S t r o n a
| 1
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
GEODEZJA – opracowanie teoretyczne.
1.
ISTOTA GEODEZJI:
Geodezja – jest to nauka o pomiarach Ziemi, dokonywanych bezpośrednio na jej
Powierzchni. Zajmuje się określaniem kształtu i wielkości globu ziemskiego oraz
wyznaczaniem położenia i wysokości punktów na powierzchni Ziemi.
2.
PODZIAŁ GEODEZJI:
Podział zasadniczy:
Geodezja wyższa – zajmuje się wykonywaniem pomiarów na wielkich
obszarach, z uwzględnieniem kształtu globu ziemskiego przy opracowywaniu
wyniku pomiarów.
Geodezja niższa (stosowana, daw. miernictwo) – są to zagadnienia związane
z wykonaniem pomiarów i sporządzaniem odwzorowań stosunkowo
niewielkich obszarów powierzchni Ziemi jak również pomiary związane z
realizacją inwestycji gospodarczych.
Inne dziedziny geodezji:
Kartografia – to prace związane z tworzeniem płaskich odwzorowań
powierzchni Ziemi wraz z techniką sporządzania i reprodukcją map w różnych
skalach i o różnej treści.
Topografia – zajmuje się pomiarami sytuacyjno-wysokościowymi na dużych
obszarach, w związku z czym opiera się częściowo na założeniach geodezji
wyższej. Stosowana do sporządzania map szczegółowych, w skalach średnich,
dla wojska i administracji.
Fotogrametria – zajmuje się wykonywaniem pomiarów i opracowywaniem
map na podstawie zdjęć fotograficznych, wykonywanych z Ziemi lub
samolotów.
Geodezja gospodarcza
Geodezja satelitarna
Grawimetria
Rachunek wyrównania
Astronomia geodezyjna
Pomiary obejmujące niewielkie inwestycje gospodarcze:
Pomiary poziome (sytuacyjne)
Pomiary pionowe (wysokościowe)
3.
RODZAJE MAP I SKALA:
Mapa – jest to rysunek przedstawiający, w rzucie poziomym i w pewnym
zmniejszeniu, przy wykorzystaniu znaków umownych i opisów informacyjnych,
wszystkie charakterystyczne elementy terenu. Mapy muszą być zorientowane tzn. że
szczegóły muszą być prawidłowo usytuowane względem stron świata.
Skalą mapy – nazywamy liczbę wyrażającą stosunek długości dowolnego odcinka d,
wziętego z mapy, do długości rzutu poziomego tego odcinka D w terenie. Skalę mapy
wyrażamy ułamkiem, którego licznik równa się 1, zaś mianownik określa ilokrotnie
zmniejszyliśmy odcinek na mapie w stosunku do odcinka w terenie.
S t r o n a
| 2
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
Podział map geograficznych:
Ogólnogeograficzne:
Topograficzne:
Wielkoskalowe – 1 5 000, 1 10 000
Średnioskalowe – 1 25 000, 1 50 000, 1 100 000
Drobnoskalowe – 1 200 000, 1 500 000
Przeglądowe – 1 1 000 000, 1 3 000 000
Tematyczne:
Społeczno-gospodarcze:
Gospodarcze:
Mapa zasadnicza – Podstawowa mapa naszego kraju.
Sporządzana w skalach 1 500, 1 1 000 – na terenach miejskich
o dużej infrastrukturze i skalach 1 2 000, 1 5 000 – na terenach
rolniczych i leśnych. Jest wielkoskalowym opracowaniem
kartograficznym
zawierającym
aktualne
informacje
o
przestrzennym rozmieszczeniu obiektów ogólno-geograficznych
oraz o elementach ewidencji gruntów i budynków, a także sieci
uzbrojenia terenu. Treścią mapy zasadniczej są punkty poziomej
i wysokościowej osnowy geodezyjnej, obiekty nadziemne,
naziemne i elementy uzbrojenia teren, granice własności i
granice użytków rolnych, rzeźba terenu hydrografia etc. Jest to
mapa
sytuacyjno-wysokościowa.
