CATEGORII DOCUMENTE
Afaceri Calculatoare Casa masina Didactica pedagogie Diverse Educatie Finante Geografie Istorie & politica Legislatie Limba Management Sanatate Tehnologie

PROBLEME GEO-TOPO-CARTOGRAFICE ALE CADASTRULUI

Cadastru

+ Font mai mare | - Font mai mic

DOCUMENTE SIMILARE

CALCULUL SUPRAFETELOR

Studiul aparatelor topografice

TOPOGRAFIA APLICATA IN CONSTRUCTII

PROBLEME GEO-TOPO-CARTOGRAFICE ALE CADASTRULUI

3.1. ASPECTE GENERALE

3.1.1 Continut

Problemele complexe ale cadastrului tehnic, legate direct de intocmirea planurilor si hartilor, nu pot fi rezolvate in mod corespunzator fara cunostinte temeinice din aria stiintei masuratorilor terestre (1.3.2). Ponderea cea mai insemnata o au fireste cele legate efectiv de ridicarea in plan, respectiv de topografie si fotogrammetrie, tehnici folosite la noi de mult si cunoscute, in general, sub principalele lor aspecte. In acelasi timp insa operatorul cadastral este confruntat si cu o serie de probleme din domeniile de granita ce apartin in special de geodezie si de cartografie a caror rezolvare intra in competenta si obligatia lui.

Prezentarea, respectiv reluarea, unor aspecte din aceste domenii, intalnite in mod frecvent in lucrarile de cadastru, se impune ca necesara si utila. In acest spirit se discuta doar unele notiuni specifice sectorului, cunostintele in ansamblul lor formand obiectul cursurilor de specialitate. Selectarea si extensia problematicii nu a fost usoara si poate deveni oricand discutabila.

Efectiv sunt abordate notiunile generale privind:

Ø proiectia 'Stereografica 70', cu principalele probleme legate de folosirea ei;

Ø retelele geodezice, cu aspecte privind structura si starea lor actuala;

Ø aparatura electronica de masurare ce se impune in prezent pentru calitatile ei unanim recunoscute;

Ø determinarea suprafetelor ca operatie de baza in cadastru;

Ø parcelarea terenurilor si rectificarea hotarelor ca lucrari posibile la introducerea si intretinerea cadastrului general.

Suprafete de referinta. Proiectii

Obiectivul cadastrului general il constituie inventarierea intregului fond funciar al tarii, implicit reprezentarea lui pe planuri si harti. Problema este dificila avand in vedere suprafata intinsa a fondului funciar, curbura scoartei terestre, denivelarile terenului, precum si necesitatea racordarii ridicarilor cu tarile vecine. Din aceste motive lucrarile trebuie proiectate si realizate intr-un mod unitar, pe intreg teritoriul national si incadrate in sistemul international al tarilor europene avansate.

Suprafetele de referinta folosite pentru definirea si reprezentarea pozitiei punctelor si a directiilor, in aceste conditii, sunt pe scurt urmatoarele [6]:

Ø geoidul, ca forma proprie, fundamentala, a Pamantului, ce s-ar obtine din prelungirea pe sub continente a suprafetei linistite a marilor si oceanelor deschise. Teoretic el are o forma neregulata si serveste ca suprafata de referinta pentru cote. (3.2.6);

Ø elipsoidul de referinta, rezultat din revolutia unei elipse cu semiaxele 'a' si 'b', corp geometric regulat, ce permite incadrarea matematica a problemelor, fiind totodata si cel mai apropiat ca forma si dimensiuni de geoid. La noi, din 1950 reteaua geodezica de baza, clasica (Ord. I) are coordonatele geografice-geodezice (latitudinea B si longitudinea L) determinate pe elipsoidul Krasovski cu parametrii de baza a si b ce definesc turtirea (α) a acestuia

α = (1)

Reteaua geodezica moderna se determina pe elipsoidul de referinta WGS 84 (World Geodetic System 1984) recomandat de Asociatia Internationala de Geodezie (AIG) si adoptat de majoritatea tarilor europene.

Ø sfera de raza medie Gauss, definita de principale raze de curbura dintr-un punct dat, a primului vertical (N), respectiv a elipsei meridian (M)

R= (2)

Ea poate substitui elipsoidul pe portiuni limitate, avand in vedere turtirea mica a Pamantului si este folosita ca o suprafata intermediara ce simplifica evident, calculele geodezice. Raza medie a sferei echivalenta ca volum cu elipsoidul variaza cu latitudinea crescand de la ecuator spre pol si are la nivelul tarii noastre 6379 km;

Ø planul de proiectie, pozitionat in cadrul sistemului cartografic adoptat. Pe acesta se trec prin calcul punctele retelei geodezice de baza in functie de care

se obtin apoi direct coordonatele retelelor de ridicare si ale tuturor punctelor ce definesc detaliile topografice.

