Geodezja – nauka zajmująca się określaniem kształtu i wielkości globu ziemskiego oraz wyznaczaniem położenia i wysokości punktów na
powierzchni Ziemi.
Współczesna geodezja dzieli się na:
geodezję wyższą – naukę o pomiarach wykonywanych na wielkich obszarach, o powierzchni ponad 50 km
2
, uwzględniających kulistość
Ziemi;
geodezję ogólną – naukę o pomiarach wykonywanych na powierzchniach małych, do 50 km
2
, bez uwzględniania kulistości Ziemi.
Dziedziny geodezji:
astronomia geodezyjna
geodezja gospodarcza
geodezja satelitarna
grawimetria
kartografia
rachunek wyrównawczy
instrumentoznawstwo geodezyjne
topografia
teledetekcja
Do zakresu prac geodezyjnych należy:
-planowanie i wykonywanie pomiarów
-dokonywanie obliczeń
-sporządzanie dokumentacji
-tworzenie i aktualizacja baz danych
-sporządzanie zdjęć, pomiary i opracowania fotogrametryczne, grawimetryczne, magnetyczne i astronomiczne związane z realizacją zadań w
dziedzinie geodezji i kartografii oraz Krajowego Systemu Informacji o Terenie.
Zadania geodezji:
-określanie kształtu i wymiarów Ziemi jako planety,
-opisywanie powierzchni ziemi w zakresie przestrzennego rozmieszczenia obiektów naturalnych i sztucznych oraz rzeźby terenu,
-opis podziemnej infrastruktury technicznej,
-opis złóż mineralnych i wyrobisk górniczych,
-kataster nieruchomości,
-geodezyjna realizacja w terenie projektów budowli oraz kontrola ich funkcjonowania,
-przekształcanie struktury powierzchniowej gruntów,
-monitorowanie środowiska i przestrzennego zagospodarowania kraju.
Rodzaje pomiarów:
pomiary poziome (sytuacyjne),
pomiary pionowe (wysokościowe),
pomiary sytuacyjno-wysokościowe.
Układ odniesienia – układ współrzędnych, dla którego określono powierzchnię odniesienia, powierzchnię odwzorowania, rodzaj
współrzędnych i położenie początku układu.
Powierzchnia odniesienia – powierzchnia zdefiniowana matematycznie (elipsoida, kula, itp.) lub nie matematycznie (np. geoida), do której
są odnoszone wyniki pomiarów geodezyjnych dokonywane na fizycznej powierzchni ziemi.
Osnowa geodezyjna – usystematyzowany zbiór punktów geodezyjnych, dla których określono matematycznie na podstawie pomiarów
geodezyjnych ich wzajemne położenie i dokładność usytuowania.
Sieć geodezyjna – zbiór punktów geodezyjnych stanowiących odrębną całość, charakteryzująca się jednolitością metod pomiarów i
określenia położenia tych punktów (np. sieć triangulacyjna, sieć poligonowa, sieć niwelacyjna).
Punkt geodezyjny - punkt w terenie, którego położenie jest określone współrzędnymi lub rzędną wysokości.
Stabilizacja punktu geodezyjnego – osadzenie w terenie znaku lub zespołu znaków geodezyjnych (tzw. stabilizacja wieloznakowa).
Sygnalizacja punktu geodezyjnego – ustawienie urządzenia sygnalizacyjnego (np. tyczki) na punkcie geodezyjnym, w celu
zaobserwowania go z innych punktów.
Odwzorowanie kartograficzne - umowny, określony matematycznie sposób przyporządkowania punktom powierzchni kuli (elipsoidy)
punktów na płaszczyźnie
Rodzaje odwzorowań:
- ze względu na przyjętą powierzchnię odwzorowania,
- ze względu na usytuowanie powierzchni odwzorowania,
- ze względu na występujące zniekształcenia odwzorowania (równopolowe, równokątne, równodługościowe)
Skala mapy - stosunek długości l poszczególnych odcinków na mapie do długości L rzutów tych odcinków na płaszczyznę poziomą w
terenie:
Państwowy system odniesień przestrzennych tworzą:
-geodezyjny układ odniesienia,
układ wysokości, w którym wyznacza się wysokości punktów względem przyjętego poziomu powierzchni odniesienia (średniego poziomu
Morza Bałtyckiego w Zatoce Fińskiej, wyznaczonego dla mareografu w Kronsztadzie koło Sankt Petersburga),
-układ współrzędnych płaskich prostokątnych, oznaczony symbolem "2000", stosowany w pracach geodezyjnych i kartograficznych,
związanych z wykonywaniem mapy zasadniczej (skala 1: 500 – 1: 5 000),
-układ współrzędnych płaskich prostokątnych, oznaczony symbolem "1992", stosowany w mapach o skali 1:10 000 i skalach mniejszych,
Układ współrzędnych płaskich prostokątnych, oznaczony symbolem "1965", oraz lokalne układy współrzędnych mogą być stosowane do
dnia 31 grudnia 2009 r.
Geodezyjny układ odniesienia, zwany "EUREF-89", jest rozszerzeniem europejskiego układu odniesienia ETRF na obszar Polski, w
wyniku kampanii pomiarowej EUREF-POL 92.
W EUREF-89 stosuje się Geodezyjny System Odniesienia 1980 (GRS 80), przyjęty na XVII Zgromadzeniu Generalnym Międzynarodowej
Unii Geodezji i Geofizyki (MUGG) w Canberze w grudniu 1979 r.
Krajową zintegrowana sieć geodezyjną stanowią:
sieć zerowego rzędu (polski fragment sieci EUREF), zwany EUREF-POL, składająca się z 11 punktów o odległościach między punktami
rzędu 250-300 km.
- krajowa sieć zintegrowana pierwszego rzędu POLREF, o odległościach między punktami od 20 do 25 km. Ogółem sieć ta składa się z 348
punktów, które zostały nawiązane do sieci EUREF-POL.
Mapa jest to graficzny obraz powierzchni Ziemi, innego ciała niebieskiego lub nieba, przedstawiony
w zmniejszeniu w sposób określony matematycznie, uogólniony i umowny.
Cechy mapy:
- odzwierciedla rozmieszczenie obiektów i zjawisk, jest więc obrazem przestrzeni,
- stanowi zbiór znaków,
- zawiera informacje, a więc jej funkcją jest przekazywanie informacji,
- odzwierciedla fragmenty rzeczywistości w specyficznie uogólniony sposób – może być zatem traktowana jako model,
- może być uważana za źródło danych.
Właściwości mapy:
- prezentacja na płaszczyźnie lub odniesiona do płaszczyzny,
- przedstawianie poszczególnych kategorii zjawisk i obiektów za pomocą przyjętego systemu znaków umownych,
- podobieństwo rozmieszczenia znaków do rozmieszczenia oznaczanych przez te znaki obiektów podporządkowane określonym regułom
matematycznym,
- generalizacja, czyli redukcja treści i jej uogólnienie wynikające z konieczności dostosowania zakresu i sposobu ujęcia tej treści do jej
przeznaczenia, skali oraz możliwości percepcyjnych użytkowników mapy
Kryteria klasyfikacji map:
treść,skala
przedstawiany obszar geograficzny,
forma prezentacji,
sposób wykorzystania
Mapy topograficzne ze względu na zakres treści i stopień uogólnienia charakterystyki powierzchni Ziemi dzielą się na:
mapy topograficzne wielkoskalowe w skalach
1 : 5 000 i 1 : 10 000,
mapy topograficzne średnioskalowe w skalach
1 : 25 000 i 1 : 50 000,
mapy topograficzne małoskalowe w skalach
1 : 100 000 – 1 : 500 000.
Treść mapy zasadniczej:
-punkty osnowy geodezyjnej,
- elementy ewidencji gruntów i budynków,
- elementy sieci uzbrojenia terenu, w szczególności urządzenia nadziemne, naziemne i podziemne.
Skale mapy zasadniczej:
1 : 500 – dla terenów o dużym stopniu zainwestowania lub dla obszarów przewidywanych do intensywnego zainwestowania
1 : 1000 – dla terenów małych miast, aglomeracji miejskich i przemysłowych oraz terenów osiedlowych wsi będących siedzibami gmin,
1 : 2000 – dla pozostałych zwartych terenów osiedlowych, terenów rolnych oraz większych zwartych obszarów rolnych i leśnych na terenach
miast,
1 : 5000 - dla terenów o rozproszonej zabudowie wiejskiej oraz gruntów rolnych i leśnych na terenach miast.
Kartograficzne metody prezentacji:
metody jakościowe:sygnatur, chorochometryczna, zasięgów
metody ilościowe:kropkowa, kartogramu, izolinii, kartodiagramu
Pomiary sytuacyjne
Tyczenie prostej
Tyczenie prostej przez przeszkodę terenu
(np. wzniesienie)
Tyczenie linii metodą pośrednią
Schemat pomiaru długości taśmą
Pomiar długości dalmierzem optycznym przy pochyłej lunecie
Wywiad terenowy
-gólne rozpoznanie terenu,
-ustalenie faktycznego stanu technicznego punktów istniejącej osnowy geodezyjnej,
-ustalenie faktycznego stopnia aktualności map przeznaczonych do wykorzystania, poprzez ich porównanie z terenem.
Szkice niezależnej osnowy pomiarowej:
a)
linia pomiarowa
b)
związek liniowy w postaci czworokąta i trójkąta
Przy projektowaniu sieci poligonowych należy uwzględnić warunki:
-ciąg powinien być obustronnie nawiązany kątowo i liniowo do punktów nawiązania lub punktów węzłowych;
-ciągi powinny być zbliżone do równobocznych i prostoliniowych;
-długości ciągów nie powinny być większe od 3 km, a ciągów wyznaczających punkty węzłowe – od 2 km;
Osnowę sytuacyjną projektuje się tak aby:
-każdy z punktów był powiązany obserwacjami z co najmniej dwoma sąsiednimi punktami tego samego lub wyższego rzędu,
-istniała wizura między punktami sąsiednimi,
-punkty lokalizowane były w miejscach dogodnych do wykonania pomiaru i zapewniona była możliwa nienaruszalność znaków,
-długości boków osnowy powinny zawierać się w granicach 50-400 m, zaś stosunek dwu boków przyległych nie powinien być większy niż
4:1.
Do oznakowania położenia punktów osnowy stosuje się:
-na gruntach miękkich - palik drewniany o długości 30-50 cm i wymiarach poprzecznych ok. 5x5 cm;
-na gruntach bardzo miękkich lub sypkich - podziemnie rurkę drenarską (sączek) lub butelkę (do góry dnem) i naziemnie centrycznie
osadzony palik równo z terenem. Na gruntach ornych znak podziemny zakopuje się poniżej głębokości orki (40-50 cm), a na innych
gruntach 25 cm poniżej terenu;
-na gruntach bagnistych, grząskich - pal o długości 1m i średnicy 15-20 cm, wbity na głębokość 70 cm;
-na gruntach twardych, a szczególnie na terenach miejskich i przemysłowych - rurkę żelazną o długości 30-40 cm i średnicy 3 cm, wbitą
równo z terenem;
-na utwardzonych nawierzchniach jezdni i chodników (bruk, asfalt, płyty betonowe itp.) - bolec lub trzpień żelazny, wbity równo z
nawierzchnią, wyryty lub namalowany znak.
Szczegóły terenowe ze względu na ich charakter oraz różne dokładności identyfikacji ich zarysów i różne wymagania dokładności
pomiaru dzielą się na trzy grupy.