Służy
do
celów
administracyjnych, prawnych, ewidencyjnych, projektowych i
SIT (System Informacji o Terenie). Na określonym terenie
prowadzona jest tylko jedna mapa zasadnicza w odpowiednio
dobranej skali. Są aktualizowane co jakiś czas.
projektowych.
Podstawowego zagospodarowania terenu
Uzbrojenia terenu
Komunikacji
Gospodarki mieszkaniowej
Przemysłu
Rolnictwa
Usług
Swobody dyspozycyjnej terenu
Społeczne:
Demograficzne
Wybranych elementów socjalno-bytowych
Patologii społecznych
Przyrodnicze:
Fizjologiczne:
Geologiczne
Rzeźby terenu
Hydrograficzne
Klimatu
Glebowe
Szaty roślinnej
Świata zwierzęcego
S t r o n a
| 3
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
Sozologiczne:
Zagrożenie środowiska
Ochrony środowiska
4. Metody obliczania powierzchni:
Metoda analityczna – wzory Gaussa (najdokładniejsza)
Jest to oddanie powierzchni wieloboku na podstawie współrzędnych
charakterystycznych punktów tej powierzchni z wykorzystaniem wzorów
Gaussa.
Metoda graficzna – za pomocą podziałki transwersalnej (drobne błędy)
Polega na obliczeniu rzeczywistej powierzchni terenu na podstawie elementów
pomierzonych na mapie lub rysunku za pomocą podziałki transwersalnej.
Metoda mechaniczna – planimetrowanie
Planimetr – jest to urządzenie analogowe, które oblicza powierzchnię danej
figury wykonując całkowanie po obwodzie tej figury.
Są dwa sposoby planimetrowania:
I.
Biegun planimetru znajduje się poza planimetrowanym obiektem.
P = C • (n
k
– n
p
)
C – stała mnożeniowa (zależy od długości ramienia wodzącego i
od skali mapy)
n
k
– odczyt końcowy
n
p
– odczyt początkowy
II.
Biegun planimetru znajduje się wewnątrz figury planimetrowanej.
P = C • (n
k
– n
p
) + C
1
C – stała sumowa
Warunki planimetrowania:
rysunek powinien być płaszczyzną poziomą
powierzchnia planimetrowania powinna być jednorodna
położenie bieguna należy dobrać tak, aby kąt między ramieniem
bieguna a ramieniem wodzącym mieścił się między 30*-150*
wodzik powinien być prowadzony ruchem jednostajnym i płynnym
unikamy planimetrowania z biegunem wewnątrz figury
dobrze wykonywać w dwóch położeniach planimetru
pracujemy zgodnie z ruchem wskazówek zegara
obliczamy stałą C (dla każdej nowej długości ramienia)
Przeliczniki jednostek powierzchniowych:
1 m
2
1 ar = 100 m
2
1 ha = 100 arów = 10 000 m
2
1 km
2
= 100 ha = 10 000 arów = 1 000 000 m
2
S t r o n a
| 4
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
5. Obliczanie objętości mas ziemnych na podstawie map 1 500, 1 1
000,
1 5 000 :
1) Metoda trójkątów:
2) Metoda kwadratów:
3) Metoda przekrojów poprzecznych (skala skażona):
S t r o n a
| 5
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
Uśredniona powierzchnia przekroju:
Przekroje poprzeczne:
4) Metoda warstwic (sumowanie objętości, zast. planimetr):
Orientacja osi w geodezyjnym układzie współrzędnych charakteryzuje się
tym, że dodatnia oś x jest równoległa do południka i skierowana jest na północ,
dodatnia oś y skierowana jest na wschód.
Układy poziome powinny ulegać orientacji. Określenie położenia szczegółów
względem stron świata.
Azymut - pozwala nam określić orientacje pomiaru. Jest to kąt
AB
zawarty
między południkiem przechodzącym przez punkt A, a dowolnym kierunkiem
AB liczonym na wschód zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
S t r o n a
| 6
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
6. Pomiary sytuacyjne.
Celem pomiarów sytuacyjnych jest uzyskanie danych o położeniu punktów
wyznaczających szczegóły topograficzne.
