geodezja ogólna - www grzegorz wydra

Transkrypt

GEODEZJA OGÓLNA
Wiadomości podstawowe
mgr inż. Grzegorz Wydra
Policealne Studium Budownictwa,
Projektowania Architektonicznego i Geodezji w Toruniu
Treść wykładu 1
n
n
n
n
n
n
Zarys historii geodezji – Polska i świat
Kształt Ziemi
Definicja geodezji
Podział i zadania geodezji
Rodzaje prac i opracowań geodezyjnych
Sprzęt geodezyjny
Geodezja ogólna wykład 1
"Wiadomości podstawowe
2
Zarys historii Geodezji
• Ludy pierwotne. Jedna z najstarszych map znaleziona
w wykopaliskach w Mezopotamii datowana na 2400 lat p.n.e.
• Starożytność – Ziemia wyobrażana jako płaski dysk pływający
po oceanie
• V wiek p.n.e. – Pitagoras - Ziemia jako kula (brak dowodów)
• IV wiek p.n.e. – Arystoteles udowadnia, że Ziemia jest kulą
w oparciu o „wynurzanie” się statków z widnokręgu.
3
Zarys historii geodezji
n
Przełom III i II wieku p.n.e. –
Erastotenes – pierwszy pomiar
obwodu Ziemi – bardzo dokładny
pomiar.
4
Zarys historii Geodezji
n
Ptolemeusz (87 – 150 n.e.) – zasady obliczania ruchów ciał
niebieskich. Wydaje książkę „Geografia” – spis około 8000
nazw geograficznych i 400 punktów o wyznaczonej szerokości
astronomicznej.
5
n
n
n
n
1492 rok – odkrycie Ameryki – konieczność przedstawienia
powierzchni Ziemi na płaszczyźnie w pewnych rzutach.
Powstają rzuty kartograficzne – Merkator XVI wiek.
XVI wiek – Mikołaj Kopernik i heliocentryczna budowa
wszechświata. Przypuszczenia fizyków, że Ziemia to
„spłaszczona” kula.
1528 rok – Francja. J. Fernel – pierwsze pomiary południka w
Europie.
1615 – 1617 rok – Pomiar południka przez holenderskiego
uczonego Snelliusa, twórcy metody triangulacji. Ogromny
wpływ na rozwój geodezji (twierdzenie sinusów).
6
n
1792 – 1798 Francja. Mechain i Delambre dokonują pomiaru
południka paryskiego. Przez wiele lat „konkurent” obecnego
południka zerowego w Greenwich.
7
n
n
1777 - 1855 – Carl Friedrich
Gauss (książe matematyków)
–niemiecki matematyk, fizyk,
astronom i geodeta.
Powstanie teorii
najmniejszych kwadratów
jako podstawy rachunku
wyrównawczego.
8
n
1841 rok – podanie
pierwszej powszechnie
akceptowanej elipsoidy jako
powierzchni służącej do
określania położenia
sytuacyjnego punktów na
Ziemi (Bessel)
n
1873 rok – Pojęcie geoidy
jako powierzchni najlepiej
oddającej kształt Ziemi
(Listing).
9
Zarys historii geodezji - Polska
n
n
n
n
n
XV wiek – początek kształcenia geodetów w Polsce w
Akademii Krakowskiej.
1450 r. - „Geometria Regis” – pierwsza książka o geodezji
napisana po łacinie przez Marcina z Żurawicy
1566 r. – „Geometria to jest miernicka nauka” – pierwsza
książka techniczna napisana w języku polskim przez profesora
Akademii Krakowskiej Stanisława Grzebskiego
1631 r. – Akademia Krakowska – powołanie pierwszej polskiej
Katedry Geodezji
1826 r. – Wykłady z geodezji na pierwszej w Polsce Wyższej
Uczelni Technicznej – Politechnice Warszawskiej.
10
Kształt Ziemi
n
n
n
•
•
