PRACE GEODEZYJNE I KARTOGRAFICZNE

Transkrypt

1 PRACE GEODEZYJNE I KARTOGRAFICZNE

2 Uprawnienia zawodowe do wykonywania samodzielnych funkcji w dziedzinie geodezji i kartografii nadaje się obecnie w następujących zakresach: 1) geodezyjne pomiary sytuacyjno-wysokościowe, realizacyjnie i inwentaryzacyjne; 2) rozgraniczanie i podziały nieruchomości (gruntów) oraz sporządzanie dokumentacji do celów prawnych; 3) geodezyjne pomiary podstawowe; 4) geodezyjna obsługa inwestycji; 5) geodezyjne urządzanie terenów rolnych i leśnych; 6) redakcja map; 7) fotogrametria i teledetekcja. Egzaminy na uprawnienia: w Głównym Urzędzie Geodezji i Kartografii. ul. Wspólna 2, Warszawa (22) (22) , gugik@gugik.gov.pl Egzamin pisemny składa się z dwóch części (koszt 500zł): - ogólnej z 60 pytań testowych -szczegółowej - 3 pytania opisowe. Po nim następuje egzamin ustny. Jednorazowo moŝna zdobyć uprawnienia tylko w jednym zakresie.

3 Zgodnie z art.44 Ustawy Prawo Geodezyjne i Kartograficzne: Uprawnienia zawodowe w dziedzinie geodezji i kartografii mogą otrzymać osoby, które: 1. posiadają wyŝsze lubśrednie wykształcenie geodezyjne, 2. posiadają 3 lata praktyki zawodowej w wypadku wykształcenia wyŝszego i 6 lat praktyki zawodowej w wypadku wykształceniaśredniego, 3. wykaŝą się znajomością przepisów w dziedzinie geodezji i kartografii, 4. posiadają nienaganną opinię zawodową. Studiować moŝemy przez 3,5 roku uzyskując tytuł inŝyniera lub 5 lat uzyskując tytuł magistra inŝyniera. Jeśli chodzi o uprawnienia to w tym momencie nie ma to znaczenia jak tytuł mamy waŝne,ŝe skończyliśmy studia. W zakresie redakcji map i fotogrametrii i teledetekcji uprawnienia zawodowe mogą równieŝ otrzymać osoby posiadające wyŝsze wykształcenie geograficzne o specjalności kartografia albo innej specjalności, po ukończeniu podyplomowego studium w zakresie kartografii.

4 W Polsce współczesna geodezja dzieli się na: geodezję ogólną naukę o pomiarach wykonywanych na powierzchniach małych, o promieniu nie większym niŝ 15,6 km co obejmuje około 750 km2, bez uwzględniania kulistości Ziemi. geodezję wyŝszą naukę o pomiarach wykonywanych na wielkich obszarach, o powierzchni ponad 750 km2, uwzględniających kulistość Ziemi, Polska jest jednym z nielicznych krajów, w których słowa geodezja uŝywa się do określenia dziedziny wiedzy i techniki związanej z pomiarami małych powierzchni (geodezja szczegółowa). W większości krajów Europy zachodniej termin geodezja zarezerwowany jest wyłącznie dla nauki zajmującej się pomiarami duŝych obszarów i całej Ziemi. Zadania zarezerwowane dla geodezji szczegółowej określane są tam mianem miernictwa.

5 W jakim stopniu geodezja (miernictwo) obecna jest najczęściej w procesach planistycznych, projektowych i budowlanych? krok 1: architekci tworzą projekty na mapach sytuacyjno-wysokościowych wykonywanych dla potrzeb i na zlecenie konkretnego klienta (zaktualizowana mapa zasadnicza), krok 2: gotowy projekt zostaje wytyczony w terenie przez geodetę, krok 3: realizacja projektu jest równieŝ przez geodetę monitorowana, krok 4: kontynuacją tych prac, po zakończeniu budowy, jest inwentaryzacja powykonawcza (na którą składa się pomiar powykonawczy) wykonywana przez geodetę Przedmiotem geodezji są takŝe badania odkształceń budowli, regulacje stanu prawnego nieruchomości oraz urządzeń rolnych.

