TEČAJ GNO ORIENTACIJA, KARTOGRAFIJA IN TOPOGRAFIJA Darko Muhič, VKGČ II. st
Kartografíja (grško chartis - zemljevid + graphein - pisati) je znanstvena veda, ki se ukvarja s proučevanjem, metodami in procesom konstruiranja in sestavljanja zemljevidov. Proučuje zgodovino, sistematiko, tehnike sestavljanja, risanja in izdelovanja zemljevidov. Namen kartografije ni le tehnična izdelava in reprodukcija kart. Raziskuje in preučuje tudi prikazovanje površja, pojavov in drugih podatkov o zemeljskem površju ali površju drugih nebesnih teles (planetov, satelitov) na kartah. Pri kartografiji je poleg osnovnih matematičnih zakonov o prenosu zemeljskega površja na ravno ploskev in metod prikazovanja, pomemben tudi zunanji videz izdelka. Topografija je geografski pojem, ki se nanaša na opisovanje in preučevanje zemljinih površinskih značilnosti oziroma fizično geografskih lastnosti, kot so višina, nagib itd. Soroden pojem je teren, ki označuje bolj same lastnosti površja kot njih študije. Zraven sodi tudi pojem relief, ki pa se nanaša na višinsko razporejenost površja. Razumevanje topografije je kritičnega pomena za mnogo študij in dejavnosti. Tako je v okoljskem inženiringu, agrikulturi in hidrologiji pomembno zaradi določanja razvodnic, lastnosti vodnih tokov in odnašanja ter lastnosti vodovja samega. Ravno tako je topografija pomemben vir podatkov za razumevanje vremenskih vzorcev, ki so za posamezno pokrajino izdelani glede na to, ali je ta ravninska ali razgibana, nizka ali visoka itd. Topografske študije so tudi del arhitekture in načrtovanja različne infrastrukture, kot je prometna. V gasilstvu je poznavanje topografije ključnega pomena za operativno in logistično delo na terenu, sledenje požarov in izrednih dogodkov, načrtovanje in analize intervencij.
I. DEL uvod zemlja in vrste projekcij UTM projekcija koordinate DTK 25 (državna top. karta 1:25000) pripomočki GPS, GIS
II. DEL ključni pojmi pri delu s kartami vrste zemljevidov (map, kart) specifične karte za potrebe ZiR legende kart in simboli praktično delo
ZEMLJA Zemlja je nebesno telo matematično nedoločljive oblike. Najpreprostejše geometrijsko telo, s katerim opisujemo obliko in velikost Zemlje je krogla. Za potrebe orientacije upoštevamo Zemljo kot kroglo z dimenzijami: polmer 6.370 km obseg 40.000 km površina 510.000.000 km 2 Za natančnejše namene je Zemlja geometrijsko telo rotacijski elipsoid, ki nastane, če elipso zavrtimo okoli krajše osi. Zaradi neenakomerne oblike Zemlje ni mogoče nedvoumno določiti rotacijskega elipsoida, ki bi se najbolje prilagodil obliki in velikosti Zemlje. Zato si je vsaka država izbrala tisti elipsoid, ki se je najbolj prilegal površini na njenem območju (referenčni elipsoid). Karte v Sloveniji temeljijo na izmeri Avstro-Ogrske monarhije, ki je za svoje potrebe prevzela Besslov elipsoid izračunan leta 1841. NATO je leta 1984 določil referenčni elipsoid WGS 84 (World Geodetic System). Fizikalno Zemljo opišemo kot geoid, ki je telo s konstantno slo teze v vsaki točki površja. Z določitvijo dimenzij taksnega telesa se ukvarja gravimetrija.
KAJ JE ORIENTACIJA? Orientacija je sposobnost, da se znajdemo v neznanem okolju. Orientacija zajema: Geografsko orientacijo: Obsega poznavanje ter hitro in pravilno določanje glavnih smeri neba. Topografsko orientacijo: Vključuje tudi poznavanje in določanje stojišča, položaja objektov v okolici in izbiro smeri za nadaljnje premikanje.
vzporedniki poldnevniki
TRACKING PRESENT LOCATION UTM GRID or GRID NORTH COORDINATES Below is the Universal Transverse Mercator (UTM) grid.
Rotacijski elipsoid Dimenzije Besselovog elipsoida: a= 6 377 397,155m b= 6 356 078,963m Dimenzije elipsoida GRS80: a=6 378 137,000m b= 6 356 752,314m
Projekcija Zemlje
Universal Transverse Mercator Universal Transverse Mercator (UTM)
Gaus-Krugerjeva projekcija Gauß-Krügerjev koordinatni sistem bazira na traverzni Merkatorjevi projekciji.
Zaradi zaobljenosti Zemlje prihaja do približevanja osi x, ta kot približevanja se imenuje meridijanska konvergencija. Slovenija je v 5. coni
500,000 m E TRACKING PRESENT LOCATION UTM GRID or GRID NORTH COORDINATES North Pole EASTING coordinate The central meridian is an arbitrary line drawn down the center of each zone, and given a false easting value of 500,000 meters so that only positive eastings are measured anywhere in the zone. Eastings increase eastward and decrease westward from the central meridian. 0m N 10,000,000m N Equator Zone NORTHING coordinate Northing is the distance in meters north and south of the equator (measured along a line within the zone). If the point lies north (Northern Hemisphere) of the equator, coordinates always increase from south to north (bottom of map to the top) of the equator, with the equator given a value of 0 meters in the Northern Hemisphere.. South Pole For locations south (Southern Hemisphere) of the equator, the equator is given a false value of 10,000,000 meters in the Southern Hemisphere and values decrease from north to south (top of map to the bottom) of the equator.
PART 2 Intermediate Land Navigation TRACKING PRESENT LOCATION UTM GRID or GRID NORTH COORDINATES 1. A UTM coordinate includes the zone, easting coordinate, and northing coordinate; this coordinate describes a specific location using meters. There are different ways that UTM coordinates are written, for example: Z19 0297480E 4834360N 19 0297480E 4834360N 0297480mE 4834360mN (zone number is not used, because the hiking groups are all using the same maps and know 297480mE 4834360mN what zone they are in for communicating their location to each other via radios.) 2. Coordinates are also abbreviated to the extent of location accuracy desired; for example, UTM Z19 0297480E 4834360N : 19 297 4834 (1000 m by 1000 m square) 19 2974 48343 (100 m by 100 m square) 19 29748 483436 (10 m by 10 m square) 19 297480 4834360 (1 m by 1 m square) NOTE: The more digits you include, the closer you get to the exact location. NOTE: More detail given in the following slides.
Zemljevid pomanjšana in posplošena ponazoritev Zemljinega površja ali njenih posameznih delov tloris prenos ukrivljene površine Zemlje na ravno ploskev deformacije kartografske projekcije
Topografski in kartografski podatki Topografski sistem Republike Slovenije je uradni sistem topografskih in kartografskih podatkov in izdelkov, ki ga sestavljajo: Topografski podatki in karte Ortofoto Aerofotografije Digitalni model višin Register zemljepisnih imen Temeljni topografski načrti in karte ter drugi topografski podatki na območju Republike Slovenije so izdelani v Gauss-Kruegerjevi projekciji s širino meridianske cone Dl = 3 15' in srednjim meridianom l = 15 vzhodne geografske dolžine glede na začetni meridian Greenwich. Višine na načrtih in kartah se nanašajo na srednji morski nivo (Trst, pomol Sartorio).
Državna topografska karta merila 1 : 25.000 (DTK 25) Izdelava vseh 198 listov, ki pokrivajo ozemlje naše države, je bila zaključena v letu 1999. Posamezen list DTK 25 je bil po posameznih vsebinskih slojih tudi skeniran. Vsebinski sloji so: naselja, prometna mreža in zemljepisna imena, plastnice in druge reliefne značilnosti, hidrografska mreža z imeni, vodni objekti, ledeniki in gozdovi ter znaki za druge vrste vegetacije. Vsi skenogrami so črnobeli.
DTK 25 je v danih pogojih tiskana karta, ki pokriva ozemlje celotne države, v največjem možnem merilu in jo je hkrati možno vzdrževati v realnem roku. Geodetska uprava Republike Slovenije je izdala knjižico, v kateri je topografski ključ s pojasnili za uporabo in "Pravilnik o uporabi Gauss- Kruegerjeve projekcije pri izdelavi DTK 25 in razdelitev na liste". Pravilnik je bil objavljen v Uradnem listu št. 36/14.05.1998/.
Državne pregledne karte DPK 250: DPK 500: DPK 750: DPK 1000:
Ortofoto Ortofoto je aerofotografija, ki je z upoštevanjem podatkov o reliefu in absolutne orientacije aerofotografij pretvorjena v ortogonalno projekcijo. Izdelek je v metričnem smislu enak linijskemu načrtu ali karti.
Aerofotografije Aerofotografije so produkt fotografiranja, ki se izvaja iz zraka (letalo, helikopter ), poleg aerofotografije so rezultati aerofotografiranja tudi elementi zunanje orientacije za vsako posamezno aerofotografijo. Namen aerofotografiranja je zajem topografskih podatkov, evidentiranje stanja v prostoru, uporablja pa se tudi kot vhodni podatek za izdelavo digitalnega modela reliefa in ortofotov.
Digitalni model višin Digitalni model višin Slovenije je sistem, ki obsega podatke digitalnih modelov višin Slovenije in njene okolice z ločljivostjo 12,5 m, 25 m in 100 m.
Horizontalni državni koordinatni sistem (D96/TM) Od 1. 1. 2008 je v Sloveniji poleg dosedanjega, v uporabi tudi nov državni horizontalni koordinatni sistem, ki ga uvaja 139. člen Zakona o evidentiranju nepremičnin - ZEN (UL RS, št. 47/2006 in nasl.). Nov državni horizontalni koordinatni sistem temelji na skupnem evropskem prostorskem koordinatnem sistemu ESRS in se je najprej pričel uporabljati v zemljiškem katastru, kar je podrobneje opredeljeno s Pravilnikom o urejanju mej ter spreminjanju in evidentiranju podatkov v zemljiškem katastru (UL RS, št. 8/2007). Staro državno kartografsko projekcijo označujemo z GK (Gauß-Krügerjeva projekcija), novo državno kartografsko projekcijo pa s TM (transverzalna Mercatorjeva projekcija).
Vrste zemljevidov samostojni sestavni deli serije sistematična zbirka atlas Atlasi prikazujejo izbrano območje ali tematiko. Glede na tematiko: šolski, družinski, znanstveni Glede na vsebino: splošni, nacionalni, regionalni, specialni, tematski
Atlas protipožarnih objektov 1:25.000 letnik 2009 V atlasu so na 75 kartah v merilu 1:25.000 prikazani listnati in iglasti gozdovi, poleg javnih pa tudi vse gozdne ceste in protipožarne preseke s šiframi. Med ostalo infrastrukturo pomembno za gašenje požarov velja omeniti visoko in nizkonapetostne daljnovode, transformatorske postaje, hidrante in protipožarne nadzorne kamere.
Oznake
Avtokarta Zemljevid prirejen posebej za voznike. Omogoča nam, da najdemo pot do kraja v katerega želimo prispeti. Vsebuje: ceste, imena cest, imena krajev, bencinske servise, bolnišnice ipd.
Izseček starega katastarskega načrta merila 1:2880
Sestavni deli zemljevida kartno polje vsebina, okvir in rob zemljevida: - naslov, - merilo, - legenda.
Kartografski znaki Če bi hoteli narisati objekte na zemljevidu v resničnem razmerju, potem bi jih bilo večina premajhnih, da bi jih lahko videli na karti. Tako večino pojavov na zemeljskem površju predstavimo le z določenimi simboli - dogovorjenimi kartografskimi znaki. Pomen znakov je razložen v legendi.
KOMPAS Kompas je priprava za določanje strani neba. Osnovni sestavni deli kompasa so: - igla, - limb, - včasih tudi ogledalo z merilno muho. Magnetna igla, ki je uležajena kar se da brez trenja, se v odsotnosti drugih zunanjih vplivov poravnava v smeri zemeljskih magnetnih silnic, proti magnetnemu severu. Tako nam igla kaže referenčno smer, ki služi za navigacijo
AZIMUT
Smerni kot ali azimut Točka A se nahaja v smeri 30 o, točka B pa v smeri 290 o.
