1. Co to jest mapa?

Matematycznie ustalony sposób przeniesienia elementów z powierzchni elipsoidy odniesienia na płaszczyznę rysunku mapy nosi nazwę odwzorowania kartograficznego, które jednoznacznie określa Związki funkcyjne pomiędzy elipsoidalnymi współrzędnymi geograficznymi B, L punktów na powierzchni odniesienia, a współrzędnymi prostokątnymi (X, Y) rzutów tych punktów na płaszczyźnie.

W ujęciu klasycznym mapa jest obrazem terenu na płaszczyźnie, wykonanym w określonym stopniu zmniejszenia, ilustrującym za pomocą umownych znaków graficznych oraz według zasad odwzorowawczych przedmioty i zjawiska znajdujące się na powierzchni Ziemi.

Mapa (tradycyjna) jest to zbliżony obraz powierzchni Ziemi, innego ciała niebieskiego lub nieba, zmniejszony w sposób określony matematycznie (odwzorowanie kartograficzne, skala), uogólniony (generalizacja kartograficzna) i umowny (tj. sporządzony z zastosowaniem umownych znaków). (encyklopedia PWN)

W odróżnieniu od mapy analogowej mapa numeryczna (cyfrowa) jest opracowana przy pomocy komputerów i odpowiedniego oprogramowania oraz przechowywana w postaci plików dyskowych w pamięci komputera lub na dyskach przenośnych. Mapa ta może być eksponowana w formie tradycyjnej (na papierze lub folii) lub zapisana jako mapa wirtualna w pamięci komputera i czasowo prezentowana na ekranie monitora.

Mapa analogowa jest modelem rzeczywistości geograficznej przedstawionym w postaci graficznej (rysunkowej lub obrazowej) z zastosowaniem skali i zrozumiałej dla użytkownika symboliki kartograficznej.

Mapa numeryczna to:

1. Model rzeczywistości geograficznej przedstawiony w postaci cyfrowej i dostosowany do komputerowego przetwarzania danych geograficznych oraz generowania map analogowych określonego obszaru,

2. Zbiór danych geograficznych reprezentujących ten model.

Co to jest mapa zasadnicza?

Mapa zasadnicza (podstawowa mapa kraju) zawiera aktualne informacje o przestrzennym rozmieszczeniu obiektów ogólno geograficznych oraz elementy ewidencji gruntów i budynków, a także sieci uzbrojenia terenu: nadziemnych, naziemnych i podziemnych. Dzięki swej uniwersalności mapa zasadnicza, nazwana też podstawową mapą kraju, jest podstawowym dokumentem Państwowego Zasobu Geodezyjno-Kartograficznego. Mapa zasadnicza jest sporządzana w skalach 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 określanych jako skale bazowe. Na danym obszarze mapa zasadnicza jest prowadzona tylko w jednej, odpowiednio dobranej skali bazowej. Kryteriami jej doboru są: stopień zagęszczenia terenu szczegółami sytuacyjnymi, wyposażenie terenu w armaturę podziemną oraz przewidywane zamierzenia inwestycyjne.

• Skala 1:5000 jest przeznaczona dla terenów o dużym stopniu zainwestowania lub przewidywanych do takiego zainwestowania w przyszłości. Z reguły mapa w skali 1:500 jest sporządzana dla terenów dużych miast i rejonów przemysłu.

• Skala 1:1000 znajduje zastosowanie w mniejszych miastach, aglomeracjach miejskich i przemysłowych oraz na terenach osiedlowych wsi, będących siedzibami gmin.

• Skala 1:2000 jest stosowana na terenach zwartej zabudowy osiedlowej wsi, terenach rolnych o drobnej i nieregularnej szachownicy stanu władania oraz na obszarach rolnych i leśnych położonych na granicach miast.

• Skala 1:5000 dotyczy map terenów o rozproszonej zabudowie wiejskiej oraz grunty rolne i leśne w gminach.

