Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi 1 PODSTAWOWE

Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi
1 PODSTAWOWE WIADOMOŚCI Z GEODEZJI........................................................................................ 10
1.1 FIGURA ZIEMI......................................................................................................................................... 10
1.2 FIZYCZNA POWIERZCHNIA ZIEMI, ELIPSOIDA, GEOIDA ............................................................. 13
1.3 GEOIDA A ŚREDNI POZIOM MORZA.................................................................................................. 14
1.4 ELIPSOIDA ............................................................................................................................................... 16
1.5 KRÓTKA HISTORIA GEODEZJI............................................................................................................ 19
1.6 HISTORIA GEODEZJI W POLSCE. ........................................................................................................ 20
1.7 PODZIAŁ GEODEZJI ............................................................................................................................... 23
2 UKŁAD WSPÓŁRZĘDNYCH, SYSTEM I UKŁAD ODNIESIENIA ....................................................... 25
2.1 KARTEZJAŃSKI UKŁAD WSPÓŁRZĘDNYCH ................................................................................... 25
2.2 ELIPSOIDALNY (GEODEZYJNY) UKŁAD WSPÓŁRZĘDNYCH ...................................................... 25
2.3 PŁASKI UKŁAD WSPÓŁRZĘDNYCH................................................................................................... 26
2.3.1 Współrzędne prostokątne i biegunowe ............................................................................................... 28
2.4 GEODEZYJNY SYSTEM I UKŁAD ODNIESIENIA.............................................................................. 29
2.4.1 Geodezyjny układ odniesienia WGS84 ............................................................................................... 31
2.4.2 Geodezyjny układ odniesienia EUREF............................................................................................... 32
2.4.2.1 Realizacja układu odniesienia EUREF 89 .................................................................................................... 32
3 MIARY I JEDNOSTKI ................................................................................................................................... 34
3.1 OD KLASYCZNEJ DEFINICJI METRA DO SYSTEMU SI................................................................... 34
3.2 PODSTAWOWE ZASADY SYSTEMU SI .............................................................................................. 35
3.3 PODSTAWOWE JEDNOSTKI SYSTEMU SI ......................................................................................... 36
3.3.1 Jednostki odległości, powierzchni i objętości..................................................................................... 36
3.3.2 Jednostki kątowe (na płaszczyźnie) według systemu SI ...................................................................... 36
3.3.3 Związek między radianami a miarą stopniową................................................................................... 37
3.3.4 Związek pomiędzy miarą radialną a miarą gradową ......................................................................... 38
3.3.5 Związek między miarą stopniową a gradową ..................................................................................... 38
3.3.6 Jednostki systemu SI z rzadka stosowane w geodezji ......................................................................... 39
4 PODSTAWOWE WIADOMOŚCI Z TEORII BŁĘDÓW ........................................................................... 40
4.1 TYPY OBSERWACJI ............................................................................................................................... 40
4.2 BŁĘDY GRUBE, SYSTEMATYCZNE I PRZYPADKOWE................................................................... 41
4.3 BŁĄD PRAWDZIWY I POZORNY ......................................................................................................... 42
4.4 WŁAŚCIWOŚCI BŁĘDÓW PRZYPADKOWYCH................................................................................. 44
4.4.1 Krzywa Gaussa................................................................................................................................... 45
4.5 NIEZAWODNOŚĆ POMIARÓW GEODEZYJNYCH ............................................................................ 47
4.6 MIARY DOKŁADNOŚCI......................................................................................................................... 49
4.7 OBSERWACJE BEZPOŚREDNIE JEDNEJ WIELKOŚCI WYKONANE W RÓŻNYCH
WARUNKACH ............................................................................................................................................... 54
4.7.1 Wagi.................................................................................................................................................... 54
4.7.2 Ogólna średnia arytmetyczna ............................................................................................................. 54
4.7.3 Obliczenie błędu średniego z pary pomiarów..................................................................................... 56
4.8 PRAWO PRZENOSZENIA SIĘ BŁĘDÓW .............................................................................................. 56
4.9 LINEARYZACJA FUNKCJI..................................................................................................................... 60
4.10 WYRÓWNANIE OBSERWACJI BEZPOŚREDNICH SPEŁNIAJĄCYCH WARUNEK SUMY........ 61
4.11 WYRÓWNANIE OBSERWACJI METODĄ PARAMETRYCZNĄ ..................................................... 62
5 ELEMENTY INSTRUMENTÓW MIERNICZYCH ................................................................................... 65
5.1 KLASYCZNE LIBELLE ........................................................................................................................... 65
5.1.1 Libella pudełkowa............................................................................................................................... 65