Pomiar składa się z dwóch etapów:
pomiar ogólny (zakładanie i pomiar poziomej osnowy geodezyjnej)
pomiar szczegółów
KOLEJNOŚĆ DZIAŁAŃ:
projekt osnowy geodezyjnej poziomej dobierany w zależności od terenu
stabilizacja (utrwalenie) punktów osnowy
wykonanie opisów topograficznych punktów osnowy
pomiar osnowy, pomiar boków i kątów
Pomiar szczegółów
7. Rodzaje osnów geodezyjnych:
Linia pomiarowa:
Zbiór linii pomiarowych tworzących proste figury geometryczne:
Poligonizacja techniczna – zakładanie ciągów poligonowych:
Ciąg zamknięty:
S t r o n a
| 7
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
Ciąg otwarty:
Poligonizacja – (gr. poligon = wielokąt). Punkty poligonowe określa się za
pośrednictwem pomierzonych w terenie długości boków i kątów pomiędzy
nimi oraz wyznaczenia azymutów. Punkty poligonowe powinny znajdować się
w miejscach stałych („niezniszczalnych”), w odległości 50m – 200m. Najlepiej
gdy boki są zbliżonej długości (1/3÷1).
Przetyczenie – konieczność wprowadzenia tyczek pośrednich na długich
odcinkach gdy odległość jest zbyt długa. Tyczki stawiamy od najdalszej do
najbliższej. NIE DOKONUJEMY POMIARU POMIĘDZY TYCZKAMI
POŚREDNIMI!!!
(ilość przyłożeń długość taśmy) + reszta
8.
Pomiary sytuacyjne.
Celem pomiarów sytuacyjnych jest uzyskanie danych o położeniu punktów
wyznaczających szczegóły topograficzne i inne elementy terenu na
płaszczyźnie odniesienia, w przyjętym układzie współrzędnych.
POMIAR OGÓŁÓW:
Projekt osnowy geodezyjnej poziomej (w zależności od terenu)
Utrwalenie (stabilizacja) punktów
Wykonanie najpierw topograficznych punktów osnowy
Pomiar osnowy:
Długości boków
Pomiar kątów
POMIAR SZCZEGÓŁÓW
9. Metody pomiaru szczegółów
Metoda rzędnych i odciętych (domiarów prostokątnych lub ortogonalna) –
Polega ona na zrzutowaniu, przy pomocy węgielnicy, punktów wyznaczających
szczegóły sytuacyjne na linię osnowy pomiarowej, a następnie zmierzeniu
odległości od wyznaczonego punktu do wybranych szczegółów.
Metoda biegunowa – Polega ona na wyznaczeniu współrzędnych
biegunowych punktów, tzn. długości celowej od znanego punktu osnowy do
punktu zdejmowanego (długość promienia wodzącego) oraz kąta pomiędzy
bokiem osnowy a celową. Kąty mierzymy teodolitem, a długości celowych
można zmierzyć taśmą stalową lub dalmierzem.
Metoda przedłużeń – Polega ona na przedłużeniu odcinka zdejmowanego do
przecięcia z linią osnowy pomiarowej.
S t r o n a
| 8
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
10. Szkic polowy.
Przedstawiamy w nim wyniki pomiarów sytuacyjnych w terenie. Rysuje się mierzoną
sytuację, osnowę, konstrukcje pomiaru poszczególnych punktów i wpisuje się dane
liczbowe z pomiarów. Wykonujemy go w skali przybliżonej tak dużej, aby wszystkie
zdejmowane szczegóły oraz potrzebne wymiary były wyraźne i czytelne.
11. Przyrządy i sygnały:
Węgielnica – przyrząd używany w geodezji. Składa się z dwóch pryzmatów
pięciokątnych o jednej wspólnej ściance oraz okienka pomiędzy nimi. Prymaty
umożliwiają patrzenie na prawo i lewo. U dołu węgielnicy podwieszany jest pion
sznurkowy ułatwiający poprawne ustawienie urządzenia. Węgielnica pryzmatyczna
służy do szybkiego wytyczania kątów prostych.
Tyczka – najprostszy sygnał geodezyjny. Zwykle dwukolorowa z podziałem na równe
jednostki, jeden z końców zakończony ostrzem.
