MATEMATICKÁ KARTOGRAFIE

Podobné dokumenty
MATEMATICKÁ KARTOGRAFIE

MATEMATICKÁ KARTOGRAFIE

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

MATEMATICKÁ KARTOGRAFIE

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

Matematická kartografie. Černý J., Kočandrlová M.: Konstruktivní geometrie, ČVUT. Referenční plochy

1 Nepravá zobrazení. 4 Zobrazení odvozené z jednoduchých azimutálních (modifikované. Obsah. 3 Nepravá azimutální zobrazení.

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

Matematické metody v kartografii. Členění kartografických zobrazení. Zobrazení z elipsoidu na kouli (5.)

Matematické metody v kartografii. Jednoduchá azimutální zobrazení. Azimutální projekce. UPS. (10.)

Jednoduchá zobrazení. Podpořeno z projektu FRVŠ 584/2011.

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

Podpořeno z projektu FRVŠ 584/2011.

Gymnázium Christiana Dopplera, Zborovská 45, Praha 5. Kartografické projekce

Geodézie a pozemková evidence

Transformace dat mezi různými datovými zdroji

Základy kartografie. RNDr. Petra Surynková, Ph.D.

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

ení Francie Zuzana Ženíšková

Matematické metody v kartografii. Přednáška 3. Důležité křivky na kouli a elipsoidu. Loxodroma a ortodroma.

terminologie předchozí kapitoly: (ϕ, Ω) - plocha, S - geometrický obraz plochy

Kartografické projekce

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

Detekce kartografického zobrazení z množiny

Referenční plochy a souřadnice na těchto plochách Zeměpisné, pravoúhlé, polární a kartografické souřadnice

Matematické metody v kartografii. Nepravá zobrazení. Polykónická zobrazení. (11.)

Srovnání konformních kartografických zobrazení pro zvolené

APROXIMACE KŘOVÁKOVA ZOBRAZENÍ PRO GEOGRAFICKÉ ÚČELY

Matematika vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze

8. Deskriptivní geometrie

Matematické metody v kartografii

SPŠ STAVEBNÍ České Budějovice MAPOVÁNÍ. JS pro 3. ročník S3G

Lineární algebra : Metrická geometrie

Jiří Cajthaml. ČVUT v Praze, katedra geomatiky. zimní semestr 2014/2015

4. Matematická kartografie

KONFORMITA GAUSS-KRÜGEROVA ZOBRAZENÍ Radek Hampl Stručný pohled do historie vzniku Gauss-Krügerova zobrazení

Celkem existuje asi 300 zobrazení, používá se jen několik desítek.

Řešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:

Matematické metody v kartografii. Kruhová zobrazení. Polyedrická a neklasifikovaná zobrazení (12)

Úvodní informace. 17. února 2018

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Kinematika tuhého tělesa. Pohyb tělesa v rovině a v prostoru, posuvný a rotační pohyb

y ds, z T = 1 z ds, kde S = S

REKONSTRUKCE ASTROLÁBU POMOCÍ STEREOGRAFICKÉ PROJEKCE

Řešení úloh 1. kola 47. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C. t 1 = v 1 g = b gt t 2 =2,1s. t + gt ) 2

GIS Geografické informační systémy

Geodézie pro architekty. Úvod do geodézie

Matematické metody v kartografii. Jednoduchá válcová zobrazení. Válcové projekce. Gaussovo zobrazení. (6.+7.)

SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí 4.ročník SOUŘADNICOVÉ SOUSTAVY VE FOTOGRAMMETRII

Mechanika

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

Výsledky úloh. 1. Úpravy výrazů + x 0, 2x 1 2 2, x Funkce. = f) a 2.8. ( ) ( ) 1.6. , klesající pro a ( 0, ) ), rostoucí pro s (, 1)

13. cvičení z Matematické analýzy 2

GA06 Deskriptivní geometrie pro obor Geodézie a kartografie Úvod do kartografie.