6 DOKŁADNOŚĆ POMIARÓW GEODEZYJNYCH ZaleŜnie od metod i aparatury wyróŝnia się dwie klasy pomiarów: - pomiary precyzyjne, - pomiary techniczne. Jako granicę dokładności dla mierzonych długości odcinków przyjmuje się 1 cm, dla kątów 0.1 c, dla róŝnic wysokości 1mm. Gdy zadanie wymaga uzyskania danych geodezyjnych z błędem < 1 cm, < 0.1 c i < 1mm, naleŝy wykonać pomiary precyzyjne korzystając z precyzyjnych instrumentów geodezyjnych. W praktyce dokładność ocenia się po analizie obliczonych odchyłek danych geodezyjnych wymiarów, kształtu, połoŝenia, warunków geometrycznych, a takŝe stanu budowli w danym momencie (przemieszczeń i odkształceń).

7 Podział prac geodezyjnych i kartograficznych Prace geodezyjne i kartograficzne dzielą się (według normy) na: 1. pomiary i opracowania geodezyjne osnów geodezyjnych, osnów grawimetrycznych i magnetycznych, 2. pomiary szczegółowe sytuacyjne i wysokościowe, 3. pomiary realizacyjne i kontrolne, 4. pomiary związane z katastrem nieruchomości (ewidencją gruntów, budynków i lokali), 5. inne pomiary i opracowania geodezyjne i kartograficzne, (opracowanie planów zagospodarowania przestrzennego, badania naukowe). miernictwo górnicze,

8 Ogólny podział osnów geodezyjnych: 1. pozioma współrzędne {X,Y} 2. wysokościowa współrzędne {H} (wysokości określone względem przyjętego poziomu odniesienia). Ze względu na znaczenie osnowy dla zadań geodezyjnych: -podstawowe (do nawiązania osnów szczegółowych), -szczegółowe (do nawiązania osnów pomiarowych oraz numerycznych modeli terenu i zdjęć fotogrametrycznych dla państwowego systemu odniesień przestrzennych), -pomiarowe (do oparcia pomiarów i wyznaczeń szczegółowych, realizacyjnych, katastralnych i innych).

9 Cechy geodezyjnych osnów wysokościowych Klasa i nazwa sieci Punkty nawiązania śr. długość linii niwelacji śr. odległość punktów śr. bł. niwelacji mm I precyzyjna - 50 km - 1 II precyzyjna I kl 25 km 8 km 2 III szczegółowa I-II kl 18 km 6 km 4 IV szczegółowa I-III kl - 2 km 10 pomiarowa II-IV kl

10 Zakładanie i uzupełnianie osnów geodezyjnych 1. Metody klasyczne (geometryczne), 2. Metody fotogrametryczne (teledetekcja), 3. Metody oparte na technikach satelitarnych GPS. Metody klasyczne wykorzystują łączenie punktów w sieci: triangulacyjne i poligonowe lub dowolnie powiązane w formy figur geometrycznych np. wcięcia punktów. Elementem sieci moŝe być: linia pomiarowa, trójkąt, czworobok geodezyjny, ciąg poligonowy. Ciągi poligonowe lokalne i nawiązane. Ciągi zamknięte, dwustronnie i jednostronnie nawiązane. Orientację w sieci zapewniają współrzędne punktów i azymuty boków sieci.

11 B wcięcie kątowe A A,B-baza wcięcia C linie pomiarowe ciąg jednostronnie nawiązany w pkt C F Sieć geodezyjna utworzona z powiązania punktów osnowy G wcięcie kątowo-liniowe Źródło: Na podstawie materiałów Katedry Geodezji PR im. K. Weigla.

