UW - Podstawy geodezji

Pytania na egzamin po II semestrze

1. Opisz w punktach pomiar szczegółów metodą domiarów prostokątnych - podaj sprzęt, technologię pomiaru itp.

Metoda domiarów prostokątnych
Polega na rzutowaniu prostokątnym mierzonych szczegółów na osnowę geodezyjną. Sprzęt: węgielnica, 2 tyczki, taśma stalowa.

Technika pomiaru:
- zdejmowany punkt sytuacyjny P należy zasygnalizować tyczką
- za pomocą węgielnicy określić i oznaczyć położenie rzutu prostokątnego P' tego punktu na linię pomiarową AB
- odczytać na rozciągniętej wzdłuż niej taśmie wartość odciętej AP'
- odmierzyć taśmą odcinek PP'

Zasady:
-szkice polowe prowadzi się w skali przybliżonej
-odciętą zapisuje się prostopadle do linii pomiarowej
- miarę pktu pocz zaznacza się 0,00, kierunek pomiarów strzałką
-jeżeli na jednym domiarze prostokątnym, jest kilka miar, to zapisuje się je prostopadle do kierunku domiaru i ostatnia miarę podkreśla się
-miary czołowe budynku zapisuje się równolegle do linii czołowych
-szkic musi zawierać: tytuł, numer, strzałkę N, podpis wykonawcy, datę
- dane na szkicu nie mogą być przerysowywane

2. Uzasadnij z czego wynikają maksymalne długości domiarów prostokątnych dla szczegółów sytuacyjnych I, II, III grupy dokładności.

Przynależność obiektów do określonej grupy jest związana z wymaganą dokładnością określoną przez średni błąd położenia punktów danego obiektu względem osnowy geodezyjnej. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 9 listopada 2011r. geodezyjny pomiar sytuacyjny wykonuje się w sposób zapewniający określenie położenia punktu sytuacyjnego wzglądem najbliżej położonych punktów poziomej osnowy geodezyjnej oraz osnowy pomiarowej z dokładnością nie mniejszą niż:

1) 0,10m - w przypadku szczegółów terenowych I grupy
2) 0,30m - w przypadku szczegółów terenowych II grupy
3) 0,50m - w przypadku szczegółów terenowych III grupy

3. Opisz w punktach pomiar szczegółów metodą biegunową- podaj sprzęt, technologię pomiaru itp.

Polega na określeniu położenia szczegółów sytuacyjnych względem punktów osnowy pomiarowej, przez pomiar odległości d i kąta kierunkowego a. Sprzęt: teodolit i taśma stalowa lub tachimetr i tarcza celownicza

Technika pomiaru:
- spoziomowanie instrumentu na punkcie o znanej współrzędnej.
- nawiązanie się na punkt o znanej współrzędnej
- wykonanie drugiego kontrolnego nawiązania na punkt o znanej współrzędnej
- pomiar kąta pionowego i poziomego oraz odległości skośnej do mierzonego szczegółu
- ponowne wykonanie nawiązania po zakończeniu pomiaru szczegółów

 

4. Podział niwelacji (metody niwelacji) wraz z dokładnością określania różnic wysokości.

Podział ze względu na dokładność:
1- precyzyjna (0,5-2mm/km) - do wyznaczania wysokości osnowy podstawowej
2- techniczna reperów (2-5mm/km) - do wyznaczania wysokości osnowy szczegółowej
3- techniczna (5-10mm/km) - do wyznaczania wysokości osnowy pomiarowej

Podział niwelacji:
-niwelacja hydrostaryczna
- niwelacja geometryczna 1-10mm
-niwelacja trygonometryczna 1-10mm
-niwelacja barometryczna 1-3m
-niwelacja fotogrametryczna

5. Niwelacja geometryczna ze środka - zasada pomiaru. Jakie błędy eliminują się dzięki zastosowaniu tej metody?

Zasada pomiaru różnic wysokości w tej metodzie polega na zbudowaniu nad powierzchnią terenu płaszczyzny poziomej i określenia odległości pionowych od tej płaszczyzny do zadanych punktów terenowych.