5.1.2 Libella rurkowa .................................................................................................................................. 66
5.1.3 Wyznaczanie przewagi libelli ............................................................................................................. 68
5.2 ELEMENTY OPTYCZNE W INSTRUMENTACH MIERNICZYCH .................................................... 69
5.2.1 Podstawy optyki geometrycznej.......................................................................................................... 69
5.2.2 Błędy obrazów tworzonych przez soczewki......................................................................................... 72
5.2.3 Klin optyczny ...................................................................................................................................... 73
5.2.4 Płytka płasko-równoległa ................................................................................................................... 74
Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi
5.3 LUNETY GEODEZYJNE ......................................................................................................................... 75
5.3.1 Budowa lunety geodezyjnej................................................................................................................. 75
5.3.2 Krzyż kresek........................................................................................................................................ 76
5.3.3 Ogniskowanie lunety........................................................................................................................... 77
5.3.4 Obiektyw i okular................................................................................................................................ 77
5.3.5 Przysłony ............................................................................................................................................ 78
5.4 POWIĘKSZENIE, POLE WIDZENIA, JASNOŚĆ I ROZDZIELCZOŚĆ LUNETY .............................. 79
5.5 PRAKTYCZNE UWAGI........................................................................................................................... 81
6 NIWELACJA – METODY I INSTRUMENTY ............................................................................................ 82
6.1 WSTĘP....................................................................................................................................................... 82
6.2 PODSTAWOWE LINIE W NIWELACJI ................................................................................................. 83
6.3 KLASYFIKACJA METOD NIWELACJI................................................................................................. 83
6.3.1 Zasada niwelacji geometrycznej......................................................................................................... 83
6.3.2 Niwelacja trygonometryczna .............................................................................................................. 84
6.3.3 Niwelacja satelitarna.......................................................................................................................... 85
6.3.4 Barometryczny pomiar wysokości ...................................................................................................... 86
6.3.5 Niwelacja hydrostatyczna................................................................................................................... 88
6.4 SPOSOBY NIWELACJI GEOMETRYCZNEJ......................................................................................... 89
6.4.1 Niwelacja w przód .............................................................................................................................. 89
6.4.2 Niwelacja ze środka............................................................................................................................ 90
6.5 ZNAKI WYSOKOŚCIOWE...................................................................................................................... 91
6.6 ŁATY NIWELACYJNE ............................................................................................................................ 93
6.6.1 Sprawdzanie lat niwelacyjnych........................................................................................................... 94
6.7 NIWELATORY LIBELLOWE.................................................................................................................. 94
6.7.1 Niwelator ze stała lunetą .................................................................................................................... 95
6.7.2 Niwelator ze śrubą elewacyjną........................................................................................................... 95
6.8 NIWELATORY SAMOPOZIOMUJĄCE ................................................................................................. 96
6.8.1 Podstawy optyczno-mechaniczne kompensatorów ............................................................................. 96
6.8.1.1 Zasada działania niwelatorów z kompensatorami......................................................................................... 97
6.8.2 Niwelator cyfrowy............................................................................................................................... 99
6.9 SPRAWDZENIE NIWELATORA ............................................................................................................ 99
6.10 ŹRÓDŁA BŁĘDÓW NIWELACJI GEOMETRYCZNEJ..................................................................... 102
6.10.1 Wpływ zakrzywienia powierzchni Ziemi. ........................................................................................ 102
6.10.2 Wpływ refrakcji............................................................................................................................... 103
6.10.2.1 Uproszczony model refrakcji.................................................................................................................... 103
6.10.2.2 Zaawansowane modele refrakcji............................................................................................................... 106
6.10.2.3 Model refrakcji według Kukkamäkiego ................................................................................................... 108
