Úvod do předmětu geodézie

Transkript

1 1/1 Úvod do předmětu geodézie Ing. Hana Staňková, Ph.D. IGDM, HGF, VŠB-TU Ostrava A911,

2 Geodézie 1/2 vědní obor o měření části zemského povrchu, o určování vzájemných vztahů mezi body zemského povrchu a to ve smyslu vodorovném a svislém Geodézie obecná nepřihlíží k zakřivení zemského povrchu vyšší zabývá se určováním tvaru a rozměru zemského tělesa počítá se zakřivením zemského tělesa 2

3 Další obory související s geodézií 1/3 kartografie zaznamenává výsledky geodézie mapy, plány - popisuje zobrazovací postupy a metody astronomie věda o vesmíru, vesmírných tělesech a jejich pohybech fotogrammetrie popisuje jak z fotografických snímků, měřických snímků objektu lze za určitých podmínek určit jeho velikost, tvar a polohu v prostoru. pozemní Dělení: letecká 3

4 Foto Vladislavského sálu Soutisk vektoru a rastru klenby Vrstevnicový plán a DMT 1/4 4

5 Zaměření Velké Omayyadské mešity v Aleppu v Sýrii 1/5 Vektorové vyhodnocení Foto areálu mešity s minaretem GIS Ostrava 2001 Ing. Miluše Valentová Digitální pozemní fotogrammetrie na ČVUT v Praze 5

6 Historická ortofotomapa města Brna (1930) 1/6 Palackého vrch a královopolská střelnice. Mapka s vyznačenými trasami snímkovacích letů. Srovnání stejného území o cca 70 let později

7 Další nové obory související s geodézií 1/7 fyzikální geodézie Gravimetrie rozvíjí se na základě znalostí tíhového pole Země zajímá se o vnitřní stavbu Země, určení tvaru a rozměru geodetická astronomie obor praktické astronomie určení zeměpisné šířky, zeměpisné délky a astronom. azimutu sférická astronomie určování poloh hvězd a jejich změn a souřadnicovými astronomickými systémy 7

8 1/8 kosmická geodézie zabývá se jevy v kosmickém prostoru za účelem řešení základní úlohy geodézie, tzn. určení velikosti a tvaru Země. družicová geodézie řeší úkoly vyšší geodézie z pozemských měření na umělé družice 8

9 REFERENČNÍ TĚLESA ZEMĚ (1) 1/9 Země fyzické těleso, obtížně definovatelné Formování zemského tělesa působení dvou sil síly přitažlivé F obecný gravitační zákon Výslednicí obou sil je tíhová síla G. síly odstředivé P zemská rotace Tíhové pole země prostor, kde se projevuje působení zemské tíže 9

10 REFERENČNÍ TĚLESA ZEMĚ (2) 1/10 Hladinová plocha uzavřená plocha, v každém svém bodě kolmá na směr tíže (představa) jejich průsečnice se zemským povrchem vrstevnice v topografických mapách Nejdůležitější hladinová plocha pro geodézii GEOID J.B. Listing (1872) prochází nulovým výškovým bodem, plocha blízká klidným středním hladinám moří a oceánů, prodloužená pod kontinenty nekonečným počtem kanálů. 10

11 REFERENČNÍ TĚLESA ZEMĚ (3) 1/11 Zemské těleso, geoid nepravidelná tělesa Rotační elipsoid Obecný zemský elipsoid - složitý tvar nevhodný pro matematické zpracování výsledků měření matematicky jednoduše definovaná plocha vhodných rozměrů zemský elipsoid Elipsoid, jehož parametry vystihují geoid jako celek se středem S 0, totožným se středem Země S Z a s malou poloosou totožnou s osou rotace Země. 11

12 REFERENČNÍ TĚLESA ZEMĚ (4) 1/12 Zemský elipsoid, který svými parametry aproximuje geoid jen v určité oblasti Země, nemá svůj střed S r totožný se středem Země a jeho malá osa je s osou rotace Země rovnoběžná Referenční elipsoid a b i a Odvozené parametry těleso zploštělé na pólech definován dvěma parametry velká poloosa a malá poloosa b zploštění první excentricita 2 2 a b 2 a b i e 2 a a 12

13 1/13 REFERENČNÍ TĚLESA ZEMĚ (5) Referenční elipsoidy Bessel (1841) S-JTSK (civilní zeměměřická služba) Hayford (1910) Krasovski (1940) WGS84 (1984) GRS80 (1989) Doporučen IUGG v r za mezinárodní elipsoid. Není vhodný pro Evropu, parametry určeny pouze z měření v USA. S-42 ( S-42/83) vojenská topografická služba WGS-84, globální geocentrický geodetický referenční systém (GPS) ETRS89, Evropský terestrický referenční systém k epoše , vztažen na euroasijskou desku 13

14 REFERENČNÍ TĚLESA ZEMĚ (6) 1/14 Bessel Hayford Krasovskij WGS-84 ETRS89 rok a[m] b[m] ,314 i[m] 1/ / / / / Tab. Parametry referenčních elipsoidů Rozdíly: parametry poloha a orientace ke geoidu 14

15 REFERENČNÍ TĚLESA ZEMĚ (7) 1/15 Nahradíme-li geoid rotačním elipsoidem: tížnice ke geoidu t a normála k elipsoidu n svírají v různých místech malý úhel tížnicovou odchylku θ. Další referenční tělesa: koule (R=6382 km) střední poloměr křivosti rovina 15

16 SOUSTAVA GEODETICKÝCH ZEMĚPISNÝCH SOUŘADNIC 1/16 slouží k určení polohy bodu na referenčním elipsoidu malá osa spojuje P s a P J Rovník řez roviny, procházející středem elipsoidu S, kolmý k malé ose, s plochou elipsoidu Rovnoběžky řezy rovin rovnoběžných s rovinou rovníku, kružnice, jejichž poloměr se zmenšuje od rovníku k pólům Svazek rovin, procházejících osou rotace, seče povrch elipsoidu v Polednících (meridiánech) elipsy o poloosách a, b 16

17 SOUSTAVA GEODETICKÝCH ZEMĚPISNÝCH SOUŘADNIC 1/17 Geodetická zeměpisná šířka φ Úhel, který svírá normála vedená bodem P k povrchu elipsoidu, s rovinou rovníku P(φ,λ) Geodetická zeměpisná délka λ Úhel, který svírá rovina poledníku bodu P s rovinou nultého poledníku 17

18 MĚROVÉ JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V GEODÉZII 1/18 Pro stanovení vzájemné polohy bodů na zemském povrchu se nejvíce měří: úhly, délky. Další důležité veličiny: plochy, výšky. Měřené veličiny jsou vyjádřeny v stanovených měrových jednotkách Soustava SI 18

19 MĚROVÉ JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V GEODÉZII 1/19 Definice metru (1983) : Metr je délka dráhy, kterou proběhne světlo ve vakuu za 1/ sec. Odvozená jednotka: (m 2 ) jednotka plošného obsahu Dříve používané jednotky: 1 ar (a) = 10 2 m 2, 1 hektar (ha) = 10 4 m 2 19

20 MĚROVÉ JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V GEODÉZII 1/20 Katastrální mapy měřítko 1:2880 (S-SK) Plocha 1 katastrálního jitra (40x40 sáhů) ve skutečnosti, zobrazení na mapě na ploše 1 čtverečního palce. 1 (1 sáh) = 6 (stop) = 72 (palců) = 864 (čárek) 1 = m 2 = 1, m Je-li 40 po 6, a stopa po 12 = 40x6x12 = 2880 Staré míry délkové a plošné: 1 píď = 10 prstů = 0,198 m 1 dlaň = 4 prsty = 0,078 m 1 pěst = 0,105 m 20

21 MĚROVÉ JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V GEODÉZII 1/21 Další délkové jednotky: 1 námořní míle = km 1 zeměpisná míle = km 1 námořní míle = délka oblouku odpovídající 1 na nultém poledníku Ruské: 1 aršín (loket) = 0,7112 m 1 sazeň (sáh) = 3 lokte = 2,1334 m Anglické: 1 line = 0, m 1 inch = 12 lines = 0, m 1 foot = 12 inch 1 yard (yd) = m 21

22 MĚROVÉ JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V GEODÉZII 1/22 Úhlové jednotky: Rovinný úhel (dle SI): Oblouková míra hlavní SI Úhlová míra - vedlejší Je mírou rozbíhavosti dvou orientovaných různoběžných přímek. Definován je poměrem délky s a poloměrem oblouku odděleného rameny na kružnici opsané z vrcholu oblouku Hlavní jednotka 1 rad (rad,ρ) 1 rad definovaný úhel, jehož ramena oddělují na kružnici oblouk stejné délky jakou má poloměr s R 22

23 MĚROVÉ JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V GEODÉZII 1/23 V geodetické praxi Vedlejší měrové jednotky úhlová míra Šedesátinné dělení 1 = 60 =3600 Setinné dělení 1 g = 100 c = cc (grády) Vztahy pro určení radianu: , x , x60 x60 " ,8062 g g g , c 200x , cc 200x100 x ,77 23

24 1 =3,08 cc 400 g = 360 MĚROVÉ JEDNOTKY POUŽÍVANÉ V GEODÉZII 1/24 Převod úhlových měr: 360 = 400 g 90 = 100 g 1 =10/9 = 1, =1,85 c 10 g = 9 1 g = 0,9 = 54 = c = 0,009 = 0,54 =32,4 1 cc = 0,00009 =0,0054 =0,324 24