PREDNASKY

pro znázornění území povrchu planety
extrémní zkreslení polárních oblastí
OBECNÁ ZOBRAZENÍ
alespoň jedna rovinná souřadnice je funkcí dvou souřadnic na referenční ploše
mapy nabývají různých tvarů
nepravá
azimutální
kuželová
válcová
azimutální a válcová slouží ke znázornění povrchu celé planety
5. přednáška
mnohokuželová zobrazení – polykónická
více kuželů, které se nachází na zobrazované části tak aby se vybraná část území přimykala co nejlépe k příslušnému kuželu
CNIIGAIK (zkratka ruského názvu) zobrazení – používá se pro mapy celého světa
Volba zobrazení
závisí např. na velikosti a tvaru území nebo účelu použití mapy
na podrobných mapách – z hlediska zkreslení se používají zobrazení stejnoúhlá a jednoduchá
volí se tak, aby se povrch referenčního tělesa co nejvíce přimykal k zobrazovací ploše
klade důraz na popisnou (topografickou) složku – co největší popis všeho, co se na povrchu nachází
zvažujeme tvar území na planetě Zemi pro přehlednost mapy:
zda mají tvar vrchlíku
zda jsou protažená podle rovnoběžky/poledníku
malá území – válcová zobrazení pro rovníkové oblasti, kuželová pro mírné oblasti a azimutální pro polární oblasti
polokoule – azimutální zobrazení
mapy světa – nepravá a mnohokuželová zobrazení
rozvoj PC techniky → mnoho experimentů na vývoj a tvorbu map → tvorba není již tak náročná na počet matematických úkonů → tvorba map je rychlejší
Vznik map
matematická kartografie
základní fáze – závisí na tom, zda se jedná o mapu původní nebo odvozenou
více map vzniká jako mapy odvozené (díky rozvoji kartografie)
základní (topografické) mapy – fáze vzniku:
astronomicko-geodetická fáze
nutno určit polohu základních bodů – probíhá na povrchu Země a v kartografické síti
elementární předpoklad pro přesnou mapu
geodetické body – určené astronomicky; přesná lokalizace → počítají se od nich úhly konkrétních bodů → přenesení do mapy
2. topografická fáze
konkrétní měření v terénu
kartografická fáze
souhrn činností souvisejících s uspořádáním datových zdrojů, návrhy měřítek, značkových klíčů, formátů map...
reprodukční fáze
vytisknutí a namnožení mapy
odvozené mapy – fáze 1. a 2. jsou nahrazeny fází reprodukční a sestavitelskou, fáze 3. a 4. jsou stejné (kartografická a reprodukční)
Geodezie
zabývá se měřením Země a stanovováním polohy bodů na jejím povrchu
tím, jak se zpřesňují poznatky o tvaru Země se zlepšuje určení polohy bodů
Topografie
práce v terénu, měření...
Kartografie
zhodnocení vstupních dat a rozhodnutí o podobě mapy → vznik map – podmíněn všemi třemi složkami (geodezie, topografie, kartografie)
Historie
dříve vznikali mapy pohledem
při rozvoji exaktních věd se začaly zpřesňovat (17., 18., 19. století)
vývoj stále pokračuje
Geodetický základ mapování
dán kostrou geodetických bodů – přesně určena poloha a nadmořská výška – výsledek triangulačních, nivelačních, astronomických a geofyzikálních měření
přesnost délkových a úhlových měření
Trigonometrická síť
soustava několika desítek bodů na území ČR
jednotná trigonometrická síť katastrální = JTSK
obsahuje body 1. až 4. řádu
Body:
řádu – nejzákladnější
v ČR vzdálené asi 30 km
podmínka: musí být vidět na sousedící body
řádu – vzdálené 15 km od sebe
řádu
řádu – jen několik málo km od sebe
postupné zhušťování pro možnost snazšího zaměření
zaměřují se body 5. řádu, které mají vzdálenost do 2 km od sebe
body jsou stabilizovány a signalizovány
stabilizace – na povrchu je kamenný kvádr s křížkem a ve dvou hloubkových úrovních jsou další značky
signalizace – dříve dřevěné měřičské věže, body nižšího řádu jsou značeny kovovou tyčí fixovanou v betonu
6. přednáška
Nivelační síť
tvoří ji body 1. až 3. řádu a podrobné body 4. řádu
body vyššího řádu jsou stabilizovány podzemními značkami a zapuštěnými kovovými čepy ve zdech domů
používá se Baltský výškový systém – základem je 0 na Kronštadtském vodočtu
dříve se používal Jaderský systém se základem na 0 v Terstu (asi o 40 cm výše než Baltský)
důležitá pro určování absolutních nadmořských výšek
Terénní mapování
soustavy délkových, plošných a úhlových měr
délka:
základní délka: 1m = 1 desetimiliontá část zemského kvadrantu
násobky: 1km = 1000m
zlomky: 1 cm = 0,01m; 1dm = 0,1m
plocha:
základní jednotky: 1a = 100m2; 1ha = 100a = 10000m2; 1km2 = 1000000m2
podíly: 1µm2 = 0,000001m2
úhlové míry:
základní jednotka: 1° = 60´
podíly: 1´ = 60´´
1° = 360´´
kruh – obvod 360° nebo 400 grádů podle desetinného systému
Přístroje pro polohopisná měření
Teodolit
základní měřící přístroj
umožňuje měřit horizontální i vertikální úhly
moderní teodolity = „totální stanice“ – dokáží měřit všechny údaje pro určení polohopisu a na kratší vzdálenosti i výškopisu
v přístroji jsou vestavěny světelné dálkoměry, které se zaměřují na hranoly
pomůcky:
kovová a plastová pásma – měření vzdálenosti, musí být horizontálně položené
invarové dráty – nepodléhají délkovým změnám při změně teploty
délkoměrné latě – pomocí vodováhy se k sobě skládají latě
pentagon = pentagonální hranol – při pohledu do něj vidíme obraz přesně pod pravým úhlem; měří se podle něj úhly
Metody polohopisných měření
Tachymetrie
rychloměření
při jednom měření se určí horizontální i polohopisný úhel a vzdálenost bodu
Ortogonální (úhlová)
hledá se pravý úhel
pentagon
Metoda protínání vpřed
je potřeba kompas, buzola, tužka, papír...
Metody a přístroje výškopisných měření
Nivelační přístroj
dalekohled – nelze vyklopit vertikálně, ale jen horizontálně
+ měřičská lať
Nivelace ze středu
metoda, kdy na výchozí bod zaměříme ustálený nivelační přístroj a na měřičské lati změříme hodnotu, lať přeneseme a změříme další hodnotu, potom lať necháme na místě a přeneseme přístroj atd. → 1. hodnota = měření vzad; 2. hodnota = měření vpřed → 2 sloupce hodnot, které sečteme a zjistíme rozdíl
Zpracování výsledků
přenesení údajů ze záznamových médií do PC a pomocí speciálních programů se přenesení do topografické mapy
7. přednáška
Vznik map využitím snímků Země
Dálkový průzkum Země
= remote sensing
bezkontaktní průzkum
rozdělení:
podle technického vybavení snímače:
klasická fotografie
fotografické materiály: barevné a černobílé, pozitivní a diapozitivní
při pořizování přesných záznamů povrchu Země pro potřeby mapování mají vyšší rozlišení než digitální záznamy
používána pro topografické mapování
multispektrální snímky
zaznamenávaly totéž území několikanásobně v různých částech barevného spektra
vytváří se multispektrální syntézy – obrázky se přes filtry promítají do jednoho obrazu
snímky jsou černobílé a syntézy barevné
slouží k zobrazování vybraných prvků krajiny, ne k tvorbě map
„false color“ – barevně neodpovídá pohledu na skutečnost
multispektrální scanner
pořizování obrazových záznamů na zařízení, které rozkládá obraz do řádků
jde o pasivní snímání → pouze zaznamenávají odražené nebo vyzářené elektromagnetické záření
„rozlišení“ – počet bodů na palec v jedné řadě – „dot per inch“ = dpi; palec = 2,6 cm
radarové snímače
pronikli přes oblačnost i na povrch Venuše a zmapovali ji
kopírují to, co je na povrchu
mají omezené tématické zobrazovací možnosti
velké zkreslení do stran
podle výšky letu nosiče snímacího zařízení:
letecké
především fotogrammetrické snímání (dvojice stereometrických snímků)
na spodní části trupu letadel jsou fotografické komory a průběžně zaznamenávají obraz území nad kterým je přelétáváno se 60% podélným překryvem a 30% příčným překryvem
mají minimalizované geometrické zkreslení
úbytek světelnosti do stran je minimalizován kvalitou materiálu
vyhodnocováním stereometrických dvojic snímků získáváme plastický obraz → můžeme určit i výšku
slouží pro mapování rozsáhlých území
většinou ve výšce kolem 10km
kosmické
špionážní družice
létají kolem Země po oběžné dráze ve výškách do 200km
rychle zanikají – tření v atmosféře → klesají → shoří v hustší atmosféře
zaznamenávají relativně malá území, ale velmi podrobně
družice
nejčastěji se pohybují po dráhách ve výšce asi 600km
vydrží zde řadu let
doplňovány spoty, landsety, novějším vybavením...
označení: „družice pro výzkum přírodních zdrojů planety“
neposkytují tak přesný obraz jako letecký průzkum
doplněny družicemi pro snímání atmosféry, znečištění ovzduší, poškození ozonové vrstvy...
8. přednáška
- stereografické snímání – snímání ze dvou míst → prostorový obraz
geostacionární družice
ve výšce 36 000 km nad povrchem Země
obíhají nad rovníkem
mají stejné parametry oběhu jako j úhlová rychlost Země → jsou stále nad stejným místem na povrchu Země
Subpolární dráhy
obvyklé dráhy družic
doba oběhu družice okolo Země je 1 hodina
díky otáčení planety snímá družice pokaždé jiné území → nad stejné území se dostane družice až za 2 – 3 týdny
modrá – první průlet, žlutá – druhý průlet, zelená – překryv vzniklý při průletech
projekce oběžné dráhy do mapy světa
Analogové snímky – dnes digitalizované
Geometrické korekce - ???
Radiometrické korekce – odstranění šumů
Výsledek skenování
rastrová data
mřížka údajů
obrazový