Pomiar wysokości:
- ustawienie łat pionowo na pktach AiB niwelowanego odcinka
- umieszczenie niwelatora pośrodku linii łączącej pkty AiB
- określenie kierunku niwelacji
- wykonanie pomiaru przy dwóch wysokościach niwelatora
- obliczenie różnicy wysokości wg wzoru  ∆H_AB=w-p

Dzięki zastosowaniu tej metody eliminują się błędy:
- wpływ zakrzywienia powierzchni Ziemi
- refrakcja pionowa
- nierównoległość osi ceowej do osi libeli
- niepoziome ustawienie osi celowej

6. Niwelacja geometryczna „w przód” - technologia pomiaru i zastosowanie.

do pomiaru używamy niwelatora oraz łat niwelacyjnych. Podstawą niwelacji geometrycznej jest pozioma oś celowa realizowana przez niwelator.

Po ustawieniu niwelatora między punktami A i S po zakołkowaniu kierujemy lunetę na łatę ustawioną w punkcie A kreska pozioma krzyżanitek wyznacza nam OA.Odczyt ten jest pionową odległością punktu A od poziomej osi celowej. Później celujemy niwelator na łatę w punkcie B i robimy na niej odczyt OB. Różnica odczytów OA=OB. Daje nam różnicę w wysokości między tymi punktami. Jeżeli H punktu A jest znana obliczamy H punktu B HB=HA+ΔhAB. Taki pomiar nosi nazwę niwelacji ze środka.

 

Niwelacje geometryczna w przód ( z końca) ustawiamy niwelator nad punktem o znanej rzędnej. Mierzymy wysokość niwelatora i oznaczamy literką „i” kierujemy lunetą na łatę ustawioną w punkcie B i robi na niej odczyt OB. Obliczmy rzędną punktu B.

HB = HA + i - OB.

7. Opisz błędy występujące przy niwelacji geometrycznej - w zależności od: instrumentu, obserwatora, środowiska.

wpływ środowiska zewnętrznego

- zakrzywienie powierzchni ziemskiej

- refrakcja pionowa atmosferyczna

- refrakcja pionowa przyziemna

- osiadanie instrumentu i łat w czasie pomiaru

niedoskonałość instrumentu i łat

- nierównoległość osi celowej lunety do osi libeli

- niejednakowo umieszczony początek obu łat

- błędny podział łaty wskutek naniesienia niewłaściwej jednostki długości na łatę

- błąd podziału łaty na skutek niedokładnego położenia dowolnej działki względem zera podziału łaty

-  niedokładne spoziomowanie osi celowej (spowodowane ograniczoną dokładnością libeli)

niedoskonałość zmysłów obserwatora

- odchylenie łaty od pionu

- błędny odczyt z łaty

8. Niwelacja techniczna reperów - podaj w punktach zasady pomiaru.

- jest wykorzystywana do wyznaczania szczegółowej osnowy wysokościowej, która stanowi zagęszczenie osnowy podstawowej i jednocześnie jest oparciem dla osnowy pomiarowej
- jest pomiarem wysokościowym, którego celem jest określenie wysokości bezwzględnej stabilizowanych punktów szczegółowej osnowy wysokościowej, zwanych reperami z dokładnością wymaganą dla danej klasy osnowy

1- pomiar sieci wykonuje się wzdłuż odcinków niwelacyjnych w kierunku głównym i powrotnym
2- liczba stanowisk powinna być parzysta, a na jego obu końcach powinna być ustawiona łata, w kierunku powrotnym pomiar odcinka zaczyna się od innej łaty
3- zastosowanie niwelacji „za środka”
4- na każdym stanowisku pomiar wysokości wykonuje się 2-krotnie poprzez zmianę wysokości instrumentu
5- łaty ustawia się na żabkach niwelacyjnych

9. Niwelacja siatkowa - podaj zasadę pomiaru i zastosowanie.

- prace projektowe związane z ustaleniem położenia, wymiarów figur podstawowych i zapełniających, nawiązaniem syt-wys. i rozmieszczeniem stanowisk niwelatora wewnątrz siatki

- wytyczenie figur podstawowych i ich dowiązanie sytuacyjno-wysokościowe
- wytyczenie figur zapełniających siatki i zapalikowanie przecięć jej linii
- pomiar niwelacyjny siatki
- obliczenie wysokości wierzchołków figur zapełniających w dziennikach pomiarowych
-interpolacja warstwic i wykreślenie mapy wysokościowej