Matematika I 12a Euklidovská geometrie

ˇ EDNA SˇKA 9 DALS ˇ I METODY INTEGRACE

PŘEHLED JEVNOSTI ZOBRAZENÍ

Kartografie - úvod, historie a rozdělení Matematická kartografie Kartografická zobrazení

Pro mapování na našem území bylo použito následujících souřadnicových systémů:

11. cvičení z Matematické analýzy 2

Geoinformatika. IV Poloha v prostoru

Další plochy technické praxe

Stavební geodézie. Úvod do geodézie. Ing. Tomáš Křemen, Ph.D.

Pr niky ploch a t les

KŘIVKOVÝ INTEGRÁL V SYSTÉMU MAPLE

Geometrické transformace pomocí matic

(0, y) 1.3. Základní pojmy a graf funkce. Nyní se již budeme zabývat pouze reálnými funkcemi reálné proměnné a proto budeme zobrazení

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

PŘEDNÁŠKA 9 KŘIVKOVÝ A PLOŠNÝ INTEGRÁL 1. DRUHU

Základy kartografie, topografické plochy

Odchylka ekliptiky od roviny Galaxie

Poznámky k sestavení diagramu zastínění

Obr. 4 Změna deklinace a vzdálenosti Země od Slunce v průběhu roku

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

RADIÁLNÍ VYPÍNÁNÍ ZADÁNÍ: VUT - FSI, ÚST Odbor technologie tváení kov a plast

14. cvičení z Matematické analýzy 2

Úvod do předmětu geodézie

GIS Geografické informační systémy. Daniela Ďuráková, Jan Gaura Katedra informatiky, FEI

Geodézie Přednáška. Souřadnicové systémy Souřadnice na referenčních plochách

Rovnice přímky. s = AB = B A. X A = t s tj. X = A + t s, kde t R. t je parametr. x = a 1 + ts 1 y = a 2 + ts 2 z = a 3 + ts 3. t R

Pružnost a pevnost I

Trojúhelníky. a jejich různé středy. Součet vnitřních úhlů trojúhelníku = 180 neboli π radiánů.

1. a) Určete parciální derivace prvního řádu funkce z = z(x, y) dané rovnicí z 3 3xy 8 = 0 v

Matematika 4 FSV UK, LS Miroslav Zelený

4. EZY NA KUŽELÍCH 4.1. KUŽELOVÁ PLOCHA, KUŽEL

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Matematické metody v kartografii. Volba a identifikace zobrazení. Zobrazení použitá v ČR. Kritéria pro hodnocení kartografických zobrazení(13)

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P01 KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU

PŘEDNÁŠKA 6 INTEGRACE POMOCÍ SUBSTITUCE

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

Diferenˇcní rovnice Diferenciální rovnice Matematika IV Matematika IV Program

Souřadnicové systémy v geodatech resortu ČÚZK a jejich transformace

Katedra matematiky Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze Příjmení a jméno ➊ ➋ ➌ ➍ ➎ ➏ Bonus

Maturitní témata z matematiky

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

Drsná matematika III 1. přednáška Funkce více proměnných: křivky, směrové derivace, diferenciál

Řešení úloh 1. kola 60. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D Autor úloh: J. Jírů. = 30 s.

Transkript:

VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ MILOSLAV ŠVEC MATEMATICKÁ KARTOGRAFIE MODUL KARTOGRAFICKÁ ZKRESLENÍ STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

Matematická kartografie Modul Miloslav Švec, Brno 007 - (14) -

Obsah OBSAH 1 Úvod...5 1.1 Cíle...5 1. Požadované znalosti...5 1.3 Doba potebná ke studiu...5 1.4 Klíová slova...5 Kartografická zkreslení...8.1 Délkové zkreslení a podmínka konformity...8. Hlavní smry, afinita mezi obrazem a originálem, elipsa zkreslení...9.3 Zkreslení azimutu a úhlu...10.4 Zkreslení plošné P...11.5 Výpoet zkreslení pi známých hlavních paprscích a, b...1.6 Zkreslení geodetické kivosti v konformním zobrazení...13 3 Závr...14 3.1 Shrnutí...14 3. Studijní prameny...14 3..1 Seznam použité literatury...14 3.. Seznam doplkové studijní literatury...14 3..3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny...14-3 (14) -

