnie numerycznego modelu powierzchni
terenowej ) rozumie się zbiór odpowiednich wybranych punktów powierzchni o znanych
współrzędnych x, y, z oraz algorytmów interpolacyjnych, umożliwiający odtwarzanie jej
kształtu dla określonego obszaru.

Do najpopularniejszych programów SIP należą:

—

programy grupy ARC/INFO firmy ESRI): Work Station ARC/INFO, PC Arc/Info, Arc

View,

—

MGE (firmy Intergraph),

—

SICAD (firmy Siemens Systemy informacji przestrzennej są wprowadzane w leśnictwie

polskim. Pierwszym etapem było wdrażanie Systemu Informatycznego Lasów
Państwowych ze szczególnym uwzględnieniem nadleśnictwa ( SILP). System ten zawiera
dane opisowe charakteryzujące wydzielenia i inne elementy geometryczne nadleśnictwa.
Uzupełniony o bazę geometryczną, założoną zgodnie z zasadami topologii będzie
systemem informacji przestrzennej nadleśnictwa. System ten, będący równocześnie leśną
mapą numeryczną może być wykorzystywany w bieżącym zarządzaniu nadleśnictwem,
dla potrzeb prowadzenia różnego rodzaju analiz, a także dla potrzeb redakcji map
tematycznych w różnych skalach, dla obiektów o różnej wielkości ( od pojedynczego
wydzielenia po teren całego nadleśnictwa).

Leśna Mapa Numeryczna

Mapa leśna numeryczna ( digitalna) − to mapa, której treść w postaci danych geodezyjno

− kartograficznych, dotyczących określonego obszaru, została odpowiednio zakodowana
i przedstawiona w postaci zapisu cyfrowego (wykazu współrzędnych). Zachowując pełną
dokładność materiałów źródłowych, umożliwia ona wykorzystanie zarejestrowanych
informacji do różnych celów (ewidencji, inwentaryzacji, wykonywania zabiegów
gospodarczych, planowania przestrzennego, projektowania itp.) oraz pozwala na pełną
automatyzację procesu przetwarzania.

Dane do map numerycznych uzyskuje się poprzez :

1. Pomiary bezpośrednie:
—

metodami geodezyjnymi,

—

dalmierzami elektrooptycznymi,

—

busolowo,

—

GPS − system globalnego wyznaczania pozycji.

2. Zmianę istniejących map na formę numeryczną przez:
—

digitalizację,

—

wektoryzację.

Zalety Mapy numerycznej:

1. Znajduje się ona w komputerze i jest „ żywa” − istnieje możliwość dowolnego jej

formatowania.

2. Zbudowana jest najpierw na ekranie komputera, może zostać wydrukowana i wtedy nie

różni się od zwykłej mapy analogowej.

3. Posiada możliwość wiernego przechowywania danych z zachowaniem dokładności

uzyskanych w wyniku pomiarów.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

4. Zmniejsza koszty opracowań kartograficznych.
5. Poprawia jakość merytoryczną map.
6. Można na niej wykonać różne opracowania tematyczne.
7. Automatyczne wyliczenie długości odcinków i powierzchni wieloboków oraz odległości

pomiędzy dowolnymi punktami.

8. Można na niej przedstawić różnorodne dane zaczerpnięte z bazy danych.
9. Można wykonać różne analizy.
10. Może być wyświetlana i drukowana w dowolnej liczbie egzemplarzy, w dowolnej skali

i przedstawić dowolny obszar z terytorium zapisanego w pamięci komputera.

11. Jest na bieżąco aktualizowana.
12. Może być w każdej chwili edytowana.
13. Nie niszczy się, jest trwała.
14. Istnieje możliwość sprawdzenia zgodności zawartości baz SILP z mapą leśną.

Dla map leśnych podstawowym materiałem kartograficznym jest mapa zasadnicza,

wykonana w układzie współrzędnych w skali 1: 5000 lub 1: 10 000, przedstawiająca
najważniejsze szczegóły obszaru (granice działek, drogi publiczne, wody, budynki itp.).
Leśna mapa gospodarcza w skali 1: 5000 powstaje przez uzupełnienie wtórnika mapy
zasadniczej szczegółami o charakterze leśnym – granicami drzewostanów, drogami leśnymi
itp. Mapa gospodarcza jest podstawowym materiałem do planowania czynności
gospodarczych.

