Geodezja

Obrazek propagandowy...

Geodezja (z gr. dzielić ziemię) – nauka poświęcona pomiarom gruntów. Jednak generalnie rzecz biorąc bardziej niż na pomiarach skupia się na ukrywaniu błędów popełnianych przez geodetów. Zresztą nauka również brzmi zbyt podniośle jak na dziedzinę wiedzy, do której zrozumienia wystarczy umieć rozwiązywać trójkąty. Niemniej zaliczenie geodezji do nauki dostojnie brzmi i pozwala pozycjonować ją między matematyką a geografią.

Podział geodezji

Z grubsza rzecz ujmując geodezja dzieli się na:

• geodezję niższą
• geodezję wyższą

Geodezja wyższa zajmuje się dużymi obszarami, tj. takimi, gdzie największy możliwy promień koła wynosi więcej niż 15,6 km lub pole obszaru jest większe niż 750 km². Tłumacząc na polski chodzi o obszary, na których odchyłka od rzeczywistości przy pomiarach wysokościowych wynosi więcej niż 1 mm ze względu na krzywiznę ziemi. Krótko mówiąc przy pomiarach w zakresie geodezji niższej nie musimy uwzględniać żadnych poprawek na to zakrzywienie. Nie żeby ta informacja była potrzebna do zrozumienia czym jest geodezja, ale w sumie nadaje się na dłuższy wstęp. Teraz jednak można przejść do właściwej geodezji, czyli:

• Pomiarów odległości – krótko mówiąc polega to na zmierzeniu odległości. Teoretycznie jest to najprostszy pomiar geodezyjny, ale nie wtedy, gdy robisz to mając na wyposażeniu rosyjską taśmę stalową, trzy tyczki i trzech buraków do pomocy. Oczywiście możesz też skorzystać z teodolitu, GPS-u albo dalmierza, ale tró geodeta ich nie używa tłumacząc to zbyt dużym błędem pomiaru.
• Pomiarów wysokościowych (niwelacji) – zasadniczo to samo co poprzednio, tyle że musimy posiadać niwelator lub chociaż teodolit z kołem pionowym, tj. żeby pokazywał zmianę kąta pionowego.
• Tyczenia łuków – generalnie nie wszystkie linie są proste i czasem zachodzi potrzeba wytyczenia linii po krzywej. W terenie całkiem prosta czynność, wystarczy odmierzać odpowiednie trójkąty prostokątne, ale przerąbane ma ten, który przygotowuje dane podczas prac kameralnych.
• Pomiarów powierzchni – w zasadzie jest to rodzaj prac kameralnych, ale na tyle obszerny, że może być tutaj. W skrócie możemy stosować metodę analityczną czyli liczyć pole ze współrzędnych poszczególnych punktów figury, mechaniczna, czyli odczyt z mapy za pomocą śmiesznego przyrządu nazywanego planimetrem lub graficzna, w której robimy to samo cyrklem z dwoma ostrzami.
• Prac kameralnych – czyli po skończonej pracy udajemy się w domowe zacisze, zaopatrzeni uprzednio w spory zapas napojów alkoholowych uzupełniamy ciągnące się kilometrami dzienniki o różnego rodzaju nikomu niepotrzebne dane typu poprawka na wydłużenie taśmy pod wpływem temperatury czy obciążenia, ciśnienie atmosferyczne, zanieczyszczenie powietrza albo skrzywienie oka czy tuszę geodety. Oczywiście można użyć w tym celu programów komputerowych, ale tró geodeta wierzy tylko swojemu radzieckiemu kalkulatorowi
• Rachunku błędów – w skrócie jest to wytłumaczenie dlaczego sąsiadowi przybyło nagle 50 m² działki a nam ubyło. W geodezji obowiązuje przy tym zasada przechodzenia od ogółu do szczegółu, tj. załóżmy, że pole obrębu liczonego globalnie wynosi 10000 m², a z pomiarów pojedynczych działek tegoż obrębu (obręb tworzy najczęściej kilkadziesiąt działek) wychodzi 10100 to... niestety przykro nam panowie. Jako że mieści się to idealnie w największym dopuszczalnym błędzie pomiaru pola to robicie zrzutę po 5 m² każdy i jest git.

