Geodeesia I eksami vastused (8)

SISSEJUHATUS GEODEESIASSE. Geoidi pind on ka nullnivooks, mille suhtes määratakse maapinna absoluutsed kõrgused. Ortogonaalproj – mingi lähtepunkti ümbruses tuleb asendada maakera kumerpind horisontaalse tasandiga. Sellele projekteeruvad kõik vahelduvad punktid ja reljeefi elemendid. Horisontaalproj – suhtarv , mis iseloomustab maapinna mõttelise osa kõrguse ja pikkuse suhtes. Horisontaalnurka on vaja teada geodeetiliste ja maastikupunktide plaanilise asendi määramisel. Neid mõõdetakse plaanil malliga, maastikul aga teodoliidi /bussooliga. Vertikaalnurk on maastiku kaldejoone ja horisontaaljoone vaheline nurk. Geodeetiliseks võrguks nim maastikul kindlustatud ja ühtses koordinaatide süsteemis olevat geodeetiliste punktide kogumit, millest lähtutakse geodeetilistel ja topograafilistel mõõdistamistel. Liigid: *Plaaniline geodeetiline võrk – punktide asend on määratud geograafiliste ja ristkoordinaatidega, kõrguselise võrgu punktide asend absoluutsete ja/või geodeetiliste kõrgustega.*Kõrguseline geodeetiline võrk – nende ülesannete lahendamiseks rajatakse veel gravismeetriliste punktide võrk, kus mõõdetakse raskuskiirenduse väärtused.(veel on ka põhivõrk, tihendusvõrk, mõõdistamisvõrk). Tiheda asustusega aladel ja kinnisel maastikul kasutatakse põhiliselt teodoliitkäike, avatud maastikul on sobiv kasutada kolmnurkade süsteemi, polaarkiirte ja lõigete meetodit. Teodoliitkäik – murdjoonte süst, punktid ei ole kindlustatud, mõõdetakse horisontaalnurgad ja lõikude pikkused. a) kinnine –murdjoonte süst, mis algab ja lõppeb ühel ja samal punktil b) lahtine – algab ühel ning lõppeb teisel punktil c) rippuv – algab ühel ning lõppeb kusagil poole peal. Mõõdistamise meetodid:*Trangulatsioon – 3nurkade süst, kus mõõdetakse 3nurkade nurgad.*Trilatatsioon – 3nurkade süsteem, mõõdetakse 3nurkaga küljepikkused.*Polugomomeedid – tihendusvõrgu rajamiseks, mastikul kindlad punktid, moodustavad murdjooni. Koordinaadid – on tavaliselt arvsuurused, mis määravad mingisuguse punkti asukoha mingi valitud lähtetasapinnal lähtejoonte vahel. Geodeetilised koordinaadid – graafilised koordinaadid määratakse geodeetiliste mõõtmistega. Geodeetiline kõrgus h, määrab vaatluspunkti kauguse ellipsoidi pinnast piki normaali - ellipsoidi punktitasandi ristjoon antud punktis. Geodeetiline laius (B) – nurk ekvaatori tasapinna ja punkti M läbiva normaali vahel. Geodeetiline pikkus (L) – nurk algmeridiaani ja punkti M läbiva meridiaani vahel. Astronoomilised koordinaadid –geograafilised koor-d määratakse astronoomiliste vaatlustega. Lähtesuunaks on loodjoon ja punkti asukoht määratakse geoidil. Absoluutne kõrgus H, määratakse geoidi teel. Astronoomiline laius (φ) on nurk ekvaatori tasapinna ja punkti läbiva loodjoone vahel. Astronoomiline pikkus (λ) on kahetahuline nurk algmeridiaani ja punkti läbiva meridiaani tasapinna vahel. Polaarkoordinaadid – lähtepunktiks on kahe tuntud punktide vahelin joon. Bipolaarkoordinaadid võivad olla määratud, kas kahe nurga või kahe joone kaudu. Ristkoordinaadid – alguspunkt on maa raskuskeskmes. z-teljeks on maapinna pöörlemistelg, x-teljeks on nullmeridiaan ja ekvaatori tasandi lõikejoon, y-teljeks on nendega risti olev joon ekvaatori tasandil. Kõrgused: Geodeetiline kõrgus - on vertikaalne kaugus ellipsoidi pinnalt kuni maapinnani mööda punkti läbivat normaali. Absoluutne kõrgus – on vertikaalne kaugus geoidi pinnalt maapinna punktini, mööda seda punkti läbivat loodjoont. Suhteline kõrgus – on mingi tasapinna ja punkti vaheline kõrgus. PLAAN JA KAART. Plaan – maastiku vähendatud ja moonutusteta kujutis