[pomiar różnic wysokości punktów nawiązania met. niwelacji geometrycznej ze środka; punkty pośrednie met. niwelacji geometrycznej w przód]

Zastosowanie:
-pomiar ukształtowania terenu i przedstawienie wyników na mapie sytuacyjno-wysokościowej
-niwelacja dużych powierzchni o mało zróżnicowanym ukształtowaniu terenu

10. Niwelacja podłużna trasy - zasada pomiaru i zastosowanie.

Niwelację podłużną stosuje się przy wykonywaniu niwelacji wąskich i długich odcinków terenu (np. drogi, szlaki kolejowe itp.), określając w wyniku pomiarów wzrosty i spadki wysokości na określonych przekrojach poprzecznych. Niwelację tę można wykonywać za pomocą niwelacji w przód i niwelacji ze środka.

Ma na celu wyznaczenie przekroju terenu wzdłuż pewnej określonej linii;

Rozpoczynamy ją od wyznaczenia na gruncie osi niwelacji tzw. osi trasowania, trasa składa się z prostych i łuków z reguły jest stosowana metoda niwelacji ze środka.

Optymalna odległość łaty od niwelatora wynosi ok. 50m (przy tej odległości błąd odczytu łaty nie powinien przekraczać 1 mm)

Na podstawie odczytów wykonanych w terenie i zanotowanych w dzienniku niwelacyjnym przystępuje się do obliczenia rzędnych wszystkich wyniwelowanych punktów terenu.

11. Opisz w punktach kolejność sprawdzania poziomości osi celowej (w niwelatorach samopoziomujących) lub nierównoległości osi celowej do osi libeli (w niwelatorach z libelą)."

sampoziomujący:
1 - ustawiamy niwelator tak, by jedna ze śrub poziomujących znalazła się pod obiektywem lunety
2 - na kierunku osi celowej w odległości ok. 40m od niwelatora ustawiamy łatę na żabce
3 - po spoziomowaniu niwelatora według wskazań libeli okrągłej wykonujemy i notujemy odczyty z łaty
4 - powoli obracamy śrubę ustawczą pod obiektywem lunety, kontrolując jednocześnie stałość odczytu
5 - po dokonaniu ok. 1/8 obrotu zaczepi się o zderzak
6 - w tym położeniu pęcherzyk libeli okrągłej wychyli się z położenia środkowego o ok. 2mm
7 - do momentu wyczerpania zakresu działania kompensatora
odczyt na łacie nie powinien się zmienić o wartość przekraczająca 1mm
8 - następnie obracamy śrubę poziomująca w stronę przeciwną i kontrolujemy stałość odczytu, do momentu oparcia się wahadła o zderzak odczytu na łacie nie może ulec zmianie
9 - jeśli odczyty wykonane w zakresie działania kompensatora wykazują różnice większe niż 1mm, wtedy kompensator wymaga naprawy.

libelowy:
- w terenie płaskim odmierzyć odcinek AB o dł ok. 60m i podzielić go na 3 równe części
- wyznaczyć położenie dwóch środkowych ptów BiC
- ustawić niwelator w pcie A i wykonać odczyty z łat w ptach BiC - O₁ i O₂
- ustawić niwelator w pcie D i wykonac odczyty z łat w ptach BiC - O₃ i O₄
-jeśli warunek równoległości jest spełniony to odczyty spełniają zależność: O₄-O₁= O₃-O₂

12. Przykład rachunkowy do pytania 10 - dane odczyty na łatach przy pomiarze ze środka i z końca.

13. Co rozumiesz pod pojęciem „interpolacja warstwic” ? Kiedy się ją wykonuje?
Polega na wyznaczaniu zbioru ptów o tej samej wysokości i ich właściwym połączeniu. W wyniku interpolacji otrzymuje się pty o jednakowych wysokościach, które wyznaczają przebieg warstwic. Powinny one cechować powierzchnię terenu zgodnie z jego rzeźbą, w pasie tolerancji wyznaczającym pewność położenia warstwicy.