Grupa I- obiekty dobrze identyfikowalne, zachowujące wieloletnią niezmienności położenia:
-znaki graniczne: granicy państwa, jednostek podziału administracyjnego i działek,
-stabilizowane znakami naziemnymi punkty osnowy wysokościowej, punkty podstawowej osnowy grawimetrycznej i punkty wiekowe
osnowy magnetycznej,
-budynki, budowle i urządzenia techniczne, w tym mosty, wiadukty, tunele, ściany oporowe, tory kolejowe i tramwajowe, przejazdy,
estakady itp.,
-elementy naziemne sieci uzbrojenia terenu, studnie i szczegóły uliczne, w tym krawężniki, latarnie, słupy, pomniki, figury i trwałe ogrodzenia.
Grupa II – obiekty o mniej trwałych obrysach:
-niestabilizowane punkty załamania granic działek,
-obiekty o charakterze budowli ziemnych: nasypów, wykopów, rowów, kanałów, grobli, tam, wałów przeciwpowodziowych,
-elementy podziemne sieci uzbrojenia terenu i nie rozgraniczone drogi publiczne,
-zieleń miejska (parki i zieleńce), zieleń przyuliczna (trawniki, drzewa),
-boiska sportowe oraz pomniki przyrody.
Grupa III – obiekty o niewyraźnych obrysach:
-użytki gruntowe, kontury klasyfikacyjne, podwodne elementy sieci uzbrojenia terenu,
-cieki i wody stojące o naturalnych liniach brzegowych,
-oddziały leśne na obszarach Lasów Państwowych,
-drogi biegnące w dużych obszarach o jednolitym władaniu (Lasy Państwowe, duża własność ziemska) i mające charakter stałych dróg
wewnętrznego transportu lub łączących siedliska, a także stałych dróg dojazdowych prywatnych,
-inne obiekty o niewyraźnych konturach, możliwych do zidentyfikowania z dokładnością nie mniejszą niż 0,50 m,
Do najczęściej stosowanych metod pomiarowych należą:
-metoda domiarów prostokątnych,-biegunowa, przedłużeń, wcięc
W czasie wykonywania pomiarów sytuacyjnych należy zebrać następujące sytuacje:
-nazwy jednostek podziału administracyjnego, wsi, osiedli, ulic, placów itp.,
-nazwy rzek, jezior, gór, dolin itp.,
-rodzaje użytków gruntowych,
-rodzaj i charakter obiektów budowlanych, numery porządkowe budynków, nieruchomości itp.,
-rodzaje urządzeń podziemnych i ich przeznaczenie.
Geodezyjne pomiary wysokościowe:
Wysokościową osnowę geodezyjną stanowi usystematyzowany zbiór punktów, których wysokość
w stosunku do przyjętej powierzchni odniesienia została określona przy zastosowaniu techniki geodezyjnej.
Dokładność osnowy danego rodzaju i klasy charakteryzuje ogólnie średni błąd pomiaru niwelacji, po wyrównaniu (mo).
Osnowę wysokościową tworzą sieci niwelacji, których elementami są:
-poligony niwelacyjne (zamknięte lub otwarte) utworzone z linii (ciągów) niwelacyjnych,
-linie (ciągi) niwelacyjne, utworzone z odcinków niwelacyjnych, łączące punkty węzłowe sieci,
-odcinki niwelacyjne, łączące dwa sąsiednie znaki wysokościowe danej linii niwelacyjnej.
3 rodzaje znaków w osnowie wysokościowej:
-odziemne, stosowane w sieci podstawowej, w których osadzone repery - tj. właściwe punkty wysokościowe - znajdują się pod powierzchnią
ziemi,
-naziemne, stosowane w sieci podstawowej i szczegółowej, w których repery znajdują się nad powierzchnią ziemi, a podstawa znaku - na
głębokości większej od głębokości zamarzania gruntu,
-ścienne, stosowane w sieci podstawowej i szczegółowej, którymi są repery osadzane w ścianach budowli gwarantujących dobrą ich
stabilność.
Stabilizacja punktów wysokościowej osnowy pomiarowej:
-w terenach o znacznym zainwestowaniu, punkty pomiarowej osnowy wysokościowej stabilizuje się trwale lub wykorzystuje się istniejącą w
terenie trwałą stabilizację innych punktów,
-do oznakowania punktów pomiarowej osnowy wysokościowej stosuje się paliki drewniane (z wbitym gwoździem), rurki żelazne, bolce lub
trzpienie żelazne (wbite w nawierzchnię), a także oznaczone farbą znaki na trwałych szczegółach terenowych,
-na terenach niezabudowanych, jako reper roboczy może być zastosowany pal drewniany o długości 1m i średnicy 0,1 m, w którego górny
koniec wbity jest gwóźdź, a w dolnej części pala przymocowana jest na zacios poprzeczka drewniana,
jako znaki ścienne stosuje się:
- trzpień lub hak żelazny, kuty, o długości 10–15 cm i średnicy około 1 cm, wbity w ścianę budynku, tak aby wystawał ze ściany na
odległość umożliwiającą pionowe ustawienie łaty,
- nowe formy znaków ściennych, metalowych lub z tworzyw sztucznych, wstrzeliwane bolce, spełniające wymogi dokładności i trwałości w
określonym czasie.
Rodzaje niwelacji:
barometryczna,
trygonometryczna,
geometryczna.
Rozróżniamy niwelację:w przod, ze środka
Ze względu na dokładność pomiarów, rozróżniamy niwelację:
Niweln.precyzyjną,
niwet.n.techniczną- niw.tech.reperów, profilow, powierzchniowa, ciekow i zbiornikó wodnych
Pomiar ukształtowania terenu , w zależności od celu, wykonuje sie metodami: niwelacji siatkowej , profilow i punktow
rozproszonych
Niwelacja siatkowa polega na określeniu metodą niwelacji geometrycznej rzędnych wysokości pikiet, stanowiących wierzchołki
wyznaczonych w terenie regularnych figur geometrycznych oraz pikiet dodatkowych położonych wewnątrz tych figur. Niwelacja profilów
polega na określeniu rzędnych wysokości pikiet usytuowanych wzdłuż osi mierzonego obszaru (profilu podłużnego) i profilów
poprzecznych. Niwelacja punktów rozproszonych polega na określeniu rzędnych wysokości pikiet i punktów sytuacyjnych niwelacją
geometryczną w przód przy równoczesnym wyznaczeniu ich położenia poziomego metodą biegunową.
Pomiary sytuacyjno - wysokościowe
Tachimetrią nazywamy pomiar sytuacyjno – wysokościowy wykonywany metodą biegunową do określenia położenia sytuacyjnego
punktów szczegółowych oraz niwelacji trygonometrycznej do określenia wysokości tych punktów.
Pomiar wykonywany zwykłym teodolitem
Warstwice są to linie krzywe łączące punkty terenu o jednakowej wysokości nad płaszczyzną odniesienia.
Interpolacja warstwic jest to wyznaczenie punktów przecięcia się warstwic z kierunkami spadków terenu, określonymi przez odcinki
łączące pomierzone w terenie punkty wysokościowe.
Formy rzeźby terenu:
a – grzbiety – połączone wzniesienia,
b – pojedyncze wzniesienie,
c – dolina,
d – siodło.
Użytkowanie map warstwicowych
Określenie wysokości punktu położonego między warstwicami
Określenie spadku terenu na odcinku zawartym między warstwicami
Wyznaczenie na mapie linii o określonym spadku
Przekrój terenu na podstawie mapy warstwicowej
Tyczenie w terenie elementów sytuacyjnych i wysokościowych projektu
Usytuowanie w terenie poszczególnych punktów danego obiektu na podstawie poziomej osnowy realizacyjnej można wykonać za
pomocą następujących metod:
biegunowej,
wcięcia w przód – kątowego i liniowego,
współrzędnych prostokątnych odniesionych do elementów osnowy,
przecięć.
Wyznaczanie w terenie punktu o danej wysokości
Tyczenie linii poziomej o określonej wysokości
Tyczenie linii o określonym spadku
Wytyczanie płaszczyzny poziomej o danej wysokości
Wytyczanie płaszczyzny o danym spadku
Obliczanie powierzchni
Metoda analityczna
Metoda graficzna
Metoda mechaniczna
Metoda kombinowana