1. Mapa.

Definicja i rodzaje mapy.

Mapa: przedstawienie obrazu dowolnej części lub całości obszaru Ziemi i istniejących na niej zjawisk.

Rodzaje map:

Według klasyfikacji (1978 r.) mapy geograficzne (skale: 1:250 1:500 000) dzielą się na:

• mapy ogólnogeograficzne (1:5 000 1:500 000):

• topograficzne wielkoskalowe (do 1:10 000)

• topograficzne średnioskalowe (1:10 000 1:50 000)

• topograficzne małoskalowe (1:50 000 1:500 000)

• mapy tematyczne (1:250 1:500 000):

• społeczno-gospodarcze: mapa zasadnicza, podstawowego zagospodarowania terenu, uzbrojenia terenu, komunikacji, gospodarki mieszkaniowej, przemysłu, rolnictwa, usług, swobody dyspozycyjności terenu, demograficzne, wybranych elementów socjalno-bytowych, patologii społecznej;

• przyrodnicze: geologiczne, rzeźby terenu, hydrograficzne, klimatu, glebowe, szaty roślinnej, świata zwierzęcego, zagrożenia środowiska, ochrony środowiska

Rozróżniamy też: - mapy sytuacyjne

- mapy wysokościowe

- mapy sytuacyjno-wysokościowe (najczęstsze)

Mapy katastralne: tylko sytuacyjne, sporządzane dla celów własnościowych.

Mapa zasadnicza: mapa gospodarcza sytuacyjno-wysokościowa, sporządzana bezpośrednio na podstawie pomiarów, w skalach: - dla miast: 1:1000 (czasem 1:500 a nawet 1:250); - dla miasteczek i wsi: 1:2000 (rzadziej 1:1000); dla obszarów rolnych i leśnych: 1:5000 (czasem 1:2000).

Mapa numeryczna (komputerowa): wielowarstwowa, tematyczna baza danych o charakterze geometrycznym oraz opisowym, zapisanych w postaci numerycznej, zawierająca możliwie pełną tekstowo-graficzną informację o wszelkich obiektach, występujących na powierzchni (dla map górniczych: o obiektach pod ziemią oraz o istotnych zjawiskach związanych z prowadzoną eksploatacją złoża). Powinna zawierać: wizualizację wybranego fragmentu, programy wspomagające pracę geodety, programy aktualizacji i edycji bazy danych oraz zabezpieczenie przed przypadkową lub celową ingerencją w jej zawartość. Sporządza się je przede wszystkim w środowiskach AutoCAD, MICROSTATION. Dane wprowadza się przez digitalizację, skanowanie, programy umożliwiające wykorzystanie danych pomiarowych (pliki z rejestratorów polowych).

Cechy mapy:

1. Matematycznie wyrażony sposób odwzorowania na płaszczyznę przedmiotów sytuacyjnych i rzeźby terenu.

2. Określony matematycznie układ współrzędnych.

3. Przyjęta skala mapy.

4. Sposób przedstawienia treści mapy za pomocą znaków umownych i opisów informacyjnych.

5. Stopień generalizacji szczegółów terenowych.

1. Etapy wykonywania mapy.

1. Wywiad terenowy.

2. Odszukanie względnie założenie osnowy geodezyjnej.

3. Pomiar osnowy.

4. Pomiar szczegółów sytuacyjnych.

5. Kartowanie mapy.

1. Godło mapy – ciąg liczb i liter, który wraz z nazwą arkusza mapy są podstawową jednostką nomenklatury map, pozwalając na jednoznaczne ustalenie jego położenia geograficznego i ułożenia względem sąsiednich arkuszy. Godłem może być:

• numer porządkowy w przyjętym systemie numeracji, odrębnej dla każdej ze skal

• współrzędne geograficzne lub prostokątne wybranego (najczęściej lewego dolnego) rogu danego arkusza

• oznaczenie pasa i słupa, w przecięciu których położony jest arkusz wyjściowy

1. Powierzchnie odniesienia

Bryła ziemska: kształt nieregularny, który można przybliżać przy pomocy brył geometrycznych.

