Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Γεωμορφολογία Τοπογραφία Ενότητα 3: Γεωδαιτικά συστήματα αναφοράς - Α Γρηγόριος Βάρρας Αν. Καθηγητής Άρτα, 2015 1 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά.

Παρουσίαση με θέμα: "Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Γεωμορφολογία Τοπογραφία Ενότητα 3: Γεωδαιτικά συστήματα αναφοράς - Α Γρηγόριος Βάρρας Αν. Καθηγητής Άρτα, 2015 1 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Γεωμορφολογία Τοπογραφία Ενότητα 3: Γεωδαιτικά συστήματα αναφοράς - Α Γρηγόριος Βάρρας Αν. Καθηγητής Άρτα, 2015 1 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

3 Χρηματοδότηση Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Ηπείρου» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

4 ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ - Α Επιφάνειες αναφοράς Τα Γεωδαιτικά Συστήµατα Αναφοράς ή Datum καθορίζουν το σχήµα και το μέγεθος της Γης. Μέχρι σήμερα έχουν χρησιμοποιηθεί εκατοντάδες διαφορετικά Datum για την γήινη σφαίρα ή τοπικά σε διάφορα κράτη. Σήµερα τα γεωδαιτικά συστήµατα αναφοράς µπορεί να είναι από επίπεδες επιφάνειες για µικρής έκτασης τοπογραφικές εργασίες μέχρι σύνθετα συστήματα που καλύπτουν ολόκληρη τη Γη και περιγράφουν το μέγεθος και την μορφή της, καθώς και άλλα στοιχεία, όπως το πεδίο της γήινης βαρύτητας και την γωνιακή ταχύτητα περιστροφής της Γης. 4 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

5 Η µορφή της Γης (της γήινης επιφάνειας)  Ο όρος Φυσική Γήινη Επιφάνεια χρησιμοποιείται για να περιγράψει την επιφάνεια του γήινου πλανήτη. Το σχήµα της επιφάνειας αυτής έχει κατά ιστορικούς καιρούς περιγραφεί γεωµετρικά ως επίπεδο, σφαίρα, σφαιροειδές και ελλειψοειδές. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 5 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

6 Φυσική Γήινη Επιφάνεια Μια τέτοια επιφάνεια µπορεί να είναι η µέση στάθµη της θάλασσας (ΜΣΘ) που, όταν προεκτείνεται κάτω από την ξηρά και να περικλείει ολόκληρη τη Γη, σχηματίζει µια νέα επιφάνεια η οποία ονοµάζεται γεωειδές (Geoid). ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 6 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

7 Φυσική Γήινη Επιφάνεια Το πλέον συχνά χρησιµοποιούµενο σχήµα είναι το γήινο ελλειψοειδές, µια επιφάνεια που πλησιάζει περισσότερο προς το γεωειδές. Αυτό είναι πεπλατυσµένο στους πόλους, έχει για κέντρο το κέντρο της µάζας της Γης και ο άξονας περιστροφής του συµπίπτει περίπου µε τον άξονα περιστροφής της Γης. Ένα σηµείο πάνω στο ελλειψοειδές µπορεί να ορισθεί είτε από τις γεωγραφικές συντεταγµένες του, γνωστές ως γεωγραφικό µήκος (λ) και γεωγραφικό πλάτος (φ), που είναι γωνιακά µεγέθη και αναφέρονται στο νοητό κέντρο του ελλειψοειδούς είτε µε τη βοήθεια των καρτεσιανών συντεταγµένων του x, y, z ως προς το τρισορθογώνιο γεωκεντρικό σύστηµα συντεταγµένων ΟΧΥΖ. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 7 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

8 Το γεωγραφικό πλάτος φ Το γεωγραφικό πλάτος φ ενός σηµείου πάνω στην επιφάνεια του γήινου ελλειψοειδούς είναι η γωνία που σχηµατίζεται, από την κάθετο στο γήινο ελλειψοειδές (στο σηµείο Ρ) και το ισηµερινό επίπεδο. Η κάθετος αυτή ανήκει στο διερχόµενο από το Ρ µεσηµβρινό επίπεδο. Το φ παίρνει τιµές από -90° στο Νότιο πόλο ως +90° στο Βόρειο πόλο, µε µηδέν στον ισηµερινό. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 8 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