6.10.2.4 Model refrakcji według Reißmanna.......................................................................................................... 108
6.10.2.5 Model refrakcji według Lallemanda ......................................................................................................... 108
6.10.3 Wpływ refrakcji i zakrzywienia powierzchni ziemskiej................................................................... 109
6.10.4 Wibracja powietrza......................................................................................................................... 110
6.10.5 Wpływ refrakcji różnicowej ............................................................................................................ 111
6.10.6 Wpływ nierównoległości (szczątkowej) osi celowej do osi libelli................................................... 112
6.10.7 Wpływ odchylenia łaty od pionu..................................................................................................... 114
6.10.8 Wpływ osiadania niwelatora i łaty w czasie pomiaru..................................................................... 115
6.10.9 Wpływ błędnej jednostki długości wniesionej na łatę..................................................................... 116
6.10.10 Wpływ błędnego miejsca zera pary łat ......................................................................................... 116
6.10.11 Błąd przypadkowy podziału łaty ................................................................................................... 117
6.10.12 Błąd przypadkowy odczytu (z łaty) ............................................................................................... 117
6.10.13 Błąd przypadkowy poziomowania osi celowej.............................................................................. 117
6.11 DOKŁADNOŚĆ NIWELACJI GEOMETRYCZNEJ ........................................................................... 118
6.11.1 Błąd średni pojedynczego odczytu.................................................................................................. 119
6.11.2 Błąd średni różnicy wysokości ∆H na stanowisku.......................................................................... 119
6.11.3 Błąd średni różnicy wysokości dla odcinka o n stanowiskach lub długości L ................................ 119
6.11.4 Ocena przypadkowych i systematycznych błędów niwelacji........................................................... 120
6.12 NIWELACJA REPERÓW ..................................................................................................................... 121
6.12.1 Ciąg niwelacyjny ............................................................................................................................ 121
6.12.2 Osnowa wysokościowa ................................................................................................................... 122
6.12.3 Niwelacja techniczna...................................................................................................................... 124
6.13 WYRÓWNANIE CIĄGU NIWELACYJNEGO ZAMKNIĘTEGO ..................................................... 126
Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi
7 TEODOLIT - INSTRUMENT DO POMIARU KĄTÓW .......................................................................... 128
7.1 DEFINICJA KĄTA POZIOMEGO, PIONOWEGO I PRZESTRZENNEGO ........................................ 129
7.2 BUDOWA TEODOLITU ........................................................................................................................ 130
7.2.1 Limbus .............................................................................................................................................. 131
7.2.2 Alidada ............................................................................................................................................. 132
7.2.3 Luneta............................................................................................................................................... 132
7.2.4 Statywy i piony.................................................................................................................................. 133
7.2.5 Systemy osiowe teodolitów ............................................................................................................... 135
7.2.5.1 System jednoosiowy ................................................................................................................................... 135
7.2.5.2 System dwuosiowy ..................................................................................................................................... 136
7.2.5.3 System osiowy Bordy ................................................................................................................................. 137
7.2.5.4 System busolowy........................................................................................................................................ 137
7.2.6 Tradycyjne systemy odczytowe ......................................................................................................... 138
7.2.6.1 Noniusze..................................................................................................................................................... 138
7.2.6.2 Urządzenia odczytowe z mikroskopami ..................................................................................................... 138
7.2.6.3 Mikrometry optyczne ................................................................................................................................. 139
7.2.7 Elektroniczne systemy odczytowe ..................................................................................................... 142
7.2.7.1 Kodowe systemy odczytu koła ................................................................................................................... 142
7.2.7.2 Impulsowy system pomiaru kątów ............................................................................................................. 144
7.2.7.3 Identyfikacja kierunku obrotu tarczy .......................................................................................................... 147
7.2.7.4 Odczytywanie tarcz impulsowych za pomocą prążków mory .................................................................... 147