Ziemia jako nieregularna bryła. Rzeczywisty jej kształt
niemożliwy do przedstawienia w sposób ścisły.
Powierzchnia odniesienia jako powierzchnia najbardziej
zbliżona kształtem do nieregularnej bryły Ziemi (płaszczyzna,
kula, elipsoida obrotowa).
Geoida i elipsoida jako powierzchnie odniesienia:
Geoida – nieregularna bryła (powierzchnia ekwipotencjalna
niemożliwa do opisania ściśle) jako powierzchnia odniesienia
dla określenia wysokości punktów na Ziemi.
Elipsoida obrotowa –”kula spłaszczona na biegunach” – jako
powierzchnia odniesienia dla określania położenia
sytuacyjnego punktów na Ziemi.
11
Kształt Ziemi
Elipsoida obrotowa:
• Półoś duża (promien równikowy):a
• Półoś mała (promień biegunowy) : b
• Spłaszczenie elipsoidy: m=(a-b)/a
Z elipsoidą odniesienia dla Ziemi
związany jest układ współrzędnych
kątowych B, L.
Elipsoidę odniesienia dla Ziemi należy
wyznaczać tak, by jej kształt był
maksymalnie zbliżony do kształtu
geoidy.
n
12
Kształt Ziemi
n
Wybrane elipsoidy ziemskie
13
Kształt Ziemi
n
•
•
•
•
Geoida:
Powierzchnia o stałym potencjale grawimetrycznym
(ekwipotencjalna) powstała w wyniku przedłużenia
powierzchni mórz i oceanów pod lądami i nad depresjami.
Geoida zerowa – jako średnia powierzchnia mórz i oceanów
stanowi powierzchnie odniesienia w pomiarach
wysokościowych.
W przypadku idealnej Ziemi całkowicie pokrytej wodami,
powierzchnia wód byłaby powierzchnią o wysokości równej 0.
Poziom zera dla Polski przyjmuje się dla poziomu morza w
Kronsztadzie (Rosja-rejon Zatoki Fińskiej).
14
Kształt Ziemi
•
Instrumenty geodezyjne
(teodolit, niwelator, skaner
laserowy, GPS) są ustawiane
prostopadle lub równolegle do
geoidy ponieważ siła ciężkości
jest w każdym punkcie geoidy
prostopadła do jej
powierzchni.
15
Kształt Ziemi
n
•
Geoida a elipsoida:
Aby wpasować
elipsoidę obrotową
jako powierzchnię
odniesienia dla
pomiarów
sytuacyjnych należy
wpierw określić
wymiary i położenie
geoidy.
16
Kształt Ziemi
n
Rozbieżności pomiędzy powierzchniami.
17
Kształt Ziemi
Modele geoidy:
Przykłady:
• Świat: Earth Gravity Model
EGM 96
• Polska: Geoida niwelacyjna
profesora Edwarda Osady
Każdy kraj wybiera swój
własny model geoidy i
elipsoidy.
n
18
Kształt Ziemi
Elipsoida, kula czy płaszczyzna jako najlepsze odwzorowanie
powierzchni Ziemi?
• Globalne ujęcie Ziemi: elipsoida obrotowa.
• Obszar 80 km2 do 15 000 km2 – powierzchnia odniesienia
jako kula (gmina, miasto, województwo, kilka województw)
• Obszar do około 80 km2 (obszar o średnicy ok. 10 kilometrów)
– powierzchnia odniesienia jako płaszczyzna (gmina, miasto)
Ważny wniosek: Geodezja ogólna zwana również geodezją
szczegółową i topografią zajmuje się pomiarami sytuacyjnymi
i wysokościowymi na mniejszych obszarach w odniesieniu do
PŁASZCZYZNY.
n
19
Definicja geodezji
n
n
n
Geodezja – pojęcie wprowadzone przez Arystotelesa, pochodzi
od greckich wyrazów: gh - Ziemia oraz dainumi - dzielić.
Dosłownie geodezja oznacza dzielenie Ziemi.
