9 ZOBRAZOVACIE PRÍSTROJE A POMÔCKY
Okrem meračských a výpočtových prác najčastejšou zložkou geodetických prác je zobrazovanie
výsledkov meraní. Výsledkom zobrazovacích prác je vyhotovenie mapy, resp. plánu alebo dopĺňanie kresby mapy pri zakresľovaní zmien.V ost
atnom čase sa na zobrazovanie stále častejšie používajú automatické kresliace zariadenia, ktoré takmer automaticky vyhotovujú mapy pomocou vstupných údajov registrovaných v podobe pravouhlých súradníc bodov zvyčajne spojených počítačom. Zobrazovanie sa však aj naďalej vykonáva ručne, preto pracovisko musí byť dobre osvetlené a pracovník musí mať dobré kresliace a rysovacie potreby.9.1 PRÍSTROJE A POMÔCKY NA ZOBRAZOVANIE BODOV POLOHOVÉHO BODOVÉHO POLA
Pri zobrazovaní sa postupuje v takom poradí, v akom sa vykonalo meranie.
Zostrojí sa najprv mapový rám a priesečníky zemských alebo pravouhlých súradníc a body bodových polí. Tieto zákresy treba vyhotoviť čo najpresnejšie a stále ich kontrolovať so zákresom. Na to sa používajú rozličné zobrazovacie prístroje a pomôcky. Najvhodnejšie prístroje na presné a rýchle mechanické zobrazovaniemapového rámu, štvorcovej siete a bodov určených pravouhlými súradnicami sú pravouhlé,
koordinátografy. Body určené polárnymi súradnicami sa mechanicky najpresnejšie zobrazujú polárnymi koordinátografmi.Pravouhlý koordinátograf (obr. 9.1 ) je inštalovaný na ťažkom stole so sklenou kresliacou plochou s rozmermi 0,9 x 1,2 m, ktorú možno urovnať do vodorovnej polohy. Každý pravouhlý koordinátograf sa skladá z dvoch na seba kolmých koľajníc, predstavujúcich rovnobežky, so súradnicovýi osami, y a x. Hlavná koľajnica y je pevná a nesie hlavný pohyblivý vozík, spojený s vysúvacím kresliacim hrotom, resp. pikírovacím mikroskopom (M). Koľajnice spolu ,zvierajú pravý uhol.
Pozdlž obidvoch koľajnic je buď vyznačená stupnica, v určitej mierke s verniérových čítaním, alebo hodnota obidvoch súradíc sa číta na 4 kotúčových počítadlách. Koordinátograf môžeme obsluhovať ručne, a ak prístroj má príslušnú riadiacu elektroniku pomocou programovo riad
eného počítača. Presnosť zobrazenia bodov je + 0,02 až 0,04 mm.V ČSFR sa vyrába automatický kresliaci súradnicový sýstém DIGIGRAF, ktorý tvorí riadiaci počítač ADT 4560, kresliace zariadenie Digigraf 1208 a čítač súradníc Digipos na poloautomatické snímanie grafických údajov. Výstup údajov sa zaznamenáva na diernu pásku alebo písacím strojom s presnosťou na 0,1 mm.
Okrem stolových pravouhlých koordinátografov vyrábajú sa menšie - rámové koordinátografy so zakresľavacou plochou 0,4 x 0,5 m. Podľa vybavenia a funkčnej činnosti môžeme automatické koordinátory zaradiť do troch skupín :
1 . Prístroje, ktoré pomocou vstupných údajov automaticky zobrazujú polohu bodov, resp. umožňujú aj odmeriavanie na automatickú registráciu, napr. Zeissov Cartimat I.
Obr. 9.1. Pravouhlý koordinátor firrny Zeiss
Prístroje, ktoré pomocou počítača zakresľujú aj priamky alebo kriky, napr. Zeisso Cartimat II.
Prístroje majú vlastný programovo riadený počítač a umožňujú aútomatické zobrazenie,bodov, priamok, kriviek, príp. aj popis gr
afického výstupu a transformáciu súradníc.Presnosť kresby automatických koordinátografov je v rozpätí od 0,05 až 0,1 mm a závisí od rýchlosti kreslenia, ktorá dosahuje 20 až 100 mm za sekundu.