12 Podział prac geodezyjnych i kartograficznych Prace geodezyjne i kartograficzne dzielą się (wg normy) na: 1. pomiary i opracowania geodezyjne osnów geodezyjnych, osnów grawimetrycznych i magnetycznych, 2. pomiary szczegółowe sytuacyjne i wysokościowe, 3. pomiary realizacyjne i kontrolne, 4. pomiary związane z katastrem nieruchomości (ewidencją gruntów, budynków i lokali), 5. inne pomiary i opracowania geodezyjne i kartograficzne, (opracowanie planów zagospodarowania przestrzennego, badania naukowe). miernictwo górnicze,

13 Pomiary i opracowania szczegółowe: /Są to pomiary wykonywane bezpośrednio lub pośrednio metodami teledetekcji (fotogrametrycznie)/ Pomiary i opracowania szczegółowe obejmują: 1. pomiary sytuacyjne, w tym pomiary: - stanu zagospodarowania terenu - zabudowy, ogrodzeń, komunikacji - uzbrojenia terenu w urządzenia techniczne nadziemne, naziemne i podziemne, - innych obiektów systemu informacji o terenie, 2. pomiary wysokościowe (rzeźby terenu), naturalnych i sztucznych form ukształtowania powierzchni terenu, 3. opracowania dla potrzeb systemu informacji o terenie (SIT, GIS), w tym opracowania kartograficzne i budowa numerycznych modeli terenu, 4. tworzenie i udostępnianie baz danych o obiektach systemu informacji o terenie.

14 Pomiar sytuacyjny to zespół czynności geodezyjnych pozwalających na określenie kształtu, wielkości i wzajemnego połoŝenia szczegółów terenowych. W geodezji inŝynieryjnej kaŝdy obiekt powierzchni Ziemi jest traktowany jako bryła lub figura geometryczna o n wierzchołkach. Figury te są poddawane generalizacji kształtu w stopniu zaleŝnym od celu prowadzonych pomiarów. Pomiar wysokościowy to zespół czynności geodezyjnych pozwalających na określenie wysokości punktów względem przyjętego układu odniesienia i przedstawienia form ukształtowania terenu.

15 Obiekty terenowe w pomiarach sytuacyjnych Norma wyróŝnia 3 grupy szczegółów terenowych: 1) I grupa dokładności: - stabilizowane znakami punkty osnowy geodezyjnej - znaki graniczne, granice działek i punkty załamania granic - obiekty i urządzenia techniczno-gospodarcze - elementy naziemne uzbrojenia terenu i studnie - obiekty drogowe i kolejowe, szczegóły ulic 2) II grupa: - punkty załamania konturów budowli i urządzeń podziemnych - boiska sportowe, parki, drzewa - elementy podziemne uzbrojenia terenu 3) III grupa: - punkty załamania konturów uŝytków gruntowych i klasyfikacyjnych - złamania dróg dojazdowych, linie brzegowe wód - inne obiekty o niewyraźnych konturach

16 Dokładność pomiarów wynikająca z generalizacji kształtu Pomiar sytuacyjny powinien być wykonywany takimi metodami, które zapewnią taką dokładność w odniesieniu do osnowy geodezyjnej aby błąd połoŝenia punktów mierzonych obiektów nie przekroczył 0.10m, 0.30m i 0.50m dla kolejnych grup szczegółów. Pomiar wysokościowy powinien być wykonywany z błędem nie przekraczającym odpowiednio: 1mm, 5mm i 10mm dla odpowiednich grup. Norma dopuszcza, by dokładności pomiaru obiektów fakultatywnych (będących przedmiotem zainteresowania niektórych tylko branŝ) były ustalane przez zamawiającego pomiar.