Geodezja (według Friedricha Helmerta) – Nauka zajmująca się
pomiarami i tworzeniem map powierzchni Ziemi.
Geodezja (według Encyklopedii Powszechnej PWN) – nauka
mająca na celu wyznaczenie kształtu i rozmiarów oraz
sporządzenie modelu matematycznego rzeczywistej bryły
ziemskiej, a także określenie wzajemnego położenia punktów
na jej powierzchni.
20
Podział i zadania Geodezji
n
•
•
Geodezja dzieli się na geodezję wyższą i GEODEZJĘ
OGÓLNĄ zwaną również geodezją niższą lub miernictwem.
Geodezja wyższa – badanie i wyznaczanie rozmiarów i
kształtu bryły ziemskiej z uwzględnieniem krzywizny
powierzchni Ziemi.
Geodezja ogólna (geodezja szczegółowa, topografia) –
szczegółowe pomiary sytuacyjne (poziome) i wysokościowe na
mniejszych obszarach rozpatrywanych w odniesieniu do
płaszczyzny.
21
n
•
•
•
•
Geodezja gospodarcza (dział geodezji ogólnej) – prace
geodezyjne wykonywane na potrzeby gospodarki narodowej:
Geodezja inżynieryjno – przemysłowa
Geodezja miejska
Geodezja górnicza
Geodezja rolna i leśna
22
n
n
n
n
n
Kartografia – nauka o mapach i o tym jak przedstawić
zakrzywioną powierzchnię Ziemi na płaskim rysunku mapy.
Fotogrametria i teledetekcja – nauka o zdalnym pozyskiwaniu
informacji o powierzchni Ziemi lub zjawiskach występujących
na Ziemi a następnie na przetwarzaniu i interpretowaniu
pozyskanych informacji.
Geodezja satelitarna jako dział geodezji wyższej.
Instrumentoznawstwo geodezyjne – nauka zajmująca się
instrumentami geodezyjnymi używanymi przy pomiarach
geodezyjnych.
Rachunek wyrównawczy i obliczenia geodezyjne.
23
n
n
n
Astronomia geodezyjna – dział geodezji wyższej – zajmuje się
określaniem położenia punktów i orientacją kierunków na
powierzchni Ziemi za pomocą obserwacji ciał niebieskich.
Geodezja dynamiczna – dział geodezji wyższej – zajmuje się
wyznaczeniem kształtu i położenia przestrzennego geoidy w
odniesieniu do pomiarów grawimetrycznych (badanie
przyspieszenia i potencjału siły ciężkości).
Geomatyka – inaczej informatyka geodezyjna. Dziedzina
wiedzy zajmująca się pozyskiwaniem, przetwarzaniem, analizą
i udostępnianiem informacji przestrzennych.Termin ściśle
związany z Geograficznym Systemem Informatycznym (GIS).
24
n
Geodezja a inne nauki:
25
n
•
•
•
•
•
•
•
Wybrane zadania Geodezji:
Badanie kształtu i rozmiarów Ziemi oraz tworzenie modeli
matematycznych i mechanicznych bryły ziemskiej.
Dostarczanie danych o położeniu, kształcie i wymiarach
obiektów geometrycznych oraz zjawisk związanych z Ziemią.
Ustalanie granic nieruchomości dla celów prawnych.
Przenoszenie projektów i planów architektonicznych w teren.
Badanie przemieszczeń i odkształceń budowli i urządzeń
technicznych.
Zakładanie i prowadzenie ewidencji gruntów i budynków.
Sporządzanie i gromadzenie dokumentacji geodezyjnej.
26
n
n
n
n
n
n
Projektowanie i wykonywanie
pomiarów geodezyjnych.
Wykonywanie zdjęć lotniczych.
Wykonywanie obliczeń.
Sporządzanie i przetwarzanie
dokumentacji geodezyjnej.