7.2.7.5 Dynamiczny system pomiaru kątów........................................................................................................... 148
7.2.8 Koło pionowe.................................................................................................................................... 149
7.2.9 Tarcze celownicze............................................................................................................................. 149
7.3 BŁĘDY KONSTRUKCYJNE I REKTYFIKACJA TEODOLITÓW ..................................................... 150
7.3.1 Błąd spowodowany niedokładnym ustawieniem osi instrumentu w pionie....................................... 151
7.3.2 Błąd inklinacji .................................................................................................................................. 152
7.3.2.1 Sprawdzenie warunku inklinacji................................................................................................................. 152
7.3.3 Błąd kolimacji................................................................................................................................... 153
7.3.3.1 Sprawdzenie i usunięcie kolimacji.............................................................................................................. 154
7.3.4 Błąd spowodowany mimośrodowym osadzeniem lunety................................................................... 155
7.3.5 Błąd spowodowany ekscentrycznością alidady ................................................................................ 155
7.3.6 Błędy podziału koła .......................................................................................................................... 156
7.3.7 Błąd indeksu koła pionowego ........................................................................................................... 157
7.3.8 Błąd ustawienia siatki celowniczej ................................................................................................... 158
7.4 POMIAR KĄTÓW POZIOMYCH.......................................................................................................... 158
7.4.1 Przygotowanie teodolitu do pomiaru................................................................................................ 159
7.4.2 Metody pomiaru kątów poziomych ................................................................................................... 160
7.4.2.1 Metoda kierunkowa .................................................................................................................................... 160
7.4.2.2 Metoda kątowa ........................................................................................................................................... 161
7.4.2.3 Metoda trzech statywów ............................................................................................................................. 162
7.5 WPŁYWY BŁĘDÓW CENTROWANIA NA POMIARY KĄTOWE ................................................... 163
7.5.1 Błędy centrowania sygnałów ............................................................................................................ 164
7.5.2 Błędy centrowania teodolitu ............................................................................................................. 166
7.5.3 Błąd celowania ................................................................................................................................. 170
7.5.4 Błąd odczytu ..................................................................................................................................... 171
7.5.5 Wpływy zewnętrzne środowiska na pomiary kątowe ........................................................................ 172
7.5.6 Błąd pomiaru kąta ............................................................................................................................ 173
7.5.6.1 Praktyczne wyznaczania błędu odczytu i celowania................................................................................... 173
7.5.7 Planowanie pomiaru kąta metodą kątową........................................................................................ 174
7.6 KLASYFIKACJA TEODOLITÓW ......................................................................................................... 175
7.6.1 Teodolity o małej dokładności .......................................................................................................... 175
7.6.2 Teodolity o średniej dokładności. ..................................................................................................... 176
7.6.3 Teodolity o wysokiej dokładności ..................................................................................................... 177
7.6.4 Teodolity o najwyższej dokładności.................................................................................................. 177
8 POMIARY LINIOWE – KLASYCZNE I WSPÓŁCZESNE .................................................................... 179
8.1 ZASADY OGÓLNE I KLASYFIKACJA METOD ................................................................................ 179
8.2 TYCZENIE LINII PROSTYCH .............................................................................................................. 180
8.3 BEZPOŚREDNIE POMIARY DŁUGOŚCI TAŚMĄ I RULETKĄ ....................................................... 183
8.3.1 Pomiar długości taśmą stalową........................................................................................................ 184
8.3.2 Pomiar odległości............................................................................................................................. 185
Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi
8.4 BŁĘDY WYSTĘPUJĄCE PRZY POMIARZE TAŚMĄ ........................................................................ 186
8.4.1 Błąd z tytułu komparacji................................................................................................................... 186
8.4.2 Błąd z tytułu temperatury ................................................................................................................. 187
8.4.3 Błąd z tytułu zwisu taśmy.................................................................................................................. 187