Ridicarile independente, neincadrate in reteaua geodezica, desfasurate pe suprafete mici, se proiecteaza direct pe un plan orizontal local avand in vedere ca pe portiuni restranse de teren, sfera terestra se poate confunda cu planul tangent. In prezent asemenea lucrari sunt considerate ca exceptii fiind admise doar in situatii bine justificate: fie in cazul unor ridicari pe suprafete mici, de interes local, fie in lucrarile ingineresti de precizie ridicata (trasarea unui tunel, constructia unui baraj s.a.).

Proiectiile sunt, in principiu, sisteme de reprezentare a suprafetelor curbe si implicit a Pamantului, pe plan. In legatura cu acestea retinem ca:

Ø proiectiile geodezice au ca obiect trecerea punctelor de pe elipsoidul de referinta pe planul de proiectie;

Ø proiectiile cartografice asigura transferul de pe sfera echivalenta, ca suprafata intermediara, pe acest plan;

Ø alegerea sistemului de proiectie se face in functie de marimea si forma teritoriului national. La noi s-au folosit in timp proiectia conica, stereografica pe mai multe planuri tangente si apoi pe unul singur (1933), proiectia internationala Gauss - Krger din 1950 si in prezent "Proiectia Stereografica 70" ce poarta anul adoptarii ei;

Ø deformatiile elementelor geometrice (unghiuri, distante si implici suprafete), care intervin intotdeauna in astfel de reprezentari, nu au cum sa fie evitate. Sistemul de proiectie adoptat permite doar cunoasterea, controlul si deci stapanirea acestor deformatii.

3.2. PROIECTIA "STEREOGRAFICA 70"

3.2.1. Caracteristici de baza

Sistemul de proiectie 'Stereografic 70', oficializat si introdus la noi de aproape trei decenii, este in prezent generalizat si obligatoriu. Ca regula generala, toate ridicarile trebuie incadrate in reteaua geodezica nationala determinata pentru coordonatele plane in "proiectia Stereografica 70" si pentru cote in planul de referinta "Marea Neagra 1975".

Introducerea cadastrului general pe intreg fondul funciar al tarii presupune lucrari care se sprijina, asadar, pe reteaua geodezica nationala, care trebuie proiectata si determinata in conditii specifice de precizie si de densitate. In consecinta, operatorul cadastral trebuie sa cunoasca bine caracteristicile sistemului de

proiectie 'Stereografic 70', in special sub aspectele care sunt de competenta sa si cu care vine in contact in mod frecvent.

Fig.5. Proiectia stereografica

In principiu, proiectia stereografica este o proiectie perspectiva, conforma, ce pastreaza nealterate unghiurile si deformeaza distantele. Un punct P de pe suprafata elipsoidului, substituit cu sfera de raza Gauss R=, se trece pe planul de proiectie T, considerat tangent in centrul regiunii de ridicat, in P_t. Dreptele proiectante pleaca din punctul de vedere S (stereografic), diametral opus celui de tangenta (fig.5). In varianta actuala ("Stereografic 70"), planul de proiectie T este coborat cu cantitatea i = 1389,478 m, devenind secant (S), astfel incat punctul P de pe elipsoid este proiectat in P_s.

Fig.6. Proiectia 'S tereografica 70':

sistemul de axe si cercul de deformatie nula (intrerupt)

Sistemul axelor de coordonate rectangulare, plane, are urmatoarele caracteristici:

Ø originea (O) se gaseste in centrul tarii, undeva la nord de Fagaras, la intersectia paralelei de 46^ocu meridianul de 25^o (fig.6). Coordonatele geografice si plane devin asadar:

B_o = 46^o; L_o = 25^o,

respectiv (3)

Fig.7 Deformatia in proiectie stereografica

pe plan tangent

X_o = 0; Y_o = 0.

Ø sensul pozitiv al axei Ox este dirijat spre nordul geografic iar cel al axei Oy, evident, spre est;

Ø teritoriul national, reprezentat integral in acest sistem, are asadar zone cuprinse in toate cele patru cadrane, cu puncte ce pot avea coordonate pozitive sau negative;

Fig.5 Proiectia stereografica

pozitivarea coordonatelor se impune, din acest motiv, pentru simplificarea calculelor. In acest scop originea axelor se considera translatata spre sud-vest, in zona Belgradului, atat pe X cat si pe Y cu cate 500000,00 m, astfel incat intreg teritoriul national devine situat in cadranul I.

Deformatia distantelor, prin trecerea lor de pe suprafata sferei pe planul de proiectie, se face dupa legi specifice variantei adoptate.