horisontaaltasapinnal. Kaart – suurema maa-ala vähendatud ja moonutatud kujutis horisontaaltasapinnal. Profiil – maastiku vertikaallõike vähendatud kujutist mingisuguse joone ulatuses. Kaardijagu – nim paljulehelise kaardi väiksem lehtedeks jagam süst. Mõõtkavad: * ArvM * JoonM – M aluseks valitakse selline arv cm, millele vastaks ümmargune arv m looduses. * Põikjooneline M – põikjoonelise M kõrguse ühele jaotisele vastab 1/100 aluse jaotisest. Mõõtkava täpsuseks – nim joone pikkust looduses, mis vastab 0,1mm-ga plaanil 1:500 5cm. M täpsuse kahekordset väärtust nim äärmiseks veaks. Topograafiline kaart – maapinna füüsilisi omadusi peegeldav suuremõõtkavaline kaart. Kartograafiline e. kaardiprojektsioon – on maaellipsoidi pinna tasandil matemaatiliselt väljendatud kujtamise viis. Projektsioonide liigitamine:1) horisontaalpinna abil – horisontaalprojektsioon . 2) silindri või koonuse abil: *silindriline *põiksilindriline *püstsilindriline * kooniline . 3) projekteerivate kiirte abil: *paralleelproj.- projekteerivad kiired on paralleelsed *tsentraalproj. - silmapunkt asub tasapinna keskel *stereograafiline proj. - silmapunkt asub maa 2x raadiuse kaugusel maakera vastaspoolel *ekvivalentsed proj. Lamberti projektsioon – eesti põhikaart – kooniline, konformne projektsioon. Telgmeridiaan puudutab meridiaani pinda. Gauss -Krügeri projektsioon – proj. on põiksilindriline ja konformne, s.t. meridiaanide ja paralleelide kujutised on omavahel risti nagu kera pinnalgi. G-K proj. kasutamisel jagatakse kogu maakera meridiaanidega 6o või 3o tsoonideks, valik sõltub topograafilise kaardi M1:10000 ja väiksemad  6 o tsoonideks & 1:10000 ja suuremad  3 o tsoonideks. Kõik tsoonid on ühesugused, seega sobivad kõik arvutused ka teistele tsoonidele. Tsoonide eristamiseks antakse neile numbrid. TM proj. – satelliitfotode põhjal tehtud baaskaart on M 1:50000: * proj. abipind on silinder , mis lõikub ellipsoidiga. *kasut. ühte tsooni meridiaaniga 24o * ristkoordinaatide võrgu ordinaattelg on ekvaator.
Kaardilehtede nomenklatuur - numbrite ja tähtede kombinatsioon, mis näitab antud kaardilehe asukohta maailma koordinaadistikus. Gauss-Krügeri nomenklatuur M – 38 – 101 – A – a – 1 (1: 1000000 ). Eesti baaskaart (52:292). Joonte orienteerimiseks nim. maastikul või plaanil olevate joonte asendi määramist ilma kaarte suhtes. Jooned orienteeritakse: *geograafilise e. tõelise asimuudi järgi.* magnetilise põhja-lõunasuuna järgi. *tsooni kesk- e. telgmeridiaani või x-telje suhtes. 1.)Astronoomiliste vaatluste või güroskoopiliste mõõtmiste põhjal määratakse meridiaani tasand loodjoone suhtes ja astronoomilise meridiaani suund saadakse geoidi pinna horisontaaltasandil 2.)Geodeetiliste mõõtmiste põhjal määratakse meridiaanitasand maaellipsoidi normaaliga antud punktis ning geodeetilise meridiaani suund saadakse ellipsoidi horisontaaltasandil. 3.)Magnetiline põhja-lõunasuund määratakse maastikul kompassi või bussooli magnetnõela abil. Kaardilehtede orienteerimiseks nim sellest tegevust, kus selle kaardi pööramise tulemusel langevad kaardil olevate joonte suunad kokku või on parall vastavate joontega maastikul (*samajooneliseo-ti kasutami*punkto-d kasutamine*Bussoli järgi). Tõeline asimuut on horisontaalnurk , mida mõõdetakse tõelise meridiaani põhjapoolsest otsast päripäeva kuni antud jooneni. Magnetiline asimuut (sama nagu tõeline ainult magneetiline meridiaan) Otseasimuut – nim. asimuuti , mis on määratud ühest otspunktist joone kulgemise suunas. Vastuasimuut – määratud teisest otspunktist joone vastupidi kulgemise suunas. Joone vastuasimuut võrdub joone