1

Podstawowa literatura do przedmiotu

Baran L. W.: Teoretyczne podstawy opracowania wyników pomiarów
geodezyjnych.
Warszawa 1999
Geodezja inżynieryjna. Praca zbiorowa. Warszawa 1979
Jagielski A.: Geodezja I. Kraków 2005
Jagielski A.: Geodezja II. Kraków 2003
Jagielski A.: Przewodnik do ćwiczeń z geodezji I. Kraków 2004
Jagielski A.: Ćwiczenia z geodezji II. Kraków 2002
Jasiak A., Lelonkiewicz H., Wójcik M., Wyczałek I.: Przewodnik do ćwiczeń
terenowych
z geodezji. Poznań 1999
Kowalczyk K.: Wybrane zagadnienia z rysunku map. Olsztyn 2004
Lazzarini T.: Geodezja. Geodezyjna osnowa szczegółowa. Warszawa –
Wrocław 1990
Saliszczew K. A.: Kartografia ogólna. Warszawa 1984
Teledetekcja, pozyskiwanie danych. Praca zb. pod red. J. Saneckiego.
Warszawa 2006
Skórczyński A.: Podstawy obliczeń geodezyjnych. Warszawa 1983
Skórczyński A.: Lokalna triangulacja i trilateracja. Warszawa 2004
Skórczyński A.: Poligonizacja. Warszawa 2000
Szymański J.: Instrumentoznawstwo geodezyjne cz. I-III. Warszawa 1972
Werner P.: Wprowadzenie do systemów geoinformacyjnych. Warszawa
2004
Wiśniewski Z.: Rachunek wyrównawczy w geodezji. Olsztyn 2005
Wysocki J.: Geodezja z fotogrametrią dla ochrony środowiska i
budownictwa. Warszawa 2000

2

GEODEZJA – nauką o

Ziemi

Nauki o

Ziemi -

Geodezja

Geografia
Geologia
Geofizyka
Geomorfologia
Oceanologia
Geotechnika
Gleboznawstwo
Ekologia
Hydrologia i inne

Nauki o Ziemi – ich zadaniem jest
gromadzenie, przetwarzanie
i przekazywanie wiedzy o naszej
planecie.

Podstawy teoretyczne geodezji
oparte są na naukach ścisłych, takich
jak: matematyka, fizyka, astronomia,
geografia, informatyka, mechanika i
inne.

3

Geodezja – jedną z najstarszych

dziedzin nauki

Znaleziska archeologiczne – gliniane
tabliczki i opisy
prac pomiarowych w starożytnym Egipcie z
okresu
XX wieku p.n.e. sporządzone na papirusach

Nazwa geodezja, wprowadzona przez
Arystotelesa, pochodzi od słów greckich: geo –
Ziemia i daiso – będę dzielił, co dosłownie
oznacza podział Ziemi, czyli pomiar
i dzielenie na mniejsze fragmenty posiadłości
ziemskich.

Także obecnie podziały nieruchomości stanowią
jedno
z ważniejszych zadań geodezyjnych.

Wraz z rozwojem cywilizacji oraz nowymi odkryciami
geograficznymi zadania geodezji ulegały
stopniowemu poszerzeniu: sporządzano mapy nowych
terenów, wyznaczano kształt i wielkość całej Ziemi.

4

Współczesna definicja geodezji

Geodezja jako nauka i dziedzina techniki zajmuje się
uzyskiwaniem informacji
o elementach środowiska geograficznego, kształcie i wymiarach
części lub całości powierzchni Ziemi oraz określaniem na niej
położenia wybranych obiektów, jak również zastosowaniem
wyników tych opracowań do rozwiązywania różnych zagadnień o
charakterze badawczym i projektowym lub gospodarczym
związanych z wieloma dyscyplinami nauki, planowania, inżynierii
i gospodarki.

Zadania geodezji:

1.

Badanie kształtu, rozmiarów Ziemi oraz stanu i zmian
środowiska geograficznego.

2.

Sporządzenie modelu matematycznego i mechanicznego bryły
ziemskiej.

3.

Dostarczanie danych dla systemów informacji przestrzennej.

4.

Wykorzystanie informacji o terenie dostarczanych poprzez
pomiary i dokumentację geodezyjną dla potrzeb ochrony
środowiska oraz sporządzania różnych projektów i planowania
przestrzennego.

5.

Gospodarka nieruchomościami i ustalanie ich granic dla celów
prawnych i rozliczeń finansowych.

6.

Przenoszenie projektów i planów w teren podczas pomiarów
realizacyjnych, badanie za pomocą techniki geodezyjnej budowli
i urządzeń technicznych.

7.

Sporządzanie i gromadzenie dokumentacji geodezyjnej w celach
archiwalnych i użytkowych oraz jej udostępnianie
zainteresowanym instytucjom i osobom fizycznym.

