Měření pro projekt. Prostorové zaměření situace velkého měřítka.

Transkript

1 Měření pro projekt. Prostorové zaměření situace velkého měřítka. ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI Ing. Martina Vichrová, Ph.D. Fakulta aplikovaných věd - KMA oddělení geomatiky vichrova@kma.zcu.cz Vytvoření materiálů bylo podpořeno prostředky z projektu FRVŠ č. 584/2011. S JTSK Křovákovo zobrazení navrhl Ing. Josef Křovák roku 1922 původně navrženo v normální poloze (délkové zkreslení na okrajích pásu dosahovalo hodnoty +43 cm/km) v obecné poloze byl vliv zkreslení pouze +24 cm/km dvojité konformní kuželové zobrazení v obecné poloze Besselův elispoid (Besselův elipsoid Gaussova koule Kužel) délkové zkreslení dosahuje hodnot pouze v rozmezí 10 až + 14 cm/km. Y <420; 930> km X <930; 1200> km Na území bývalé ČSR platí Y < X!!! 1

2 Délkové zkreslení Balt po vyrovnání nyní se v ČR používá výškový systém baltský po vyrovnání - Bpv zaveden roku 1957 normální Moloděnského výšky ČSNS střední hladina Baltského moře (nulový vodočet v Kronštadtu) výška výchozího bodu Lišov 564,7597 m dříve se užíval sytém jaderský normální ortometrické výšky střední hladina Jaderského moře nulový bod v Terstu výška výchozího bodu Lišov 565,1483 m Rozdíl mezi jaderským a baltských systémem kolísá kolem hodnoty 40 cm!!! 2

3 Mapy velkých měřítek měřítko 1 : M mapa velkého měřítka < M M mapa středního měřítka mapa malého měřítka < M Složky obsahu mapy polohopis výškopis popis Ústřední archiv ZÚ 3

4 1968 Základní mapa středního měřítka Základní mapa ČSSR (ČR) 1: (sign. D8/1) Ústřední archiv ZÚ Základní mapa středního měřítka Základní mapa ČSSR (ČR) 1: (sign. D8/3) Ústřední archiv ZÚ 4

5 1968 Základní mapa středního měřítka Základní mapa ČSSR (ČR) 1: (sign. D8/4) Ústřední archiv ZÚ Základní mapa středního měřítka Základní mapa ČSSR (ČR) 1: (sign. D8/5) Ústřední archiv ZÚ 5

6 1968 Základní mapa středního měřítka Základní mapa ČSSR (ČR) 1: (signatura D8/6) Ústřední archiv ZÚ Polohopis Polohopis je množina vyšetřených (vybraných) a zaměřených objektů zobrazených většinou jako spojnice (posloupnost) významných podrobných bodů polohopisu, které charakterizují geometrické a polohové určení objektu metody měření polohopisu polární metoda ortogonální metoda metoda konstrukčních oměrných metoda protínání vpřed GNSS 6

7 Polohopis Podrobné body polohopisu se obvykle zaměřují polární metodou, jako doplňující se používá metoda ortogonální, metoda konstrukčních oměrných a metoda protínání ze směrů či z délek. Polární metoda zaznamenala prudký vzestup zejména v posledních letech s rozvojem elektrooptických dálkoměrů. Doplňující metody se používají, pokud není možné nebo účelné podrobné body zaměřit polární metodou. Kromě uvedených geodetických metod měření polohopisu je možné použít také metod fotogrammetrických či GNSS. Podrobné body polohopisu jsou číslovány v rámci dílčích měřických náčrtů, číslovány vzestupně od 1, a evidovány (ukládány v databázích podrobných bodů polohopisu) po katastrálních územích s úplným číslem bodu. Při výpočtu souřadnic podrobných bodů se používají měřické náčrty, zápisníky podrobného měření a seznamy souřadnic daných bodů. Polární metoda bod o známých souřadnicích [X,Y,Z] stanovisko stroje jehož souřadnice lze spočíst měřená délka a směr měřený směr měřený bod 7

