Topograafia kursuse program

Topograafia

Õppeprogramm

SISSEJUHATUS
Topograafia ja geodeesia mõiste. Topograafias ja geodeesias lahendatavad teaduslikud ja praktilised ülesanded.

Maa pind kui topograafilise uurimise objekt. Territooriumi mõõdistamine - Maa pinna topograafilise uurimise põhiline meetod. Topograafiline kaart kui mõõdistamise tulemus.

Topograafia ja geodeesia seosed kartograafia, geograafia, astronoomia jt. teadustega.

ÜLDANDMED
Geodeesias kasutatavad mõõtühikud.

Maa kuju ja suurus. Geoid, ellipsoid, referents-ellipsoid. Gravitatsioon, Maa gravitatsiooniväli. Maa kuju ja suuruse määramise viisid. Astronoomilis-geodeetiline meetod. Geofüüsikaline (gravimeetriline) meetod. Kosmiline meetod.

Arvutused ellipsoidil. Maa-ala suurus, mida võib pidada tasapinnaliseks. Maa kumeruse mõju joonte pikkuste, nurkade ja kõrguste mõõtmisele.

PROJEKTSIOONID JA KOORDINAATSÜSTEEMID
Maa kujutamine tasapinnal. Siirdepind. Projektsiooni mõiste. Tsentraal-, ortogonaal-, horisontaalprojektsioon. Kartograafilise projektsiooni mõiste.

Koordinaatide süsteemid, mida kasutatakse topograafias ja geodeesias. Geograafilised koordinaadid, astronoomilised ja geodeetilised koordinaadid, geotsentrilised koordinaadid. Kahe- ja kolmemõõtmelised koordinaadid. Polaar- ja ristkoordinaadid, nendevahel ised seosed, geodeetiline otse- ja pöördülesanne.

Mercatori põiksilindriline projektsioon, Lamberti konformne kooniline projektsioon, Gauss-Krügeri projektsioon, hulktahukaline projektsioon. Eesti põhi- ja baaskaardi projektsioonid ja koordinaatide süsteemid. Riigi ristkoordinaatide süsteem L-Est’7.

Kõrguste süsteemid. Balti kõrguste süsteem.

TOPOGRAAFILISED PLAANID JA KAARDID
Topograafiline kaart ja plaan. Topograafiliste kaartide matemaatiline alus. Mõõtkava. Arvmõõtkava, joonmõõtkava. Tollimõõtkava, sammumõõtkava. Põikmõõtkava, järskuste mõõtkava. Mõõtkavade rida. Topograafilise kaardi matemaatiline alus. Topograafilise kaardi täpsus. Kaardi mõõtkava täpsus. Mõõtmised kaardil ja plaanil, mõõtmistulemuste täpsus.

Kaardiraamid, kaardivõrgud, kaardiraami seos koordinaatsüsteemidega. Topograafiliste kaartide nomenklatuur. Balti ühtne kaardisüsteem, Eesti topograafiliste kaartide süsteem ja nomenklatuur. N. Liidu topograafiliste kaartide 1942. a. ja 1963. a. süsteemid ja nomenklatuur. Rahvusvaheline UTM kaardisüsteem.

Topograafiliste kaartide leppemärgid. Kartograafiline generalisatsioon. Topograafiliste kaartide vormistamine. Topograafiliste kaartide sisu elemendid ja nende kujutamine.

Maa-ala plaani koostamine.

JOONTE ORIENTEERIMINE MAASTIKUL JA PLAANIL
Orienteerimise lähtesuunad. Tõeline, magnetiline ja telgmeridiaan, astronoomiline ja geodeetiline meridiaan. Meridiaanide koonduvus.

Geograafiline ja magnetiline asimuut. Magnetnõela kääne ehk deklinatsioon. Direktsioonnurk. Rumb ja rumbiline nurk. Otse- ja pöördasimuut. Asimuudi ja direktsioonnurga vaheline suhe.

Geograafiliste ja ristkoordinaatide määramine topograafilisel kaardil, asimuutide määramise võtted ja joonte mõõtmine topograafilisel kaardil.

MÕÕTMISVIGADE TEOORIA ALUSED
Mõõtmiste täpsus, Mõõtmiste liigid (otsene ja kaudne; võrdtäpsed ja isetäpsed mõõtmised, vajalikud ja lisamõõtmised). Mõõtmistulemuste vead, süstemaatilised, juhuslikud ja jämedad vead. Sulgemisviga. Mõõdetava suuruse tõenäolisim väärtus (aritmeetiline ke skmine). Mõõtmise täpsuse hindamise meetodid. Keskmine ruutviga, selle arvutamine. Äärmine ja lubatav viga; absoluutne ja relatiivne viga. Kaalutud keskmise mõiste. Kaksikmõõtmine.

Ligikaudsed ja ümardatud arvud ja tehted nendega. Ümardamisvead.

GEODEETILINE MÕÕDISTAMISVÕRK
Geodeetiliste võrkude mõiste, riigi geodeetiline põhivõrk, geodeetiline tihendusvõrk ja mõõdistusvõrk. Riiklik geodeetiline alus, selle rajamise põhimõte, täpsusklassid. Geodeetiliste võrkude rajamise skeemid, triangulatsioon, trilateratsioon, lõigete meetod (otselõige ja vastulõige), polügonomeetria, käikude süsteemid. Geodeetilise mõõdistamisvõrgu rajamine. Maastiku rekognostseerimine ja ettevalmistustööd mõõdistamiseks. Geodeetilise mõõdistusvõrgu sidumine kindelpunktidega, geodeetiline otseülesanne ja vastuülesanne.

Geodeetilise võrgu punktide märkimine ja tähistamine ja kindlustamine. GPS-mõõdistamise kasutamine geodeetiliste võrkude rajamisel.

JOONTE MÕÕTMINE
Joonte mõõtmine. Joone pikkuse mõõtühikud, etalonid ja komparaatorid, meetermõõdustik, briti mõõtühikud, vanade topokaartide mõõtühikud Joonte mõõtmine otsesel ja kaudsel teel. Kaldjoone mõõtmine ja joone horisontaalprojektsiooni arvutus. Joone sihi märki mine maastikul.

Joone mõõtmine mõõdulindi ja varrastega ning selle täpsus. Optilised kaugusmõõturid ja nende liigitus, niitkaugusmõõturi ehitus ja töö põhimõte. Kauguste mõõtmine valgus- ja raadiokaugusmõõtjatega, nende mõõtmiste täpsus.

NURKADE MÕÕTMINE
Nurga mõõtühikud, radiaanmõõt, kuuekümnendsüsteem, sajandsüsteem.

Horisontaalnurga mõõtmise põhimõte. Lihtsad nurgamõõtmise vahendid, teraslint, ekker, goniomeeter, eklimeeter.

Teodoliit, teodoliitide liigid; optilised teodoliidid, koodteodoliidid, güroteodoliidid, liht- ja kordusteodoliidid. Teodoliidi põhiosad ja detailid. Limb, alidaad, pikksilm, teodoliidi teljed. Pikksilma ehitus ja seadmine mõõtmiseks. Teodoliidi kontrolli mine ja justeerimine, kollimatsiooniviga, vertikaalringi nulliasend. Teodoliidi ettevalmistamine mõõtmisteks, horisontaalnurkade mõõtmine võtete viisil.

PUNKTIDE KÕRGUSTE MÕÕTMINE.
Absoluutne ja relatiivne kõrgus, kõrgusekasv. Kõrguste mõõtmise meetodid. Geomeetriline nivelleerimine. Nivelleerimise riistvara. Vesiloodiga nivelliirid ja kompensaatoriga nivelliirid. Keskelt ja otsast nivelleerimine. Liht- ja liitnivelleerimine. Nivelleerimine profiili koostamiseks. Geomeetrilise nivelleerimise täpsus. Trigonomeetrilise nivelleerimise täpsus ja põhimõte.

Kõrgusekasvude ja kõrgusarvude arvutamine. Baromeetriline nivelleerimine. Kõrgusekasvude määramine. Baromeetrilise nivelleerimise riistvara, nivelleerimise täpsus. Aeroraadionivelleerimise põhimõte. Riiklik geodeetiline kõrgusvõrk, selle otstarve, ülesehitus ja täpsusklassid. Nivelleerimise kindelpunktid.

TERRITOORIUMI MÕÕDISTAMINE, TOPOGRAAFILISTE KAARTIDE VALMISTAMINE
Mõõdistamise mõiste. Suurte territooriumide mõõdistamise põhimõte. Topograafilise mõõdistamise liigid. Mõõdistamisviisid, ristjoonte viis, polaarviis, lõigete viis. Mõõdistamisobjektid.

Teodoliitmõõdistamine, selle teostamine ja kasutamine. Teodoliitkäigud, nende liigid. Teodoliitkäigu punktide koordinaatide leidmine.

Tahhümeetriline mõõdistamine, selle riistvara. Mõõdistamise protsess. Tahhümeetrilised tabelid. Digitaaltahhümeetria.

Mensulmõõdistamine, selle riistvara. Mõõdistamise põhis. Lõigete kasutamine. Geomeetriline võrk. Mensulkäigud. Mõõdistamise teostamine.

Aerofotomõõdistamine. Aerofoto omadused. Aerofotode liigid. Aerofoto mõõtkava. Kattumisega aerofotode stereoskoopiline töötlemine. Aerofotode dešifreerimine. Topograafilise kaardi valmistamine aerofotode põhjal. Kombineeritud aerofototopograafiline mõõdis tamine. Universaalne stereofototopograafiline meetod (stereofotogramm-meetriline mõõdistamine) topograafiliste kaartide valmistamisel.

Maapealne fototopograafiline mõõdistamine. Fotokaardid, ortofotokaardid. Fototopograafiliste protsesside automatiseerimine. Reljeefi numbrilised (digitaalsed) mudelid.

Ülemaailmne asukohamääramise süsteem, GPS mõõdistamise põhimõtted ja liigid. Satelliitide kasutamine geodeetilistel töödel. Digitaalne andmeedastus geodeesias ja topograafias. Silmamõõduline mõõdistamine, selle riistvara. Sammupaari pikkuse leidmine ja sammude mõõtkava koostamine.

Silmamõõdulise mõõdistamise teostamine. Silmamõõdulise mõõdistamise kasutamine.

KIRJANDUS
Randjärv, J. Geodeesia I osa. Tartu, 1997, 360 lk.

Täiendavad allikad:
Randjärv, J., Ilves, E., Jürgenson, H. Geodeesia II osa. Tartu, 1998, 288 lk.
Kala, V. Kartograafia alused. Tallinn, 2001, 148 lk.
Kuparinen, A. Maamõõtja käsiraamat. Tallinn, 1994, 222 lk.
Sõssojev, K. Geodeesia alused. Tallinn, 1969, 154 lk.