Leśna mapa gospodarczo − przeglądowa w skali 1: 10 000 jest mapą barwną, która obok

treści mapy gospodarczej przedstawia niektóre dodatkowe szczegóły o charakterze leśnym
(skład gatunkowy, wiek drzewostanu oraz zadrzewienie).

Leśna mapa przeglądowa w skali 1: 20 000 lub 1: 25 000, obok szczegółów

sytuacyjnych, podaje zwięzłą charakterystykę użytków leśnych oraz ułatwia orientowanie się
w terenie. Z mapy przeglądowej sporządza się kopie, które przez odpowiednie uzupełnienie
przekształca się w mapy pochodne: drzewostanową, glebowo-siedliskową, ochrony lasu itp.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprowadzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co nazywamy fotogrametrią?
2. Co nazywamy teledetekcją?
3. Jakie znasz sposoby pozyskiwania teledetekcyjnej informacji obrazowej?
4. Czym charakteryzuje się zdjęcie lotnicze?
5. Jakie znasz materiały pochodne zdjęć lotniczych?
6. Do czego wykorzystuje się zdjęcia lotnicze?
7. Co nazywamy fotoszkicem i fotoszkicem ulepszonym?
8. Co nazywamy fotomapą?
9. Na czym polega wykorzystanie zdjęć w taksacji leśnej?
10. Na czym polega ustalenie granic wyłączeń leśnych na podstawie zdjęć lotniczych?
11. Na czym polega wykorzystanie zdjęć lotniczych do oceny stanu i zmian stanu lasu?
12. Do czego służy kataster?
13. Z czego się składa kataster?
14. Co zawiera kataster gruntów?
15. Do czego służy System Informacji Przestrzennej?
16. Do czego służy Leśna Mapa Numeryczna?
17. Jakie są zalety Leśnej Mapy Numerycznej?

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie leśnej mapy gospodarczo − przeglądowej nadleśnictwa x w wybranym

oddziale określ jego szczegóły o charakterze leśnym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń przygotowana przez nauczyciela,
2) na mapie gospodarczo – przeglądowej określić szczegóły o charakterze leśnym,
3) odczytać z mapy szczegóły leśne dotyczące wybranego oddziału,
4) zapisać szczegóły w arkuszu roboczym.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

mapa gospodarczo − przeglądowa nadleśnictwa x,

—

kartka papieru A4,

—

długopis,

—

instrukcja do ćwiczenia.

Ćwiczenie 2

Wybierz drzewostany sosnowe z wybranego leśnictwa nadleśnictwa przyszkolnego

według adresu mapy numerycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać instrukcję do ćwiczeń ćwiczenia przygotowaną przez nauczyciela.
2) przygotować stanowisko pracy.
3) zanalizować adres mapy numerycznej.
4) wybrać drzewostany sosnowe w leśnictwie x według adresu mapy numerycznej.
5) wypisać odszukane drzewostany do arkusza roboczego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

—

komputer z mapą numeryczną przyszkolnego nadleśnictwa,

—

instrukcja do ćwiczenia,

—

długopis.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić pojęcie fotogrametrii?





2) wyjaśnić pojęcie teledetekcji





3) wymienić sposoby pozyskiwania teledetekcyjnej informacji

obrazowej?





4) wyjaśnić, czym charakteryzuje się zdjęcie lotnicze?





5) wymienić materiały pochodne zdjęć lotniczych?





6) omówić wykorzystanie zdjęć lotniczych?





,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

7) wyjaśnić pojęcie fotoszkicu i fotoszkicu ulepszonego?





8) wyjaśnić pojęcie fotomapy?





9) wyjaśnić, na czym polega wykorzystanie zdjęć w taksacji leśnej?





10) wyjaśnić na czym polega ustalenie granic wyłączeń leśnych na

podstawie zdjęć lotniczych?





11) wyjaśnić, na czym polega wykorzystanie zdjęć lotniczych do

oceny stanu i zmian stanu lasu?





12) opisać budowę i zastosowanie katastra?





13) omówić zastosowanie Systemu Informacji Przestrzennej?





14) omówić zastosowanie i zalety Leśnej Mapy Numerycznej?





,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 30 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi ,stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X.W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem , a następnie
ponownie zaznaczyć odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie ,bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego ,gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 45minut.

Powodzenia!

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1

Mapa zasadnicza należy do map
a) topograficznych.
b) tematycznych.
c) ogólno-geograficznych.
d) żadna z powyższych.