8.4.4 Błąd z tytułu niedokładnego układania taśmy w linii ....................................................................... 188
8.4.5 Błąd tytułu nierówności terenu......................................................................................................... 188
8.4.6 Błąd z tytułu niewłaściwego naciągu taśmy ..................................................................................... 189
8.5 REDUKCJA POMIERZONEGO ODCINKA DO POZIOMU................................................................ 189
8.6 POMIAR ODLEGŁOŚCI DRUTAMI INWAROWYMI ........................................................................ 190
8.7 OCENA DOKŁADNOŚCI BEZPOŚREDNICH POMIARÓW DŁUGOŚCI......................................... 190
8.8 POŚREDNIE POMIARY DŁUGOŚCI.................................................................................................... 192
8.8.1 Pośrednie pomiary długości za pomocą dowolnych konstrukcji geometrycznych............................ 192
8.8.2 Optyczny pomiar długości ................................................................................................................ 193
8.8.2.1 Prosty kreskowy dalmierz optyczny ........................................................................................................... 195
8.8.2.2 Wyznaczenie stałych dalmierza optycznego............................................................................................... 197
8.8.2.3 Proste dalmierze optyczne z klinem optycznym......................................................................................... 198
8.9 ELEKTRONICZNY POMIAR ODLEGŁOŚCI ...................................................................................... 199
8.9.1 Fala nośna i pomiarowa................................................................................................................... 200
8.9.2 Fala modulowana ............................................................................................................................. 201
8.9.3 Dalmierze mikrofalowe..................................................................................................................... 202
8.9.4 Dalmierze świetlne ........................................................................................................................... 202
8.9.5 Ogólne zasady elektronicznego pomiaru odległości......................................................................... 203
8.9.6 Wpływ atmosfery .............................................................................................................................. 206
8.9.7 Błędy elektronicznych pomiarów odległości..................................................................................... 207
8.9.8 Testowanie i kalibracja .................................................................................................................... 208
8.9.9 Dokładność pomiaru i zasięg............................................................................................................ 210
9 POZIOME SIECI GEODEZYJNE - OD TRIANGULACJI DO POLIGONIZACJI ............................. 212
9.1 METODY ZAKŁADANIA POZIOMYCH SIECI .................................................................................. 212
9.2 TRIANGULACJA ................................................................................................................................... 212
9.2.1 Klasyfikacja poziomych sieci geodezyjnych...................................................................................... 215
9.2.2 Sieć EUREF w Polsce....................................................................................................................... 216
9.2.3 Krajowa zintegrowana sieć podstawowa - POLREF ....................................................................... 216
9.2.4 European Vertical GPS Reference Network (EUVN) ....................................................................... 217
9.3 CIĄGI POLIGONOWE ........................................................................................................................... 218
9.3.1 Projektowanie, stabilizacja i pomiar ciągów.................................................................................... 220
9.3.2 Obliczanie współrzędnych punktów ciągów poligonowych .............................................................. 225
9.3.2.1 Obliczanie współrzędnych prostokątnych punktu następnego (zadanie wprost) ........................................ 225
9.3.2.2 Azymut boku następnego ........................................................................................................................... 225
9.3.2.3 Warunki geometryczne w ciągach poligonowych ...................................................................................... 227
9.3.2.4 Obliczanie współrzędnych w ciągu poligonowych dwustronnie nawiązanym ........................................... 227
9.3.2.5 Ciąg poligonowy zamknięty ....................................................................................................................... 228
9.3.3 Dokładność poligonizacji ................................................................................................................. 229
10 PROSTE POMIARY SYTUACYJNE I ICH OPRACOWANIE ............................................................ 231
10.1 KLASYFIKACJA SZCZEGÓŁÓW TERENOWYCH.......................................................................... 231
10.2 POZIOMA OSNOWA POMIAROWA ................................................................................................. 232
10.2.1 Linie pomiarowe ............................................................................................................................. 233
10.3 KLASYCZNY POMIAR SZCZEGÓŁÓW TERENOWYCH............................................................... 234
10.3.1 Metoda domiarów prostokątnych ................................................................................................... 234
10.3.1.1 Węgielnica zwierciadlana ......................................................................................................................... 236
10.3.1.2 Węgielnica pryzmatyczna pięciokątna...................................................................................................... 236
10.3.2 Metoda biegunowa ......................................................................................................................... 238
10.3.3 Pomiary biegunowe ze stanowiska swobodnego ............................................................................ 239
10.3.3.1 Transformacja Helmerta ........................................................................................................................... 240
10.3.4 Metoda przedłużeń konturów sytuacyjnych .................................................................................... 241
10.3.5 Metoda wcięcia liniowego .............................................................................................................. 242
10.3.6 Metoda wcięcia kątowego............................................................................................................... 243
10.4 ANALIZA DOKŁADNOŚCI METOD POMIARU SZCZEGÓŁÓW .................................................. 243
11 KLASYCZNE I WSPÓŁCZESNE METODY PRZEDSTAWIANIA I POMIARU RZEŹBY TERENU
............................................................................................................................................................................ 246
Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi
11.1 TRADYCYJNE METODY PRZEDSTAWIANIA RZEŹBY TERENU............................................... 246
11.1.1 Metoda punktów wysokościowych .................................................................................................. 246
11.1.2 Metoda kresek................................................................................................................................. 247
11.1.3 Metoda warstwic............................................................................................................................. 248
11.1.3.1 Interpolacja warstwic................................................................................................................................ 250
11.2 TRADYCYJNE METODY POMIARU RZEŹBY TERENU ............................................................... 251
11.2.1 Niwelacja punktów rozproszonych ................................................................................................. 251
11.2.2 Niwelacja siatkowa......................................................................................................................... 253
11.2.3 Niwelacja podłużna i poprzeczna ................................................................................................... 255
11.2.3.1 Trasa ......................................................................................................................................................... 255
11.2.3.2 Niwelacja trasy ......................................................................................................................................... 255
11.2.3.3 Rysunek przekroju.................................................................................................................................... 255
11.3 NUMERYCZNY MODEL TERENU.................................................................................................... 256
11.3.1 Model w postaci siatki kwadratów ................................................................................................. 257
11.3.2 Model w postaci nieregularnej siatki trójkątów ............................................................................. 258
11.3.3 Metody generowania DTM ............................................................................................................. 260
11.3.3.1 Bezpośrednie pomiary w terenie............................................................................................................... 260
11.3.3.2 Technologia kartograficzna ...................................................................................................................... 261
11.3.3.3 Technologia fotogrametryczna ................................................................................................................. 261
11.3.3.4 Lotniczy skaner laserowy ......................................................................................................................... 262
12 ODWZOROWANIA KARTOGRAFICZNE ............................................................................................ 266
12.1 WYBRANE ODWZOROWANIA......................................................................................................... 268
12.1.1 Odwzorowanie azymutalne............................................................................................................. 268
12.1.2 Odwzorowanie gnomoniczne .......................................................................................................... 269
12.1.3 Odwzorowanie Merkatora .............................................................................................................. 269
12.1.4 Odwzorowanie Gaussa-Krügera .................................................................................................... 270
12.2 GEOMETRYCZNE ZNIEKSZTAŁCENIA MAP ................................................................................ 271
12.3 ODWZOROWANIA STOSOWANE W POLSCE................................................................................ 273
12.3.1 Odwzorowanie Roussilhe’a ............................................................................................................ 273
12.3.2 Odwzorowanie Gaussa-Krügera z 1947 roku................................................................................. 274
12.3.3 Odwzorowanie Gaussa-Krügera z 1953 roku................................................................................. 274
12.3.4 Odwzorowanie Roussilhe’a i Gaussa-Krügera, czyli układ „1965” .............................................. 274
12.3.5 Kolejne odwzorowanie Gaussa-Krügera........................................................................................ 275
13 MAPA TRADYCYJNA ............................................................................................................................... 277
13.1 SKALA MAPY ...................................................................................................................................... 277
13.1.1 Porównanie odcinków na mapach.................................................................................................. 278