17 Metody pomiaru szczegółów terenowych: 1. Biegunowa polega na pomiarze odległości od stanowiska instrumentu do punktu celowania i kierunku (kąta) przy pomocy teodolitu lub stacji pomiarowej, 2. domiarów prostokątnych (ortogonalna), polega na pomiarze rzędnej i odciętej mierzonego punktu sytuacyjnego względem linii, na którą rzutuje się dany punkt przy uŝyciu przyrządów geodezyjnych (węgielnica). 3. przecięć kierunków, w tej metodzie rejestruje się miary w miejscach przecięcia konturu sytuacyjnego z linią pomiarową. MoŜna zaprojektować specjalny układ linii pomiarowych tak by zdjąć duŝą ilość punktów przecięcia 4. przedłuŝeń polega na przedłuŝaniu konturu sytuacyjnego do przecięcia się z linią pomiarową. Linia pomiarowa na którą przedłuŝa się mierzone kontury sytuacyjne powinna być zlokalizowana w pobliŝu przedłuŝanego konturu

18 Pomiary sytuacyjne metodą biegunową Stanowisko: 2007 Źródło: Na podstawie materiałów Katedry Geodezji PR im. K. Weigla.

19 Metody pomiaru szczegółów terenowych: 1. Biegunowa polega na pomiarze odległości od stanowiska instrumentu do punktu celowania i kierunku (kąta) przy pomocy teodolitu lub stacji pomiarowej, 2. domiarów prostokątnych (ortogonalna), polega na pomiarze rzędnej i odciętej mierzonego punktu sytuacyjnego względem linii, na którą rzutuje się dany punkt przy uŝyciu przyrządów geodezyjnych (węgielnica). 3. przecięć kierunków, w tej metodzie rejestruje się miary w miejscach przecięcia konturu sytuacyjnego z linią pomiarową. MoŜna zaprojektować specjalny układ linii pomiarowych tak by zdjąć duŝą ilość punktów przecięcia 4. przedłuŝeń polega na przedłuŝaniu konturu sytuacyjnego do przecięcia się z linią pomiarową. Linia pomiarowa na którą przedłuŝa się mierzone kontury sytuacyjne powinna być zlokalizowana w pobliŝu przedłuŝanego konturu

20 Pomiary sytuacyjne metodą ortogonalną (domiarów prostokątnych) węgielnica Linia pomiarowa pomiędzy punktami Źródło: Na podstawie materiałów Katedry Geodezji PR im. K. Weigla.

21 Miary kontrolne Miary kontrolne: a) uzyskane z drugiego, niezaleŝnego wyznaczenia połoŝenia szczegółów, b) miary czołowe (tzw. czołówki), długości odcinków pomiędzy kolejnymi punktami konturu, c) miary przeciwprostokątne (tzw. podpórki), w metodzie ortogonalnej, d) miary do punktów przecięcia się linii pomiarowych z konturem obiektów (szczegółów terenowych).

22 5. wcięć kątowych i liniowych - wcięcie kątowe polega na wyznaczeniu połoŝenia punktu na podstawie pomierzonych kątów w stosunku do punktów o znanym połoŝeniu (bazy wcięcia). W punktach bazy mierzy się kąty poziome, - wcięcie liniowe polega na wyznaczeniu połoŝenia punktu na podstawie pomierzonych odległości między wyznaczanym punktem, a punktami o znanych współrzędnych (bazy wcięcia), - wcięcie kątowo - liniowe jest to takie wcięcie, w którym dla określenia połoŝenia punktu podlegają pomiarowi kąty i odległości w punktach bazy wcięcia. 6. fotogrametrii naziemnej polega na przetworzeniu danych zarejestrowanych na zdjęciach fotograficznych kamerą fotogrametryczną na punktach osnowy geodezyjnej. Przetworzenie danych fotogrametrycznych polega na odczytaniu współrzędnych tłowych na zdjęciach i transformacji do układu współrzędnych w przyjętym układzie odniesienia. 7. z uŝyciem technologii GPS

26 Skanowanie laserowe Skanowanie laserowe jest m. in. narzędziem inwentaryzacji obiektów architektonicznych, inŝynieryjnych, instalacji przemysłowych oraz budowli ziemnych. Obracając się wokół własnej osi skaner punkt po punkcie mierzy wszystkie obiekty będące w jego zasięgu. Uzyskany zbiór punktów umoŝliwia przeniesienie skanowanego obiektu do komputera i dalsze opracowanie. Skaner pozwala na wyznaczenie współrzędnych XYZ mierzonego punktu z kilkumilimetrową dokładnością. Nowoczesne skanery laserowe potrafią wykonać takich pomiarów w ciągu sekundy!!!. Na podstawie takich danych tworzone są szczegółowe trójwymiarowe modele obiektów, rzuty, przekroje i widoki.