Geoida: powierzchnia równego potencjału siły ciężkości. Jest powierzchnią fizyczną, a nie matematyczną (nie jest wyznaczalna matematycznie).

Elipsoida obrotowa: przybliżenie kształtu bryły ziemskiej. Według badań satelitarnych ma wymiary (tzw. elipsoida GRS-80 - Geodetic Reference System 1980, zaakceptowany w krajach zachodnich):

a (półoś duża, promień równikowy) = 6 378 137

b (mała półoś) =

f (spłaszczenie geometryczne) = 298.257222101^-1 5x10^-6

W Polsce obowiązuje dotąd elipsoida Krasowskiego o wymiarach:

a =

b =

f = 298.3^-1

Kula: przybliżenie dla mniejszych obszarów; promień kuli:

R = √ a.a.b ≈

Płaszczyzna (styczna do kuli lub elipsoidy w środku obszaru): może być stosowana jako przybliżenie powierzchni Ziemi dla niewielkich obszarów.

Przyjmuje się następujące zasady stosowania powierzchni odniesienia:

• powierzchnia: dla obszaru do 80 km² (średnia gmina, małe i średnie miasto),

• kula: dla obszaru od 50 km² do 15 000 km² (większa gmina, duże miasto, rejon, województwo),

• elipsoida: dla obszaru powyżej 15 000 km² (część kraju, cały kraj).

1. Odwzorowania kartograficzne – określone matematycznie sposoby przedstawiania na płaszczyźnie powierzchni Ziemi lub innego ciała niebieskiego.

Podstawowe rodzaje odwzorowań:

• płaszczyznowe

• walcowe

• stożkowe

• normalne (biegunowe)

• poprzeczne (równikowe)

• ukośne (horyzontalne)

1. Układy współrzędnych w geodezji.

Rodzaje układów:

1. Układ współrzędnych geograficznych: szerokość geograficzna ϕ i długość geograficzna λ. oraz geodezyjnych (B, L):

2. Układ współrzędnych prostokątnych przestrzennych: X, Y, Z.

3. Układ współrzędnych prostokątnych płaskich: X, Y.

4. Układ współrzędnych biegunowych: promień wodzący d, kąt nachylenia promienia wodzącego względem płaszczyzny poziomej γ, kąt między kierunkiem początkowym a rzutem promienia wodzącego na płaszczyznę β (mierzony zgodnie z ruchem wskazówek zegara).

1. Osnowa geodezyjna.

Osnowa geodezyjna: zbiór punktów fizycznych, dla których wyznaczono współrzędne względem przyjętego układu odniesienia, na podstawie pomierzonych między tymi punktami zależności geometrycznych (kątów, kierunków, długości, różnic wysokości).

Rodzaje osnów:

- ze względu na rodzaj punktów:

A. Osnowa pozioma

B. Osnowa wysokościowa.

- ze względu na zasięg, przeznaczenie i charakter konstrukcji geometrycznej osnowy poziome i wysokościowe obejmują następujące rodzaje:

1. Osnowa podstawowa - przeznaczona do badania kształtu i rozmiarów Ziemi oraz nawiązania osnów szczegółowych. Osnowa podstawowa pozioma obejmuje I klasę punktów. Osnowa podstawowa wysokościowa obejmuje I i II klasę

2. Osnowa szczegółowa - podstawa do nawiązania i wyrównania osnów pomiarowych oraz do nawiązania zdjęć fotogrametrycznych i numerycznych modeli terenu, w państwowym układzie współrzędnych płaskich i wysokościowych. Osnowa szczegółowa pozioma obejmuje II i III klasę. Osnowa szczegółowa wysokościowa obejmuje III i IV

3. Osnowa pomiarowa - baza dla pomiarów sytuacyjnych, rzeźby terenu i pomiarów inżynieryjno-gospodarczych. Osnowa pomiarowa pozioma nie dzieli się na klasy. Osnowa pomiarowa wysokościowa obejmuje V

- ze względu na sposób geometrycznej konstrukcji sieci osnowę poziomą możemy podzielić na:

1. triangulację,

2. poligonizację.