13.1.2 Porównanie pól na mapach ............................................................................................................ 278
13.1.3 Podziałka liniowa ........................................................................................................................... 279
13.1.4 Podziałka poprzeczna ..................................................................................................................... 279
13.2 RODZAJE MAP .................................................................................................................................... 280
13.3 TRADYCYJNE METODY SPORZĄDZANIA MAP SYTUACYJNYCH I WYSOKOŚCIOWYCH 281
13.3.1 Materiały i przyrządy kreślarskie ................................................................................................... 283
13.3.2 Wykonanie siatki kwadratów .......................................................................................................... 284
13.3.3 Nanoszenie punktów osnowy .......................................................................................................... 285
13.3.4 Kartowanie punktów na domiarach prostokątnych ........................................................................ 286
13.3.5 Kartowanie punktów na domiarach biegunowych.......................................................................... 287
13.3.6 Dokładność mapy ........................................................................................................................... 287
13.3.7 Metody oceny dokładności map...................................................................................................... 287
14 OBLICZANIE PÓL POWIERZCHNI FIGUR GEOMETRYCZNYCH............................................... 289
14.1 OBLICZANIE PÓL PROSTYCH FIGUR GEOMETRYCZNYCH ..................................................... 291
14.1.1 Trójkąt ............................................................................................................................................ 291
14.1.2 Kwadrat .......................................................................................................................................... 292
14.1.3 Prostokąt......................................................................................................................................... 292
14.1.4 Obliczenie pola dowolnego wieloboku zamkniętego ...................................................................... 293
14.1.5 Pole wieloboku ze współrzędnych prostokątnych ........................................................................... 293
14.1.6 Pole wieloboku ze współrzędnych biegunowych............................................................................. 294
14.2 OBLICZANIE PÓL METODĄ GRAFICZNĄ...................................................................................... 294
14.3 OBLICZANIE PÓL METODĄ MECHANICZNĄ ............................................................................... 294
Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi
14.4 DOKŁADNOŚĆ POMIARU POLA POWIERZCHNI ......................................................................... 296
14.4.1 Dokładność metody analitycznej .................................................................................................... 296
14.4.2 Dokładność metody graficznej........................................................................................................ 297
14.4.3 Dokładność pomiaru pola powierzchni planimetrem ..................................................................... 297
15 GPS DLA POCZĄTKUJĄCYCH .............................................................................................................. 299
15.1 CZY GPS JEST CAŁKOWICIE NOWĄ IDEĄ? .................................................................................. 299
15.2 PODSTAWOWE SKŁADNIKI SYSTEMU GPS ................................................................................. 299
15.3 SYGNAŁY EMITOWANE PRZEZ SATELITY SYSTEMU GPS ...................................................... 300
15.4 ZASADA WYZNACZANIA POZYCJI W SYSTEMIE GPS............................................................... 301
15.4.1 Zasada pomiaru odległości od satelity ........................................................................................... 302
15.4.2 Zasada pomiaru czasu .................................................................................................................... 302
15.4.3 Błędy, jakimi obarczona jest mierzona pseudo-odległość .............................................................. 303
15.4.3.1 Opóźnienia wywołane prze jonosferę i troposferę.................................................................................... 303
15.4.4 Jaka jest dokładność pozycji wyznaczonej techniką GPS ? ............................................................ 304
15.5 PRECYZYJNE POMIARY GPS ........................................................................................................... 305
15.5.1 Wyznaczanie pozycji metoda różnicową......................................................................................... 305
15.5.2 Pomiary fazowe GPS ...................................................................................................................... 306
15.6 METODY KINEMATYCZNE I ICH MODYFIKACJE ....................................................................... 307
15.6.1 Pomiary kinematyczne.................................................................................................................... 307
15.7 POMIARY PÓŁ KINEMATYCZNE .................................................................................................... 308
15.8 POMIARY DYFERENCJALNE GPS ................................................................................................... 309
15.9 ZAKŁADANIE SIECI GEODEZYJNYCH PRZY POMOCY TECHNIKI GPS ................................. 309
15.10 PROJEKTOWANIE SIECI GPS ......................................................................................................... 309
15.10.1 Zasady wyboru boków sieci do pomiarów GPS............................................................................ 312
15.10.2 Planowanie sesji pomiarowej. ...................................................................................................... 314
15.11 GLONASS ........................................................................................................................................... 315