Úvod 1 Úvod 1.1 Cíle Matematická kartografie patí k základním teroretickým pedmtm studijních program geodézie a kartografie. Vytváí pedpoklady pro zvládnutí obecných a praktických úloh jak obecné geodézie, tak pedevším obecné kartografie. Moduly pedmtu jsou koncipovány jako ucelené celky. Pesto na sebe teoreticky navazují. Opora Matematická kartografie je tvoena tmito moduly: Referenní plochy a souadnicové systémy Kartografická zkreslení Kartografické zobrazení Jednoduchá zobrazení Nepravá azimutální zobrazení 1. Požadované znalosti Pedmt vyžaduje dobré matematické základy. Jedná se o zvládnutí základ matematické analýzy, pedevším diferenciálního potu jedné a více promnných, integrálního potu, základ diferenciálních rovnic a nkterých partií deskriptivní a diferenciální geometrie. 1.3 Doba potebná ke studiu Pedmt je vyuován jako povinný v prvním roníku navazujícího magisterského studijního programu Geodézie a kartografie v rozsahu hodiny pednášky a 1 hodiny cviení za týden, tedy celkem 39 hodin za semestr. Jako u každého teoretického pedmtu se pedpokládá alespo stelná asová zátž pi samostudiu. 1.4 Klíová slova Matematická kartografie, referenní plocha, zobrazení, mapa, elipsoid, souadnicové soustavy - 5 (14) -

- 7 (14) - Závr

Matematická kartografie Modul Kartografická zkreslení Kartografické zobrazení Kartografické zobrazení Projekce Zobrazovací rovnice kartografické zobrazení x mat. zobrazení vzájemné piazení polohy bod dvou rzných referenních ploch speciální typ zobrazení vzniklého promítáním jednoznaný vztah mezi souadnicemi bod na obou referenních plochách Píklad zobrazovací rovnice pi zobrazení elipsoidu do roviny ( ϕ, λ), y g( ϕ, λ) X f, f, g spojité, nezávislé, diferencovatelné funkce jednojednoznané Pól je singulární bod nemusí tuto podmínku splovat kivka Referenní plochy mají rznou kivost zkreslení V kartografii je referenní plochou originálu elipsoid nebo koule, referenní plochou obrazu rovina (zobrazuje se i rotaní elipsoid na kouli). Zkreslení délkové m Zkreslení úhlové Zkreslení plošné P - pomr délkových element v obraze a originálu - rozdíl velikosti smrníku (úhlu) v obraze a originálu - pomr plošných element v obraze a originálu.1 Délkové zkreslení a podmínka konformity P A ds D d λ S P d +X ds P d dx P dy J O +Y - 8 (14) -

Závr Délkové zkreslení m A elementu ds o azimutu A m ds dx + dy A ds M dϕ + N cos ϕ dλ d λ ( f + g ) + ( f + g ) + ( f f + g g ) ϕ ϕ λ λ ϕ λ dϕ m A d λ M + N cos ϕ dϕ tg A PD DPd N cosϕ d λ M dϕ d λ dϕ ϕ d λ λ dϕ ma ( f g g ) f g ϕ + ϕ f g f cos λ + λ ϕ λ + ϕ λ A + sin A + sin Acos A M N cos ϕ MN cosϕ Pro A 0 o dostaneme zkreslení m p v poledníkovém elementu, pro A 90 o zkreslení m r v elementu rovnobžkovém mp fϕ + g ϕ fλ + gλ, mr M N cosϕ p Celkem ma ( f + g g ) fϕ λ ϕ λ MN cosϕ mp cos A + mr sin A + p sin Acos A Podmínka konformního (stejnoúhlého) zobrazení m m, p 0 m m p r A p m r. Hlavní smry, afinita mezi obrazem a originálem, elipsa zkreslení d Hlavní paprsky (hlavní smry) m A 0 d A nebo d m A d A 0. tg Aε p m p m r - 9 (14) -