9 Το γεωγραφικό πλάτος λ Το γεωγραφικό µήκος λ ενός σηµείου Ρ πάνω στην επιφάνεια του γήινου ελλειψοειδούς είναι η δίεδρη γωνία που σχηµατίζεται από το µηδενικό µεσηµβρινό επίπεδο και το αντίστοιχο µεσηµβρινό επίπεδο που διέχεται από το Ρ. Οι τιµές του λ µεταβάλλονται από 0o (στον µεσηµβρινό αφετηρίας) ως 360° µε φορά προς ανατολάς. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 9 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

10 Απεικονίσεις (προβολές) και χάρτες Απεικόνιση ή προβολή µιας επιφάνειας (αντικειµενική) επάνω σε µια άλλη (επιφάνεια απεικόνισης) είναι η, µέσω µιας αµφιµονοσήµαντης αντιστοιχίας μεταξύ σημείων των δύο επιφανειών µεταφορά γεωµετρικών και / ή φυσικών µεγεθών της πρώτης επιφάνειας επάνω στη δεύτερη. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 10 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

11 Απεικονίσεις (προβολές) και χάρτες Αν η αντικειµενική επιφάνεια είναι η σφαιρική προσέγγιση της Γης, η απεικόνιση καλείται γεωγραφική. Αν η επιφάνεια αυτή είναι η ελλειψοειδής προσέγγιση της Γης, η απεικόνιση καλείται γεωδαιτική. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 11 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

12 Γεωγραφικοί- Γεωδαιτικοί χάρτες Οι γεωγραφικοί χάρτες συνήθως έχουν µικρή κλίµακα, απεικονίζουν µεγάλες επιφάνειες της Γης και είναι σχετικά απλοί στην κατασκευή τους. Οι γεωδαιτικοί ή τοπογραφικοί χάρτες έχουν µεγαλύτερες κλίµακες και ακρίβεια, εξυπηρετούν τις χαρτογραφικές ανάγκες και γενικά έχουν µικρότερες αποκλίσεις, λόγω υπεροχής του ελλειψοειδούς σε σχέση µε τη σφαίρα, αναφορικά µε την προσαρµογή του στο γεωειδές. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 12 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

13 Γεωδαιτικά Συστήµατα Αναφοράς και προβολικά συστήµατα που χρησιµοποιούνται στην Ελλάδα 1. Η αζιµουθιακή ισαπέχουσα προβολή του ΗΑΤΤ 2. Τα δύο συστήµατα Εγκάρσιας Μερκατορικής Προβολής (ΤΜ3 και UTM) 3. Το τρίτο και πλέον πρόσφατο σύστηµα Εγκάρσιας Μερκατορικής (ΕΓΣΑ87) ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 13 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

14 Το προβολικό σύστηµα ΗΑΤΤ  Το σύστηµα αυτό χρησιµοποιεί ένα επίπεδο αναφοράς, το οποίο εφάπτεται σε ένα σηµείο του ελλειψοειδούς το οποίο ονοµάζεται κέντρο φύλλου χάρτου (Κ.Φ.Χ.). Έτσι ορίζονται 130 σφαιροειδή τραπέζια µεγέθους 30' x 30' για την κάλυψη του Ελλαδικού χώρου (σχ. 3.7). Κάθε τραπέζιο έχει το δικό του σύστηµα συντεταγµένων, µε την αρχή των αξόνων το Κ.Φ.Χ. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 14 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

15 Προβολικό σύστηµα 3 µοιρών (ΕΜΠ3ο ή ΤΜ3ο )  Ο γεωγραφικός χώρος που καταλαµβάνει η Ελλάδα έχει χωριστεί σε ζώνες µήκους 3°, τα άκρα των οποίων διαφέρουν κατά 1 ° 30' από τον κεντρικό µεσηµβρινό (Αστεροσκοπείο Αθηνών). Για τον κ.µ. θεωρείται λο=0ο, ενώ για τους δύο εκατέρωθεν θεωρείται λο=-3° και λο=+3°.Για να αποφευχθούν αρνητικές τιµές ο κ.µ. έχει τετµηµένη 200000µ. Η αρχή των συντεταγµένων θεωρείται η τοµή του κ.µ. µε τον παράλληλο φ=34 °. Οι ζώνες που προκύπτουν είναι συνολικά 3 για όλη την Ελλάδα ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 15 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

16 Προβολικό σύστηµα ΕD50 & U.T.M.  Το σύστηµα αυτό εκφράζεται στην Παγκόσµια Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή (UTM) µε εύρος ζώνης 6. Η Ελλάδα στο σύστηµα αυτό απεικονίζεται σε δύο ζώνες µε κεντρικούς µεσηµβρινούς αυτούς µε λ=21 και λ=27. Στο Ευρωπαϊκό Datum ED50 και την Παγκόσµια Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή των 6 α ο o o o ναφέρονται διάφοροι χάρτες της Ελλάδος (π.χ. τα φύλλα χάρτη κλίµακας 1:50000) που συντάσσονται από τη Γ.Υ.Σ. ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ 16 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

17 Προβολικό σύστηµα ΕΓΣΑ87  Χρησιµοποιεί το ελλειψοειδές GRS 80 και τοποθετήθηκε µε παράλληλη µετάθεση ως προς το Παγκόσµιο Σύστηµα BTS 87 έτσι, ώστε να προσαρµόζεται καλύτερα στο γεωειδές που καλύπτει τον ηπειρωτικό χώρο της Ελλάδος. Ως προβολικό σύστηµα εδώ χρησιµοποιείται η εγκάρσια Μερκατορική Προβολή σε µια ζώνη µε κεντρικό µεσηµβρινό λ=24 και συντελεστή κλίµακας κατά µήκος του κεντρικού µεσηµβρινού ίσο µε 0.9996 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ 17 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

18  Τα πολλά Γεωδαιτικά Συστήµατα Αναφοράς και τα διάφορα είδη γεωδαιτικών απεικονίσεων που χρησιµοποιήθηκαν και χρησιµοποιούνται στην Ελλάδα δηµιουργούν προβλήµατα. Τα προβλήµατα αυτά ξεκινούν από το γεγονός ότι οι διάφορες γεωδαιτικές εργασίες (αποτυπώσεις, διανοµές, κτηµατογραφήσεις κλπ.) έχουν γίνει κατά καιρούς σε διαφορετικά συστήµατα. Για να γίνει συνεπώς σύνδεση ή συσχέτιση µεταξύ τους, απαιτούνται αρκετά πολύπλοκοι µετασχηµατισµοί µεταξύ DATUM και προβολικών συστηµάτων. ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ 18 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

19 Βιβλιογραφία Αποστολάκης Κ., 1991. Τοπογραφία, Μετρήσεις-Σφάλματα-Τριγωνισμός - Οδεύσεις - Αποτυπώσεις-Υπολογισμός Εμβαδών και Όγκων, Εκδόσεις Α. Σταμούλης, Πειραιάς, 501 σελίδες. Βλάχος Δ., 1997. Τοπογραφία, Τόμος Α’- Όργανα και Μέθοδοι Μετρήσεων, Θεσσαλονίκη, 418 σελίδες. Βλάχος Δ., 1997. Τοπογραφία, Τόμος Β’- Τοπογραφικές Χαρτογραφήσεις, Θεσσαλονίκη, 368 σελίδες. Νίκου Ν., 1999. Τοπογραφία Ι, Εκδόσεις Art of Text, Θεσσαλονίκη, 206 σελίδες. Νίκου Ν., 2004. Τοπογραφία IΙ, Θεωρία-Εφαρμογές, Εκδόσεις Γιαχούδη, Θεσσαλονίκη, 212 σελίδες. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

20 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Ίδρυμα Ηπείρου.. Έκδοση: 1.0, 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://eclass.teiep.gr/courses/TEXG122/ Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

21 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές [1] ή μεταγενέστερη. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, Διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.el [1] Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

22 Τέλος Ενότητας Επεξεργασία: Μυριούνης Χρήστος Άρτα, 2015 22 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου