GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

Podobné dokumenty
GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

Topografické mapování KMA/TOMA

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

T a c h y m e t r i e

Topografické plochy KG - L MENDELU. KG - L (MENDELU) Topografické plochy 1 / 56

Popis metod CLIDATA-GIS. Martin Stříž

Tachymetrie (Podrobné měření výškopisu)

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

f(x) = arccotg x 2 x lim f(x). Určete všechny asymptoty grafu x 2 2 =

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

4. Digitální model terénu.

Zkušenosti s výukou ATLAS DMT na Stavební fakultě ČVUT

3. Souřadnicové výpočty

Polynomy a interpolace text neobsahuje přesné matematické definice, pouze jejich vysvětlení

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

4.3.1 Goniometrické rovnice I

Rastrové digitální modely terénu

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Přednášející: Ing. M. Čábelka Katedra aplikované geoinformatiky a kartografie PřF UK v Praze

SYLABUS PŘEDNÁŠKY 10 Z GEODÉZIE 1

mapa Moravy podle J.A.Komenske ho, roku 1627

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Pokyny k hodnocení MATEMATIKA

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

CVIČNÝ TEST 15. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

Návod na zpracování vzorové úlohy

Funkce pro studijní obory

Lineární a polynomická regrese, interpolace, hledání v tabulce

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

8. přednáška ze stavební geodézie SG01. Ing. Tomáš Křemen, Ph.D.

PrÏõÂloha k vyhlaâsïce cï. 26/2007 Sb.

Metoda nejmenších čtverců Michal Čihák 26. listopadu 2012

Funkce jedné reálné proměnné. lineární kvadratická racionální exponenciální logaritmická s absolutní hodnotou

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Geodézie 3 (154GD3) Téma č. 8: Podrobné měření výškopisu - tachymetrie

GEODÉZIE II. Obraz terénn. nní tvary. rodními silami nebo. ená z rovných, vypuklých a vhloubených dílčích d. je to souhrn terénn

Funkce - pro třídu 1EB

154GEY2 Geodézie 2 5. Měření při účelovém mapování a dokumentaci skutečného provedení budov.

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V ROVINĚ

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Regresní analýza 1. Regresní analýza

Mgr. Tomáš Kotler. I. Cvičný test 2 II. Autorské řešení 7 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí 4.ročník RELATIVNÍ A ABSOLUTNÍ ORIENTACE AAT ANALYTICKÁ AEROTRIANGULACE

CVIČNÝ TEST 13. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Zdeňka Strnadová. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

1. Náhodný vektor (X, Y ) má diskrétní rozdělení s pravděpodobnostní funkcí p, kde. p(x, y) = a(x + y + 1), x, y {0, 1, 2}.

Měření při účelovém mapování a dokumentaci skutečného provedení budov

Extrémy funkce dvou proměnných

CVIČNÝ TEST 10. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Renáta Koubková. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

Teorie sférické trigonometrie

Funkce pro učební obory

Hledání mocnin a odmocnin v tabulkách


Interpolace, aproximace

Libovolnou z probraných metod najděte s přesností na 3 desetinná místa kladný kořen rovnice. sin x + x 2 2 = 0.

Bézierovy křivky Bohumír Bastl KMA/GPM Geometrické a počítačové modelování Bézierovy křivky GPM 1 / 26

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

4.3.1 Goniometrické rovnice

Cvičné texty ke státní maturitě z matematiky

14. přednáška. Přímka

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ, OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA MAPOVÁNÍ A KARTOGRAFIE

Obsah Obyčejné diferenciální rovnice

Matematika I, část I. Rovnici (1) nazýváme vektorovou rovnicí roviny ABC. Rovina ABC prochází bodem A a říkáme, že má zaměření u, v. X=A+r.u+s.

Úloha 1. Napište matici pro případ lineárního regresního spline vyjádřeného přes useknuté

Cvičení software Groma základní seznámení

Cykly a pole

4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil

Vzdělávací oblast: Matematika a její aplikace Vzdělávací obor: Matematický kroužek pro nadané žáky ročník 9.