Sposoby:
- rachunkowo (analitycznie) poprzez obliczenie i odmierzenie odpowiednich odległości na odcinkach spadu
- graficznie za pomocą siatek linii równoległych lub zbieżnych
- graficznie za pomocą konstrukcji wykonanych przyborami kreślarskimi
- mechanicznie przy użyciu tzw. interpolatorów
- automatycznie w ramach komputerowego opracowania mapy za pomocą odpowiedniego programu

14. Narysuj układ osi teodolitu. Jakie warunki geometryczne pomiędzy osiami powinny być spełnione?

Osie w teodolicie:

warunki osiowe teodolitu:

1. Oś libeli alidadowej „la” powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu „i”.

2. Płaszczyzna główna „Q” libeli pudełkowej powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu „i”.

3. Oś celowa lunety „c” powinna być prostopadła do osi obrotu lunety „p”.

4. Oś obrotu lunety „h” powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu „v”.

5. Poprzeczna kreska krzyża kresek powinna być prostopadła do osi obrotu instrumentu „i”.

6. Oś celowa „c” powinna przecinać oś obrotu instrumentu „v”.

15. Opisz w punktach sposób wyznaczania kolimacji w teodolicie.

1- na wysokości osi celowej obieramy dowolny punkt i zaznaczamy go
2- wycelujemy na ten punkt i przy poziomej lunecie, w dwóch położeniach lunety wykonać odczytu z kręgu poziomego
3- różnica tych odczytów powinna być równa 200 gradów
4- nadmiar bądź niedobór tej różnicy jest podwojonym błędem kolimacji

16. Opisz w punktach sposób wyznaczania inklinacji w teodolicie.

1- wybierać dowolny punkt P na wysokości około 10m
2- pod tym punktem na wysokości osi celowej ustawić łatę
3- wycelować do punktu P zablokować alidadę względem spodarki ( leniwka)
4- opuścić lunetę na wysokość łaty
5- czynność tą powtórzyć w drugim położeniu lunety
6- porównać odczyty z liniału z tych dwóch położeń
7- różnica przekraczająca dokładność odczytów jest podwojonym błędem inklinacji

17. Opisz błędy występujące przy pomiarze kąta poziomego - z podziałem na błędy instrumentu, spowodowane przez obserwatora, i środowisko.

1- błędy INSTRUMENTU:
-paralaksa siatki kresek,
-nieprostopadłość osi libeli alidadowej do pionowej osi obrotu instrumentu,
-błąd kolimacji,
-błąd inklinacji,
-mimośród alidady,
-mimośrodowe położenie osi celowej,
-nieregularność podziału limbusa,
-nieprostopadłość płaszczyzny alidady do pionowej osi obrotu instrumentu,
-wichrowatość osi obrotu alidady i limbusa.

2- błędy spowodowane przez ŚRODOWISKO:
-błąd centrowania teodolitu nad stanowiskiem,
-błędy centrowania sygnałów (tyczek) nad punktami celów.

3- błędy OBSERWATORA:
-błąd celowania,
-błąd odczytu limbusa

18. Dlaczego pomiar kątów poziomych wykonujemy przy dwóch położeniach koła pionowego?

W celu zwiększenia dokładności pomiaru kątów oraz osłabienia wpływów błędów systematycznych podziału limbusa.

19.Opisz metody pomiaru kąta poziomego - podaj technologię i wzory (gdy potrzebne)

Metoda repetycyjna- Zasada metody repetycyjnej opiera się na powtarzaniu pewnych czynności pomiarowych w celu otrzymania na limbusie całkowitej wielokrotności mierzonego kąta β. Stosowana głownie: gry jest mała stabilnośc stanowiska pomiarowego, ograniczona możliwość poruszania się ober. Przy teodolicie., niewielka ilośc miejsca i wąska przestrzeń celowych, niska dokładność posiadanego teodolitu. β=

Metoda Kierunkowa - polega na celowaniu do kolejnych punktów: p1,p2,p3…. Które wyznaczają pęk prostych wychodzących ze stanowiska i wykonywaniu w I i II położeniu lunety odczytów kierunków: K1, K2, …., następnie obliczeniu kierunków zredukowanych. Dla celowej do punktu wyjściowego P1 kierunek zredukowany jest równy zero.

