Geodezja I w teorii i praktyce cz. 1

Spis treści

Przedmowa do wydania IV / 8

Rozdział 1: Wiadomości wstępne / 9
1.1. Definicja, zadania i podział geodezji / 9
1.2. Rys historyczny geodezji i kartografii / 13
1.3. Powierzchnie odniesienia / 27
1.4. Geodezyjny system odniesień przestrzennych / 32
1.5. Osnowa geodezyjna i jej podział / 37
1.6. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar Układ SI / 40
1.6.1. Informacje ogólne / 40
1.6.2. Definicje podstawowych jednostek miar układu SI / 40
1.7. Działania rachunkowe na liczbach przybliżonych / 41
1.7.1. Zapisywanie i zaokrąglanie liczb / 41
1.7.2. Reguły Kryłowa-Bradisa / 42
1.8. Miary długości i pola powierzchni / 42
1.8.1. Miary długości / 43
1.8.2. Miary pola powierzchni / 44
1.9. Miary kąta płaskiego / 45
1.9.1. Miara stopniowa / 46
1.9.2. Miara gradowa / 46
1.9.3. Miara łukowa (teoretyczna) / 48
1.9.4. Przeliczanie miar kątowych / 49

Rozdział 2: Przyrządy optyczne stosowane w geodezji / 53
2.1. Elementy optyczne instrumentów geodezyjnych / 53
2.1.1. Odbicie i załamanie światła / 53
2.1.2. Płytka płasko-równoległa (równoległościenna) / 53
2.1.3. Pryzmaty / 54
2.1.4. Soczewki / 55
2.1.5. Wady soczewek (aberracje optyczne) / 57
2.2. Oko człowieka / 59
2.3. Lupa / 61
2.4. Mikroskop / 66
2.5. Luneta / 67
2.5.1. Zasada działania lunety / 67
2.5.2. Powiększenie lunety / 67
2.5.3. Pole widzenia lunety / 69
2.5.4. Jasność lunety / 70
2.5.5. Najkrótsza celowa lunety / 72
2.5.6. Luneta geodezyjna z soczewką ogniskującą (teleobiektywem) / 72
2.5.7. Obsługa lunety / 73

Rozdział 3: Tyczenie prostych i pomiary liniowe / 76
3.1. Tyczenie linii prostych / 76
3.1.1. Sprzęt do tyczenia prostych / 76
3.1.2. Bezpośrednie tyczenie prostych okiem nieuzbrojonym / 76
3.1.3. Pośrednie tyczenie prostych / 78
3.1.4. Tyczenie prostych przy użyciu teodolitu / 85
3.2. Bezpośredni pomiar długości taśmą geodezyjną / 90
3.2.1. Zasady ogólne bezpośredniego pomiaru długości / 91
3.2.2. Sprzęt do bezpośredniego pomiaru długości / 91
3.2.3. Pomiar odległości taśmą w terenie płaskim i poziomym / 93
3.2.4. Pomiar odległości taśmą w terenie pochyłym. Poprawka na nachylenie terenu / 99
3.3. Poprawki na poziom morza, komparację i temperaturę taśmy / 102
3.3.1. Poprawka długości na poziom morza / 103
3.3.2. Poprawka na komparację przymiaru / 103
3.3.3. Poprawka na temperaturę przymiaru. Suma poprawek / 104
3.4. Dokładność bezpośredniego pomiaru odległości / 106
3.5. Metody pośredniego pomiaru długości / 109
3.5.1. Istota pośrednich pomiarów liniowych / 109
3.5.2. Pośrednie pomiary odległości za pomocą konstrukcji geometrycznych / 109
3.5.3. Paralaktyczny pomiar odległości / 112
3.6. Tachymetryczny pomiar odległości / 114
3.7. Elektromagnetyczny pomiar odległości / 116
3.8. Ręczne dalmierze laserowe / 118