Ø la proiectie stereografica pe plan tangent se constata urmatoarele:

deformatia unei distante oarecare D_t este data de diferenta dintre marimea ei pe sfera (d = OP) si corespondenta in proiectie (d' = OP_t). Efectiv, cele doua distante se pot exprima in functie de unghiul la centru (2w) si de raza sferei (R) cand deformatia totala in plan tangent (D ) devine (fig.7):

D = d' - d = 2Rtgw - R2w = 2R(tgw w (4)

Daca se dezvolta in serie tgw si se neglijeaza termenii practic nesemnificativi rezulta:

tg w w + ^. + . . . . ., respectiv tg w w = (5)

Inlocuind in relatia (4) pe (5) si w d/2R, se obtine deformatia totala:

D = 2R si D (6)

deformatia unitatii de lungime (km) pe plan tangent (D ), in regiunea de lucru, mult mai semnificativa, rezulta prin diferentierea ultimei relatii (6), respectiv:

D = si D = (7)

ca marime deformatiile cresc asadar rapid, cu patratul distantei (d) la care se gaseste punctul P, considerat in centrul zonei de lucru, fata de originea O. Introducand in relatia (7) valoarea razei la latitudinea medie a tarii noastre R = 6378956,478 m, (sau mai simplu R = 6379 km), rezulta deformatiile unitare la diferite distante (tab.4.).

ca semn, toate deformatiile sunt pozitive (d' > d) si cresc radial din punctul central O, fiind egale pe cercuri de o anumita raza (fig.7, fig.6.).

Ø in noul sistem 'Stereografic '70' pe plan secant unic, oficializat la noi, deformatia distantelor are urmatoarele caracteristici:

deformatia kilometrica se calculeaza cu o relatie asemanatoare

D = - 0,25 m/km (8) (6)

ca marime, in centrul tarii (d = 0), rezulta D = - 0,25 m/km, la distanta d = 201,72 km se obtine D = 0 m/km, iar la periferie (d = 400 km) deformatia este maxima D = 0,73 m/km;

deformatiile sunt nule (d'=d) pe un cerc cu raza d=201,72 km, negative in interiorul acestuia (d₁' < d₁) si pozitive in afara lui (d₂' > d₂) (fig.8).

Fig.8 Proiectia 'Stereografica 70':

pozitia planului de proiectie

distributia deformatiilor liniare este mai convenabila. Pe planul secant anterior, cercul de deformatie nula avea raza de 285km (dus cu linie plina fig.6), caz in care deformatiile erau in centrul

tarii -0,33 m/km iar la periferie + 0,65 m/km, valori considerate pe ansamblul teritoriului national, putin satisfacatoare.

Deformatiile in proiectie stereografica Tab.4

Distanta

D_cm/km d_km

Deformatia

Plan tangent

Plan secant unic

3.2.2. Trecerea punctelor din planul tangent in planul secant unic si invers

Considerand planul de proiectie tangent (T) si cel secant unic la sfera (S_u), situate la distanta 'i', raza sferei R si unghiurile 2w si w sub care se vede coarda D, rezulta succesiv (fig. 9):

D_s = m cos w/2 si m = D_t cos w (9)

si prin substitutie

D_s = D_t cos²w/2 sau D_s/D_t = cos²w (10)

In acelasi timp se observa ca

= = (11)

si prin inlocuirea lui D_s/ D_t din relatia (10):

cos² w (12)

Pentru lungimea unitara d_t = 1 km rezulta 'deformatia regionala' a proiectiei stereografice pe plan secant unic

Fig.9 Trecerea punctelor din

plan tangent in plan secant unic

d_s = 1 km - (13)

Inlocuind valorile i = 1,39 km si R = 6379 km obtinem

, (14)

iar pentru unitatea de lungime (1 km), distanta proiectata pe planul secant unic devine o valoare constanta denumita 'coeficient de reducere la scara', respectiv

C = 1 - = 0,99975. (15)

In consecinta pentru trecerea unor coordonate plane Xⁱ si/sau Yⁱ, din planul tangent in planul secant unic acestea se inmultesc cu coeficientul 0,99975, iar pentru o trecere inversa ele se impart cu acest coeficient:

respectiv (16)

3.2.3. Sisteme locale de proiectie pe plan secant

Pe planul secant unic al proiectiei 'Stereografic '70' deformatiile unitare ale lungimilor se reduc fata de variantele anterioare. Totusi, dupa cum s-a aratat, valorile ce rezulta in situatii limita, merita sa fie luate in considerare deoarece :

Ø in centrul tarii deformatia devine - 0,25 m / km;

Ø la periferia ei ajunge la +0,73 m/km.

Ø pentru anumite categorii de lucrari, inclusiv cele de cadastru, desfasurate in aceste zone extreme, deformatiile lungimilor au efecte evidente. In aceste conditii, valorile rezultate in determinarea suprafetelor pot fi afectate cu valori ce depasesc tolerantele admise.

Reducerea deformatiilor liniare la minimum si practic eliminarea neconcordantelor intre suprafetele reale si cele rezultate din calcul, presupune folosirea unui sistem de proiectie pe plan secant local (L). Acesta se duce paralel cu planul tangent (T) si cu cel secant unic (S_u) iar pozitia lui se alege astfel ca sa treaca prin centrul regiunii de lucru, caz in care deformatiile vor fi, evident, nule.

Trecerea coordonatelor din planul secant unic (S_u-stereografic '70) in unul local (L) se face, in principiu, pe baza unor relatii matematice riguroase ce presupun parcurgerea urmatoarelor etape (fig. 10):

Ø transferul coordonatelor din planul secant unic al proiectiei "Stereografic 70" in planul tangent cu ultimele relatii (16);

Ø aducerea distantelor din planul tangent (T) in planul local (L), unde deformatia calculata cu relatia cunoscuta

(17)

Fig.10 Trecerea punctelor din plan

secant unic in plan local

va fi nula deoarece planul local trece prin centrul regiunii de ridicat respectiv d = 0. In consecinta, o distanta unitara (1 km) de pe elipsoid proiectata in plan local (d_l) va deveni

(18)

Considerand ca in relatia (13) inaltimea 'i' devine 'h' se obtine

. (19)

Ø transcalcularea punctelor din plan secant unic (S_u) in plan local (L) cu ajutorul 'coeficientului de deformatie regionala "K"

, (20)

si mai departe, in final, formulele generale pentru trecerea in plan local devin

d_l = d_s K respectiv X_l = X_s K ; Y_l = Y_s K (21)

Pentru exemplificare consideram un punct geodezic P in centrul zonei de lucru a carui coordonate in proiectie ' Stereografic 70 ' pe plan secant unic sunt:

X_s = 491632,44 m Y_s = 565429,36 m

Ø coordonatele in plan tangent devin

care reduse la originea Nord Fagaras prin scaderea a cate 500.000,00 m vor fi:

X_t = - 8244,62 m Y_t = 65570,75 m.

Ø coeficientul de deformatie regionala K rezulta succesiv

si .

Ø coordonatele in plan secant local, cu originea la Nord de Fagaras, devin

X_l= - 8244,38 x 1,000223223 = - 8246,22

Y_l= 65570,75 x 1,000223223 = 65585,39

si in proiectie 'Stereografica 70' prin pozitivare

X_s=500000 - 8246,22 = 491753,78 m

Y_s=500000 + 65585,39 = 565585,39 m

Coeficientul K permite trecerea tuturor coordonatelor retelei geodezice din zona in planul secant local de proiectie, dus prin punctul central P al suprafetei de lucru. In continuare, coordonatele punctelor noi, din reteaua de indesire, de ridicare, si de detalii, vor rezulta, evident, in acest sistem local unde deformatiile lungimilor si implicit a suprafetelor sunt practic nule.

Operatia inversa, de aducere a coordonatelor punctelor noi din planul secant local in sistemul 'stereografic 70', se realizeaza prin multiplicarea lor cu raportul 1/K, respectiv:

respectiv . (22)

Operatia este obligatorie deoarece, in final, inventarul coordonatelor punctelor noi din orice ridicare topografica, trebuie prezentate in sistem de proiectie 'Stereografic 70' (plan secant unic) spre a putea fi incluse in inventarul fondului topografic national.

3.2.4. Impartirea hartii in foi

Harta generala a tarii, ce cuprinde teritoriul national in intregul sau, este intocmita la diferite scari spre a servi nevoilor la cati mai multi solicitanti. Pentru pastrarea si utilizarea comoda a acestor reprezentari, harta tarii se imparte in sectiuni denumite 'foi' sau 'trapeze' de dimensiuni rezonabile, corespunzatoare scarilor uzuale, dupa o anumita regula si cu o nomenclatura specifica sistemului de proiectie adoptat.

Planurile cadastrale de baza se intocmesc, ca si cele topografice dealtfel, conform normelor tehnice in vigoare 'pe trapeze cu nomenclatura oficiala in Romania' [16]. Desi s-au facut unele propuneri noi se pastreaza sistemul de impartire a hartii in foi si nomenclatura proiectiei 'Stereografice 70', mostenita la randul ei de la sistemul "Gauss-Krger" folosit anterior.

Foile de plan, respectiv hartile si planurile, au cadrul geografic dat de imaginile plane ale unor arce de meridian si de paralele ce delimiteaza niste trapeze, deoarece meridianele converg spre pol. (fig.14).

Nomenclatura si dimensiunile graduale ale foilor de plan (trapezelor) sunt caracteristice scarii si se deduc succesiv (tab.5):

Ø punctul de plecare il constituie scara 1/1000000 la care intreg globul este impartit pe longitudine in fuse de cate 6⁰, numerotate cu cifre arabe, mergand spre est de la meridianul 180⁰ si pe latitudine in zone de cate 4⁰, numerotate cu litere majuscule de la Ecuator spre nord. Teritoriul tarii noastre este cuprins in fusele 34 si 35 (delimitate de meridianele 18⁰ - 24⁰ si 24⁰ - 30⁰) si in zonele K, L si M (fig. 11);

Fig.11 Impartirea globului la scara 1 / 1.000.000

nomenclatura unui trapez la scara 1/1000000 este constituita dintr-o litera si

Fig.12 Impartirea foii la scarile 1 / 500.000 - 1 / 100.000

Fig.13 Impartirea in foi la scarile 1 / 50.000 - 1 / 5.000

un numar (zona si fusul), are dimensiuni de 4⁰ respectiv 6⁰si pozitia definita pe elipsoid prin coordonatele geografice B si L ale colturilor (fig.11, fig.14.);

Ø la urmatoarele scari nomenclatura si valorile graduale ale foilor (hartilor)

se deduc plecand de la trapezul 1/1000000, (fig.12, 13 si tab.5). De retinut ca la scarile de baza 1/100000 si 1/5000 se renunta la nomenclatura celor intermediare, trapezele renumerotandu-se in ordine crescanda de la 1-144 respectiv 1-256, iar la scara 1/2000 foile rezulta din impartirea in patru a trapezului 1/5000.

Foile de plan in proiectie 'Stereografica 70' Tab.5

Scara	Dimensiuni	Nomenclatura
1000000	4^o -6^o	L - 34
500000	2^o -3^o	L -34 -B
200000	40' - 1^o	L - 34 - D - XXX
100000	20' - 3^o	L - 34 - 144
50000	10' - 15'	L - 34 - 144 - B
25000	5' - 7'30''	L - 34 - 144 - D - b
10000	2'30'' - 3'45''	L - 34 - 144 - D - d - 2
5000	- 1'53'',5	L - 34 - 144 - 256
2000	- 56'',25	L - 34 - 144 - 256 - 4

Identificarea unei foi, necesara desfasurarii lucrarilor, se face rapid pe o reprezentare schematica, de ansamblu, a teritoriului national denumita 'scheletul hartii'. Sectiunile, delimitate prin cadrul geografic (meridianele si paralelele), se recunosc dupa nomenclatura lor definita de numarul trapezului si localitatea cea mai importanta sau varful cel mai inalt de pe cuprinsul foii. Spre exemplu: L-34-57-D-a (Moineasa), L-34-89-B-b-3 (Varful Penteleu). Dupa identificare, foaia se gaseste cu usurinta in mapele numerotate ce contin sutele de sectiuni ale intregii tari, existente la institutiile cu servicii corespunzatoare.

Planurile la scari mai mari de 1/2000 respectiv 1/1000, 1/500, etc. nu au cadru geografic si nici o nomenclatura specifica.

3.2.5. Alte caracteristici ale sistemului de proiectie ' Stereografic 70'

Reducerea la coarda presupune trecerea directiilor duse cu teodolitul, de pe sfera ce inlocuieste elipsoidul, in planul de proiectie. Linia curba (arcul) ce reprezinta proiectia in plan a directiei de pe sfera, este substituita cu coarda sa, eliminandu-se in acest fel efectul excesului sferic. Operatia, frecventa in calculul retelelor geodezice clasice, nu are relevanta pentru lucrarile curente ale cadastrului.

Fig.14 Coordonatele

colturilor de trapez

Coordonatele plane ale colturilor de trapez se obtin prin transformarea coordonatelor geodezice - latitudinea (B) si longitudinea (L) - cunoscute, ale celor patru puncte. Efectiv pentru foile pana la scara 1/2000 de pe intreg cuprinsul tarii au fost calculate coordonatele X, Y ale colturilor de trapeze cu relatiile HRISTOW care sunt puse la dispozitia unitatilor de ridicari. Se observa ca in timp ce coordonatele geografice B sau/si L sunt egale pe perechi de puncte ale colturilor de trapez (1 - 2 si 3 - 4, respectiv 1 - 3 si 2 - 4), coordonatele plane sunt foarte apropiate dar diferite din cauza convergentei meridianelor spre poli (fig. 14).

3.2.6. Referinta pentru cote

Cotele, respectiv pozitia in inaltime (Z) ale punctelor, se dau fata de geoid, ca suprafata de referinta (de nivel zero) specifica, diferita de elipsoid. In principiu, geoidul ca forma proprie a Pamantului, este definit de suprafata medie, linistita a marilor si oceanelor deschise, prelungita pe sub continente. Matematic, geoidul este o figura echipotentiala, perpendiculara in orice punct al ei la directia gravitatiei data de firul cu plumb, avand in consecinta o configuratie complexa, neregulata.

Reteaua de nivelment a tarii este structurata pe sase ordine (0-5) fiind independenta de cea planimetrica si cuprinde peste 17.500 de repere determinate in sistemul de altitudini normale Marea Neagra 1975, cu punctul zero fundamental Capela Militara Constanta. In ansamblu reteaua noastra altimetrica este considerata una dintre cele mai bine reprezentate in Europa. [15]

Integrarea retelelor de triangulatie, nivelment si gravimetrie intr-o singura retea de referinta se va asigura in viitor prin

Ø determinarea tridimensionala a punctelor din reteaua geodezica nationala, sistem compatibil cu practicile internationale;

Ø cresterea si uniformizarea preciziei acestor determinari a punctelor prin procedee adecvate;

Ø participarea la proiectul EUVN, respectiv 'Reteaua europeana de nivelment'.

