Pomiary sytuacyjne i wysokościowe zgodnie z nowym rozporządzeniem

Transkrypt

1 Marcin Cymerman Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Pomiary sytuacyjne i wysokościowe zgodnie z nowym rozporządzeniem Dzisiejszy świat, a co za tym idzie wiele dziedzin codziennego życia charakteryzuje wszechobecna cyfryzacja i informatyzacja. Jej ślad jest również widoczny w geodezji traktowanej zarówno jako dyscyplinę naukową, zawód (źródło zarobku) czy część struktury administracyjno - urzędniczej (sposób pozyskiwania danych ewidencyjnych). Każdy z wymienionych aspektów geodezji jest w pewien sposób normowany odpowiednimi przepisami prawa. Oczywistym jest, że wspomniany proces informatyzacji sztuki geodezyjnej będzie oddziaływać na związane z nią ustawy i rozporządzenia. W celu zachowania ich aktualności ustawodawcy zmuszeni byli wprowadzać stosowne zmiany. Ich wynikiem było wejście w życie ustawy o infrastrukturze informacji przestrzennej z dnia 4 marca 2010 roku. Mocą tej ustawy przestał obowiązywać szereg, niezwykle istotnych dla geodetów, instrukcji technicznych. Konsekwencją tego stanu rzeczy było wydanie dnia 9 listopada 2011 roku rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjno wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjno-kartograficznego, które poniekąd zastąpiło wcześniejsze rozporządzenie w sprawie standardów technicznych z 1999 roku. Owo rozporządzenie ukazuje zaktualizowane procedury oraz standardy techniczne wykonywania pomiarów sytuacyjno wysokościowych. Zawarte w przedmiotowym rozporządzeniu treści dotyczą bezpośrednio ewidencji gruntów i budynków, geodezyjnej sieci uzbrojenia terenu, podziałów nieruchomości, postępowań sądowych i administracyjnych, zagospodarowania przestrzennego oraz geodezyjnej obsługi inwestycji budowlanych. Niemniej niniejszy artykuł jest próbą analizy zmian głównie pod kątem prowadzenia pomiarów sytuacyjno - wysokościowych. W celu ukazania najbardziej istotnych i konkretnych zmian w praktyce terenowej, a także samym procesie obliczeniowym, dokonano zestawienia poszczególnych treści aktualnego rozporządzenia z zapisami obowiązującej poprzednio instrukcji technicznej G-4 Pomiary sytuacyjne i wysokościowe. Należy zaznaczyć, że do porównania wybrano III wydanie tej instrukcji z 1983 r, mimo iż istnieje IV wydanie z 2002 roku. Wybór wersji z 1983 roku uzasadnia jej szczególne znaczenie, bowiem ta wersja została wymieniona przez ustawodawcę w akcie prawnym jakim było rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie standardów technicznych z 1999 roku.. Późniejsze wydania nie były powszechnie obowiązującymi, a jedynie zalecanymi do stosowania.

2 Jedna z pierwszych możliwych do zauważenia różnic dotyczy uwzględnienia w przepisach ogólnych, szeregu definicji nowych metod pomiarowych związanych z technologiami pomiaru skanerem laserowym czy też z wykorzystaniem metod satelitarnych GNSS (Global Navigation Satellite System). Wśród tych drugich wymienić można chociażby pomiary prowadzone techniką statyczną bądź wykonywane technologią kinematyczną RTK (Real Time Kinematic). Co prawda na rynku dostępne były wytyczne techniczne G.1.12 (Pomiary Satelitarne oparte na systemie precyzyjnego pozycjonowania ASG-EUPOS) z 2008, warunkujące sposób wykonywania pomiarów przy użyciu technik satelitarnych. Jednakże nie był to dokument posiadający moc powszechnie obowiązującą. Fakt ten skutkował tym, że praktycznie każdy ośrodek dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej w rzeczywistości przyjmował swoje własne, autonomiczne zasady wykonywania tychże pomiarów, które nie zawsze w pełni zgadzały się z G Obecne rozporządzenie uporządkowało ten stan, a takie ujednolicenie reguł prowadzenia pomiarów satelitarnych traktować należy jako swoisty ukłon w stronę ośrodków dokumentacji i geodetów. Kolejna bardzo istotna zmiana dotyczy ogólnego prowadzenia pomiarów sytuacyjno - wysokościowych. Według starej instrukcji G-4 wykonywać je należało w oparciu o geodezyjną osnowę poziomą szczegółową lub pomiarową. Natomiast zgodnie z obowiązującym rozporządzeniem, do pomiarów sytuacyjno- wysokościowych można wykorzystywać zarówno osnowę poziomą jak i wysokościową, a w przypadku gdy ich gęstości są niewystarczające dopuszczalne są osnowy pomiarowe. Jak pokazuje codzienna praktyka, osnowa pomiarowa jest bardzo często niezbędna do wykonania pomiarów sytuacyjno - wysokościowych, bowiem konfiguracja, stan techniczny oraz zagęszczenie istniejących osnów wyższych rzędów nie są wystarczające. Według nowego rozporządzenia do nawiązania pomiarowej osnowy sytuacyjnej, oprócz dotychczas stosowanych postaci dopuszcza się stosowanie sieci punktów wyznaczonych metodami precyzyjnego pozycjonowania przy pomocy GNSS. Analizując poziomą osnowę pomiarową, nie sposób nie wymienić takich kwestii jak wymagana przy jej zakładaniu precyzja. Nowe przepisy mówią, że dokładność, określana przez średni błąd położenia punktów względem najbliższych punktów poziomej osnowy geodezyjnej, nie powinna przekraczać 0,10 m (bez względu na rodzaj terenu), podczas gdy wcześniej błąd ten wynosił 0,20 m (dla terenów rolnych i leśnych 0,50 m). Aktualnie wykonując pomiary w oparciu o osnowę pomiarową średni błąd pomiaru odległości określa wzór m d 0,01 m + 0,01 m/km, natomiast poprzednio obowiązująca instrukcja G-4 podawała wzór d l = u* l,gdzie : d l to różnica dwukrotnego pomiaru długości boków, u oznacza współczynnik błędów przypadkowych pomiaru liniowego, a l wyrażało długość mierzonego boku podawaną w metrach. Jeśli chodzi o pomiary kątów to średni błąd