1. Triangulacja.

Triangulacja: rodzaj poziomej osnowy geodezyjnej, w której wyznacza się współrzędne zastabilizowanych (utrwalonych) w terenie punktów, tworzących układ trójkątów. W trójkątach mierzy się kąty i wybrane długości boków.

Wybór miejsc dla punktów triangulacyjnych:- nie powinny być narażone na zniszczenie,

- dobrze widoczne z punktów sąsiednich.

Sposób stabilizacji punktów: trwały; dwa centrycznie osadzone znaki (podziemny i naziemny), poboczniki w odległości około od punktu na linii północ - południe (utrwalenie wieloznakowe); sporządzenie opisu topograficznego.

Wizualizacja punktów podczas pomiaru: - tyczki lub statywy z sygnałem,

- przenośne sygnały triangulacyjne,

- wieże triangulacyjne.

1. Poligonizacja

Poligonizacja: rodzaj poziomej osnowy geodezyjnej, w której wyznacza się współrzędne punktów zastabilizowanych w terenie w postaci ciągów (linii łamanych); pomiędzy sąsiednimi punktami (odległymi od siebie o 50 ) mierzy się kąty i długości.

Zakładanie sieci poligonizacji (zasady wyboru miejsca dla punktów):

• liczba punktów: 1 punkt ciągu głównego na 3 terenu (w zależności od kategorii terenu)

• punkty obiera się w miejscach nie narażonych na zniszczenie

• wzajemna widoczność sąsiednich punktów (widoczne dolne części tyczek)

• boki winny przechodzić po terenie dogodnym do pomiaru odległości

• długości boków: zawarte w granicach 80 , w ciągach sytuacyjnych: 50

• stosunek boków przyległych nie powinien przekraczać 1:3, w ciągach sytuacyjnych 1:4

• ciąg poligonowy zbliżony do prostej (w miarę możliwości)

• długość ciągu głównego nie większa niż (wyjątkowo: 3.5 , w zależności od klasy); maksymalna długość ciągów sytuacyjnych - 1.2 (z możliwością wydłużenia do 50%)

• nawiązanie: do triangulacji lub poligonizacji precyzyjnej; dla obszarów wiejskich oraz rolno-leśnych - możliwa jest sieć niezależna lub nawiązana jednopunktowo z orientacją.

Stabilizacja punktów: punkty ciągów głównych i niektóre punkty ciągów sytuacyjnych - jako trwałe, centrycznie osadzone znaki podziemne i naziemne; pozostałe punkty - jako mniej trwałe, na okres pomiaru (paliki drewniane, rurki drenarskie lub żelazne itp.).

1. Budowa teodolitu, metody pomiaru kątów.

Teodolit - podstawowy obecnie przyrząd służący do pomiaru kątów poziomych (i zwykle również pionowych). Zasadnicze części teodolitu:

1. spodarka, umożliwiająca poziomowanie i centrowanie teodolitu nad (lub pod) punktem (zwykle przy pomocy śrub ustawczych) oraz połączenie go ze statywem;

2. limbus (koło poziome), pozwalające na odczytywanie wartości pomierzonych kątów poziomych;

3. alidada, na której umieszczona jest luneta, libela (lub libele) do poziomowania instrumentu, koło pionowe (limbus) do pomiaru kątów pionowych, urządzenia odczytowe.

Metody pomiaru kąta:

Metoda pomiaru pojedynczego kąta (kątowa):

- centrowanie i poziomowanie instrumentu; - wycelowanie na punkt lewy;- wykonanie odczytu (w instrumentach elektronicznych: rejestracja kierunku);- wycelowanie na punkt prawy (przy zwolnionym sprzęgu limbusa z alidadą); - wykonanie (lub rejestracja) odczytu; - przerzucenie lunety o 180^o („przez zenit”); - powtórzenie pomiaru w odwrotnym kierunku (najpierw na punkt prawy, potem na lewy); - zakończenie serii; - ewentualne powtórzenie całej serii.