5

Podstawowe czynności zawodowe

geodetów

Do zakresu podstawowych czynności zawodowych
geodetów należą:

- prace polowe (terenowe) realizowane podczas
różnorodnych pomiarów
i wywiadów;

- prace kameralne (biurowe) obejmujące: obliczenia i
sporządzanie map,
szkiców, rysunków, dokumentacji opisowej, protokołów,
rejestrów itp.

Do prac geodezyjnych zalicza się (

Ustawa – Prawo geodezyjne i

kartograficzne

):

- projektowanie i wykonywanie pomiarów geodezyjnych,

- dokonywanie obliczeń,

- sporządzanie dokumentacji geodezyjnej,

- zakładanie i aktualizacja baz danych,

- sporządzanie zdjęć, pomiary i opracowania
fotogrametryczne,
grawimetryczne, magnetyczne i astronomiczne związane z
realizacją zadań
z dziedziny geodezji i kartografii oraz krajowego systemu
informacji
o tereni (SIT)

6

Działy geodezji

Geodezja ogólna

– (d. geodezja niższa lub miernictwo) zajmuje się pomiarami i

sporządzaniem wielkoskalowych map małych obszarów, które można odnosić do
płaszczyzny, bez konieczności uwzględniania krzywizny Ziemi.

Geodezja wyższa

– zajmuje się badaniem kształtu i wymiarów Ziemi i pomiarami

znacznych jej obszarów z uwzględnieniem krzywizny powierzchni, do której odnosi się
pomiary.

Kartografia

– jest nauką o mapach, metodach ich sporządzania i sposobach

wykorzystania.

Topografia

– zajmuje się wykonywaniem map ogólnogeograficznych w skalach 1:5000,

1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000 sporządzonych w oparciu o opracowania
wielkoskalowe lub odrębną technikę pomiarową.

Fotogrametria

– zajmuje się techniką wykonywania, opracowaniem i wykorzystaniem

zdjęć naziemnych, lotniczych i satelitarnych dla celów pomiarowych oraz
kartograficznych.

Instrumentoznawstwo geodezyjne

– zajmuje się konstrukcją, badaniem,

użytkowaniem i konserwacją przyrządów geodezyjnych.

Rachunek wyrównawczy

– zajmuje się metodami obliczeń geodezyjnych,

wyrównaniem wyników pomiarów i szukanych wielkości w celu określenia ich najbardziej
prawdopodobnych wartości liczbowych, oceną dokładności pomiarów i wielkości
wyrównanych, optymalizacją prac geodezyjnych.

Geodezja gospodarcza

– obejmuje szeroki zakres zastosowań metod geodezyjnych w

takich dziedzinach gospodarki jak: administracja, przemysł, komunikacja, rolnictwo,
leśnictwo, górnictwo, koleje. Wyróżniamy geodezję: inżynieryjno-przemysłową, urządzeń
rolnych, leśną, górniczą, kolejową.

Astronomia geodezyjna

– zajmuje się określaniem położenia punktów i orientacją

kierunków na powierzchni Ziemi za pomocą obserwacji ciał niebieskich.

Geodezja dynamiczna

– zajmuje się wyznaczaniem kształtu i położenia

przestrzennego geoidy w oparciu o pomiary grawimetryczne, których celem jest badanie
przyspieszenia i potencjału siły ciężkości w różnych punktach powierzchni Ziemi.

7

Zidentyfikowanie powierzchni odniesienia, czyli

elipsoidy, polega na przyjęciu odpowiednich

wymiarów tej elipsoidy (długości większej i

mniejszej półosi) oraz zorientowaniu tej

elipsoidy względem bryły ziemskiej.

Jeśli informacje odniesione do elipsoidy chcemy

zobrazować na powierzchni znacznie prostszej,

jak kula lub płaszczyzna, to takie

przekształcenie nazywa się odwzorowaniem.

Przyjęcie elipsoidy odniesienia jest ściśle

związane ze szczegółową znajomością geoidy.

8

Geoida jest powierzchnią ciągłą, jej kształt w

ogólności zbliżony do elipsoidy obrotowej

spłaszczonej na biegunach jest zależny od

rozmieszczenia mas w bryle ziemskiej i dlatego

jej zidentyfikowanie za pomocą funkcji

matematycznej jest niemożliwe. Wobec tego za

powierzchnię odniesienia przyjmuje się taką

elipsoidę obrotową, której wymiary są bardzo

zbliżone do wymiarów geoidy, a jej zorientowanie

względem geoidy pozwala na uzyskanie

minimalnych odstępów między tymi dwiema

powierzchniami.

9

Elipsoida obrotowa, której mała oś pokrywa się

z osią obrotu Ziemi, nazywa się elipsoidą

ziemską.

Parametry elipsoidy Krasowskiego

duża półoś a=6 378 245,000m

mała półoś b=6 356 863, 0188m

spłaszczenie p= =0,003 352 329 869

a

b

a

10

Układy współrzędnych

przyjmuje się w celu wyznaczania położeń

punktów na przyjętej powierzchni odniesienia.

