Microsoft Word - Prednaska_02.doc

Prepis

1 Žilinská univerzita v Žiline Fakulta špeciálneho inžinierstva Katedra požiarneho inžinierstva Ing. Michal ORINČÁK, PhD. Topografia, kartografia a GIS Prednáška 2 Mapy a plány Žilina 2008

2 OBSAH 1 Základné definície máp a plánov Potreba a účel máp Delenie máp Digitálna mapa Štátne mapové diela Mapy stredných mierok Mapy malých mierok Plán územia Literatúra Prílohy Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

3 1 Základné definície máp a plánov Mapa je zmenšený generalizovaný konvenčný obraz Zeme, zobrazený do roviny pomocou matematicky definovaných vzťahov, vyplývajúcich z určeného kartografického zobrazenia, ktoré podľa zvolených hľadísk zobrazuje polohu, stav a vzťahy prírodných, technických a sociálne ekonomických objektov a javov [4]. Mapa je zmenšený, generalizovaný obraz Zeme, kozmických telies a ich častí prevedený do roviny pomocou matematicky definovaných vzťahov (kartografickým zobrazením). Prostredníctvom metód kartografického znázorňovania sa určuje poloha, stav a vzťahy prírodných, sociálne ekonomických a technických objektov a javov [1]. Pri tvorbe mapy evidentne treba zmenšiť obraz skutočnosti. Pri každom zmenšení nastáva zovšeobecnenie (generalizovanie) reality vylúčenie nepodstatných skutočností a podrobností zo zobrazenia reality na mape. Proces generalizácie nesmie ovplyvniť prehľadnosť, názornosť a estetičnosť mapy. Obsah mapy sa vytvára konvenčnými kartografickými výrazovými prostriedkami (kartografickými znakmi), ku ktorým patria čiary (obrysové čiary objektov, izočiary vrstevnice atď.), tvarové značky (geometrické, názorné, symbolické, písmenové a pod.), čiarové značky, numerické údaje atď. v rôznych farbách, plošné značky, farebné vykrytie plôch, tieňovanie, rastrovanie, bodové značky, pohybové značky a pod. Uvedené výrazové prostriedky vyjadrujú všetky štyri hlavné zložky obsahu mapy: a) konštrukčný základ, b) polohopis, c) výškopis, d) popis a doplnkové prvky. Pri aplikácii technickej geodézie v rozličných rezortoch používatelia často vyhotovujú iba plány určitej časti územia. Plán predstavuje zmenšený rovinný obraz povrchu územia, ktorý tvorí ortogonálny priemet skutočnosti územia na určitý horizont (v mieste územia) [4]. Plán je mapa malej časti zemského povrchu, ktorý sa považuje za rovinu a vyhotovuje sa zväčša vo veľkej mierke a v miestnom polohovom a výškovom súradnicovom systéme [4]. Plány v technickej geodézii sa najčastejšie vyhotovujú z území s priemerom do 0,5 až 0,7 km, t.j. z plošného obsahu do 0,3 až 0,5 km 2. Dĺžky a uhly, merané na fyzickom povrchu Zeme, sa premietajú bez zmeny do horizontálnej roviny, položenej do určitého bodu daného územia. Pri určovaní výšok treba pri niektorých meraniach podľa druhu merania a charakteru územia zohľadniť zakrivenie hladinových plôch (horizontov). Plány sa na základe geodetických meraní vyhotovujú ako polohové, ktoré majú iba polohopisný obsah, pričom polohopisnú kresbu tvoria väčšinou obrysové čiary objektov, alebo ako polohové a výškopisné, teda priestorové, kde výškopisnú kresbu tvoria vrstevnice, technické šrafovanie, vyjadrenia terénnych útvarov kresbou, výškové kóty bodov a pod. Všetky druhy plánov obsahujú aj potrebný konštrukčný základ meračské body, súradnicové siete atď., a tiež príslušný popis. Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