Obszar terenu opracowywany w określonej skali odpowiada zwykle jednostce administracyjnej lub obrębowi ewidencji gruntów. Wszelkie nowe pomiary na określonym terenie muszą być wykonywane w oparciu o istniejącą tam mapę zasadniczą (podstawową), zaś zauważone i pomierzone wówczas zmiany treści powinny być wprowadzone na pierworys tej mapy w ramach aktualizacji. Aktualizacja mapy zasadniczej, polegająca na pomierzeniu w terenie i wniesieniu na pierworys tych elementów, które składają się na treść mapy, a których nie zawiera mapa pierwotna, może być bieżąca lub okresowa. Aktualizację bieżącą wykonuje się w oparciu o pomiary inwentaryzacyjne nowo powstałych obiektów budowlanych oraz dokumentację geodezyjną dla celów prawnych związanych np. z obrotem nieruchomościami, zmianami granic, klasyfikacją gruntów itp. Aktualizacja okresowa wykonywana jest podczas pomiarów uzupełniających w określonych odstępach czasu, w celu ujawnienia tych zmian w treści mapy zasadniczej, których nie dało się wprowadzić podczas aktualizacji bieżącej.

Treść mapy zasadniczej stanowią obiekty geograficzne, uzbrojenie terenu (armatura) oraz elementy ewidencji gruntów i budynków (katastru nieruchomości) przedstawione na niej za pomocą znaków umownych (konwencjonalnych) zebrane w katalogu, stanowiącym załącznik do instrukcji K-1.

Godło mapy w systemie 1965

1. Instrukcje techniczne

Zadaniem instrukcji technicznych jest ujednolicenie zasad zakładania na terenie całego kraju osnowy geodezyjnej i sposobów wykonywania prac geodezyjno-kartograficznych oraz prowadzenia krajowego systemu informacji o terenie. Stanowią one tzw. standardy techniczne zawierające przepisy i normy techniczne, ustanowione w oparciu o akty prawne: art. 19 ust. 1 pt. 4 ustawy z dnia 19 maja 1989 r. – Prawo Geodezyjne i Kartograficzne wraz z rozporządzeniem Ministra S. W. i A. z dn. 24 marca 1999 r. W rozporządzeniu tym wymienia się: rodzaje prac, przy których jednolite standardy techniczne w formie instrukcji znajdują zastosowanie oraz wykaz standardów w postaci symbolu i tytułu instrukcji, daty jej wprowadzenia oraz dokonanych w nich zmian na podstawie rozporządzeń Prezesa Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii (GUGiK).

Instrukcje techniczne dzielimy na:

• Instrukcje O regulują sprawy i ustalenia ogólne porządkujące, obowiązujące w geodezji i kartografii. Określają także niektóre wspólne, standardowe cechy produktów geodezyjno-kartograficznych.

• Instrukcje G dotyczą prac geodezyjnych, a w szczególności: zakładania, pomiaru i stabilizacji osnów geodezyjnych, pomiarów astronomicznych, grawimetrycznych i magnetycznych dla potrzeb geodezji, pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych, pomiarów realizacyjnych i obsługi inwestycji, pomiarów i opracowań z zakresu ewidencji gruntów, budynków (katastru) i sieci uzbrojenia terenu oraz przetwarzania informacji uzyskanych z pomiarów i tworzenie baz danych.

• Instrukcje K regulują przepisy dotyczące materiałów kartograficznych, a szczególnie pojęć, treści i form opracowania mapy zasadniczej, map topograficznych i map tematycznych. Zawierają też wzory stosowanych na mapach znaków umownych.

Instrukcje należące do grup G i K składają się z dwóch części:

1. Instrukcji głównej, zwanej instrukcją techniczną, określanej jako część obligatoryjna instrukcji, zawierająca kryteria dokładnościowe oraz określenie treści i formy prac geodezyjno-kartograficznych.

2. Wytycznych technicznych stanowiących część fakultatywną instrukcji, zawierającą wzory, przykłady, opisy zalecanych technologii i przyrządów pomiarowych, parametry techniczne poszczególnych etapów prac, wzory formularzy i dokumentów.

Wykaz instrukcji:

1. O-1: Ogólne zasady wykonywania prac geodezyjnych i O-2: Ogólne zasady opracowywania map do celów gospodarczych

2. O-3: Zasady kompletowania dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej

3. O-4: Zasady prowadzenia państwowego zasobu geodezyjno-kartograficznego

4. G-1: Pozioma osnowa geodezyjna

5. G-2: Wysokościowa osnowa geodezyjna

6. G-3: Geodezyjna obsługa inwestycji

7. G-4: Pomiary sytuacyjne i wysokościowe

8. G-7: Geodezyjna ewidencja sieci uzbrojenia terenu

9. K-1: Mapa zasadnicza

10. K-2: Mapy topograficzne do celów gospodarczych

11. K-3: Mapy tematyczne

1. Zasady wykonywania pomiarów

Zasada „od ogółu do szczegółu” polegająca na utrzymaniu hierarchicznego porządku wykonywania obserwacji i obliczeń. W przypadku zakładania osnów geodezyjnych zasada ta ustala na obszarze kraju następstwo realizacji osnów poziomych i wysokościowych, w myśl której w pierwszej kolejności dokonuje się projektowania, stabilizacji, pomiaru i obliczenia osnowy podstawowej, a następnie kolejno poszczególnych klas osnowy szczegółowej oraz na końcu osnowy pomiarowej, zakładanej doraźnie do oparcia konkretnych zadań geodezyjnych, np. zdjęcia sytuacyjnego, niwelacji powierzchniowej, pomiarów astralnych itp.

W myśl zasady ciągłości prac geodezyjnych należy przeanalizować i wykorzystać przechowywane w terytorialnie właściwym ośrodku dokumentacji geodezyjnej wyniki wykonanych wcześniej prac geodezyjnych związanych z zakładaniem osnowy na terenie przewidzianym do zaprojektowania, utrwalenia i pomiaru nowozakładanej osnowy. Przed przystąpieniem do pomiaru osnowy należy dokonać formalnego zgłoszenia pracy w ODGK prowadzącym zasób i ewidencję prac geodezyjnych na danym obszarze. Po zakończeniu prac geodezyjnych należy do tego ośrodka przekazać również ich wyniki.

W trakcie poszczególnych etapów robót geodezyjnych obowiązuje również zasada kontroli prac, w ramach której należy ustalić ilość spostrzeżeń większą od liczby niewiadomych, czyli przewidzieć wykonanie obserwacji nadliczbowych oraz w trakcie obliczeń przeprowadzać niezależne od siebie kontrole rachunkowe.

Pomiary wykonuje się instrumentami i narzędziami posiadającymi niezbędne atesty lub świadectwa komparacji. Podczas pomiaru osnów geodezyjnych należy wykorzystywać instrumenty i metody pomiaru gwarantujące uzyskanie takiej dokładności obserwacji, która zapewni uzyskanie poprawnych kryteriów dokładności wymaganych dla danego rodzaju i klasy osnowy.

1. Zasady sporządzania szkicu polowego i rodzaje szkiców

Szkic polowy jest rysunkiem wykonanym w terenie bez zachowania kartometryczności, na którym miarami określono położenie szczegółów terenowych w stosunku do osnowy geodezyjnej.

Szkic zdjęcia szczegółów jest odręcznym rysunkiem sytuacji terenowej zawierającym dane przestrzenne konieczne do naniesienia zdejmowanych obiektów na mapę i niezbędne dane o charakterze opisowym. Szkic metody ortogonalnej obejmuje wartości domiarów prostokątnych potrzebne do skartowania sytuacji, natomiast domiarów biegunowych z reguły nie notuje się na szkicu, lecz w osobnym dzienniku lub zapisuje automatycznie przy pomocy rejestratora polowego albo w pamięci wewnętrznej tachimetru elektronicznego.

Rysunek sytuacji terenowej wykreśla się na umieszczonym w szkicowniku znormalizowanym formularzu formatu A4, zawierającym u dołu tabelę informacyjną, którą należy wypełnić według znajdujących się w niej nadruków. W przypadku pomiaru uzupełniającego szkic można też wykonywać na odbitce mapy lub szkicu z poprzedniego pomiaru sytuacyjnego. W trakcie pomiaru sytuacyjnego sukcesywnie wykonuje się rysunek dobrze wyostrzonym ołówkiem twardości H-3H, zaś podczas wilgotnej pogody ołówkiem bardziej miękkim (HB, F lub B). Podczas szkicowania ołówek należy co pewien czas ostrzyć na bloczku ściernym. Do rysowania szkicu są również potrzebne przybory kreślarskie o małych rozmiarach: ekierka, linijka z podziałkami: milimetrową i dostosowaną do skali mapy.

Na treść szkicu polowego składają się:

• Osnowa pomiarowa danej części obszaru zdjęcia,

• Szczegóły sytuacyjne rysowane za pomocą uproszczonych znaków umownych zawartych w katalogu instrukcji technicznej K-1 dla mapy zasadniczej w skali 1:500 (dopuszczalne jest także zaznaczenie konturu obiektu i jego opis słowny),

• Dane opisowe (nazwy ulic, placów, nazwiska właścicieli nieruchomości, symbole użytków, armatury, numery punktów osnowy geodezyjnej, budynków, działek i inne),

• Miary: rzędnych i odciętych (tylko w met. Ortogonalnej), kontrolne, długości linii pomiarowych, miary bieżące punktów posiłkowych, numery pikiet,

• Oznaczenia: łączy szkic nr… lub granica pomiaru na obrzeżach szkicu,

• Orientacja szkicu poprzez zaznaczenie strzałką kierunku północy.

Rysunki i opisy na szkicu muszą być czytelne, przejrzyste i wyraźne, toteż należy je wykonywać z dużą starannością tak, by inna osoba nanosząca sytuację terenową na arkuszu mapy nie miała trudności z odczytaniem i zrozumieniem rysunku obiektów i zapisów oraz wątpliwości co do znaczenia szczegółów i wartości miar. Błędnych zapisów nie należy wycierać gumką, lecz przekreślić i dokonać obok właściwego wpisu. Szkiców nie wolno również przerysowywać. Jeśli wskutek złych warunków atmosferycznych zapisy są niewyraźne, to zaraz po zakończonym etapie pomiaru trzeba na kwaterze wykonać drugi poprawiony egzemplarz szkicu, dołączając do operatu pomiarowego także szkic oryginalny.

1. Co to jest osnowa, podział osnów, opis topograficzny punktu osnowy geodezyjnej

Osnowa geodezyjna to usystematyzowany zbiór punktów geodezyjnych, utrwalonych w terenie znakami geodezyjnymi, dla których matematycznie określono ich wzajemne położenie i dokładność usytuowania.

Osnowa państwowa jest osnową składającą się z punktów, których położenie zostało wyznaczone w układzie współrzędnych i systemie wysokości państwowego systemu odniesień przestrzennych. Osnowa ta jest niezbędna do powiązania w jednolitą całość pomiarów, arkuszy map i dokumentacji geodezyjnej, niezależnie od wykonawcy, czasu i miejsca przeprowadzenia prac.

Technologiami zakładania osnów poziomych są obecnie: bezpośrednie pomiary geodezyjne, technika GPS oraz metody pośrednie korzystające z pomiarów wykonywanych na zdjęciach fotogrametrycznych. Ze względu na spełnianą funkcję i znaczenie dla prac geodezyjnych osnowy różnią się zasięgiem, konstrukcją i dokładnością. Połączone ze sobą geometrycznie punkty osnowy tworzą konstrukcje zwane sieciami geodezyjnymi (zbiory punktów geodezyjnych stanowiące odrębną całość, charakteryzujące się jednolitością metod pomiarów i sposobów określenia położenia tych punktów).

Podział osnów ze względu na zastosowanie praktyczne:

• Osnowa podstawowa – służy do nawiązania osnów szczegółowych oraz do celów badawczych (badania kształtu i rozmiarów Ziemi, ruchów kontynentów itp.). Tworzą ją sieci geodezyjne o najwyższej dokładności i najmniejszym, lecz równomiernym zagęszczeniu, obliczane równocześnie na obszarze całego kraju;

• Osnowa szczegółowa – stanowi rozwinięcie osnowy podstawowej, wykorzystywana do nawiązywania sieci osnów pomiarowych, zdjęć fotogrametrycznych i opracowania numerycznych modeli terenu. Punkty osnów podstawowych i szczegółowych są zawsze stabilizowane trwale.

• Osnowę pomiarową stosowaną do bezpośredniego oparcia typowych pomiarów geodezyjnych, takich jak zdjęcia szczegółów w celu sporządzenia map sytuacyjnych, pomiary wysokościowe rzeźby terenu itp. Może ona też służyć do wyznaczania projektów na gruncie, obsługi inwestycji, badania odkształceń i przemieszczeń gruntu lub budowli. Punkty osnowy pomiarowej na ogół nie są stabilizowane w sposób trwały, lecz tymczasowo markowane prowizorycznymi znakami: palikami, bolcami i rurkami żelaznymi itp. Stabilizacja osnowy pomiarowej zamiast markowania jest zalecana na terenach intensywnie zainwestowanych.

