13 PODROBNÉ POLOHOPISNÉ MERANIE

Polohopis je obraz zemského povrchu, znázorňujúci vzájomnú polohu predmetov merania a vyšetrovania, bez závislosti od terénneho reliéfu. Je to množina bodov, čiar a mapových značiek zobrazených na mape.

Zemský povrch možno definovať ako prirodzený, ale aj umelo vytvorený terén. Z hľadiska mapovania patria k nemu aj priestory pod povrchom Zeme a pod vodou.

Predmetom merania polohopisu sú pôdorysy budov, hranice pozemkov, kultúr, dopravná sieť, vodstvo, rozličné vedenia (elektrické, plynové, telefónne atď.) a ďalšie predmety určené príslušnými technickými predpismi [16].

Skúmajú sa vybrané objekty a javy na zemskom povrchu, resp. pod ním alebo nad nim a zisťujú sa o nich potrebné údaje.

Výsledkom podrobného merania sú číselné a grafické údaje, ktoré tvoria podklad na výpočet súradníc podrobných bodov, vyhotovenie originálu základnej mapy a výpočet výmer parciel.Ako podklady sa používajú meračské náčrty a zápisniky (prípadne výstupy z registračných zariadení prístrojového vybavenia na podrobné meranie).

13.1 MERAČSKÁ SIEŤ (GEOMETRICKÝ ZÁKLAD)

Geometrickým základom pri podrobnom polohopisnom meraní sú polohové meračské body, ktoré rozdeľujeme na :

body základného poľohového bodového poľa (ZPBP) a pevné body polohového poľa (PBPP),

- pomocné meračské body (trvalo alebo dočasne stabilizované),

- ostatné body podrobného polohového bodového poľa (dočasne stabilizované),

- dané body skôr vybudovaných polí, ak vyhovujú technickým predpisom.

Body podrobného polohového bodového poľa sa stabilizujú :

- trvalou stabilizáciou, prípadne sa umiestňujú na trvalých objektoch,

- dočasne.

Používajú sa pri podrobnom meraní, vyhotovovaní ďalších bodov podrobného poľa, resp. pri vyhotovení pomocných meračských bodov. Body podrobného poľa trvalého charakteru sú pevné body podrobného poľa. K úlohám budovania meračskej siete (obr. 13.1 ) treba určiť všetky body, ktoré v prírode nie sú trvalo stabilizované, a svojou hustotou a tvarom rozširujú meračskú sieť na taký tvar, ktorý umožní pohodlne merať všetky podrobné body. Meračské siete sa zakladajú podľa zásady "z veľkého do malého", pričom poloha bodov meračských priamok sa meria súčasne s podrobným meraním.

Obr. 13.1. Meračská sieť

13.1.1 Určovanie bodov v meračskej sieti

Východiskovými bodmi na určenie meračských bodov sú existujúce body daného polohového bodového poľa. Dané polohové bodové pole tvoria predovšetkým trigonometrické body, orientačné body (OB1 , OB2), pôvodné zhusťovacie body, prípadne iné, skôr určené PBPP, ktorých totožnosť sa overila.

Novourčované meračské body sa určujú :

- polygónovými ťahmi s dlhými stranami, meranými elektrooptickými diaľkomermi,

- metódami smerového pretínania (predovšetkým kombinovaným pretínaním a pretínaním napred),

polárnou metódou s dĺžkami meranými elektrooptickými diaľkomermi.

- trojuholníkovými reťazcami ,

- polygónovým ťahmi

- kontrolovaným rajónom z dočasne stabilizovaných bodov ,

- prípadne inými metódami, ak je to výhodné.

13.1.2 Pomocné meračské body

Súčasťou meračskej siete sú aj pomocné meračské body, ktorými možno podrobne merať polohopis. Pomocné body sa určujú :

- staničením na hlavných meračských priamkach, spájajúcich body polohového bodového poľa,

- staničením na vedľajších meračských priamkach, spájajúcich pomocné body na hlavných, prípadne na vedľajších meračských priamkach,

- staničením na voľných meračských priamkach, pripojených na body polohového poľa, prípadne na pomocné body;

- rajónmi z polygónových alebo meračských bodov ,

- vedľajšími polygónovými ťahmi,

- pretínaním zo smerov, prípadne z dĺžok.