Aceste obiective partial demarate, sunt prevazute in strategia de modernizare a cadastrului din Romania

3.3. SISTEME SI INSTRUMENTE GEODEZICE MODERNE

3.3.1 Generalitati

Rezultatele spectaculoase obtinute in ultimele decenii, in realizarea unor instalatii si instrumente geo-topo-fotogrametrice moderne, au schimbat si au perfectionat continuu metodologia si tehnologia lucrarilor de ridicare. Caracteristicile tehnice ale acestora le recomanda ca deosebit de performante sub raportul preciziei de determinare, al randamentului, comoditatii si sigurantei in exploatare, impunandu-se, in ansamblu, inclusiv prin eficienta lor economica.

In prezent, la noi, sistemele si instrumentele electronice din sector au patruns timid si cu greutate din cauza costului ridicat, incomparabil mai mare ca al instrumentelor clasice. Raspandirea lor se face insa in ritm sustinut, iar generalizarea in dotare, recomandata de performantele tehnico-economice deosebite, este doar o problema de timp. Din aceste motive instrumentele si procedeele clasice de lucru vor mai fi mentinute, in paralel, o perioada de timp de catre birourile de proiectare particulare cu lucrari reduse; institutiile si firmele mari de profil, care executa lucrari de anvergura, nu le pot insa neglija, nu se pot lipsi de ele.

Realizarile consacrate in acest domeniu se grupeaza in jurul a doua categorii:

Ø sistemul GPS, ce permite, in final, determinarea pozitiei spatiale (x, y, z) a unor puncte, in cadrul proiectiei adoptate, pe baza unor observatii si inregistrari asupra unor sateliti artificiali si a unei prelucrari corespunzatoare, automate, a datelor;

Ø statiile totale sau 'inteligente', ca instrumente geo-topografice avand o componenta electronica suplimentara, performanta. Acestea asigura masurarea cu precizie ridicata a tuturor elementelor geometrice necesare unor lucrari obisnuite, inregistrarea lor automata, precum si rezolvarea, direct pe teren, a unor probleme topografice specifice de ridicare si de trasare.

Alte precizari demne de retinut, legate de acest subiect sunt :

Ø cadastrul general este direct interesat in cunoasterea posibilitatilor acestor instrumente si de folosirea lor pe viitor in exclusivitate, avand in vedere performantele ce le recomanda, atat in lucrarile de introducere, cat si in cele de intretinere;

Ø domeniile de utilizare acopera intreaga gama a lucrarilor de ridicare din cadastru, incepand cu determinarea si indesirea retelei geodezice de sprijin, continuand cu reperajul fotogrametric, realizarea retelelor de ridicare inclusiv masuratori asupra detaliilor topografice si cadastrale;

Ø maniera de prezentare aici este sumara intrucat descrierea in detaliu formeaza obiectul altor discipline. Drept urmare sunt amintite doar principiile constructive si de lucru, operatiile de cadastru in care pot fi implicate, avantajele si limitarile in folosirea efectiva a acestor instrumente s.a.

Ø in acelasi spirit, in capitolele urmatoare ale sectiunii, sunt amintite si alte realizari din domenii adiacente, dar utile cadastrului, cum ar fi aparatura fotogrammetrica, de digitizare si vectorizare, sistemul informational s.a.

In concluzie revolutia provocata de aparitia si introducerea aparaturii electronice moderne a patruns si patrunde in lucrarile curente, ca si in cele extinse pe suprafete mari, inlocuind procedeele clasice printr-o metodologie de lucru noua, cu efecte benefice pentru cadastrul general si cele de specialitate.

3.3.2. Sistemul de Pozitionare Globala (GPS)

3.3.2.1. Notiuni de baza

In principiu prin "pozitionare" se intelege determinarea, intr-un sistem de referinta, a pozitiei la un moment dat a unui obiect aflat in repaus sau in miscare [12]. Aparuta ca o problema de navigatie pozitionarea a trecut in domeniul geodeziei odata cu utilizarea in acest scop a satelitilor artificiali ai Pamantului.

Un sistem de pozitionare globala permite, in acceptiunea actuala, determinarea pozitiei exacte (coordonatele in domeniul milimetric) a unui punct de pe suprafata Pamantului, intr-un sistem tridimensional de referinta, prin trilateratie spatiala. Procedeul presupune masurarea, la un moment dat, a distantelor pana la cel putin patru sateliti si cunoasterea pozitiei acestora in sistemul de referinta adoptat (fig.15.). Asa cum se va arata in continuare, aceste elemente trebuie determinate cu precizie maxima luand in considerare o serie de erori si corectii corespunzatoare. Prin calcule ulterioare se deduc coordonatele ce dau pozitia in spatiu a punctului in raport cu un sistem de referinta.

Practic, in acest scop, se utilizeaza o constelatie de sateliti artificiali, cu echipament specializat, ce se deplaseaza pe orbite cunoscute in jurul Pamantului si receptoare terestre cuplate cu echipamente electronice sofisticate. Distantele se obtin functie de timpul necesar unui semnal radio emis de satelit sa ajunga la receptoarele de la sol, iar pozitia punctului in spatiu se deduce folosind si unele elementele cunoscute ale satelitilor si ale orbitei acestora.

