Lucrari Topografice Necesare Implementarii Unui Sistem Informatic Geografic In Cadrul Muzeului DE Etnografie Si Arta Populara Maramures,

LUCRĂRI TOPOGRAFICE NECESARE IMPLEMENTĂRII UNUI SISTEM INFORMATIC GEOGRAFIC ÎN CADRUL MUZEULUI DE ETNOGRAFIE ȘI ARTĂ POPULARĂ MARAMUREȘ, SECȚIA ÎN AER LIBER – MUZEUL SATULUI

PREFAȚĂ

Lucrarea de fața este realizată pe baza cunoștiințelor teoretice dar și practice acumulate în perioada efectuării studiilor universitare. Aceasta cuprinde informații cu privire la partea tehnică de culegere a datelor din teren folosind principii topografice, cuprinde calcule îndetaliate privind etapa de prelucrare a datelor culese din terenși nu în ultimul rând cuprinde exemple de analize GIS.

Cea mai complicată etapă a proiectului de licentă a fost stabilirea propriuzisă a temei, întrucat aceasta trebuie să satisfacă nivelul de așteptări ale profesorului coordonator și să fie în concordață cu viziunea studentului.

Tema de față a fost aleasă în scop academic. Prin rezolvarea ei se dorește indicarea unui nou mod mai comod și rapid de producere a suportului care să ajute factorii de decizie dintr-o anumită instituție. Lucrarea va cuprinde un număr de X capitole cu subcapitolele aferente care vor arăta modalitatea din punct de vedere tehnic a rezolvării unei astfel de probleme.

CAPITOLUL I

SCOPUL ȘI IMPORTANȚA TEMEI DE PROIECT

Prezentul proiect de licență a fost elaborat cu scopul de a sugera noi oportunități de administrare și organizare a unei instituții de cultură a cărei frumusețe păstrează vie imaginea Maramureșului istoric.

Obiectivele fundamentale ale acestui proiect se concentrează asupra realizării unui sistem informatic geografic care să integreze toate informațiile, toate tipurile de date necesare unui bun management al muzeului satului din Baia Mare, acțiuni realizabile utilizând tehnologia modernă computerizată.

Specific unui asemenea sistem informatic este modul de organizare al datelor. Acestea sunt structurate atât grafic, prin repartiția spațiala a elementelor studiate cat și non-grafice, bază de date, care stochează și pune la dispoziția utilizatorului atributele asociate elementelor grafice. Astfel, factorul de decizie poate lua hotarâri ferme, corecte si competente.

Implementarea unui sistem informatic geografic în cadrul acestei instituții ar avea influențe directe în administrarea muzeului, oferind oportunitatea de a accesa rapid informații raportate la coordonate geografice, corecte și de actualitate pentru ca deciziile cele mai bune să poată fi luate într-un timp cat mai scurt; în turism, oferind accesul turiștilor prin intermediul site-ului muzeului la date utile atât cu privire la aspect, istoric sau evenimente și proiecte viitoare legate de fiecare imobil în parte sau legate de ”satul” pe care îl formează ansamblul acestora; în statistică, putând analiza ușor de exemplu categoriile de vârstă ale majorității vizitatorilor, imobilele care reprezintă un interes pentru aceștia, astfel încât în viitoarele proiecte de investiții să se poată ține seama de gustul publicului referitor la arhitectură, design, cultură si tradiții. Nu în ultimul rând un astfel de sistem informatic ar avea importante contribuții în apărarea muzeului împotriva unor dezastre naturale, precum cutremure, alunecări de teren, incendii.

Tema proiectului de față oferă baza sistemului informatic geografic, și anume suportul topografic, împreună cu unele informații și exemple cu privire la înțelegerea utilizării acestui sistem cu ajutorul căruia se pot atinge unele obiective care ar fi imposibil de realizat din punct de vedere practic, utilizând tehnicile clasice.

CAPITOLUL II

LOCALIZAREA GEOGRAFICĂ ȘI ADMINISTRATIVĂ

În partea de nord a României, în regiunea Transilvania, la granița cu Ucraina și înconjurat de județele Satu Mare, Sălaj, Bistrița-Năsăud și Suceava, între paralelele 47º20´00´´ – 48º00´15´´ latitudine nordică și meridianele 22º52´30´´ – 25º07´30´´ longitudine estică se Fig. 2.1. Judetul Maramures

găsește județul Maramureș.

Județul Maramureș este unitatea administrativă condusă de Consiliul Județean Maramureș și Instituția Prefectului Județului Maramureș.

Având o suprafață de 6.304 km2 din care un procent de 43％ este ocupat de zone muntoase, aproximativ 30％ sunt dealuri și podișuri iar restul de 27％ este reprezentat de depresiuni, terase si lunci.

Clima teritoriului este temperat continentală cu nuanțe moderate, iar rețeaua hidrografică se compune din două mari bazine hidrografice: Tisa și Someș care cuprind râurile județului.

Conform recensământului efectuat în anul 2011, populația județului Maramureș este de 478.659 persoane printre care se regăsesc etnici români, maghiari, ucrainieni, romi, germani si alte etnii.

Patrimoniul Cultural Mondial (UNESCO) a fost îmbunătațit adaugândui-se valoarea culturală, istorica și arhitecturală a județului Maramureș prin 8 biserici de lemn. Pe langă acestea mai sunt 582 de obiective maramureșene cuprinse în lista Monumentelor Istorice. Ca și patrimoniu natural, județul Maramureș contribuie cu o suprafață de 9798 ha pe care se întinde o parte a parcului național Munții Rodnei, 9 situri Natura 2000 parte a proiectului european de conservare a naturii, 33 arii naturale protejate de interes național și 6 arii naturale protejate de interes local.

Ocupând în prezent teritorii ale fostelor țări ale Maramureșului, Lapușului, Codrului si Chioarului, județul Maramureș este împărțit în 2 municipii, 11 orașe si 63 comune. Resedința de județ, Municipiul Baia Mare este situat în partea vestică a județului Maramureș, la poalele Munților Gutâi, în depresiunea Baia Mare, pe cursul râului Săsar, situindu-se între coordonatele geografice  47°39' – 47°48' latitudine nordică și 23°10' – 23°30' longitudine estică, și la o altitudine medie de 228 metri deasupra nivelului mării. Invecinându-se la nord cu Munții Igniș și Gutâi, la est cu orașul Baia Sprie, la sud cu localitățile Groși si Recea iar la vest cu orașul Tăuții Măgherăuși.

Localitățile Firiza, Valea Neagră, Blidari și Valea Borcutului sunt parte integrată a orașului Baia Mare ajungând astfel la o suprafață de 23.471 ha din care 18.599 ha reprezintă terenuri silvice, 3.170 ha sunt terenuri agricole si 1.804 sunt curți construcții și alte categorii.

Prima atestare documentară a orașului datează din anul 1329 când este cunoscut sub numele de Rivulus Dominarum (Râul Doamnelor). Orașul apărut pe harta așezărilor urbane

Fig 2.2 Municipiul Baia Mare datorită activităților miniere. În 17 februarie 1968 acesta este declarat municipiu și devine reședinta județului Maramureș în detrimentul municipiului Sighetul Marmației. În perioada comunistă, orașul a fost puternic industrializat, suferind însă o scădere a dezvoltării în perioada postrevoluționară. În prezent orașul este constituit din 14 cartiere și are o populație de 136.175 locuitori ocupând astfel locul 17 în topul așezărilor urbane din România, conform datelor Institutului Național de Statistică.

Municipiul Baia Mare mai este cunoscut și din pricina producerii unuia dintre cele mai mari accidente ecologice de pe teritoriul României, eveniment ce a avut loc în anul 2000 și a constat în revărsarea unor ape contaminate cu cianuri peste o suprafață mare de teren și ajungând prin intermediul râurilor Săsar, Lăpuș, Someș, Tisa și Dunare până în Marea Neagră.

Structura administrativă a Municipiului Baia Mare este alcătuită din Primar, Consiliul Local și Administrația Publică Locală.

Zona de interes în cazul de fața este poziționată în partea de nord a Municipiului Baia Mare, la granița dintre Depresiunea Baia Mare și Munții Gutâi.

CAPITOLUL III

SITUATIA LUCRARILOR GEODEZICE SI TOPOGRAFICE

Pentru ca toate lucrările topografice de pe teritoriul României să poată fi raportate la sistemul național de referință, au fost create retelele de sprijin care reprezintă transmiterea sistemului de referința în teritoriu. Rețeaua de sprijin pe teritoiul României este prezentă sub formă clasică prin rețeaua geodezică de triangulație și rețeaua nivelmentului de stat, și sub formă modernă prin rețeaua națională de stații permanente.

III.1 Rețeaua de triangulație geodezică de stat

Sistemul de referință și coordonate 1942 este răspândit pe teritoriul României prin intermediul unei rețele de triangulație compusă din 5 ordine. Numărul ordinului reflectă și clasa de precizie a rețelei respective.

Rețeaua națională de triangulație este o rețea bidimensională creată pe întreaga suprafață a țării pentru a putea raporta toate ridicările planimetrice la sistemul de referință național.

Rețeaua de ordin I, II și cea de ordin III formează osatura geodezică sau rețeaua primordială. Acestea sunt realizate dealungul meridianelor și paralelelor. Rețelele de ordin IV și V sunt denumite rețele topografice și sunt o îndesire a osaturii geodezice.

Fig. 3.1. Rețeaua de triangulație de ordinul I a României

Punctele din rețeaua de triangulație de ordin I se calculează prin transpunerea lor pe un elipsoid de referința. Se calculează coordonate geografice elipsoiale ale punctelor (φ,λ), pe urmă acestea se transpun pe planul de proiecție stereografic 1970 și se calculează coordonatele rectangulare (x,y) ale punctelor. Această rețea are lungimime laturilor triunghiurilor cuprinse între 17-25 km în zona de câmpie, 20-35 km în regiunile deluroase și subcarpatice, iar în regiunile montane și în depresiunea colinară a Transilvaniei între 25-61,5 km. Aceste triunghiuri se împart în triunghiuri mai mici care formează rețeaua națională de triangulație de ordin II a cărui triunghiuri au lungimi de 10-20km, iar acestea la rândul lor se împart în triunghiuri cu laturile mai mici care formează rețeaua geodezică de ordin III cu lungimi ale laturilor triunghiurilor de 5-10 km. Calculul punctelor rețelei de triangulație de stat de ordin II și III se efectuează utilizând coordonate rectangulare și ținând cont de curbura terestra. Punctele rețelei de triangulație de ordin IV și V îndesesc osatura geodezică astfel încat lucrările topografice de pe întreaga suprafață a țării să poată fi sprijinite pe sistemul de referința național.

Fig. 3.2 Îndesirea rețelei de triangulație a României

Cu ajutorul rețelei naționale de triangulație de ordinul V s-a încercat crearea unei densități de 1 punct la 2-5 km2 în extravilan și 1 punct la 1 km2 în intravilan.

Muzeul Satului din Baia Mare se află poziționată la granița dintre Munții Gutâi și Depresiunea Baia Mare, zonă în care panta terenului este mai mare de 5g iar ca altitudine este situat deasupra nivelului mediu al orașului, oferind astfel un câmp larg de vizibilitate către puncte ale osaturii geodezice sau ale rețelei topografice din zonă.

Rețeaua națională de triangulație este prezentă din punct de vedere teoretic în zona municipiului Baia Mare printru-un număr impresionant de puncte. Practic însă, foarte puține au mai rămas în ziua de azi materializate și semnalizate în teren. În zonă se regăsesc puncte din rețeaua de triangulație de ordin II a României precum punctul Groși (nesemnalizat) și Igniș (înafara câmpului vizual din zona de interes a proiectului), puncte din rețeaua de triangulație de ordin III a României: Dealul Bulat, Lapușel (nesemnalizate), Mogoșa. Puncte din rețeaua de triangulație de ordin IV precum Dealul Crucii, Pohija, Mocira, Dâmbul Morii (nesemnalizate) și puncte din rețeaua de triangulație de ordin V: Coș Phoenix, Spitalul Mare, Capelă Cimitir Horea, Turn Apă CFR, Turn Parașutism, Biserica Mocira, Biserica Recea, Biserica Satul Nou de Sus, Palatul Administrativ Baia Mare, Turnul lui Ștefan, Biserica Catolică Baia Mare, Biserica Luterană Baia Mare, Biserica Reformată Baia Mare, Turn Pompieri Baia Mare, Biserica Ortodoxă Valea Roșie, Biserica de Lemn Dealul Florilor, Catedrala Ortodoxă Baia Mare, și alte puncte nesemnalizate).

III.2 Rețeaua nivelmentului de stat

Rețeaua geodezică de nivelment este constituita din puncte riguros determinate si răspândite pe întreg teritoriul țării dealungul căilor de comunicații, în special dealungul cailor ferate deoarece panta terenului în acest caz nu va avea o declivitate mare îar metoda nivelmentului geometric de mijloc se poate efectua cu o mare lejeritate. Această rețea are o lungime de 19.040 km și conține peste 14.000 de reperi. Aceasta este o retea unidimensionala deoarece punctele care o constituie au determinate doar coordonata z (cota), într-un sistem unitar de referință.

Suprafața de referința în cazul rețelei naționale de nivelment este geoidul care reprezintă suprafața de nivel 0. Acest nivel reprezintă o medie determinată prin măsurători pe o perioadă îndelungată de timp a nivelului mediu al Marii Negre prin intermediul instrumentului numit maregraf. Punctul fundamental al rețelei este situat în Capela Militara din Constanța.

Această rețea este independentă de rețeaua naționala de triangulatie, având reperi separați, puncte fundamentale separate, suprafețe de referința separate iar metodele de determinare a reperilor sunt diferite. Determinarile se fac utilizând metoda nivelmentului geometric de mijloc, cu portee egale, iar rezultatele se compenseaza prin procedee riguroase.

În ceea ce privește puncte din Rețeaua Națională de Nivelment a României, nu am găsit puncte materializate în apropierea zonei de interes.

Fig. 3.3 Rețeaua nivelmentului de stat

Rețeaua nivelmentului de stat se împarte în V ordine, dintre care cele mai precise sunt cele de ordin I și II, acestea constituie baza altimetrică și asigură un sistem unic de determinare a tuturor cotelor. Lungimea poligoanelor variaza între 1200-1500 km pentru rețeaua de ordinul I și 500-600 km pentru cea de ordinul II, se executa 8 respectiv 4 măsurători dus-întors, cu lungimi ale porteelor de 50-62 m respectiv 30-50 m. Rețelele de ordin III și IV le îndesesc pe cele de ordin I și II astfel încat numarul reperilor nivelitici să fie cât mai răspândit pe teritoriul României. Lungimile poligoanelor variază între 100 și 200 km, executandu-se câte 4 respectiv 2 măsurători dus-întors cu lungimi ale porteelor variând între 75-125 km.

III.3 Rețeaua Naționala de Stații Permanente (RN-SGP)

Odata cu utilizarea tehnologiei GNSS, a apărut și în România problema creeri unei astfel de rețea geodezică modernă, legată de rețeaua europeană de referință EUREF-EPN. Rețeaua cuprinde un numar de 74 de stații permanente, capabile să recepționeze semnale satelitare de la principalele sisteme globale de navigație (NAVISTAR-GPS și GLONASS). O parte dintre aceste statii dispun si de senzori meteo performant.

În prezent există o stație GNSS de clasă internațională BUCU, integrată în rețeaua IGS (International GNSS Service) , 4 stații de clasă europeană EUREF (BAIA, DEVA, BACA, CONST), acestea formând rețeaua activa, iar restul stațiilor permanente formează rețeaua pasivă.

Fig.3.4 Rețeaua Națională de Stații Permanente

Aceste stații permanente furnizează utilizatorilor corecții diferențiale, pe langă datele pe care aceștia le captează de la sateliți, pentru a putea ajunge la precizii de poziționare în timp real destul de mari.

În ceea ce privește Rețeaua Națională de Stații Permanente, în Baia Mare, se află stația permanentă Baia (11406M001), care în anul 2006 a fost integrată în Rețeaua Europeană de Referință EUREF-EPN(European Referance Frame-European Permanent Network). Aceata a fost clasificată de EUREF ca o stație permanentă de Clasa A. Stația este instalată pe acoperișul Oficiului de Cadastru si Publicitate Imobiliară, fiind prinsă pe un suport de oțel. Este echipată cu un

Fig.3.5 Antena BAIA receiver LEICA GRX1200PRO, o antenă LEIAT504LEIS și are acoperire pe o rază de 35 km.

Cele mai apropiate stații permanente de BAIA sunt: VIȘE, situată în localitatea Vișeul de Sus; BIST situată în Municipiul Bistrița, județul Bistrița-Năsăud; ZALA situată în municipiul Zalău, județul Sălaj și stația permanentă SATU din Municipiul Satu Mare.

CAPITOLUL IV

PREZENTAREA APARATELOR ȘI A SOFT-URILOR UTILIZATE

Pentru a reprezenta pe planuri și hărți forma și dimensiunile terenului, e necesar ca suprafața acestuia sa fie măsurată (ridicată). Acest lucru este posibil efectuând pe teren măsurători pentru determinarea elementelor topografice ale terenului.

IV.1. Aparatura topografică utilizată

În lucrarea de fața, aceste elemente au fost determinate utilizând o stație totală Leica TCR407. Acest aparat este ușor de utilizat și în același timp util, atât în cazul ridicărilor topografice cât și în cazul trasărilor. Aparatul are taste interactive, cu ecran mare LCD, deci este ușor de butonat. Are o statură mică și drept consecintă o greutate mică, fiind ușor de transportat. Cu acest aparat măsurătorile se pot efectua atât cu ajutorul unui reflector dar și fără acesta, prin intermediul razei laserului vizibil reglabil integrat. Aparatul își confirmă eficiența și prin tastele adiționale situate în partea laterală a instrumentului care îmbunatațesc timpul de efectuare a masurătorilor și confortul operatorului. Fig. 4.1. Leica TCR407

Îndesirea punctului de bază S1 s-a efectruat utilizând tehnologia GNSS cu GPS-ul ProMark3 cu simplă frecvența. Aparatul este compus din antena GNSS externă, unitatea de recepție (receiver), consola și cabluri aferente. Dimensiunile lui reduse îl fac ușor de transportat și eficient în utilizare. Receiverul are in componența un ecran de dimensiuni mari si rezolutie înaltă. De asemenea sistemul are opțiuni de comunicare utilizând conexiuni Bluetooth, USB si seriale. Tastatura acestuia este alfanumerică și dispune în partea centrala de un cursor. Opțional, acesta mai dispune de un creion de comandă care este utilizat la programarea aparatului sau la introducerea datelor. Fig. 4.2.GPS ProMark3

IV.1.1. Statia totala Leica TCR407

Părțile componente ale acestui aparat sunt:

Cătare/Vizor;

Ghid integrat a luminii EGL;

Șurub de mișcare verticală;

Baterie;

Suport pentru bateria GEB111;

Capacul bateriei;

Ocular, focusarea reticolului;

Focusarea imaginii;

Mâner detașabil cu șuruburi de montare;

Interfața serial RS232;

Șuruburi de calare; Fig. 4.3. Părti componente LeicaTCR407

Obiectiv cu dispozitiv încorporat de

masurare electronică a distanței (EDM);

Ecran;

Tastatură;

Nivelă circulară;

Tasta pornit/oprit;

Tasta de declanșare;

Șurub de mișcare orizontală.

Prima etapă în utilizarea aparatului este instalarea în punctul de stație. Practic, aparatul se așează pe un trepiet aflat aproximativ deasupra punctului de stație și se asigură utilizand cu simț șurubul central. Pentru centrare și calare, aparatul dispune de un sistem de centrare cu laser și de o nivelă electronică. După pornirea dispozituvului de centrare, pe pământ este proiectat un fascicul laser vizibil a cărui intensitate luminoasă este reglabilă în 5 trepte de câte 25%. După ce aparatul a fost centrat, calarea se face cu ajutorul nivelei electronice care pe ecran indică poziția șurubului și direcția în care trebuie rotit. Aceasta nivelă electronică urmărește pe tot parcursul utilizării aparatului ca acesta să nu devieze de la poziția în care a fost calat, urmând ca operatorul să fie atenționat printr-un semnal acustic și vizual în cazul în care orice mișcare ar perturba poziția setată aparatului.

Dupa pornirea și instalarea corectă a aparatului, utilizatorul are posibilitatea de a alege între urmatoarele aplicații din spectrul de sarcini ale aparatului: drumuire cu radiate, retrointersecție, trasare, linie de referință, plan de referință, masurare distanță, calcul suprafață si volum, diferență de înălțime, punct ascuns, calculul înalțimii punctelor inaccesibile, 2D profile drumuri.

Pentru determinarea înălțimii aparatului, această valoare poate fi măsurată direct cu o ruleta și introdusă manual în aparat de către utilizator, sau aparatul o poate calcula vizand 3-5 reperi cu înaltimi cunoscute.

Măsurarea normală a distanțelor se face utilizând modul IR vizand o prismă normală GPH1. Distanța minimă de masurare este de 1,7m iar cea maximă de 3000m. Fără reflector, utilizând sistemul EDM distanța maximă de măsurare este de 400m. Valorile unghiulare sunt determinate cu o precizie de 7”, cu o putere de focusare a telescopului de 30x și un camp vizual de 1°30'. Aparatul dispune de un display luminat cu un afișaj de 160×280 pixeli.

Este sugerat ca aparatul să se pastreze între valori ale temperaturii de -40°C și +70°C, totodată este sugerat ca aparatul să se utizeze în intervalul de valori ale temperaturii de -20,+50 °C.

Datele se descarca în calculator in format DXF si GSI.

IV.1.2. GPS Magellan ProMark3

Sistemul ProMark3 determină poziția în spațiu a unui punct utilizând tehnologia GNSS în mod static, stop & go sau cinematic, având o precizie centimetrică. Totodată operatorul îl poate folosi pentru a accesa pe teren fișiere de tip GIS.

Aparatul are 14 canale paralele L1 și măsoară cod C/A și faza undei purtătoare iar rata de actualizare este de 1 Hz. Acesta accesează date din sistemele GPS, GLONASS, GALILEO și BEIDOU. Aparatul are un interval de înregistrare a datelor de 1-30 Fig. 4.4. Receiver ProMark3

secunde. Mărimea unității este de 19,5x9x4,6 cm și a

antenei 19×9,6 cm. Greutatea receiverului este de 0,48 kg împreună cu bateria, iar greutatea antenei este de 0,45 kg. Interfața display-ului are o rezoluție de 320×240 pixeli cu 262,144 culori. Accesul utilizatorului se poate face atât cu ajutorul tastaturii cât și folosind ecranul cu touch. Spațiul de stocare al datelor este de 128 MB SDRAM cu posibilitatea de atașare a unui card SD de pana la 1 GB.

Receiverul poate fi utilizat la temperaturi cuprinse între -10°C și +60°C, poate fi depozitat la temperaturi cuprinse între -20°C și +70, este rezistent la apă și la șocuri (caderi de la maxim 1,5 metri).

Antena este operabilă la temperaturi cuprinse între -55°C și 85°C , rezistentă la apă și la șocuri (caderi de la maxim 2 metri).

Aparatul este dotat cu un program numit GNSS Solution Software care permite procesarea, ajustarea, raportarea si exportarea datelor. Acest program ne ajută la transformarea coordonatelor dintr-un sistem de referință geodezic în altul folosind o transformare Helmert cu 7 parametri. De altfel aparatul este dotat cu un sistem de supraveghere a calitații datelor, care prezintă erori utilizatorului în cazul în care una din condițiile optime de utilizare este radical modificată, urmând ca datele eronate sa fie eliminate din carnetul de teren.

IV.2. Soft-uri utilizate

În cadrul acestui proiect de licență au fost utilizate urmatoarele programe:

IV.2.1. Leica Geo Office

Fig. 4.5. Leica Geo Office

După etapa de teren care a costat în ridicarea topografică urmează etapa de birou unde datele colectate sunt stocate, procesate și utilizate pentru redactarea planulrilor topografice.

Primul program utilizat a fost Leica Geo Office cu ajutorul caruia, datele obținute prin intermediul stației totale Leica TCR407 au fost introduse în calculator, în format DXF, GSI și IDX. Acesta este un produs marca Leica Geosystems, creat pentru managementul datelor. Acest program poate prelucra date de la aparate Leica de tip GPS, stații totale și nivele.

IV.2.2. WPS Office

Acesta este un program chinezesc gratuit de tip Office produs de firma Zhuhai și este o îmbunătățire a fostului program Kingsoft. Este un program care poate fi rulat pe platformă Microsoft Windows, Linux, iOS si Android OS. Interfața programului este similara cu cea a programului Microsoft Office. Este alcatuit din 3 componente (Writer, Spreadsheet și Presentation) și foloseste aceleasi formate de documente ca și Microsoft Office.

Fig. 4.6. WPS Office

IV.2.3. AutoCAD Map 3D 2014

Un program produs de compania americană Autodesk. Acesta are capacitatea de a gestiona date de tip CAD și GIS în scopul proiectărilor inginerești. De asemenea are capacitatea de a importa, vizualiza și prelucra date oferite de instrumente precum 3D laser scaner sau lidar. Fată de celelalte programe de tip CAD ale companiei Autodesk, acesta este axat mai mult pe ramura de GIS, iar printre cele mai importante funcții ale sale se numara: efectuarea de interogări, crearea hărților tematice, construirea topologiilor și crearea de rapoarte.

Fig. 4.7. AutoCAD Map 3D 2014

IV.2.4. TopoLT 10.4

TopoLT este un produs al companiei 3D Space, ruleaza sub o platforma de tip CAD (AutoCAD, InteliCAD, etc.) utilizând funcțiile de desenare ale acesteia la care se adauga cele specifice necesare pentru realizarea planurilor topografice și cadastrale.

În elaborarea acestui proiect de diploma, programul TopoLT 10.4 a fost utilizat pentru inserarea punctelor în programul Autocad Map 3d 2014, pentru crearea modelului tridimensional și a curbelor de nivel.

Fig.4.8. TopoLT 10.4

IV.2.5. Adobe Photoshop

Adobe Photoshop este un program realizat de compania americana Adobe Systems și este utilizat pentru editarea imaginilor digitale.

Fig. 4.9. Photoshop

CAPITULUL V

METODOLOGIA DE REZOLVARE A PROIECTULUI

După alegerea temei proiectului de licenta și obținerea acordului de a efectua măsuratori topografice pe teritoriul muzeului satului, secție a Muzeului de Etnografie și Arta Populară Maramureș, a urmat etapa de documentare în care au fost studiate planurile și hartile avute la dispoziție în vederea obținerii unei imagini generale în ceea ce priveste amplasamentul, forma și dimensiunile zonei care urmează a face obiectul de studiu și identificarea punctelor geodezice ale rețelei naționale de triangulație din zonă.

După recunoașterea terenului, s-a luat decizia ca lucrarea să se sprijine pe o bază topografică compusă din pumctul S1 determinat prin utilizarea tehnologiei GNSS și punctul din rețeaua națională de triangulație de ordinul III, Mogoșa, acesta din urmă fiind cel mai îndepărtat și având o vizibilitate bună. Punctul S1 al bazei topografice a fost astfel ales încat valoarea determinată prin utilizarea tehnologiei GNSS a poziției acestuia în sistemul de coordonate Stereografic 1970 sa poata fi verificată prin procedeul clasic de retrointersecție. Această metodă de intersecție indirectă a fost efectuată din pura curiozitate în ceea ce privește confruntarea datelor obținute prin cele două metode. Valuarea punctului S1 determinată utilizând problema hărții nu a fost însă utilizată în calculele topografice.

Din cauza suprafetei mari a terenului (7,4 ha) și a detaliilor numeroase, ridicarea topografică s-a desfăsurat pe decursul a 3 zile și a constat în împărțirea suprafeței totale în 3 sectoare, alocând astfel fiecaruia câte o zi în vederea ridicării topografice totale. Rețeaua de îndesire și cea de ridicare au fost astfel gandite încât fiecare sector să se poata considera independent urmând ca la final acestea sa fie împreunate într-o singură lucrare.

Rețeaua de îndesire este formată dintr-o drumuire planimetrică principală în circuit, iar rețeaua de ridicare este formată din 2 drumuiri planimetrice secundare sprijinite la capete și o drumuire planimetrică secundară în circuit.

Chiar daca tema proiectului de fața se bazează pe pozitionarea planimetrică a obiectului studiat și nu necesită determinarea cu o precizie ridicată, receivere concepute special pentru proiecte GIS având o acuratețe de exemplu: între 1-3 metri (Trimble Nomad G) și 2-5 metri (Leica CS25 Plus), coordonatele punctelor caracteristice ale detaliilor naturale dar și artificiale au fost determinate cu precizie ridicată în scopul elaborării planului de situație, în care relieful a fost reprezentat prin curbe de nivel din pricina pantei mari a terenului.

După ridicarea detaliilor a urmat etapa de birou unde informațiile culese din teren au fost încarcate pe calculator. Fiecare drumuire în parte, începand cu cea principala și continuând cu cele secundare au fost compensate manual în programul numit WPS Spreadsheets a pachetului gratuit WPS Office, acestea au fost prima data calculate într-un sistem local și pe urma au fost translatate în sistemul național Stereografic 1970. O alta variantă ar fi fost efectuarea calculul direct în sistemul național nefiind necesare operațiile de transcalcul, însa pentru aceasta trebuiau cunoscute coordonatele în sistemul national Stereografic 1970 a ambelor puncte care formeaza baza topografica, sau coordonata punctului S1 a bazei topografice și orientarea drumuirii principale. A urmat etapa de calcul a radiatelor și transpunerea acestora pe planul de situație utilizând programul AutoCAD Map 3D 2014. Aceste etape ar fi putut fi realizate și la fel de corect efectuate utilizand programe de specialitate în calculele topo-geodezice precum TopoSys. Și mai usor și la fel de eficient ar fi fost utilizarea fotogrametriei sau a teledetectiei în scopul determinării poziției planimetrice a detaliilor dorite.

Planul topografic a fost structurat pe layere în vederea organizării eficiente a datelor, urmând ca ulterior să fie introduse și datele nongrafice, cele de tip atribut, a detaliilor ridicate.

CAPITOLUL VI

STABILIREA RETELEI TOPOGRAFICE

VI.1 Materializarea și determinarea sistemului de referință

Printr-un sistem de referința se înțelege o baza fața de care sunt raportate toate punctele dintr-o zona pentru a le determina poziția în spațiu.

Termenul de sistem de referință este sinonim cu datumul geodezic, acesta din urmă face legatura dintre geoid (suprafața mărilor deschise și a oceanelor în starea lor de echilibru prelungite pe sub continent) și elipsoid (suprafața cu care Pamantul se aproximează pentru efectuarea ridicărilor topografice pe suprafețe mari) și definește poziția originii a sistemului de coordonate și orientarea acestuia.

Dupa suprafața care poate fi raportata la un datum, acesta se împarte în:

datul local, acesta aproximează doar o anumită regiune cu suprafața Pământului, în care elipsoidul terestru este tangent la geoid într-un punct numit punct fundamental;

datum global, acesta este utilizat pentru a aproxima întreaga suprafață a Pământului având poziționat centrul elipsoidului în centrul de masă al Pământului.

În prezent, în România se utilizează doua sisteme de referință:

Sistemul de Referință 1942, cunoscut pe plan internațional sub denumirea de S-42;

Sistemul de Referință Terestru European 1989, denumit ETRS89 implementat în România din anul 2009.

VI.1.1 Sistemul de Referință 1942 (S-42)

Sistemul național de referință este bazat pe elipsoidul Krasovski 1940 cu punct fundamental la Pulkovo aflat în Rusia, împreună cu proiecția stereografică 1970 pentru determinari planimetrice (x,y-datum orizontal), iar pentru determinarea cotei unui punct se utilizează sistemul de referință și coordonate altimetric Marea Neagra 1975 (datum vertical).

Sistemul de referință S-42 a fost realizat prin mijloace geodezice clasice (optice) pentru fostele țări socialiste situate în centrul și estul europei. Aceast sistem a fost realizat printr-o rețea de triangulatie geodezica.

Sistemul de referința 1942 are urmatoarele caracteristici principale:

elipsoidul de referință este elipsoidul Krasivski 1940 cu semiaxa mare egala cu 6378245m și turtirea 1:298,3;

elipsoidul de referință este tangent la geoid în punctul fundamental Pulkovo, care are coordonatele geografice: latitudine φ= 59°46'15'',359 și longitudine λ= 30°19'28'',318;

erientarea sistemului de referință Pulkovo-Bugri are valoare 121°06'42'',305;

originea coordonatelor geografice este intersecția planului ecuatorului cu meridianul Greenwich.

VI.1.1.1 Proiecția stereografică pe plan secant unic 1970.

Reprezentarea plana a suprafețelor se realizează prin proiecții cartografice care se aleg în funcție de forma regiunii cartografiată. Pentru că teritoriul României poate fi aproximativ încadrat într-un cerc a fost aleasă ca proiecție cartografică, proiecția stereografică pe plan secant unic 1970 adoptată în anul 1973.

Printre elementele sistemului de proiectie Stereo70 regăsim:

planul de proiecție pe care se face proiectarea suprafeței terestre este o suprafață plana;

punctul central al proiecției este situat în apropierea orasului Făgăraș, la intersecția meridianului de 25° latitudine estică și a paralelei de 46° latitudine nordică. Punctul central al proiecției este strict fictiv nefiind materializat în teren;

distanța dintre planul tangent la sfera terestră în punctul central și planul secant este de 3,2 km;

cercul de deformație nulă al proiecției este format prin intersecția planului secant cu suprafața fizică a Pământului și are o rază de 201,7 km;

rețeaua kilometrica xOy a proiecției este translatata în sud-vest cu 500km, astfel încât toate punctele de pe teritoriul țării noastre sa aibă coordonate rectangulare pozitive.

În punctul central al proiecției, deformația pe unitate de lungime este de -25 cm/km și crește spre cercul de deformație nuă unde are valoarea 0, urmând ca dupa depașirea acestuia deformațiile sa devină pozitive ajungând până la o valoare de +65 cm/km în punctele extreme ale tării. Deformația areolara variază în funcție de poziția față de polul proiecției, între -5 mp/ha și +12,76 mp/ha.

Fig.6.1. Punctul central al proiectiei stereografice 1970

Proiecția stereografică 1970 cu plan secant unic este o proiecție conformă, aceasta păstrează nedeformate unghiurile deformând în schimb suprafețele și distanțele.

Orașul Baia Mare se află situat pe cercul de deformație nulă, astfel punctele situate în acestă zonă se proiectează pe planul de proiecție cu deformații liniare si areolare nule.

VI.1.1.2 Sistemul de cote Marea Neagra 1975

Sistemul de cote folosit în România este Marea Neagra 1975 care înlocuiește vechiul sistem Marea Baltică utilzat de fostele țări socialiste. Ca și restul sistemelor de referintă verticale, și acesta utilizează geoidul ca și suprafată de nivel 0. Pentru țara noastră, suprafața de nivel zero este suprafața Marii Negre.

Geoidul reprezinta suprafata marilor deschise și a oceanelor în starea lor de echilibru prelungite pe sub continent.

Punctul fundamental al sistemului de cote Marea Neagra 1975 este situat in Capela Militara Constanta și reprezintă nivelul unei medii stabilite prin măsurători efectuate pe o perioada îndelungată de timp.

VI.1.2 Sistemul de Referință Terestru European 1989 (ETRS89)

Ca urmare a introducerii în România a tehnologiei GNSS (Global Navigation Satellite Systems), care utilizează sistemul de referință și coordonate geocentric a apărut necesitatea racordării la acest sistem.

In acest sens, prin Ordinul nr. 212/2009 al directurului ANCPI s-a adoptat în România Sistemul de Referință Terestru European 1989 denumit ETRS89. Acest sistem este alcătuit din datumul geodezic ETRS89 bazat pe elipsoidul GRS80 (Geodetic Reference Systems) și sistemul de coordonate geodezice elispoidal (B,L,H). Legatura dintre Sistemul de Referinta Terestru European ETRS89 și Sistemul Geodezic de Referinta Locala S-42 se realizaează printr-o transformare tridimensională Helmert cu 7 parametri, 3 translații, 3 rotații și un factor de scară.

Prin implementarea acestui sistem de referință, România are posibilitatea creeri unei rețele naționale tridimensionale care reduce timpul de determinare a punctelor, utilizând tehnologia GNSS și mărește precizia acestora.

Tabel 6.1. Elementele definitorii ale ETRS89

În cadrul acestui proiect de diplomă, coordonatele geografice sferice (B,L,H) ale punctului de stație S1 au fost determinate în Sistemul de Referință Terestru European 1989, și utilizând programul de transformare a coordonatelor TransDat, acestea au fost transformate în coordonate rectangulare ale Sistemului Geodezic de Referinta Locala 1940, coordonatele plane (x,y) în proiectia cartografica stereografică 1970 iar cota (z) în sistemul de cote Marea Neagra 1975. Al doilea punct, care împreuna cu S1 formează baza topografică a lucrarii, Mogoșa, este un punct al rețelei geodezice de triangulație de ordin III a României.

VI.1.3 Materializarea sistemului de referința

Prin marcarea punctelor se înțelege operația prin care punctele topografice se materializeaza în teren.

Prin semnalizarea punctelor se înțelege operația prin care punctele topografice sunt indicate în teren.

Marcarea și semnalizarea pot fi provizorii, adică pe o perioadă scurtă de timp, și permanente, pe o lungă perioadă de timp.

În cazul marcării punctului pe o perioadă scurtă de timp se utilizeaza țăruși metalici sau de lemn, în funcție de importanța punctului și mediul în care acesta se află. În cazul marcării permanente a unui punct, acesta se bornează, pentru a rămâne fix pe o perioadă mai lungă de timp.

Semnalizarea punctelor poate fi realizată ca și în cazul precedent, în funcție de importanța punctului și de mediul în care se afla prin:

baliză la sol

baliză în arbori

piramidă

semnale cu pilastru

jalon

În lucrarea aceasta punctele topografice au fost marcate și semnalizate dupa cum urmează:

Punctul de stație S1 a fost materializat pe teren cu ajutorul unui cui metalic având o

lungime de 35mm și diametrul capului de 3,5mm, iar pentru a fi ușor identificat în teren s-a folosit un șprei de culoare roșie care s-a aplicat atât pe cui dar și în apropierea acestuia, unde s-a efectuat un cerc cu raza aproximativ de 5cm cu centrul cercului în punctul S1.

Fig.6.2 Materizlizarea punctului S1

Această variantă a fost aleasă din cauza pozitiei punctului, care trebuia materializat pe o suprafață asfaltică, aflat într-o parcare publica.

Punctele rețelei de îndesire, a drumuirii planimetrice principale au fost proiectate

dealungul aleii principale care este compusă din pământ și pietriș. Astfel materializarea acestor puncte s-a efectuat utilizând tot cuie metalice dar cu o lungime mai mare, pentru a ramâne fixe pe un termen mai lung. Pentru a putea fi ușor depistate în teren, pe capul acestora s-a aplicat ca și în cazul precedent un șprei de culoare roșie iar semnalele de ajutor efectuate pe pământ sau pe cladiri sau copaci au lipsit, pentru a nu afecta atmosfera culturala tradiționala pe care vizitatorii muzeului asteaptă să o întâlnească. O schiță de reperaj ar fi fost utilă în acest caz pentru a depista ușor punctele, însă nepractică pentru ca acestea sunt în număr de 9 a caror poziție a fost ușor memorată.

Fig. 6.3 Materializarea rețelei de îndesire.

Punctele rețelei de ridicare au fost proiectate pe suprafețe ocupate de pământ,

suprafețe în care țărușii de lemn sunt foarte ușor utilizabil, având dimensiunile 3×2,5×10 cm. Ca și în cazul rețelei de îndesire, după ce țărișii au fost bătuți în pământ, deasupra lor s-a aplicat un strat subțire de vopsea roșie, fara ca poziția acestora sa fie indicată prin semne adiționale.

Fig. 6.4 Materializarea rețelei de ridicare

Poziția punctului matematic pe suprafața țărușului de lemn a fost indicată utilizând jalonul prismei, efectuând o gaura cu diametri de aproximativ 2mm.

VI.2 Realizarea rețelei de îndesire, de sprijin și de ridicare

VI.2.1 Rețeaua de sprijin

Sistemele de referință sunt accesibile în orice zonă a teritoriului național prin intermediul unor rețele, numite rețele de sprijin. Precizia acestora este foarte ridicată datorită metodelor de realizare și a compensărilor riguroase efectute.

În prezent rețeaua geodezică națională este alcătuită din rețelele clasice (rețeaua națională de triangulație și rețeaua națională de nivelment) și din rețeaua modernă (rețeaua națională de stații permanente).

Pentru ca o ridicare topografică să fie raportată la un sistem de referință unitar, este necesare existența unei rețele de sprijin. În funcție de situația lucrărilor geodezice din zonă sau de necesitatea sprijinirii pe o astfel de rețea se pot distinge:

rețea de sprijin formată din triangulația geodezică;

rețele de sprijin formate din rețeaua topografică locală.

Rețeaua topografică locală este o rețea a caror puncte sunt determinate utilizând principii topografice și este întinsă pe o suprafață mică de teren.

Aceste rețele se pot realiza prin intermediul intersecțiilor și a drumuirilor poligonometrice. Drumuirea poligonometrica este acea drumuire planimetrică care unește puncte ale rețelei de triangulație.

În funcție de natura elementelor măsurate, rețelele geodezice planimetrice pot fi:

rețele de triangulație,în care sunt efectuate numai măsurători de direcți unghiulare orizontale;

rețele de trilaterație, în care sunt efectuate numai măsurători de distanțe ;

rețele de triangulație-trilaterație în care se efectuează atât măsurători unghiulare cât și de distanțe.

Rețeaua de sprijin este alcătuită dintr-un număr de puncte care reprezintă vârful unor triunghiuri. Unind aceste triunghiuri se formează lanțuri de triunghiuri, patrulatere, lanțuri de patrulatere, poligoane, lanturi de poligoane sau rețea complexă. Pe lângă măsurarea unghiurilor, sunt necesare și măsurători ale unor laturi ale lanțului de triunghiuri, numite baze.

Fig.6.5 Rețele de sprijin

Din cadrul rețelei naționale de triangulație s-au utilizat pentru realizarea acestui proiect următoarele puncte geodezice:

Tabel 6.6 Coordonatele puctului Mogoșa

Dintre care primul este punct al rețelei de triangulație națională de ordin III iar restul sunt puncte ale rețelei de triangulație de ordinul V.

VI.2.2 Rețeaua de îndesire

Rețeaua de îndesire se execută cu scopul de a mării densitatea de puncte necesare lucrărilor, folosind ca bază rețeaua geodezică de sprijin. Punctele acestei rețele se pot determina prin mijloace clasice (poligonații, intersectii) și prin mijloace moderne (GPS).

Al doilea punct al bazei topografice, punctul de stație S1 a fost determinat utilizând tehnologia GNSS împreuna cu Rețeaua Naționala de Stații Permanente, primind prin intermediul acesteia corecțiile aferente pentru obținerea preciziei de pozitionare mai mica de 2cm, de la Sistemul Românesc de Determianre a Poziției, ROMPOS, utilizând serviciul ROMPOS GEO și conectându-se în mod postprocesare. Aparatul a determinat coordonatele geografice ale punctului în sistemul de referință ETRS89, ulterior fiind transformate în coordonate rectangulare aferente sistemul de referință 1942 cu ajutorul softului TransDat.

Acelasi punct a fost determinat folosind principiul intersecției indirecte, pentru a verifica valabilitatea valorilor coordonatelor obținute utilizând tehnologia GNSS.

Măsurătoarea a fost efectuată prin metoda turului de orizont vizând ca punct de pornire, cel mai îndepartat punct (Mogoșa) care avea și o vizibilitate bună, iar în turul de orizont s-au mai vizat în sens topografic puncte ale rețelei de sprijin din zonă dupa cum urmează: Coșul de Fum Phoenix, Biserica Reformată Baia Mare, Biserica Ortodoxă Valea Roșie și Biserica de Lemn Muzeul Satului. Aceste puncte au fost astfel alese încât sî fie împărțite uniform în turul de orizont acoperind minim 3 cadrane. Măsurătoarea a fost efectuata cu un numar de 3 repetiții.

Tabel. 6.2. Date inițiale, retrointersecție

Fig.6.7. Intersecție înapoi

Tabelul 6.3. Compensarea turului de orizont

Calculul tolerantei și a erorii de neînchidere au fost efectuate utilizând relațiile (6.1) respectiv (6.2):

(6.1)

(6.2)

Unde: p= precizia de citire a aparatului;

n= numărul de puncte vizate în turul de orizont.

Dupa ce am observat că eroarea rezultată se încadrează in toleranța calculată, direcțiile calculate au fost compensate, calculând corecția unitară cu relatia (6.3) și direcțiile compensate cu relația (6.4) Verificarea constă în respectarea condițiilor de figură, în care suma unghiurilor în turul de orizont trebuie sa fie egală cu 400g.

(6.3)

(6.4)

Unde: cu= corecția unitară; Hrc= direcție compensată;

e= eroare de neînchidere; Hri= direcție necompensată;

n= numărul de puncte vizate; x= are valoare intre 0 și n-1 în ordinea compensării direcțiilor

Mai departe s-a executat o retrointersecție multiplă formată din 3 intersecții înapoi (S1-Mogosa,B.Ortodoxa,B.Muzeu; S1- Phoenix, B.Ortodoxa, B.Muzeu; S1- B.Reformata, B.Ortodoxa, B.Muzeu). care au rezultat 3 seturi de coordonate ale punctului S1 utilizând relația de calcul a retrointersecției (6.5) și a intersecției înainte (6.6),(6.7).

Pentru ușurarea calculelor am efectuat urmatoarele notați ale punctelor folosite:

Tabelul 6.4. Notații ale punctelor

(6.5)

Tabel 6.5 Intersecție indirectă

(6.6)

(6.7)

Tabelul 6.6 Calculul coordonatelor punctului S1

Tabel.6.7. Valorile determinate ale punctului S1

Efectuând media aritmetică a acestor valori a rezultat valoarea finală a coordonatelor rectangulare ale punctului de stație S1 a bazei topografice în proiecția stereografică 1970.

Tabel.6.8 Coordonatele punctului S1 determinat în metode diferite

Mai departe în dezvoltarea proiectului am utilizat coordonatele punctului S1 determinate cu ajutorul tehnologiei GNSS pentru a avea determinate și cotele, neavând în preajma acces la rețeaua națională de nivelment.

De la baza topografică S1-Mogosa, utilizând metoda drumurii în scopul determinării unor puncte de coordonate cunoscute în interiorul muzeului am realizat o drumuire planimetrică principală.

”Metoda drumuirii este un procedeu de îndesire a rețelelor geodezice și are ca scop determinarea coordonatelor rectangulare plane ale unor puncte necesare efectuării ridicării detaliilor topografice din teren, în zone în care punctele rețelelor geodezice lipsesc sau se situează la distanțe apreciabile”(II.10)

Drumuirea planimetrică principală este acea drumuire care se sprijină pe puncte de triangulație, intersecții sau pe puncte ale unei drumuiri poligonometrice.

Poligonația proiectată cu scopul îndesirii rețelei de sprijin este o drumuire planimetrică în circuit iar punctele de stații au fost determinate utilizand câte 3 masuratori efectuate tahimetric, cu Statia Totala Leica TCR407. Aceasta a fost astfel gandită încat pe ea sa se poată sprijini drumuirile secundare necesare ridicarii topografice a sectoarelor stabilite.

Fig. 6.8 Drumuire planimetrica principală în circuit

Linia roșie ce pleaca din punctul S1 reprezintă baza topografică a lucrării, fiind îndreptată spre punctul rețelei naționale de triangulație de ordin III, Mogoșa. Pornind de la aceaă bază și parcurgând traseul S1-S2-S3-S4-…-S8-S9-S1 parte s-a efectuat o drumuire în circuit, ultima viză fiind tot cea de la care s-a pornit S1-Mogoșa.

În etapa de pregătire a datelor inițiale s-au calculat mediile repetițiilor efectuate în teren:

Tabelul 6.9 Calculul mediilor citirilor

Având la dispoziție valorile necesare următoarea etapă constă în efectuarea calculului drumuirii, determinarea erorilor și corecțiilor aferente ajungând la sfârșit la valorile compensate ale punctelor rețelei de îndesire.

Pentru că ridicarea topografica a detaliilor a fost efectuată înaintea determinării punctului S1 a bazei topografice prin intermediul tehnologiei GNSS, calculele au fost efectuate încadrând punctul S1 într-un sistem local de coordonate rectangulare urmând ca ulterior să se efectueze transcalcularea coordonatelor în sistemul Stereo70.

Tabelul 6.10 Compensarea drumuirii planimetrice în circuit

Acest tabel cuprinde algoritmul de calcul a drumuirii care conține următorii pași:

calculul orientării punctelor vechi:

(6.8)

calculul orientărilor brute : (6.9)

calculul toleranței de încadrare a orientărilor:

(6.10)

calculul erorii, corecției și a corecției unitare a orientării:

(6.11)

(6.12)

(6.13)

compensarea orientărilor:

(6.14)

(6.15)

calculul coordonatelor relative brute:

(6.16)

calculul toleranței de încadrare a distanțelor relative:

(6.17)

calculul erorii, corecției și a corecției unitare a coordonatelor relative:

(6.18)

(6.19)

(6.20)

compensarea coordonatelor relative:

(6.21)

calculul coordonatelor absolute:

(6.22)

Astfel punctului de stație S1 i s-au atribuit coordonatele x,y,z = 10.000,10.000,1.000 iar valoarea orientării bazei topografice a fost considerată 0 grade centezimale.

Pentru ca lucrarea sa fie determinată în sistemul național de referință, aceastra trebuie translatată. În cazul de față se va efectua o translație pe axa X, o translație pe axa Y, o translație pe axa Z și o rotație (în funcție de orientarea bazei topografice). Procedeul poartă numele de roto-translație.

Coordonatele punctului S1 în sistemul particular de coordonate și în cel național sunt prezentate în tabelul următor, împreuna cu parametrii de transcalcul:

Tabelul 6.11 Transcalcul de coordonate

În funcție de noile coordonate atribuite punctului S1 întreaga drumuire planimetrică în circuit si-a modificat valorile coordonatelor. Important de menținut este că poziția punctelor în spațiu a rămas aceeași.

Tabel 6.12 Coordonatele rețelei de îndesire în Stereo70

VI.2.3 Rețeaua de ridicare

Rețeaua de ridicare reprezinta multitudinea de puncte staționate în procesul de măsurare a detaliilor topografice. Această rețea poate fi formată din drumuiri planimetrice sau intersecții.

În cazul de fața pentru crearea rețelei de ridicare s-a utilizat o drumuire planimetrică secundară în circuit, două drumuiri planimetrice secundare sprijinite la capete și un punct al rețelei de îndesire a fost utilizat ca și punct al rețelei de ridicare, materializate cu alb în figura următoare. Cu roșu este reprezentată rețeaua de îndesire.

Astfel detaliile topografice din zona încadrată în partea sud-sudestică a muzeului au fost ridicate utilizând o drumuire planimetrică secundară în circuit a cărei bază topografică a fost constituită din punctele S3 și S8 ale rețelei de îndesire. Partea centrală și sud-vestică a muzeului a fost ridicată prin intermediul unei drumuiri planimetrice secundare sprijinita la ambele capete pe punctele rețelei de îndesire S3-S9 respectiv S4-S7. În partea de nord a perimetrului rețeaua de ridicare este reprezentată de o drumuire planimetrică secundară sprijinită pe rețeaua de îndesire în punctele S7-S4 și S5-S6. Detalii ale terenului au mai fost ridicate din punctele rețelei de îndesire S1,S2 și S6.

Fig.6.9 Rețeaua de ridicare

Drumuirea planimetrică secundară este acea drumuire care se sprijină la capete pe un punct de triangulație sau al unei rețele poligonometrice și la celălalt capăt pe un punct al unei drumuiri planimetrice principale, sau se sprijină la ambele capete pe puncte ale unei drumuiri planimetrice principale.

În cadrul rețelei de ridicare, calculul drumuirii planimetrice secundare în circuit a urmărit același algoritm de calcu ca și în cazul drumuirii planimetrice principale în circuitl. În cazul drumuirilor planimetrice secundare sprijinite la capete apar mici modificări la anumiți pași:

calculul orientărilor brute:

(6.23)

În acest caz efectuând o frumuire planimetrica sprijinită la capete avem doua orientări ale celor doua capete ale drumuirii.

calculul erorii coordonatelor relative

(6.23)

În cazul drumuirii în circuit din cadrul rețelei de ridicare al patrulea punct de statie a fost intenționat ales astfel sa coincida cu un punct al rețelei de îndesire (S9) pentru a avea posibilitatea unui control mai bun asupra drumuirii, și un instrument în plus de verificare. Aceeași situație o întâlnim în cazul primei drumuiri planimetrice sprijinită la capete unde al treilea punct al drumuirii coincide cu punctul S8 al rețelei de îndesire.

Simultan cu aceste drumuiri planimetrice s-a efectuat și ridicarea altimetrica prin metoda drumuirii de nivelment trigonometric.

Nivelmentul trigonometric este procedeul prin care cotele detaliilor topografice sunt deteminate utilizând un teodolit sau o stație totala pe suprafețe de teren accidentate, sau bineînteles în cazul în care nu se posedă o nivelă topografică. Această metodă are la bază relațiile de calcul din triunghiul dreptunghic.

În urma utilizării stației totale am avut la dispoziție valorile unghiurilor zenitale și a distanțelor înclinate cu ajutorul cărora am calculat cotele detaliilor topografice în scopul reprezentării reliefului pe planul topografic.

CAPITOLUL VII

RIDICAREA DETALIILOR

Detaliile sunt elementele naturale și artificiale care alcătuiesc suprafața topografica.

Ridicarea detaliilor reprezintă determinarea poziției acestora fața de o rețea de ridicare prin intermediul punctelor caracteristice.

Punctele caracteristice sunt punctele care se masoara pe teren și se utilizează în calculele de birou pentru reprezentarea detaliilor pe planuri și hărți.

Aceste puncte se aleg în funcție de scara reprezentării detaliului iar numărul acestora se alege astfel încât geometrizarea detaliului să fie fidelă acestuia.

Ridicarea detaliilor topografice se poate realiza prin aplicarea următoarelor metode:

Metoda radierii (Metoda coordonatelor polare);

Metoda abșciselor și ordonatelor (Metoda coordonatelor rectangulare);

Metoda intersecției liniare;

Metoda intersecției unghiulare.

În această lucrare de licența metoda abordată de ridicare a detaliilor topografice este metoda coordonatelor polare.

”Coordonatele polare sunt reprezentate de o distanță orizontala numită distanță polară, de un unghi orizontal numit unghi polar și de o direcție de referință dată”(I.4)

Fig.7.1 Metoda radierii

În cadrum acestei metode de determinare a detaliilor se utilizeaza aparatul doar în poziția I și preferabil este ca citirile să se facă în sens orar.

După ce rețeaua de sprijin a fost îndesită s-a trecut la etapa de realizare a rețelei de ridicare, etapă în cadrul căreia dupa instalarea aparatului în punctul de stație, pe lângă vizele asupra fostelor și viitoarelor puncte de stație s-a efectuat și ridicările planimetrice și altimetrice ale detaliilor topografice prin intermediul metodei coordonatelor polare. În cele ce urmează este prezentată o parte a carnetului de teren pentru a indica utilizarea principiului menționat.

Aparatul a fost setat să folosească ca unităti de măsura pentru distanțe metrul iar pentru valorile unghiulare grade centesimale.

Tabel 7.1 Carnet de teren

Datele măsurătorilor împreună cu setările aferente efectuate aparatului sunt accesibile în carnetul de teren care este atașat lucrării pe format electronic. Având aceste date la dispoziție s-a decis ca valorile radiatelor să fie calculate manual utilizând programul WPS Spreadsheets, iar în cele ce urmează se va prezenta o parte a tabelului de calcul a radiatelor:

Tabel 7.2 Date inițiale pentru calculul radiatelor

Tabelul 7.3 Calculul radiatelor

În tabelul 7.2 au fost utilizate următoarele relații de calcul:

Calculul unghiurilor verticale: (7.1)

Calculul distanței orizontale: (7.2)

În tabelul 7.3 au fost utilizate următoarele relații de calcul:

Calculul orientării : (7.3)

Calculul coordonatelor relative:

(7.4)

Calculul coordonatelor absolute:

(7.5)

Utilizând metoda de calcul anterior descrisă au fost calculate un număr de 747 radiate, însă acest lucru nu înseamnă 747 de puncte caracteristice deoarece unele puncte caracteristice au fost măsurate de cate 2 ori, din doua stații diferite.

CAPITOLUL VIII

REDACTAREA PLANULUI TOPOGRAFIC

O porțiune a scoarței terestre poate fi reprezentată cartografic în funcție de mărimea sa printr-o hartă sau printr-un plan topografic.

”Planul topografic este o reprezentare topografică la scară a unei porțiuni reduse din scoarța terestră.” (I.5.) Planul topografic este o reprezentare fidelă a suprafeței fizice a terenului realizată la scari mari (1:20.000 – 1:50) realizat prin intermediul punctelor, liniilor și al suprafețelor redate prin poziția lor într-un sistem de coordonate. Prin intermediul textului, culorilor, simbolurilor sau al formelor atribuite entitățiilor spațiale, planul topografic este mult mai ușor interpretabil, este mai sugestiv, astfel încât utilizatorul poate recunoaște detaliile terenului.

Planul topografic al lucrării de fața a fost realizat în format digital utilizând programul AutoCAD Map 3D 2014 și a programului TopoLT 10.4. Punctele caracteristice ridicate au fost unite manual utilizând polilinii în funcție de clasa din care făceau parte și au fost reprezentate prin semne convenționale de contur (clădiri, perimetre), prin semne convenționale de scară (fântani, stâlpi, hidranți) și prin semne convenționale liniare (alei, rețele edilitare, curbele de nivel).