Metoda kierunkowa:

- centrowanie i poziomowanie instrumentu; - wybór kierunku początkowego; - wycelowanie na punkt początkowy; - odczyt lub rejestracja wartości kierunku;- kolejne celowania i odczyty na następne punkty; - ponowne wycelowanie i odczyt na punkcie początkowym; -przerzut lunety przez zenit; - celowanie i odczyty wszystkich punktów od punktu początkowego w przeciwnym kierunku; - celowanie i odczyt na punkt początkowy; - zakończenie serii; - ewentualne powtórzenie serii.

Metoda repetycyjna

- centrowanie i poziomowanie instrumentu; - wycelowanie na punkt lewy;- dokładny odczyt na punkt lewy;- wycelowanie na punkt prawy przy zwolnionym sprzęgu alidady z limbusem; - wykonanie przybliżonego odczytu; - sprzęgnięcie alidady z limbusem (odczyt pozostaje niezmienny); - wycelowanie na punkt lewy (bez odczytu); -zwolnienie sprzęgu alidady z limbusem; - wycelowanie na punkt prawy; - dokładny odczyt.

1. Metody pomiaru odległości.

Metody pomiaru:

- bezpośrednie (przy pomocy przymiarów)

- pośrednie, w tym za pomocą konstrukcji geometrycznych,

- paralaktyczne, za pomocą dalmierzy optycznych, za pomocą dalmierzy elektromagnetycznych.

Pomiar przy pomocy przymiarów polega na kolejnym odkładaniu przymiaru na całą długość wzdłuż mierzonej odległości (w zasadzie - w położeniu poziomym), liczeniu liczby odłożeń i odczytaniu na przymiarze wielkości odcinka ostatniego.

Pomiar za pomocą konstrukcji geometrycznych (wcięcie wstecz, zagadnienie Hansena)

Pomiar paralaktyczny: pomiar kąta (ε) lub bazy (b) odciętej przez ramiona stałego kąta:

Dalmierze optyczne: przeważnie wykorzystują zasadę pomiaru paralaktycznego z różnymi modyfikacjami, zwiększającymi dokładność pomiaru. Bardziej znane konstrukcje:

Dalmierze elektromagnetyczne: wypierają obecnie zarówno przymiary, jak i dalmierze optyczne.

1. Kolejność wyrównania ciągu poligonowego (metoda przybliżona):

1. Dane: pomierzone kąty, długości, azymut (kąt kierunkowy) jednego lub kilku boków, współrzędne jednego lub kilku punktów.

2. Obliczenie sumy praktycznej kątów w ciągu poligonowym; obliczenie sumy teoretycznej; obliczenie odchyłki kątowej jako różnicy między sumą praktyczną i teoretyczną.

3. Rozrzucenie odchyłki kątowej (ze znakiem przeciwnym) równomiernie na wszystkie zmierzone kąty. Sprawdzenie dopuszczalności odchyłki kątowej z przepisami instrukcji.

4. Obliczenie azymutów (kątów kierunkowych) poszczególnych boków przy pomocy wyrównanych (poprawionych) kątów.

5. Obliczenie sinusów i cosinusów azymutów (kątów kierunkowych) poszczególnych boków.

6. Obliczenie przyrostów współrzędnych ΔY i ΔX.

7. Obliczenie sumy praktycznej i sumy teoretycznej przyrostów współrzędnych ΔY i ΔX.

8. Obliczenie odchyłek przyrostów współrzędnych jako różnicy między sumą praktyczną i teoretyczną. Obliczenie odchyłki liniowej i sprawdzenie jej dopuszczalności według instrukcji.

9. Rozrzucenie odchyłek przyrostów współrzędnych proporcjonalnie do długości boków.

10. Obliczenie współrzędnych punktów ciągu przy pomocy poprawionych (wyrównanych) przyrostów.

1. Szczegóły sytuacyjne: pojęcie, podział.

Szczegół sytuacyjny lub szczegół terenowy – każdy element terenu (powierzchni Ziemi), budowlany lub naturalny (również sztucznie ukształtowana forma terenu), będący przedmiotem pomiaru w pracach geodezyjnych podczas wykonywania pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych.