Na rýchle zobrazenie mapového rámu a štvorcovej siete sa používa štvoreová zobrazovacia šablóna. Je to kovová platňa s veľmi presnými kruhovými otvormi vo vrcholoch štvorcov. K šablóne patrí vpichovacie zariadenie, ktorého čap presne zapadá do otvorov šablóny. Stlačením gombíka vpichovacej ihly sa na mapovom liste v
ytvorí jemný vpich v strede otvoru. Presnosť v polohe vpichnutých bodov je asi 1 /40 mm.Klasickou pomôckou ňa zobrazovanie dĺžok na priamke je veľká pravítková zobrazovacia súprava. Skladá sa z jedného kovového pravítka dlhého 110 až 120 cm; na jeho hranách sú vyryté dĺžkové stupnice v mierke 1 : 2 880 a 1 : 1 000 a dvoch pravouhlých trojuholníkov s uhlami 30° a 60°. Trojuholníky majú na kratšej odvesne verniér, pomocou ktorého môžeme odčítať dieliky na 0,1 mm.Pravítko a trojuholníky sú podlepené papierom.
Zobrazovacie pravítko(obr. 9.2) tvorí kovový lineár dĺžky 0,4 až l,0 m a dva pravouhlé trojuholníky. Na obidvoch krajoch lineára, je vyrytá stupnica v určitej mierke.Kratšia odvesna každého trojuholníka má príslušnú vernierovú stupnicu a dlhšia odvesna s
o zošikmenou stranou má niekoľko nastavovacích rysiek na rovnobežné nastavenieObr. 9.2. Pravítková zobrazovacia súprava
lineára k narysovanej meračskej priamke MN. Poźdlž zošikmenej hrany trojuholníka sa po nastavení staničénia zakresľujú kolmíce napravo alebo naľavo od meračskej priamky MN podľa meračského náčrtku.
9.2 PRÍSTRÓJE A POMÓCKY NA ZOBRAZOVANIE .
BODOV PODROBNEHO MERANIA
Prístroje a pomôcky na zobrazovanie polohopisu podrobného merania rozderujeme na zobrazovanie pravouhlými súradnicami a polárnymi súradnicami.
9.2.1 Prístroje a pomôcky na zobrazovanie bodov
V súčasnosti sa v geodetickej praxi na zobrazovanie podrobných bodov najčastejšie používajú pravouhlé koordinátografy opísané v stati 9.1. V našej praxi sa používa najmä Zeissov stolový presný pravouhlý koordinátograf. Na tomto prístroji sa dajú zobrazovať pravouhlé súradnice bodov v mierkach 1 : 1 000 až 1:5 000 s presnosťou 0,05 mm.
Na rýchle zobrazovanie malých zobrazovaných celkov sa veľmi často používa aj malá zobrazovacia súprava a zobrazovacie trojuholníky. Malá zobrazovacia súprava sa konštruuje rovnako ako veľká zobrazovacia sústava, rozdiel je len v tom, že súprava zobrazovacieho lineára má dĺžku iba 0,4 m. Na obidvoch stranách lineára je vyrytá stupnica v určitej mierke, resp. a
j s odsunovacou lištou s protismerným číslovaním stupnice alebo so stupnicou v inej mierke. Súprava má dva pravouhlé trojuholníky so stupnicami. Pre rýchlu prácu je na koncoch lineára zarážka pre trojuholnik. Pri nastavení trojuholnikov do krajnej polohy sa nula na stupnici má zhodovať s nulou verniérovej stupnice trojuholníka.Zobrazovacie trojuholníky patria medzi najčastejšie použivané zobrazovacie pomôcky na bežné zobrazovanie podrobných bodov. Skladajú sa z dvoch rovnoramenných pravouhlých trojuholníkov s uhlami 45° a odvesnami dlhými až 150 mm (obr. 9.3) alebo pravouhlých trojuholnikov s uhlami 30° a 60°. Stupnice sú vyryté na preponách trojuholníkov. Na jednom trojuholníku je v strede obojsmerne vyrytá tupnica určitej mierky a na druhom je obojsnzerne
v strede vyrytý verniér.Trojuholníky sa navzájom posúvajú po odvesnách. Dĺžk sa merajú v smere zošikmených odvesnových hrán. Pri trojuholníkoch s pomerom odvesien 2 : 1 sú stupnice na preponách zväčšené dvojnásobne. Zobrazovacie trojuholniky sa vyrábajú z kovu, ale aj z priehľadného materialu (celuloid, plexisklo a pod.).Presné zobrazenie bodov podľa pravouhlých súradnic umožňujú aj pravouhlé zobrazovacie prístroje - koordinátory (obr. 9.4). Skladajú sa
Obr. 9.3. Pravouhlé zobrazovacie trojuholníky
Obr. 9.4. Pravouhlý zobrazovací prístroj
z kovového lineára pripevneného na základnej koľajničke so stupnicou pre smer x. Po koľajničke sa pohybuje vozík v1 s druhou, na prvú koľajničku kolmou, koľajničkou II so stupnícou pre smer y. Po tejto koľajničke sa pohybuje vozík V2 s prepichovacím hrotom K. Prepichovací hrot môžeme posúvať v dvoch na seba kolmých smeroch a na príslušných stupniciach nastavovať pravouhlé súradnice bodov, ktorých polohu potom vyznačíme prepichovacou ihlou.