2. Mapę zasadniczą dla terenów leśnych wykonujemy najczęściej w skali

a) 1 : 1000.
b) 1 : 5000.
c) 1 : 20 000.
d) 1 : 25 000.

3. Dziedzinę nauk zajmującą się opracowaniem map terenu na podstawie zdjęć lotniczych

i naziemnych nazywamy
a) topografią.
b) grawimetrią.
c) fotogrametrią.
d) geodezją satelitarną.

4. Węgielnicę stosuje się do

a) pomiaru kątów poziomych.
b) pomiaru azymutów magnetycznych.
c) tyczenia kątów prostych.
d) wyznaczenia różnic wysokości.

5. W geodezji pomiar większej liczby elementów geodezyjnych niż jest to niezbędne

nazywamy zasadą
a) pomiaru od ogółu do szczegółu.
b) pomiaru od szczegółu do ogółu.
c) obserwacji nadliczbowych.
d) wykonywania metody szczegółów.

6. Metoda wcięć kątowych polega na pomiarze

a) kątów jakie tworzy bok osnowy z kierunkiem na punkt wyznaczony.
b) odległości od szczegółu sytuacyjnego do dwóch punktów linii pomiarowej.
c) odciętych i rzędnych zrzutowanych węgielnicą na bok osnowy.
d) żadna z powyższych.

7. Otwarty lub zamknięty wielobok dla którego pomierzono boki i kąty między bokami

nazywamy
a) ciągiem busolowym.
b) ciągiem poligonowym.
c) ciągiem niwelacyjnym.
d) osnową geodezyjną.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

8. Ciąg poligonowy zorientowany jest to ciąg

a) rozpoczynający i kończący się na punktach geodezyjnych wyższego rzędu

o znanych współrzędnych.

b) nie dowiązany do osnowy wyższego rzędu i bez pomierzonych azymutów.
c) w którym pomierzono azymut co najmniej jednego boku.
d) w którym pomierzono odległości i azymuty proste łączące kolejne punkty.

9. Teodolit służy do

a) pomiaru kątów poziomych w pomiarach poligonowych.
b) pomiaru kątów pionowych.
c) tyczenia prostych.
d) rzutowania punktów na proste.

10. Libella jest to

a) podstawa na której zamocowane są górne części teodolitu.
b) urządzenie do poziomowania limbusa i alidady.
c) urządzenie do odczytywania stopni lub gradów.
d) urządzenie do pomiaru kątów pionowych.

11. Podstawa, na której zamocowane są górne części teodolitu to

a) trójnożny statyw.
b) limbus.
c) spodarka.
d) alidada.

12. Metoda kombinowana obliczania powierzchni na mapie polega na wykorzystaniu

a) szerokości odczytanej z mapy i długości pomierzonej w terenie.
b) danych naniesionych na mapę.
c) danych pomierzonych w terenie.
d) szerokości pomierzonej z terenu i długości odczytanej z mapy.

13. Limbus, alidada i spodarka są jednymi z głównych elementów budowy

a) węgielnicy.
b) teodolitu.
c) dalmierza Reichenbacha.
d) instrumentu busolowego.

14. Pomiary, w których wysokość jednego punktu w stosunku do drugiego określa się za

pomocą poziomej osi celowania nazywamy
a) tachimetrią.
b) niwelacją trygonometryczną.
c) niwelacją geometryczną.
d) pomiarem obiektów metodą związków liniowych.

15. Projektowanie przebiegu dróg i rowów wykonujemy podczas niwelacji

a) powierzchniowej.
b) podłużnej i poprzecznej trasy.
c) terenowej.
d) siatkowej.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

47

16. Podczas tyczenia w przód prostej AB, pomocnik ustawia trzecią tyczkę C w odległości

a) 40−50m od tyczki B.
b) 40−50m od tyczki A.
c) 7−10m od tyczki A.
d) 7−10m od tyczki B.

17. Optymalna długość celowej dla niwelatora powinna wynosić około

a) 40m.
b) 70m.
c) 100m.
d) 150m.

18. Matrycą mapy nazywamy

a) mapę wykonaną na podstawie szkiców polowych na planszy aluminiowej.
b) mapę odbitą kserograficznie z innej mapy.
c) mapę przerysowaną w całości z innej mapy.
d) odrys mapy lub pierworysu na kalce.

19. Zespół

nie

przetworzonych

zdjęć

lotniczych

zmontowanych

na

podstawie

odfotografowanej sytuacji terenowej i naklejony na wspólny podkład to
a) fotoszkic ulepszony.
b) fotoszkic.
c) fotomapa.
d) ortofotomapa.