Rodzaje szczegółów sytuacyjnych:

Ze względu na dokładność pomiaru dzieli się szczegóły sytuacyjne na trzy grupy:

• przedmioty o wyraźnych konturach, zachowujące niezmienność wieloletnią

• przedmioty o mniej wyraźnych i mniej trwałych przedmioty o niewyraźnych obrysach lub o małym znaczeniu

1. Metody pomiaru szczegółów sytuacyjnych:

- bezpośrednie

- pośrednie (fotogrametryczne i stolikowe)

Bezpośrednie metody pomiaru szczegółów sytuacyjnych:

1. Metoda ortogonalna (rzędnych i odciętych): stosowana powszechnie zwłaszcza przy dużej liczbie szczegółów i wymaganej dużej dokładności (miasta, zakłady przemysłowe). Polega na rzutowaniu szczegółów za pomocą węgielnicy na taśmę, rozciągniętą wzdłuż linii pomiarowej (pomiędzy dwoma punktami osnowy), odczytywaniu na taśmie wartości odciętych i domiarze po prostopadłej wartości rzędnych do punktów.

2. Metoda biegunowa: polega na pomiarze odległości do szczegółu od punktu osnowy oraz kąta między bokiem osnowy a tą odległością.

Można się spotkać z innymi metodami zdjęcia szczegółów, rzadziej stosowanymi:

3. Metoda przedłużeń: mierzony obiekt winien znajdować się między liniami osnowy geodezyjnej. Boki obiektu (np. ściany budynku) przedłuża się do przecięcia z liniami osnowy, mierząc powstałe w ten sposób odcinki.

4. Metoda wcięć kątowych: dla określenia położenia szczegółu mierzy się z dwóch punktów osnowy kąty (kierunki) od linii osnowy do zdejmowanego szczegółu.

5. Metoda wcięć liniowych: mierzy się odległości od dwóch znanych punktów osnowy do danego szczegółu.

1. Osnowa wysokościowa

Sieci niwelacyjne: sieci punktów o wyznaczonych wysokościach nad przyjętym poziomem odniesienia (reperów). Wysokościowa osnowa podstawowa (mierzona metodą niwelacji precyzyjnej) obejmuje dwie klasy, szczegółowa (pomiar niwelacją techniczną) dalsze dwie III i IV; osnowa pomiarowa (mierzona niwelacją techniczną lub trygonometryczną) obejmuje klasę V.

1. Niwelacja geometryczna

Niwelacja: wyznaczanie odległości punktów od przyjętego poziomu odniesienia.

Metody niwelacji:

1. Niwelacja geometryczna - polega na wyznaczaniu różnicy wysokości między punktami za pomocą niwelatora. Po spoziomowaniu lunety niwelatora wykonuje się odczyt na łacie niwelacyjnej stojącej na punkcie wstecznym (O_w), następnie obraca się lunetę w stronę punktu przedniego i po spoziomowaniu wykonuje się odczyt w przód.

Dzielimy ją na:

• niwelację precyzyjną

• niwelację techniczną

Metody pomiaru:

• niwelacja ze środka (niwelator w środku pomiędzy dwoma reperami lub łatami); wolna od błędów instrumentu;

• niwelacja z końca lub w bok; konieczność rektyfikacji instrumentu przed pomiarem.

1. Niwelacja trygonometryczna.

Niwelacja trygonometryczna - polega na pomiarze kąta pionowego (kąt między poziomem wyznaczonym przez libelę i kierunkiem na wyznaczany punkt) oraz odległości do punktu.

Przyrządy: teodolit z kołem pionowym.

Warunek: przy pionowej osi instrumentu i poziomej osi celowej, odczyty koła pionowego winny wynosić 100^g - 300^g (90^o - 270^o) (eliminacja błędu indeksu).

Metoda pomiaru: na jednym z końców odcinka, dla którego wyznacza się różnicę wysokości, ustawia się teodolit (punkt A), na drugim (punkt C) - sygnał (łatę, tarczę na statywie itp.). Po wycelowaniu lunety teodolitu na sygnał wykonuje się odczyt koła poziomego (ϕ); czynność powtarza się w drugim położeniu lunety. Mierzy się dodatkowo wysokość osi celowej nad punktem (i) oraz wysokość sygnału nad punktem (c). Należy znać lub pomierzyć odległość poziomą między punktami (l).