Metoda Schreibera- Jest metoda najdokładniejsza lecz zarazem niezwykle pracochłonna, Metoda ta polega na pomiarze wszystkich kątów, jakie mogą być utworzone przez dowloną kombinację par celowych, wychodzących z danego stanowiska.

Metoda Kątów przyległych- Polega na pomiarze sąsiednich katów utworzonych przez najbliższe dwie celowe. Mierzone Katy maja wspolne ramiona którymi stykają się ze sobą.

Metoda sektorowa- Stosuje się w warunkach zmiennej widoczności (góry) i przy dużej ilości celowych wychodzących z danego stanowiska.

20. Niwelacja trygonometryczna - zasada wyznaczania różnic wysokości, podaj wzory gdy potrzebne.

Polega na pomiarze kąta pionowego α i odległości d_AB między dwom punktami. W tym celu wykorzystuje się teodolit z wmontowanym dalmierzem. Dodatkowo należy pomierzyć wysokość instrumentu i oraz wysokość sygnału t.

H_P = H_A + i + d_APtgα - t
∆H_AP = d_AP tgα + i - t

Wzory nie uwzględniają kulistości Ziemi i wpływu refrakcji na pomiar kąta α.
Aby wyznaczyć szukaną wysokość pktu wyznacza się przewyższenie na podstawie odległości  i kąta nachylenia celowej.
N.tryg. stosuje się do wyznaczania wysokości odległych od siebie o wiele km punktów lub wyznaczenie wysokości wysokich wież i kominów fabrycznych.

21. Refrakcja pionowa -co to jest; wyjaśnij jaki wpływ ma refrakcja na dokładność pomiaru kąta pionowego.

Zjawisko, które polega na odchylaniu się od linii prostej promieni świetlnych padających z instrumentu do mierzonego pktu, ze względu na przechodzenie tych promieni świetlnych przez warstwy powietrza o zmiennej gęstości (które tworzą ośrodki o różnych właściwościach optycznych) promienie te załamują się i tworzą krzywą.Rodzaje refrakcji: atmosferyczna(przyziemna), astronomiczna, różnicowa.

Błąd z tytułu refrakcji: ∆l_r = k(d²/2R)

22. Wyznaczanie wysokości punktów niedostępnych - podaj przykładowe konstrukcje, wzory itp.

z wykorzystaniem lustra:
ustawiamy lustro bezpśrednio przed celem - obliczamy jego wysokość
celujemy na niedostepny punkt obliczając kont między lustrem a punktem i z funkcji trygonometrycznych liczymy wysokość punktu


?23. Analiza dokładności wyznaczania różnicy wysokości metodą niwelacji trygonometrycznej - dane: kąt pionowy odległość pomierzona, współczynnik refrakcji pionowej i ich błędy.

25. Co rozumiemy pod pojęciem „sieć geodezyjna lokalna” i „sieć geodezyjna nawiązana” - podaj przykłady wraz z rysunkami.

sieć geodezyjna lokalna : zbiór punktów o znanych współrzędnych matematycznych w układzie lokalnym nie nawiązanym do państwowego układu współrzędnych
-sieć otwarta
-sieć zamknięta

sieć geodezyjna nawiązana: zbiór punktów o znanych współrzędnych matematycznych, pomiędzy którymi zachodzą związki kątowo-liniowe. Sieć nawiązana jest do państwowego układu współrzędnych
-sieć otwarta (maksymalnie dwa punkty)
-sieć zamknięta

26. Pomiary mimośrodowe - kiedy się je wykonuje. Wyprowadzić wzór na mimośród celu i stanowiska dla pomiarów kątowych.

Jest pomiarem elementu geometrycznego osnowy poziomej: kierunku, kąta lub odległości, gdy instrument lub sygnał jest ustawiony ekscentrycznie, czyli w miejscu przesuniętym poza właściwy punkt. Rodzaje mimośrodu: stanowiska i celu.