27

28 SKANING LASEROWY Promień dalmierza laserowego poprzez zwierciadło skanujące i układ światłowodów "przeczesuje" teren w płaszczyźnie poprzecznej do kierunku lotu. Energia częściowo odbita od powierzchni terenu jest poprzez układ optyczny skanera odbierana i rejestrowana, na podstawie pomiaru czasu powrotu odbitego sygnału, określa się odległość: samolot punkt terenowy. Szereg istotnych zalet: -niezaleŝność od warunków oświetleniowych, -znaczna niezaleŝność od pogody, -penetracja poprzez rośliny 30% lato, 70% zima -bardzo wysoka dokładność wysokościowa danych pomiarowych (15-25cm), -krótki czas uzyskania produktu końcowego Wady: pochłanianie impulsów laserowych przez chmury, mgłę, wodę, asfalt, duŝa objętość zbiorów danych.

29 Na system lotniczego skaningu laserowego składają się dwa segmenty: 1. pokładowy (latający): -dalmierz laserowy (LRF Laser Range Finder) z próbkowaniem (pomiar odległości) do kilku tysięcy punktów na sekundę, -system pozycjonowania trajektorii lotu oparty na GPS, -inercjalny system nawigacyjny INS (Inertial Navigation System), mierzący przyspieszenie wzdłuŝ trzech osi i zmiany kątowych pochyleń platformy. Sumowanie tych pomiarów w czasie pozwala wyznaczyć bardzo dokładnie trajektorię lotu samolotu i kąty pochylenia sensorów zamontowanych na tej samej platformie co INS, -kamera (lub kamery) wideo - obrazy wideo na etapie obróbki danych i budowy DTM są przydatne do interpretacji pokrycia terenu i filtrowania danych pomiarowych, -blok rejestracji danych, -system planowania i zarządzania lotem. 2. naziemny: -naziemna, referencyjna stacja GPS, -stacja robocza do obróbki i przetwarzania danych i generowania wynikowego DTM (tryb off-line).

30 LIDAR (Light Detection and Ranging) - lotniczy skaning laserowy -projektowanie przebiegu tras drogowych, rurociągów, -wykrywanie kolizji trakcji z koronami drzew, -generowanie NMPT dla terenów leśnych (planowanie dróg, systemów odwadniających), -mapy powodziowe, -generowanie numerycznego modelu pokrycia terenu dla terenów zabudowanych, generowanie modeli 3D dla miast (m.in. rozkład hałasu i zanieczyszczeń), -pomiar powierzchni zaśnieŝonych i pokrytych lodem, -pomiar mas ziemnych (hałdy, wysypiska śmieci), -pozyskiwanie parametrów roślinności: wysokość drzew, średnica koron, gęstość zalesienia, określenie biomasy. World Trade Center

31 W efekcie pomiaru otrzymuje się gęstą sieć punktów o współrzędnych X, Y, Z w układzie współrzędnych WGS-84 lub przeliczonych na inny układ, reprezentujących terenowe punkty, od których odbił się promień lasera. Nie jest to jednak produkt końcowy. Produktem finalnym jest zwykle model wysokościowy terenu (DTM) odniesiony do powierzchni gruntu. Wszystkie odbicia od obiektów nie leŝących na powierzchni gruntu (jak budynki, drzewa, samochody, kable linii przesyłowej czy nawet ptaki) muszą być usunięte. NMPT (numeryczny model powierzchni terenu) DSM Digital Surface Model NMPT NMT Źródło: Christopher P. Garrity, NMT (numeryczny model terenu) DTM Digital Terrain Model