EXTRÉMY FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH

9. Měření při účelovém mapování a dokumentaci skutečného provedení budov.

Numerická matematika Banka řešených příkladů

4.3. GONIOMETRICKÉ ROVNICE A NEROVNICE

VY_32_INOVACE_M-Ar 8.,9.20 Lineární funkce graf, definiční obor a obor hodnot funkce

Definice globální minimum (absolutní minimum) v bodě A D f, jestliže X D f

CVIČNÝ TEST 1. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 21 IV. Záznamový list 23

Q(y) dy = P(x) dx + C.

4. OBYČEJNÉ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

Numerické metody zpracování výsledků

5. Statika poloha střediska sil

13 Barvy a úpravy rastrového

OBECNÉ METODY VYROVNÁNÍ

MATEMATIKA 5. TŘÍDA. C) Tabulky, grafy, diagramy 1 - Tabulky, doplnění řady čísel podle závislosti 2 - Grafy, jízní řády 3 - Magické čtverce

fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplíny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Interpolace Lagrangeovy polynomy. 29. října 2012

l, l 2, l 3, l 4, ω 21 = konst. Proved te kinematické řešení zadaného čtyřkloubového mechanismu, tj. analyticky

M - Příprava na 3. čtvrtletní písemnou práci

2. Bodové pole a souřadnicové výpočty

Funkce, funkční závislosti Lineární funkce

1 Zobrazení 1 ZOBRAZENÍ 1. Zobrazení a algebraické struktury. (a) Ukažte, že zobrazení f : x

MĚŘENÍ STATISTICKÝCH ZÁVISLOSTÍ

1 0 0 u 22 u 23 l 31. l u11

Průmyslová střední škola Letohrad Komenského 472, Letohrad

Aplikovaná matematika I

1 Analytická geometrie

Obecná rovnice kvadratické funkce : y = ax 2 + bx + c Pokud není uvedeno jinak, tak definičním oborem řešených funkcí je množina reálných čísel.

1 Polynomiální interpolace

Transkript:

SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí 2.ročník GEODETICKÉ VÝPOČTY I. TABELACE FUNKCE LINEÁRNÍ INTERPOLACE

TABELACE FUNKCE Tabelace funkce se v minulosti často využívala z důvodu usnadnění výpočtů složitějších funkcí, jejichž hodnoty byly pro funkci sestaveny do přehledné tabulky, kde se výsledky funkcí vyhledávali nebo dopočítávali (lineární interpolací) ze zapsaných hodnot. V současnosti lze již většinu funkcí vypočítat díky moderní technice bez větších obtíží a tak se tabelace funkcí nyní již tak příliš jako v minulosti nevyužívá. Nyní se s nimi můžeme potkat ještě pro speciální funkce a určité případy i např. nematematické povahy.

TABELACE FUNKCE ukázka tabelace fce Tabelace distribuční funkce normálního rozdělení Tabulka obsahuje hodnoty G(t) pro argument t. Tabelovaná hodnota G(t) je pravděpodobnost výskytu chyby mezi 0 a t-násobkem směrodatné odchylky.

TABELACE FUNKCE Funkce (fce) proměnné y je zapisována ve tvaru y = f(x), kde x je nezávislá proměnná - argument. Dvojice proměnných x a y sestaveny do tabulek tak, že v jednom sloupci jsou vzestupně nebo sestupně upořádány argumenty (x) a v druhém sloupci je k nim vypočtena funkce y = f(x) Rozdílu mezi dvěma sousedními argumenty (x)se nazývá tabulkový krok = k Rozdílu jim odpovídajících fcí se nazývá tabulková diference y, mohou být v tabulce uvedeny v dalším sloupci

čím je tabulkový krok argumentu menší tím je výpočet funkce podrobnější tabulkový krok je volen podle potřeby podrobnosti funkce a podle výsledné obsáhlosti tabulky tabulkový krok 10 gon 4. fce 3. fce 2. fce 1. fce Tabulka může být sestavena pro více funkcí pro jeden sloupec argumentů může být více sloupců fcí argument TABELACE FUNKCE

argument 1. fce 2. fce 3. fce 4. fce TABELACE FUNKCE Najděte v tabulce hodnoty fcí: sin 30 gon =... cos 60 gon =... tan 50 gon =... Najděte pro který úhel platí, že sin x = 0,89101 hledáme x =... cotg x = 0,32492 hledáme x =... tabulkový krok 10 gon

argument 1. fce 2. fce 3. fce 4. fce TABELACE FUNKCE Najděte v tabulce hodnoty: sin 30 gon = 0,45399 cos 60 gon = 0,58779 tan 50 gon = 1,00000 Najděte pro který úhel platí, že sin x = 0,89101 hledáme x = 70 gon cotg x = 0,32492 hledáme x = 80 gon tabulkový krok 10 gon

y = 1 / x2 konstantní y - není nelin.fce y=konst. lin. fce Funkce může být lineární nebo nelineární argument TABELACE FUNKCE

