Inundatiile

CUPRINS

LISTA FIGURILOR

LISTA TABELELOR

CAPITOLUL 1

IMPORTANȚA LUCRĂRILOR TOPOGRAFICE IN ZONELE INUNDABILE

1.1 Generalitați

Inundațiile sunt fenomene naturale care nu pot fi prevenite, ci pot fi gestionate prin luarea unor măsuri de diminuare a efectelor acestora. Unele activități umane ( cum ar fi numărul mare de așezări umane și de bunuri economice aflate in zone inundabile, precum și reducerea capacității de retenție naturală a apei prin exploatarea terenurilor) si schimbările climatice contribuie la creșterea probabilității survenirii inundațiilor și a impactului negativ al acestora.

Este realizabil și de dorit să se reducă riscul consecințelor negative, in special pentru sănătatea și viața persoanelor, mediu patrimoniul cultural, activitatea economică și infrastructura asociata cu inundațiile. Pentru o eficiență maximă in gestionarea acestor fenomene și reducerea implicită a riscului, este necesară o coordonare și o realizare a unor planuri, pe cat posibil, la nivelul unui bazin hidrografic.

Pentru a avea la dispoziție un instrument eficient de informare, precum și o bază valoroasă pentru stabilirea priorităților, luarea unor decizii ulterioare, tehnice, financiare si politice privind gestionarea riscului la inundații, crearea unor hărți de risc la inundații, care să arate potențialele consecințe negative asociate diferitelor cazuri de inundații, inclusiv informații privind surse potențiale de poluare a mediului ca urmare a inundațiilor.

Planurile de gestionare a riscului la inundații ar trebui să se concentreze asupra prevenirii, a protecției și a pregatirii. Aceste planuri trebuie să țină cont de conceptul ,, mai mult spațiu raurilor “, luind in considerare, in măsură posibilităților, intreținerea și/sau refacerea zonelor inundabile, precum și măsuri de prevenire și reducere a efectelor negative asupra sănătății umane, a mediului, a patrimoniului cultural și a activității economice.

Planul pentru prevenirea, protecția și diminuarea efectelor inundațiilor va aborda bazinele hidrografice ale râurilor.

Principalele obiective urmărite prin derularea proiectului sunt următoarele :

– identificarea bazinelor hidrografice sau subbazine hidrografice în care există riscul producerii de inundații;

– regionalizarea hazardului la inundații;

– prezentarea principalelor viituri produse in ultimii 30 de ani și care au provocat inundații;

– descrierea vulnerabilității la inundații a zonelor ce prezintă risc la inundații;

-efectuarea evaluarii riscului de inundații folosind echipamente de cartografiere;

– cauzele inundațiilor cu descrierea factorilor antropici care contribuie la acutizarea fenomenului de inundații. Estimarea influenței/modificărilor asupra regionalizării hazardului viiturilor și al vulnerabilitătii;

– o estimare a tendințelor în ceea ce priveste producerea unor inundații viitoare;

– o evaluare a consecințelor inundațiilor viitoare asupra populației, bunurilor și a mediului;

– stabilirea gradului de protecție la inundații acceptat pentru asezările umane, obiective economico-sociale, terenuri agricole etc.;

– evaluarea preliminara a riscului la inundații (pentru debite mai mari decât debitul de calcul);

– prezentarea măsurilor și acțiunilor necesare pentru reducerea riscului la inundații, estimarea lor monetară și identificarea proiectelor necesare;

– analiza cost a măsuratorilor structurale și ne-structurale potențiale efectuatăalternativ folosind analiza harții inundației 2D;

– Analiza riscului de inundații în scopul evacuării și a planului de contingente (număr de persoane evacuate, efective ale autorităților dislocate pentru evacuare, logistică și tehnica din dotarea autorităților);

Studii necesare

In vederea elaborării proiectului a fost în primul rând necesară o analiză detaliată a principalelor inundații produse în bazinul hidrografic din zona Banatului pe parcursul a cel puțin 30 de ani, fiind astfel identificate zonele expuse producerii acestor fenomene.

Ulterior acestei analize au fost stabilite principalele etape de derulare a proiectului in zonele prioritare.

Ca atare studiile hidrologice și topografice reprezintă fundamentul pe care se va construi întregul proiect , calitatea acestora fiind definitorie pentru obținerea unor rezultate superioare.

Studii hidrologice

Studiile hidrologice vor furniza parametrii caracteristici ai viiturilor produse în anii 1975 și 2005 și ai viiturilor de calcul cu probabilitățile de depășire de 0,1% ; 1% și 5%.

Modelele hidrologice și hidraulice vor fi construite utilizand baza de date hidrometeorologică și măsuratorile topografice realizate în teren, calibrarea acestora realizându-se pe baza înregistrărilor inundațiilor istorice.

Studiile pe modele hidrologice și hidraulice vor fi necesare pentru stabilirea capacitătilor de transport a albiilor cursurilor de apă, delimitarea zonelor inundabile, a debitelortranzitate prin construcțiile hidrotehnice și stabilirea parametrilor în vederea întocmirii proiectelor cu măsuri structurale. Acestea se vor baza pe modelele hidrodinamice instabile 1D si 2D, utilizatorii putând să evalueze măsurile propuse și impactul lor asupra sistemului râului în discuție, desigur cu combinarea potențiala 1D si 2D.

Studii topografice

Acestea vor cuprinde planuri de situație, profile transversale, profile longitudinale, relevee, puncte de control altimetric și modelul digital al altitudinii terenului (DTM) cu o precizie pe altitudine de 15 cm în zonele prioritare și 20 cm în restul bazinului. DTM-ul va fi integrat cu planurile și hărțile vectoriale DTM sau similare la scara existență pentru zonele urbane (locuite) și va folosi scara cea mai detaliată disponibilă, iar pentru bazinul hidrografic-planurile informaționale deținute după hărțile 1:50.000 sau 1:25.000 acolo unde ele sunt disponibile. DTM-ul obținut va fi prezentat în format planșă (la o scară convenabilă) și în format digital.

Criterii pentru identificarea inundatiilor istorice semnificative

Identificarea/selectarea viiturilor istorice semnificative s-a făcut luând în considerare atât criteriile hidrologice (pentru identificarea inundațiilor semnificative, din punct de vedere al hazardului) cât și cele referitoare la amploarea efectelor acestora (criteria pentru identificarea inundațiilor istorice semnificative, din punct de vedere al pagubelor).

Criterii pentru identificarea inundațiilor semnificative, din punct de vedere al hazardului.

Fenomelnele de ape mari care au produs inundații se pot clasifica în principal pe patru categorii:

viituri produse pe areale hidrografice mari (bazine și sbbazine hidrografice), viituri cauzate de precipitații sau de topirea zăpezii;

viituri punctuale (viituri rapide) produse pe zone restrânse, viituri datorate un precipitații cu intensitate mare;

viituri cauzate de blocaje natural (zăpoare, zai, pornire de zapor);

viituri cauzate de blocaje artificiale la poduri sau prin ruperi de baraje, diguri sau deversări (de regulă controlate la baraje);

Dimensiunile viiturii poate fi cuantificate pe bază:

mărimii arealului hidrografic pe care s-a produs viitura;

frecvenței de producer a unei inundații;

probabilitatea de depășire a debitului maxim al viiturii, înregistrat la stații hidrometrice

mărimea debitelor în comparative cu debite corespunzătoare cotelor de apărare (avertizare, inundații, pericol), existente la stații hidrometrice.

Selectarea viiturilor semnificative s-a efectuat de către IMHGA pe baza următoarelor criteria principale:

debitele maxime produse > Qmax10%;

◦ Qmax10% reprezintă debitul maxim cu probabilitatea de depășire de 10%;

debite maxime produse > QCI;

◦ QCI reprezintă debitul actual corespunzător cotei de inundație;

viituri produse la stații hidrometrice cu suprafețe de bazin hidrografic mai mari de circa 100 km2 și/sau care sunt amplasate în zone unde s-ar fi putut produce inundații relative mari;

viituri produse inspecial pe răul principal șip e afluenții importanți, la un număr cât mai mare de stații hidrometrice;

viituri mari, produse pe afluenții raului principal.

Viiturile locale au fost selectate, din punct de vedere hidrologic, funcție de datele hidrometeorologice existente sau reconstituite pe baza deplasărilor de teren. S-au avut în vedere acele viituri pentru care au existat inctocmite ulterior procedurii acestora de rapoarte tehnice (inclusive reconstituiri de debite maxime și de estimări a frecvenței de realizare a acestora).

Cea mai mare parte a datelor și informațiilor legate de pagubele totale associate evenimentelor identificate (pe baza celor înregistrate) se regăsesc în rapoartele operative și de sinteză pe care comitetele locale (primăriile) le transmit Inspectoratelor județene pentru situații de urgență și Centrului operativ al Sistemului de Gospodărire a Apelor pe timpul producerii fenimenelor periculoase. Mai apoi, aceste informații sunt integrate în Planurile de apărare împotriva inundațiilor (revizuite periodic), care, în cazul de față, reprezintă principal sursă pentru datele raportate la CE cu privire la pagubele înregistrate.

.

Criterii pentru identificarea inundatiilor instorice semnificative, din punct de vedere al pagubelor

Ținând seama de clasificarea consecințelor provocate de inundații, realizate la nive UE precum și de datele disponibile la nivel național și bazinal, au fost definite categorii de criteria în funcție de consecințele rezultate în urma producerii inundației (consecințe asupra sănătății umane, asupra activității economice, asupra mediului, asupra patrimoniului cultural).

Rapoartele de sinteză nu conțin la momentul actual suficiente informații care să poată răspundă tuturor criteriilor din cele trei categorii de consecințe propuse. Prin urmare, au fost reținuți acei indicatori, pentru care există suficiente informații, și a căror aplicare să se facă fără dificultate (abordare pragmatic). Fiecărui indicator I s-a atribuit o valoare prag. În tabelul următor (tabel nr.1) sunt prezentați indicatorii și valorile-prag ale acestora, pe baza cărora inundațiile se desemnează ca fiind “semnificative”

Tabel nr. 1. – Indicatori si valorile prag

Toate valorile criteriilor prezentate anterior sunt valabile pe eveniment; pentru încadrarea evenimentului în categoria evenimente istorice semnificative, s-au considerat, cu prioritate, criteriile privind numărul de victime și cele economice (număr case, km de drumuri afectați).

CAPITOLUL 2

RIDICARI TOPOGRAFICE

2.1. Generalități

Topografia face parte din știința denumită Geodezie. Geodezia se ocupă cu determinarea formei și dimensiunilor Pământului.

Topografia se ocupă cu întocmirea planurilor și hărților pe suprafețe mici. Planurile și hărțile trebuie să reprezinte cât mai fidel obievtele de pe teren. Întocmirea planurilor și hărților se face prin utilizarea aparaturii „clasice”, respectiv a teodolitelor sau a stațiilor totale. Practic se determină la teren direcții orizontale, distanșe și unghiuri zenitale. Cu ajutorul acestor elemente și a punctelor geodezice cu coordonate (poziție) cunoscută se determină poziția punctelor de detaliu cu ajutorul cărora se alcătuiesc obiectele de pe teren.

Scopul principal al topografiei îl constituie întocmirea planurilor topografice pe suprafețe mici. Planurile topografice pot fi realizate prin utilizarea unei anumite metodologii, adecvată cerințelor finale. Fiecare metodologie urmărește în principiu realizarea unor pași obligatorii:

– recunoașterea terenului;

– măsurători la teren (direcții, distanțe și unghiuri zenitale);

– prelucrarea datelor cu programe specializate și calculatoare performante;

– editarea planului.

Suprafețele reprezentate pe planurile topografice sunt, așa cum am afirmat mai sus, mici.

Datorită acestui fapt se reprezintă pe un plan P0 prin proiecție ortogonală, neglijându-se influența curburii Pământului asupra lungimii, unghiurilor și suprafețelor. Planul P0 este amplasat „la nivelul mării” respectiv originea cotelor. Prin proiecția ortogonală a punctelor ABC, (Figura 1) distanțele de pe teren vor apărea reduse la planul de proiecție. Trebuie menționat în mod expres că lungimile direct măsurate trebuie reduse corect la planul de proiecție utilizat (în cazul României, Stereografic 1970, sau plan local în cazul anumitor lucrări speciale: exploatări miniere, cadastru imobiliar edilitar, etc). Planul de proiecție are un sistem de coordonate bine definit. Axa x a sistemului de coordonate este de obicei îndreptată către nord, iar axa y are sensul pozitiv către est.

Fig.1Proiecția ortogonală

Elementele topografice ale terenului.

Elementele topografice ale terenului determină poziția reciprocă în spațiu a punctelor topografice ce aparțin unui detaliu oarecare. Elementele topografice sunt:

liniare (aliniamentul, lungimile înclinate și orizontale, diferențele de nivel);

unghiulare (unghiuri verticale și direcții orizontale din care rezultă unghiurile orizontale).

Elementele topografice ale terenului se obțin prin măsurători la teren cu instrumente topografice. Considerând că punctele din Figura 2 sunt materializate pe teren prin țăruși sau borne, se pot vizualiza elementele topografice ale terenului între aceste materializari.

Ansamblul lucrărilor efectuate pe teren și la birou pentru întocmirea planului sau a hărții topografice se numește ridicare topografică. Dacă se urmărește numai determinarea coordonatelor x și y, ridicarea se numește planimetrică sau de contur. Dacă se dorește și obținerea curbelor de nivel, deci altimetria, operația se numește ridicare topografică.

Măsurătorile efectuate în topografie au ca scop poziționarea punctului topografic în spațiu, în funcție de un sistem de referință legat de suprafața pământului și implicit problema reprezentării punctului. Față de un sistem de referință spațial, poziția unui punct A este definită pe cele trei axe: x, y, și h. Valorile x și y stabilesc poziția planimetrică A0 a punctului A în planul orizontal xOy față de originea O și axele x și y, iar cota h precizează poziția altimetrică sau altitudinea punctului A față de o suprafață de referință (Figura 3).

Obiectele pe care dorim să le reprezentăm pe planuri și hărți se unesc apoi prin punctele care le compun. Obiectele pot fi: punctuale (canale, stâlpi de înaltă tensiune,etc), liniare (rețele electrice. Canale de irigații, drumuri, etc) sau poligoane (păduri, lacuri, parcele, construcții, etc).

Fig 3. Determinarea punctului topografic in spatiu

Legătura dintre coordonatele carteziene și polare sunt date de relația de mai jos și este dedusă din figura 3:

abscisa

ordonata

În care:

D este distanța înclinată;

D0 este distanța redusă;

xA este coordonata absolută a punctului A pe direcția nord (abscisa);

yA este coordonata absolută a punctului A pe direcția est (ordonata);

hA = D0 tg = D0 ctg z altitudinea absolută a punctului A;

θ orientarea direcției OA;

α unghiul de pantă dintre planul orizontal și distanța înclinată D;

z unghiul zenital dintre direcția pozitivă a sistemului de altitudini h și distanța înclinată D.

Ridicările topografice mai pot fi executate și cu ajutorul receptoarelor de tip GPS, măsurători în timp real. De asemenea un plan topografic poate rezulta în urma prelucrării unui zbor fotogrammetric sau LiDAR.

2.2 Realizarea rețelelor geodezice de sprijin

Mulțimea punctelor, situate pe suprafața Pământului, pentru care se cunosc coordonate într-un sistem unitar de referință formează o rețea geodezică.

Rețelele geodezice se pot împărți în două mari categorii și anume:

– rețele geodezice planimetrice (de triangulație, trilaterație sau combinate), prin care se determina poziția punctelor geodezice în planul de proiecție;

– rețele geodezice altimetrice, prin care se determina altitudinea punctelor geodezice.

Astefel, poziția unui punct geodezic în spațiu este definită față de două suprafețe diferite: pe de o parte elipsoidul de referință, ca o suprafață intermediară, pentru coordonatele B, L sau planul de proiecție pentru coordonatele x, y, și, pe de altă parte, geoidul sau cvasigeoidul pentru altitudinea H, în funcție de sistemul acceptat oficial. Una din problemele științifice pusă din nou în actualitate este determinarea celor trei coordonate în raport cu o sigură suprafață, de regulă în raport cu elipsoidul de referință, metoda fondată de H. Bruns în anul 1878 și denumită geodezie tridimensională.

Rețeaua geodezică de nivelment, constituie baza altimetrica a tuturor determinarilo geodezice, topografice, fotogrametrice, cartografice sau cadastrale. Punctele rețelei de nivelment geodezic nu coincid, de regulă, cu punctele rețelei planimetrice, astfel încât cele două rețele sunt proiectate și realizate separat, însă în conexiune, avându-se în vedere scopul final al lucrărilor geodezice. Spre deosebire de punctele rețelei planimetrice, ale căror trei coordonate sunt determinate cu o precizie relativ omogena, altitudinea punctelor din rețeaua de nivelment este mult mai precis determinată în comparație cu altitudinea punctelor de triangulație, datorită modalităților în care se realizează proiectarea, materializarea în teren, metodele de observare și respectiv prelucrare. În schimb, poziționarea în plan a reperelor de nivelment este realizată mult mai puțin precis, de obicei local, coordonatele x, y (atunci când

sunt determinate) fiind folosite doar la identificarea reperelor de nivelment, adică nu au destinația specifică punctelor planimetrice de sprijin.

Rețeaua gravimetrică este constituită din puncte în care este determinată mărimea (accelerația) gravitații g. De regulă aceste puncte cu altitudinea precis determinată, în sistemul altimetric de stat, coordonatele plane x, y având însă același rol ca și în cazul reperelor de nivelment.

Poziționarea rețelelor geodezice

Poziționarea rețelelor geodezice în raport cu o anumită suprafața de referință său (și) într-un anumit sistem de referință este una dintre problemele complexe și de bază ale geodeziei. Rezolvările diferă în funcție de tipul rețelei geodezice, de destinatiasa, de mărimea suprafeței acoperite, precum și de alți parametri.

Suprafețe de referință

Rețelele geodezice sunt reprezentate de suprafețe definite.

Suprafețe de nivel. Geoidul. Sferoidul de nivel. Cvasigeoidul. Pentru rețelele planimetrice utilizarea acestor suprafețe este extrem de limitată, din în cazul unei problematici cu caracter global (continental său planetar).

Elipsoidul de referință. Rețelele de triangulație care se desfășoară pe suprafețe mari (o tara sau un grup de țări) sunt reprezentate, de regulă, pe suprafața elipsoidului de referință.

În raport cu geoidul, elipsoidul de referință poate ocupa o poziție oarecare, în funcție de modalitatea practică utilizată la determinarea parametrilor săi (semiaxa mare a și turtirea f) și s orientării sale în interiorul geoidului. În cazul general, verticală V la suprafața geoidului G, care trece printr-un punct oarecare P situat la suprafața Pământului S, nu coincide cu normală N la suprafață elipsoidului E care trece prin acest punct, ci formează cu acesta un unghi oarecare u, denumit unghi de deviate a verticalei. (Fig. 4).

Pentru aducerea rețelelor de triangulație, existente pe suprafața fizică a Pământului, pe suprafața elipsoidului de referință s-au propus mai multe metode, dintre care metoda proiectării are mai mai mare apricabilitate.

Fig 4. Reprezentarea punctelor pe elipsoidul de referinta prin metoda proiectarii.

În această metodă se procedează la aducerea elementelor măsurate (unghiuri, direcții, lungimi s.a.) pe suprafața elipsoidului, prin aplicarea unor corecții, care sunt studiate în amănunt în cursurile de specialitate. Coordonatele tuturor punctelor triangulației de stat din țara noastră se determina prin metoda proiectării Bruns-Helmert. Punctul P de pe suprafața fizică a Pământului este proiectat în P’ pe suprafața elipsoidului, cu ajutorul normalei N la această suprafață. Metoda a fost aplicată la realizarea marilor rețele de triangulație precum și a altor triangulații din Europa de est respectiv din Europa de vest.

Sfera de raza medie. S-a demonstrat posibilitatea înlocuirii (pe suprafețe mici) elipsoidului de referință prin sfera de raza medie (sfera Gauss) de raza:

,

unde M este raza de curbură a elipsei meridiane și N raza de curbură a primului vertical, calcultate într-un punct situat în centrul teritoriului considerat. Această suprafață de referință este des folosită în calculele geodezice din rețeaua de triangulație de ordin superior.

Planul de proiecție. În rețelele de triangulație de îndesire, numărul punctelor este extrem de mare și de aceea nu se mai pot folosi comod calculele pe elipsoid sau pe sfera medie, fiind necesar să se treacă la o suprafață plană, prin adoptarea unui anumit sistem de proiecție cartografică.

În țara noastră să folosit, din anul 1951, sistemul de proiecție conforma Gauss-Kruger, suprafața țării fiind cuprinsă în fusele 34 și 35 (sau prescurtat: fusele 4 și 5) cu meridianele axiale de 210 și respectiv 270, avându-se ca baza elipsoidul Krasovski. Este de menționat că în unele regiuni ale țării există încă multe puncte ale rețelei vechi de triangulație, calculele efectuându-se uneori, în proiecția stereografică, pe elipsoidul Hayford.

Începând cu anul 1971 în țara noastră s-a introdus un nou sistem de proiecție stereografică denumită sistemul de proiecție stereografică 1970, cu elipsoidul de referință Krasovski pe care se desfășoară în prezent calculele geo-topografice.

În paralel cu sistemul de proiecție stereografică 1971 se folosește în continuare sistemul de proiecție Gauss-Kruger, în special pentru triangulația de ordin superior.

În situații speciale, pentru zone mai mici, se paote folosi un plan local de proiecție, la care se raportează rețeaua geodezică considerată (situate întâlnită frecvent în lucrările inginerește de amploare, cum ar fi complexe hidroenergetice, lucrări de bazine miniere, s.a.).

Tipuri de măsurători efectuate în rețele geodezice

Lucrările efectuate în rețelele geodezice de sprijin au ca obiectiv final determinarea coordonatelor punctelor rețelei într-un anumit sistem de referință. Pentru a realiza acest obiectiv în rețelele geodezice se efectuează diverse măsurători, a căror natură depinde de tipul și destinația rețelei. Prin urmare, într-o rețea dată nu pot fi întâlnite toate tipurile de măsurători geodezice posibile.

Unghiuri și direcții azimutale

Unghiurile și direcțiile azimutale pot determinat o rețea de triangulație din punct de vedere geometric. Pentru un triunghi ABC, în care latura AB este cunoscută, ar fi necesar și suficient să se cunoască unghiurile din punctele A și B (Fig. 5, a). În lucrările de triangulație aceasta determinarea reprezintă un caz izolat, măsurându-se aproape întotdeauna și unghiul din punctul C (Fig. 5, b).

Fig 5. Figuri elementare, componente ale rețelei de triangulație

a, b – triunghiuri geodezice; c – patrulaterul geodezic;

d,e – poligoane cu punct central;

În acest fel, măsurătorile unghiulare din punctele A, B, C sunt caracterizate printr-un grad de libertate care poate fi anihilat de necesitatea că unghiurile compensate să satisfacă o anumită condiție geometrică.

Introducerea unor măsurători unghiulare (Fig. 5., c, d, e) conduce la cererea de noi grade de libertate în rețea, reclamând respectarea de către valorile compensate a unui număr corespunzător de condiții geometrice.

Lungimi

Lungimile măsurate determina scara rețelei de triangulație. Pentru acest scop ar fi strict necesară cunoașterea unei singure lungimi, orice măsurătoare suplimentară conducând ca și cazul precedent, la necesitatea respectării unei noi condiții geometrice.

Lungimile din rețeaua de triangulație pentru care se acceptă ponderea p = ∞ se numesc baze geodezice. Asemenea valori provin din măsurători precise, efectuate cu firul invar sau cu ajutrul intrumentelor electronice de foarte mare precizie. Se pot introduce și valori finite pentru ponderi, urmând că valoarea cea mai probabilă a cestor lungimi să fie determinată prin compensarea rețelei de triangulație.

Este de menționat că măsurătorile de lungimi micșorează propagarea erorilor longitudinale din rețelele de triangulație.

În rețelele de triangulație de ordin inferior lungimile pot fi calculate din coordonatele punctelor de ordin superior existente, eventual, în rețea, și care sunt considerate puncte vechi.

Azimute atronomice

Azimutele astronomice α, determinate după metodele astronomiei geodezice și transformate în azimute geodezice A, pe baza unei ecuații dedusa de Laplace, determina orientarea rețelei de triangulație. Utilizarea azimutelor Laplace are ca urmare micșorarea propagării erorilor transversale ale rețelelor de triangulație.

În principiu utilizarea azimutelor Laplace este specifică rețelelor mari de triangulație, denumite și rețele astronomo-geodezice. Având în vedere efectul unor asemenea măsurători este posibil ca în viitor utilizarea azimutelor Laplace să se extindă sin în rețelele geodezice locale care au extinderea numai pe o anumită direcție (uneori de ordinul zecilor de kilometri), ceea ce este specific multor bazine miniere.

Coordonate astronomice

Coordonatele asronomice Φ și Λ, determinate prin metoda astronomiei geodezice și transformate în coordonate geodezice B și L pe baza relațiilor pot determina poziția rețelei de triangulație pe elipsoidul de referință. Trecerea coordonatelor geodezice B, L în coordonate plane x, y constituie o problemă de transcalculare.

Coordonatele punctelor de ordin superior sunt preluate, de regulă, ca elemente fixe la prelucrarea rețelelor de orfin inferior.

Unghiuri zenitale

Determinarea altitudinilor în rețelele de triangulație se realizează de cele mai multe ori prin metoda nivelmentului trigonometric care presupune măsurători de unghiuri zenitale.

Așa cum s-a mai menționat, prelucrarea observațiilor zenitale se efectuează, în mod obișnuit, independent de prelucrarea unghiurilor azimutale și a lungimilor. În cadrul geodeziei tridimensionale, prelucrarea acestor măsurători se execută în bloc.

Diferențe de nivel

Rețelele de nivelment de stat, precum și alte rețele de nivelment sunt determinate prin măsurători de diferențe de nivel geometric. Metoda nivelmentului geometric este mult mai precisă în comparație cu metoda nivelmentului trigonometric însă mul mai laborioasa. De aceea această metodă este puțin utilitzata în cadrul așa-numitelor rețele geodezice planimetrice (triangulație, trilaterație), numai în situațiile în care accesul la punctel geodezice prin nivelment geometric nu este extrem de dificil.

Clasificare rețelelor geodezice

Clasificarea rețelelor geodezice poate fi făcută din mai multe puncte de vedere și are nu numai o importanță formală, de clarificare a noțiunilor care vor fi folosite în continuare, ci va releva mai precis funcțiunea și destinația tipurilor de rețele întâlnite în practică.

Clasificarea rețelelor geodezice după numărul elementelor fixe din rețea

Rețea geodezică liberă. Este o rețea geodezică în care intervin numai

măsurătorile corespondente necesare determinării geometrice a rețelei. Fără ipoteze suplimentare, astfel de rețele nu se pot încadra într-un sistem unitar de coordonate, corespondent.

Rețea geodezică fără constrângeri. Este o rețea geodezică care, în afară

măsurătorilor necesare determinării sale geometrice cuprinde un număr de determinări strict necesar și suficient pentru încadrarea rețelei într-un sistem unitar de coordonate, corespondent.

Rețea geodezică constrânsă. Este o rețea geodezică în care există un

număr suplimentar de determinări în vederea încadrării sale într-un sistem de coordonate corespondent. Aceste determinări crează în rețea constrângeri de natură geometrică sau analitică, la care trebuie să se adapteze măsurătorile efectuate.

Clasificarea rețelelor geodezice după formă

Rețea formată din lanțuri de triangulație. Este o rețea geodezică de

triangulație constituită din triunghiuri, patrulatere geodezice sau pologoane cu puncte centrale. Acest tip de rețea a fost cel mai des folosit în rețelele geodezice din bazinele miniere. În interiorul acestor rețele s-au încadrat (prin îndesire) puncte din rețeaua geodezică minieră. Pentru punerea în scara s-au măsurat baze cu panglici de oțel sau cu fire speciale.

Rețea compactă de triangulație sau rețea de suprafață. Acest tip de rețea

geodezica a fost folosit doar în bazinele miniere foarte mari, fiind specific pentru rețelele geodezice naționale. (Fig. 6.)

Fig. 6. Reteaua de triangulatie de ordinul I a Romaniei.

Rețeaua geodezică locală. Aceaste rețele au fost create pentru lucrări

ingieresti speciale: exploatări miniere, complexe hidroenergetice sau de irigații – desecări, lucrări pentru realizarea cadastrului urban, s.a. precizia rețelelor geodezice locale este superioară preziei realizată în rețelele de stat. În cadrul exploatărilor miniere, rețeaua geodezică de sprijin are două părți distincte, legate însă între ele:

-retea geodezica de suprafață;

-retea geodezica din subteran.

Rețelele geodezice de suprafața au fost proiectate și măsurate de unități specializate din cadrul Ministerului Minelor și Geologiei, sistemul de proiecție fiind ales de cătră executant. Marea majoritate a rețelelor geodezice din bazinele miniere nu au legături la rețeaua geodezică de stat. Din rețeaua geodezică de suprafață, prin diverse metode au fost transmise coordonatele în rețeaua geodezică din subteran. În continuare, această rețea din subteran a fost dezvoltată pe fiecare orizont și pe fiecare galerie.

Clasificarea după numărul de dimensiuni al spațiului în care este amplasată rețeaua geodezică

1.)Rețea geodezică unidimensională. În această categorie de rețele geodezice se pot încadra rețelele de nivelment, deoarece punctele care constituie aceste rețele au doar una dintre coordonate (altitudinea) determinată omogen, într-un sistem de coordonate unitar de referință. Celelalte coordonate, atașate punctelor respective, au un rol de identificare, fiind determinate aproximativ.

2.)Rețea geodezică bidimensională. În aceste rețele punctele geodezice au determinate două coordonate într-un sistem unitar de referință: x, y în planul de proiecție sau B, L pe elipsoidul de referință. Aceste rețele se mai numesc și rețele planimetrice, deși în ulmul caz denumirea este improprie. Cealaltă coordonată (altitudinea) este determinată separat, într-un sistem de coordonate unidimendional de regulă prin metoda nivelmentului trigonometric.

3.)Rețea geodezică tridimensională. În aceste rețele toate cele trei coordonate care descriu poziția punctului într-un sistem cartezian de referință sunt determinate omogen și unitar.

4.)Rețea geodezică în spațiu cu patru dimensiuni. Această denumire este atribuită rețelelor geodezice care sunt determinate în mode repetat, la anumite interval de timp. De menționat că cele trei coordonate care definesc poziția spațială a unui punct din rețea nu sunt determinate, întotdeauna, omogen și unitar. Timpul constituie cea de a patra coordonată.

CAPITOLUL 3

PRELUCRAREA DATELOR

3.1 Generalități.

În cadrul prelucrării măsurătorilor geodezice s-au dezvoltat, în decursul unei îndelungate perioade de timp, mai multe categorii de metode de rezolvare a problemelor din ce în ce mai complexe care au intervenit în domeniul științei cunoscută sub denumirea de Geodezie. Unele dintre aceste metode s-au perfecționat continuu, fiind aplicate cu mai multă intensitate, altele dimpotrivă și-au pierdut aplicabilitatea. Motivațiile în acest sens sunt multiple: randament mai scăzut sau chiar anumite dificultăți în utilizare, în mod deosebit în ceea ce privește programarea calculelor pentru a fi efectuate de calculatoarele electonice.

Un prim scop principal al prelucrărilor care se efectuează pentru realizarea rețelelor geodezice de sprijin constă în utilizarea măsurătorilor geodezice,efectuate într-un număr suplimentar,pentru determinarea coordonatelor punctelor geodezice strict necesare și suficiente într-un sistem de coordonate corespunzător.

Un alt scop principal al oricărei prelucrări de măsurători geodezice-topografice constă în determinarea unor estimatori ai preciziei de măsurare,care partajează măsurătorile efectuate din punctul de vedere al exactității cu care acestea au fost executate.

3.2 Prelucrarea rețelelor geodezice

Metoda celor mai mici pătrate:

Un sistem liniar de ecuații ale corecțiilor este supradeterminat atunci când numărul ecuațiilor este mai mare decât numărul necunoscutelor. Acestă supradeterminare indică faptul că în model au fost luate în considerare mai multe măsurători decât cele necesare pentru determinarea parametrilor necunoscuți și în consecință se pot determina mai multe valori pentru aceeași necunoscută. Pentru geodezie este necesar să se găsească niște valori unice ale parametrilor necunoscuți. Pentru aceasta trebuie ca modelul să fie reformulat în sensul că, pentru a face ca sistemul să devină consistent, se intoduce un vector al corecțiilor (v) care adăugat la vectorul măsurătorilor () să rezulte vectorul valorilor cele mai probabile ale observațiilor (M )

M = +v.

Această reformulare a modelului leagă între ele soluțiile sistemului, într-un număr infinit, pentru că acum atât xcât și vsunt vectori cu valori cunoscute.

Soluția prin metoda celor mai mici pătrate se obține prin minimizarea sumei pătratelor corecțiilor. În foarte multe cazuri, valorile efective ale varianțelor și covarianțelor nu se pot cunoaște , de aceea ele sunt înlocuite cu valori proporționale cu acestea numite coeficienți de pondere, factorul de proporționalitate fiind varianția unității de pondere.

Prelucrarea observațiilor efectuate în rețele geodezice se desfășoară sub condiția specifică metodei celor mai mici pătrate, componentă principală a modelului stochastic:

Această relație se mai poate scrie sub forma :

[

Când cerințele de precizie nu sunt ridicate, se mai poate face o apoximație prin considerarea măsurătorilor independente ca fiind de precizii egale, caz în care condiția de minim se mai poate scrie astfel:

[.

Metoda celor mai mici pătrate de estimare a parametrilor necunoscuți mai este cunoscută și sub denumirea de compensarea prin metoda celor mai mici pătrate.

3.3 Determinarea punctelor de detaliu

Metoda radierii (coordonatelor polare)

Metoda radierii se aplică la ridicarea detaliilor aflate în jurul unu punct de coordonate cunoscute: din rețeaua geodezică, din intersecții, din drumuire, etc. Raza în jurul punctului cunoscut pe care se determină puncte de detaliu este în funcție de scara planului, dar și de aparatura utilizată. Coordonatele punctului din care se radiază trebuie să fie sigure, la fel și punctul pe care se orientează, deoarece pe ele se bazează radierile care altfel nu au decât un control slab.

La teren se măsoară direcții orizontale, unghiuri zenitale și distanțe. Acestea se măsoară față de punctul de orientare (este suficientă doar direcția) și față de fiecare punct radiat. Măsurătorile sunt însoțite de schița la teren, sau, în cazul stațiilor totale, de codurile care reprezintă fiecare punct sau obiect (suprafață). Numărul punctelor radiate se stabilește în funcție de:

scara planului;

gradul de încărcare cu detalii;

accidentarea reliefului.

Figura 7.Puncte radiate.

Scopul întocmirii unui plan topografic este reprezentarea pe planul respectiv a tuturor detaliilor de pe teren și a reliefului, cu o cât mai mare fidelitate. După cum s-a specificat mai sus, primul criteriu de a alege numărul de puncte caracteristic este scara. Cu cât scara este mai mică, cu atât numărul de puncte este mai mare. De exemplu, pentru a reprezenta planul topografic al unei localități, scara convenabilă este 1/500 sau, în cel mai nefericit caz 1/1000. Altfel nu se pot vedea canalele rețelelor edilitare sau clădirile cu multe ieșinduri. De asemenea, dacă pe planul topografic se reprezintă multe obiecte (un obiect este un contur închis), numărul punctelor este mare. Dacă scara nu este convenabilă, se poate schimba cu una mai mică pentru ca obiectele, detaliile să fie vizibile, iar denumirea punctelor să fie lizibilă. Acolo unde relieful este frământat, pentru a reda configurația terenului cu ajutorul curbelor de nivel este nevoie de foarte multe puncte de detaliu, practic la fiecare schimbare de pantă.

O posibilă situație la teren este prezentată în Figura 8.

Calculele sunt simple, se bazează pe formulele cunoscute:

Punctul de stație este 102 și are coordonatele determinate printr-o anumită metodă (rețea națională, intersecții, drumuiri, etc), iar punctul de detaliu este 1100. Distanța D0 este redusă la planul de proiecție utilizat, z este unghiul zenital, 102-1100 este orientarea dintre stație și punctul radiat, k este coeficientul de refracție și sfericitate, i101 este înălțimea aparatului în stație, iar S1100 este înălțimea la care s-a vizat pe miră sau la prismă în punctul 1100. Unghiul β este unghiul sub care se vede punctul radiat 1100 si punctul de statie 103 din statia 102.

Controlul punctelor radiate se realizează prin mai multe metode:

compararea planului obținut cu schița întocmită la teren;

dublă radiere pentru punctele de interes deosebit;

verificarea distanțelor măsurate pe plan sau determinate din coordonatele punctelor de detaliu prin determinare directă la teren (de exemplu compararea lungimii unei clădiri calculate din coordonate cu lungimea rezultată prin măsurare directă cu ruleta).

Fig. 9Radierea punctelor

Metoda coordonatelor echerice (coordonate rectangulare).

Este utilizată în special în localități, acolo unde sunt multe puncte de detaliu pentru determinarea cărora ar fi necesare foarte multe puncte de stație (Figura 10.). Dezavantajul este că în urma acestor determinări nu rezultă altitudini pentru punctele de detaliu.

Se consideră latura de drumuire 101-102 ca axa y’ a unui sistem local de coordonate. De pe această axă se coboară perpendiculare pe fiecare punct de detaliu (colț de clădire, colț de proprietate, margine de râu, etc). Aceste perpendiculare sunt paralele cu cealaltă axă a sistemului local de coordonate, x’. Perpendicularitatea este dată cu ajutorul echerelor topografice. Coordonatele în sistem național pentru fiecare punct astfel determinat se calculează diferit, funcție de amplasamentul față de axa 101-102, respectiv dreapta sau stânga:

Pentru punctele situate la dreapta axei 101-102. Trebuie avut în vedere că x’i este negativ, semnul lui va fi automat (-).

Pentru punctele situate la stânga axei 101-102.

În care:

i este punctul situat la dreapta axei;

j este punctul situat la stânga axei;

x, y sunt coordonate în sistem național;

x’, y’ sunt coordonate în sistemul local 101-102, respectiv distanțele măsurate de la 101 la punctul i sau j pe direcția lui 102 și perpendicularele pe această direcție către punctul i sau j.

CAPITOLUL 4

INSTRUMENTE SI SOFTURI UTILIZATE

4.1 Receptoare GNSS

Receptoarele GNSS sunt echipamente ce sunt capabile să „primească” semnalul emis de sateliții sistemelor GNSS si să le prelucreze in scopul obținerii unei poziții, viteze sau standard de timp. Schematic, structura unui receptor este prezentată in Fig. 11.

Fig. 11 – Schema de principiu a unui receptor GNSS

Semnalul transmis este recepționat prin intermediul antenei. Acesta este foarte slab

si de aceea este intai amplificat; este foarte important ca acest preamplificator să nu

introducă zgomote prea mari, stricand astfel raportul S/N (semnal-zgomot). Urmează apoi

o conversie a semnalului intr-un semnal de frecvență joasă (frecvență intermediară IF) si

conversia analog-digitală. Restul componentelor alcătuiesc asa numitele cicluri de urmărire

a fazei (Phase Lock Loop – PLL) si a codurilor (Code Delay Lock Loop – DLL).

Receptorul cunoaste codurile pseudo-aleatoare C/A (si P) si le poate reproduce. Ca

urmare, in cadrul DLL, se incearcă sincronizarea replicii generate cu cea modulată pe unda

purtătoare pentru a determina timpul de propagare. Sincronizarea se produce printr-o

deplasare continuă a codului intern si calculul unei funcții de corelare (ce ia valoare

maximă pentru cazul in care cele două coduri sunt suprapuse).

Din cauză că funcția de autocorelare este simetrică față de momentul căutat

(suprapunerea codurilor), codul poate fi deplasat inainte sau inapoi; de aceea, in DLL s-au

introdus inca doi corelatori, unul de anticipație (Early) si unul de intarziere (Late), decalate

simetric față de corelatorul central (Prompt) cu o fracțiune de chip. Pe baza celor două

coduri se generaează funcția de eroare (S) cu ajutorul căreia se dirijeaza oscilatorul internastfel incat să se realizeze sincronizarea.

Fig. 12. – Corelarea codurilor in receptor

Fig. 13. – Receptor GNSS de la TRIMBLE

4.2 Stații Totale Leica 307

Fig. 14 – Stație Totala Leica 307

Fig. 15 – Evidențierea părților componente

Părțile componente ale aparatului:

1 – Vizor

2 – Laseri de ghidare

3 – Șurub de mișcare vertical

4 – Baterie

5 – Suport pentru bacteria GEB111

6 – Capacul bateriei

7 – Ocular; focusarea reticulului

8 – Focusarea imaginii

9 – Mâner detașabil cu șuruburi de montare

10 – Interfața serie RS232

11 – Șuruburi de călare

12 – Obiectiv cu dispozitiv de măsurat distanta încorporate (EDM); Ieșire fascicol

13 – Display (Ecran)

14 – Tastatură

15 – Nivela circular

16 – Tastă Pornit/Oprit (On/Off)

17 – Tastă de declanșare

18 – Șurub de mișcare orizontală

Aplicații și programe:

Programele încorporate măresc considerabil funcționalitatea aparatelor, în cazul nostru, Leica TC(R) 307. Ca urmare se extinde funcționalitatea și se ușurează munca de funcționalitate în teren. Prin utilizarea valorilor înregistrate în memoria internă, utilizatorul este ferit de posibilitatea introducerii greșite a datelor. În cadrul programelor se pot utiliza atât puncte cu coordonate date, cât și puncte măsurate.

În memoria internă sunt înregistrate următoarele programe:

– Radiere

– Trasare

– Poligonație

– Arie

– Intersecție înainte

Apeleaza meniul de programe

Fig. 16. – Programe statie totala

Radierea

Cu acest program se pot măsura un număr nelimitat de puncte. Programul poate fi comparat cu măsurarea simplă. Diferă doar modul de orientare, definire a stației și ecranele suplimentare pentru coordonatele țintei.

Fig. 17. – Radiere

Datele măsurate pot fi înregistrate în memoria internă sau pot fi transferate pe interfața seriala RS232.

Trasarea

Aplicația calculează elementele pentru trasarea polară, carteziana sau ortogonala a unor puncte folosind fie coordonate sau unghiuri, fie distanțe orizontale și înălțimi introduse manual. În acest program există 3 ecrane diferită care afișează valorile de trasare corespunzător metodei. În plus, se afișează și tipul punctului găsit (punct mix sau măsurat). Se introduce numărul punctului. Dacă punctul dorit nu este găsit, sistemul trece automat în modul de introducere manuală.

Fig. 18. – Trasare

Trasarea polară

Indicarea normală a diferențelor de trasare dHz, dHD, dH.

Fig. 19. – Trasarea polara

dHz : Diferentța de unghi: pozitivă dacă unghiul de trasat e la dreapta față de direcția actuală.

dHD : Diferența longitudinală: pozitivă dacă punctul de trasat e mai departe.

dH : Diferența de înălțime: pozitivă dacă punctul de trasat e mai sus decât punctul de măsurat.

Trasarea ortogonala

Diferența de poziție dintre punctul măsurat și punctul de trasat e indicate prin componentele transversala și longitudinala.

Fig. 20. – Trasarea ortogonala

dL : Diferența longitudinală: pozitivă dacă punctul de trasat e mai departe.

dT : Diferența transversală, perpendiculară pe linia de vizare: pozitivă dacă punctul de trasat e la dreapta puntului măsurat.

Trasarea carteziană

Trasarea se bazează pe un sistem de coordonate și diferența de poziție este exprimanta prin componentele nord și est.

Fig. 21. – Trasarea carteziana

dE : Diferența pe direcția est dintre punctul de trasat și cel actual.

dN : Diferența pe direcția nord dintre punctul de trasat și cel actual.

Date tehnice

Ecranul

Se poate lumina

Se poate incalzi (Temp. <-5oC)

LCD : 144×64 Pixel

8 linii cu cate 24 de caractere

Tipul de ambază

Ambaza detașabilă GDF111 diametru 5/8” (DIN 18720 / BS 84)

Ambaza culisabilă diametru : M35x2 (DIN 13) cu adaptor 5/8”

Dimensiuni

Apartul (inclusiv ambaza și mânerul de transport): cu ambaza GDF111 360mm ± 5mm, cu ambaza culisabilă 357mm ± 5mm. Lațime 150mm. Lungime 145mm.

Carcasa 468x254x355mm (LxBxH)

Greutate (inclusive bacteria și ambaza)

Cu ambaza GDF111 4.46kg

Cu ambaza culisabilă 4.68kg

Inălțimea axei secundare

Fără ambaza 196mm

Cu ambaza GDF111 240mm ± 5mm

Cu ambaza culisabilă 237mm ± 5mm

Alimentare

Baterie Ni+Mh (0% cadmiu)

Tensiune 6V, 1800 mAh

Alimentare externă (pe interfața seriala). Dacă se folosesște cablu de alimentare externă tensiunea trebuie să fie cuprinsa între 11,5V si 14V.

Corecții automate

Linia de vizare – DA

Eroarea de index vechi – DA

Curbura pământului – DA

Refracția – DA

Corecția de înclinare – DA

Inregistrare

Interfața RS232 – DA

Memoria internă – DA; Capacitatea totală 256KB

4.3SISTEMUL FLY-MAP (FLIP7)

Achiziționarea datelor necesare pentru studii topografice eficiente folosind tehnicile clasice de topografie și/sau fotogrammetrie este dificilă, de durată, insuficientă si, în anumite cazuri, nu asigură precizia cerută din cauza interpolării între două măsurători. Practic, între două profile terenul poate fi oricum. Cu ajutorul sistemului descris aici, informatia este completă și riguroasă. În plus, productivitatea este de aproximativ 100 de km pe zi. Densitatea mare de puncte laser ne oferă toate informatiile necesare pentru a identifica și a clasifica toate elementele fizice.

Fig. 22. – Inundații semnificative

Fotogrammetria aeriană preia fotogramele din aer, camerele fiind amplasate pe baloane, elicoptere, avioane special amenajate. Fotogramele sunt preluate cu senzori, funcție de poziția senzorului putând fi nadirale, înclinate sau panoramice. Senzorul poate fi un sistem radar și în acest caz avem radargrammetrie. Imaginile pot fi sub formă de holograme, metoda fiind de numită hologrammetrie. Fotogramele pot fi preluate și de pe platforme spațiale (rachete balistice, navete spațiale sau sateliți), în acest caz metoda fiind denumită fotogrammetrie satelitară. În ultima perioadă a fost dezvoltată o nouă tehnologie de tip fotogrammetric, bazată pe sistemul LiDAR.

Tehnologia LiDAR aeropurtată de mare densitate este o inovație a tehnicilor de detectare prin senzori la distantă care a depăsit toate barierele tehnicilor de survolare tradiționale. În special pentru coridoare lungi, precum străzi, terasamente, căi ferate, linii de înaltă tensiune și bazine hidrografice, altimetria laser oferă o nouă metodă de survolare pentru a culege date detectate prin senzori într-un mod rapid. În mod special, tehnologiile LiDAR care operează la altitudine joasă (50-450m) și la mică viteză (50 km/oră) reprezintă un instrument de survolare profesională ce poate concura cu metodele de survolare traditionale întrucît este precis (3-8 cm precizie absolută în X,Y,H – altitudinea), sigur, rapid (100-150 km/zi) și foarte eficient.

Sistemul FLI-MAP (Fast Laser Imaging and Mapping Airborne Platform), poate furniza o precizie suficientă în survolările din topografie și inginerie. Densitatea mare de puncte (10-30 puncte/m2), datele extrem de precise ale sistemului FLI-MAP, împreună cu acoperirea cu imagini a coridorului survolat, permit cartografierea tuturor datelor ce se află de-a lungul oricărui coridorexistent sau teoretic.

Fig 23. Coridor survolat de avionFig. 24. –Elicopter echipat cu

si elicopter 2 brate pe care sunt asezate antenele GPS

Cartografierea unei străzi existente, de exemplu, poate fi făcută în cel mai mic detaliu, inclusiv semne de circulatie, marcaje, bariere, terasamente, linii de înaltă tensiune ce trec pe deasupra străzilor etc. De asemenea, poate prelua date și de sub copaci datorită celor două camere video, amplasate vertical și oblic. Practic, fiecare punct de la sol este o intersecție a trei drepte.

Un pachet special de procesare furnizează algoritmi de filtrare și functionalitate CAD, în afară de date laser și imagini foto și video sincronizate. Toate acestea oferă operatorului posibilitatea suplimentară de a extrage informatii valoroase din datele LiDAR.

Această informatie extrasă poate fi usor încorporată în pachete software GIS sau CAD specifice. Recentele dezvoltări din software se concentrează asupra programelor de filtrare automată și asupra posibilitătii de a produce imagini ortorectificate și georeferentiate.

Sistemul FLI-MAP

Acronimul FLI-MAP înseamnă Fast Laser Imaging and Mapping Airborne Platform (Laser pentru captare de imagini și produse cartografice pe platformă aeropurtată)

Conceptul de a cartografia cu sistemul laser FLI-MAP a fost dezvoltat și testat pentru prima dată cu un laser de scanare pe un autogir în anul 1992. După analizarea datelor, era evident că obiectele puteau fi identificate în datele LiDAR. Cerecetările au continuat în vederea conceperii unui sistem în scopuri comerciale.

FLI-MAP 1 a devenit funcțional în 1995 ca un sistem fix amplasat la un elicopter Schweizer. FLI-MAP 2, un sistem mobil apt de a se potrivi unui mare tip de elicoptere, a înlocuit prima generație de sistem în 1999. Astăzi, patru sisteme mobile cu capacitate îmbunătătită de a capta imagini functionează în întreaga lume: John Chance Land Surveys ale lui capitolul 21 functionează în America de Nord și de Sud, iar lui Fugro-Inpark îi revine regiunea din Emisfera de Est. Echipe de dezvoltare și cercetare interne continuă să identifice posibilități de mărire a preciziei, a calitătii și a aplicațiilor sistemului FLI-MAP, adeseori ca răspuns direct la nevoile cerute de clienti.

GPS

Cadrul FLI-MAP este echipat cu două brațe pe care sunt așezate antenele GPS. Această construcție minimizează zgomotul, efectele multipath și posibile obstrucții ale semnalului GPS date de motorul elicopterului. Faptul că se folosesc două antene GPS permite ca datele de satelit să poată fi primite permanent, fără a exista riscul blocării. De asemenea, se introduce redundanța, ceea ce contribuie la precizia pozitiei determinate. Datele GPS sunt încărcate de două ori pe secundă, atât de sistemul aeropurtat, cât și de stațiile de bază.

Fig. 26. – Elicopter survoland zona de interes

Lângă antenele GPS este separat asezată o antenă Omnistar. Omnistar este un serviciu creat de Fugro care furnizează corectări D-GPS precise în timp real. Folosind semnalul Omnistar, FLI-MAP poate fi navigat de-a lungul liniilor de zbor predefinite, independent de serviciile D-GPS disponibile local sau de legăturile de radio cu stațiile de bază.

Coordonate LiDAR

Coordonatele (WGS84) calculate ale căii de zbor (50 de ori pe secundă) sunt transformate în sistemul de coordonate local ale rețelei geodezice de control de la sol utilizând programe de transcalcul de coordonate în proiecțiile utilizate local. Coordonatele punctelor laser sunt la rîndul lor

Fig. 27. – Interpretarea rezultatelor

calculate prin combinarea coordonatelor căii de zbor cu parametrii de configurare a sistemului și razele laser măsurate de către scanerul laser.

Această procesare a datelor LiDAR din raze în coordonate în sistemul de coordonate local este făcut folosind FLIP7. FLIP7 este dezvoltat de Fugro pentru a procesa, a analiza și manipula datele LiDAR ale sistemului FLI-MAP.

În timpul procesării LiDAR cu FLIP7 pot fi aplicate filtre speciale pentru a optimiza output-urile datelor în scopuri specifice. Datele LiDAR pot fi exportate în diferite formate, precum .dxf, ASCII X,Y,Z sau orice alt format acceptat în domeniu.

Global Mapper

Global Mapper este o aplicație GIS accesibilă și usor de utilizat de prelucrare a datelor, care oferă acces la o mare varietate de seturi de date spațiale. Această aplicație cere un nivel scăzut de cunoștințe GIS putând fii utilizată atât de profesioniști cu experiență în domeniul GIS cât și de novici în cartografiere. Global Mapper este un must-have pentru oricine ce se ocupă cu harți sau date spațiale.

◦ Este un produs low-cost și oferă soluții usor de utilizat pentru GIS

◦ Suportă peste 225 de formate de date spațiale

◦ Opțional modul LIDAR pentru procesare avansată

◦ Suport tehnic de neegalat și gratuit

Global Mapper este mai mult decat o utilitate; a fost conceput pentru calculul ariilor și distantelor, raster, analiză spectrală, altitudine, calcule de volum excavat/umplut. Are de asemenea capabilități avansate cum ar fi rectificarea imaginilor, generarea de contur pentru datele de suprafață, delimitarea bazinelor hidrografice, modelarea nivelului mării, compararea straturilor de teren, procesarea ortofotoplanurilor și triangularea datelor de puncte 3D.

Fig. 28. – Interfața Global Mapper

Fig. 29. – Importul unui fișier de tip (.tif)

Fig. 30. – Modelul Digital al Terenului

Fig. 31. – Profilele transversale suprapuse peste Modelul Digital al Terenului

Fig. 32. – Realizarea DTM-ului prin unirea Grid-urilor transmise din elicopter

Fig. 33 Realizarea DTM-ul prin unirea Grid-urilor transmise de la avion

ProfLT v10.0

ProfLT este un program ce funcționează în mediul AutoCAD sau IntelliCAD cu ajutorul căruia putem configure, crea și desene profile longitudinale și ransversal.

Începând cu versiunea ProfLT 9.0 programul a fost creat pentru a funcționa în mediul AutoCAD sau IntelliCAD. S-a optat pentru această soluție pentru a beneficia și de facilitățile oferite de programele CAD.

Aplicația ProfLT permite înserarea punctelor dintr-un fișier de coordonate, iar pe baza codurilor acestor puncte sau a modelului tridimensional, programul generează profilele longitudinale și transversal. Opțiunile de configurare permit modificarea modelelor predefinite pentru profile, dar și salvarea unor modele noi, astfel fiecare utilizator are posibilitatea să particularizeze în funcție de cerințele lucrării.

Funcționalități oferite de ProfLT:

◦ generarea profilelor longitudinale utilizând polilinii 2D cu puncte, polilinii 3D său model 3D;

◦ generarea automată a profilelor longitudinale și ransversal folosind codurile punctelor;

◦ desenarea punctelor dintr-un fișier de coordonate;

◦ unirea automată a punctelor laterale față de axul profilului longitudinal conform listei de coduri introduce la configurare;

◦ funcții de modificare a profilelor precum unirea și deconectarea acestora, recalculare orientare și kilometraj transversal, inversare sens profil;

◦ modele predefinite pentru tipurile de profile longitudinale și transversal (model drumuri, LEA, Canalizări și Ape);

◦ posibilitatea de salvare a unui model propriu pentru un profil longitudinal și/sau transversal;

◦ opțiunile de configurare acoperă o gamă variată de situații referitoare la modul de generare și de desenare a profilelor, rubricile profilelor pot fi aranjate conform specificului lucrării, poate fi ales formatul pentru plansele cu profile longitudinale și ransversal;

◦ previzualizarea profilelor înainte de desenare;

◦ desenarea rapidă a profilelor longitudinale și ransversal;

◦ așezarea și desenarea în pagina a profilelor în funcție de tipul de imprimantă selectat;

◦ calcularea cotelor proiectate și desenarea textelor cotelor proiectate;

◦ exportarea profilelor transversal în fișiere specific Micropiste sau SdrMap;

◦ programul funcționează în limba romană și în limba engleză.

Îmbunătățiri aduse ultimelor versiuni de ProfLT

◦ Adaptare pentru BricsCAD V10.3.8.

◦ Adaptare pentru ProgeCAD 2010.

◦ Adaptare pentru ZwCAD 2010.

◦ Entitățile ce defines profilele pot fi copiate sau inserate într-un alt desen fără a se mai pierde legăturile dintre entități.

◦ A fost introdusă posibilitatea scalarii distanțelor din profile pentru a se putea elimina deformația pe distanțe a sistemului de proiecție.

◦ Punctele sunt regenerate atunci când se schimbă scara planului.

◦ Acum sunt interpretate corect entitățile ce au definite extrudare, entități la care au fost applicate rotații 3D, aliniere 3D.

◦ Nu se mai pierd rubricile tabelelor în cazul în care nu există alocat fișier.

◦ A fost introdusă posibilitatea de a alege caracterul despărțitor pentru fișierele CSV.

Pentru o funcționare corespunzătoare este recomandat mai întâi să realizăm configurarea programului, adică să stabilim scara planului, să definim rubricile tabelelor, să alegem fișierul de interpretare a codurilor, să edităm fișierul cu layer-e șiș a alegem fișierul ce conține tipurile de linii.

Fig. 34. – Interfața ProfLT v10.0

Fig. 35. – Desenarea profilelor longitudinale in ProfLT

Fig. 36. – Desenarea profilelor transversale in ProfLT

AutoCAD

AutoCAD (din engleza de la CAD = Computer-aided desing sau Computer-aided design and drafting) este un program CAD utilizat în proiectarea planurilor de construcție în două dimensiuni (2D), mai puțin în trei dimensiuni (3D), dezvoltat și proiectat de compania americană Autodesk. AutoCAD-ul este unul dintre cele mai folosite programe pentru desenare/proiectare asistată de calculator, fiind considerat standard industrial.

Fișierele specifice sistemului (“native”) sunt cele de tip dwg, precum și cele de tip dxf (Drawing eXchange Format), extreme de larg răspândite.

Cu toate că inițial a fost creat pentru ca să ruleze și pe platforme precum Unix și Macintosh, s-a renunțat la dezvoltarea acestora în favoarea sistemului de operare Windows.

Una dintre caracteristicile care au făcut faimosă această aplicație, pe lângă prețul la lansare mai mic decât al altor softuri similare, a fost posibilitatea de ambientare și automatizare a proceselor. Aici sunt incluse AutoLISP, Visual LISP, VBA, .Net, ObjectARX.

Prima versiune, denumită MicroCAD, a apărut în anul 1982, ajungând până la versiunea AutoCAD 2014. Compania Autodesk a mai dezvoltat și o multitudine de programe soft AutoCAD particularizate pe anumite domenii: AutoCAD Architecture, AutoCAD

Electrical, AutoCAD Mechanical, AutoCAD Overlay, AutoCAD Land Desktop, AutoCAD Map, AutoCAD Civil 3D.

Printre caracteristicile principale ale AutoCAD-ului se pot enumera:

◦ Crearea unor construcții geometrice corecte;

◦ Existența obiectelor grafice și multiplele posibilități de definire a acestora de către utilizator;

◦ Posibilitățile de editare a elementelor grafice;

◦ Existența unui sistem de cotare și hasurare foarte elaborate;

◦ Capacitatea de modelare în două și trei dimensiuni;

◦ Posibilitatea dezvoltării programului de către utilizator, prin aplicații directe în limbajele AutoLISP, C, DCL, Visual Bas

Fig. 37. – Prelucrarea unui profil transversal

Fig. 38. – Prelucrarea unui profil transversal al unui pod

CAPITOLUL 5

STUDIU DE CAZ

5.1 Realizarea profilelor topografice

Profilul topografic

Este reprezentarea grafică în plan a liniei de intersecție între suprafața terenului și o suprafață verticală ce trece prin două sau mai multe puncte date. Se poate obține din măsurători pe teren sau de pe plan.

Profilele topografice, că reprezentări ale liniei de intersecție dintre suprafața terenului și un plan vertical, pot fi:

◦ Profile longitudinale, când planul vertical se consideră desfășurat în lungul unei direcții date (axul unui drum, axul unei văi, axul unui rău etc.). Pentru a fi mai expresive scara lungimilor se ia mai mare decât scara înălțimilor de 10, 20 , 25, 40 sau 50 ori, după caz;

◦ Profile transversale, când planul vertical este dispus perpendicular pe direcția dată. În acest caz, graficul cuprinde ca punct central unul comun cu profilul longitudinal, iar scările de raportare în plan și în înălțime sunt egale.

Aceste reprezentări sunt specifice proiectelor instalațiilor de transport – drumuri, căi ferate, funiculare – constituind suportul pentru fundamentarea soluțiilor propuse.

Profilul terenului pe o anumită direcție, definit ca linia de intersecție a suprafeței topografice a terenului cu un plan vertical, se întocmește cu ajutorul a două elemente geometrice: distanțele reduse la orizont dintre puncte și cotele acestora (sau diferențele de nivel), elemente ce se deduc de pe plan. Picheții, respective punctele caracteristice, se consideră aici la intersecția direcției profilului cu curbele de nivel, apreciind că între două asemenea linii consecutive panta terenului este continuă

Fig. 39. – Profilul terenului: a – plan de situatie; b – profil pe directia 1-6.

Profilul longitudinal al traseului 1-6 se obține din raportarea picheților 1,2,3,4,5 și 6 pe o linie orizontală, folosind distanțele dintre ei reduse la o anumită scara. Față de acest plan de comparație, se reprezintă punctele în înălțime, în funcție de cote sau de diferența de nivel, redate la o scară de 10….50 de ori mai mare decât scara lungimilor, în funcție de relief. Linia terenului, respective profilul în lung, rezultă din unirea punctelor obținute.

Profilul transversal într-un punct dat de pe profilul în lung se întocmește pe o directive perpendiculară a acestuia, după același principiu, folosind însă aceeași scară atât pentru lungimi cât și pentru înălțimi.

5.2 LiDAR

Tehnologia LiDAR (Light Detection and Ranging) aeropurtata de mare densitate este o inovație a tehnicilor de detectare prin senzori la distanță care a depășit toate barierele tehnicilor de survolare tradiționale. În special pentru coridoare lungi, precum străzi, terasamente, căi ferate, linii de înaltă tensiune și bazinul hidrografic, altimetria laser oferă o nouă metodă de survolare pentru a culege date detectate prin senzori într-un mod rapid. În mod special, tehnologiile LiDAR care operează la altitudine joasă (50-450m) și la mică viteza (50 km/oră) reprezintă un instrument de survolare profesională ce poate concura cu metodele de survolare tradiționale întrucât este precis (3-8 cm de precizie absolută în X,Y,Z), sigur, rapid (100-150 km/zi) și foarte eficient.

-42-

Fig. 40 – Model digital al terenului obținut prin tehnologia LiDAR

5.2.1 Fundamentul aplicației

Un sistem lidar este un sistem de sondare la distanța care utilizează fenomenele ce au loc la interacția radiației laser cu mediile neomogene. Pentru aceasta, un emițător (o sursă laser monocromatica de energie mare împreună cu un sistem optic ce asigură o divergentă mică a fasciculului) trimite în mediul investigat pulsuri scurte repetate de radiație electromagnetică. Cu ajutorul unui telescop și a unui selector specific aplicației, câmpul optic rezultat în urma interacției de un anumit tip a radiației cu mediul (împrăștiere elastică Mie sau moleculară, absorbite , împrăștiere inelastica Rămân, fluorescenta indusă, efect Doppler etc) este captat și focalizat pe un fotodector care îl transformă în semnal electric. Cu ajutorul electronicii de amplificare, filtrare și conversie analog-digitala, semnalul este digitizat și stocat pe un computer.

Ca o extensie a tehnologiei laser, LiDAR (Light Detection and ranging) implică lansarea unui fascicul de lumină la o țintă și se măsoară timpul parcurs către țintă și înapoi la sursă, ca și în cazul stației totale (EDM). Instrumentul măsoară timpul de care este nevoie pentru duș întors și apoi calculează cât de departe este ținta. Se știe, de asemenea, direcția fasciculului. Comparând-o cu radarul, acesta funcționează în mod similar, dar folosește unde radio în loc de fascicul luminos. Prin emiterea de milioane de fascicule laser către un obiect, cum ar fi o clădire, o autostradă, sau sistemul de conducte într-o instalație industrială, se poate calcula distanța și direcția unui număr infinit de puncte și reda (cartografia) harta suprafețelor aproape oricărui tip de obiect, oricât de complexă. Aceasta este scanarea laser.

Cu un astfel de sistem se pot determina densități de particule în suspensie în atmosferă (lidar de retroimprastiere elastică Mie) sau concentrații de gaze (lidar de împrăștiere moleculară sau absorbție), densități de vapori de apă (lidar Rămân), viteze ale vânturilor (lidar Doppler) sau densități ale fitoplanctonului în apă (lidar de fluorescență), pe tot traiectul razei laser deodată, până la distanțe de zeci de kilometri. În măsura în care sunt la dispoziție și alte date, complementare, din profilele lidar se pot extrage și alte informații, cum ar fi profile verticale de temperatură sau microfizica aerosolilor, sursa de proveniența a particulelor etc.

Pe lângă distanța mare de sondare și aria de aplicații, un important aspect al detecției lidar este legat de răspunsul foarte rapid al sistemului, în relație caractisticile de viteza ale purtătorului de informație: lumina. Practic, datele se obțin în timp real. Problema constă în faptul că extragerea informațiilor despre mediul sondat din aceste date nu este directă, fiind necesară procesarea acestora. Practic, la o singură măsurătoare (la un singur puls laser) se obține un șir de mii de date, iar pentru a putea efectua un studiu elocvent sunt necesare sute de măsurători într-o singură sesiune de experimente.

Procesarea acestor date trebuie automatizată pentru a exploata răspunsul în timp real al acestui tip de aparat. Procesarea acestor date trebuie automatizata pentru răspunsul în timp real al acestui tip de aparat. Fiecare fișier inițial conține un șir de distanțe și un șir de intensitate semnal. Fiecărei distanțe îi corespunde intensitatea de semnal de același index. Mai multe măsurători efectuate succesiv la aceeași parametri de aparat sunt grupate apoi într-un fișier care conține un șir de distanțe și un șir de intensitate semnal, formând o matrice în care numărul de coloane este egal cu numărul de distanțe de la care se colectează ( de exemplu:sondare până la 3169m cu o rezoluție spațială de 3m și o distanță minimă de 100m înseamnă 1023 puncte de fiecare șir de date, adică 1023 de colane inmatrice), iar numărul de linii este egal cu numărul de măsurători plus 1 (linia ce conține distanțele). Acestui fișier compact i se atașează un header ce conține informații despre setările aparatului în timpul experimentului.Acestea sunt fișierele asupra cărora se lucrează.

5.2.2 Caracteristicile fișierelor stocate automat pe calculator în urma efectuării unui set de măsurători sunt:

– volum mare de date, stocate în fișiere ASCII format ’’delimited’’;

– fiecare fișier include un număr constant de linii de header care conțin informații referitoare la data și ora măsurătorii, număr de cicluri pe fiecare măsurătoare, unghiul de elevație și azimut, locul de amplasare a sistemului etc; aceste informații sunt utile interpretării ulterioare a rezultatelor;

– dispersie mare(3-5 ordine de mărime);

– informația conținută nu este evidentă, ea trebuie extrasă prin diverși algoritmi matematici de prelucrare;

– comprimarea datelor obținute din măsurători succesive poate oferi o imagine asupra evoluției temporale a fenomenelor studiate: înălțimea stratului limita planetar (PBL), baze de nori, încărcări cu aerosoli etc; în consecință, analiza profilelor nu trebuie făcută individual, ci se dorește alăturarea acestora pentru a se obține o imagine a unuia sau mai multor seturi de măsurători.

5.2.3 Vizualizarea datelor LiDAR

FLIP7 prezintă datele LiDAR în mai multe moduri. Nu este deloc o sarcină ușoară să folosești și să utilizezi mai mult de 1 000 000 de puncte pe km. FLIP7 prezintă utilizatorului datele LiDAR în moduri care îi permit acestuia o interpretare rapidă și precisă. Punctele LiDAR pot fi vizualizate în “Culoare pe Înăltime” sau în “Culoare pe Intensitate”. În afară de aceste două metode de a vizualiza datele, datele pot fi de asemenea vizualizate în prezentare verticală (profile longitudiale și transversale).

5.2.4 Reducerea datelor LiDAR

Livrarea datelor în proportie de 100% către client adeseori nu este unul din produsele finale, din moment ce este vorba de prea multă informatie pentru a putea fi contolată. FLIP7 foloseste mai multe filtre JCLS pentru a reduce ansamblul de date originale într-o colectie de puncte mai usor de utilizat și controlat.

5.2.5 Schițe cu ajutorul computerului

După ce utilizatorul a extras datele, procesorul poate utiliza informatiile bază LiDAR (digitizare).FLIP7 admite puncte simple și polilinii multisegmentate ce pot fi definite ca “obiecte-desen”.

Prin exportul a mai multe niveluri în pachete CAD, precum MicroStation sau AutoCad, beneficiarul poate importa produsul final într-o structură proprie.

Fig. 41Produs (profile transversale) al tehnologiei LiDAR

5.2.6 Exportul și importul de obiecte-desen

Obiectele-desen se pot importa în FLIP7 folosind formatul de fișier standard AutoCAd DXF sau un simplu format fișier text ASCII. Desenele-obiect pot fi de asemenea exportate din FLIP7 folosind formatele fișier DXF și ASCII.

5.3SPAȚIUL HIDROGRAFIC BANAT. REALIZAREA PLANULUI PENTRU PREVENIREA, PROTECȚIA ȘI DIMINUAREA EFECTELOR INUDAȚIILOR IN B.H. BANAT

5.3.1 GENERALITĂȚI

Denumire

Prezenta lucrare face parte din programul de realizare a Planului național pentru prevenirea, protecția și diminuarea efectelor inundațiilor denumit și „Planul pentru Prevenirea, Protecția și Diminuarea Efectelor Inundațiilor în Bazinul Hidrografic Banat” (PPPDEI).

Acest plan are la bază principiile cuprinse în Strategia Națională de Management al Riscului la Inundații și răspunde prevederilor Directivei 2007/60/CE a Parlamentului European și a Consiliului privind evaluarea și gestionarea riscurilor la inundații.

„Planul pentru Prevenirea, Protecția și Diminuarea Efectelor Inundațiilor în bazinul hidrografic Banat” este un instrument absolut necesar pentru coordonarea la nivel național și corelarea la nivel bazinal a lucrărilor de investiții pentru prevenirea și combaterea inundațiilor și devine astfel parte integrantă a politicii naționale în domeniul gospodăririi apelor.

Planul pentru prevenirea, protecția și diminuarea efectelor inundațiilor în Bazinul Hidrografic Banat își propune abordarea prevenirii, protecției și diminuãrii efectelor inundațiilor la nivelul întregului bazin / spațiu hidrografic Banat, administrat de Administrația Bazinală de Apă Banat. Zona de interes prioritar abordata este încadrată de zonele comunei Gavojdia, Criciova și a orașului Lugoj și are o lungime de 29376,4 m. (aprox. 30 km.).

Scopul și obiectivele proiectului

Planului pentru Prevenirea, Protecția și Diminuarea Efectelor Inundațiilor în bazinul hidrografic Banat este reducerea riscului de producere a dezastrelor naturale (inundații) cu efect asupra populației, prin implementarea măsurilor preventive în cele mai vulnerabile zone până în anul 2015.

Obiectivul general al Planului pentru Prevenirea, Protecția și Diminuarea Efectelor Inundațiilor în bazinul hidrografic Banat este reducerea riscului de producere a dezastrelor naturale cu efect asupra populației, prin implementarea planurilor de management al riscului la inundații, prin măsuri concentrate asupra prevenirii, protecției și diminuării efectelor inundațiilor.

Obiectivele specificeale Planului pentru Prevenirea, Protecția și Diminuarea Efectelor Inundațiilor în bazinul hidrografic Banat, sunt:

◦ realizarea modelului digital al terenului (DTM);

◦ realizarea bazei de date digitale necesara pentru modelarea hidrodinamica și pentru realizarea hărților de hazard (inundabilitate);

◦ efectuarea modelării hidraulice;

◦ realizarea hărților de hazard (inundabilitate) la inundații pentru diferite probabilități (10%, 5%, 1% și 0,1%);

◦ realizarea hărții hidrografice de ansamblu a b.h. Banat;

◦ identificarea, pe baza de scenarii, a măsurilor structurale de prevenire protecție și diminuare a efectelor inundațiilor în b.h. Banat;

◦ prin prioritizarea acestora se vor crea oportunități de optimizare/extindere a infrastructurii și a sistemului de prevenire, protecție și diminuarea efectelor inundațiilor.

Amplasamentul proiectului, inclusiv vecinătățile și adresa obiectivului

Proiectul analizat vizează o abordare a inundabilității pentru debite cu diferite probabilități de depășire și întocmirea hărților de hazard (inundabilitate) pe cursurile principale de apă din bazinul hidrografic Banat: Timiș, Nera, Cerna, Caras, Bega, Bârzava, Aranca și afluenții Dunării dintre Baziaș și Cerna.

Nu au fost abordate toate râurile cadastrate din bazin, din motive economice, dar pentru modelarea hidrologică s-a luat în studiu întreg arealul natural al bazinului hidrografic Banat de pe teritoriul național în suprafață de cca. 18.320 km2, ceea ce reprezintă 7,7% din teritoriul României.

Situat în partea de sud-vest a României, suprafața de 18.393 km2 a bazinului hidrografic (BH) Banat se află în administrarea Administratiei Bazinale de Apa Banat, Timișoara, având următorii vecini:

◦ la nord și nord-est, bazinul Mureșului,

◦ la est bazinul Jiului,

◦ iar la vest și sud, frontiera Republici Serbia și Muntenegru,

◦ la nord-vest cu Republica Ungară.

Spațiul Hidrografic Banat este amplasat în sud-vestul României, între 20018` si 22052` longitudine estică și între 44026` si 46008` latitudine nordică.

Bilanțul territorial

Suprafața totală a BH Banat este de 18.393 km2 (7,7% din suprafața țării), repartizați pe sub – bazine hidrografice prezentate în tabelul următor:

Tabel nr. 2 – Repartizarea suprafetei Bazinului Hidrografic Banat

Rezumatul planului

Obiectivul general al planului îl reprezintă realizarea unui plan de reducere a riscului de producere a inundațiilor cu efecte dezastruoase asupra populației, prin implementarea măsurilor preventive în cele mai vulnerabile zone.

Modul de abordare implica doua zone de detaliere:

o detaliere generală pentru tot bazinul;

o detaliere ridicată pentru râurile principale;

Planurile de apărare împotriva inundațiilor se referă la măsurile care trebuie luate în cele trei faze de desfășurare:

A. Măsuri preventive și de pregătire înainte de inundație;

B. Măsuri operative în perioada de inundație;

C. Măsuri de refacere și restabilire a vieții normale.

Pentru acest lucru s-a stabilit necesitatea realizării hărții de hazard (de inundabilitate) a bazinului hidrografic Banat, pe baza căruia a fost elaborat planul de prevenire, protecție și diminuare a efectelor inundațiilor.

Etapele proiectului implică:

1. realizarea de studii topo-geodezice pentru baza de date digitale și a modelului digital al terenului (DTM) prin:

o recunoașterea terenului

o fotogrametrie realizată prin scanare laser aeropurtat

o studii topo pentru completarea cu măsurători topografice de detaliu de-a lungul celor 6 cursuri principale (Aranca, Bega, Timiș, Carașul, Nera, Cerna) și afluenții direcți ai Dunării.

o realizări de profile – planuri de situație și rețea GPS

o măsurători batimetrice

– iar pentru restul bazinului, unde cerintele de precizie au fost mai mici, se va face prelucrarea avansată a datelor aerofotogrammetrice obtinute de la A.N.C.P.I.

2. efectuarea modelării hidraulice, ceea ce presupune:

– construirea modelului hidrologic prin analiza celor mai mari viituri ;

– prelucrarea statistică a datelor hidrologice, în secțiunile statiilor hidrometrice;

– modelarea hidrodinamica folosind aplicatii informatice de modelare.

3. realizarea hărților de hazard la inundații:

– pentru debite pe râuri la asigurări corespunzătoare claselor de importanță ale obiectivelor din bazin (cu probabilități de depășire a debitelor de 10%, 5%, 1%, 0,1% ).

4. realizarea hărții hidrografice de ansamblu a BH Banat;

5. realizarea de scenarii de amenajare a BH Banat.

– după realizarea hărților de hazard urmează realizarea scenariilor de amenajare pentru combaterea efectelor distructive ale viiturilor. Aceste propuneri se vor aplica atât pentru actualizarea parametrilor functionali ai infrastructurii de apărare împotriva inundatiilor existente, cât și pentru lucrări hidrotehnice noi (diguri, acumulări) sau zone de inundare controlată.

6. elaborarea planului de măsuri structurale și nestructurale de prevenire, protectie și diminuare a efectelor inundatiilor în BH Banat;

– pentru fiecare scenariu realizat, se propun o serie de măsuri pentru prevenirea și combaterea efectelor distructive ale viiturilor;

– se face o analiză a zonelor potential inundabile în regim natural și a modului de comportare al lucrărilor hidrotehnice existente cu rol de apărare împotriva inundațiilor;

– se vor selecta solutii posibile de prevenire și combatere a potentialelor efecte distructive.

7. evaluarea impactului măsurilor propuse asupra mediului, conform directivelor europene și legislatiei nationale în vigoare.

– se va realiza un „Raport de mediu” cu descrierea măsurilor avute în vedere pentru monitorizarea efectelor semnificative ale implementării planului sau programului.

– se va elabora un „Plan de măsuri” pe baza căruia se va realiza o prioritizare a măsurilor propuse.

Etape de lucru parcurse in elaborarea PPPDEI

etapa I – Elaborarea hărtilor de hazard (inundabilitate):

I.a. Studii topogeodezice – Modelul digital al terenului

Acestea au drept scop actualizarea informației topogeodezice pentru întreg bazin hidrografic Banat.

– au fost realizate prin scanare laser aeropurtat si

– completate cu măsurători topografice de detaliu, de-a lungul cursurilor principale și prin prelucrarea avansată a datelor aerofotogrammetrice obtinute de la A.N.C.P.I. pentru restul bazinului, unde cerințele de precizie au fost mai mici.

I.b. Studii și modelari hidrologice și hidraulice

Aceasta etapa a presupus:

– construirea modelului hidrologic prin analiza celor mai mari viituri;

– prelucrarea statistica a datelor hidrologice, în secțiunile statiilor hidrometrice

– modelarea hidrodinamica folosind aplicații informatice de modelare

Elaborarea hartilor de inundabilitate s-a făcut pentru debite pe râuri la asigurari corespuzatoare claselor de importanta ale obiectivelor din bazin (10%, 5%, 1%, 0,1% ).

etapa II – Redactarea P.P.P.D.E.I.:

II.a Intocmirea documentatiei PPPDEI

Au fost avute în vedere următoarele aspecte:

– analiza actualului sistem de aparare împotriva inundatiilor;

– starea tehnica si functionala a lucrărilor de apărare (îndiguiri, regularizări, acumulări);

– analiza diagnostic – puncte tari și puncte slabe, aprecierea gradului actual de protectie împotriva inundatiilor, constrangeri;

– inundabilitatea actuală în spatiul hidrografic Banat la debite având probabilitatea de depășire de 10%, 5%, 1%, 0,1%;

– actiuni și măsuri propuse pentru reducerea riscului la inundatii în urma realizării hărtilor de hazard (inundabilitate);

– transfer de know-how împreună cu bazele de date și sistemul informatic realizate către beneficiar.

II.b Scenarii de amenajare

După realizarea hartilor de hazard, urmează etapa scenariilor de amenajare si propunerilor de masuri pentru combaterea efectelor distructive ale viiturilor. Aceste propuneri se vor aplica atat pentru actualizarea parametrilor functionali ai infrastructurii de aparare impotriva inundatiilor existente, cat si pentru lucrări hidrotehnice noi (diguri, acumulări) sau zone de inundare controlata.

Pentru fiecare scenariu realizat se va face o analiză a zonelor potential inundabile in regim natural si a modului de comportare al lucrărilor hidrotehnice existente cu rol de apărare împotriva inundațiilor si se vor selecta solutii posibile de prevenire si combatere a potentialelor efecte distructive.

II.c Prioritizarea măsurilor

In functie de importanta si iminenta măsurilor, tinând cont de obiectivele tinta prevăzute de Strategia Nationala de Management a Riscului la Inundatii, se realizează o prioritizare a măsurilor rezultate.

Delimitarea spațiului hidrografic

Planul de management se elaborează pentru spațiul hidrografic Banat, format din principalele râuri: Timiș, Nera, Cerna, Caras, Bega, Bârzava, Aranca și afluenții Dunării dintre Baziaș și Cerna, ce au o suprafață bazinală de 18.393 km2.

Vecini:

– în partea vestica cu Serbia;

– la nord-vest cu Ungaria;

– la nord cu bazinul hidrografic Mures si granita cu Ungaria;

– la sud cu Dunărea;

– la est cu bazinul hidrografic Mures si Spatiul Hidrografic Jiu.

Suprafața totală a bazinului hidrografic este de 18.393 km2, dar se continuă și pe teritoriul Serbiei și Muntenegru (prin bazinele râurilor Caraș, Moravița, Bârzava, Timiș, Bega și Aranca).

Din punct de vedere administrativ, spațiul hidrografic Banat ocupă integral județul Timiș și Caraș – Severin, precum și părți din județele: Arad, Hunedoara, Mehedinți și Gorj.

Populația din această zonă este de circa 1.030.431. Densitatea medie a populației este de circa 55 loc/km2, distribuită în 15 centre urbane (municipii și orașe) și 144 de centre rurale (comune). În bazinele hidrografice ale râurilor Timiș și Bega locuiesc circa 25% din populatie în 5 centre urbane și 63 de comune, cu o densitate medie de 34 locuitori/km2.

5.3.2RAUL TIMIS – ZONA GAVOJDIA, CRICIOVA SI ORARUL LUGOJ

Prezentul studiu, proiectat, executat și întocmit, a avut drept scop executarea de măsurători batimetrice, de detaliu pe profilele transversale, și întocmirea profilelor transversale și respectiv celui longitudinal pe sectorul cuprins între localitățile Sag și Grănicerii.

Lungimea totală a proiectului realizat pe răul Timiș a fost de 205418.87 m., (aprox. 206 km.), având un număr total de profile transversale de 594. Pe lângă acestea au fost realizate și profilele transversale pentru poduri (pasarela, pod auto, pod cfr, pod pietonal, pod de fier, pod semi-auto) în număr de 26.

În prezenta lucrare zona de interes prioritar abordată este încadrată de zonele comunei Gavojdia, Criciova și a orașului Lugoj și are o lungime de 29376,4 m. (aprox. 30 km.). Numărul profilelor transversale realizate este de 98 și un profil longitudinal. Profilele transversale pentru poduri au fost în număr de 4 și anume Pod Auto Lugoj, Pod Pietonal Lugoj, Pod CFR Lugoj, Pod de fier Lugoj.

Măsurătorile batimetrice au fost executate cu ajutorul unui caiac echipat cu GPS Trimble R6 RTK și sonar. Nu s-a putut folosi ambarcațiunea cu motor deoarece nu

se păstra o adâncime a apei constantă peste 1 metru. Echipamentul realizează simultan măsurătorile de poziție x,y, cota la suprafața apei și măsurătorile de adâncime a apei.

Măsurătorile au fost realizate în sistemul național de proiecție Stereo ’70, utilizând, ca sistem de poziționare, aparatura GPS cadastrala în sistem RTK, cu stație de

baza poziționată pe reperele GPS furnizate de beneficiar . Cota de referință a fost preluată de la aceste repere.

Tabel nr. 3 – Coordonatele reperelor

Datorită adâncimilor prea mici (sub 50 cm) pe primii metrii ai unor profile au fost înregistrate doar coordonatele și cota la suprafața apei.

Fig. 42 – Inregistrarea coordonatelor cotelor la suprafata apei

În primul rând s-a creat rețeaua geodezică de sprijin (de îndesire) urmată ulterior de bornarea propriu-zisă. În momentul zborului s-a staționat la sol în același timp cu GPS-ul pe puncte și s-au corelat măsurătorile LIDAR cu măsurătorile terestre.

Fig. 43Fig. 44

Fig. 45 Fig. 46

Fig. 43, 44, 45, 46– Staționarea pe borne

Compania olandeză FUGRO a furnizat toate echipamentele, aparatura, softuri și tehnologia necesară. De asemenea aceasta compania a făcut și zborul.

După ce s-a efectuat zborul a urmat descărcarea datelor și corelarea lor cu măsurătorile terestre. Fișierele primite de la elicopter (Fig. 49) și avion (Fig. 48) au fost de forma GRID. Fișierele primite de la elicopter prezintă linii de rupere de panta. Cu ajutorul softului GLOBAL MAPPER aceste fișiere au fost unite și așa s-a realizat Modelul Digital al Terenului (DTM) (Fig. 47).

Fig. 47 – Modelul Digital al Terenului (DTM)

Fig. 48 – Fisier GRID primit de la avion

Fig. 49 – Fisier GRID primid de la elicopter

S-au măsurat puncte din apă și de pe mal clasic doar în zona albiei și digului raului, iar restul s-au extins de pe modelul digital în zonele unde nu s-au putut obține măsurători (zonele localităților).

Punctele măsurate și extinse s-au unit cu o polilinie cu un program de generare a profilelor transversale numit ProfLT și au fost rulate în AutoCAD.

Concluzii

Înființată ca și concept în anul 1992 și devenita pentru prima oară funcțională în anul 1995, tehnologia ’’lidar fli-map’’ reprezintă o știință puțin utilizată pentru moment, dar cu un potențial real de dezvoltare a acestei tehnologii.

Datorită evoluției continue și rapide a tehnologiei și a gadgeturilor ce sunt necesare pentru procesele de achiziție, stocare și prelucrare a datelor de interes asupra zonei ce se vrea a fi exploatată cu ajutorul sistemului ’’lidar fli-map’’, se va ajunge ca într-un viitor apropiat acest sistem să înlocuiască cu succes tehnicile clasice ale topografiei, geologiei, arhitecturii și a altor științe și instituții ce se bucura de rezultatele obținute cu ajutorul metodologiei mai sus menționată.

Generarea modelul digital al terenului (MDA) prin metodologia propusă permite determinarea cu precizie a altitudinilor terenului pentru bazine hidrografice. De asemenea, pe baza metodologiei descrisă mai sus, este posibilă întocmirea profilelor transversale și a profilului longitudinal. Metodă este precisă, eficientă și rapidă.

După cum rezultă din lucrarea de față, sistemul FLI-MAP are foarte multe avantaje, produsele fiind de o precizie care concurează cu măsurătorile executate clasic (cu stația totală). Trebuie însă aduse unele considerații privind modul în care tehnologia poate ajunge la asemenea performanțe.

Această expunere arată clar că pentru multe activități tipice de inginerie, informații geografice și topografice de precizie, metoda expusă este de extremă importanță.

Capacitatea de a colecta aceste date într-un mod rapid, sigur și eficient este esența oricărei folosiri practice a informației. Capacitatea sistemului FLI-MAP de a colecta datele necesare cu precizie și într-un mod rapid și eficient face ca sistemul FLI-MAP să fie un sistem de survolare excelent care admite diverse aplicații de inginerie.

Ușurință de integrare și reutilizarea datelor oferă valoare pentru datele colecate cu FLI-MAP și pot fi folosite cu diferite pachete GIS.

Avantajele sistemului FLI-MAP comparat cu tehnicile tradiționale pot fi rezumate după cum urmează: – costuri mici; – timp de execuție foarte scurt până la produsul final; – în comparație cu măsurătorile de survolare convenționale, nu sunt necesare blocaje care să întrerupă traficul; – furnizarea de imagini statice sau video geo-referentiate, orto-rectificate (până la dimensiuni ale pixelului de 4-5-cm) poate fi considerată un produs suplimentar, ce poate fi folosit pentru studii de vizualizare în 3-D, studii de inginerie și DTM foarte precis pentru studii de proiectare.

BIBLIOGRAFIE

„Plan pentru prevenirea, protecția și diminuarea efectelor inundațiilor în spațiul hidrografic Banat” – Apele Romane – www.rowater.ro

„Curs de Geodezie – Topografie” – Cornel Păunescu

„Curs de Geodezie – Topografie Volumul ÎI” – Cornel Păunescu, Gabriela Paicu

„Tehnologii geodezice spațiale note de curs” – Asist. Univ. Vlad Gabriel Olteanu

„Manual de utilizare TC(R) 303/305/307” – Leica Geosystems

„Curs de Geodezie – Topografie” – Cornel Păunescu, Ileana Spiroiu, Marian Popescu, Vlad Păunescu

„Tutorial utilizare Global Mapper” – http://www.bluemarblegeo.com/products/global-mapper.php

„Tutorial ProfLT” – www.topolt.com

„Tutorial AutoCAD” – www.vsh.ro/tutoriale/251/autocad-prezentare-generala/

„Ridicări Topografice Speciale Volumul ÎI” – Sorin Herban

„Topografie Generală” – Conf. Dr. Manea Raluca