1. Szczegóły wysokościowe: podział, metody pomiaru.

Rodzaje szczegółów wysokościowych: punkty załamania powierzchni terenu, formy rzeźby terenu: skarpy, wąwozy, nasypy, wykopy i inne.

Metody pomiaru:

1. Niwelacja siatkowa: przy niewielkich spadkach terenu

2. Niwelacja punktów rozproszonych: dla terenów o nieregularnej rzeźbie

3. Niwelacja przekrojów podłużnych i poprzecznych: stosowana zwłaszcza dla określania przebiegu tras (dróg, kolei itp.).

1. Tachimetria: zasady pomiaru i obliczeń.

Pomiary sytuacyjno-wysokościowe.

Pomiary te prowadzi się w celu opracowania mapy sytuacyjno-wysokościowej. Są to najczęstsze pomiary geodezyjne.

Metody pomiarów sytuacyjno-wysokościowych: 1) tachimetria

2) pomiary stolikowe (przestarzałe).

Tachimetria: Metoda pozwalająca na szybkie wyznaczenie położenia szczegółu sytuacyjnego lub wysokościowego (metodą biegunową, przez pomiar kąta i odległości) oraz jego wysokości (metodą niwelacji trygonometrycznej).

Zasada pomiaru i obliczeń:

Po założeniu, pomierzeniu i obliczeniu osnowy tachimetrycznej umieszcza się przyrząd (teodolit, tachimetr) na punkcie osnowy. Po spoziomowaniu i scentrowaniu celuje się na sąsiedni punkt osnowy odczytem równym 0^o lub 0^g. Następnie celuje się na sygnały (łaty, lustra) stawiane w poszczególnych szczegółach sytuacyjnych lub wysokościowych (tzw. pikietach). Wykonuje się odczyt (względnie rejestrację automatyczną) kąta poziomego (zawsze w jednym położeniu lunety), odległości (również mierzonej jednokrotnie) oraz różnicy wysokości w stosunku do osi celowej (przez pomiar kąta lub odczyt bezpośredni). Wraz z prowadzeniem obserwacji sporządza się szkic pomiarowy, zaznaczając położenie i numery poszczególnych pikiet oraz sposoby ich łączenia w szczegóły sytuacyjne. Zasięg obserwacji z danego stanowiska nie powinien przekraczać .

1. Przyrządy stosowane do tachimetrii.

• Tachimetry kreskowe

• Tachimetry autoredukcyjne

• Tachimetry elektroniczne

1. Kolejność czynności przy kartowaniu mapy

Kolejność kartowania:

1. Naniesienie siatki kwadratów i ramki mapy.

2. Naniesienie punktów osnowy geodezyjnej.

3. Kartowanie szczegółów sytuacyjnych.

4. Interpolacja warstwic.

5. Wykreślenie mapy.

6. Pomiar powierzchni.

1. Czynności przy orientacji sytuacyjnej kopalń.

Orientacja kopalń

Orientacją poziomą kopalń nazywa się zespół czynności geodezyjnych, mających na celu określenie azymutu co najmniej jednego boku i współrzędnych co najmniej jednego punktu w geodezyjnego w kopalni, w układzie współrzędnych obowiązującym na powierzchni. W skład tych czynności wchodzą:

• pionowanie (przeniesienie współrzędnych punktu z powierzchni do kopalni),

• przeniesienie kierunku (azymutu) z powierzchni do kopalni,

• nawiązanie (połączenie przenoszonych elementów z siecią geodezyjną na powierzchni i w kopalni).

Orientacją wysokościową kopalni nazywa się zespół czynności geodezyjnych, polegających na określeniu wysokości przynajmniej jednego punktu w kopalni w układzie współrzędnych wysokościowych, obowiązującym na powierzchni.

