Geodezija 2

Katastar nekretnina

Geodetske evidencije - Katastar nekretnina i zemljišna knjiga

Povijest • Grad Milano povodom uređenja prava na zemljištu 1714. godine uspostavlja katastar zemljišta • Grimani mletački namjesnik - 1756. godine izmjera većeg područja sjeverne Dalmacije (56 sela) - planovi s česticama zemljišta (Grimanijeve mape u Državnom arhivu u Zadru). • Austrijski car Josipa II (Jozefinski katastar) radi oporezivanja zemljišta - izmjera 1785. do 1790. godine. • Napoleon 1807. godine - izmjera i procjena zemljišta (svake čestice) - izrada parcelarnog katastra zemljišta - točni planovi čija je svrha da osiguraju međe vlasništva.

• Katastar nekretnina je skup grafičkih i pisanih dokumenata koji prikazuju oblik i položaja svake čestice zemljišta na katastarskim planovima i nepokretne objekte koji se nalaze na njoj, dok se u ostaloj dokumentaciji iskazuju površine, katastarska kultura, bonitet tla i vlasnik odnosno posjednik. Kako bi se omogućila identifikacija, svaka čestica zemljišta označena je svojim brojem. • Nekretnina je zemljište s pripadajućim sastavnim dijelovima. Zemljište je čestica zemljine površine (zemljišna parcela) evidentirana u katastru zemljišta s pripadajućim zgradama i drugim građevinama ili djelovima građevina koji koje trajno leže na zemljinoj površini ili ispod nje a evidentirani su u katastru zgrada. • Katastar nekretnina se sastoji od katastra zemljišta i katastra zgrada, a postoje još i katastar šuma, voda, vodova i katastar pomorskog dobra • Za uspostavljanje, vođenje i održavanje evidencija zadužena je Državna geodetska uprava.

Katastar nekretnina Katastar zemljišta i katastar zgrada osnova su evidentiranja nekretnina i zajedno čine KATASTARSKI OPERAT i ZEMLJIŠNU KNJIGU. KATASTARSKI OPERAT + ZEMLJIŠNA KNJIGA

KATASTAR ZEMLJIŠTA

KATASTAR ZGRADA

Katastar nekretnina Katastarska općina je katastarska prostorna jedinica za koju se izrađuje katastarski operat i u pravilu obuhvaća područje jednog naseljenog mjesta s pripadajućim zemljištem. Osnovna je prostorna jedinica i za vođenje zemljišnih knjiga.

http://www.katastar.hr/dgu/ind.php

Katastarski operat • Katastarski operat izrađuje se za svaku katastarsku općinu na temelju podataka prikupljenih i obrađenih u katastarskoj izmjeri. Katastarski operat sastoji se od: • katastarskih planova, • drugih grafičkih grafičkih podataka (zbirka parcelacijskih i drugih geodetskih elaborata), te • pisanih dijelova (posjedovni listovi, …).

• Parcelacijski elaborat izrađuje se za potrebe provedbe promjene broja, položaja, oblika, načina uporabe i površine katastarske čestice u katastarskom operatu. • Geodetski elaborat izrađuje se za potrebe provedbe promjene položaja, oblika i načina uporabe zgrada i drugih građevina, kao i promjene glede položaja i površina dijelova zgrada i drugih građevina, u katastarskom operatu.

Osnovni pojmovi • Katastarska čestica je osnovna katastarska prostorna jedinica, dio je katastarske općine omeđen međama i drugim granicama. U katastarskom se operatu vode podaci položaju čestica, obliku, površini, načinu uporabe, izgrađenosti i broju katastarske čestice. • Posjedovni list sadrži podatke o ukupnom posjedu nekog posjednika u određenoj katastarskoj općini. Upisima u posjedovne listove ne stječe se pravo vlasništva. • Katastarski plan je skup grafičkih prikaza s podacima o položaju, obliku, načinu korištenja i namjeni katastarskih čestica. • Katastarska izmjera je postupak prikupljanja i obrade podataka o položaju, obliku, površini, načinu uporabe, te nositeljima prava na česticama zemljišta, zgradama, dijelovima zgrada i drugim građevinama, položaju u zgradi, te nositeljima prava i posebnih pravnih odnosa na zemljištu.

Katastarsko klasiranje zemljišta Kulture se označavaju i upisuju u svaku česticu na katastarskom planu skraćenicama: • oranice, njive or, nj • vrtovi vr • voćnjaci vć • maslinici msl • vinogradi vg • livade l • pašnjaci pš • šume š • trstici t • močvare m

Katastarska izmjera Katastarskom se izmjerom prikupljaju i obrađuju svi podaci kojima je svrha osnivanje katastarskih čestica, evidentiranje zgrada i drugih građevina, evidentiranje posebnih pravnih režima na zemljištu i načina uporabe zemljišta te izrada katastarskog operata katastra nekretnina.

Geodetski radovi Geodetski radovi u katastru nekretnina: • određivanje granice katastarske čestice, • uređenje međe, • parcelacija, • komasacija, • izravnanje međe, • određivanje zemljišta pod zgradom, • evidentiranje zgrada, • određivanje vrste uporabe, kulture i razreda zemljišta, • određivanje boniteta zemljišta, • uređivanje međe između parcela i katastarskih područja, • upis zgrada i njihovih dijelova u katastar zgrada, • izrada tehničkog eleborata označavanja međe u prirodi, • …….

Uređenje i evidentiranje međe Osnovna prostorna jedinica katastra nekretnina je katastarska čestica (parcela), a određena je brojem katastarske čestice i njezinim granicama. Vlasnik zemljišta dužan je provesti postupak evidentiranja međe (elaborat) prilikom uknjižbe nekretnine (uplana) ili upisa u katastar nekretnina.

Uknjižba neketnine Uknjižba neketnine podrazumijeva ucrtavanje građevine u katastarski plan ovlašteni geodeta izlazi na teren i geodetskim instrumentima izmjeri građevinu (tlocrtni gabarit objekta) te određuje njen položaj na parceli. Takvo mjerenje rezultira formiranje prijavnog lista - dokument formata A4, organiziran kao dvolist, u kojem se s jedne strane unose dosadašnji podaci (staro stanje) i nasuprot tome novo stanje. U sklopu prijavnog lista nalazi se i grafički dio u kojem je prikazana skica izvršenog premjeravanja, a temeljem koje se objekt ucrtava u planove.

Postupak evidentiranja parcelacije • Parcelacija je združivanje (oblikovanje jedne parcele iz dviju ili više parcel,koje imaju jednako pravno stanje vlasništva) ili podjela parcele. • U katastru se evidentira pomoću elaborata parcelacije. U postupku parcelacije nova parcela dobija novi broj. • Preduvijet parcelacije je uređenje međa.

Postupak uređenja dijela međe • Postupak uređenja dijela međe - vlasnici susjednih parcela su sporazumni o promjenama i pri tom se površina manje parcele ne smije biti promijenjena za više 5% površine, odnosno ne više od 500 m2. • Elaborat izravnanja međe sprema se u katastru zemljišta.

Evidentiranje vrste uporabe • Postupak pokreće vlasnik zemljišta kada želi evidentirati različne vrste uporabe u zemljišni katastar i zemljišnu knjigu. • Postupkom promjene vrste uporabe zemljište npr. građevno zemljište, zelena ili neplodna površina – klasifikacija zemljišta ulazi u katastarski eleborat čime se mijenja katastarski prihod.

Komasacija • Okrupnjavanje i uređivanje poljoprivrednog zemljišta čija površina u prosjeku iznosi između tri i pet hektara - pridonosi povećanju proizvodnje; • Problem je što se zemlja u unutrašnjosti zemlje tradicionalno ne prodaje, a jedan od većih problema je i neriješeno pitanje zemljišnih knjiga, odnosno gruntovnice i katastra.

Katastarski operat katastra nekretnina

Katastarski plan - primjer

Geodetsko-tehnički dio katastarskog operata: • • • •

Katastarski plan, Elaborat geodetske osnove (geodetske točke), Digitalni ortofotoplan i digitalni model terena, Zbirka parcelacijskih i drugih geodetskih elaborata.

Popisno-knjižni dio katastarskog operama: • Popisi (katastarskih čestica, zgrada i drugih građevina, područja pojedinih vrsta uporabe, područja posebnih pravnih režima i adresa katastarskih čestica), • Posjedovni listovi, • Pomoćni popisi (popis kučnih brojeva, osoba upisanih u posjedovne listove i popis promjena), • Zbirka isprava.

Pisani katastarski podaci su atributi elemenata katastarskog plana i temelj su zemljišne knjige: • • • •

Broj i adresa katastarske čestice, Način uporabe katastarske cestice i njezinih dijelova, Podaci o zgradama i drugim građevinama, Površina katastarske čestice i površine dijelova koji se upotrebljavaju na različiti način.

Katastar vodova Kopija katastarskog planasadrži izvod iz digitalnoga katastarskog plana, izvod i prijepis posjedovnog lista te potvrde koje se izdaju na temelju podataka katastarskog operata Kopije katastarskog plana su javne isprave kad su ovjerovljene pečatom i potpisom službene osobe.

Katastar vodova vodi evidencije o vodovima elektroenergetske, telekomunikacijske, vodovodne, kanalizacijske, toplovodne, plinovodne i naftovodne mreže. Evidencije sadrže podatke o vrstama odnosno namjeni, osnovnim tehničkim osobinama i položaju izgrađenih vodova. Svaki vod prikazan je u operatu položajnim i tehničkim podacima na geodetskim podlogama (katastarski plan, orto-foto, i dr.)

Zemljišnoknjižni sud (zemljišnik, gruntovnica)

1. Podjela figure u jednostavne podfigure

Zemljišnoknjižni sud utvrđuje vlasništvo upisom u zemljišnu knjigu te izdaje nositelju prava na zemljište rješenja zemljišnoknjižnog suda (vlastovnica). Zemljišna knjiga sastoji se od zemljišno-knjižnih uložaka: 1/ popisni list A - nekretnina, broj zemljišno-knjižne čestice, površina, kultura 2/ vlastovnica (vlasnički list) B - vlasnik nekretnine 3/ teretovnica C - hipoteka, pravo zakupa, prvokupa, najma i sl.

B

Površina trokuta c

neka s = ½ (a + b + c)

a

A C

b

Površina = √ (s(s-a)(s-b)(s-c)) a1

ili

a2

a5

a4

Površina = ½bc sin A

a3

Površina = ∑ai

RAČUNANJE POVRŠINA

2. Računanje površine niza trapezoida

• Računanje površina potrebno je radi: • Određivanja katastarske čestice (porez) • Analiza korištenja zemljišta (poljoprivreda, zaštićena područja, irigacija) • Vode (volumen i evaporacija) • Zemljani radovi kod izgradnje prometnica (volumen, površina, cijena)

• Metode računanja površine:

h1

h0

h2 h3

b2 b3 b4

b1

h5

h4 b5

h6 b6

h7 b7

h9

h8 b8

b9

h10 b10

Površina trapezoida = ½ b1(h0+ h1) Površina = ½[b1(h0+ h1) + b2(h1+ h2)+ b3(h2+ h3) + b4(h3+ h4)…+ b10(h9+ h10)]

Za jednake intervale b (npr. odstupanje se mjeri svakih 100 m):

• Računanje površine se izvodi u CAD ili GIS programima te: • Podjela figure u jednostavne podfigure • Računanje površine niza trapezoida • Pomoću koordinata

Površina = b[h0/2 + h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6 + h7 + h8 + h9 + h10/2] b2

Površina trapezoida

• Površine se izražavaju u: ar, ha, m2, km2 jedinicama

h b1

Površina = h/2 * (b1 + b2)

3. Računanje površine pomoću koordinata Površina ABCD=½(-XAYB-XBYC-XCYD-XDYA+YAXB+YBXC+YCXD+YDXA ) B 2xPovršina =[-XAYB-XBYC-XCYD-XDYA +YAXB+YBXC+YCXD+YDXA] A C ODUZIMANJE ZBRAJANJE D (jednostavna metoda pamćenja formule)

GPS - KOMPONENTE

Potpuno operabilan od 1993 SVEMIRSKI SEGMENT 24 satelita na 6 približno kružnih orbita (inklinacija 55° prema ekvatoru); 24 satno pokrivanje između geografske širine 80°N i 80°S Visina cca 20 200km; Orbitalni period cca 12 h (brzina cca 14 000 km/h) Satelit opremljeni preciznim atomskim satovima - odašilju frekvencijski iznimno stabilne signale UKV KONTROLNI SEGMENT Pet kontrolnih stanica (C. Springs, Hawaii, Ascension, Diego Garcia, Kwajaleni) praćenje i kontrola satelita Podaci se prosljeđuju glavnoj kontrolnoj stanici (Colorado Springs) Orbitalni parameteri (precizne efemeride) i popravke sata korigiraju se i vračaju satelitima, a dalje korisnicima sustava KORISNIČKI SEGMENT GPS prijamnici - pasivni uređaji koji bilježe i analiziraju satelitske signale za potrebe određivanja pozicije (pozicioniranja) Različite vrste prijamnika različite razine točnosti i uporabljivosti Opremljeni s manje preciznim satovima nego oni u satelitima

Svemirski segment

GPS MJERENJA

Kontrolni segment

Struktura satelitskog signala Noseći signal Frekvencija Valna duljina Modulacija koda

L1 1575.42 MHz 19cm C/A-code P(Y) kod NAVDATA

L2 1227.60MHz 24cm P(Y) kod NAVDATA

modulacije

Model orbitalnih podataka (efemerida) i korekcije satelitskih satova za svaki satelit Glavna kontrolna stanica šalje efemeride i korekcije sata satelitima Sateliti tada šalju radio signalima podatke orbitalnih efemerida GPS prijamnicima

Korisnički segment: Signal Svaki satelit emitira dva noseća vala: L1 - frekvencija 1575.42 MHz i valna dužina cca 19cm

Amplitudna

Frekvencijska

Korisnički segment – GPS prijamnik

L2 - frekvencija 1227.60 MHz i valna dužina cca 24cm

Pseudosignali (pseudo random noise -PRN) kodovi modulirani na nosećem valu: Na L1: C/A (Coarse/Acquisition) kod λ cca 300m Serije od 1023 bitova (chips) ponavlja se svake milisekunde P (precise) Y-kod kriptiran kod λ cca 30m Navigacijski podaci satelita svakih 12,5 minuta Stanje satelita, korekcija satelitskog sata, i parameteri efemerida

modul GPS prijamnika

Na L2: P samo kod

SiRF III GPS prijamnik s integriranom antenom

Fazna

PRINCIP GPS MJERENJA

Zasnovan na osnovnoj fizikalnoj funkciji:

udaljenost (D)= brzina (c=ms-1) * vrijeme (s) Opaženi pseudosignali sa 4 satelita osiguravaju 3 dimenzijonalnu poziciju

GPS MJERENJA

Uzorak poruke Primljeni Signal KAŠNJENJE

Podudaranje uzorka

Kašnjenje satelit. signala

D=ρ+c∆t

A

Geocentrični kartezijev koordinatni sustav

Globalni sustav za pozicioniranje

Z

SATELIT P GREENWICHki meridijan

N ZP

A

Y XP

EKVATOR

S

YP

AP = √(XP-XA)2 + (YP-YA)2 + (ZP-ZA)2 X

Koordinatni sustav ostvaren pomoću satelitskih orbita (efemerida) te koordinata lokacije kontrolnih i pratećih stanica.

Položaj: 37o 23.323’ N 122o 02.162’ W

PRINCIP GPS MJERENJA

Metode pozicioniranja Metode pozicioniranja mogu biti: • Statičke – za vrijeme mjerenja prijamnici su nepomični. Koordinate točaka se određuju apsolutno ili relativno. • Kinematičke – prijamnik na referentnoj stanici je nepomičan, drugi se prijamnik kreće. Mogu se odrediti apsolutne ili relativne koordinate točaka. Pri relativnom pozicioniranju položaj točke se može odrediti ili u realnom vremenu ili naknadnom obradom podataka.

Trilaterateracija

Metode GPS mjerenja Postoje dva osnovna principa GPS pozicioniranja: • Apsolutno pozicioniranje je neovisno određivanje koordinata pojedinačnih točaka u odnosu na globalni koordinatni sustav (npr. WGS 84). Za primjenu ove metode dovoljan je jedan prijamnik. • Relativno pozicioniranje je određivanje relativnog položaja između dva i više prijamnika koji istovremeno hvataju iste satelitske signale.

ECEF i WGS-84 φ = 37o 23’ 26.38035” N λ = 122o 02’ 16.62574” W H = -5.4083 m H Z

WGS-84

+Z

ECEF X = -2691542.5437 m Y = -4301026.4260 m Z = 3851926.3688 m

b

φ Y X

-Y +X

GPS visina i elevacija

H

h

N

GPS uređaji Princip rada zasniva se na mjerenju vremena koje je potrebno elektromagnetskom valu da prijeđe udaljenost od satelita do prijemnika na Zemlji. Poznavajući točan položaj satelita i brzinu širenja elektromagnetskog vala možemo jednoznačno odrediti koordinatu točke ako nam je čisto nebo prema barem četiri satelita. Metode određivanja koordinate točaka:

h H h H N N

h = Ortometrijska visina H = Elipsoidna visina N = Geoidna visina

• statička • kinematička

Prijemnike dijelimo na: • jednofrekventni- potrebno je duže stajati na točci. Koordinate dobijemo u naknadnoj obradi uz pomoć računala i programa. • dvofrekventni- omogućuju određivanje koordinata točaka u realnom vremenu.

h=H-N

KLASIFIKACIJA GPS UREĐAJA Klasa za kartiranje

TOČNOST

100 m

PRIBLIŽNA

Dilution of Precision GDOP-PDOP Ionosferski efekt

20 m

10 m 5m 1m

navigacijsko/ rekreacijska klasa

0.5 m dm cm mm A

B

C

RELATIVNO POZICIJONIRANJE

D

APSOLUTNO POZICIJONIRANJE

A: Dvofrekventni; Geodetski, RTK (1cm) B: C/A kod & noseći signal + DGPS; post pocesiranje (10cm-1m) C: C/A kod + DGPS; (1-5m) D: C/A kod (10-15m)

Kinematika u realnom vremenu (Real Time Kinematic - RTK) Diferencijalna korekcija odašilje se radiosignalom Bazne stanica na poznatoj točci

Izvori pogrešaka u GPSu • • • •

ometanje signala Multipath Ionosferska pogreška Ljutska pogreška

Bazna stanica na slobodnoj točci

1) Ometanje signala Anti-Spoofing (AS) Enkripcija P-kod signala

????????

“Kalibracija/Lokalna Transformacija”

Primjena GPS mjerenja antena na nogarima

2) Pogreška odbijanja signala (Multipath)

Tirana, Albania Prijamnik i računalo vezani na baznu mjernu stanicu

Premjeravanje granice na rijeci GPSom – Belize

3) Jonosferska pogreška

Prevencija i smanjivanje pogrešaka

• Vremenski smjestiti premjer unutar perioda dobre satelitske geometrije (nizak PDOP) • Izbaciti satelite nisko na horizontu radi reduciranja duljine puta signal kroz atmosferu • Izbjeći multipath prilike u blizini GPS antene • Za precizno pozicioniranje koristiti diferencijalne korekcije i/ili fazno opažanje nosećeg vala

Globalni navigacijski satelitski sustavi -

GNSS GLONASS

GPS

GALILEO

Broj satelita

24 (planirano)

30 (do 2004.)

30 (do 2010.)

Broj orbit.ravn. Kut nagiba ravn. Orbitalna visina

3 64.8 stupnjeva 19 130 km

6 55 stupnjeva 20 180 km

3 56 stupnjeva 23 222 km

Period revolucije Mjesto lansiranja

11 sati 15 min Baikonur,Kazakhstan

14 sati 21 min Baikonur,Kazakhstan

Datum I lansir. Frekvencije L1 L2 Datum Referentno vrijeme

02.10.1982. 1602.0–1614.94 MHz 7/9 L1 PZ-90 UTC (Rusija)

11 sati 58 min Cape Canaveral Florida 22.02.1978. 1575.42 MHz 60/77 L1 WGS 84 UTC

CROPOS

CROPOS sustav - 30 referentnih GNSS stanica na udaljenosti od 70 km koje prekrivaju cijelo područje RH - Korekcijski parametri dostupni putem mobilnog Interneta (GPRS/GSM) - Točnost određivanje položaja ±2 cm u realnom vremenu - Nacionalna referentna GNSS mreža - novi standardi pozicioniranja i navigacije

26.06.2007. 1575.42 MHz 40/90 L1 ETRS UTC

Zadaća geodezije u građevinarstvu

FBIHPOS

Zadaci geodezije u građevinarstvu mogu se podijeliti u 3 faze: • Zadaci u procesu izrade projekta: sakupljanje geodetskih podloga za potrebe idejnog projekta (1:500); • Zadaci tijekom gradnje objekta: Iskolčavanje objekta u horizontalnom i visinskom smislu; kontrola izvedenih građevinski radova, izmjera izvedenog stanja – katastarski eleborat; • Zadaci tijekom eksploatacije objekta: probna ispitivanja opterećenja objekta i izmjera eventualnih pomaka i deformacija objekta.

Geodeti su prvi i zadnji na gradilištu!

Iskolčenje detaljnih točaka

ISKOLČAVANJE

Visinska iskolčenja

Iskolčenje osi ceste

Iskolčenja • Iskolčiti znači projektirani objekt prenijeti na teren. • Iskolčenjem točaka objekta u prirodi određujemo: • dimenzije, • položaj i • visinski odnosi;

• Rezultati iskolčenja su na različne načine fizički označene točke na terenu koje omogućavaju gradnju objekta ali i položaj i neometani rad građevinskih strojeva. • Osnovne elemente iskolčenja zadani su projektom: • horizontalni kut, • duljina i • visina (visinska razlika).

Iskolčenje osnovnih elemenata Iskolčavanje kuta Teodolitom - Jedan krak je zadan (A-B), a drugi trebamo odrediti (A-C) - Kut se iskolčava u jednom položaju durbina

Metode iskolčenja točke • Iskolčenje se najčešće odvija u dvije faze: • Iskolčenje osi projektiranog objekta • Iskolčenje točaka objekta koje položajno i visinski obilježavaju objekt

• Os objekta se iskolčava s geodetske osnove, dok točke objekta koriste os objekta kao osnovu za iskolčenje. • Metode iskolčenja: • Klasične: • • • •

ortogonalna, polarna, presjek lukova i presijek pravaca;

• Satelitske - GPS RTK metoda; • Kombinirane.

Ortogonalna metoda iskolčenja Elementi iskolčenja: • Apscisa (x) • Ordinata (y) • Pravi kut

Instrumenti i pribor za iskolčenje: Iskolčavanje duljine Duljina predviđena projektom iskolčava se daljinomjerima ili vrpcom

Iskolčavanje visine (visinske razlike) Geometrijskim nivelmanom - poznate su kota repera HR i projektirana kota HP traži se visinska razlika Δh= HP-HR

• Pentagonalna prizma, • tri trasirke, • Dvije vrpce.

Elementi iskočenja dobiju se grafičkim očitanjem s plana.

Polarna metoda iskolčenja

Elementi trase

• Elementi iskolčenja: • Duljina (d) • Orijentacijski kut (φ)

• Instrumenti i pribor za iskolčenje: • • • •

Mjerna (totalna) stanica, Prizma, Trasirka, Vrpca.

Elementi trase u položajnom smislu

Elementi trase u vertikalnom smislu

GPS RTK metoda Precizno određivanje koordinata velikog broja točaka u kratkom vremenu Elementi iskolčenja: • Duljina (d) • Orijentacijski kut (φ)

KRIVINE - Vrste krivina: Jednostavna krivina

Složena krivina

R

R

R

r

Instrumenti i pribor za iskolčenje: • GPS prijamnik, • Rover. spirala

Reverzna krivina R R

spirala

Prijelazna krivina

R

R

Definicija

Formule

Definicija luka “Stupanj krivine”

α

100 m T

Centralni kut koji zatvara luk od 100 m (autocesta)

R

D / 100m = 360 / 2p r = puni krug / opseg So R = 5729.58 / D

R

E

α/2

PK

L

T

M KK

LT

D

T = R tg α/2

R R

α/2

L = 100 α0/D0 = R α rad

Definicija tetive “Stupanj krivine” R

R = 50 / sin D/2

LT = 2 R sin α/2

α

100 m

Centralni kut koji zatvara tetivu od 100 m (željeznice)

LT = duljina tetive M = središnja ordinata E = bisektrisa T = duljina tangenta α = središnji kut R = polumjer krivine

R D

R/ (R+E) = cos α/2 => E = R [(1/cos (α/2)) - 1] (R - M)/R = cos α/2 => M = R [1 - (cos (α/2)]

Terminologija

Stacijonaže (obično svakih 100 metara) ST

PK 3+00.00

L LT KK

T L

ST = sjecište tangenti PK = početak krivine KK = kraj krivine L = duljina luka krivine LT = duljina tetive

PK sta = ST sta – T KK sta = PK sta + L

PI

Polarna metoda

Vertikalna geometrija krivine

ST Iskolčavanje “stacionaže” (XX+00.00) odrediti početak krivine PK i sjecište tangenti ST kut otklona (d), izmjeriti duljinu tetive (c)

PK

δ

Y c – duljina tetiva

V

BVC

PK

EVC

Xp

KK

Yp

d1 D

D

D

D d2

L/2

L = duljina krivine

Vertikalne krivine

“isbočenje”

PRIJELAZNE KRIVINE

“ulegnuće”

Osiguravaju nesmetan prijelaz između različitih nagiba trase Parabola – konstantni stupanj promjene nagiba NAGIB: Nagib = +4.00% + rastući nagib - Padajući nagib

L/2

4.00m 100m

• Brzo kretanja vozila prilikom neposrednog prijelaza iz pravca u kružni luk, na vozilo i putnike iznenada nastupa djelovanje centrifugalne sile - za smanjivanje ovog djelovanja potrebno je postupno smanjivati polumjer zakrivljenosti (od beskonačnog – pravac - do vrijednosti polumjera kružnog luka) korištenjem odgovarajućih prijelaznih krivina. • Prijelazne krivine su se, zbog većih brzina, prvo počele koristit kod željeznica, a kasnije i kod cesta. • Kod željeznica se kao prijelazna krivina koristi kubna parabola, a kod cesta klotoida i lemniskata. • Prijelaznica ima tri osnovne funkcije: • postupan prijelaz iz pravca u kružni luk • osiguravaju dovoljne duljine vitoperenja kolnika za prijelaz iz poprečnog nagiba u pravcu na poprečni nagib u krivini • postupno proširenje kolnika iz širine potrebne u pravcu na širinu u kružnom luku

X

Prijelazne krivine R ∙ Lx = C kubna parabola

Primjer normalnog cestovnog profila u nasipu

R ∙ L= C klotoida R∙t=C lemniskata

Normalni profil željezničkog nasipa

Računanje volumena • Često se javlja potreba za računanjem volumena prilikom projektiranja: • Volumen iskopanog materijala • Volumen materijala potrebnog za nasipanje • Volumen vode koja ispunjava depresiju (kod akomulacija)…

• Osnova za računanje volumena (zapremnina) je detaljno snimljen teren u horizontalnom i vertikalnom smislu. Pravilan izbor detaljnih točaka daje vjernije rezultate.

Računanje volumena iskopa do zadane kote

ha;hb; hc;hd - visine točaka iznad zadate kote hsr = (ha+ hb + hc + hd) / 4 V = PA’B’C’D’ * hsr

Kod većih i nepravilnih površina čitavu površinu razbijemo na manje površine s približno jednakim padom. Kada donja površina nije horizontalna ravnina tada za površinu svake figure računamo volumen od neke zamišljene ravnine do donje i gornje površine, a razlika volumena daje traženi volumen.

IZRAČUN MASA – KUBATURA

• Za izračun masa – kubatura kod gradnje prometnica, kao i drugih uzdužnih objekata posebno je pogodna metoda računanja masa iz poprečnih profila. Kod plošnih objekata, primjerice aerodroma, bazena, kamenoloma itd., koristi se metoda računanja masa iz mreže pravokutnika, kvadrata odnosno prizmi. • Ako za projektirano područje postoji digitalni model reljefa, moguće je automatizirati izračun masa primjenom odgovarajućih računalnih programa. Metode računanja prvenstveno ovise o strukturi podataka u digitalnom modelu reljefa. Točke je moguće pohraniti na dva načina: uzduž profila – računanje masa iz poprečnih profila, pojedinačne točke, tj. u mreži kvadrata ili trokuta – računanjem masa iz prizmi. • Površine se računaju iz koordinata točaka prema Gauss-ovoj trapeznoj formuli:

Računanje površine kod digitalnog modela terena

Geodetski radovi u građevinarstvu

Geodezija u građevinarstvu

• Prikupljanje postojećih i po potrebi izrada novih geodetskih podloga • Postavljanje normi za točnost građenja i iskolčenja objekta (horizontalnog i vertikalnog) • Postavljanje geodetske osnove za iskolčavanje • Izbor metoda iskolčavanja (s obzirom na točnost) • Izbor instrumenata i pribora • Analiza točnosti izvršenog iskolčenja • Izmjera izvedenog stanja • Opažanje vertikalnog i horizontalnog pomaka – zaključci o stabilnosti i sigurnosti objekta: • Mjerenje pomaka i deformacija najprije se počelo primjenjivati kod oskultacija hidrotehničkih objekata (brana) 50tih godina prošlog stoljeća; • 70 tih godina – pojava preciznijih instrumenata i upotreba računala u obradi podataka – pouzdanija ocjena točnosti; • GPS – nema stabilnih točaka – izjednačavaju se i točke osnovne mreže – “deformacijska analiza”.

Geodezija u inženjerstvu Projektiranje Detaljna izmjera

Katastarska izmjera

Elaborat iskolčenja Gradnja objekta Iskolčavanje objekta

Praćenje kvalitete izvedbe

Preuzimanje objekta/Kontrolna mjerenja Kontrola izgradnje Odstupanje Kontrola kvalitete

Kontrolna mjerenja Pomaci i deformacije Deformacijska analiza

Mjerenje pomaka i deformacija • Pomaci i deformacije nastaju zbog: • Geološko hidrološke svojstva zemljišta te fizikalno mehaničkih svojstava zemljišta na kojem je objekt izgrađen (podloga za statički proračun građevinskog objekta); • Stalnog ili povremenog opterećenja objekta (vozila, temperatura, vjetar…); • Promjena mehaničkih svojstava materijala od kojih je objekt izgrađen.

• Geodetska mjerenja pomaka i deformacija obuhvaćaju sva mjerenja u određivanju promjene oblika objekta ili zemljišta pod utjecajem vanjskih ili unutarnjih sila; • Geodetski radovi usmjereni su na: • Određivanje pomaka i deformacija objekta i obližnjeg zemljišta na mikro lokaciji; • Određivanje pomaka zemljišta na makro lokaciji.

Pomak, deformacija i progib • Pomak je prostorna promjena položaja točke na objektu ili tlu. Uslijed pomaka može doći do deformacije, ali i ne mora. Dvije su komponente pomaka: • horizontalnu (pomak u horizontalnom smislu) • vertikalnu (slijeganje ili izdizanje) • Deformacija je promjena oblika (obujma) tijela, odnosno iskrivljenje ili napuknuće koje nastaje uslijed nejednakih pomaka točaka. Ako je došlo do jednakih pomaka točaka, objekt se je pomakao ali ne i deformirao. Dakle, iskrivljenje ili pojave pukotina nastaje uslijed nejednakih pomaka točaka. • Progib je reducirani pomak, tj. brojčana vrijednost koja se dobije za sredinu nosača (grede), kada se od veličine pomaka u sredini oduzme aritmetička sredina pomaka ležajeva.

Mreže posebnih namjena • Kontrolna referentna i osnovna geodetska mreža • Ove se mreže razvijaju za specijalne namjene kao što su mjerenja deformacija izgrađenih objekata • Kod formiranja ovih mreža postavljaju se posebni uvjeti glede pogrešaka položaja točaka, odnosno potrebne točnosti mjerenja u ovakvim mrežama. • Poseban način stabilizacije točaka (stupovi s prisilnim centriranjem, posebno fundirani reperi). • Signalizacija posebnim signalima i markicama. • Visoka točnost mjerenja preciznim instrumentima.

Uspostava geodetske mreže

Geodetskih mreža posebnim namijena Apsolutna mreža – sastoje se od dvije vrste točaka: • Osnovne - referentna mreža sa koje se opaža • Kontrolne – smještene na objektu

Relativna mreža – sve točke se nalaze na objektu – opažaju se relativni pomaci između točaka

Idealno projektirana referentna mreža za praćenje pomaka brane. Vanjske referentne točke su nizvodno, a na akomulaciji je čvrsta geodetska mreža

Izvedba mreže • Rekognosciranje • Stabilizacija i signalizacije • Izmjera Rekognosciranje – odabiranje najpovoljnijeg položaja točaka a da pri tom budu zadovoljeni određeni uvjeti (izbjegavati klizišta, sredinu parcele, obale rijeka, rub puta, izgrađene objekte, željezničke pruge, vodove itd).

Apsolutna mreže za izgradnju i praćenje betonske brane (osnovne i kontrolne točke)

Praćenja pomaka ustava i brana

Načini praćenja pomaka i deformacija • Nakon izjednačavanja u mikrotrigonometrijskoj mreži dobiju se koordinate (x, y) točaka na objektu, a nakon izjednačavanja nivelmanske mreže i visine točaka na objektu. • Mjerenja se, uglavnom, obavljaju periodično (2 puta godišnje), a dobiveni podaci uspoređuju se sa nulto serijom (prvim mjerenjima) • Razlike koordinata u odnosu na nultu seriju daju horizontalni pomak objekta, a razlike visina vertikalni daju pomak (slijeganje) objekta. • Koordinate su u lokalnom koordinatnom sustavu (proizvoljan koordinatni početak).

Stabilizacija referentne točke

Signalna točka Opažanje detajlnih točaka

Signalna točka

stabiliziranje čeličnim cijevima ili okruglim betonskim stupovima u čijem se centru postavlja instrument Visina stupa 1,5 m

Vizirne marke za prisilno centriranje

Mjerenje pomaka i deformacija

Lociranje podzemnih vodova Mjerenje vertikalnih pomaka invarskom žicom

Napuknuća objekata mjerno ravnalo

Vrste podzemnih vodova

Poslijedice pomaka i deformacija objekata Klizište

Progib

FOTOGRAMETRIJA

FOTOGRAMETRIJA I DALJINSKA DETEKCIJA

Povijest fotogrametrije • Prva snimanja Zemlje iz zraka sredina 19. stoljeća: • 1858. iz balona se snima područja Pariza, a • 1862. zračni snimci Richmonda u Virginiji koriste se u Američkom građanskom ratu.

• Masovna primjena zračnih snimaka i fotointerpretacije započela je u I, a nastavljena je u II svjetskom ratu. • Revoluciju - snimanja iz svemira; prvo snimanje 1959. godine - satelit Explorer 6. • Do početka 1970-ih godina u razvoju satelitskih daljinskih istraživanja prednjačile su SAD i bivši SSSR (namjena –vojna) nakon toga priključuju se i ostale zemlje. • Institucije: • NASA – National Aeropnautics and Space Administration (SAD) • ESA - European Space Agency (EU).

• Fotogrametrija izmjera je metoda mjerenja kojom se na temelju fotografija ili scena elektromagnetskog zračenja dobivenih sa senzorskih sustava mogu rekonstruirati položaj i oblik objekata. • Rezultati fotogrametrijske izmjere su fotokarte. • Kako snimak općenito nije strogo vertikalan, to će perspektivna slika biti deformirana. Postupak spravljanja takve deformirane slike u ortogonalnu projekciju (ili neku drugu projekciju) određenog mjerila, naziva se redresiranjem. • Upotreba snimaka snimljenih iz zraka ili svemira raznim tehnikama snimanja i mjerenja (fotografske, termalne, radarske snimke, radiometrijska mjerenja) bez dodira sa snimljenim objektom naziva se daljinskim istraživanjem (remote sensing). Primjenom metoda daljinskih istraživanja dobivaju se dodatne informacije o Zemlji (geomorfološke, geološke, pedološke, šumarske, hidrološke, arheološke i dr.).

Fotogrametrija • Mjerenja sa fotomaterijala pomoću steroskopije (dvije snimke)! Analogna →Digitalna (kamera - obrada) Digitalna fotogrametrija: • Automatizirano generiranje digitalnog modela terena (autokorelacija) i ortofotoobrada! • Digitalna kamera sakuplja multispektralne podatke • Visoka horizontalna točnost: u cm (ručnom stereoobradom) • Prikladna za topografsko kartiranje velikih područja

Trajektorija leta aviona

Anaglifni stereopar (Pierre Gidon - Francuske Alpe)

Fotogrametrijske kamere

Senzori u fotogrametriji : • Analogna foto kamera, • Digitalna foto kamera (CCD), • Laserski (LIDAR), • Interferometrijski radar (InSAR ili IfSAR). U fotogrametriju se rabe zrakoplovni senzori ali kako se povećava moć razlučivanja i točnost položaja objekata na snimkama, raste uporaba satelitskih senzora.

Fotogrametrija VRSTE SNIMANJA • Terestrička ili blizu-predmetna fotogrametrija • Aerofotogrametrija • Satelitska fotogrametrija (i-ili daljinska detekcija) TEHNOLOGIJA OBRADE • Analogna fotogrametrija koristi optičke, mehaničke i elektronske komponente; snimci analogni; 3D model za mjerenje u prostoru • Analitička fotogrametrija – 3D modeliranje je matematičko – nema 3D modela; sva mjerenja se izvode nad 2D analognim snimcima • Digitalna fotogrametrija –digitalni snimci; tehnike digitalne obrade slike. BROJ SNIMAKA • Pojedinačni snimak - ortoprojekcija • Par snimaka - stereorestitucija • Blok snimaka – blokaerotriangulacija • Niz (sekvenca snimaka) - film

Fotogrametrijski snimci PODJELA SNIMAKA prema: • položaju kamere u prostoru: aero, terestrička, orbitalna. • snimci u prostoru: vertikalna, približno vertikalna, kosa i horizontalna. • načinu rekonstrukcije (obrade) modela: analogna, analtička i digitalna. • vrsti snimki: analogna i digitalna. • kameri koja se koristi: mjerna i nemjerna.

Klasifikacija u odnosu na položaj snimke u prostoru:

Aerofotografije • Slika određenoga područja; koja sadrži informacije o objektima na terenu; • Snimljena u centralnoj projekciji; • Na pojedinačnim snimcima visinska predodžba je slaba / par snimaka daje vjernu predodžbu reljefa.

Orijentacijske i kontrolne točake Služe za orijentaciju pojedinih modela. To su unaprijed signalizirane točke ili prirodni dobro definirani detalji, određene geodetskim metodama (triangulacijom , poligonometrijom ili GPSom) ili fotogrametrijskim postupcima (aerotriangulacija).

Georegistracija Georektifikacija

Uzdužni i poprečni preklop Da bi se ostvarilo potpuno prekrivanje određenog područja snimanje je potrebno izvršiti s određenim uzdužnim i poprečnim preklapanjem (u smjeru leta i između susjednih nizova) snimki. Uzdužni preklop 60% - Poprečni preklop 20% - 30%

Orijentacije • Izmjera modela prethodi: • Unutarnja orijentacija rekonstrukcije vanjskog snopa zraka (orijentacije snimke prema projekcijskom središtu).

STEREOPAR

Orijentacije

DALJINSKA ISTRAŽIVANJA

Relativna orijentacija je orijentacija jedne snimke prema drugoj (međusobne orijentacije vanjskih snopova) kako bi na presjeku bio stvoren umanjeni nedeformirani model snimljenog područja. Apsolutna orijentacija je orijentacije rekonstruiranog modela u odnosu na referentni koordinatni sustav.

Relativna orijentacija

• Daljinska istraživanja (DI) (engl. remote sensing,) tehnologija uporabe senzora elektromagnetskih zračenja za registriranje slika ili drugih vrsta podataka o objektu, koji se mogu interpretirati i tako dobiti korisne informacije o objektu. Podaci se dobivaju iz velike udaljenosti (od nekoliko stotina do nekoliko tisuća kilometara) instrumentima postavljenim u zračne ili svemirske letjelice. • Teledetekcija - daljinsko istraživanje u užem smislu - prikupljanje informacija o Zemljinoj površini s uređajima smještenim u satelitima i njihova interpretaciju. • Cilj daljinskih istraživanja - brzo i ekonomično dobivanje preciznih informacija o relativno velikim područjima. Sustavnim ponavljanjem snimanja moguće je pratiti i registrirati dnevne, sezonske i godišnje promjene neke pojave. Objekt daljinskih istraživanja su svi elementi Zemljine površine i atmosfere u vidnom polju senzora.

Apsolutna orijentacija

Stereoobrada snimaka Tipična radna stanica

Platforme

Prostorno razlučivanje senzora za DI Primjer: razlučivanje nekih satelitskih senzora Satelit

senzor razlučivanje na Zemlji Landsat MSS 80m Landsat Thematic Mapper 30m SPOT XS (Multispectral) 20m SPOT pankromatski 10m SPOT5 monospektralni 2.5 m SPOT5 multispektralni 10 m Ikonos multispektralni 4m Ikonos pankromatski 1m Quick Bird pankromatski 0.61-072 m Quick Bird multispektralni 2.44-2.88 m

Ortofotografija • Ortofoto snimak konstruiran je iz vertikalne ili blizu vertikalne aerofoto snimke, tako da je efekt centralne perspektive te reljefnog pomaka i nagiba (praktično) uklonjen. • Digitalna ortophoto snimka rektificirana su (ispravljena) prema tisućama geoprostornih (XYZ) točaka, a obilježja slike ortogonalno se usklađuju. To rezultira ortofotografijom. Ortofoto karta je ortofotografija sa dodanim kartografskim podacima. Obično su to kartografska mreža, linije posjeda, političke granice, geografski nazivi, planimetrijska obilježja i ostali odabrani podaci i linije.

Ortografska i perspectivna slika

Ortorektifikacija Snimak u boji Crno-bijeli snimak Infracrveni snimak

Ortofoto snimak

Ortofoto karta

LIDAR • Lidar (Light Detection and Ranging)- Integracija lasera (aktiveni senzor), GPS, INS (inercijalni navigacijski sustav) • Skener smješten na avionu. Mjere se udaljenosti od aviona do terena pa se na osnovu tih udaljenosti i smjera zraka dobije izgled terena.

GIS Vertikalna točnost (15 cm) horizontalna točnost (50 –100 cm) Nije dobar za kamenita područja, vode, zahtijeva dosta filtriranja vegetacije

Definicija GISa

Povijesni pregled GIS-a

“Geografski informacijski sustav (GIS) je sustav za obuhvaćanje, spremanje, provjeru, integriranje, manipuliranje, analizu i prikazivanje podataka na Zemlji koji su prostorno referirani. U taj sustav obično je uključena baza prostornih podataka i odgovarajući programi.“

GIS kao tehnologija - osnovni pojmovi • GIS (Geographic Information System) se sastoji od programske, strojne i komunikacijske opreme, baze podatake (DBMS), korisnika i stručnih osoba, te poslovnog i organizacijskog modela.

• Informacijski sustav (IS) tvore u bazi spremljeni podaci, ljudski potencijal (znanje i iskustvo) i oruđa (tehnička pomagala), koji s nizom organizacijskih postupaka i financijskim izvorima proizvode informacije za potporu upravljanju, poslovanju i odlučivanju.

Tehnologija GIS-a razvila se iz: CAD sustava sustava za upravljanje bazama podataka

Upravljanje i analiza podataka

Da bi GIS imao vrijednost mora omogućiti široki raspon funkcija za upravljanje i analizu podataka. Prema tome, svaki “dobar” GIS bi trebao moći odgovoriti na postavljena pitanja kao što su: Što će se dogoditi ako........ se kemikalije izliju u rijeku? Gdje....... zeleni pojas stoji u odnosu na grad? Je li....... se stanovništvo promijenilo u zadnjih 10 godina? Postoji li prostorna povezanost uz..... vlasništvo automobila u našem području?

GIS oruđe podaci

informacije

Postupci u GIS-u

Izvori podataka za GIS

Postupci u GIS-u načešće se mogu smatrati jednom od sljedećih radnji: • • • • •

unos podataka spremanje podataka upravljanje podacima analiza podataka ispis rezultata

Državna uprava

Daljinska istraživanja

Privatne tvrtke

Fotogrametrija

Javne tvrtke

Digitalne karte

Internet

GPS ... Podaci koje kreira korisnik

Prikupljanje podataka - sekundarni izvori

Sklopovlje u GIS-u Računala: Ručna Terenska Prijenosna osobna računala radne stanice velika računala

podataka Ostali se uređaji: Skeneri Pisači ploteri mrežni uređaji itd.

Skeniranje podataka: • rezultat su rasterski podatci; • geokodiranje.

Vektorska digitalizacija: • rezultat su vektorski podatci; • geokodiranje lokacije.

Zaslonska digitalizacija: • vektorska digitalizacija na zaslonu (ručna ili poluautomatska), • geokodiranje lokacije.

131

Vektorski i rasterski model podataka

SOFTVER U GIS-u

Vektorski model: • sinonimi - računalni program, program • naredbe (instrukcije) koje izvršava računalo može se podijeliti u dvije kategorije: • softver sustava (operacijski sustavi) • aplikacijski softver (obrada teksta; stolno nakladništvo; obradu slike; obradu baze podataka; obradu zvuka; tablično računanje). • Softver za GIS (AutoCAD Map; Microstation MGE; Arc/Info; MapInfo; IDRISI; GeoMedia; GRASS...) • • • • • • •

Posjetite internet stranice ... www.autodesk.com www.esri.com www.mapinfo.com www.freegis.org www.bentley.com www.intergraph.com

Organizacija i spremanje prostornih podataka • Dva su (grafička) oblika prostornih podataka: vektorski i rasterski. • Pored različnih tehnika spremanja za oba pristupa su ključne metode i oruđa za prostorne analize rasterskih i vektorskih podateke.

STVARNOST

VEKTORSKI

RASTERSKI

(točke, točke, linije i površine)

(mreža čelija)

• položaj - Kartezijeve koordinate • vrijednost atributa se dodjeljuje preko identifikacijskog broja objekta u tablici • diskretni fenomeni (npr. granice parcela, zgrade, administrativne granice, prometnice) Rasterski model: • položaj - ćelija mreže (redak, stupac) • vrijednost atributa se prikazuje kao vrijednost ćelije • kontinuirani fenomeni (npr. teren, temperatura, tipovi tala)

MODEL PODATAKA U GIS-u Realni svijet se sastoji od diskretnih i kontinuiranih objekata. Obje vrste objekata treba prikazati tako da ih je moguće analizirati računalom.

Model i prikaz GIS podataka • Analogni prikaz geografskih objekata su karte na papiru. Njihov digitalni prikaz sastoji se od koordinata, grafičkih elemenata i atributa. GIS zahtijeva da i karte i podaci budu prikazani kao brojevi. GIS stavlja brojeve u memoriju ili datoteke - fizički model podataka. • Logički model podataka jest organizacija podataka u GIS-u. GIS upotrebljava rasterske i vektorske podatke.

Logički model podataka - organizacija podataka u GIS-u

Formati podataka Baza podataka GISa može sadržavati različite prostorne podatke iz različitih podatkovnih nizova.

Različiti modeli prostora (mjerila) u sustavu GISa

Stvarnost je potrebno modelirati jer ju nije moguće prikazati u svoj njezinoj složenosti. 1. izbor objekata koji su od važnosti za pojedini zadatak ili projekt. 2. izbor prikaza pojedinog objekta u digitalnom modelu (točka, linija, poligon). 3. pripremanje kataloga objekata može - identifikacija objekata u stvarnosti i na njihovim prikazom u modelu. 4. svakom objektu se dodaju dodatne opisne informacije (atributi) kojima se on pobliže opisuje.

Izbor geometrijskog prikaza objekata

"makro" GIS - mjesto, općina, regija itd. Identifikacija i model objekta

Dodatno opisivanje objekta atributima

"mini" GIS - bolnica, hotel, pristanište itd.

Što je geokodiranje?

Različita obrada modela prostora u sustavu GISa

Geokodiranje je određivanje položaja objekata i pojava u prostoru. Pretpostavlja se postojanje referentnog sustava (koordinatnog): • geocentrični koordinatni sustav (geografski, WGS, ESRS itd.), • projekcijski koordinatni sustav (UTM, Gau β-Krüger itd.).

Prostorne veze među objektima

Kartografska obrada 2D modela prostora u GISu (još) prevladavaju vektorska

• TOPOLOGIJA (eng. Topology) je dio matematike koji proučava ona svojstva geometrijskih likova koja su nepromjenjiva pri neprekidnim deformacijama

2D slojevi podataka

blizina objekata (engl. proximity) udaljenosti objekata povezanost objekata (engl. connectivity) objekti se spajaju graničenje, susjedstvo (engl. adjacency) objekti imaju neku zajedničku granicu sadržavanje (engl. containment) objekt unutar objekta ili se preklapaju rasterska

Grafička struktura vektorskih podataka i geometrijske komponente U GIS-u, topološki odnosi, kao što su povezanost, susjedstvo i relativni položaji, obično se izražavaju kao odnosi među čvorovima, lukovima i poligonima.

Budućnost ?!