Najczęściej stosowane są:

- układy współrzędnych geograficznych, które

dzielą się na: astronomiczne (,) i geodezyjne

(B,L)

- układ współrzędnych sferycznych biegunowych

(r, ,)

- układ współrzędnych

przestrzennych (x,y,z)

11

Współrzędne astronomiczne związane są z osią

obrotu Ziemi i linią pionu.

Współrzędne astronomiczne podlegają redukcji na geoidę,

redukcja ta polega na wprowadzeniu do współrzędnych

wyznaczonych z pomiarów astronomicznych poprawek ze

względu na ruchy bieguna i wpływ zakrzywienia linii pionu.

Zredukowane współrzędne przeniesione z geoidy na elipsoidę
odniesienia przez rzutowanie wzdłuż normalnych do elipsoidy

obrotowej dają w ostateczności współrzędne geograficzne

geodezyjne B,L.



południk zerowy
Greenwich

południk miejsca
obserwacji

st

yc

zn

a

do

l.

p

io

nu

l.pionu

B

B

południk zerowy
Greenwich

południk miejsca
obserwacji

no

rm

al

na

d

o

el

ip

so

id

y

równik

x

y

z

Układ współrzędnych geograficznych

astronomicznych ,

Układ współrzędnych geograficznych

geodezyjnych B,L

O

L

B

eli

ps

oi

da

ge

oi

da

Zależność pomiędzy współrzędnymi astronomicznymi

a współrzędnymi geodezyjnymi

B=-

L=-sec

12

Szerokość geograficzna geodezyjna B punktu P to

kąt B, jaki tworzy normalna do elipsoidy

obrotowej (w punkcie rzutu punktu P na

powierzchnię elipsoidy) z płaszczyzną równika.

Długość geograficzna geodezyjna L to kąt

dwuścienny zawarty pomiędzy południkiem

zerowym a południkiem zawierającym punkt P.

Płaszczyzna południka geodezyjnego zawiera

normalną do elipsoidy w punkcie P i przechodzi

przez oś obrotu elipsoidy.

13

Układ współrzędnych sferycznych biegunowych

jest układem geocentrycznym. Oś z pokrywa się z

osią obrotu elipsoidy, płaszczyzna x,y jest

płaszczyzną równika, oś Ox leży w południku

przyjętym za zerowy. Kąt  jest szerokością

geocentryczną.

x

y

z

r

P

P`





Układ współrzędnych sferycznych biegunowych r, , , oraz

układ współrzędnych przestrzennych prostokątnych x,y,z.

14

Układ współrzędnych przestrzennych x,y,z jest

również układem geocentrycznym. Osie są

zdefiniowane tak samo, jak w układzie

współrzędnych biegunowych. Położenie punktu P

jest zdefiniowane przez podanie trzech

współrzędnych x

P

,y

P

,z

P

.

W wymienionych układach rozwiązuje się

zagadnienia związane z dużymi obszarami, na

przykład dla obszaru całego kraju lub kontynentu.

15

Odwzorowania

W związku z tym, iż nie istnieje układ

współrzędnych płaskich, w którym można

wiernie przedstawić wzajemne położenie

zbioru punktów określonych na elipsoidzie lub

na kuli powstało zagadnienie wybrania

odpowiedniego odwzorowania, czyli sposobu

przekształcenia współrzędnych punktów z

elipsoidy na współrzędne płaskie

odpowiadających im punktów na płaszczyźnie.

16

Odwzorowanie pozwala na przeliczenie współrzędnych z

jednego układu na inny układ oraz obliczenie poprawek

odwzorowawczych do elementów geometrycznych

określonych w pierwszym układzie, aby otrzymać

odpowiadające im elementy w drugim układzie.

Wyróżniamy następujące grupy odwzorowań kartograficznych:

-płaszczyznowe (azymutalne);

-walcowe;

-stożkowe;

-umowne (konwencjonalne, dowolne).

17

Odwzorowania płaszczyznowe powstają poprzez

bezpośrednie odtwarzanie (rzutowanie) oryginału
na przyłożonej płaszczyźnie.

W odwzorowaniu walcowym obraz oryginału
odtwarzany
jest na pobocznicy walca, którą następnie
rozwija się na płaszczyznę.

18

W odwzorowaniu stożkowym za powierzchnię pomocniczą,

na której odtwarza się oryginał, służy pobocznica stożka,
którą następnie rozwija się na płaszczyznę.

Odwzorowania umowne obejmują wszystkie inne powierzchnie
pomocnicze służące do odtwarzania obrazu oryginału, oprócz
trzech wcześniej wymienionych.

19

Do opracowania map topograficznych

terenów naszego kraju były stosowane

następujące odwzorowania kartograficzne:

-odwzorowanie wielościenne (rzut);
-odwzorowanie quasi-

stereograficzne;

-odwzorowanie Gaussa-Krugera.