Jeżeli pomiar ze stanowiska centrycznego i na cele centryczne nie jest możliwy, ustawiamy geodezyjne przyrządy w dowolnym miejscu tak aby uzyskać optymalny wynik pomiaru kątów, długości oraz optymalne warunki wyznaczenia elementów mimośrodu.

mimośrodkowośc stanowiska, celu
m E =0,5 mm błąd ustawienia teodolitu oraz zależnie od wyników pomiarowych; m C   - wacha się od 1,5 mm do 4,0mm; m S   - wacha się od 3,0 mm do 7,0 mm

27. Podaj kolejne etapy redukcji pomierzonych odległości skośnych na powierzchnię odniesienia.

Obliczamy przybliżone wart współrzędne 1 pkt
Obliczamy trygonometrycznie wysokość pkt. 1
Obliczamy średni promień krzywizny elipsoidy
Obliczamy redukcję długości skośnej na elipsoidę
Redukujemy odległość z elipsoidy na płaszczyznę układu

28. Opisz układ współrzędnych prostokątnych płaskich 2000.

Układ współrzędnych 2000 (Państwowy Układ Współrzędnych Geodezyjnych 2000, PL-2000^[1]) - układ współrzędnych płaskich prostokątnych zwany układem "2000", powstały w wyniku zastosowania odwzorowania Gaussa-Krügera dla elipsoidy GRS 80 w czterech trzystopniowych strefach o południkach osiowych 15°E, 18°E, 21°E i 24°E, oznaczone odpowiednio numerami - 5, 6, 7 i 8. Skala długości odwzorowania na południkach osiowych wynosi m₀ = 0,999923. Zniekształcenia na południku osiowym wynoszą -7,7cm/km zaś na styku stref +7cm/km.

Układ 2000 został wprowadzony Rozporządzeniem Rady Ministrów w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych z 8 sierpnia 2000^[2], od 1 stycznia 2010 jest to jedyny układ współrzędnych geodezyjnych obowiązujący w Polsce. Układ stosuje się na potrzeby wykonywania map w skalach większych od 1:10 000 - w szczególności mapy ewidencyjnej i mapy zasadniczej. Zastąpił on układ współrzędnych 1965.

Od roku 2012 zgodnie z nowym rozporządzeniem o państwowym systemie odniesień przestrzennych układ posiada oznaczenie PL-2000. Zastosowanie, elementy oraz parametry techniczne m.in. układu 2000 reguluje rozporządzenie Rady Ministrów z 15 października 2012 roku^[1].

W układzie tym koncepcja nawiązuje do dawnego układu współrzędnych "1942". Różnica polega jednak na odmienności przyjętych elipsoid odniesienia oraz na zastosowaniu dodatkowej skali podobieństwa (skali kurczenia na południkach środkowych).

29. Zniekształcenia odwzorowawcze w układzie współrzędnych prostokątnych płaskich 2000.

zniekształcenia liniowe; od -7,7 cm/km na południku środkowym strefy do maksymalnie około +7 cm/km na brzegu strefy.

29. Mapa zasadnicza - podaj treść mapy i stosowane skale.
podstawowe opracowanie geodezyjno-kartograficzne wykonywane w danym kraju, dla potrzeb inżynieryjno-gospodarczych, oraz jako podkład kartograficzny dla sporządzania projektów i opracowania innych map. Treść mapy zasadniczej obejmuje dane o:

ewidencji gruntów i budynków (katastrze), zagospodarowaniu terenu (ulice, drzewa, obiekty użyteczności publicznej), podziemnym, naziemnym i nadziemnym uzbrojeniu terenu (Geodezyjna Ewidencja Sieci Uzbrojenia Terenu), ukształtowaniu terenu (wysokości szczegółów sytuacyjnych, formy ukształtowania terenu). Dąży się, aby mapa zasadnicza prowadzona była w technice komputerowej w formie mapy numerycznej.

 skala 1:500 - dla terenów o dużym stopniu zainwestowania lub obszarów przewidzianych do zainwestowania intensywnego;

 skala 1:1.000 - dla terenów małych miast, aglomeracji miejskich i przemysłowych oraz terenów osiedlowych wsi będących siedzibami gmin;

 skala 1:2.000 - dla pozostałych zwartych terenów osiedlowych, terenów rolnych o drobnej, nieregularnej szachownicy stanu władania oraz większych zwartych obszarów rolnych i leśnych na terenach miast;
 skala 1:5.000 - dla terenów o rozproszonej zabudowie wiejskiej oraz gruntów rolnych i leśnych w gminach.

---