9.2.2 Prístroje a pomôcky na zobrazovanie bodov z polárnych súradníc
Pri zobrazovaní bodov z polárnych súradníc musíme súčasne zobraziť uhol a dĺžku. Pomôcky, ktoré toto umožnujú nazývaju sa polarne transportéry.
Obr. 9.5. Polkruhový polárny transportér
Polkruhový polárny transport
ér má po obvode polkružnice uhlom , stupnicu a na priemere dlžkovú stupnicu (obr. 9.5). Dlžková stupnia je väčšinou vpravo od nuly čierna a vľavo červená. Obdobne uhlová stupnica (0° až 180°) sa čísluje proti pohybu hodinových ručičíek a je čierna. Na obr. 9.6 je celokruhový transportér, ktorý môže byť kovový alebo z plastu. Vodorovný kruh sa čísluje v smere pohybu hodinových ručičiek. Je pevný a pohybuje sa index. Vnútorný obvod medzikružia, má drážku, v ktorej sa pohybuje dĺžkové meradielko tvoriace priemer kruhu. Do polohy stanoviska S sa vloží ihla, okolo ktorej sa meradielko otáča. Číslovanie je tak v šesťdesatinnej, ako aj v stotinnej miere.
Najpresnejším prístrojom na zobrazovanie bodov z polárnych súradníc je polárny koordinátor (obr. 9.7). Skladá s
a z masívnej podložky (prstenca), na ktorej sa na gulôčkových ložiskách otáča mostík s pohyblmým vozíkom a dĺžkovou stupnicou. Vozík nesie mykroskop pikírovacou ihlou. Vozík a kruh sa pohybujú pomocou svorky a pohybov . Pri zobrazovaní bodov sa polárny uhol nastavuje pomocouverniéra na kruhovej stupnici a dĺžka sprievodiča vernierom na dlžko
Obr. 9.6. Celokruhový transportér METRA
Obr. 9.7. Polárny koordinátor Haag-Streit
vej stupnici. Poloha zobrazovaných bodov sa vyznačí pikírovacou ihlou. Presnosť zobrazenia bodov sa pohybuje v rozpätí od 0,02 až do 0,04 mm,
9.2.3 Automatické zobrazovanie kresby
Na zobrazovanie kresby sa v ostatnom čase používajú automatické zobrazovacie systémy (Digigraf, Coragraph, Konsberg). Súradnice podrobných bodov sa zobrazujú pomocou riadiaceho počítača a samotné zobrazenie bodov sa okamžite vykoná automatickým koordinátografom na kresliacom stole (obr. 9.8). Rýchlosť kresby je 100. až
Obr. 9.8. Automatický koordinátograf Contraves AG. Foto: Geodetický podnik Bratislava
250 m
m za sekundu rýchlosť pikírovania 40 bodov za minútu, presnosť kresby pri zobrazovaní bodov 0.01 mm, pri čiarových prvkoch 0,03 až 0,06 mm . Minipočítač kresliaceho stola zabezpečuje zmeny mierky, kresbu priamok, kružnic a parabol, rytie a tlačenie mapových značiek ,a písma.9.3 REDUKCIA KRESBY
V geodetickej praxi sa často stretávame s úlohou pretransformovať mapový podklad do inej mierky. Najčastejšie je to zväčšovanie alebo zmenšovanie kresby. Najvhodnejšie môžeme úlohu realizovať zobrazovaním z pôvodných meračských hodnôt, resp. súradníc v novej mierke. Ak nemôžeme použiť tento spôsob, použijeme na redukciu mechanické pomôcky alebo štvorcovú sieť.
9.3.1 Mechanické pomôcky
Medzi najčastejšie používané pomôcky patrí redukčné kružidlo, redukčné pravítko a pa
ntografy.Redukčné kružidlo je v podstate dvojité odpichovadlo, zostavené z dvoch skrížených ramien spojených posuvným kĺbom (obr. 9.9). Pri kružidle sa využíva podobnosť trojuholníkov. Pomer zmenšenia (a : b) alebo zväčšenia sa nastaví pomocou indexu na kĺbe kružidla, čiže KA:KA' = KB:KB' = a:b.