20. Tachimetria polega na równoczesnym zastosowaniu pomiaru szczegółów metodą

a) biegunową i metody niwelacji trygonometrycznej.
b) biegunową i metody niwelacji geometrycznej.
c) przedłużeń i metody niwelacji trygonometrycznej.
d) biegunową i metody niwelacji fotogrametrycznej.

21. Podczas oglądania pary zdjęć lotniczych w stereoskopie widzimy

a) jeden obraz w trzech wymiarach.
b) jeden obraz w dwóch wymiarach.
c) dwa obrazy w trzech wymiarach.
d) dwa obrazy w jednym wymiarze.

22. Wnioskowanie o stanie obiektów lub o ich zmianach na podstawie informacji

uzyskanych ze zdjęć lotniczych nazywamy
a) fotogrametrią.
b) teledetekcją.
c) fotointerpretacją.
d) stereoskopowym odczytywaniem treści zdjęć lotniczych.

23. Punkt tachimetryczny nazywamy

a) reperem.
b) świadkiem.
c) pikietą.
d) hektometrem.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

48

24. Wysokość punktu B przy niwelacji geometrycznej w przód określamy ze wzoru

a) Hb = Ha + i – p.
b) Hb = Ha − i + p.
c) Hb = i + w – p.
d) Hb = Ha + w – p.

25. Właściwa aktualizacja Leśnej Mapy Numerycznej odbywa się

a) kameralnie w Biurze Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej.
b) kameralnie w nadleśnictwie.
c) kameralnie w Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych.
d) w terenie za pomocą przenośnego komputera i odpowiedniego oprogramowania.

26. Leśną Mapę Numeryczną powinno aktualizować się

a) raz na 10 lat.
b) raz na 5 lat.
c) co roku.
d) na bieżąco, zaraz po zaistnieniu zmian w terenie.

27. Wyższość mapy cyfrowej nad mapą analogową polega m. in. na

a) sporządzeniu jej na jedną datę (1 stycznia pierwszego roku obowiązywania planu

urządzania lasu dla nadleśnictwa).

b) braku deaktualizacji.
c) jej szybkim wykonaniu.
d) zebraniu tylko najistotniejszych elementów terenu całego nadleśnictwa.

28. Metoda domiarów prostokątnych to inaczej metoda

a) rzędnych i odciętych.
b) przedłużeń.
c) wcięć kątowych.
d) wcięć liniowych.

29. Jeżeli podczas niwelacji odczyt w = 1,18m,a odczyt p = 0,74m to różnica wysokości

wynosi
a) 0,44m, więc punkt B leży wyżej niż punkt A.
b) 0,44m, więc punkt B leży niżej niż punkt A.
c) – 0,44m, więc punkt B leży niżej niż punkt A.
d) 1,92m, więc punkt B leży wyżej niż punkt A.

30. W metodzie przedłużeń niewłaściwym warunkiem pomiaru jest

a) dobra widoczność mierzonego przedmiotu.
b) przedmiot mierzony musi znajdować się przynajmniej między czterema liniami

pomiarowymi.

c) przedłużenia powinny być jak najkrótsze.
d) żadne z powyższych.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

49

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko………………………………………………………………………………….

Wykonywanie podstawowych pomiarów geodezyjnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

21

a

b

c

d

22

a

b

c

d

23

a

b

c

d

24

a

b

c

d

25

a

b

c

d

26

a

b

c

d

27

a

b

c

d

28.

a

b

c

d

29

a

b

c

d

30

a

b

c

d

Razem:

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

50

6. LITERATURA

1. Antończyk S., Nowakowska -Moryl J.: Kształtowanie sieci dróg leśnych. Universitas.

Kraków 1993

2. Buchwald A., Borecki T., Olenderek H., Rosa W., Stępień E.: Urządzanie lasu dla

techników leśnych. Fundacja Rozwój SGGW. Warszawa 1998

3. Instrukcja urządzania lasu. Instytut Badawczy Leśnictwa. Warszawa 2003
4. Poradnik leśniczego. Wydawnictwo Świat. Warszawa 1991
5. Praca zbiorowa: Mała encyklopedia leśna. PWN. Warszawa 1991
6. Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Leśnictwa i Drzewnictwa: Poradnik leśniczego.

Wydawnictwo Świat. Warszawa 1991