65 AZIMUT (11.5m = 1,150mils)
TRIANGULACIJA Je način določanja lege triangulacijske točke s pomočjo trikotniških pravil in dveh točk z znanima koordinatama. Kje pride v poštev v gasilstvu-požari v naravi???
GPS (Global Positioning System) satelitski navigacijski sistem določanje natančnega položaja srednja krožna tirnica v lasti ameriške vojske cca 30 satelitov natančna cca. 5m
Ostali navigacijski sistemi Rusija - GLONASS ZDA - GPS, TRANSIT - NAVSAT Francija - DORIS Kitajska - BEIDOU Japonska - QZSS Evropa- GALILEO
Orientacija v naravi Orientacija pomeni določiti lego neke točke ali smer gibanja glede na strani neba in objekte v pokrajini. Geografska orientacija - določevanje strani neba s kompasom, s pomočjo zvezd, znakov na terenu itd. Topografska orientacija - določitev položaja opazovalca glede na objekte in relief v okolici (topografija; topos - gr. kraj, graphein - gr. pisati;»krajepisje«z določenimi pomenskimi topografskimi znaki»opisan«del zemeljskega površja). Za orientacijo na obzorju potrebujemo stalne točke - strani neba. Če spremenimo stojišče, se nam»poruši«tudi orientacija. Tako je bilo potrebno na Zemlji določiti sistem, ki bo neodvisen od stojišča - stopinjsko mrežo, s pomočjo katere se lahko natančno določi zemljepisna lega. Poleg splošne orientacije na nebu ter določevanja lege na zemeljskem površju pa je najbolj uporabna orientacija na manjšem delu zemeljskega površja, ko iščemo lastno stojišče ali pot do določenega kraja. Za tovrstno orientacijo potrebujemo kvalitetno karto in kompas.
GPS SPREJEMNIK GPS je satelitski navigacijski sistem, ki se uporablja za določanje natančnega položaja in časa kjerkoli na Zemlji ali v zemeljski tirnici. Natančen v polmeru 10m. Možen je samo prikaz položaja ali pa navigacija.
GPS metoda GPS metoda direktno na terenu se izmerijo koordinate y, x in z detaljnih točk.
Dlančnik z integriranim GPS
Z računalniki Itronix MR 1 so opremljeni sprednji artilerijski opazovalci, enote za specialno delovanje, vodje patrulj na misijah SV in vojaška policija.
Osnovni elementi koordinatnih sistemov Projekcija Elipsoid Datum
Datum
PART 1 Basic Land Navigation Map Information Identification What a Topo map and actual Land features show
Izohipse zamišljene na terenu
View 1 PART 1 Basic Land Navigation View 2
GIS - geografski informacijski Definicije: sistem GIS teži k zbiranju podatkov iz realnega sveta z namenom, da bi obdelali in primerjali vrsto socialno-ekonomskih, ekoloških in zemljiških dejavnikov. Je upravljanje, analiza in delo s prostorsko določenimi informacijami v procesu reševanja sinteze problemov.
Prostorski prikaz Vrbani III (GIS)
Primeri GIS
GIS v mobilnem računalništvu Dostop do podatkov na kraju, kjer jih potrebujemo. Neposreden vnos podatkov s terena na strežnik. Analize geografskih podatkov.
Vodenje operativnih sil v gasilstvu in zr Kartografske podlage in pripomočki za orientacijo: Operativni vodja in vodje sektorjev mora razpolagati z ustreznimi zemljevidi in kartami v ustreznem merilu. Karte so ustrezna podlaga za določitev lokacije in površine požara ter smeri širjenja in ogrožanja požara. Služijo nam za razdelitev požara na posamezne sektorje. Na kartah morajo biti označena naselje, vse prometnice, požarne ovire in vodni viri. Primerno je, da so teritoriji smiselno razdeljeni na kvadrante tako se vodstvo intervencije in gasilske enote lažje orientirajo in sporazumevajo. Uporabljamo pa tudi različne kompase ter ročne in mobilne GPS naprave.
Na zemljevidih se ob požarih večjih razsežnosti riše tudi taktični načrt, saj preprosta taktična skica ne omogoča več točnega načrtovanja in spremljanja situacije. POŽAR BRANA 2003 vir: Jože Oblak
Primer sektorizacije na požaru Kras 2003
Kaj je skica terena in kaj mora vsebovati? Skica terena je enostavna in pregledna risba določenega dela zemljišča, risana s prosto roko in brez posebnih merilnih pripomočkov, vendar s pravilno označenim severom in v približnem merilu 1 : 500. Skica zajema najbistvenejše poteze terena.
Kaj je skica poti? Kaj je skica poti in kaj je pri njej pomembno? Skica poti je enostavna in pregledna risba, risana s prosto roko. Od skice terena se loči po tem, da ne predstavlja zaključenega zemljišča, pač pa ozek, na levi in desni po 100 m širok pas ob poti. Skica poti mora dati neznancu popolno informacijo o prehodu te poti brez karte in kompasa.
PRAKTIČNO DELO Orientacija karte Določanje koordinat WGS 84 Določanje koordinat x,y Določanje prometnic, skica prometnic Risanje skice na papir in folijo Risanje po karti Risanje skice z možnim razvojem požara
Koliko meridianskih con imamo (pri Gauss- Krügerjevi projekciji), koliko so široke in v kateri je večina Slovenije? Imamo 120 poldnevniških con, ki so široke 3 o, Slovenija je v 5. coni. Razloži kaj pomeni koordinata y = 5475112. Številka nam pove v kateri coni se nahajamo - v tem primeru je to 5. cona Številke, ki sledijo nam povejo za koliko je kraj oddaljen od dotičnega meridiana - v tem primeru: 500.000 475.112 = 24.888 24.888 m zahodno, ker je manj kot 500.000.
MERJENJE RAZDALJ Z ravnilom, listom, šestilom, kurvimetrom,..
Orientiranje karte Pri delu z zemljevidom moramo najprej uskladiti objekte in smeri na zemljevidu s tistimi v naravi - pravimo, da karto orientiramo: po naravnih znakih (smer severa s pomočjo ure, letnic na panjih...), z uskladitvijo linij (potek železnice, reke, ceste...) ali objektov v pokrajini s tistimi na karti, s kompasom.
DOLOČANJE AZIMUTA Risanje določenega azimuta. Merjenje s kotomerom 360!!! Azimut je kot, ki ga določata smer proti geografskem severu in smer proti izbranemu objektu.
Navadna razdelitev - nam razdeli krog na 360, vsako stopinjo na 60 minut in vsako minuto na 60 sekund. Razdelitev na tisoče %o - ta razdelitev je nastala predvsem zaradi vojaških potreb. Predstavljajmo si krog s premerom 1km. Obseg takega kroga lahko preprosto izračunamo in je 6238 m. Zaradi enostavnosti lahko ta obseg zaokrožimo in je tako 6400 m. Praktično lahko trdimo, da gre za krog s polmerom 1000 m, kjer vsaki enoti (tisoči) ustreza lok dolžine 1m na obsegu. protraktor
ORIENTACIJA KARTE
ORIENTACIJA KARTE PO TERENU
DOLOČANJE STOJNE TOČKE
SKICIRANJE SITUACIJE Uporaba pripomočkov, protraktor, šablona.
UPORABA ATLASA PROTIPOŽARNIH OBJEKTOV Določitev trenutne pozicije gasilca. Poročanje o mestu požara. Poročanje o mestu požara (stojne točke). po številki protipožarne preseke. Poročanje y, x in WGS 8.4.
Pozicioniranje Železniška postaja (?) Železniška postaja - 1 km oddaljena od centra mesta. GPS Northing (N): 45,7731 GPS Easting (E): 14,2213 Avtokamp (?) 45 31'28.8"N 13 34'48.4"E 45.524674, 13.580123 Bolnica (?) N 46º03'18'' / E 14º31'15'' (WGS 84)
Kalifornija