4 2 Potreba a účel máp Tvorba máp a pokusy o kresbu - zobrazenie povrchu zemského v tvare mapy patria medzi najstaršie grafické prejavy ľudského ducha. Pohnútky na tvorbu máp, ktoré podmieňovali túto činnosť boli rôzne v súlade s prostredím a stupňom kultúrneho vývoja ľudstva. Už v prvotnopospolnej spoločnosti sa vyskytli primitívne náčrty okolia sídlišť a lovíšť zvere na stenách jaskýň, na kameňoch alebo kostiach obr. 2.l. Obr. 2.1 Náčrty okolia vyryté na mamuťom kle spred rokov [3] Podávali informácie o susedných sídlištiach, lovištiach, o možnosti obrany proti vpádu cudzích kmeňov, o rastlinných zdrojoch obživy. V otrokárskom období sa mapa v akejkoľvek podobe stala pomôckou vojakov, predovšetkým ako dobyvateľov, a správcov ovládnutých území. V neskoršom období sa začína uplatňovať ako technický podklad pri budovaní miest a hospodárení s pôdou. Vo feudálnej dobe značne vzrástol význam mapy z dôvodu evidencie pozemkov. Pri tvorbe máp sa začal uplatňovať geometrický základ. Tvorba a význam máp vo veľkej miere podmieňoval rozvoj obchodovania a dopravy tovarov ( Soľná cesta, Jantárová cesta, Hodvábna cesta) obr Obr. 2.2 Fabriciova mapa z roku 1569 [3] Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

5 Technická úroveň máp v každom období odpovedá technickej úrovni doby a spoločnosti. Vynález tlače veľkou mierou prispel už za feudalizmu k rozšíreniu mapy do všetkých odvetví ľudskej činnosti. Mapa sa stáva neoddeliteľnou súčasťou činnosti človeka. S námornými cestami súvisel vznik námorných máp. Vznikali veľké technické stavby a tie si vyžadovali mapové podklady pre zhotovenie projektov - diaľnice, mosty, tunely, cesty, železnice, bane, náleziská nerastných surovín, atď. Dôležitú úlohu zohrávajú topografické mapy aj v armáde. Budujú sa priehrady, regulujú sa vodné toky, plynovody, trasy elektrických vedení a to všetko sa bez topografických máp nezaobíde. Ale aj nadstavbové oblasti spoločnosti ako turistika, informácie o kultúrnych pamiatkach a iné sa bez máp nezaobídu. V súčasnosti si mapy vyžadujú geometrickú presnosť v súlade s mierkou mapy a značkovým kľúčom, ktorý stanovuje obsah máp. Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

6 3 Delenie máp Mapy delíme z rozličných hľadísk napríklad: a) podľa mierky: mapy veľkých mierok s číslom mierky M 5 000, mapy stredných mierok s 5000 < M , mapy malých mierok s M > ; b) podlá zobrazenia dimenzií: polohopisné mapy (dvojrozmerný obsah), polohopisné a výškopisné mapy (trojrozmerný obsah); c) podľa obsahu: základné mapy, ktorých obsah možno využiť všeobecne, tematické mapy, ktoré na podklade základných máp (resp. na ich redukovanom podklade) zobrazujú ďalšie prírodné, technické, sociálne, ekonomické objekty a javy, ako aj ich vzťahy, resp. rozličné podrobnosti z obsahu základných máp, účelové mapy tematické mapy veľkých mierok, ktoré obsahujú ďalšie objekty využiteľné pre realizáciu príslušného účelu; d) podľa dimenzií podkladu zobrazenia: plošné mapy (konvenčné formy zobrazenia polohopisu a výškopisu, axonometrické zobrazenie obr. 3.1), priestorové (reliéfne) mapy, e) podľa formy vyjadrenia skutočnosti: analógové mapy (v klasickej, kresbovej a značkovej forme, napr. polohopisné mapy, ortofotomapy), digitálne mapy ; f) podľa vzniku obsahu mapy: pôvodné mapy zostrojené z priameho geodetického merania, fotogrametrického snímkovania, z prvotného kartografického spracovania údajov, resp. nekartografických podkladov, odvodené mapy spracované z pôvodných máp väčších mierok kartografickou generalizáciou. Obr. 3.1 Axonometrické sieťové zobrazenie terénu [4] Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

7 4 Digitálna mapa Digitálnu mapu územia (objektu) tvorí komplex súradníc množiny bodov územia a inštrukcií pre manipuláciu so súradnicami, ktoré sú uložené v pamäťových (registračných) médiách číslicových počítačov. Množina bodov, ktorá sa vhodne zvolí na území, resp. je determinovaná polohopisnou situáciou územia, tvorí digitálny model terénu (DTM). Digitálny model terénu je súbor vybratých bodov uzlových bodov terénnej plochy, ktoré sa podľa charakteru rozdelia do blokov a ich súradnice, obyčajne vo vhodnej karteziánskej súradnicovej sústave, sa v určitom usporiadaní zaznamenajú vo vonkajších veľkokapacitných pamätiach počítača. Terénna topografická plocha predstavuje zemský fyzický povrch s elimináciou menších nerovností povrchu (malých vyvýšenín a prehĺbenín, vznikajúcich najmä antropogénnou činnosťou na plochách poľnohospodárskej pôdy). Okrem označenia bodov, ich súradníc a ďalších identifikačných údajov, sa zaznamenávajú aj pravidlá, ako túto banku údajov o teréne spracovať pri riešení rozličných inžinierskych úloh. Vznik, rozvoj a využitie digitálneho modelu terénu podmienilo uplatnenie počítačov v geodézii, fotogrametrii a kartografii a rozvoj automatických kartografických systémov a automatizovaného projektovania, keď sa nielen vytvárajú topografické plochy, ale na tejto ploche sa riešia aj rôzne priestorové úlohy. V súčasnosti sa digitálny model terénu aplikuje predovšetkým: a) v automatizovanej kartografickej tvorbe, pri tvorbe polohopisných a výškopisných zložiek základných a tematických máp, b) pri zabezpečení geodetickej pred projektovej a projektovej prípravy a pri realizácii veľkých líniových stavieb (diaľnice, železnice), vodohospodárskych stavieb (priehrady) a iných stavieb (letiská, sídliská, priemyselné komplexy apod.), c) pri modelovaní ložísk nerastných surovín, d) pri tvorbe technických máp ciest. Samotná terénna plocha je veľmi mnohotvárna a môže sa ešte meniť technogénou a antropogénou činnosťou. Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

8 5 Štátne mapové diela Hospodárska výstavba štátu, vlastníctvo nehnuteľností, ekológia a životné prostredie a ďalšie odvetvia, osobitne napr. obrana štátu, vyžadujú celú škálu rozmanitých druhov máp. Ich vyhotovenie, údržba a obnova sa stále viac orientuje na nové technológie, ktoré využívajú najmä letecké (prípadne satelitné) snímky spracúvané počítačovými technológiami. Výsledky sa ukladajú do údajových báz v rámci tzv. geografických informačných systémov - GIS. Zo získaných údajov potom možno vytvárať mapy s rôznou podrobnosťou, dopĺňať tieto o špecifické účelové informácie a vytvárať tak prakticky neobmedzenú podobu máp, pre najrozličnejšie využitie. Podľa zákona NR SR č. 215/95 Z. z. o geodézii a kartografii patrí Úradu geodézie, kartografie a katastra SR povinnosť jednotne spracovať kartografickú bázu údajov v zmysle metód GIS, ktorá predstavuje podľa katalógu objektov dohovorený polohopisný a výškopisný obsah približne na úrovni podrobností bývalej mapy mierky 1: Tieto základné údaje sú v jednotnom geocentrickom súradnicovom systém ETRS 89. Z ekonomických a praktických dôvodov existuje pri tvorbe tohto mapového diela zmluvná participácia činností medzi rezortom Úradu geodézie, kartografie a katastra SR (ÚGKK SR) a Ministerstvom obrany SR (MO SR). Obnova, tvorba a vydávanie máp veľkých mierok je v pôsobnosti Katastrálneho ústavu Žilina. Mapy stredných mierok a ostatné štátne mapové diela (Základné mapy SR) sú v pôsobnosti Geodetického a kartografického ústavu v Bratislave. Štátne mapové diela sa delia z hľadiska obsahu na základné štátne mapové diela a tematické štátne mapové diela. ÚGKK SR zodpovedá za tvorbu, aktualizáciu a vydávanie základných štátnych mapových diel a niektorých tematických štátnych mapových diel. Základné štátne mapové diela súvislo zobrazujú štátne územie, majú základný všeobecne využiteľný obsah a vyhotovujú sa podľa jednotných zásad. Výtlačky štátnych mapových diel sa predávajú prostredníctvom mapových služieb. V ostatnom čase je možná distribúcia niektorých mapových produktov aj v digitálnom tvare na magnetických médiách (spravidla CD). Mapy štátneho mapového fondu, ktorých tvorbu a vydávanie zabezpečuje ÚGKK SR, tvoria: technické mapy (základné mapy veľkých mierok a účelové mapy), základné mapy SR (mapy stredných mierok 1: až 1 : ), mapy správneho rozdelenia (mapy okresov v mierke 1 : , mapy v mierke 1 : až 1 : s dotlačou kladu mapových listov a pod.), administratívne mapy (mapy krajov v mierke 1 : až 1 : ). 5.1 Mapy stredných mierok Mapy stredných mierok l : až 1 : Skupinu máp stredných mierok reprezentuje súbor základných máp v S-JTSK a v Baltskom výškovom systéme po vyrovnaní. Mapové listy majú jednotný formát, zosúladený je systém mapových značiek a spôsob ich farebného vyjadrenia. Od roku 1993 sa postupne prešlo z výlučne analógového ručného klasického spracovania kartografických originálov a tlačových podkladov štátnych mapových diel na aktualizáciu pomocou výpočtovej techniky. Takmer zo všetkých analógových tlačových podkladov.štátnych mapových diel je vyhotovený rastrový tvar. Mapy sa vydávajú ako farebný ofsetový výtlačok, ako výstup z periférneho zariadenia alebo sa poskytujú ako digitálne súbory v rastrovom a vektorovom tvare. Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

9 Do skupiny máp stredných mierok sa zaradujú aj mapy územných celkov, vydávané na podklade vybraných základných máp. Sú to Mapa mesta Slovenskej republiky v mierke 1 : spracovaná a vydávaná na podklade Základnej mapy Slovenskej republiky v mierke 1: pre mestá so sídlom okresného úradu, Mapa okresov Slovenskej republiky v mierke 1 : spracovaná a vydávaná na podklade Základnej mapy Slovenskej republiky v mierke 1 : , Mapa krajov Slovenskej republiky v mierke 1 : spracovaná a vydávaná na podklade Základnej mapy Slovenskej republiky v mierke 1 : Obr. 5.1 Základná mapa 1: [4] Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

10 5.2 Mapy malých mierok Mapy malých mierok 1 : až l : Do skupiny máp malých mierok patria predovšetkým Základná mapa Slovenskej republiky v mierke 1 : a Základná mapa Slovenskej republiky v mierke 1 : Obidve mapy sa vydávajú ako 6-farebný ofsetový výtlačok. Územné a správne usporiadanie štátu zobrazujú administratívne mapy v mierkach 1 : , 1 : a 1 : a mapy správneho rozdelenia Slovenskej republiky v mierkach 1 : a 1 : Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

11 6 Plán územia Pre projektovú prípravu, realizáciu výstavby a rekonštrukciu rozličných inžinierskych diel, na doplnenie máp veľkých mierok a pre rozličné potreby používateľov, vyhotovuje projektant aj používateľ diela rozličné plány mapové podklady z malých častí príslušného územia. Podľa potreby to môžu byť polohopisné plány (zamerania nových objektov a polohovej situácie), alebo výškopisné priestorové plány, keď plán okrem polohopisu obsahuje aj výškopisný obraz územia (trachymetrický alebo vrstevnicový). Plány sa vyhotovujú v analógovej forme s vhodnými výrazovými prostriedkami, ako sú polohopisné čiary, značky, popis vrstevníc, šrafy, výškové kóty atď., alebo v digitálnej forme ako lokálne digitálne mapy. Obr. 6.1 Meračský náčrt [4] Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

12 Obr. 6.2 Meračská sieť pre podrobné meranie [4] Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

13 Literatúra [1] STANĚK, V., HOSTINOVÁ, G., KOPÁČIK, A.: Geodézia v stavebníctve, JAGA, Bratislava, 2007, ISBN [2] ŠALING, S., IVANOVÁ-ŠALINGOVÁ, M.., MANÍKOVÁ, Z.: Slovník cudzích slov pre školu a prax, SAMO, Bratislava, ISBN [3] ŠTUBŇA, J.: Základy topografie a kartografie, FŠI-ŽU, Žilina, [4] ŠÜTTI, J.: Geodézia, Alfa, Bratislava, 1987, ISBN Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

14 Prílohy Príloha A Polohopisná mapa s výškopisom Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina

15 Príloha B Technická mapa mesta Ing.M.Orinčák, PhD. - Žilina