TABELACE FUNKCE Funkce může být tabelována i tak, že argument je rozdělen na dvě části dle desetinných míst a tabulka je pak sestavena následovně: druhé desetinné místo argumentu 0,0x je v horním řádku tabulky uvnitř tabulky jsou vyčísleny hodnoty fce pro jednotlivý argument x,xx hodnota fce pro argument 2,57 se hledá v řádku pro x,x = 2,5 a ve sloupci pro 0,0x = 7 (0,07) a je 16,97 argument x,x jednotky a první desetinné místo argumentu x,x je v levém sloupci tabulky argument 0,0x fce

TABELACE FUNKCE ukázka tabelace fce Tabelace funkce x3 Najděte v tabulce hodnoty y=x3 pro argument : 1,45 tzn. hledáte 1,453 =... 2,70 tzn. hledáte 2,703 =... 3,16 tzn. hledáte 3,163 =... Najděte pro hodnotu funkce y = x3 hodnotu argumentu 18,40 tzn. hledáte 3 18,40 =... 3,582 tzn. hledáte 3 3,582 =...

TABELACE FUNKCE ukázka tabelace fce Tabelace funkce x3 Najděte v tabulce hodnoty x3 pro argument : 1,45 tzn. hledáte 1,453 = 3,049 2,70 tzn. hledáte 2,703 = 19,68 3,16 tzn. hledáte 3,163 = 31,55 Najděte pro hodnotu fce y = x3 hodnotu argumentu 18,40 tzn. hledáte 3 18,40 = 2,64 3,582 tzn. hledáte 3 3,582 = 1,53

LINEÁRNÍ INTERPOLACE - PRINCIP Lineární interpolace je metoda prokládání křivek za použití lineárních funkcí (přímek). Používá se v řadě technických oborů pro zpřesnění hodnoty tabelovaných funkcí, pro interpolaci vrstevnic při konstrukci výškopisu apod. Jedná se o jednoduchou formu interpolace. Pokud jsou dány dva známé body souřadnicemi lineární interpolace je přímka mezi těmito dvěma body. Pro dané x můžeme na této přímce určit hodnotu y určovného bodu. Z podobnosti trojúhelníků resp. úměrou můžeme sestavit rovnici vzájemných vztahů Vyřešením této rovnice pro y, která je neznámou v rovnici pro x dostaneme:

LINEÁRNÍ INTERPOLACE LINEÁRNÍCH A NELINEÁRNÍCH FUNKCÍ interpolací lineární fce nedochází k chybám v určení hodnoty y z důvodu zjednodušení (linearizace) fce interpolací nelineární fce dochází k chybám v určení hodnoty y z důvodu zjednodušení (linearizace) fce velikost chyby závisí na průběhu fce, na kroku mezi body (x0 a x1) proložení lineární fce a na poloze určovaného bodu x v intervalu

60 80 100 120 140 0 100 200 300 400 LINEÁRNÍ INTERPOLACE FCE POSTUP 1 0.5 y = sin x 0-0.5 Tabelace fce y = sin x pro argument x s tabulkovým krokem 20 gon -1 1 0.8 x (gon) sin x 60 0.809017 80 0.951057 100 1.000000 120 0.951057 140 0.809017

LINEÁRNÍ INTERPOLACE FCE POSTUP Zadání: Určete hodnotu sin x pro x = 92,5 gon. 1 y=? 1. určí se tabulková diference k tabulkovému kroku v místě hledané fce => y se znaménkem y = y1 y0 = 0,048943 2. určí se tabulkový krok argumentu x1 x0 = k = 20 92,5 x (gon) sin x 60 0.809017 80 0.951057 100 1.000000 120 0.951057 140 0.809017 y 0.142040 140 120 100 92,5 80 60 0.8 3. určí se rozdíl daného argumentu x = 92,5 gon k nejbližšímu nižšímu argumentu x0 = 80,0 gon x x0 = 92,5 80,0 = 12,5 gon 4. určí se interpolační oprava (y y0) k fci y0, která odpovídá nejbližšímu nižšímu argumentu 0.048943-0.048943-0.142040 Tabelace fce y = sin x pro argument x s tabulkovým krokem 20 gon 5. vypočte se hledaná fce y, tak, že se k fci y0, která odpovídá nejbližšímu nižšímu argumentu přičte oprava

LINEÁRNÍ INTERPOLACE FCE POZNÁMKA 1 Výpočtem z interpolace tabelované fce sin x byla určena výsledná hodnota y=? 92,5 x (gon) sin x 60 0.809017 80 0.951057 100 1.000000 120 0.951057 140 0.809017 y 140 120 100 92,5 80 60 0.8 Pokud, ale vypočteme hodnotu sin 92,5 gon na kalkulačce, získáme hodnotu 0,993058 0.142040 0.048943-0.048943-0.142040 Tabelace fce y = sin x pro argument x s tabulkovým krokem 20 gon Odchylka 0,993058 0,981646 = 0,011412 vzniká z důvodu zjednodušení fce sin x na přímku v intervalu x (80, 100). Tento příklad byl sestaven takto úmyslně pro ukázku nutnosti volby správného intervalu tabulkového kroku. Princip výpočtu zůstává stejný.

Postup: tabulková diference y = y1 y0 tabulkový krok argumentu x1 x0 = k rozdíly argumentů x x0 interpolační oprava výsledek tabulkový krok 10 gon 4. fce 3. fce 2. fce 1. fce Zadání: Pro argument 37 gon vypočtěte metodou lineární interpolace hodnoty jednotlivých fcí uvedených v tabulce. argument LINEÁRNÍ INTERPOLACE FCE

y = y1 y0 30 0.45399 0.89101 0.50953 1.96261 40 0.58779 0.80902 0.72654 1.37638 y 0.13380-0.08199 0.21701-0.58623 tabulkový krok argumentu k = 10 x x0 = 37 30 = 7 gon interp.oprava 37 0.09366-0.05739 0.15191-0.41036 0.54765 0.83362 0.66144 1.55225 tabulkový krok 10 gon 4. fce 3. fce 2. fce 1. fce Zadání: Pro argument 37 gon vypočtěte metodou lineární interpolace hodnoty jednotlivých fcí uvedených v tabulce. argument LINEÁRNÍ INTERPOLACE FCE

LINEÁRNÍ INTERPOL.ARGUMENTU POSTUP Zadání: Určete hodnotu x pro sin x = 0,984514 v int. 80-100 1 1. určí se tabulková diference k tabulkovému kroku v místě hledané fce => y se znaménkem y= 0,984514 y = y1 y0 = 0,048943 2. určí se tabulkový krok argumentu x1 x0 = k = 20 X=? x (gon) sin x 60 0.809017 80 0.951057 100 1.000000 120 0.951057 140 0.809017 y 0.142040 140 120 100 x=? 80 60 0.8 3. určí se rozdíl dané fce y = sin x = 0,984514 k nejbližší nižší hodnotě fce y0 = sin x0 = 0,951057 y y0 = 0,984514-0,951057 = 0,033457 4. určí se interpolační oprava argumentu (x x0) k x0, která odpovídá nejbližšímu nižšímu argumentu 0.048943-0.048943-0.142040 Tabelace fce y = sin x pro argument x s tabulkovým krokem 20 gon 5. vypočte se hledaný argument x, tak, že se x0 přičte oprava

1. fce Zadání: Pro fci y = sin a = 0,16523 vypočtěte metodou lineární interpolace hodnotu argumentu x argument LINEÁRNÍ INTERPOLACE ARGUMENTU Postup: tabulková diference y = y1 y0 tabulkový krok argumentu x1 x0 = k rozdíl fcí y y0 interpolační oprava výsledek tabulkový krok 10 gon

1. fce Zadání: Pro fci y = sin a = 0,16523 vypočtěte metodou lineární interpolace hodnotu argumentu x argument LINEÁRNÍ INTERPOLACE ARGUMENTU Postup: tabulková diference y = y1 y0 = 0,15259 tabulkový krok argumentu x1 x0 = k = 10 rozdíl fcí y y0 = 0,00880 interpolační oprava výsledek = 10 + 0,5767 = 10,5767 gon tabulkový krok 10 gon

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Interpolace vrstevnic je úloha, při které se interpolují (vyhotovují) vrstevnice v daném území na základě znalosti polohy a výšky podrobných bodů terénu.