1. Metody pionowania przy orientacji kopalń.

Pionowanie

Metody pionowania:

Pionowanie mechaniczne polega na: opuszczeniu do kopalni przez szyb pionu mechanicznego obciążonego na dole ciężarem stłumieniu, wahań pionu wywołanego ruchem powietrza w szybie, kapiącą wodą itp., obserwacji stłumionych wahań pionu na skalach umieszczonych za pionem w celu wyznaczenia miejsca spoczynku pionu, wprowadzeniu pionu na miejsce spoczynku.

Wyróżnia się pionowanie:

• jednociężarowe (przyłożony zostaje jeden tylko ciężar); w zależności od sposobu obserwacji wahań można tu wyróżnić:

- obserwacje na skalach zewnętrznych,

- obserwacje na skali wewnętrznej (w obiektywie teodolitu)

- obserwacje bez skali (kątowe)

• wielociężarowe (dwu- lub trójciężarowe):

• Pionowanie optyczne: stosuje się pionowniki optyczne (TELIM, NL) lub laserowe (ZNL z okularem laserowym

1. Metody przeniesienia kierunku przy orientacji kopalń.

Metody przeniesienia kierunku:

• Pośrednie: przez zawieszenie w szybie dwóch pionów mechanicznych

• Bezpośrednie:

• równoległe (przez zastosowanie różnych technik optycznych),

• magnetyczne,

giroskopowe, polegające na wykorzystaniu zjawiska giroskopowego,

Metoda giroskopowa wykorzystuje przyrządy, zwane giroteodolitami (połączenie teodolitu z giroskopem - ciałem sztywnym w postaci bryły obrotowej, wirującym z dużą prędkością kątową wokół osi symetrii, zachowującym niezmienne położenie kierunku osi obrotu; ograniczenie jednego stopnia swobody ruchu giroskopu powoduje, że jego oś ustawia się w płaszczyźnie południka).

1. Metody wysokościowej orientacji kopalń

Orientacja wysokościowa (pomiar głębokości szybu)

Metody pomiaru:

• Przez zastosowanie specjalnej taśmy szybowej, o długości kilkuset metrów (, ), z podziałem co . Taśmę zawiesza się w szybie; na powierzchni oraz na orientowanych poziomach przywiesza się do otworów oznaczających całkowite metry specjalne przykładki z podziałem milimetrowym. Taśmę traktuje się jako długą łatę, postawioną w szybie; wykonuje się odczyty na taśmie i na łatach, znajdujących się na reperach przyszybowych. Do długości taśmy wprowadza się poprawki ze względu na:

• zmianę długości taśmy wskutek temperatury w szybie,

• wydłużenie taśmy ze względu na przyłożony ciężar (),

• wydłużenie taśmy pod wpływem własnego ciężaru,

• komparację taśmy (porównanie odczytów metrowych z taśmy ze wzorcem).

Orientacja wysokościowa za pomocą taśmy głębinowej („pomiar głębokości szybu”)

• Przez zastosowanie innych przymiarów, zawieszonych w szybie (taśm mierniczych, łączonych ze sobą, drutów) - rzadko stosowane.

• Przez pomiar dalmierzem elektromagnetycznym - stosowane obecnie na mniejszych głębokościach.

1. Osnowa sytuacyjna w kopalni podziemnej

Osnowa pomiarowa

Osnowa poligonowa: tworzą ją punkty osnowy podstawowej i szczegółowej, utrwalone z reguły w stropie wyrobisk (w skale lub w obudowie) w postaci kołków lub klamer.

Osnowę wysokościową tworzą repery, zastabilizowane w stropie i ociosach; do pomiarów wysokościowych wykorzystuje się również główki szyny.

1. Pomiar osnowy sytuacyjnej i szczegółów sytuacyjnych w kopalniach podziemnych.

Pomiar długości:

• taśmą mierniczą (o długości ), zaopatrzoną w przykładki z podziałem milimetrowym, nakładane na decymetry odpowiadające końcom mierzonego odcinka; pomiar wykonuje się dwukrotnie, z reguły w powietrzu, naciągając taśmę dynamometrem (z siłą ), odczytując długość z dokładnością do ; do pomiaru wprowadza się poprawki ze względu na temperaturę powietrza, naciąg taśmy (jeśli różni się od nominalnego, tj. ), zwis taśmy w powietrzu, różnicę wysokości i komparację taśmy; otrzymaną wielkość należy zredukować na poziom odniesienia;

• dalmierzem elektromagnetycznym - jak na powierzchni; dalmierze stosowane w kopalni winny posiadać atest WUG, dopuszczający do pomiarów w kopalniach gazowych.

Pomiar kątów:

• w osnowie poligonizacyjnej podstawowej: teodolitem o podwyższonej dokładności odczytu, z reguły metodą repetycji górniczej, dwukrotnie; dopuszczalne odchyłki dwukrotnego pomiaru nie powinny przekraczać 30^cc;

• w osnowie szczegółowej wykonuje się pomiar teodolitem wiszącym, zawieszanym na bolcach wbitych w obudowę, metodą kątów kierunkowych; różnica dwukrotnego pomiaru nie powinna przekraczać 50^cc.

Pomiar szczegółów sytuacyjnych

Pomiar szczegółów wykonuje się wraz z poligonizacją; używa się w wyrobiskach chodnikowych metody ortogonalnej (rzędnych i odciętych), nie stosując jednak węgielnicy. Szkic zdjęcia szczegółów sporządza się w książce pomiarowej obok zapisu pomiaru poligonizacyjnego. W wyrobiskach typu komorowego stosuje się metodę biegunową

1. Pomiary wysokościowe w kopalniach podziemnych

Niwelacja

Stosuje się niwelację geometryczną techniczną oraz - w stromych wyrobiskach - trygonometryczną. Przy niwelacji geometrycznej używa się często łat, dostawianych do punktów w stropie wyrobisk; łaty te noszą nazwę wiszących i otrzymują znak „-” przy obliczeniach.

1. Zadawanie kierunków w kopalniach podziemnych

Zagadnienie przebitkowe

Stanowi najpoważniejsze zadanie mierniczego górniczego. Wykonanie przebitki wymaga zadania kierunku nowemu wyrobisku w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Wyróżnia się przebitki:

• proste

• złożone.

Dla określenia kierunku w płaszczyźnie poziomej wykorzystuje się współrzędne najbliższych punktów poligonowych; oblicza się współrzędną punktu rozpoczęcia pędzenia nowego wyrobiska, odległości i kąty od sąsiednich punktów poligonowych. Dla realizacji przebitki odmierza się w wyrobisku odpowiednie wielkości, wytyczając położenie początku przebitki, a następnie nadaje się jej obliczony kierunek, odkładając kąt od kierunku na sąsiedni punkt; wyznaczony kierunek zaznacza się zawieszonymi trzema pionami. Przy dłuższych przebitkach utrzymuje się kierunek, wyznaczony przez rzutnik światła laserowego. Zadaje się także nachylenie wyrobiska, odmierzając odpowiednie wielkości przy pomocy niwelatora.

Przebitki złożone wymagają wykonania analizy dokładności projektowanych pomiarów i obliczenia na jej podstawie dokładności zbicia; jeżeli dokładność ta jest większa niż projektowana, należy zmienić koncepcję pomiaru.

1. Mapy górnicze: definicja.

Mapa górnicza jest to dokument kartograficzny, na którym przedstawiono obraz sytuacji powierzchni ziemi, sytuacji wyrobisk górniczych, sytuacji geologicznej względnie jednej z wymienionych sytuacji, sporządzony metodą rzutów geometrycznych lub metoda odwzorowania dla potrzeb działalności górniczej.

1. Rodzaje map górniczych, podział ze względu na treści i realizowane funkcje.

W skład dokumentów kartograficznych powinny wchodzić:

- mapy powierzchni,

- mapy wyrobisk górniczych; w przypadku kopalń odkrywkowych są to mapy wyrobisk górniczych tak w złożu, jak i w nadkładzie,

- mapy geologiczne

W każdej z tych grup występują:

- mapy podstawowe,

- mapy przeglądowe,

- mapy specjalne.