Ze względu na sposób określania położenia punktów na powierzchni odniesienia osnowa geodezyjna kraju dzieli się na:

• Osnowę poziomą, dla której wzajemne położenia punktów na powierzchni odniesienia określono poprzez współrzędne w przyjętym układzie geodezyjnym.

• Osnowę wysokościową, dla której wyznaczono wysokości punktów względem przyjętego poziomu odniesienia w określonym systemie obliczania wysokości (np. w systemie wysokości normalnych)

• Osnowę dwufunkcyjną, której punkty mają znane położenie sytuacyjne i wysokość, spełniając również Funkcje punktów osnowy poziomej i wysokościowej.

Klasa punktów geodezyjnych jest cechą charakteryzującą dokładność określenia ich położenia po wyrównaniu obserwacji.
Po zastabilizowaniu znaku utrwalającego punkt podstawowej lub szczegółowej osnowy geodezyjnej, musi być sporządzony dokument zwany opisem topograficznym. Do jego najważniejszych zadań należą:

1. Łatwe, szybkie odszukanie i identyfikacja danego punktu w terenie przez kolejnych użytkowników osnowy, zwłaszcza nie znających wcześniej danej miejscowości,

2. Możliwość ustalenia, czy poszukiwany punkt nie uległ z czasem przemieszczeniu lub uszkodzeniu w stosunku do swego położenia pierwotnego.

Opis topograficzny wykonuje się na znormalizowanym formularzu, którego najważniejszą część stanowi szkic sytuacyjny położenia znaku.

1. Pomiary sytuacyjne - metody ortogonalna i biegunowa

Metoda ortogonalna – metoda rzędnych i odciętych (domiarów prostokątnych) polega na określeniu położenia punktu P względem boku osnowy pomiarowej na podstawie dwóch miar: odciętej l i rzędnej h.

Miara bieżąca (odcięta) l jest odległością rzutu prostokątnego punktu sytuacyjnego na linię pomiarową od punktu początkowego linii pomiarowej.

Domiar (rzędna) h jest odległością punktu sytuacyjnego od linii pomiarowej.

Zdejmowany punkt sytuacyjny P należy zasygnalizować tyczką, a następnie za pomocą węgielnicy określić i oznaczyć położenie rzutu prostokątnego P’ tego punktu na linię pomiarową AB, po czym odczytać na rozciągniętej wzdłuż niej taśmie wartość odciętej l=AP’. Odcinek rzędnej h=PP’ domierza się ruletką. Odcięta i rzędna zgodnie ze swymi nazwami są współrzędnymi prostokątnymi w układzie linii pomiarowej.

Metoda biegunowa pomiaru sytuacyjnego jest sposobem określania położenia punktów sytuacyjnych, polegającym na bezpośrednim wyznaczeniu ze stanowiska instrumentu domiarów (współrzędnych) biegunowych.

Domiarami biegunowymi punktu sytuacyjnego P określającymi jego położenie względem pojedynczego boku osnowy pomiarowej są:

1. Kąt poziomy α z wierzchołkiem w punkcie osnowy A, zawarty pomiędzy bokiem osnowy pomiarowej AB a kierunkiem na zdejmowany punkt P;

2. Odległość zredukowana d pomiędzy stanowiskiem A instrumentu kątomierczego a punktem sytuacyjnym P.

1. Tyczenie prostej - w przód i ze środka, pomiar długości, węgielnica, tyczenie kątów prostych

Tyczenie linii prostej jest rozumiane jako zagęszczenie odcinka wyznaczonego przez dwa zadane punkty krańcowe punktami pośrednimi.

Tyczenie prostej w przód – obserwator znajdujący się przed tyczką sygnalizującą punkt początkowy tyczonego odcinka widzi przed sobą tyczkę na punkcie końcowym i za pomocą umówionych znaków dawanymi rękoma wskazuje pomiarowym z tyczkami położenie punktów pośrednich.

Tyczenie prostej ze środka -

1. Grupy dokładnościowe szczegółów terenowych

Grupy dokładności pomiaru sytuacyjnego:

Błąd nie może przekroczyć:

I – 0,10 m obiekty dobrze identyfikowalne

II – 0,30 m mniej ważne i mniej trwałe obiekty

III – 0,50 m niewyraźne obrysy, małe znaczenie

Grupa I – obiekty dobrze identyfikowalne, zachowujące wieloletnią niezmienność położenia

• Znaki graniczne: granicy państwa, jednostek administracyjnych, działek