8 Polární metoda určujeme polohu bodu pomocí polárních souřadnic vodorovného úhlu (mezi orientačním směrem a určovaným bodem) a délky (od stanoviska k určovanému bodu) polární doměrek (měří se v případě, kdy je vnitřní roh budovy nepřístupný a my potřebujeme zaměřit délku) polární kolmice (měří se pokud na určovaný podrobný bod není ze stanoviska vidět) Při měření polární metodou mohou nastat dva případy: stojíme na známém stanovisku pevné stanovisko, stojíme na neznámém stanovisku volné stanovisko. Polární metoda - data zápisník náčrt výsledný SS 8

9 Ortogonální metoda podrobné body se zaměřují pravoúhlými souřadnicemi staničením a kolmicí k měřické přímce. staničení - délka měřená od počátku po měřické přímce kolmice - délka kolmá k měřické přímce měřená mezi měřickou přímkou a určovaným bodem je možné použít pevnou (je připojena na body ležící na této měřické přímce) nebo volnou měřickou přímku (je připojena na body ležící mimo tuto měřickou přímku) Ortogonální metoda zápisník náčrt výsledný SS 9

10 Metoda konstrukčních oměrných metoda se používá pro zaměřování pravoúhlých výstupků budov U metody konstrukčních oměrných jsou dány dva body, které se uvádí jako první a poslední bod záznamu. Maximální počet určovaných bodů je 8. Oměrná míra má záporné znaménko, pokud leží koncový bod oměrné od spojnice předchozích dvou bodů ve směru postupu předpisu vlevo. První oměrná míra se píše k druhému bodu a má vždy kladné znaménko. rozlišujeme strany: levá (-) pravá (+) Metoda protínání vpřed v případě nutnosti zaměření nepřístupných bodů nebo osamocených předmětů měření vzdálených od sítě pomocných bodů pro určení polohy neznámého bodu se změří směry či délky ze dvou známých stanovisek (protínání ze směrů a z délek) protínání vpřed ze směrů protínání vpřed z délek 10

11 Protínání z délek Použití: Protínání vpřed z délek použijeme, pokud jsou zaměřeny délky ze známých stanovisek na neznámý bod. Předpokládáme, že měřené délky jsou již opraveny o fyzikální a matematické redukce. Dáno: body P 1 [y 1, x 1 ], P 2 [y 2, x 2 ] Měřeno: délky s 13, s 23 Určit: bod P 3 [y 3, x 3 ] Protínání z úhlů Jedná se o určení polohy nového bodu P 3 ze směrů měřených na 2 daných bodech A, B. Výpočet souřadnic se provádí pomocí II. geodetické úlohy. K té je nutné znát délku strany s 13 a směrník σ 13 (nebo s 23, σ 23 ). Délka strany se spočítá sinovou větou, k výpočtu směrníku se použije 1. geodetická úloha a naměřený úhel. U naměřeného úhlu je však důležitá orientace úloha může mít teoreticky 2 řešení. Při výpočtu je tedy potřeba uvažovat orientaci naměřených úhlů (situace na obrázku vpravo)! Je vhodné kvůli kontrole správnosti výpočtu určit bod P3 jak z bodu P1(viz dále), tak z bodu P2(analogicky). Výsledky musí vyjít stejně, až na případnou zaokrouhlovací chybu. Bod P3 není totiž přeurčen, tedy nejedná se o vyrovnání, jen o ověření výpočtu. Dáno: body P 1 [y 1, x 1 ], P 2 [y 2, x 2 ] Měřeno: délky ω 1, ω 2 Určit: bod P 3 [y 3, x 3 ] 11

12 Protínání ze směrů Použití: Používásenapříklad v situaci, kdy mezi body P 1 ap 2 je překážka bránící viditelnosti, a tedy není možné použít protínání vpřed z úhlů. Dáno: P A [y A, x A ], P B [y B, x B ], P 1 [y 1, x 1 ], P 2 [y 2, x 2 ] Měřeno: Směry ψ 1, ψ 2, ψ 3, ψ 4 Určit: bod P 3 [y 3, x 3 ] Geodetická měření - PP bod o známých souřadnicích [X,Y,Z] stanovisko stroje jehož souřadnice lze spočíst měřená délka a směr měřený směr měřený bod 12

13 Polygonové pořady volný PP vetknutý PP oboustranně polohově připojený, jednostranně orientovaný PP Polygonové pořady uzavřený a orientovaný PP oboustranně polohově připojený, oboustranně orientovaný PP nepřímo připojený PP 13

14 Výškopis Výškopis je grafické vyjádření zemského povrchu na mapě vrstevnicemi, výškovými kótami a technickými šrafami. Všechny tyto tři způsoby se vhodně kombinují, v intravilánu se převážně využívají výškové kóty, v extravilánu vrstevnice. Technické šrafy se používají jako doplněk obou předchozích metod k vyjádření náhlé změny terénu. metody měření výškopisu plošná nivelace (elektronická) tachymetrie GNSS Způsoby znázorňování výškopisu na mapách množství způsobů, jak na mapě vyjádřit výškové poměry (třetí rozměr) kóty, šrafy, vrstevnice, stínování, tónování, barevná stupnice, kombinace předchozích metod pro mapy velkých měřítek: kóty vrstevnice technické šrafy Pozn: mapa velkého měřítka < 1:5 000 mapa středního měřítka 1: : mapa malého měřítka 1: < 14

15 Kótování informace o výškových poměrech uvedení absolutní nebo relativní výšky na význačných (charakteristických) bodech terénu vrcholové tvary, rozcestí, dno sedla, vrchol svahové kupy, místa polohopisného významu... absolutní výška vrcholy kup, dna sedel,. relativní výška při určování výšek některých terénních útvarů (výkopy, náspy) Kótování kóty se umisťují na význačné body v terénu kótovaný plán je základem pro sestrojení vrstevnicového plánu číselný údaj poskytne rychlou a přesnou informaci o výšce!!! Kótováním nezískáme představu o plasticitě terénu!!! 15

16 Vrstevnice svislé průměty terénního reliéfu s vodorovnými rovinami, které mají pravidelný rozestup od nulové nadmořské výšky čáry vedené po zemském povrchu, které mají v každém svém bodě stejnou výšku (vhodný násobek metru vrstevnicový interval) průsečnice vodorovných rovin s terénem uzavřené čáry, které se neprotínají!!! sestrojíme je tak, že: zvolíme ekvidistanci v (rozdíl nadmořských výšek sousedních vrstevnic) provedeme řezy topografické plochy rovinami o kótách, které jsou násobky ekvidistancí průměty těchto řezů do roviny mapy jsou vrstevnice Vrstevnice Interval vrstevnic = rozestup vodorovných rovin volba intervalu vrstevnic závisí na měřítku a sklonu v celkovém převýšení terénu požadavek, aby minimální rozestup vrstevnic na mapě byl 0,2 0,3 mm (nesmí dojít ke splynutí vrstevnic, aby bylo možné vrstevnice vůbec vykreslit či vyrýt) základní interval i stanovuje se pro každou mapu pro 1:5 000 i = 1 m pro 1: a méně i = M / (M je měřítkové číslo) základní vrstevnice s intervalem i doplňující vrstevnice s intervalem ½ nebo ¼ i v plochém terénu nebo u vrcholových útvarů kreslí se čárkovaně 16

17 Vrstevnice zdůrazněné vrstevnice pro zvýšení čitelnosti i plasticity v celém jejich průběhu se vykreslí silnější čárou obvykle se volí pětinásobek základního intervalu pomocné vrstevnice jen pro orientaci časově značně omezená věrohodnost (povrchové lomy, sesuvná území, lomy, ) nekótují se kótování vrstevnic pro snadnější určování výšek na mapách rozptýleně po celé ploše mapy do vrstevnic tak, aby číslice byly vždy orientovány hlavou proti svahu zpravidla u zesílených vrstevnic Šrafy lepší vyjádření plasticity užíváno dříve než vrstevnice druhy šraf: kreslířské bez zaměřování výšek pouze orientační sklonové poměry sklonové vyjádření vhodným poměrem černé a bílé barvy hustota, délka a tloušťka podrobena geometrickým zásadám (Lehmannovy stupnice) technické užíváme dnes informace o náhlé změně sklonu musí být doplněny kótou (relativní, absolutní) 17

18 Šrafy lepší vyjádření plasticity užíváno dříve než vrstevnice druhy šraf: kreslířské bez zaměřování výšek pouze orientační sklonové poměry sklonové vyjádření vhodným poměrem černé a bílé barvy hustota, délka a tloušťka podrobena geometrickým zásadám (Lehmannovy stupnice) Nejprve nutno vyřešit otázky volba metody (Geodetická? Fotogrammetrická?) měřítko mapy přesnost typ terénní plochy zpevněná, oraná, louka, rozsah mapovaného území geodetické metody (staveniště, okolí školy, místní domapování změn) a fotogrammetrické metody (plošné mapování > 1 ML) využitelnost předchozích výškopisných podkladů a leteckých snímků Co je k dispozici? V jaké kvalitě? Jaká je přesnost dostupných podkladů? druhotné využití např. leteckých snímků roční období, časový požadavek téměř ihned (cca do tří dnů) geodetické metody několik měsíců fotogrammetrické metody nepříznivé počasí (poprašek sněhu) nelze užít fotogrammetrické metody 18

19 Mapování výškopisu výškové základy ZVBP ČSNS I. III. řád PVBP PNS vlícovací body pro mapování FGM geodeticky zaměřené body body ZPBP a PPBP výšky určeny početně (trigonometricky) s přesností cm soustava výškopisných měření určení výšky stanovisek technická nivelace (40 R [mm], R - délka obousměrně měř. pořadu v km) trigonometricky určované převýšení přesné délky!!! (40 R [mm]) výškový pořad s trigonometricky určeným převýšením (80 R [mm]) tachymetricky klasicky, ne totální stanice, (160 R [mm]) Plošná nivelace plošná nivelace zaměřování výškopisu v intravilánu (v ulicích měst je dostatek polohově určených bodů k existujícím bodům polohopisu se dourčí pouze výška) pro velká měřítka (1:500 1:5 000) velké stavby čtvercová síť, zaměřování dopravních staveb profily (podélné, příčné) zápisník ukázka měř. náčrtu 19

20 Plošná nivelace připojit na body VBP stanoviska se volí bodech PBP, podrobných bodech polohopisu stanoviska se zaměří: technickou nivelací - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je technickou nivelací nebo výškovým pořadem s trigonometricky měřeným převýšením - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je výškovým pořadem s trigonometricky zaměřeným převýšením - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je výškovým pořadem tachymetrickým - mezní odchylka v uzávěru výškového pořadu je Elektronická tachymetrie tachymetrie se používá při současném měření polohopisu a výškopisu polohu podrobných bodů určujeme ze sítě tzv. tachymetrických stanovisek polárními souřadnicemi vodorovným úhlem a délkou výšku podrobných bodů určujeme trigonometricky ze změřeného svislého úhlu a délky 20

21 Elektronická tachymetrie měřená data i pro výpočet výšek (š, v s, v c, z) bod o známých souřadnicích [X,Y,Z] stanovisko stroje jehož souřadnice lze spočíst měřená délka a směr měřený směr měřený bod Elektronická tachymetrie více stanovisek bod o známých souřadnicích [X,Y,Z] stanovisko stroje jehož souřadnice lze spočíst měřená délka a směr měřený směr měřený bod 21

22 Bloková tachymetrie Nadbytečná a optimální volba bodů 22

23 GNSS (dříve GPS) globální navigační satelitní systémy jeden přijímač d 2 d 1 d 3 GNSS (dříve GPS) globální navigační satelitní systémy referenční stanice, síť [X 1,Y 1,Z 1 ] [X 2,Y 2,Z 2 ] [X,Y,Z] [X 3,Y 3,Z 3 ] 23

24 Pernamentní stanice Pernamentní stanice Přijímá signály z GPS i GLONASS Datum určení souřadnic: Kontinuální měření od podzimu 2004 Od jara 2005 poskytuje data do sítě VESOG, dále CZEPOS. Následně jsou data přebírána i sítí TopNET. 24

25 Normy upravující mapování ČSN Mapy velkých měřítek. Základní a účelové mapy. ČSN Mapy velkých měřítek. Kreslení a značky. Příloha 1 Příklady kreslení stavebních objektů Příloha 2 Druhová označení a zkratky Mapové značky Ceník ZÚ Prameny a literatura Čada, Václav: Přednáškové texty k předmětu Gen CENÍK produktů Zeměměřického úřadu OC:10-PRODEJNA_MAP Vyhláška ČSN ČSN

26 Dotazy? 26