15.12 EGNOS ................................................................................................................................................ 316
15.13 GALILEO............................................................................................................................................. 318
16 PODSTAWY FOTOGRAMETRII ............................................................................................................ 320
16.1 GEOMETRYCZNE PODSTAWY ZDJĘCIA LOTNICZEGO ............................................................. 320
16.1.1 Rzut środkowy i jego elementy........................................................................................................ 320
16.1.2 Geometria zdjęcia pionowego ........................................................................................................ 321
16.1.3 Elementy orientacji zdjęcia lotniczego ........................................................................................... 322
16.1.4 Punkty i linie charakterystyczne zdjęcia lotniczego........................................................................ 324
16.1.5 Skala zdjęcia lotniczego.................................................................................................................. 326
16.2 TECHNIKA WYKONYWANIA ZDJĘĆ LOTNICZYCH ................................................................... 327
16.2.1 Kamery lotnicze .............................................................................................................................. 327
16.2.2 Rodzaje zdjęć lotniczych ................................................................................................................. 330
16.2.3 Wykonywanie zdjęć lotniczych........................................................................................................ 330
16.3 WIDZENIE STEREOSKOPOWE ......................................................................................................... 334
16.3.1 Naturalny efekt stereoskopowy ....................................................................................................... 334
16.3.2 Sztuczny efekt stereoskopowy ......................................................................................................... 335
16.3.2.1 Sposoby obserwacji stereoskopowej......................................................................................................... 336
16.3.2.2 Rodzaje sztucznego efektu stereoskopowego ........................................................................................... 337
16.3.2.3 Przestrzenny znaczek pomiarowy............................................................................................................. 338
16.3.3 Zniekształcenia na zdjęciach spowodowane nachyleniem zdjęcia i deniwelacją terenu ................ 338
16.4 PRZETWARZANIE ZDJĘĆ LOTNICZYCH ....................................................................................... 340
16.4.1 Metoda graficzna............................................................................................................................ 340
16.4.2 Metoda analityczna......................................................................................................................... 341
16.4.3 Metoda fotomechaniczna................................................................................................................ 341
16.5 FOTOSZKIC, FOTOMAPA I ORTOFOTOMAPA .............................................................................. 342
17 TELEDETEKCJA DLA CIEKAWYCH ................................................................................................... 344
17.1 WSTĘP................................................................................................................................................... 344
17.2 ISTOTA TELEDETEKCJI .................................................................................................................... 344
17.3 PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGNETYCZNE ........................................................................... 345
17.3.1 Zakres promieniowania elektromagnetycznego.............................................................................. 346
17.3.2 Promieniowanie nadfioletowe ........................................................................................................ 346
17.4 PODSTAWOWE KOLORY ZAKRESU WIDZIALNEGO.................................................................. 348
Geodezja czyli sztuka mierzenia Ziemi
17.4.1 Podczerwień ................................................................................................................................... 348
17.5 MIKROFALE......................................................................................................................................... 348
17.6 ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA Z ATMOSFERĄ............................................................. 349
17.6.1 Rozpraszanie................................................................................................................................... 349
17.6.2 Absorpcja........................................................................................................................................ 350
17.7 PROMIENIOWANIE I JEGO ODDZIAŁYWANIE NA OBIEKTY.................................................... 351
17.7.1 Absorpcja........................................................................................................................................ 352
17.7.2 Odbicie ........................................................................................................................................... 352
17.8 SENSORY PASYWNE I AKTYWNE .................................................................................................. 354
17.9 CHARAKTERYSTYKI OBRAZÓW TELEDETEKCYJNYCH.......................................................... 354
18 LITERATURA ............................................................................................................................................. 357
19 SKOROWIDZ .............................................................................................................................................. 362