Wybrane przyrządy geodezyjne

...i rzeczywistość, czyli geodeta podczas prac kameralnych

• Niwelator – bardzo prosty przyrząd czyli luneta przymocowana na stojaku służąca do pomiarów wysokościowych. Bez wyjmowania stojaka z gleby można obracać niwelator tylko w poziomie, nie licząc drobnych ruchów śrubami poziomującymi. radzieccy uczeni wymyślili w latach pięćdziesiątych nowatorski niwelator samopoziomujący, ale psuł się już po kilku użyciach. Niemniej amerykańscy naukowcy parę lat później stworzyli działającą wersję. Nie było to specjalnie trudne, biorąc pod uwagę, że wystarczyło wlać do środka nieco smaru.Obecnie stworzono wersję elektroniczną, ale jest ona niebotycznie droga. Prosty niwelator z Tesco kosztuje tylko 599,99 zł. Skusisz się?
• Łata – kawał dechy (4 m) z wypisaną podziałką centymetrową. To na nią kierujesz lunetę niwelatora. W nowszych wersjach na łatach zamiast podziałki jest kod kreskowy. Do pełnej użyteczności potrzebne są dwie sztuki.
• Teodolit – przyrząd optyczny do pomiaru odległości. Nikt nie wie jak działa, ale działa. Jeśli posiada kątomierz pionowy możemy go użyć do niwelacji trygonometrycznej, tj. za pomocą tangensa kąta.
• Tyczka – ot, po prostu tyczka o wysokości ok. 2 m. Najczęściej pomalowana w jaskrawe kolory, żeby można było ją zobaczyć w lesie. Celujemy do niej z teodolitu, bądź używamy przy wyznaczaniu kątów prostych węgielnicą.
• Taśma miernicza – taśma stalowa o długości 20 m z naniesioną podziałką. Jest też wersja kompaktowa nazywana dla niepoznaki ruletką. Mierzymy nią metodą domiarów prostokątnych, tj. prowadzimy prostą między dwoma punktami o znanych współrzędnych i rzutujemy na nią pod kątem prostym obiekty na niej nieleżące.
• Węgielnica – przyrząd do wyznaczania kątów prostych, tak stary i niedokładny że nie używają go już nawet tró geodeci, a jedynie studenci Inżynierii Lądowej. Generalnie ma działać to tak, że jeśli obrazy dwóch tyczek w węgielnicy pokryją się to jesteśmy na danej prostej, a jeśli posiadamy bardziej szpanerską wersję z trzema pryzmatami to może nam pokazywać trzecią tyczkę stojąco w punkcie który chcemy zrzutować na tę prostą. Jak? Oczywiście wszystkie trzy obrazy mają się pokryć.
• Dalmierz – to samo co teodolit tylko w wersji elektronicznej.
• GPS (wym. GiePeeS) – w zasadzie w dzisiejszych czasach w charakterze GPS-u wystarczy telefon komórkowy, ale generalnie GPS daje przyzwoitą dokładność tylko przy pomiarach na duże odległości i tylko tam jest używany. Do tego GPS pokazuje współrzędne względem ziemi jako elipsoidy (spłaszczonej kuli), a geodeci pracują na geoidzie czyli bryle o jednakowym potencjale grawitacyjnym na całej powierzchni . Jako że różnica między tymi bryłami jest zwykle dosyć spora to kolejna poprawka ląduje w dzienniku.
• Total Station (wym. Total Stejszyn) – sprzęt idealny łączący w sobie dalmierz i niwelator. Do tego zapamięta wszystkie wyniki pomiarów, wypełni dziennik według zadanego wzoru, a całość zapisze na dysku twardym w praktycznie dowolnym formacie. Marzenie każdego geodety. Najczęściej pozostaje tym marzeniem do końca życia, bo potrafi kosztować nawet 100000 zł.

Tró geodeta

Znak ostrzegający przed tró geodetami

Generalnie rzecz biorąc jest to osobnik, który stadium rozwojowe student geodezji zakończył lekko licząc dwadzieścia lat temu. Lata wykonywania prac kameralnych pozbawiły go niemal całkowicie wzroku przez co nosi okulary, przez które i tak nic nie widzi. Gdy jednak zwrócić mu uwagę, że może powinien załatwić sobie mocniejsze szkła odpowiada, że stać go na każde okulary i nie będzie nic zmieniał. Dzienniki polowe wyrobiły w nim też iście japońską reakcję na stres. Jego cierpliwość zdaje się wręcz nieskończona, ale gdy już wybuchnie... Przypuszczalnie Anders Breivik był geodetą w swoim poprzednim życiu. Gdy norweska polityka zaniedbania czystości rasowej doprowadziła go do eksplozji zginęło 77 osób. Tak samo należy przypuszczać, że wkurzonym tró geodetą był także jeden z Arabów, który uderzył samolotem w World trade center. Według najnowszych doniesień FBI miała to być zemsta za przesunięcie jednej z tyczek w czasie pomiaru odległości na dystansie 10 km przez niczego nieświadomego amerykańskiego żołnierza.

Planowane przez rząd deregulacje zawodów każą mniemać, że populacja tró geodetów będzie maleć, gdyż będą zastępowani przez znacznie bardziej uniwersalnych inżynierów budowlanych.

Jak zostać tró geodetą

Naprawdę chcesz zostać psychopatą geodetą? Dobra, tutaj masz skrócony poradnik. Przede wszystkim jednak pamiętaj, że przed wyjściem w teren powinieneś założyć oczojebną kamizelkę, które ma ochronić cię przed rozjechaniem.

Pomiary odległości metodami klasycznymi

Potrzebne rzeczy: dziennik pomiarowy, węgielnica, ruletka, taśma miernicza, trzy tyczki, trzy orangutany, zestaw śledzi namiotowych (standardowo 10 sztuk, ale może być mniej).

1. Weź stojak pod tyczkę i wbij go w ziemię w punkcie początkowym.
2. Ale prosto go wbij! Tam masz taki ciężarek.
3. Pozostaw przy tyczce jednego orangutana, żeby nikt jej nie ukradł, ewentualnie żaden pies nie oznaczył.
4. Powtórz to samo z drugą tyczką.
5. Przybij śledziem początek taśmy stalowej przy pierwszej tyczce.
6. Rozwiń taśmę.
7. Wyznacz węgielnicą jej koniec tak aby znajdował się na mierzonej prostej. Co? Tyczki stoją krzywo? To weź to jakoś na oko wyznacz, nie będziesz przecież zaczynał od początku!
8. Wbij obok tego końca następnego śledzia.
9. Jeśli na ty odcinku znajduje się jakiś obiekt do zrzutowania (np. drzewo) to wysyłasz do niego trzeciego orangutana.
10. Ma wbić tyczkę na środku mierzonego obiektu. Co? Jak to nie wie jak wbić tyczkę w środek drzewa. To chyba oczywiste. Wyciąć!
11. Wyznacz za pomocą węgielnicy poszukiwany kąt prosty. Możesz wbić w tym celu śledzia przy taśmie mierniczej.
12. Pomierz odległość między śledziem, a trzecią tyczką ruletką. Odczytaj z taśmy odległość od początku. Obie wielkości zanotuj w dzienniku pomiarowym.
13. Wyjmij śledzia przy pierwszej tyczce.
14. Przesuń taśmę do dotychczasowego końcowego śledzia.
15. Powtarzaj punkty 7–14 do końca świata aż dojdziesz do drugiej tyczki.
16. Myślisz, że to już koniec? Powtórz pomiar w drugą stronę!

Niwelacja

Efekt niwelacji. Cienką linią przebieg płaszczyzny projektowanej

Potrzebne rzeczy: dziennik pomiarowy, niwelator, dwie łaty, dwie żabki (stojaki pod łaty), dwa orangutany. W ekstremalnej wersji wystarczy jedna łata, żabka i orangutan, ale wtedy ma on dużo biegania.

1. Ustaw łatę na reperze (państwowym punkcie wysokościowym) Każ orangutanowi trzymać ją pionowo.
2. Wbij stojak do niwelatora w odległości ok. 50 m od repera, w miarę pionowo. Nie da się? To poskacz po nim.
3. Niech drugi orangutan wbije 50 m dalej żabkę i ustawi na niej łatę.
4. Przykręć niwelator do stojaka. Przesuwa się? Trudno, musisz uważać przy obracaniu niwelatora.
5. Wypoziomuj niwelator śrubami poziomującymi.
6. Zrób odczyt z łaty na reperze.
7. Potem obróć niwelator i zrób to samo z tą na żabce. Noż ka! Mówiłem żebyś uważał przy obracaniu, nie?
8. Ustaw niwelator po raz drugi i powtórz odczyty. Zanotuj oba wyniki.
9. Przemieść niwelator na stanowisko za drugą łatą. Orangutan od repera niech ustawi swoją łatę przed niwelatorem.
10. Podążaj tak aż dotrzesz do obiektu, którego wysokość chcesz zmierzyć.
11. Ustaw łatę bezpośrednio na mierzonym obiekcie.
12. Pomierz wysokości względem drugiego reperu.
13. Wróć zahaczając o ten sam punkt pośredni.
14. Wysokości się nie zgadzają? W takim razie popraw drugi pomiar tak, żeby wszystko się zgadzało. Zwykle to wystarczy.

Pomiar powierzchni planimetrem

Potrzebne rzeczy: mapa, planimetr, stół i, nie bójmy się tych słów... dziennik pomiarowy.

1. Stół musi być czysty i równy. Powinien być też dość spory, przecież widzisz jak wielki jest planimetr.
2. Sprawdź czy kółko całkowe planimetru kręci się swobodnie. Nie kręci się? To pośliń.
3. Nie pomogło? Zostaje naprawa. Zawsze mówiłem, że nie warto kupować złomu z Allegro.
4. Już działa? Dobrze. Wysuń ramię wodzące na jakąś ładną długość (np. 10 cm).
5. Musisz jeszcze wyznaczyć stałą mnożenia planimetru. Obwiedź jakąś figurę o znanym polu, np. kwadrat na mapie. Stała mnożenia to stosunek pola faktycznego do planimetrowania. Pamiętaj przy tym, żeby biegun (to duże, ciężkie z kolcami) znajdowało się poza figurą.
6. Jedziesz po tym kwadracie ramieniem wodzącym. Niech ci tylko ręka nie zadrży.
7. Teraz możesz przystąpić do obwodzenia interesujących cię figur. Miłej zabawy!
8. Biegun się przesunął i porwał ci całą mapę? Trudno. Wydrukuj sobie nową albo zaskarż producenta.

Tak czy inaczej z takim podejściem tró geodetą już raczej nie zostaniesz. Po zawziętym planimetrowaniu powinieneś mieć jednak wyćwiczone ręce, a wypełnianie dzienników nauczyło cię cierpliwości potrzebnej przy pracy z zapisem nutowym. Może chcesz zostać gitarzystą?