Rozdział 4: Tyczenie kątów prostych / 119
4.1. Tyczenie kątów prostych bez użycia węgielnicy / 119
4.2. Węgielnice / 120
4.2.1. Węgielnica zwierciadlana (lustrzana) / 121
4.2.2. Węgielnica pryzmatyczna pięciokątna (pentagonalna) / 122
4.3. Tyczenie obiektów prostokątnych / 124

Rozdział 5: Utrwalanie i sygnalizacja punktów osnowy geodezyjnej / 130
5.1. Zasady ogólne utrwalania punktów osnowy / 130
5.2. Znaki geodezyjnej osnowy poziomej / 130
5.3. Znaki geodezyjnej osnowy wysokościowej / 132
5.4. Nowsze sposoby stabilizacji punktów geodezyjnych / 134
5.5. Podstawa prawna stabilizacji punktów geodezyjnych / 137
5.6. Opis topograficzny punktu osnowy geodezyjnej / 140
5.7. Sygnalizacja punktów geodezyjnych / 141

Rozdział 6: Elementy wyposażenia instrumentów geodezyjnych / 150
6.1. Piony i libele / 150
6.1.1. Piony / 150
6.1.2. Libele / 154
6.2. Statywy / 160
6.3. Spodarki, akcesoria geodezyjne / 163

Rozdział 7: Pomiar kątów poziomych i pionowych / 166
7.1. Zasady konstrukcji przyrządów do pomiaru kątów / 166
7.2. Budowa teodolitu / 168
7.2.1. Spodarka / 169
7.2.2. Limbus / 169
7.2.3. Alidada / 171
7.3. Układy osiowe teodolitów / 175
7.4. Urządzenia odczytowe teodolitów optycznych / 177
7.4.1. Indeks, mikroskop indeksowy / 177
7.4.2. Noniusz, mikroskop noniuszowy / 178
7.4.3. Mikroskop skalowy / 179
7.4.4. Mikroskopy jednomiejscowe z mikrometrami / 181
7.4.5. Mikroskopy dwumiejscowe z mikrometrami / 183
7.5. Podział teodolitów na klasy dokładnościowe / 185
7.6. Opis wybranych modeli teodolitów optycznych wytwórni Zeiss Jena / 189
7.6.1. Teodolit repetycyjny Theo 020 (A, B) / 190
7.6.2. Teodolit dwusekundowy Theo 015 A (B) / 191
7.6.3. Teodolit jednosekundowy Theo 010 / 194
7.7. Teodolity elektroniczne / 195
7.7.1. Zasada działania teodolitów elektronicznych / 197
7.7.2. Teodolity elektroniczne z serii „Builder” firmy Leica / 197
7.8. Przygotowanie teodolitu do pomiaru kątów / 201
7.9. Zasady sprawdzania i rektyfikacji teodolitu / 205
7.9.1. Zasady ogólne / 205
7.10. Sprawdzenie i obsługa elementów mechaniczno-optycznych teodolitu / 206
7.10.1. Sprawdzenie statywu, futerału i wyposażenia teodolitu / 206
7.10.2. Sprawdzenie śrub / 207
7.10.3. Sprawdzenie libel / 208
7.10.4. Sprawdzenie lunety i mikroskopów / 208
7.10.5. Uwagi dotyczące zasad obchodzenia się z teodolitem / 209
7.11. Warunki teodolitu, ich sprawdzanie i rektyfikacja błędów / 210
7.11.1. Warunki teodolitu i błędy instrumentalne / 210
7.11.2. Sprawdzenie warunków: l ⟂ v i Q ⟂ v oraz rektyfikacja libel alidadowych / 210
7.11.3. Sprawdzenie warunku c ⟂ h i rektyfikacja błędu kolimacji / 211
7.11.4. Sprawdzenie warunku h ⟂ v, eliminowanie błędu inklinacji / 213
7.11.5. Sprawdzenie warunku n₁ ⟂ v i usunięcie błędu skręcenia krzyża kresek / 216
7.11.6. Sprawdzenie warunku przecinania się osi c, v i eliminowanie wpływu mimośrodu osi celowej / 217
7.11.7. Wykrywanie i eliminowanie błędu mimośrodu limbusa / 218
7.11.8. Wykrywanie i eliminowanie błędów podziału limbusa / 219
7.11.9. Sprawdzenie i rektyfikacja pionu optycznego / 220
7.11.10. Sprawdzenie, rektyfikacja teodolitu i tachimetrów elektronicznych / 221
7.12. Wpływy błędów: libeli, kolimacji i inklinacji na pomiar kąta poziomego / 221
7.12.1. Wpływ błędu niepionowego ustawienia osi v / 223
7.12.2. Wpływ błędu kolimacji i inklinacji / 223
7.13. Szczegółowe badanie teodolitu w warunkach polowych / 224
7.13.1. Kontrola występowania błędu paralaksy w systemie odczytowym / 225
7.13.2. Wyznaczenie błędu runu systemu odczytowego / 225
7.13.3. Wykrywanie mimośrodu kręgu poziomego lub pionowego / 226
7.13.4. Badanie stałości położenia osi celowej lunety / 228
7.14. Pomiar kątów poziomych / 229
7.14.1. Orientacja kierunków na limbusie / 230
7.14.2. Czynności wstępne na stanowisku przed pomiarem kątów poziomych / 230
7.14.3. Pomiar pojedynczego kąta (pomiar zwykły) / 232
7.14.4. Dziennik pomiaru kątów / 233
7.14.5. Pomiar pojedynczego kąta poziomego metodą repetycyjną / 234
7.14.6. Pomiar kątów poziomych metodą kierunkową / 236
7.14.7. Zarys innych metod pomiaru kątów poziomych / 239
7.15. Pomiar kątów pionowych / 242
7.15.1. Rodzaje kątów pionowych. Koło pionowe teodolitu / 243
7.15.2. Pomiar kąta pionowego i wyznaczenie błędu indeksu / 243
7.15.3. Sprawdzenie miejsca zera KV i rektyfikacja błędu indeksu / 246
7.15.4. Kompensatory kręgu pionowego / 248
7.16. Dokładność pomiaru kątów poziomych / 249
7.17. Dokładność pomiaru kątów pionowych / 251
7.18. Badanie dokładności teodolitu w warunkach polowych / 254