Matematická kartografie Modul o Existují odtud dva úhly A ε, A A 90 1 ε + ε a délková zkreslení v tchto 1 navzájem kolmých smrech jsou extremální. Diferencováním obecných zobrazovacích rovnic dostaneme d X f dϕ + f d λ, dy g dϕ + ϕ λ ϕ gλ d λ To je definice afinního zobrazení, mezi originálem a obrazem existuje afinní vztah. V daném bod existuje jediná dvojice vzájemn kolmých paprsk, jejichž obrazy jsou rovnž kolmé hlavní paprsky Délková zkreslení a, b urují v tchto bodech elipsu zkreslení (Tissotova indikatrix) V konformním zobrazení je Tissotova indikatrix kružnice.3 Zkreslení azimutu a úhlu S +X µ p A d λ A s ds D P µ obr. meridianu J Protože úhel je rozdíl dvou azimut, staí se zabývat zkreslením azimutu. - 10 (14) -

Závr Platí o tg( 180 A ) tg( µ µ ) tg µ tg µ p dy d X gϕ fϕ p gϕ N cosϕ cos A + fϕ N cosϕ cos A + tg µ p tg µ 1 + tg µ p tg µ gλ M sin A fλ M sin A Odtud uríme A, rozdíl (A A) je zkreslení v azimutu Pro úhel obrazu meridiánu a rovnobžky platí tgθ fλgϕ fϕgλ fϕfλ + gϕgλ +X µ p obr. rovnobžky θ P µ r obr. meridianu Pro zkreslení úhlu mezi poledníkem a rovnobžkou platí 90 o. Tedy tgθ O +Y fϕfλ + gϕgλ fλgϕ fϕgλ itatel je roven parametru p, který je pro konformní zobrazení roven nule. Zkreslení úhlu mezi poledníkem a rovnobžkou je rovno nule, 90 o geografická sí zachovává v konformním zobrazení ortogonalitu i v obraze.4 Zkreslení plošné P Podle obrázku je P 1 d p d r śinθ 1 d p d r mpmr sinθ fϕgλ fλgϕ MN cosϕ - 11 (14) -

Matematická kartografie Modul elipsoid rovina P 1 +X P 1 dp dp 90 o P dr meridián P rovnobžka P θ dr P +Y Stejnoploché (ekvivalentní) zobrazení: P 1 fϕgλ fλgϕ MN cosϕ To je obecná podmínka ekvivalentního zobrazení..5 Výpoet zkreslení pi známých hlavních paprscích a, b ξ ξ ξ α η dρ P 1 ξ α η ds P 1 P η P η ξ + η d ρ ξ a d ρ + η b d ρ 1-1 (14) -

Závr Zkreslení délkové Zkreslení úhlové Zkreslení plošné α m a cos α + a tgα tgα b P a b b sin α.6 Zkreslení geodetické kivosti v konformním zobrazení Geodetická kivost γ Oznaení kivost pravoúhlého prmtu kivky do tené roviny plochy v daném bod γ - geodetická kivost na referenní ploše Γ - geodetická kivost obrazu kivky d 90 o ds c 90 o dt dt a 90 o δ ds 90 o b Pro konformní zobrazení platí Pro geodetické kivky (γ 0) 1 Γ γ + m 1 Γ m m t 1 m m t 1 m m T Zkreslení geodetické kivky je závislé na délkovém zkreslení v daném bod a na zmn délkového zkreslení ve smru kolmém na geodetickou kivku. Isometrické kivky spojnice bod stejného délkového zkreslení, umožují posoudit zkreslení geodetické kivosti - 13 (14) -

Matematická kartografie Modul 3 Závr 3.1 Shrnutí Kartografické zkreslení je základní charakteristikou každého kartografického zobrazení. Modul uvádí pehled metod výpotu kartografických zkreslení pro jednotlivé typy zobrazení. Popisuje záklední úlohu matematické kartografie a uvádí základní typy referenních ploch a souadnicových systém. 3. Studijní prameny 3..1 Seznam použité literatury [1] Hojovec, V. a kol. Kartografie, GPK Praha 1987 3.. Seznam doplkové studijní literatury [] Daniš, M., Valko, J. Matematická kartografia, SVŠT Bratislava 1987 [3] Srnka, E. Matematická kartografie, VAAZ, Brno 1977 [4] Böhm, J. Matematická kartografie, VŠT, Brno 1951 3..3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny [5] http://dmg.tuwien.ac.at/havlicek/karten.html [6] http://www.3dsoftware.com/ [7] http://mathworld.wolfram.com/mapprojection.html [8] http://en.wikipedia.org/wiki/category:cartographic_projections - 14 (14) -