Niwelator – instrument geodezyjny, mocowany na trójnożnym statywie,
umożliwiający przeprowadzanie pomiarów różnicy wysokości (niwelacji) pomiędzy
punktami terenowymi.
Teodolit - instrument geodezyjny przeznaczony do pomiaru kątów poziomych oraz
kątów pionowych. Wyróżnia się teodolity optyczne oraz elektroniczne. W teodolitach
optycznych zastosowane jest szklane koło poziome (limbus) i koło pionowe z
naniesionym podziałem kątowym (w Polsce praktykowany jest dziesiętny podział
gradowy, w którym kąt prosty równa się 100 gradom), z którego obserwator wykonuje
odczyt kierunku. W teodolitach elektronicznych odczyt kierunku jest wykonywany
automatycznie. Teodolit wyposażony jest w lunetę, która wraz z korpusem
instrumentu może obracać się wokół pionowej osi instrumentu. Umożliwia to
swobodne i dokładne wykonanie odczytu kierunków poziomych oraz pionowych.
Łata niwelacyjna (geodezyjna) - przyrząd geodezyjny stosowany w niwelacji. Na
przedniej stronie łaty jest wykonany, kontrastowych kolorach (białe tło i czerwone /
czarne kolejne metry) opis - grafika ułatwiający wykonanie odczytu - pomiaru
odległości od stopy łaty do osi celowej niwelatora (kreski poziomej krzyża nitek).
Odczyty z łat ustawionych na kolejnych punktach umożliwiają obliczenie różnicy
wysokości pomiędzy tymi punktami.
12. Pomiary wysokościowe, niwelacje
Niwelacja, niwelacje, pomiary wysokościowe - geodezyjne wyznaczanie różnicy
wysokości pomiędzy punktami terenowymi. Wyróżnia się następujące rodzaje
niwelacji:
niwelacja hydrostatyczna - najdokładniejsza - korzystająca z zasady naczyń
połączonych
niwelację geometryczną - wykonywaną przy użyciu niwelatorów, polegającą
na pomiarze długości odcinków pionowo ustawionych łat geodezyjnych
niwelację trygonometryczną - wykonywaną przy użyciu tachimetrów,
polegającą na pomiarze odległości poziomej oraz kąta pionowego co
S t r o n a
| 9
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
umożliwia obliczenie nieznanej wartości różnicy wysokości korzystając z
własności geometrycznych trójkąta prostokątnego
niwelację barometryczną - najmniej dokładną, wykorzystującą regułę zmiany
wartości ciśnienia atmosferycznego w zależności od wysokości nad poziomem
morza.
Do wykonania pomiarów wysokościowych niezbędne są niwelator lub teodolit oraz
łata niwelacyjna. Niwelacje wykonują dwie osoby z których jedna odczytuje wyniki z
urządzenia a druga ustawia łatę w wybranych miejscach. Wyniki pomiarów podawane
są w odniesieniu do repera wysokościowego. Z jednego ustawienia niwelatora można
wykonać wiele pomiarów. Każde przestawienie urządzenia powoduje konieczność
powtórzenia odczytu z repera. W czasie dokonywania odczytu należy zachować
ostrożność aby nie poruszyć niwelatora.
Niwelacja geometryczna - jeden z rodzajów niwelacji, polegający na wyznaczeniu
różnicy wysokości między dwoma punktami terenowymi poprzez pomiar pionowych
odcinków zawartych między poziomą linią celowania a punktami terenowymi. Aby
wyznaczyć wspomniane odcinki pionowe należy w punktach terenowych ustawić
odpowiednie przymiary w postaci łaty niwelacyjnej. Pozioma linia celowania
realizowana jest z użyciem specjalnych instrumentów geodezyjnych, zwanych
niwelatorami.