Hustota siete pomocných bodov sa zvolí v závislosti od charakteru polohopisu tak, aby sa z bodov polohového poľa a z pomocných bodov dalo racionálne merať celé mapové územie.

Dĺžka rajónu nesmie byť väčšia ako 2/3 meračskej priamky, na ktorú sa rajóny pripoja. Maximálna dĺžka voľného polygónového ťahu je 250 m. Ak sa dĺžky merajú elektrooptickými diaľkomermi, nesmie byť dĺžka meračskej priamky a pomocného polygónového ťahu väčšia ako 1 OOO m, resp. 2 000 m.

13.2 GEODETICKÉ METÓDY PODROBNÉHO MERANIA

Vzhľadom na členitosť terénu, frekvenciu dopravy, hustotu zástavby, mierku mapy a iné okolnosti používame tieto geodetické metódy merania polohopisu:

- polárnu metódu,

- metódu pravouhlých súradníc,

- metódu konštrukčných omerných mier,

- metódu hromadného pretínania napred.

V praxi sa uvedené metódy často kombinujú, najmä vzhľadom na umiestenie a tvar predmetov merania, napr. polárna metóda s metódou konštrukčných omerných mier a pod.

13.2.1 Polárna metóda

Základnou metódou podrobného merania polohopisu je polárna metóda, pri ktorej sa určuje poloha meraných podrobných bodov polárnymi súradnicami, čiže vodorovným uhlom (smerníkom) meraným na stanovisku a vodorovnou dĺžkou. Stanoviskami prístroja sú body polohového bodového poľa a všetky pomocné body. Na stanovisku postupujú práce takto:

a) postavenie a urovnanie meračského prístroja,

b) vytýčenie a stabilizácia pomocných bodov určovaných zo stanoviska,

c) orientácia na dané body,

d) meranie vytýčených pomocných bodov,

e) meranie podrobných bodov,

f) kontrola orientácie prístroja.

13.2.1.1 MERAČSKÉ PRÍSTROJE A POMÔCKY

Na meranie sa použijú také prístroje a pomôcky, ktorými možno merať pomocné a podrobné body presnejšie, ako stanovuje krajná odchýlka určenia pre príšlušnú triedu presnosti mapovania [15]. Uveďme aspoň niektoré:

a) autoredukčné dvojobrazové diaľkomery s vodorovnou latou (Redta 002, RDH, Kern),

b) dvojobrazové diaľkomery bez laty alebo so zvislou latou (DIMESS, BRT 006). Zeiss Dimess sa s výhodou používa v teréne s hustým porastom. Zeiss BRT 006 je vhodný na meranie v intraviláne,

c) elektrooptické diaľkomery majú ďaleko väčší dosah a vynikajúcu presnosť, prakticky nezávislú od vzdialenosti. V spojení s elektronickými kalkulačkami poskytujú veľa výhod, najmä pri výpočtoch priamo v poli.

Nasadzovacie elektronické diaľkomery väčšinou merajú šikmé dĺžky. Na ich redukciu sa merajú výškové uhly (zenitové vzdialenosti). Merané dĺžky sa opravujú (väčšinou automaticky) o atmosférické korekcie, ďalej o opravu spôsobenú zobrazením a o redukciu na výpočtovú plochu (na hladinu mora).

Atmosférická korekcia sa zavedie podľa návodu výrobcu diaľkomera. Oprava spôsobená zobrazením sa určí podľa nomogramu [4]. Redukcia na výpočtovú plochu sa určí podľa vzorca

O = (H/6380)d (13.1)

kde O je oprava (mm),

H - nadmorská výška (m),

d - meraná dĺžka (m),

6 380 - polomer zemegule (km).

d) nitkové diaľkomery (Dahlta, Theo 020).

Meračské prístroje treba pravidelne overovať a komparovať. Elektrooptické prístroje možno komparovať napr. na geodetickej základnici (GZ) v Hlohovci, ktorú udržiava a jej parametre pravidelne spresňuje Katedra geodetických základov (KGZ) Stavebnej fakulty STU v Bratislave. Na komparáciu nitkových a dvojobrazových diaľkomerov sa na lokalite vybuduje komparačná základnica s dĺžkou rovnajúcou sa dosahu diaľkomera. Dĺžky úsekov základnice sa určia komparovaným pásmom alebo elektrooptickým diaľkomerom.

13.2.1.2 VYTÝČENIE A STABILIZÁCIA POMOCNÝCH BODOV

Pomocné body na meračských priamkach sa väčšinou vytyčujú ďalekohľadom meračského prístroja a výtyčkou. V niektorých prípadoch (najmä pri nižších triedach presnosti) možno použiť aj hranolček.

Pomocný bod, ktorý leží na predĺžení spojnice daných bodov, nesmie sa od daneho bodu vzdialiť o viac ako 2/3 dĺžky medzi danými bodmi.

Vrcholy pomocných polygónových ťahov sa vytyčujú tak, aby dĺžky polygónových strán boli čo najdlhšie a vrcholov ťahu bolo čo najmenej. Ďalšie potrebné ppmocné body sa zvolia na polygónových stranách.

Pomocné body sa stabilizujú dočasne. V intraviláne obyčajne železnou rúrkou, železným klinom, vysekaním krížika v pevnom podklade. V extraviláne dreveným kolíkom.

13.2.1.3 ORIENTÁCIA NA DANÉ BODY

Orientáciu na stanovisku vykonáme vždy najmenej na dva dané body polohového bodového poľa alebo na určené pomocné body. Najmenej na jeden bod sa meria aj dĺžka. Vodorovné smery sa merajú v jednej polohe, výnimočne v jednej skupine, dĺžky sa merajú raz. Ak nemožno merať dva oricntačné smery, meria sa namiesto druhého jednoznačne identifikovateľný podrobný bod určený z iného stanoviska.

Dĺžka spojnice stanoviska s najvzdialenejším orientačným bodom nesmie byť kratšia ako dĺžka zámery na najvzdialenejší určovaný podrobný bod (výnimočne kratšia o 1 /3 dĺžky).

13.2.1.4 MERANIE POMOCNÝCH A PODROBNÝCH BODOV

Vodorovné smery na určované pomocné a podrobné body sa merajú vjednej polohe, dĺžky sa merajú raz. Pri použití neredukujúcich dĺžkomerov sa výškové uhly merajú v jednej polohe.

Ak ležia body polohopisu na priamke, určia sa polárnymi súradnicami iba koncové body priamky. Ostatné body sa určia priebežným staničením na tejto priamke. Pravouhlé budovy možno určiť tromi hlavnými bodmi, ak určenie štvrtého bodu by bolo obtažné.

Po skončení merania podrobných bodov treba kvôli kontrole opät merať východiskový bod.

Pri polárnej metóde sa merajú smery aj dĺžky jediným prístrojom, preto túto prácu majú vykonávať skúsenejší pracovníci. Zvýšenú pozornosť treba venovať meraniu, pretože nemá toľko kontrol ako metóda pravouhlých súradníc. Polárnou metódou možno, súčasne s polohopisom merať aj výškopis, čiže je to komplexná metóda a uprednostujeme ju pred metódou pravouhlých súradníc.

Pri polárnej metóde sa súčasne s meračským náčrtom (obr. 13.2) vyhotovuje v poli aj zápisník meraných uhlov a dĺžok na strojové spracovanie (tab. 13.1). V stĺpci 1 sa označí typ úlohy (polárna metóda bez výšok číslicou 1 ). Do zápisníka sa najprv zapíšu čísla (údaje) meračských bodov v tomto poradí:

Obr. 13.2. Meranie podrobných bodov polárnou metódou - meračký náčrt

1. bod, z ktorého sa postupne merajú podrobné body polárnou metódou (stanovisko prístroja),

2. orientačný bod (koncový bod nulového smeru), ktorý sa obyčajne vkladá do predchádzajúcej polygónovej strany,

3. nasledujúci bod polygónového ťahu (budúce stanovisko).

Ďalej sa v zápisníku postupne uvádzajú poradové čísla podrobných bodov a v stĺpcoch 4 a 6 dĺžky a ich smerníky na jednotlivé body. Po skončení merania sa opäť meria na východiskový bod a prekontroluje sa orientácia (údaj 0,00). Podrobný bod 39 sa meral kolmicou, pretože nebol priamo viditeľný.

Súhlas zápisu čísel bodov v meračskom náčrte a v zápisníku sa musí ustavične starostlivo kontrolovať. Po skončení polárneho merania sa merajú omerné miery, ktoré sa takisto zapíšu do zápisníka.

Tabuľka l3.1

Obr.13.2.2 Metóda pravouhlých súradníc

Táto metóda sa uplatňuje v neprehľadnom rovinatom teréne. Je výhodná v úzkych uliciach, v stiesnenej zástavbe a používa sa ako doplňujúca metóda k polárnej metóde na určenie podrobných bodov,ktoré nebolo možné alebo účelné určiť polárnou metódou. Je to najstaršia a najjednoduchšia metóda.

Podrobné body predmetov merania určujeme pravouhlými súradnicami, čiže staničením x a dĺžkou kolmice vzhľadom na priamku y, ktorou môže byť polygónová strana (obr. 13.3), rajón, meračská priamka (obr. 13.4) alebo iná úsečka z meračskej siete podrobného bodového poľa. Dĺžky súradníc x d y sa merajú oceľovým pásmom, kolmice vytyčujeme hranolčekmi. Začiatok merania vyznačíme šípkou a možno ho zvoliť na jednom alebo druhom konci meračskej priamky. Poslednú mieru úsečky, kde sme meranie skončili, podčiarkneme dvojnásobne. Staničenie koncového bodu ďalšej meračskej priamky podčiarkneme raz (obr. 13.5). Kvôli kontrole meriame aj obvodové miery (omerné), čiže všetky dĺžky medzi susednými bodmi rovnakého predmetu merania (domu).

Obr. 13.3. Meranie pozemku metódou

Obr. 13.4. Meranie pozemku na meračskú pravouhlých súradníc priamku

Pri meraní polohopisu postupujeme tak, že na terén napneme do vodorovnej polohy pásmo. Hranolčekom vytyčujeme kolmice - hľadáme ich päty na meračskej priamke. Výhodné je použiť dvojitý hranolček, ktorým vytyčujeme nielen pravý uhol, ale aj priamy uhol, čiže kontrolujeme správne umiestenie päty na meračskej priamke. Dĺžky kolmíc meriame najčastejšie pásmom na vidlici. Ak na jednej kolmici je zastaničených viac poradníc (obr. 13.5), potom sa všetky miery poradníc píšu kolmo a posledná sa dvakrát podčiarkne. Ak sa na jednej päte nachádzajú dve kolmice na obidve strany alebo v priesečníku meračskej priamky s pevnou vlastníckou hranicou, píše sa staničenie na obidve strany meračskej priamky.

Obr. 13.5. Meranie pozemku na viac meračských priamok

Dĺžka kolmíc nesmie byť väčšia ako 30 m, vo svahu 20 m V ojedinelých prípadoch, keď smer kolmice zabezpečuje kontrolná miera, dĺžka kolmice môže byť 40 m.Kolmice do 2 m vytyčujeme bez hranolčeka.

Meračský náčrt zobrazuje podrobné bodové pole, siete meračských priamok, predmety merania, všetky miery potrebné na správne zakreslenie do mapy, miestne názvy, čísla parciel, označenie druhov pozemkov, orientačné čísla domov atď. Meračský náčrt treba vyhotoviť tak, aby sa v ňom vyznal používateľ náčrtu. Musí byť zretelný, starostlivo kreslený a údaje v ňom treba zapisovať jednotným spôsobom.Meračský náčrt sa používa ako podklad na spracovanie základnej mapy a na jej budúcu údržbu. Podrobné body sa označujú číslom, ktoré sprostredkúva vzťah medzi ich grafickým znázornením a číselnými údajmi v zápisníku merania. Meračský náčrt (obr. 13.6) sa vyhotovuje obyčajne v mierke 1 :500 alebo 1 :1 000 pre intravilán a v mierke 1 : 1 000 až 1 : 5 000 pre extravilán.

Meračské náčrty sú rámové a blokové. Rámové náčrty sa zakladajú postupným štvrtením mapového listu. Blokové náčrty sa orientujú približne na sever a zakladajú sa tak, aby znázorňovali ucelenú skupinu parciel (blok domov atď.).

Podrobnosti o spôsobe vyhotovenia meračských náčrtov sa preberajú v predmete Mapovanie.

Číselné údaje z podrobného mapovania sa zapisujú do zápisníkov. Pri použití elektronického registračného zariadenia (elektrooptický diaľkomer s registračným zariadením a pod.) zápisník sa nahrádza záznamovým médiom tohto prístrojového vybavenia (dierna alebo magnetická páska a pod.). Spôsob a forma záznamov výsledkov podrobného merania závisí od použitej metódy merania a následného spracovania, ako aj použitého prístrojového vybavenia. Zápisník sa obyčajne zakladá osobitne pre každý meračský náčrt a jeho číslo súhlasí s číslom meračského náčrtu.

V ostatnom čase sa merané údaje (x, y) nepíšu do meračského náčrtu, ale do zápisníka podrobného merania (tab. 13.2). K zápisníku treba vyhotoviť ešte náčrt, do ktorého sa zapisujú čísla podrobných bodov.

Zápisník na podrobné meranie spolu s meračským náčrtom (obr. 13.7) umožní dierovať merané hodnoty a spracovať na automatických kresliacich strojoch.

Zápis meraných hodnôt do zápisníka je veľmi jednoduchý. V stĺpci 1 sa číslicou označí typ úlohy (metóda pravouhlých súradníc číslicou 0). Do prvého riadku stĺpca 2 a 3 sa napíše úplné číslo začiatočného bodu meračskej priamky (polygónovej strany) a do druhého riadka číslo jej koncového bodu.

Úplné číslo bodu pri trigonometrických a zhustovacích bodoch sa skladá z čísla evidenčnej jednotky a vlastného čísla bodu. Pri bode podrobnéha bodového pola sa skladá z čísla katastrálneho územia,čísla meračského náčrtu a samotného čísla. Meračské náčrty sa číslujú v rámci katastrálneho územia, začínajúc jednotkou formou trojčísla (031). Podrobné body sa číslujú v rámci meračského náčrtu začínajúc jednotkou.

Tabuľka 13.2

Pretože zápisník sa obyčajne zakladá pre určité katastrálne územie a pre jeden meračský náčrt, netreba meračský náčrt číslovať (zapíšu sa tri nuly) a pri koncovom bode meračskej priamky sa zapíše iba vlastné číslo bodu. Z rovnakého dôvodu sa podrobné body označujú iba vlastnými číslami. Do stĺpca 4 a 6 sa postupne píšu staničenia a dĺžky kolmíc s príslušným znamienkom. Staničenie meračskej priamky od východiskového ku koncovému bodu má znamienko + (plus) a v zápisníku sa nevyznačuje. Staničenie na predĺženej meračskej priamke pred východiskovým bodom má znamienko - (mínus). Ak zameriavaný bod leží vpravo od meračskej priamky, kolmica má znamienko + (plus), vľavo znamienko - (mínus).

Obr. 73.7. Meranie metódou pravouhlých súradníc - meračský náčrt

Omerné miery (typ úlohy označenej číslicou 4) sa merajú nakoniec a zapíšu sa do dolnej časti zápisníka.

13.2.3 Metóda konštrukčných a omerných mier

Táto metóda sa používa pri meraní pravouhlých výstupkov objektov, ako aj štvrtého hlavného rohu pravouhlých budov (v triedach presnosti 3 až 5) [15], jeho meranie bolo pri polárnej metóde obtiažné (obr. 13.8).

Rozdiel súčtov rovnobežných dĺžok (súčet rovnobežných dĺžok na jednej strane budovy mínus súčet rovnobežných dĺžok na druhej strane budovy) nesmie prekročiť hodnotu podla nasledujúcich kritérií:

trieda presnosti mapovania rozdiel súčtov dĺžok (cm)

1 2

2 4

3 6

4 10

5 15

Obr. 13.8. Metóda konštrukčných a omerných mier

13.2.4 Metóda hromadného pretínania napred

Pri metóde hromadného pretínania napred polohu jednotlivých podrobných bodov určujeme len meraním orientovaných smerov z dvoch alebo troch stanovísk, čiže bez merania dĺžok. Ak chceme niektorým chybám predchádzať, treba aby nijaký z meraných smerov (uhlov) nebol menší ako 20g ( 18°) a väčší ako 180g ( 162°). Preto sa pretínanie napred môže v prehľadnom teréne využiť na väčšie vzdialenosti ako pri polárnej metóde. Metóda je vhodná najmä pri mapovaní v neprístupnom teréne.

Podrobné meranie sa realizuje jedným alebo súčasne dvoma, resp. tromi teodolitmi. Za stanoviská prístroja sa pri podrobnom meraní zvolia body základného a podrobného bodového poľa, resp. dalšie body určené pretínaním napred. Výtyčka pri signalizovaní podrobných bodov musí sa však starostlivo postavii do zvislice. Menší počet podrobných bodov v blízkosti stanovísk sa určí polárne pomocou smeru meraného teodolitom a vodorovnej dĺžky meranej oceľovým

pásmom. Pri použití elektrooptických diaľkomerov sa môže uplatniť aj podrobné meranie hromadným pretínaním dĺžkami.

Okrem nákladných a časovo náročných meraní v teréne číselná metóda hromadného pretínania napred si vyžaduje aj primerané počtárske práce. Ich výsledkom sú pravouhlé súradnice meraných podrobných bodov. Preto pri rozsiahlejších meraniach využívame modernú výpočtovú techniku (počítače a grafické systémy).

Podstata určenia podrobných bodov l, 2, ..., n metódou hromadného pretínania napred vyplýva z obr. 13.9.

Obr. 13.9. Metóda hromadného pretínania napred

13.2.5 Metóda meračského stola

Metóda meračského stola patrí medzi najstaršie meračské metódy pri vyhotovovaní topografických máp stredných mierok, ako aj pri mapovaní vo veľkých mierkach. Touto metódou sa vykonalo aj pôvodné katastrálne mapovanie v mierke 1 : 2 880. Veľkou výhodou tejto metódy je priama kontrola merania, pretože zmenšený obraz predmetov merania vzniká už v teréne a možno ho porovnať so skutočnosťou.

Princíp podrobného merania meračským stolom pri grafickom pretínaní napred znázorňuje obr. 13.10. Polohu obrazca, označeného bodmi 1 až 5, určujú na stole priesečníky smerových priamok k bodom 1 až 5 vyznačené zámerným pravítkom na meračskom stole. Stôl bol najskôr dostredený, horizontovaný a orientovaný na stanovisku A, a potom na stanovisku B. Smerové priamky treba viesť v rozpätí od 30° až do 150°.

Metóda meračského stola vyžaduje mimoriadnu fyzickú zdatnosť merača, zručnosť v konštrukcii originálu mapy priamo v teréne a dobré organizačné vlastnosti pre náročnú prácu riadenia meračskej čaty v teréne. S vývojom techniky, moderných konštrukcií geodetických prístrojov a zapojenia výpočtovej techniky do automatizácie výroby máp metóda meračského stola zastarala.

Obr. 13.10. Grafické pretínanie napred

Kontrolné otázky:

1. Opíšte metódy na podrobné meranie polohopisu.

2. Uveďte princíp metód polárnych a pravouhlých súradníc.

3. V čom je princíp metód konštrukčných a omerných mier, hromadného pretínania napred a meračského stola.