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Pro správnou interpolaci vrstevnic je nutné zobrazit čáry terénní kostry jako spádnice, údolnice, hřebenové linie, sedla apod. Interpoluje se právě po těchto hranách nebo při čtvercové síti podrobných bodů ve směru největšího spádu.

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Provede se číselná nebo grafická interpolace na spádnicích. Hledají se místa, kde daná vrstevnice protíná interpolovanou spádnici. Tzn. pokud máme na spádnici dva změřené body hodnotě např. 512.1 a 514.8 tak mezi nimi budou probíhat vrstevnice 513 a 514 a právě pozici těchto vrstevnic na dané spádnici interpolací hledáme.

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Po provedené interpolaci vzniká výsledný vrstevnicový plán. V současnosti jsou vrstevnice často generovány digitálně z DMT (Digitálního modelu terénu). Při zpracování vrstevnic se též využívá upravený postup interpolace. Některé software pro tvorbu vrstevnic Atlas DMT, ArcGIS, nadstavby na KOKEŠ, Microstation apod.

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Interpolace vrstevnic je úloha, při které se interpolují (vyhotovují) vrstevnice v daném území na základě znalosti polohy a výšky podrobných bodů terénu. Používá se číselná a grafická interpolace.

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Číselná interpolace -na polohopisném plánu mám vyneseny i výškopisné body pro zobrazení výškopisu: - bod s výškou 65.1 m - bod s výškou 63.2 m - na pravítku zjistíme hodnotu délky mezi těmito body = 59 mm - vypočteme rozdíl výšek daných bodů 65.1 63.2 = 19 dm - vypočteme hodnotu délky odpovídající 1 dm = 3.1 mm - vypočteme hodnoty na pravítku pro jednotlivé vrstevnice 64 m 63.2 m = 0,8 m = 8 dm a z toho vyplývá, že poloha vrstevnice 64 bude ležet na hodnotě 8 x 3.1 mm = 24.8 mm

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Grafické interpolace -na polohopisném plánu mám vyneseny i výškopisné body pro zobrazení výškopisu: - bod s výškou 66.8 m - bod s výškou 64.2 m - jedna z možností grafické interpolace je přiložit libovolně měřítko na hodnotu 4.2 na bod s výškou 64.2 a pak dalším trojúhelníkem propojíme hodnotu 6.8 na měřítku s bodem o výšce 66.8 - pak pomocí dalšího pravítka využít podobnost trojúhelníků a pomocí rovnoběžek této spojnice, které procházejí hodnotami 5 a 6 na měřítku, vynést polohu vrstevnic 65 a 66 na spojnici bodů 66.8 a 64.2

LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Grafické interpolace -na polohopisném plánu mám vyneseny i výškopisné body pro zobrazení výškopisu: - bod s výškou 66.8 m - bod s výškou 64.2 m - jedna z možností grafické interpolace je přiložit libovolně měřítko na hodnotu 4.2 na bod s výškou 64.2 a pak dalším trojúhelníkem propojíme hodnotu 6.8 na měřítku s bodem o výšce 66.8 - pak pomocí dalšího pravítka využít podobnost trojúhelníků a pomocí rovnoběžek této spojnice, které procházejí hodnotami 5 a 6 na měřítku, vynést polohu vrstevnic 65 a 66 na spojnici bodů 66.8 a 64.2

REKAPITULACE TABELACE FUNKCE A LINEÁRNÍ INTERPOLACE TABELACE FUNKCÍ LINEÁRNÍ INTERPOLACE FUNKCÍ LINEÁRNÍ INTERPOLACE ARGUMENTU LINEÁRNÍ INTERPOLACE VRSTEVNIC Domácí úkol č.7 LINEÁRNÍ INTERPOLACE Následuje: SOUŘADNICOVÉ SOUSTAVY