3 pomiaru kąta m k określa wzór m k 0,0030 g, zaś wcześniej stosowano się do wzoru m k 0,0090 g (przy długości ciągu 1,2 km) i m k 0,0180 g (przy długości ciągu 1,2 km). W kwestii lokalizacji punktów ciągów sytuacyjnych instrukcja G-4 nakazywała, by długości boków zawierały się w granicach od 50 do 350 m, natomiast nowe rozporządzenie nie narzuca tak konkretnych wytycznych w tej sprawie. Z drugiej strony w treści rozporządzenia z 2011 r. można znaleźć informację o długości ciągu poligonowego, która nie powinna przekraczać 3000 m, zaś według starej instrukcji wartość ta wynosiła do 2000 m (4000 m dla obszarów rolnych i leśnych). Zmiany dotyczą również osnowy pomiarowej wysokościowej. Przede wszystkim nowe przepisy zaakceptowały wyznaczenie jej współrzędnych metodą precyzyjnego pozycjonowania przy pomocy GNSS. Gdy wykonywana jest niwelacja geometryczna metodą ze środka, wówczas wyrażona w metrach różnica między sumą przewyższeń w kierunku głównym i powrotnym nie powinna przekraczać 0,04* L [mm], a nie jak było dotychczas 0,02* L [mm] (przy czym L oznacza długość ciągu osnowy pomiarowej w km). Warto podkreślić, że bez zmian pozostały dane dotyczące dwukrotnej różnicy przewyższeń obliczonych z jednego stanowiska, które nadal powinny być mniejsze od 4 mm. Analogicznie zachowane zostały dozwolone długości celowych stosowanych przy niwelacji geometrycznej ze środka i wciąż wynoszą one do 50 m. Co prawda G-4 umożliwiała celowe 75-metorwe, ale były to przypadki obejmujące wyjątkowo trudne warunki terenowe. W sytuacji prowadzenia niwelacji trygonometrycznej dopuszczalne celowe zostały wydłużone z 200 do 250 m. Dodatkowo dla tego rodzaju niwelacji nakazano uwzględnianie korekt ze względu na refrakcję atmosferyczną oraz krzywiznę Ziemi. Biorąc pod uwagę metody wykonywania pomiarów sytuacyjnych trzeba zauważyć modyfikację, która polega na dodaniu metody precyzyjnego pozycjonowania GNSS i usunięciu z wachlarza dostępnych metod, metody przedłużeń konturów sytuacyjnych. Przy wyborze metody domiarów prostokątnych skrócone zostały długości linii pomiarowych z 400 i 600 m na 250 i 400 m (odpowiednio dla terenów zurbanizowanych i rolnych/leśnych). W przypadku pomiarów sytuacyjnych przy użyciu metody biegunowej jako stanowiska i punkty nawiązań wykorzystać można punkty do III-ciej klasy dokładnościowej włącznie, punkty pomiarowej osnowy sytuacyjnej oraz punkty pośrednie, które wyznaczone są na bokach tych osnów. Jeśli wyznaczono punkty terenowe z dokładnością (określaną średnim błędem położenia) na poziomie niższym niż 10 cm, w odniesieniu do nawiązania z co najmniej dwóch punktów poziomej osnowy geodezyjnej, to tak zdefiniowane punkty również mogą być wykorzystywane jako stanowiska i punkty nawiązania.

4 Nowe rozporządzanie nakazuje w momencie pomiaru kierunku stosowanie co najmniej dwóch punktów nawiązania odległych minimum o 40 metrów od stanowiska. Gdy mierzone są punkty II i III grupy dokładnościowej to jako stanowisko i punkty nawiązania wykorzystać można punkty stanowiące I grupę dokładnościową, ale tylko w momencie niedostępności punktów wymienionych wyżej. Stara instrukcja G-4 nie uwzględniała tego warunku w sytuacji pomiaru II i III grupy. Jedyną sugestią do przyjęcia stanowisk, był wybór tych punktów Iszej grupy, które znajdowały się na załamaniu granic, miały wymaganą stabilizację i wspomagane były miarami kontrolnymi. Oczywiście powszechny postęp technologiczny w produkcji stosowanych tachimetrów elektronicznych, pozwolił na pominięcie specyfikacji dokładnościowej przygotowanej dla takich technik jak pomiary stolikowe lub dalmierze. Ponadto wśród dopuszczalnych tachimetrów nie wymieniania się już nieużywanych nitkowych czy autoredukcyjnych. Obecnie dokładność