otseasimuudiga pluss sihtpunktis ja seisupunktis määratud meridiaanide koonduvuse vahe ning ± 180o. Rumb on horisontaalnurk, mida mõõdetakse tõelise meridiaani põhja- või lõunapoolsest otsast ida või lääne suunas kuni antud jooneni. Direktsiooninurk – telgmeridiaani suuna ja x-telje suuna vaheline nurk (selle nurga ja teodoliidi käigu kaudu võimalik arvutada ristkoor-d). Meridiaanide koonduvus tähendab ristkoordinaadistiku püsttelje ja meridiaani vahelist nurka, kusjuures see nurk on positiivne sel juhul, kui meridiaan kaldub põhjasuunas vasakule ning negatiivne, kui ta kaldub paremale. Magnetnõela kääne e. deklinatsioon – on nurk tõelise ja magnetilise asimuudi vahel. Inklinatsioon – tähistab tõelise ja magnetilise meridiaani vertikaalivahelist erinevust. Bussool on kraadideks jaotatud ringi või ringiosadega ning viseerimisseadistega magnetkompass , millega mõõdetakse maastikul magnetilist asimuuti: a) ringbussool – koosneb limbist ja mgnetnõelast. b) orientiirbussool – magnetilise meridiaani näitab ainult suunda Pindobjektid kujutatakse õiges mõõtkavas veidi vähendatult, üksteisest kontuurjoonega, täidetakse pindleppemärkidega. Joonobjektid on looduslikud ja tehnilised joonelised objektid, sõltuvalt kaardi mõõtkavast, võivad leppemärgid olla sama suurusega. Punktobjektid on looduslikud või tehnilised üksikud puud, mälestusmärgid. Reljeefi vormid: planetaarne; megareljeefid; makroreljeefid; mesoreljeefid; mikroreljeefid. Horisontaalid – liigitatakse: täishorisontaalid, poolhorisontaalid ja veerandhorisontaalid . Merepinnast ühel ja samal kõrgusel asuvad punktid on kaardil ühendatud horisontaalidega. SuureM kaartidel joonistatakse horisontaalid iga 10 meetri järel, väikse rohkem kui 200 meetri järel. Kui samakõrgusjooned on joonistatud tihedalt, siis tegemis järskude nõlvadega. Kui ei ole tihedalt, siis tegemis lauget ja tasast pinnamoodiga.
TEODOLIITMÕÕDISTAMINE. Teodoliitkäikude liigid. Mõõdetavad suurused teodoliitkäigus: Tringulatsiooni meetod: mõõdetakse igas kolmnurgas kõik sisenurgad . Trilateratsiooni meetod: mõõdetakse igas kolmnurgas külgede pikkused. GPS mõõtmised: võimaldavad määrata geodeetilisi koordinaate maa satelliitide abil. Kasutatakse samuti kolmnurkade süsteemi aga pole oluline määratavate punktide silmside . Määratakse võrgu punktide koordinaatide juurdekasvud lähtepunkti suhtes ja arvutatakse nende koordinaadid. Polügonomeetria: mõõdetakse käigu igas punktis horisontaalnurk eelmisele ja järgmisele punktile võetud suundade vahel ning kaugused eelmise ja järgmise punktini. Mõõdistamisvõrgu rajamise viisid ja etapid ning nõutav täpsus. Maa-ala plaani koostamiseks vajalike tugipunktide saamine, mille suhtes määratakse situatsiooni elementide ja maastikuobjektide asend. Punktide paigutamise skeem, tihedus ja hulk sõltub maa-ala suurusest , koostatava plaani mõõtkavast ja maastiku iseloomust. Rajamise viis oleneb instrumentidest ja nende täpsusest. Plaani koostamiseks määratakse punktidele ristkoordinaadid ja absoluutne kõrgus H. Kõrgus määratakse trigonomeetrilise või geomeetrilise nivelleerimise teel. Punktid kindlustatakse otspunktidesse paigutatud tähistega. Piki sirgjoont tähistatakse sihitikkudega. Sihitikud tähistavad kogu vertikaaltasapinda, mida nim. sihiks. Sihi ja maapinna lõikejoon on sihi jäljeks, mis tähistab antud joont maapinnal. Oluline: *nähtavus seisupunkti ja naaberpunktide vahel projektis ettenähtud suundades; * vaba juurdepääs rajatavale punktile, kus saab paigaldada geodeetilisi instrumente; * vaba vaade situatsiooni objektidele, mida on vaja mõõdistada antud punktist; * punkti säilivus. Punkte