Zakładanie i aktualizacja baz
danych.
Pomiary i opracowania
fotogrametryczne, grawimetryczne,
magnetyczne i astronomiczne.
27
n
•
•
Praca geodety: prace polowe i prace kameralne (biurowe):
Prace polowe czyli terenowe: różnego rodzaju pomiary
wykonywane w terenie.
Prace kameralne czyli biurowe: obliczenia, sporządzanie
dokumentacji geodezyjnej z wykonanych pomiarów,
sporządzanie różnego rodzaju map, szkiców i opracowań
geodezyjno – kartograficznych w zależności od potrzeb
inwestora.
28
Sprzęt geodezyjny
n
•
•
•
•
W pomiarach
geodezyjnych mierzy się
zasadniczo następujące
wielkości:
Odległość.
Kierunek poziomy.
Kąt pionowy.
Różnice wysokości
między punktamiprzewyższenia.
29
Sprzęt geodezyjny
n
n
Sprzęt geodezyjny wczoraj i dziś.
Ewolucja sprzętu geodezyjnego
na przestrzeni ostatnich 20 lat,
czyli od sprzętu analogowego do
całkowitej automatyzacji
procesów pomiarowych.
30
Sprzęt geodezyjny
n
Taśma miernicza i jej zastosowanie w geodezji.
31
Sprzęt geodezyjny
n
Taśma miernicza – współcześnie.
32
Sprzęt geodezyjny
n
Szpilki geodezyjne i ich
zastosowanie w geodezji.
33
Sprzęt geodezyjny
n
Węgielnica jako przyrząd do rzutowania punktów na prostą a
także do wytyczania kątów prostych oraz półpełnych.
34
Sprzęt geodezyjny
n
n
Statyw geodezyjny i jego
zastosowanie w pomiarach
terenowych.
Części składowe statywu.
35
Sprzęt geodezyjny
n
n
Niwelator libelowy
Niwelator
samopoziomujący
36
Sprzęt geodezyjny
n
Niwelator laserowy / budowlany
37
Sprzęt geodezyjny
n
Niwelator cyfrowy
38
Sprzęt geodezyjny
n
•
•
•
•
Teodolit – przyrząd do pomiarów kątów poziomych, kątów
pionowych lub/i odległości.
Teodolit optyczny
Teodolit optyczny z nasadką dalmierczą
Teodolit elektroniczny z nasadką dalmierczą 1984 rok.
Teodolit elektroniczny / Tachimetr / Total Station.
39
Sprzęt geodezyjny
n
Teodolit optyczny
40
Sprzęt geodezyjny
n
Teodolit optyczny z nasadką dalmierczą
41
Sprzęt geodezyjny
n
Teodolit elektroniczny z
nasadką dalmierczą.
42
Sprzęt geodezyjny
n
Teodolit elektroniczny / Tachimetr / Total Station
43
Sprzęt geodezyjny
n
Teodolit
elektroniczny /
Tachimetr / Total
Station.
44
Sprzęt geodezyjny
n
Teodolit elektroniczny /
Tachimetr / Total Station.
45
Sprzęt geodezyjny
n
Tachimetr zrobotyzowany
46
Sprzęt geodezyjny
n
System Globalnego Precyzyjnego Pozycjonowania
Satelitarnego (Global Navigation Satellite System) - GNSS
47
Sprzęt geodezyjny
n
System Globalnego
Precyzyjnego
Pozycjonowania
Satelitarnego (Global
Navigation Satellite System)
48
Sprzęt geodezyjny
n
Tachimetr ze zintegrowanym systemem GPS (Smart Station)
49
Sprzęt geodezyjny
n
Skaner laserowy
50
Dziękuje za uwagę
Grzegorz Wydra

geodezja ogólna - www grzegorz wydra

Transkrypt

Podobne dokumenty

Polsko-angielski, angielsko-polski słownik terminów

FORMULARZ DLA OGŁOSZENIODAWCÓW

MathCAD - obliczenia inżynierskie i programowanie

Karsznia Krzysztof - Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska