Curs 1 Generalități privind măsurătorile terestre PDF

Generalități privind măsurătorile terestre Măsurătorile terestre datează din cele mai vechi timpuri, devenind o știință care se ocupă cu măsurarea și reprezentarea suprafeței terestre sau a unei părți din aceasta. Știința “Măsurătorilor terestre” s-a dezvoltat odată cu alte științe, în spec...

Generalități privind măsurătorile terestre Măsurătorile terestre datează din cele mai vechi timpuri, devenind o știință care se ocupă cu măsurarea și reprezentarea suprafeței terestre sau a unei părți din aceasta. Știința “Măsurătorilor terestre” s-a dezvoltat odată cu alte științe, în special cu astronomia, matematica și fizica. Legătura științei cu alte științe: - cu astronomia: furnizează datele de plecare ale măsurătorilor de pe suprafața terestră, cu ajutorul căreia se determină poziția punctelor fundamentale de la capetele unei baze din rețelele de triangulație și azimutul bazei; - cu matematica: transmit metodele de prelucrare și calcul ale măsurătorilor, - cu fizica: oferă principii și aparatura necesară măsurătorilor terestre; - cu informatica: redă programe de prelucrare și editare a datelor culese din teren; - geografia, geologia și geomorfologia: ajută să recunoaștem formele de relief care urmează a se măsura și reprezenta pe planuri și hărți; - desenul tehnic: cu ajutorul căruia putem realiza o redactare grafică cît mai sugestivă folosind semne convenționale; Ramurile „Măsurătorilor terestre„ Știința măsurătorilor terestre se împarte în următoarele ramuri: 1. Geodezia: se ocupă cu studiul, măsurarea și determinarea formei și dimensiunilor Pământului sau a unor părți întinse din suprafața acestuia, cât și cu determinarea poziției unor puncte de pe teren numite puncte geodezice care în ansamblu formează rețele geodezice. Rețelele geodezice sunt: - clasice, a căror puncte se găsesc în vârfurile unor triunghiuri imaginare ce îmbracă întreaga suprafață terestră – numită rețea de sprijin; - moderne: care folosesc tehnici de poziționare cu ajutorul sateliților, unde avem rețeaua națională de stații permanente GNSS (Global Navigation Satellite System). Prin calcule astronomice și trigonometrice se determină precis poziția punctelor geodezice, cu ajutorul cărora se definește forma precisă a Pământului sau a unor părți întinse din ea. Aceste puncte sunt sprijin pentru măsurătorile topografice și fotogrametrice. În calcculele geodezice se ține cont de curbura pământului. 2. Topografia: este ramura măsurătorilor terestre care se ocupă cu măsurarea și reprezentarea pe planuri și hărți a suprafețelor relativ mici de teren , unde nu se ține cont de curbura pământului. Denumirea de topografie vine de la cuvintele grecești topos = loc și grafeim = a descrie, a desena. Topografia se sprijină pe rețelele geodezice, îndesește aceste puncte și determină prin măsurători și calcule, poziția obiectelor de pe teren, în scopul reprezentării lor grafice. În topografie, lucrând pe suprafețe relativ mici, nu se ține seamă de curbura pământului. Partea inversă de trasare pe teren a elementelor unui obiect din proiect este realizată cu ajutorul topografiei inginerești. Geodezia și topografia folosesc aceleași tipuri de instrumente cât și metode de prelucrare asemănătoare.  3. Fotogrametria: cuprinde procedeele pentru determinareași reprezentarea suprafețelor de teren pe baza unor fotografii speciale, numite fotograme. Preluarea fotogramelor se realizează cu ajutorul camerelor fotografice metrice, fie de pe pământ rezultând fotogrametria terestră, fie din avion sau mai nou dronă- fotogrametria aeriană. În fotogrametrie se folosesc atât instrumente cât și metode de prelucrare, diferite față de geodezie și fotogrametrie. Măsurătorile fotogrametrice se fac indirect pe imaginile fotografice, pe când la geodezie și topografie, măsurătorile se fac direct pe suprafața sau detaliul de reprezentat.Ca osatură și fotogrametria se sprijină pe rețelele geodezice, fiind folosită împreună cu topografia și geodezia. 4. Cartografia: studiază reprezentarea în plan a suprafeței terestre și trecerea de la măsurătorile executate pe suprafața neregulată a pământului, la o suprafață matematică cu forme regulate. Importanța măsurătorilor terestre: măsurătorile terestre sunt utilizate în cele mai variate domenii de activitate: - în domeniul construcțiilor sunt utilizate în toate fazele de de realizare a acestora: întocmesc ridicări topogtrafice pentru proiectarea construcțiilor, servesc la aplicarea pe teren a proiectelor de execuție a construcțiilor, iar după finalizarea construcțiilor mari, la urmărirea eventualelor deplasări și deformații în timp ale acestora. - în agricultură, la determinarea tuturor categoriilor de folosință a terenurilor, precum și la determinarea poziției și formei imobilelor; - în domeniul administrativ la inventarierea și impozitarea tuturor imobilelor, precum și la determinarea limitelor intravilanelor localităților și limitelor unităților administrativ - teritoriale ; - la prospectarea și exploatarea zăcămintelor subsolului; - la sistematizarea localităților și orașelor; - importanță științifică la studiul formei Pămîntului și modoficării acesteia, în domeniul geofizicii la urmărirea deplasării plăcilor tectonice; - în domeniul militar - hărți militare. Forma și dimensiunile Pământului Pămîntul are forma unui elipsoid rezultat din rotația unei elipse în jurul axei mici. Extremitățile axei mici b corespund cu axa polilor geografici PP’. Datorită forței centrifuge generată de rotirea pământului în jurul axi sale, pământul este mai larg la ecuator și mai turtit la poli. Această formă este cea mai apropiată de un elipsoid de revoluție în jurul polilor cu semiaxele elipsei meridiane a și b. Măsurătorile executate pe suprafața topografică trebuie să fie raportate la o suprafață de referință cât mai apropiată de cea reală. Ideal ar fi ca această suprafață să fie suprafața mărilor și oceanelor (când apele sunt în echilibru)prelungită pe sub continente, suprafață numită geoid. Geoidul este o figură de echilibru perpendiculară în orice punct al ei la direcția verticalei dată de firul cu plumb. Forma geoidului depinde de direcțiile verticalelor, care se confundă cu direcția accelerației gravitaționale , depinzând de forța de atracție a maselor din interiorul pământului care sunt dispuse neregulat, de aici rezultând că geoidul are o formă neregulată, ondulată, datorită eterogenității masei pământului, denivelărilor scoarței terestre, valurilor și curenților oceanici. Deci geoidul nu se poate exprima printr- o relație matematică, iar suprafața geometrică cea mai apropiată lui este elipsoidul de revoluție. Elipsoidul este o suprafață geometrică convențională, față de care definim geoidul cu elementele proiectate pe el. Daca secționăm pământul cu un plan vertical, vom distinge din punct de vedere topografic trei suprafețe: suprafața topografică, suprafața geoidului și suprafața elipsoidului de rotație. - Suprafața topografică reprezintă suprafața reală, fizică a pământului pe care se fac măsurătorile propriu zise. Suprafața topografică are formă neregulată deci nu se poate exprima matematic. - Suprafața geoidului este suprafațade nivel a mărilor și oceanelor când apele sunt liniștite fără valuri curenți sau maree presupusă prelungită pe sub continente. Geoidul denumit și suprafață de nivel zero se ia ca suprafață de referință pentru determinarea cotelor și pe ea se proiectează suprafața terestră prin proiectante verticale. - Suprafața elipsoidului de referință este suprafața matematică cea mai apropiată de forma geoidului. În România elipsoidul adoptat este elipsoidul Krasovski. Punctele de pe suprafața topografică se proiectează prin verticalele lor VV pe suprafața elipsoidului substituit geoidului. Punctelor poiectate pe suprafața elipsoidului li se pot determina poziția față de un sistem de axe de coordonate. Verticala VV la suprafața geoidului care trece printr-un punct P de pe suprafața topografică nu coincide cu normala NN la suprafața elipsoidului ci formează cu aceasta unghiul u numit unghi de deviație a verticalei. Elementele elipsoidului de referință (elipsoidul Krasovski) - semiaxa mare a = 6378,245 km - semiaxa mică b = 6356,863 km - turtirea elipsei α = (a-b)/a = 1/298,3 - meridianul origine (sau zero sau Greenwich) este meridianul care trece prin observatorul astronomic din Greenwich(de lângă Londra); - meridianul locului este urma lăsată de planul ce trece prin punctul M (aflat pe suprafața pământului) , axa polilor și centrul O al pământului; - ecuatorul este urma lăsată de un plan perpendicular pe axa polilor și trece prin centru de masă al pământului; - longitudinea λeste unghiul diedru format de planul meridianului locului cu planul meridianului origine, măsurat în planul ecuatorului; - latitudinea φ este unghiul diedru format de verticala locului (este perpendiculară pe geoid) cu planul ecuatorului.