wyznaczenia punktu metodą biegunową mp(pom) określa wzór: mp(pom) = (md 2 +d 2 *mα 2 ), gdzie: d- przedstawia odległość do mierzonego punktu, a md i mα to błędy średnie pomiaru odpowiednio odległości i kąta. Przechodząc do pomiarów wysokościowych, to według zasad nowego rozporządzenia, wysokości szczegółów terenowych należy mierzyć z dokładnością nie mniejszą niż: 0,05 m dla obiektów i urządzeń budowlanych oraz pikiet markowanych w terenie; 0,02 m dla przewodów i urządzeń kanalizacyjnych oraz 0,10 m dla budowli ziemnych elastycznych czy podziemnych obiektów SUT. Wszystkie podane wartości określane są względem najbliższej wysokościowej osnowy geodezyjnej lub pomiarowej. Instrukcja G-4 dopuszczała dokładności na poziomie 0,01 m dla naziemnego uzbrojenia terenu, 0,05 m dla trwałych budowli i urządzeń technicznych oraz 0,10 m dla budowli i urządzeń technicznych ziemnych lub podziemnych zakrytych. Co ciekawe zmieniły się dane dotyczące precyzji określania wysokości pikiet na potrzeby tworzenia i aktualizacji baz danych. Definiowane błędem średnim wysokości nie mogą przekraczać 0,20 m dla terenów o nachyleniu mniejszym od 6 i 0,50 m dla obszarów o spadku większym od 6. Poprzednio błędy średnie wyznaczano w oparciu o cięcia warstwicowe podawane dla poszczególnych nachyleń terenu. Zgodnie z nowymi przepisami dopuszcza się wykonywanie niwelacji nowymi metodami jak skaning laserowy czy niwelacje satelitarne. Decydując się na metodę niwelacji siatkowej nie spotkamy się z żadnymi zaskakującymi informacjami, bowiem zasady jej prowadzenia pozostały niezmienione. Określając wysokości niwelacją profilów, poza dotychczas stosowanymi wytycznymi, należy pamiętać by odległości między pikietami na przekroju podłużnym nie przekraczały 25 m. Wybór niwelacji metodą punktów rozproszonych będzie wymagał zwrócenia uwagi na długości celowych, których dopuszczalne granice zostały wydłużone ze 100 m do 150m (co prawda stara instrukcja dopuszczała 150 metrowe celowe, ale tylko i wyłącznie na terenach rolnych i leśnych). Niwelując punkty z wykorzystaniem tachimetru możemy pozwolić sobie na

5 długości celowych do 250 m (wcześniej ograniczano celowe do 100 dla obszarów zurbanizowanych, a odcinki 250 metrowe stosowano jedynie na terenach rolnych bądź leśnych). Bardziej restrykcyjnie podchodzi się do dokładności przy pomiarze kątów pionowych, gdyż średni błąd pomiaru kąta pionowego musi być mniejszy od 30 cc (wcześniej dopuszczano błędy na poziomie 90 cc i 180 cc odpowiednio dla terenów zurbanizowanych oraz rolnych/leśnych). Średni błąd pomiaru odległości przy niwelacji z użyciem tachimetru, według aktualnych przepisów nie może przekraczać 0,10 m. Warto jeszcze przyjrzeć się ogólnym zasadom generalizacji. Otóż tzw. prostowanie linii sytuacyjnych, czyli pominiecie punktów sytuacyjnych odległych od linii tworzonej przez dwa sąsiednie pomierzone szczegóły terenowe, możliwe jest gdy odległości te nie przekraczają: 0, 10m dla szczegółów pierwszej grupy dokładnościowej, 0,30 m dla drugiej oraz 0,50 m dla trzeciej grupy. Poprzednie regulacje podawały w tym miejscu następujące wartości: 0,10 m dla grupy pierwszej, dla kolejnej 0,20 i 0,75 dla trzeciej. W poniższej tabeli w skrócie pokazano najistotniejsze zmiany, które zaszły pomiędzy starą instrukcją techniczną, a nowym rozporządzeniem.

6 STARE WYTYCZNE WG INSTRUKCJI NOWE WYTYCZNE WG TECHNICZNEJ ROZPORZĄDZENIA Pomiar wykonuje się w oparciu o geodezyjną Pomiar wykonuje się w oparciu o osnowę osnowę poziomą szczegółową i pomiarową poziomą i wysokościową, a jeśli gęstość tych punktów jest niewystarczająca, to o osnowę pomiarową OSNOWA POMIAROWA POZIOMA - nie uwzględniono nowoczesnych technik - wpisano nowe technologie pomiarowe pomiarowych GNSS - błąd średni wynosił: 0,20 m (0,50 m)* - średni błąd pomiaru odległości: dl= u - błąd pomiaru kąta: mk 0,0090 g (przy długości ciągu 1,2 km) i mk 0,0180 g (przy długości ciągu 1,2 km) - błąd średni wynosi 0,10 m - średni błąd pomiaru odległości md 0,01 m + 0,01 m/km - błąd pomiaru kąta mk 0,0030 g - długości boków ciągu: m - długość ciągu poligonowego: 2000 m (4000 m)* - nie uwzględniono nowoczesnych technik pomiarowych - dopuszczalna różnica przewyższeń w kierunku głównym i powrotnym: 0,04* L [mm] - długości celowych: 50 m lub 75 m dla trudnych warunków terenowych - długości celowych w niwelacji trygonometrycznej: 200 m - nie uwzględniono nowoczesnych technik pomiarowych - długość linii pomiarowych w metodzie domiarów prostokątnych: 400 m (600 m)* - wybór stanowisk przy metodzie biegunowej: osnowa szczegółowa i pomiarowa, przy pomiarze II i III gr. dokładnościowej można wykorzystać zastabilizowane punkty załamania granic - nie uwzględniono nowoczesnych technik pomiarowych - dokładności terenowe: - brak wymagań - długość ciągu poligonowego: 3000 m OSNOWA POMIAROWA WYSOKOŚCIOWA POMIAR SYTUACYJNY POMIAR WYSOKOŚCIOWY - wpisano nowe technologie pomiarowe GNSS - dopuszczalna różnica przewyższeń w kierunku głównym i powrotnym: 0,02* L [mm] - długości celowych: 50 m - długości celowych w niwelacji trygonometrycznej: 250 m - uwzględnianie korekt ze względu na refrakcję atmosferyczną oraz krzywiznę Ziemi - wpisano nowe technologie pomiarowe GNSS - długość linii pomiarowych w metodzie domiarów prostokątnych: 250 m (400 m)* - wybór stanowisk przy metodzie biegunowej: osnowa do III klasy, osnowa pomiarowa, punkty pośrednie na bokach tych osnów, punkty terenowe (jeżeli wyznaczone są z błędem mniejszym od 0,10 m), przy pomiarze II i III gr. dokładnościowej można wykorzystać punkty I gr. dokładnościowej. - wpisano nowe technologie pomiarowe GNSS oraz skaning laserowy - dokładności terenowe:

7 0,01 m elementy naziemne SUT 0,05 m budowle i urządzenia techniczne o konstrukcji trwałej 0,10 m budowle i urządzenia techniczne ziemne i podziemne - błąd wyznaczenia wysokości pikiet przy tworzeniu baz danych: występują cięcia warstwicowe - długość celowych przy niwelacji metodą punktów rozproszonych: 100 m - przy tachimetrii długość celowych: 100 m (250 m)*; błąd pomiaru kąta: 0,0090 g (0,0180 g )* - prostowanie linii sytuacyjnych: I grupa dokładnościowa: 0,10 m II grupa dokładnościowa: 0,20 m III grupa dokładnościowa: 0,75 m * obszary wiejskie i leśne GENERALIZACJA 0,05 m obiekty budowlane i urządzenia budowlane oraz markowane pikiety 0,02 m przewody i urządzenia kanalizacyjne 0,10 m budowle ziemne, elastyczne podziemne SUT oraz pikiety - błąd wyznaczenia wysokości pikiet przy tworzeniu baz danych: 0,20 m dla <6 o 0,50 m dla >6 o - długość celowych przy niwelacji metodą punktów rozproszonych: 150 m - przy tachimetrii długość celowych: 250 m; błąd pomiaru kąta: 0,0030 g - prostowanie linii sytuacyjnych: I grupa dokładnościowa: 0,10 m II grupa dokładnościowa: 0,30 m III grupa dokładnościowa: 0,50 m Analizowane w niniejszym artykule zapisy nowego rozporządzenia, które dotyczyły wykonywania pomiarów sytuacyjno wysokościowych, pozwoliły na sformułowanie następujących wniosków: - widoczny postęp technologiczny spowodował wprowadzenie do codziennego użytku nowe rodzaje metod pomiarowych oraz bardziej precyzyjne sprzęty miernicze, czego konsekwencją są zwiększone wymagania dokładnościowe prowadzonych prac. - zaktualizowano asortyment dopuszczalnych instrumentów pomiarowych poprzez usunięcie nieużywanych już przyrządów na rzecz nowoczesnych, aktualnie stosowanych sprzętów jak skaner laserowy czy odbiorniki GNSS; - w poprzednio obowiązującej instrukcji zawarto bardziej szczegółowe informacje związane z podziałem grup dokładnościowych szczegółów terenowych, generalizacją czy sposobem zakładania osnów pomiarowych. Bardziej ogólny charakter aktualnego rozporządzenia może przysparzać pewnych problemów w interpretacji niektórych zapisów, zwłaszcza młodym geodetom; - warto zauważyć, że nowe dokumentacje techniczne w wyraźny sposób obligują do ich przestrzegania nie tylko geodetów, ale również ośrodki dokumentacji geodezyjnej i państwowe zasoby geodezyjne i kartograficzne; - w nowym rozporządzeniu położono szczególny nacisk na pomiary wysokościowe sieci i urządzeń kanalizacyjnych, o czym świadczy zwiększenie wymaganych dokładności pomiaru. Dotyczy to również precyzji wyznaczania osnów pomiarowych, wykorzystywanych do pomiaru wysokości tych sieci. Nie wspomniano natomiast o innych sieciach niekablowych, jak gaz czy

8 woda; -w przypadku pomiaru wysokości sieci elastycznych lub mierzonych elektromagnetycznie (np. energia czy telekomunikacja) zapisy obowiązującego rozporządzenia ustaliły dokładność na poziomie pozwalającym geodetom na wykorzystanie technik GNSS, szczególnie metody RTK, która spełnia aktualne wymogi dokładnościowe pomiarów inwentaryzacyjnych tych sieci. - wprowadzenie zmian było konieczne, bowiem wcześniejsze regulacje prawne dotyczące wykonywania pomiarów sytuacyjno-wysokościowych nie uwzględniały nowych technologii jak wspomniane pomiary satelitarne czy skaning laserowy. - nowe rozporządzenie scala w swojej treści informacje zawarte w kilku poprzednio obowiązujących instrukcjach technicznych co traktować należy jako duże ułatwienie. Aktualna forma spisanych wytycznych jako rozporządzenia (artykuły, paragrafy i punkty) poprawia czytelność, ale jednoczesne stosowanie wielu odnośników do innych ustaw może przysparzać pewnych trudności w odczytywaniu konkretnych informacji. Książkowa forma wydania starych instrukcji i związane z nimi przyzwyczajenia mogą wydawać się bardziej odpowiednie zawłaszcza starszym geodetom. Warto zaznaczyć, że wymienione wyżej fakty były wynikiem analizy własnej autora oraz opinii wybranej grupy geodetów i pracowników konkretnego ośrodka dokumentacji geodezyjno kartograficznej. Na tej podstawie dało się zauważyć, że choć oczywiście nowych dokumentów nie należy przyjmować bezkrytycznie (o czym mogą świadczyć chociażby wypisane wcześniej przykłady) to jednak owe mankamenty nie są zbyt duże i można stwierdzić, że wprowadzone zmiany niosą ze sobą zdecydowanie więcej korzyści. Wśród pozytywów wymienić można chociażby dopuszczenie w jednoznaczny i unormowany prawnie sposób technologii GNSS czy zastosowanie elementów, dzięki którym zapisy rozporządzenia stały się bardziej życiowe. Dla przykładu wystarczy podać wydłużenie dopuszczalnych celowych przy jednoczesnym zwiększeniu precyzji pomiaru, co znakomicie oddaje charakter i możliwości nowo stosowanych przyrządów pomiarowych. Oczywistym jest, że każdy ma prawo do własnej opinii i kontrowersje wokół nowych zasad będą występowały. Lecz nawet kierując się własnymi preferencjami, trzeba pamiętać że aktualne przepisy już obowiązują i chcąc nie chcąc należy je przyswoić by poprawnie wykonywać prace terenowe i kameralne oraz właściwie składać dokumentację geodezyjną do odpowiednich ośrodków.