Rozdział 8: Pomiary azymutów / 255
8.1. Pomiary busolowe / 258
8.1.1. Magnetyzm ziemski / 258
8.1.2. Instrumenty busolowe / 258
8.1.3. Sprawdzanie busol / 259
8.1.4. Pomiar azymutu magnetycznego / 260
8.1.5. Ciągi busolowe / 261
8.2. Żyroskopowy pomiar azymutów / 262

Rozdział 9: Podstawowe zadania geodezyjne z rachunku współrzędnych / 267
9.1. Geodezyjny układ współrzędnych prostokątnych / 267
9.2. Orientacja pomiarów geodezyjnych / 271
9.3. Podstawowe związki w układzie współrzędnych prostokątnych, płaskich / 273
9.4. Obliczenie azymutu i długości boku ze współrzędnych / 274
9.5. Symbole rachunkowe Stefana Hausbrandta / 278
9.6. Obliczenie kąta ze współrzędnych / 280
9.7. Obliczenie współrzędnych punktów posiłkowych / 282
9.7.1. Obliczenie współrzędnych punktu na prostej / 283
9.7.2. Obliczenie współrzędnych punktu na domiarach prostokątnych / 285
9.7.3. Obliczenie współrzędnych grupy punktów posiłkowych metodą biegunową / 288
9.7.4. Obliczenie współrzędnych punktów przecięcia prostych / 291
9.8. Obliczenie współrzędnych punktu przecięcia boku osnowy z ramką sekcyjną / 292
9.8.1. Obliczenie współrzędnych punktu przecięcia się prostej osnowy z ramką sekcyjną / 292
9.8.2. Obliczenie współrzędnych punktu przecięcia metodą przybliżoną / 295
9.9. Obliczanie ciągów poligonowych / 300
9.9.1. Podstawowe pojęcia z poligonizacji / 300
9.9.2. Obliczenie ciągów otwartych, wiszących / 301
9.9.3. Obliczenie ciągów otwartych z nawiązaniem obustronnym / 304
9.9.4. Obliczenie ciągów otwartych z nawiązaniem niepełnym / 310
9.9.5. Obliczenie ciągów poligonowych zamkniętych / 311
9.9.6. Wielopunktowe nawiązanie kątowe ciągu poligonowego / 315
9.10. Obliczanie współrzędnych punktów za pomocą wcięć pojedynczych / 316
9.10.1. Kątowe wcięcie w przód / 316
9.10.2. Wcięcie liniowe / 320
9.10.3. Wcięcie wstecz / 324
9.11. Obliczenie domiarów prostokątnych ze współrzędnych / 327
9.12. Wybrane programy do przeprowadzania obliczeń geodezyjnych / 328
9.12.1. Program „Kalkulator geodezyjny” firmy GEOBID / 328
9.12.2. Przykłady obliczeń programem „Kalkulator geodezyjny” / 331
9.12.3. Program WinKalk / 336
9.12.4. Przykłady obliczeń z rachunku współrzędnych przy pomocy programu WinKalk / 339
9.13. Zastosowanie kalkulatorów do obliczeń geodezyjnych / 351
9.13.1. Funkcje najczęściej wykorzystywane w obliczeniach geodezyjnych / 351
9.13.2. Przykładowe kalkulatory / 351
9.13.3. Sprawdzanie dokładności kalkulatorów / 365

Rozdział 10: Obliczanie pola powierzchni / 367
10.1. Zasady i metody obliczania pól / 367
10.2. Obliczanie pól prostych figur geometrycznych / 369
10.3. Obliczanie pola dowolnego wieloboku zamkniętego / 373
10.3.1. Obliczenie pola wieloboku w oparciu o jego podział na trójkąty / 373
10.3.2. Obliczenie pola wieloboku zdjętego metodą rzędnych i odciętych / 373
10.3.3. Obliczenie pola wieloboku zdjętego metodą biegunową / 374
10.3.4. Obliczenie pola wieloboku ze współrzędnych prostokątnych / 375
10.4. Obliczanie pól metodą graficzną / 378
10.4.1. Zasada metody graficznej / 378
10.4.2. Planimetr harfowy / 380
10.4.3. Przyrządy do pomiaru graficznego / 382
10.4.4. Metoda analityczno-graficzna (kombinowana) / 385
10.5. Obliczanie pól metodą mechaniczną / 387
10.5.1. Planimetr biegunowy / 387
10.5.2. Pomiar pola przy biegunie ustawionym na zewnątrz figury / 388
10.5.3. Pomiar pola z biegunem wewnątrz planimetrowanej figury / 391
10.5.4. Wyznaczenie stałych planimetru biegunowego / 393
10.5.5. Technika pomiaru pola przy pomocy planimetru / 396
10.6. Odchyłka powierzchniowa i jej rozrzucenie / 398
10.7. Deformacje podkładów mapowych / 405
10.8. Dokładność określania pól / 407
10.9. Wymogi związane z obliczaniem pól / 408
10.10. Nowe sposoby obliczania pól / 409
10.10.1. Tendencje w usprawnieniach w dziedzinie obliczania pól / 409
10.10.2. Digimetry i planimetry elektroniczne / 410
10.11. Zastosowanie niektórych programów geodezyjnych do obliczania pól / 412
10.11.1. Obliczanie pól programem „Kalkulator Geodezyjny” / 412
10.11.2. Obliczanie pól programem WinKalk / 412
10.12. Pomiary na mapie numerycznej (na przykładzie programu MikroMap) / 418

Przykłady pytań i zadań kontrolnych do części 1 / 420

1. Zagadnienia ogólne i pomiary liniowe / 421

2. Rachunek współrzędnych / 422

3. Teodolit, pomiar kątów / 424

4. Obliczanie pola powierzchni / 427

Przedmowa do wydania IV

Podręcznik Geodezja I (z wprowadzonymi uzupełnieniem tytułu o słowa „w teorii i praktyce”) powstał na bazie wcześniejszych pozycji książkowych napisanych przez autorów w latach 1999–2013, w tym głównie skryptu Wykłady i ćwiczenia z geodezji I i II i książki Przewodnik do wykładów i ćwiczeń z geodezji. Z treści zawartej w książkach Przewodnik do wykładów i ćwiczeń z geodezji I i obejmującej „Wybrane treści z geodezyjnych pomiarów szczegółowych”, prowadzonych w latach 1999–2013 przez autorów dla studentów I roku z uwagi na znaczącą zbieżność opisywanej tematyki z programem nauczania geodezji w szkole średniej wydzielono i przeredagowano tworząc niniejsze, wymienione wyżej, podręczniki były wykorzystywane w całej Polsce do kształcenia geodetów na poziomie szkolnictwa średniego.

Podobnie jak wydanie III edycja książki Geodezja I w teorii i praktyce, stanowi powrót do pierwotnej koncepcji podręcznika, a której zmieniono układ publikowanych rozdziałów. Jak wykazały doświadczenia z lat poprzednich jednoczesne oferowanie dwujęzycznymi odrębnymi książkami do wykładów i do ćwiczeń jest nieco kłopotliwe, a ponadto w drugiej książce nie można uniknąć powtórzeń wiadomości ogólnych, wprowadzających ucznia w niektóre ćwiczenia. Również wymiar niektórych zadań geodezyjnych ujęto w relatywnie małych rozmiarach. Wymienione wyżej treści tekstu obu części niniejszego wydania podręcznika w porównaniu z łączną objętością książek Geodezji I i Przewodnika do ćwiczeń, na wzbogacenie treści o dodatkowe zagadnienia mieszczące się w programie przedmiotu. W porównaniu z wydaniem III obecna edycja części I została skrócona ze względu na przeniesienie czy usunięcie z podstawy programowej prawa oraz uzupełniona o przykłady pytań i zadań kontrolnych z następujących zakresów:

• zagadnienia ogólne, pomiary liniowe,

• rachunek współrzędnych,

• pomiar i pomiar kątów,

• obliczanie pola powierzchni.

Obecnie książka Geodezja I składa się z dwu części (tomów) zawierających wiadomości z podstawowych działów geodezji ogólnej, bezpośrednie i pośrednie pomiary liniowe, tyczenie kątów prostych, pomiar kątów poziomych i pionowych, rachunek współrzędnych, obliczanie pól, niwelacja, pomiary sytuacyjne, sporządzanie map wielkoskalowych. Wyliczenie to wskazuje, że podręcznik obejmuje znaczny zakres wiedzy zawodowej, koniecznej do opanowania w stosunkowo krótkim czasie i stanowiącej niezbędną podstawę do nauki dalszych przedmiotów zawodowych.

W oparciu o partie materiału z geodezji ogólnej zostały ujęte w kolejnej książce pt. Geodezja II, jak również pomiary pozycji książkowych i artykułach wymienionych na końcu części 2 w zestawieniu bibliograficznym. Niektóre elementy tych publikacji zostały również wykorzystane w niniejszym wydaniu podręcznika.

Autorzy mają nadzieję, że niniejszy podręcznik będzie pomocne w poprzednich edycjach podręcznika Geodezja I serdecznie podziękowania dla opiniodawców książek źródłowych, na bazie których powstała ta praca.

Andrzej Jagielski

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie