SPECIALIZAREA MĂSURĂTORI TERESTRE ȘI CADASTRU [309470]

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE

UNIVERSITATEA „1 DECEMBRIE 1918” ALBA IULIA

FACULTATEA DE ȘTIINȚE EXACTE ȘI INGINEREȘTI

SPECIALIZAREA „MĂSURĂTORI TERESTRE ȘI CADASTRU”

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT ZI

CREAREA MODELULUI 3D PENTRU PEȘTERA „GHEȚARUL DE LA SCĂRIȘOARA”

[anonimizat]: [anonimizat]. univ. dr. ing. Stan Gheorghe

Ioan IENCIU

ALBA IULIA

2 0 1 7

CUPRINS

INTRODUCERE ……………………………………………………………………………………………….. –

CAPITOLUL I: NOȚIUNI INTRODUCTIVE ………………………………………………………… –

1.1. Scopul și importanța lucrării ………………………………………………………………. –

1.2. Localizarea geografică a zonei studiate ……………………………………………… –

1.3. Descrierea obiectivului………………………………………………………………………. –

1.4. Situația juridică și administrarea obiectivului ..……….……………..………… –

CAPITOLUL II: EFECTUAREA ȘI PRELUCRAREA MĂSURĂTORILOR ………………. –

2.1. Etapa de documentare …………………………………………………………. –

2.2. Descrierea echipamentelor topografice și informatice utilizate ……………… –

2.2.1. Echipamente topografice ………………………………………..… –

2.2.2. Echipamente informatice …………………………………………… –

2.3. Efectuarea măsurătorilor ………………………………………………………………….. –

2.4. Prelucrarea măsurătorilor ………………………………………………………………… –

2.5. Întocmirea planului de situație…………………………………………………………… –

CAPITOLUL III: CREAREA MODELULUI TRIDIMENSIONAL AL OBIECTIVULUI …. –

3.1. Generalități privind tehnica modelării terenului ……………………………….. –

3.2. Elaborarea modelului de elevație a terenului ………………………………………… –

3.3. Scenarii referite spațial ……………………………………………………………………… –

CONCLUZII ȘI PROPUNERI …………………………………………………………………………….. –

BIBLIOGRAFIE …………………………………………………………………………………………….. –

ANEXE

INTRODUCERE

Prin modelarea digitală se obține forma și geometria unei suprafețe măsurate a terenurilor sau a clădirilor. [anonimizat], urbanism, arheologie, arhitectură, inginerie civilă și minieră și geologie. Datorită dezvoltării continue a domeniului IT și a [anonimizat] a devenit o disciplină tot mai utilizată.

În lucrarea de față am dorit să fac un studiu dedicat modelării tridimensionale a peșterii „Ghețarul de la Scărișoara” și a terenului aferent, a drumului pietonal de acces. Proiectarea și executarea modelului 3D se întocmește pe o [anonimizat] a zonei studiate. Prin realizarea și prezentarea modelului tridimensional al unui obiect (teren, construcții, mașini, etc.) [anonimizat]-o expunere simplă a [anonimizat] a unei imagini. Modelul digital poate fi văzut din mai multe unghiuri și de la distanțe diferite redând o imagine complexă și apropiată de realitate.

Lucrarea este structurată în patru părți: descrierea scopului, a localizării și a obiectivului în sine și a situației juridice; cum s-au efectuat și prelucrat măsurătorile din teren; întocmirea planului de situație și realizarea modelulului tridimensional; iar în ultima parte a lucrării sunt prezentate concluzii și propuneri referitoare la modul în care s-a realizat modelarea tridimensională a obiectivului.

Costurile la care se ridică operațiunile efectuate prin utilizarea echipamentelor topografice și informaționale nu sunt exagerate, ca și în situația folosirii scanerelor laser care necesită un efort financiar cu mult mai mare.

CAPITOLUL I

NOȚIUNI INTRODUCTIVE

Scopul și importanța lucrării

În lucrarea de față se prezintă modul de realizare a modelului tridimensional al obiectivului turistic Peștera Ghețarul de la Scărișoara. Modelarea tridimensională se realizează cu ajutorul datelor obținute și prelucrate în urma măsurătorilor efectuate în teren.

Scopul lucrării este crearea modelului 3D a arealului vizitat și aferent peșterii ”Ghețarul de la Scărișoara” pentru a fi prezentat turiștilor care vizitează obiectivul sau vor să-l viziteze, prin intermediul panourilor de informare, a site-urilor web, a broșurilor, etc. Modelul 3D este realizat și pentru poteca de acces de la drumul auto, pentru a înțelege mai bine care este traseul până la peșteră, din centrul cătunului Ghețari, mai exact parcarea destinată vizitatorilor. Această modelare și reprezentare grafică are ca scop atragerea turiștilor să viziteze peștera prin captarea atenției acestora asupra dimensiunii și formei obiectivului. Reprezentările realizate se adresează și celor ce au vizitat în trecut peștera și cărora le poate trezi interesul sau dorința de a revedea în realitate peștera.

În comuna Gârda de Sus sunt multe atracții turistice naturale, iar primăria comunei a ales să creăm un model digital al peșterii Ghețarul de la Scărișoara deoarece aceasta reprezintă cel mai important obiectiv turistic al zonei și chiar al județului Alba. Spectaculozitatea accesului prin aven, cu potecile săpate în stâncă, impunătoarea Sală Mare cu planșeul din blocul de gheață vechi de 3500 de ani și continuând cu atracția părții turistice a peșterii, Biserica, toate vor fi reprezentate în modelul tridimensional realizat.

1.2. Localizare geografică

Obiectul lucrării de față constă în modelarea 3D a Peșterii Ghețarul de la Scărișoara, care este situat în județul Alba, comuna Gârda de Sus, cătunul Ghețari.

Date despre județul Alba

Fig. 1.1 Drapelul județului Alba Fig. 1.2 Stema județului Alba

Așezare: în partea central-vestică a României, pe cursul mijlociu al Mureșului

Vecini: la nord-Cluj; la nord-vest-Bihor, Arad; la sud-vest-Hunedoara; la sud-Vâlcea; la est-Sibiu; la nord-est-Mureș

Suprafața: 6.242 km2 (respectiv 2,6 % din teritoriul țării)

Populatie: 382.700 locuitori

Orașe: Alba Iulia – reședința de județ (cu 66.400 locuitori, situat la o altitudine de 220-250 m, în vestul Munților Apuseni, la confluența Ampoiului cu Mureșul); Abrud; Aiud; Baia de Arieș; Blaj; Cîmpeni; Cugir; Ocna Mureș; Sebeș; Teiuș; Zlatna

Relieful: este structurat pe trei mari unități naturale:

● Munții Apuseni, situați în partea nord-vestică, cuprind Munții Bihorului (vf. Curcubata 1849 m) cu masivul Găina (1486 m), Muntele Mare, Munții Metaliferi, Munții Trascăului și Munceii Vințului

● Carpații Meridionali în partea sudică, reprezentați de Munții Șureanului (Sebeșului) cu Vârful lui Pătru 2130 m și parțial Munții Cindrelului

● Podișul Transilvaniei în partea estică cu subunitățile Târnavelor, Măhăceni și Secașelor

Clima: are un caracter continental și variază în funcție de unitățile de relief, încadrându-se în 2 sectoare mari: în zonele montane se înregistrează o climă rece și mai umedă, iar în zona de dealuri, mai caldă și ceva mai uscată.

Reteaua hidrografică: aparține în întregime bazinului râului Mureș, râu ce intră în județ în amonte de confluență cu Arieșul (270 m) și iese în aval de confluența Văii Băcăinți (202 m). Cei mai importanți afluenți sunt pe dreapta Arieșul, Aiudul, Geoagiul, Galda și Ampoiul, iar pe stânga Târnava, Sebeșul, Pianul și Cugirul. Lacurile constituie o parte din rezerva de apă cantonată în lacurile naturale Iezerul Șureanu, Iezerașul Cârpa și Iezerul Ighiel, dar și în cele antropice din împrejurimile Roșiei Montane sau în cele de pe valea Sebeșului.

Rezervații naturale: diversitatea formelor de relief face ca județul Alba să fie printre puținele din țară ce se poate mândri cu o zestre atât de bogată de peisaje pitorești ce se împletesc armonios cu peisajele umanizate. Pentru a fi ocrotite, unele au fost declarate rezervații naturale, din care cele mai importante sunt:

● speologice: peșterile Ghețarul Scărișoara, Pojarul Poliței, Poarta lui Ionele, Ghețarul de la Vârtop, Coiba Mare, Hodobana, Huda lui Papară;

● geologice: klippele calcaroase Pietrele Ampoiței, Piatra Corbului, Calcarele de la Valea Mică, Piatra Boului, Piatra Bulbuci, Detunatele;

● paleontologice: Dealul cu melci, Calcarele cu echinide de la Gârbova de Sus;

● botanice: Scărita-Belioara, Poiana Narciselor de la Negrileasa, Poiana Narciselor de la Tecșești, laricetul Vidolm, Molhașurile de la Căpățâna;

● geomorfologice: Râpa Roșie;

● complexe: Cheile Întregalde, Râmețului, Mănăstirii, Ampoiței, Aiudului, Tăul fără fund de la Băgău, Iezerul Șureanu, Iezerul Ighiel.

Fig. 1.3 Localizare județul Alba pe harta României

Date despre Comuna Gârda de Sus

Situată în inima Munților Apuseni, la poalele Bihariei, pe valea superioară a Arieșului Mare, la nord-vest de Câmpeni, comuna Gârda de Sus are o suprafață de 8.211,27 ha. Denumirea comunei, după cum spun bătrânii, vine de la unele cascade naturale, denumite local „gârde”, formate din trunchiurile copacilor doborăți de vânt și a bolovanilor adunați după ei. În anul 1932, populația satului Gârda de Sus și a celorlalte sate componente au obținut despărțirea de comunele Scărișoara și Neagra (actuala Poiana Vadului), devenind comună cu conducere proprie. Cele 130 de gospodării din comună sunt răsfirate pretutindeni în grupuri de trei pâna la zece, formând cătunele, sau în grupuri de zece până la cincisprezece case la care se adaugă cătunele vecine formând sate. Locuitorii satelor își asigură locurile de muncă și principalele venituri din agricultură, silvicultură și creșterea animalelor.

Stațiune turistică de interes local și parte a Parcului Natural Apuseni, teritoriul comunei Gârda de Sus reprezintă o zonă importantă cu peisaj carstic montan, cu o biodiversitate bine conservată, cu un turism specific și de calitate, cu un mod de utilizare durabilă a resurselor și o infrastructură care sprijină dezvoltarea durabilă. Comuna, fiind situată în inima Munților Apuseni, dispune de numeroase obiective turistice și culturale, pe teritoriul comunei aflându-se un număr de 10 peisaje declarate rezervații ale naturii precum și de numerose formațiuni carstice (peșteri, chei). În comuna Gârda de Sus se află Peștera Ghețarul de la Scărișoara, peșteră ce adăpostește cel mai mare depozit de gheață fosilă din țară (75.000 mc). Este un ghețar de tip static, aflat pe fundul unui aven, reprezentând prima peșteră declarată monument al naturii din România. Din centrul comunei pleacă majoritatea traseelor turistice ale zonei, deci putem spune că Gârda de Sus este „centrul turistic” al Munților Fig. 1.4 Localizare comuna Gârda de Sus

Apuseni. A primit indicatorul de sat european pentru lucrări de infrastructură, programe de promovare a turismului și acțiuni cu caracter ecologic, deschiderea unui muzeu cu punct de vânzare lângă Peștera de la Scărișoara, reabilitarea unor drumuri comunale și amenajarea unei gospodării tipic moțești.

1.3. Descrierea obiectivului

Peștera Ghețarul de la Scărișoara

Veche de aproximativ 4000 ani, cea mai mare peșteră de gheață din România și al doilea din lume ca volum al gheții după cel de lângă Salzburg, a primit numele de la comuna Scărișoara, situată 16 km mai jos și de care aparținea administrativ în vremea când a fost numită astfel.

Date istorice

Spre deosebire de alte formațiuni subterane din România, nu se cunoaște data exactă când a fost descoperită. Primele informații științifice tipărite s-au regăsit în scrierile turistice ale lui A. Szirtfi (1847), unde descrie sumar peștera și formațiunile stalagmitice de gheață și oferă câteva informații despre vârsta calcarelor. În monografia lui A. Schmidl (1863) găsim o descriere amănunțită a peșterii însoțită de o hartă și două profile schematice, iar Al. Borza studiază reapariția florei și fenologia vegetației din pereții avenului. În anul 1884, Ghețarul de la Scărișoara este menționat și descris în monografia lui Bielz, în 1927 apare prima lucrare cu caracter monografic a Ghețarului ce aparține lui Emil Racoviță, unde prezintă o descriere completă a ceea ce a cercetat timp de doi ani (1921-1923). Datorită acțiunilor inițiate de Emil Racoviță, Ghețarului de la Scărișoara a devenit în anul 1933, primul obiectiv speologic din România declarat monument al naturii. Expediția organizată în 1947 de Maxim Pop și Mihai Ștefan a avut un impact uriaș asupra peșterii – flancurile blocului de gheață au fost coborâte în premieră, în ceea ce cunoaștem astăzi sub numele de Rezervația Mică și Mare, astfel, lungimea peșterii a crescut brusc de la 160 m. la 650 m., iar după descoperirea Galeriei Coman, peștera să mai câștige 50m în lungime. După o stagnare de 15 ani, studiul asupra peșterii a fost reluat în 1965, când a fost cartată cu teodolitul și confirmată dezvoltarea totală a acestuia de 700 m.

Localizare

Ghețarul de la Scărișoara se deschide în versantul stâng al Văii Gârda Seacă, pe platoul Ocoale, la altitudinea de 1165 metri, în Munții Apuseni, iar drumul spre peșteră pornește din comuna Gârda de Sus, situată pe valea Arieșului, la 32 km amonte de Câmpeni, pe DN 75. La aproximativ 1 km de centrul comunei se ajunge la gura Văii Ordâncușa, iar de aici există mai multe căi de a ajunge la ghețar: drumul asfaltat de pe valea Ordâncușei, de 23 km. care duce până în cătunul Ghețar; poteca turistică marcată cu cruce roșie, care mai întâi trece prin cătunul Mununa și după un traseu de 10 km, ajunge la Peștera Scărișoara iar cea mai nouă variantă este pe Valea Gârda Seacă. La 2 km de la gura Ordâncușei pornește un drum forestier prin Mununa până la Ghețari lung de 12 km. Denumirea cătunului Ghețari era în trecut ”Apa din cale”, această denumire apare militar trecută pe hartă din anul 1883 realizată de Institutul geografic K.u.k. Denumirea ”Apa din cale” avea o legătură cu faptul că în trecut moții foloseau gheața și apa din peșteră, în verile secetoase scoteaughață din peșteră și o topeau pentru a avea apă de băut. Actualul nume al cătunului, cel de Ghețari, este cu siguranță primit tot datorită peșterii.

Se știe că accesul în peșteră se făcea coborând pe scări de lemn, fapt atestat încă de la jumătatea sec. XIX printr-un document în care împărăteasa Maria Tereza autoriza ocolul silvic din Scărișoara să taie copaci pentru repararea scărilor de acces la Ghețar.

Fig. 1.5 Extras din harta sc. 1:75000

Formare

Ghețarul de la Scărișoara face parte din sistemul carstic Ghețar – Ocoale – Dobrești. Este format din calcare de vârstă Jurasic superior, dispuse monoclinal pe direcția NV-SE, la marginea platoului carstic Ghețari – Ocoale. Cândva Valea Ocoale curgea la suprafață. Odată cu dizolvarea în freatic a peșterii Scărișoara apele coboară în subteran iar ieșirea apei la lumină se făcea prin peștera Pojarul Poliței. Continuând dizolvarea, apa coboară în Avenul din Șesuri cu ieșire la suprafață în Izbucul Poliței. Golul rămas uscat al Scărișoarei, în urma prăbușirii avenului de intrare, se umple cu gheață în timpul glaciațiunilor. Când se încălzește vremea, gheața începe să se topească și îi dispare jumătate din volum, dar este alimentată în fiecare iarnă cu un nou strat la suprafață. Topirea are loc și la baza ghețarului, astfel că de la bază dispare o secțiune și o alta se depune sus.

Fig. 1.6 Secțiuni Peștera Ghețarul de la Scărișoara

Descriere

Topografia Ghețarului de la Scărișoara este simplă, deoarece peștera reprezintă o încăpere unică cu o dezvoltare totală de 700 m, în mijlocul acestei încăperi aflându-se un bloc de gheață imens, ce dăinuie în peșteră de peste 4.000 de ani și având un volum de 80.000 m3. Intrarea în Ghețarul de la Scărișoara se face printr-un impresionant aven, a cărui gură, cu un diametru de 60 m, se deschide în pădurea din marginea platoului. O potecă îngustă săpată în stâncă și câteva scări metalice ancorate în pereți înlesnesc coborârea celor 48 m, cât măsoară adâncimea avenului.

Deși este întins pe un singur nivel, datorită prezenței acestui bloc masiv de gheață, se creează impresia de două niveluri, unul superior (Sala Mare) și unul inferior ce include Biserica, Rezervația Mică și Mare.

Sala Mare este amplasată imediat după intrarea în peșteră la baza avenului, cuprinde și sectorul turistic, unde se pătrunde printr-un impresionant portal măsurând 24 m lățime și 17 m înălțime. Este o sală de dimensiuni mari al cărui planșeu perfect orizontal de gheață acoperă o suprafață de cca 3000 mp. de pe care se înalță 4 masive conice: unul în latura stângă, celelalte trei îngemănate lângă peretele opus portalului și prelungite de regulă de coloane stalagmitice tot de gheață. În partea nordică se află a doua deschidere la zi, reprezentată de un horn progresiv îngustat și legat de bolta Sălii Mari printr-un tunel oblic de aproximativ 3 metri în diametru. Spre NV, planșeul orizontal de gheață se continuă printr-un topogan abrupt ce realizează diferența de nivel de 8 m și care dă acces în Biserică, o zonă turistică unde întâlnim primele formațiuni stalagmitice masive de gheață.

Fig. 1.7 Sala Mare

În latura din dreapta intrării, în partea nordică, se află Rezervația Mică, la care se ajunge coborând pe o faleză perfect verticală de 15 m înălțime, de-a lungul căreia se poate vedea cu ușurință stratificația gheții. În centrul sălii, la o oarecare distanță față de bloc, apar stalagmite izolate de gheață. Dincolo de acestea, planșeul sălii se ridică în pantă abruptă și este acoperit cu o crustă calcaroasă. La partea superioară a acestui pasaj se află Palatul Sânzâienii. Rezervația Mare, partea cea mai vastă a peșterii, se află în partea sudică a Sălii Mari. Peretele de gheață coboară prin Galeria Maxim Pop la 45o până la 90 m adâncime. În zona centrală, pe planșeul devenit orizontal se află un alt câmp de stalagmite de gheață. Dincolo de acestea, planșeul se ridică în contrapantă până în vârful unei aglomerări de blocuri de calcar prăbușite și stabilizate de o crustă groasă de calcit. În acest sector s-au format coloane și domuri stalagmitice masive de calcar, motiv pentru care zona a fost numită Catedrala. În extremitatea ei, o trecere îngustă dă acces în Galeria Coman, puternic descendentă, în a cărei parte finală se atinge cota minimă a peșterii de -105 metri.

Fig. 1.8 Biserica

1.4. Situația juridică și administratrea obiectivului

Peștera Ghețarul de la Scărișoara are un perimetru de protecție integral de 1,00 ha. stabilit prin Legea nr. 5/2000, care coincide în mare parte cu proiecția la suprafață a golului subteran. Perimetrul de protecție include cele două avene prin care se poate realiza accesul în peșteră (avenul mare este amenajat pentru accesul turistic, iar cel mic a rămas în stare naturală) și câteva doline în zona de platou. Zona ce cuprinde cele două avene este împrejmuită cu gard pentru a preveni accidentele, adică căderea în gol a turiștilor, localnicilor sau a animalelor domestice sau sălbatice.

Ghețarul de la Scărișoara este o rezervație speologică cu zone de protecție diferite: clasa de importanță A pentru cele două rezervații științifice și Biserica și clasa de importanță B pentru sectorul turistic (zona avenului mare și Sala Mare). Explicații a claselor de importanță:

Clasa A – peșteri de valoare excepțională, care prin interesul științific sau unicitatea resurselor, sunt reprezentative pentru patrimoniul speologic național și internațional;

Clasa B – peșteri de importanță națională care se disting prin mărime, raritatea resurselor, și prin potențialul turistic.

Procedura de încredințare a administrării sau de atribuire a custodiei ariilor naturale protejatea fost stabilită prin Ordinul Ministrului Agriculturii, Pădurilor, Apelor și Mediului, nr. 850 din 2003. Prin acest Ordin se reglementează și modalitățile de încheiere a Convenției de Custodie. Prin încheierea Contractului de Parteneriat dintre comuna Gârda de Sus și Direcția Silvică Oradea prin Administrația Parcului Natural Apuseni, aria protejată a peșterii Ghețarul de la Scărișoara este administrată în parteneriat, dreptul de exploatare turistică atribuindu-se comunei Gârda de Sus.

Perimetrul de protecție al peșterii a fost inclus în suprafața de teren de 56514 mp. pusă în posesie în favoarea comunei Gârda de Sus și inclusă în titlul de proprietate nr. 14213/447 emis de Comisia Județeană pentru Stabilirea Dreptului de Proprietate asupra Terenurilor a județului Alba la data de 04-08-2011. Tot în acest titlu de proprietate este inclusă și suprafața de 1036 mp. aferentă drumului de acces pietonal spre peșteră și a parcării din centrul cătunului Ghețari.

Fig. 1.8 Copie titlu de proprietate nr. 14213/447

Pentru aceste două imobile s-au întocmit documentații de primă înscriere și s-au deschis cărți funciare noi pentru fiecare teren. Pe imobilul care cuprinde și accesul la peșteră s-a notat edificarea construcția C1 – Refugiu turistic P+M, care are rolul si de casa (sediu) a ghizilor care conduc și îndrumă un turiștii sau grupurile de turiști, un ghid dându-le explicațiile necesare referitoare la datele despre peștera Ghețarul de la Scărișoara.

Fig. 1.9 Copie a cărții funciare 70545 UAT Gârda de Sus

paginile 1-2

Fig. 1.10 Copie a cărții funciare 70576 UAT Gârda de Sus

paginile 1-2

CAPITOLUL II

EFECTUAREA ȘI PRELUCRAREA MĂSURĂTORILOR

Etapa de documentare

După primirea comenzii și stabilirea cu beneficiarul a clauzelor contractuale (termene de predare, condiții de execuție, domeniul de utilizare a datelor finale etc.) s-a convenit, la sugestia executantului, ca ridicarea topografică executată în vederea realizării modelului tridimensional al obiectivului să se integreze în sistemul steregrafic 1970, aceasta putând fi utilizată ulterior în amenajarea, reabilitarea sau realizarea altor lucrări ce necesită un suport topografic și totodată avizarea planului de situație de către Oficiul de Cadastru și Publicitate Imobiliară. În acest sens s-au făcut demersurile către OCPI (Oficiul de Cadastru și Publicitate Imobiliară) pentru obținerea informațiilor referitoare la baza de date topo-geodezică din zona studiată. OCPI este unitatea abilitată să gestioneze și să furnizeze la cerere și contra cost date și informații privind situația bazei topo-geodezice existente într-un perimetru sau teritoriu administrativ. După ce s-a primit inventarul punctelor de triangulație, s-au verificat grafic prin suprapunere pe ortofotoplan și planurile topografice din zonă pozițiile punctelor și distanțele aproximative față de zona studiată, zona adiacentă peșterii Ghețarul de la Scărișoara.

Fig. 2.1. Amplasamentul punctelor de triangulație

Tabelul inventar de coordonate borne

Datorită distanței față de punctele de triangulație din zonă, a reliefului și a vegetației s-a optat pentru determinarea punctelor fixe, capetele unei secțiuni de drumuire, prin metoda de măsurare în timp real RTK. Poziția punctele ce vor fi determinate prin măsurători GNSS va fi condiționată de zonele fără obstrucții, adică coronamentul vegetației forestiere sau apropierea de construcții.

La recunoașterea terenului și predarea amplasamentului efectuate împreună cu beneficiarul (reprezentanții primăriei comunei Gârda de Sus, printre care și domnul primar Marin Vîrciu), i s-a solicitat acestuia indicarea limitelor imobilelor aflate în proprietatea comunei Gârda de Sus. Pentru zona de parcare din centrul cătunului Ghețari și drumul de acces pietonal până la limita cu vegetația forestieră proprietatea comunei este poziționată între gardurile ce delimitează drumul de proprietățile private învecinate. Celălalt imobil cu categoria de folosință pădure are o suprafață de 5 ha. 6514 mp., traseul drumului de acces și perimetrul peșterii aflându-se în interiorul aceastei suprafațe. Datele privitoare la actele de proprietate le-am expus în capitolul anterior, aici voi prezenta doar configurația celor două imobile:

Fig. 2.2. Configurație imobile cu IE 70545 și IE 70576

Descrierea echipamentelor topografice și informatice utilizate

Pentru realizarea lucrărilor topografice necesare realizării modelului digital al terenului s-a folosit aparatură modernă. În alegerea aparaturii necesare efectuării lucrărilor topografice de teren s-a avut în vedere precizia, eficiența și dotarea stației totale cu tehnologie laser în vederea radierii punctelor pe zonele verticale ale peșterii (aven și pereți) și tavanul Sălii Mari. Alegerea echipamentelor informatice s-a făcut în strânsă legătură cu aparatura folosită (pentru transferul datelor din stația totală în PC), în funcție de modul de prelucrare a datelor și realizarea planului de situație și a modelului digital al terenului / peșterii.

Echipamente topografice

Echipamentele topografice folosite la realizarea măsurătorilor topografice sunt GPS Leica Viva GS 12 și stația totală Sokkia Set 630RK.

GPS Leica Viva GS 12

Leica Viva GS12 este o antenă GNSS puternică și compactă, potrivită pentru orice măsurători și dispune de model UHF și comunicații mobile integrate. Ușor de folosit si cu design practic. Aceasta antenă este instrumentul GNSS universal pentru obținerea unei fiabilitati profesionale atunci cand aveți nevoie de o precizie foarte înaltă. Oferă o înaltă funcționalitate indiferent de condițiile de mediu și starea vremii. Viva GS12 este dotată cu un software ușor de folosit și intuitiv, Leica SmartWorx Viva. Prin utilizarea acestui pachet se beneficiază de o grafică clară, meniu structurat practic, terminologie simplă și optimizarea modului de lucru, economisind timp și efort în teren. Controlerele Viva CS15 și CS10 sunt perfect construite pentru a fi utilizate împreuna cu software-ul topografic Leica SmartWorx Viva.

Fig. 2.3. GPS Leica Viva GS12 și controlere CS10 și CS 15

Specificații tehnice

Stația Sokkia Set 630RK

Seria de instrumente SET230RK/230RK3/330RK/330RK3/530RK/530RK3/ 630RK sunt produse de Sokkia LTD cuprinde stații totale electronice de înaltă calitate.

Tehnologia folosită ajută la ușurarea muncii în lucrările zilnice. Aparatele sunt ideale pentru ridicări topografice și lucrări de trasare. Modul de utilizare a funcțiilor instrumentului este ușor de învățat, tastatura alfanumerică fiind de un real ajutor la introducerea datelor în memoria aparatului (denumirea joburilor, a coordonatelor, coduri, a înălțimilor stației și a țintei, a diverselor note).

Fig. 2.4 Părțile componente ale stației totale Sokkia SET 630RK

1. Mâner

2. Șurub de fixare a mânerului

3. Marcaj înălțime aparat

4. Compartimentul bateriei

5. Tastatură

6. Clema de siguranță

7. Placa ambazei

8. Șuruburi de calare

9. Șuruburi de rectificare a nivelei sferice

10. Nivela sferică

11. Ecran

12. Obiectivul lunetei

13. Locaș pentru declinator

14. Led Detector de Infraroșii pentru Tastatura Telecomandă

15. Inel de focusare al dispozitivului de calare optică

16. Ocular al dispozitivului de calare optică

17. Clemă pentru blocarea/deblocarea mișcării orizontale

18. Șurub de mișcare fină pe orizontală

19. Mufă de conectare la calculator

20. Mufă de conectare a bateriei externe BDC12

21. Beam detector pentru tastatură wireless

22. Nivelă torică

23. Șurub de rectificare a nivelei torice

24. Clemă pentru blocarea/deblocarea mișcării lunetei (pe verticală)

25. Șurub de mișcare fină a lunetei

26. Inel de focusare a firelor reticulare(ocularul lunetei)

27. Inel de focusare a imaginii

28. Indicator avertizare radiații laser (nu este inclus la modelul 630RK)

29. Colimator

30. Marcaj pentru centrul aparatului

Fig. 2.5 Panoul cu comenzi al stației totale SOKKIA SET 630RK

Caracteristici

Precizia unghiulară: 6" (0.0019gon/0.025mil);

Diviziunea minimă măsurată și afișată: 1’’;

Precizia de măsurare a distanței: 2mm +2ppm;

Puterea de mărire: 30x;

Temperatura de lucru: -20C – +50C;

Distanța minima de focusare: 1.7m;

Măsurarea distanțelor: – cu prismă până la 4000m;

cu ținte reflectorizante între 1,3 m. și 300 m.;

fără prismă între 0,3 m. și 100 m.

Software de transfer: Prolink;

Memorie internă – pentru 10000 de puncte;

Luneta: – Lungime : 171mm;

Deschidere : 45mm(EDM: 48mm);

Mărire : 26x;

Imagine : Dreaptă;

Putere de rezoluție : 3,5”;

Câmp vizual : 1 30';

Focusare minimă : 1,3 m.;

Șurubul de focusare : o singură viteză;

Iluminare reticul : 5 nivele de iluminare;

Pe lângă aparatele enumerate au mai fost folosite și componente periferice, cum ar fi: trepied pentru stația totală, jalon și prismă, tripod și jalon GPS.

Fig. 2.6. Trepied Fig. 2.7. Jalon și prismă Fig. 2.8. Tripod Fig. 2.9. Jalon GPS

Echipamente informatice

Utilizarea echipamentelor topografice implică și folosirea unor softuri care să asigure importarea datelor din stația totală în computer, prelucrarea datelor și realizarea produsului final, plan de situație / model digital. În acest sens în realizarea obiectivului prezentei lucrări s-au folosit următoarele echipamente informatice: Prolink 1.15, Toposys 7.0, TopoLT 11.2 și AutoCad 2014.

Prolink 1.15

Prolink este un program dezvoltat de Sokkia LTD prin intermediul căruia se realizează transferul datelor dinspre stația toatală și computer sau invers și exportarea mai multor tipuri de fișiere (dxf, txt, sdr etc.). ProLINK facilitează schimbul de date între colectorii de date și diverse programe software. Oferă funcționalitatea necesară importării, convertirii, reducerii și exportarii într-o varietate mare de formate de date. Este un editor inteligent de date brute pentru stațiile totale Sokkia sau receptorii GPS. Datele sondajului RTK sunt îmbunătățite prin capacitatea sa de a converti în și de la o gamă largă de formate de fișiere.

ProLINK facilitează schimbul de date între colectorii de date și

Diverse programe software. Vă oferă funcționalitatea necesară

Importa, converti, reduce și exporta o varietate de formate de date. Este

Funcționalitate ca editor inteligent de date brute pentru stația Total Station, GPS

/

Datele sondajului RTK sunt îmbunătățite prin capacitatea sa de a converti în și

de la

O gamă largă de formate de fișiere.

ProLINK oferă o abordare concisă în ceea ce privește editarea, reducerea și

Gestionarea unui proiect de anchetă. Importarea și exportul datelor către și

De la ProLINK pot fi personalizate la o varietate de formate de fișiere folosind

ProLINK puternic de definire a conversiilor Manager.

ProLINK facilitează schimbul de date între colectorii de date și

Diverse programe software. Vă oferă funcționalitatea necesară

Importa, converti, reduce și exporta o varietate de formate de date. Este

Funcționalitate ca editor inteligent de date brute pentru stația Total Station, GPS

/

Datele sondajului RTK sunt îmbunătățite prin capacitatea sa de a converti în și

de la

O gamă largă de formate de fișiere.

ProLINK oferă o abordare concisă în ceea ce privește editarea, reducerea și

Gestionarea unui proiect de anchetă. Importarea și exportul datelor către și

De la ProLINK pot fi personalizate la o varietate de formate de fișiere folosind

ProLINK puternic de definire a conversiilor Manager.

Fig. 2.10. Fereastră Prolink

Toposys 7.0

Toposys este un software specializat în prelucrarea și calcularea datelor obținute în urma măsurătorilor topografice și geodezice sau a datelor obținute de la stațiile GPS. Acesta a fost creat de firma Geotop, care l-a dezvoltat permanent pentru îmbunătățirea caracteristicilor programului și în funcție de noutățile apărute în rândul aparatelor topografice. Versiunea actuală este 7.0 a căror funcții principale sunt descrise mai jos:

Administrare de date structurată

Structura de date Proiect/Lucrari/Date standard vizibila pe tot timpul prelucrarii

Posibilitatea deschiderii mai multor proiecte si lucrari simultan

Fereastra grafica separata pozitionabila si dimensionabila

Functii de import direct din 7 tipuri de statii totale

Functie de descarcare date brute prin portul serial

Editare date pentru modificari sau introducere manuala

Sistem de coordonate N-E sau E-N

Unitati unghiulare Sexagesimale sau Centesimale

Distante masurate de tip înclinate, orizontale, stadimetrice sau GPS

Reducerea distantelor la orizont, la nivelul marii sau pe planul proiectiei

Acceptarea codurilor de puncte date pe teren sau la prelucrare

Export de date grafice si alfanumerice în format ASCII, DXF, WMF Fig. 2.11.

Fereastra grafică multifuncțională

Posibilitate de afisare cu simboluri a directiilor si distantelor masurate, a numarului de punct si al elipselor de eroare

Functii de marire/micsorare, deplasare, activare coduri, limite, setare parametrii de afisare

Editarea datelor prin selectare în fereastra grafica

Afisarea selectiei facute în fereastra proiect

Fig. 2.12.

Calcule topografice multiple

Calculul coordonatelor aproximative cu metode binecunoscute

Intersecție înainte

Intersecție înapoi

Drumuire

Radiere

Afisarea modulelor statiilor

Calculul cotelor si diferentelor de nivel din datele de nivelment trigonometric

Posibilitatea organizarii datelor de nivelment pe linii de nivelment

Transformari de coordonate plane, spatiale

Transcalcul de coordonate Stereo 70, Gauss-Krüger, UTM, si în sisteme de coordonate geografice, geocentrice, topocentrice

Fig. 2.12.

Compensarea datelor si depistarea erorilor prin metode statistice

Depistarea erorilor grosolane prin compensarea robustã

Compensare retelelor planimetrice sau de nivelment prin Metoda Celor Mai Mici patrate ca:

Rețele libere

Rețele constrânse

Rețele cu coordonate mãsurate

Metode de ponderare:

În funcție de distanțe

Normalizatã

Unitarã

Generarea si afisarea elipselor de eroare

Generarea rapoartelor de calcul si compensare, salvarea acestora în ordine cronologica dupa fiecare calcul

Generarea schitelor de retele cu posibiltatea afisarii atributelor masuratorilor, în fereastra grafica

Export de coordonate, cote, masuratori sau date de nivelment în format ASCII

Export grafica în format DXF sau WMF

Fig. 2.13.

TopoLT

TopoLT  este un program esențial pentru realizarea planurilor topografice și cadastrale. Programul aduce un plus de performanța aplicației CAD prin noi funcționalități care permit desenarea rapidă, prelucrarea automată a datelor și obținerea unui plan complet în cel mai scurt timp. Importul punctelor măsurate, generarea modelului 3D al terenului sau desenarea curbelor de nivel sunt operațiuni care se realizează precis și eficient cu ajutorul TopoLT. Funcțiile avansate de prelucrare a datelor și imaginilor intregesc aceasta aplicație și ușureaza mult munca unui topograf.

TopoLT rulează sub AutoCAD sau altă platformă CAD și s-a dovedit a fi foarte util în proiectarea și modelarea planurilor digitale cadastrale sau topografice. Aplicația raporteaza direct în desenul CAD fișierul de coordonate, raporteaza direct coordonatele din stația totală sau transmite coordonate din desen către stația totală. La raportare, textele punctelor pot fi optimizate astfel încât să nu existe suprapuneri între ele sau suprapuneri față de celelalte entități aflate în apropierea punctului.

Programul TopoLT a fost creat de firma 3D Space în prezent ajungând la versiunea 11.4.

Din meniul principal al programului se pot accesa submeniurile care sunt descrise în Fig. 2.14. Într-o ordine cronologică cele mai utilizate sunt:

Instrument: se importă punctele din stația totală sau dintr-un fișier salvat în PC;

Simboluri: se introduc simboluri automat în funcție de codurile punctelor;

Suprafețe: se poate face calcul suprafeței unui poligon sau să se datașeze o suprafața sau mai multe;

Coordonate: se pot raporta puncete, calcula radiate, reface fișierul de coordonate ASCII sau inventarul punctelor din desen;

Model 3D: creare model 3D, taie/unește model 3D, vizualizează model 3D, desenează curbe de nivel, proiectează pe model 3D;

Planșe: desenează caroiaj, formează view-uri planșe, desenează planșa; Fig. 2.14 Meniu TopoLT

Fig. 2.14. Fereastra Configurare TopoLT

Unele dintre opțiunile care se configurează din meniul din Fig. 2.14. sunt: scara planului, selectarea atributele care dorim să apar pe plan (denumiri puncte, cote sau ambele), număr zecimale cote, selectare plan 3D (desenarea punctelor în spațiu la nivelului cotei sau la cota 0). Alte comenzi sau funcții ale programului TopoLT se vor detalia pe parcursul descrierii utilizării programului.

AutoCad 2014

Programul AutoCAD, este un soft specializat în proiectarea asistată pe calculator. Facilitățile programului sunt extrem de mari, posibilitățile oferite de acesta fiind practic nelimitate. Deoarece, acest program rulează sub Windows, se prezintă într-o formă familiară, având toate opțiunile comune cu acesta. Programul poate fi imaginat ca o planșetă de desen, cu toate instrumentele pe care le are un proiectant la îndemână.

Fig. 2.15. Fereastră AutoCad

Fereastra programului AutoCad are următoarele componente:

Bara de meniu – conține meniul standard al AutoCAD-ului, dar pot fi adăugate noi meniuri specifice unor aplicații instalate;

Bara standard – conține aplicații comune tuturor programelor aplicate pe Windows ( deschidere, imprimare, salvare etc. );

Bara de proprietăți – oferă informații referitoare la proprietățile obiectelor cum ar fi culoarea, tipul liniei, grosimea liniei etc;

Bare particulare de lucru – bara de desenare, bara de modificare, permit desenarea și rectificarea diferitelor corpuri realizate;

Bara de dimensionare – cuprinde elementele utilizate la dimensionarea obiectelor;

Suprafața de desenare – care reprezintă fereastra de lucru;

Sistemul de coordonate – care arată orientarea desenului;

Model tab/layouts tab – comută desenul între spațiul de lucru și spațiul de hârtie;

Fereastra de comandă – în care se introduc comenzile de la tastatură;

Cursor interfață de lucru – ajută la crearea desenului, la selectarea obiectelor etc.;

Bara de navigare 3D – cuprinde comenzile specifice vizualizării modelelor 3D.

Efectuarea măsurătorilor

Predarea amplasamentului a fost efectuată de către reprezentanții beneficiarului, adică a primăriei comunei Gârda de Sus, aceștia indicând limitele imobilelor avute în proprietate. Aceste limite au fost verificate și în baza de date a OCPI Alba și coincid cu cele din teren. Cunoașterea limitelor în teren este importantă deoarece la efectuarea măsurătorilor trebuie avut în vedere faptul că dacă se impune să se ridice în plan detalii în afara limitelor imobilelor sau să se amplaseze puncte de stații pe imobilele vecine, trebuie avut acordul proprietarilor de a efectua operațiile respective pe terenurile lor.

Drumuirile sunt asociate cu linii poligonale frânte, poziția punctelor de frângere fiind determinate prin măsurători de unghiuri și distanțe, de aici și denumirea de poligonație. Aceasta este una dintre cele mai utilizate metode de îndesire a rețelelor geodezice, alături de retrointersecție și intersecția înainte. Drumuirile pot fi: drumuiri libere, se efectuează măsurători doar pentru determinarea poziției reciproce dintre punctele ce constituie poligonația și drumuiri constrânse sau spijinite, acestea se spiârijină la capete pe puncte de coordonate cunoscute. Drumuirile sprijinite au un avantaj deoarece permit un control riguros asupra măsurătorilor efectuate și introducerea punctelor noi determinate într-un sistem de coordonate cunoscut.

La efectuarea măsurătorilor s-au folosit trei tipuri de drumuiri sprijinite:

rumuire sprijinită pe două capete – de la începutul traseului și până la intrarea în peșteră (s-au determinat perechile de stații S1 – S2 și S13 – S15);

drumuire închisă – în jurul celor două avene ale peșterii;

Drumuire sprijinită pe un capăt – partea finală a drumuirii, cea din interiorul peșterii.

Fig 2.16 Schita vizelor cu tipurile de drumuiri

La alegerea poziției punctelor de stație s-a avut în vedere ca din acestea să fie posibilă vizarea spre toate punctele de detaliu și spre stațiile de viză înapoi și înainte, zona de amplasare să ofere siguranță pentru aparat și operator, să fie o zonă stabilă și nu în ultimul rând să fie protejat punctul pentru o perioadă cât mai îndelungată.

Fig. 2.17 Zona de pornire a măsurătorilor – Stația S1

Zonele cele mai dificile din traseul drumuirii au fost cele ale punctelor de stație S22, S23 și S24 care au fost amplasate pe poteca de acces sapată în stâncă, aceasta având o lățime între 0,8 m. și 1 m. În aceste zone a fost necesară o atenție sporită pentru eviatrea accidentelor atât în ceea ce privește operatorul cât și aparatele.

Fig. 2.18 Viza înapoi din stația S25 (situată la intrarea în Sala Mare) spre stația S24 (aflată pe poteca de coborâre)

Măsurătorile topografice efectuate în scopul întocmirii unui plan de situație au început din centrul cătunului Ghețari, continuând pe traseul pietonal până la intrarea în peștera Ghețarul de la Scărișoara, ultimul tronson a fost chiar zona turistică a peșterii (Avenul mare, Sala Mare și Biserica). Cu stația totală Sokkia Set 630RK s-au ridicat toate detaliile existente în teren (garduri, construcții, rețele electrice, căile de comunicație, taluze, scări și potecă acces aven, platformă de lemn din Sala Mare etc.) cu ajutorul prismei, iar de la intrarea în aven și în interiorul peșterii s-au radiat puncte cu ajutorul tehnologiei laser atât pe pereții peșterii cât și pe tavanul acesteia. La radierea punctelor în interiorul peșterii (a pereților și tavanului) s-a încercat să se memoreze o densitate cât mai mare de puncte, pentru ca în final să se redea o forma mai exactă a acesteia, condiționați fiind de morfologia și concreațiunile din peșteră. La folosirea modului laser mânerul stației a fost desfăcut din cele două șuruburi, ca să permită radierea punctelor de pe tavanul peșterii.

Cu GPS Leica Viva GS12 s-au determinat 4 puncte, 2 la începutul drumuirii (S1 și S2) și 2 puncte în zona unde vegetația forestieră a permis acest lucru, adică stațiile S13 și S15. Zona are acoperire GSM, ceea ce a facilitat primirea corecțiilor în timp real de la stația permanentă

Măsurătorile GPS au fost determinate prin metoda Rapid Statică deoarece conferă o precizie de poziționare pe orizontală de până la ± 5mm, această metodă solicită un timp de staționare (2-10min) mai redus în cazul în care se folosește receptor cu frecvență dublă (L1, L2) și puțin mai ridicată în cazul receptoarelor cu o singură frecvență (L1). Dezavantajul metodei constă în necesitatea unei constelații satelitare de minim 5 sateliți și un GDOP<8.

Fig. 2.19. Carnet de teren GPS

Prelucrarea măsurătorilor

Prima operațiune executată la birou după terminarea măsurătorilor este transferul datelor din stația totală în computer. Pentru aceasta avem nevoie de un cablu de transfer de date (prin portul serial sau USB) cu care să conectăm stația totală Sokkia la PC, transferul se realizează prin intermediul programului Prolink. Fig. 2.20. Cablu de date Sokkia

În programul Prolink din bara de meniu se selectează File / Send Receive, comandă care deschide fereastra de Download / Upload prin intermediul căreia se pot descărca date din stația totală în PC sau să se încarce date din PC în memoria stației totale. În această fereastră se verifică parametri de descărcare care trebuie să coincidă cu setările din aparat:

Fig. 2.20. Meniul File / Send Receive Fig. 2.21. Fereastra Download / Upload – Prolink

După ce s-au verificat parametrii se alege folderul unde se dorește să se salveze datele, se selectează să se folosească numele lucrării din aparat (Use Job Name.SDR) și se apasă butonul cu icoana în formă de săgeată dinspre aparat spre PC. Se mai deschide o fereastră de transfer – Receiving – care așteaptă confirmarea și din meniul aparatului și apoi pornește descărcarea, la sfârșit apare mesajul ”Transfer complete”.

Fig. 2.22. Ferestre Download / Upload – Prolink

Apoi se creează un proiect nou urmând pașii din Fig. 2.23., se importă fișierul .SDR conform Fig. 2.24. și 2.25., după încărcarea carnetului se pot exporta mai multe formate pentru a fi utilizate cu diverse programe, cele mai utilizate sunt de tip ASCII și .dxf. În Fig. 2.26. și 2.27. sunt pașii de export a unui fișier ASCII.

Fig. 2.23. Fig. 2.24. Fig. 2.27.

Fig. 2.26.

Pentru efectuarea compensărilor și integrării măsurătorilor în sistemul de coordonate Stereo 1970 s-a folosit programul Toposys 7.0. Pentru început se creează un proiect nou Fig. 2.27., apoi se creeză o lucrare nouă din bara de meniu Proiect / Creare lucrare și se deschide fereastra din Fig. 2.28. unde se introduc datele (denumire, aparat, operator) și se setează parametrii de lucru. În lucrarea nouă se importă carnetul de teren descărcat din stația totală co programul Prolink, programul folosește formatul standard de carnet Sokkia adică .sdr – Fig. 2.29. Într-o lucrare se pot importa mai multe .sdr-uri dacă acestea au legătură între ele, de exemplu dacă pentru o măsurătoare s-au salvat maim multe job-uri .sdr (pentru fiecare zi, pe tip de drumuire, etc.)

Fig. 2.27. Fig. 2.28. Fig. 2.29.

Tot de la opțiunea Import / Import ASCII se adaugă coordonatele punctelor determinate cu aparatul GPS:

Fig. 2.30. Import fisier ASCII – coordonate GPS

Din meniul Calcule se selectează comanda Radiere / Radiere automată pentru calcularea coordonatelor celorlalte puncte de stație și radiatelor:

Fig. 2.31. Radiere automată

Tot din meniul Calcule prin selectarea comenzii Drumuire se calculează cele trei tipuri de drumuiri:

Fig. 2.32. Drumuire sprijinita pe capete Fig. 2.33. Drumuire închisă

Fig. 2.33. Drumuire sprijinita pe un capăt