Po nastavení vzdialenosti AB na jednom konci kružidla sa pomôcka obráti a vzdialenosť A'B' sa redukuje v požadovanom pomere a : b. Pri redukčnom pravítku sa využíva na redukciu stupnica v rozličných mierkach. Pravítko je buď trojboké, kde na hranách sú rôzne mierky , alebo ploché s úzkou štrbinou, ktorá má na okrajoch stupnice v rozličných mierkach so spoločným začiatkom. Odmeraná dĺžka v jednej mierke sa zobrazí na druhej stupnici v inej mierke.
Pantograf je prístr
oj na mechanické zväčšovanie kovových ramien (obr. 9.10). Obrazec ATBC tvorí rovnobežník. Ďalej platí, že PT : PH = a : b, je to pomer redukcie. Kĺbové spojenie umožňuje meniť polohu bodov A a B, a tým aj pomer redukcie a : b. Rozličné pomery sú na ramenách dierky. Otáčavé kĺby A a B sú nahradené kolíkmi. Koniec ramena P sa nazýva pól pantografu. Má hrot, ktorý umožní otáčavé upevnenie prístroja na podložku. V bode T možno umiestiť ceruzku a v bode H hrot. Ceruzku s hrotom možno navzájom vymeniť. Body P, T a H tvoria priamku.Obr. 9.9. Redukčné kružidlo
Obr. 9.10. Kružidlový pantograf
Pri redukčných prácach položíme pantograf na dosku s papierom, nastavíme správnu polohu A a B, upevníme pól P a hrotom umiesteným v bode H obchádzame obraz po jeho lomových bodoch. Ceruzka v bode T označuje lomové body redukóvaného obrazca. Pri výmene ceruzky s hrotom môžeme obraz zväčšovať [2].
Závesný pantograf tvorí vyvážená a nadrahčená rámová konštrukcia, ktorá sa nedotýka podložky. Sktadá sa z dvoch dvojíc vzájomne rovnóbežných ramien, ktoré vytvárajú rovnobežník PCBA (obr. 9.11 ).
Pre určitý pomer kresby sa pomocou verniérov presne nastaví hodnota x na príslušných ramenách. Pantograf môže pracovať s pólom vnútri alebo s pólom vonku ,zamení sa ceruzka T s pólom P. Poloha s pólom vonku je vhodná na redukciu kresby približne rovnakej mierky. Pri rozdielnych mierkach kresby používame pól vnútri pantografu tak, ako to znázorňuje obr. 9.11. Pri správnom nastavení hodnôt body P, T a H tvoria priamku.Závesný pantograf je presnejš
í ako kružidlový a môžeme ho použiť aj na niektoré presnejšie redukcie grafických obrazcov. Aj pri tom obchádzame hrotom H obrazec a ceruzka v bode T vykresľuje redukovaný obrazec. Pri výmene ceruzky sa zmení pomer redukcie z x : b na b : x.Obr. 9.11. Závesný pantograf s pólom vnútri
Obr. 9.12. Redukcia kresby pomocou štvorcovej siete
9.3.2 Redukcia podľa štvorcovej siete
Tento spôsob sa používa vtedy, keď nemáme prístroje alebo pomôcky na redukciu kresby.
Na pôvodnú kresbu alebo priesvitku nakreslíme štvorcovú sieť. Do redukovanej štvorcovej siete, v požadovanej mierke, potom prenášame priesečníky kresby so sieťou. Ich polohu určujeme redukčnými pomôckami, resp. vtedy, keď to presnosť umožňuje, prenášame obraz voľným okom (obr. 9.12).9.4 KONEČNÁ ÚPRAVA KR
ESBYVýsledky merania sa väčšinou úplne vyhodnotia pri ich zobrazení - vykreslení alebo vyrytí a opise na vhodný materiál, najčastejšie rysovací papier. Rysovací papier musí šplňať rad požiadaviek, najmä stálosť, belosť, dobrú povrchovú kvalitu a pod. Vhodným a stále viac použivaným kresliacim materiálom sú fólie z plastov - Astralón, Hostaphan, Foralex atď. Na rysovanie sa používajú kvalitné trecie tuše čiernej farby alebo aj farebné tuše. Pre kresbu na plastických fóliách sa vyrábajú špeciálne tuše, ktor
é majú dobrú priľnavosť na plast alebo sa do jej povrchu zaleptajú.Najprogresívnejšou metódou na vyhotoyenie originálu kresby napr. mapy je rytina, ktorá je rýchlejšia a dokonalejšia ako kresba rysovaním. Kresba závisí od dobrého pracovného prostredia a do
brého vybavenia a čistoty pracoviska.Kontrolné otázky:
1. Aké pomôcky poznáte na zobrazovanie bodov polohového bodového poľa?
2. Vymenujte pomôcky na žobrazeriie bodov určených pravouhlými a polárnymi súradnicami?
3. Akými spôsobmi sa vykonáva redukcia kresby?