märgitakse 25-30 mm läbimõõduga metallvardaga. Ajutiste märkidena kasutatakse puuvaiu, metalltorusid või metall- vardaid. Teodoliidid: täpsuse järgi:Lihtteodoliidid – limb on alusega jäigalt ühendatud. Kordusteodoliit – on kahekordse telgede süsteemiga. Alitaadi järgi: indeks- ja skalaarmikroskoobiga. Horisontaalriingi järgi: mehahanilised, optilised, elektroonilised Teodoliit koosneb: tõstekruvidega alus, kraadijaotistega rõht- ja püstring (limb, vertikaal ring), pikksilm , vesilood. Silindrilise vesiloodi teljex nim selle silindri nullpunkti puutuja . Nulliase – lugem vertikaalriingilt kui teodol pikksilm on horisontaalne ja alidaadi silindrilise vesiloodi null on keskel. Pikksilma ülesanne on allidaadi suunamine mõõdetava nurga haarab. Sissefokuseerimine – nõgusa läätsi liigutamine. Niitristiku paralax – niitristiku mittetäielik teravustamine antud fookus kauguse juures. Vesiloodid: ümar, silindriline. Kontrollitakse: 1. kahte tõstekruvi keeratakse ühepalju, nii et lood oleks keskel. 2. kolmandat tõstekruvi keerates seame korda vesiloodi keskpunkti. 3. 180o keerates kontrollitakse, kas lood jääb samaks (± 1,5 jaotist). kui ei jää samaks tuleb justeerida. Registreerimiskruvisid keeratakse justeerimisnõela abil. Tõstetakse või langetatakse tuuse mulli keskpunkti poole tagasi poole kõrvale kalduva vahemiku võrra. Peale seda tuleb uuesti kontrollida. Horisontaalnurkade mõõtmise viis:* Võtete viis. Nurga mõõtmist ühes vertikaalringi asendis nimetatakse poolvõtteks. Kasutatakse ühe nurga. *Ringvõtete viis–kui seisupunktist on vaja mõõta 3 või enam suundi. Vertikaalnurkade mõõtmise viis–võib olla positiivne või negatiivne. Mõõdetakse teodoliidi vertikaalringi abil. Nurkade mõõtmise vead: *instrumentaalsed vead *tähise redutseerimise viga– tähis paigutatakse sihtpunktile või selle taha võimalikult täpselt ja vertikaalselt. Sihtpunktile viseeritakse alati võimalikult maapinna lähedalt arvutamine. *tsentreerimise viga *isiklikud vead *ilmastiku vead. Ekstsentriliste mõõtmiste redutseerimine –kui nurka pole võimalik sellel asukohal mõõta, kus tarvis. Jooni on võimalik mõõta: lindiga; teodoliidi ja lattmõõturiga; valguskaugusmõõturiga(elektrooptiline/elektromagneetiline). Kasutatakse 50m terasest linti. Komplekti kuuluvad veel 6 varrast joonepikkuse ülekandmiseks ja 2 tähist, millega tähistatakse joon, riplood. Lindi võrrand lt = l + Δk + Δt. Liindi kompareerimine – lindi pikkuse võrdlemine mingi etaloniga. Joone tähistamine üle takistuste toimub lihtsamatel juhtudel lindi ja ekliga, raskematel juhtudel teodoliidi ja kaugusmõõturiga (või mõõdulindiga). Eklimeeter koosneb visiirtorust 2 horisontaalse dioptriga (silmadiopter toru eesmises seinas ja esemediopter toru tagumises seinas). Toru on kinnitatud ümmarguse karbi
külge. Karbis asub horisontaalteljel pööratav rõngas kraadijaotustega 0 – 20 kummaski suunas. Rõnga alumise osa külge on kinnitatud raskus, mille mõjul rõnga 0- jaotis , olenemata visiirtoru kaldest, on alati horisontaalasendis. Silmadioptri külge on kinnitatud luup. Eklimeeter(liht, optiline) on geodeesiainstrument kaldenurkade mõõtmiseks ~0,2o täpsusega või kalde mõõtmiseks 1% täpsusega. Kasutatakse kalde määramiseks topograafias. Prisma – reflektor,mille saadetakse elektromagnetilisi laineid.Absoluutne jooneline sulgemisviga – kaugus punktide A ja A’ vahel, mis mõõdetakse plaanilt ja avaldatakse meetrites. Otseülesanne–joone teise otspunkti koordinaatide arvutamine. Pöördülesanne–joone kahe otspunkti koordinaatide järgi arvutatakse joone pikkus ja direktsiooninurk. Kinnisne käik. 1) nurkade teoreetiline käik Sulgemisviga tasandatakse kõigi nurkade vahel ära. 2) nurga parandid Kontrollimiseks liidetakse kokku tasandatud nurgad, mis peab võrduma nurkade teoreetilise summaga . 3) direktsiooninurkade arvutamine. 4) kontroll – kas on sama direktsiooninurk, mis lähtedirektsiooninurk oli.5) koordinaatide juurdekasvude arvutamine 6) koordinaatide juurdekasvude sulgemisviga ΔY 7) juurdekasvude tasandamine. 8)koordinaatide arvutamine. Lahtine käik: 1) nurkade praktiline summa = kõik kokku. 2) nurkade teoreetiline summa 3) nurkade tasandamine ja sidumatus . 4), 5), 6) sama, mis kinnise käigu puhul. Detailmõõdistamine– mõõdistatakse püsivaid objekte. Ringjoonte viis – kasutatakse mõõdistamisvahenditena kahte tähist, kahte linti ja ekrit. Mõõtmistulemused kantakse välijoonisele e. abrissile, mis koostatakse ligikaudu plaani mõõtkavas. Kasutatakse siis, kui kõverjooneline kontuur või muu objekt jääb mõõdistamisvõrgu joone lähedusse. Ekker – täisnurga mõõtmise instrument ( peegel -,prisma-,pentagoonekker) Abriss – joonestatakse lihtpliiatsiga, et teine plaanikoostaja võib aru saada. Mõõtmistulemused kirjutatakse abissile järgmiselt: 1. Kui joon on mõõdetud kindlaksmääratud algusest, kirjutatakse joone pikkus selle lõppu, risti joone suunaga ja tõmmatakse joon alla. 2. Mingi eseme arvud kirjutatakse selle joone keskele , kahe sidekriipsu vahele. Polaarkoordinaatide viis – kasutatakse teodoliiti, mõõdulinti või kaugusmõõturi latti. Sõltuvalt plaani mõõtkavast ja mõõdistatavate punktide iseloomust mõõdetakse polaarnurgad 1’….5’ täpsusega ja polaarkaugused 0,05….0,5m täpsusega. Väliraamat ja abriss – kõik mõõdistamistulemused, kantakse sõltuvalt mõõdistamisviisist väliraamatusse või abrissile. Plaani koostamiseks on vajalik lisada ka kontuurpunktide koordinaatide arvutused ja maa-aluste kommunikatsioonide mõõdistamise andmed. Niitkaugusmõõtur – kauguse mõõtmine käib niitristiku miitide järgi. Lõigete viisid: töömahukas situatsioonmõõdistamise võte. Kasutatakse üksikute ligipääsmatute punktide asukoha määramiseks. Liigitatakse: joonlõige, nurklõige, sihilõige. Plaani koostamine – algab koordinaatide ruudustiku konstrueerimisest Drobõševi joonlaua abil (või sirkli ja põikjoonelise joonlaua abil). Tehakse koordinaatide ruudustiku kontrollimine. Koordinaatide võrgule antakse väärtused. Drobõševi joonlaud – on vaskjoonlaud, millesse on lõigatud 6 avaust vahekaugusega 10cm . Äär on lamestatud. Koordinaatide ruudustiku kontrollimine on õnnestunud, kui ülemiste nurkade vahekaugus on 500,0±0,3mm. Pärast ruutude joonestamist kontrollitakse nende täpsust, mõõtes sirkli ja põikmõõtkava abil diagonaalide ja külgede pikkused. Punktide kandmine plaanile ristkoordinaatide järgi.. Punktide pealekandmise õigsust saab kontrollida nii, et tuleb määrata joone ja mõlemal lehel oleva ruudu ühine külje lõikepunkti (K) abstsiss. Situatsiooni mõõdistamise plaanile kandmine. Selleks konstrueeritakse plaanile kantud mõõdistamisvõrgu joonele abrissi andmetel kolmnurga ja joonlaua abil ristsirged ning märgitakse nende pikkused vastavalt mõõtkavale. Saadud punktid ühendatakse omavahel, juhindudes abrissil näidatud joonisest ja märgitakse kontuuride sisse leppemärgid. Polaarkoordinaatidega mõõistatud punktide pealekandmiseks kasutatakse suurt goedeetilist ringmalli, mille abil saab konstrueerida polaarnurki ±5’ täpsusega ja mõõtesirklit või vastavas mõõtkavas antud skaalaga joonlauda polaarkauguste märkimiseks. Plaani kontrollimine – Plaani täpsust iseloomustab sellel kujutatud maastiku objektide ja kontuuride asendi keskmine ruutviga geodeetilise võrgu punktide ning üksteise suhtes.