13. Niwelator:
Warunki konstrukcyjne:
Oś libelli niwelacyjnej powinna być PROSTOPADŁA do osi obrotu
instrumentu (dotyczy libellowego)
kreska pozioma krzyża nitek powinna być PROSTOPADŁA do osi obrotu
instrumentu
Oś celowa powinna być RÓWNOLEGŁA do osi libelli niwelacyjnej (dotyczy
libellowego)
KOMPENSATOR – musi zapewnić poziome ustawienie osi celowej –
instrument samopoziomujący)
S t r o n a
| 10
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
14. CIĄGI NIWELACYJNE:
Ciąg niwelacyjny zamknięty, Suma różnic wysokości = 0 (warunek)
ciąg niwelacyjny otwarty. Suma różnic wysokości = H
Rkoń
- H
Rpocz
15. Techniki niwelowania:
niwelacja ze środka – odległość niwelatora od łat jest podobna (niekoniecznie w
linii prostej). Pomiar różnicy wysokości z niwelatorem ustawionym w dowolnym
punkcie symetralnej odcinka łączącego dwie łaty niwelacyjne. W tej metodzie nie
ma znaczenia wysokość, na której ustawiony jest niwelator.
niwelacja w przód – pomiar różnicy wysokości z niwelatorem ustawionym nad
punktem o znanej wysokości.
S t r o n a
| 11
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
16. Czynności na stanowisku niwelacyjnym:
ustawiamy niwelator na statywie przykręcając go śrubą sercową.
poziomujemy libellę pudełkową śrubami ustawczymi a tym samym poziomujemy
płaszczyznę alidady.
ustawiamy ostrość krzyża nitek dla oka obserwatora.
celujemy na łatę i ustawiamy ostrość obrazu.
dla instrumentu samopoziomującego. Dokonujemy odczytu, a dla libellowego
poziomujemy libelle niwelacyjna śrubą elewacyjną i dokonujemy odczytu.
17. Fotogrametria:
Dziedzina nauki i techniki zajmująca się odtwarzaniem kształtów, rozmiarów i
wzajemnego położenia obiektów w terenie na podstawie zdjęć fotogrametrycznych
(fotogramów).
Podział:
Naziemna:
Jednoobrazowa
–
polega
na
wykorzystywaniu
zdjęć
fotogrametrycznych z jednego stanowiska za pomocą fototeodolitu (na
wspólnej osi kamerę i teodolit)
dwuobrazowa – opera się na zasadach wykonania dwóch zdjęć danego
obiektu z dwóch różnych stanowisk. Te zdjęcia to stereogramy i
obserwuje się je przez stereoskop (okulary na stojaku). Jedno zdjęcie na
jedno oko - widać obraz przestrzenny.
lotnicza – dwuobrazowa (przestrzenna, stereofotogrametria) – zdjęcia
wykonywane są z samolotu na specjalnej taśmie. Służy do tworzenia map.
S t r o n a
| 12
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
18. Teodolit.
Warunki konstrukcyjne:
Oś libelli alidady PROSTOPADŁA do osi obrotu instrumentu
Oś celowa PROSTOPADŁA do osi obrotu lunety, gdy NIE – błąd kolimacji
Oś obrotu instrumentu PROSTOPADŁA do osi obrotu lunety, gdy NIE – błąd
inklinacji
alidada powinna być osadzona centrycznie względem nimbusa.
Przy pionowej osi instrumentu i poziomej osi celowej odczyty na kole
pionowym powinny być liczbą całkowitą i wynosić w położeniu I – 100
g
i II –
300
g
przy poziomowanej osi kolimacyjnej. Niespełniony ten warunek – błąd
indeksu lub błąd miejsca zera.
19. Kąty poziome i pionowe:
kąty poziome przyjmują tylko wartości dodatnie,
kąty pionowe przyjmują wartości dodatnie i ujemne.
TEODOLIT PRACUJE W 2 WARUNKACH USTAWCZYCH:
Teodolit musi być scentrowany nad punktem (służą do tego: pion sznurkowy,
pion optyczny - mała lunetka)
powinien być wypoziomowany (libella rurkowa (alidada) i pudełkowa)
INSTRUMENT PRACUJE W 2 POŁOŻENIACH LUNETY:
I – koło lewe KL – pierwsze położenie
II – koło prawe KP – drugie
Kolejność czynności przy pomiarze kąta poziomego:
ustawiamy teodolit na statywie centrycznie nad punktem.
poziomujemy libellę pudełkową, libellę alidady.
instrument ustawiamy w położenie koło lewe KL.
kierujemy krzyż nitek na punkt A (kierunek lewy i dokonujemy odczytu na
kole poziomym).
patrząc w lunetę zjeżdżamy leniwką ruchu poziomego i wracamy na punkt oraz
dokonujemy pionowego odczytu – ta operacja, to odczyt w dwóch
naprowadzeniach lunety.
S t r o n a
| 13
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
zwalniamy wszystkie zaciski i celujemy w punkt B (kierunek prawy) i
dokonujemy odczytu w dwóch naprowadzeniach lunety.
zwalniamy wszystkie zaciski i lunetę ustawiamy w drugim położenia – koło
prawe KP.
celujemy na punkt B i dokonujemy odczytu na kole poziomym w dwóch
naprowadzeniach lunety.
zwalniamy zaciski i celujemy na punkt A i dokonujemy odczytu w dwóch
naprowadzeniach lunety.
Pomiar wykonujemy w prawo, ponieważ koło poziome wyskalowane jest w
prawą stronę.
Obliczanie kąta:
ALFA= B-A
A – odczyt w kierunku A, B- odczyt w kierunku B
Kolejność czynności przy pomiarze kąta pionowego:
ustawiamy teodolit na statywie, centrujemy nad punktem, poziomujemy
libelle.
ustawiamy lunetę w pierwsze położenie KL
kierujemy oś celową na punkt celu
poziomujemy libelle kolimacyjną śrubą kolimacyjną
dokonujemy odczytu na kole pionowych w tzw. dwóch naprowadzeniach
lunety leniwą ruchu pionowego
przerzucamy lunetę przez zenit, ustawiamy w drugie położenie KP, kierujemy
krzyż nitek na nasz cel
poziomujemy libellę kolimacyjną
dokonujemy odczytu na kole pionowym w dwóch naprowadzeniach lunety.
OBLICZANIE KĄTA:
I KL 100
g
-O
I
= GAMMA
1
II KP O
II
-300
g
= GAMMA
2
20. Łuki:
Łuk kołowy – jest wpisany między dwa przecinające się kierunki trasy.
Łuk koszowy – nazywamy zespół dwóch lub więcej łuków kołowych o
różnych promieniach zakrzywionych w tym samym kierunku. Muszą być dane
promienie, kąt wierzchołkowy lub kąt zwrotu. Łuk koszowy ma różnej
długości styczne.
21. POJĘCIA:
Reper - stabilizowany punkt wysokościowej osnowy geodezyjnej, dla którego
wyznaczono wysokość w przyjętym układzie odniesienia. Repery ścienne są
montowane na ścianach budynków, w odległości kilkudziesięciu centymetrów od
podłoża (kotwione w murze). Mogą mieć postać metalowych bolców z wyrytym
numerem, lecz stosuje się także śruby kolejowe jako zamiennik. Można spotkać
również repery gruntowe, lub skalne, które są stabilizowane odpowiednio w gruncie,
lub w skale. Kształt reperów umożliwia ustawienie na nich łaty niwelacyjnej.
Libelle – urządzenia do wyznaczania prostych i płaszczyzn w poziomie.
S t r o n a
| 14
Copyright © 2008
all rights reserved WODZU!
pudełkowa – służy do poziomowania płaszczyzn. Jest to szklany walec
zamknięty z góry czaszą kulistą. Środek tej czaszy kulistej jest punktem
głównym libelli pudełkowej)
rurkowa – służy do poziomowania linii. Jest to rurka szklana o wyszlifowanej
wewnątrz powierzchni na kształt powierzchni obrotowej. Środek tej
powierzchni obrotowej jest punktem głównym libelli, a linia styczna do punktu
to oś libelli rurkowej.
GPS – globalny system pozycyjny – technologia pozwalająca określić współrzędne
punktów w dowolnym miejscu na Ziemi za pomocą technik satelitarnych.
Podstawowe segmenty:
kosmiczno-satelitarny (24 satelity)
naziemnych stacji kontrolnych (5 stacji)
odbiorników (użytkownicy)