Sistemele de pozitionare cu sateliti au fost concepute in anii '60 ai secolului trecut in SUA si fosta URSS si au devenit operationale dupa verificari, testari si definitivari la sfarsitul mileniului trecut. Efectiv s-au folosit si se folosesc doua sisteme de pozitionare globala si anume [7]:

Fig.15 Principiul sistemului GPS

Ø NAVSTAR - GPS in SUA, cunoscut azi in toata lumea sub numele de GPS (Global Positioning System);

Ø GLONASS in Rusia, dezvoltat si folosit in paralel cu sistemul GPS

Principiul de functionare al celor doua sisteme este acelasi. Ambele apeleaza la cate o constelatie de 24 de sateliti proprii, cu inaltimi, planuri orbitale si echipate specifice, care functioneaza continuu. Determinarea punctelor se poate face la orice ora din zi si noapte, apeland evident si la receptoare terestre. In cele ce urmeaza se prezinta sumar o serie de elemente ale sistemului GPS folosit in prezent si la noi.

3.3.2.2. Structura sistemului GPS

Componentele de baza ale sistemului se grupeaza in trei segmente, fiecare cu mai multe elemente electronice reunite in cadrul unor instalatii complexe; o astfel de aparatura de varf, sofisticata, functioneaza complet automat, inclusiv autocorectarea unor date de control. In acelasi timp se au in vedere si unele erori ce apar din cauza unor factori externi sau interni.

Segmentul spatial al sistemului GPS, cuprinde o constelatie de 24 de sateliti care au rolul de a emite semnale ce urmeaza a fi receptionate la sol. Principalele caracteristici ale satelitilor actuali sunt [12]:

Ø generatia "Block II R" din care fac parte cei lansati incepand din 1995, urmand ca in perioada 2001-2010 sa se treaca la generatia "Block II F";

Ø masa orbitala de 2.000 kg, dimensiuni de aproximativ 5 m, panouri solare desfasurate si durata de functionare de 10 ani;

Ø altitudinea de plasament 20.200 km deasupra Pamantului, dispusi in 6 plane orbitale, cate 4 sateliti in fiecare;

Ø perioada de revolutie de 12 ore, fiecare satelit trecand de doua ori pe zi deasupra unei statii de control. Orbitele sunt aproape circulare si inclinate la 55º fata de planul Ecuatorului;

Ø in fiecare punct de pe glob apar si pot fi utilizati la orice ora din zi intre 4 si 8 sateliti, fara restrictii meteo si la o elevatie de 15º;

Ø emisia semnalelor are drept sursa de energie bateriile solare si este asigurata de un emitator, un microprocesor, o antena, ceasuri de inalta precizie (atomice, oscilatoare) cu o eroare de o secunda la cativa ani.

Segmentul de control are drept misiune calcularea efemeridelor satelitilor inclusiv a corectiilor acestora, urmarirea ceasurilor satelitare, transferul mesajelor spre satelit si in general, supravegherea intregului sistem. Efectiv acest segment cuprinde cinci statii care se clasifica astfel [11]:

Ø statia de control principala (Colorado Springs - SUA), ce asigura datele de la statiile monitoare si calculeaza predictiile pentru orbitele satelitilor si corectiile de adus efemeritelor acestora;

Ø statii monitoare, care inregistreaza date de la toti satelitii vizibili, informatii meteorologice s.a., transmitandu-le apoi statiei de control principala;

Ø statii de control la sol de la care se transmit mesaje spre sateliti.

Fig.16 Schema de principiu a unui receptor GPS

Segmentul utilizator este constituit din receptoare la sol care, capteaza semnalele emise de sateliti, le prelucreaza si stocheaza datele. In componenta lor receptoarele au o antena cu amplificator, oscilatorul de inalta frecventa care asigura receptia, un microprocesor care coordoneaza intreaga activitate, unitatea de control prin care se comunica cu receptorul, memoria pentru stocarea datelor, sursa de alimentare cu energie s.a. (fig.16.).

a) b)

Fig. 17 Echipament GPS: a) vedere de ansamblu b) receptor mobil pe suport de verticalizare

Receptoarele sistemului GPS cuprind instalatii electronice specifice si antenele propriu-zise. Acestea se fixeaza pe trepied, intr-o statie de regula cunoscuta dar si in punctele noi, sau pe un suport ce se verticalizeaza in punctul matematic si este dotat cu dispozitive specifice (fig.17.).

3.3.2.3. Tipuri de masuratori in sistemul GPS

In principiu determinarea pozitiei unui punct de pe suprafata Pamantului, intr-un sistem spatial de referinta, folosind o instalatie GPS se bazeaza pe:

Ø masurarea timpului scurs de la emiterea undei din satelit si receptia ei la sol. Sincronizarea ceasurilor receptorului cu cele ale satelitilor, respectiv aducerea lor la aceeasi origine (Greenwich), se realizeaza de catre calculatorul receptorului;

Ø distanta, rezultata indirect, functie de timpul necesar parcurgerii ei de catre semnal, care in general, este de 0,06-0,07 secunde. In acest scop ceasurile receptoarelor ca si cele patru ale unui satelit sunt de foarte mare precizie;

Ø pozitia unui satelit in spatiu, ca referinta in momentul efectuarii masuratorilor, data cu precizie prin coordonate in sistemul tridimensional de axe, in orice moment, intrucat orbita satelitului (altitudinea, pozitia, viteza) este riguros calculata si corectata de statiile de la sol.

Sistemul GPS permite determinarea cu exactitate a acestor elemente functie de care se poate stabili pozitia punctelor geodezice cu precizie centrimetrica.

Fig.18 Masuratori in sistemul GPS

Masuratorile propriu-zise pentru pozitionarea unui punct in sistemul GPS sunt caracterizate de un anumit mod de lucru, definit de mai multi factori.

Dupa durata observatiilor se disting:

Ø masuratori statice, care sunt de lunga durata si se desfasoara in cadrul unor "sesiuni de lucru" repetate la anumite intervale denumite, la randul lor, "epoci de masurare". In decursul lucrarilor receptoarele sunt instalate pe trepiede (fig.18);

Ø masuratori cinematice, ce se executa intr-o singura epoca de masurare, eventual doar cateva, cu mentinerea permanenta a legaturii spre minimum patru sateliti din constelatia initiala. Pe langa receptorul fix, in punctele noi se instaleaza receptoare mobile, portabile (fig.17).

Dupa principiul ce sta la baza determinarilor deosebim:

Ø masuratori diferentiale, ce folosesc doua receptoare, unul instalat in punctul de referinta si altul in punctul nou, cu determinari simultane de distante spre cel putin patru sateliti (fig.18 considerata fara vectorul bazei). Distantele masurate in punctul fix, se compara cu cele deduse din coordonatele lui si ale satelitilor, iar corectiile se transmit spre receptorul mobil unde sunt aplicate distantelor care au fost masurate prin coduri. Precizia de pozitionare este insa slaba, de cativa metri;

Ø determinari relative care constituie mijlocul principal de creare a retelelor geodezice de sprijin. Masuratorile se executa cu echipamente GPS, simultan, spre aceiasi sateliti, din doua statii (una cunoscuta si una noua) in functie de care se determina vectorul bazei dintre ele, definit prin coordonatele relative Δx, Δy, Δz in sistemul WGS 84 (fig.18 si 19).

Precizia determinarilor relative este ridicata, satisfacatoare pe deplin pentru retelele geodezice deoarece [12]:

masuratorile combinate din cele doua statii conduc la eliminarea multor erori;

Fig.19 Metoda cinematica GPS

eroare de 20 m de pozitionare a punctului fix, de referinta, afecteaza doar cu 1 ppm (parti per milion) factorul de scara;

coordonatele punctului nou se deduc din cele ale punctului fix. Eroarea factorului de scara se elimina printr-o transformare Helmert in cazul mai multor baze masurate (afectate) ce se transcalculeaza intr-o retea existenta. Fac exceptie punctele stationate din retelele GPS fundamentale ale caror coordonate se considera definitive;

actuala retea de referinta "EUREF 89" (European Terestrial Reference Frame) intemeiata in Europa de vest se bazeaza pe 92 de statii determinate pe elipsoidul WGS - 84 cu o precizie de pozitionare de 1-2 cm. In mod normal si firesc reteaua de referinta preconizata a tarii noastre "ROREF" trebuie sa se racordeze, sa fie o prelungire a acestei retele internationale in conformitate cu normele europene.

3.3.2.4. Sisteme de referinta

Geodezia satelitara apeleaza la sisteme adecvate, bine definite, care permit stabilirea pozitiei punctelor conform scopului urmarit. In acest sens distingem :

Ø sistemul astronomic inertial, folosit pentru descrierea miscarii satelitilor si pentru precizarea pozitiei (coordonatelor) acestora la un moment dat;

Ø sistemul de coordonate terestre, ce serveste la pozitionarea punctelor de observatie, care ne intereseaza practic. In principiu este vorba de un sistem de coordonate carteziene tridimensional, legat de Pamant si definit astfel:

originea axelor se gaseste in centrul Pamantului, respectiv in centrul elipsoidului de referinta adoptat;

axa Z este axa de rotatie a Pamantului, planul XOZ trece prin punctul Greenwich (observatorul astronomic), iar planul XOY prin geocentru, fiind perpendicular pe axa Z;

variatia pozitiei axei Pamantului in spatiu nu influenteaza practic sistemul , intrucat ambele se rotesc deodata cu acesta. Desi teoretic

unele variatii ale sistemului de coordonate generate de modificarea axei de rotatie a Pamantului exista, se poate stabili 'un sistem de coordonate terestru momentan' pentru o anumita perioada de timp [12];

Ø determinarile GPS se fac intr-un astfel de sistem de coordonate terestre, modern, "World Geodetic System" (WGS - 84), definit de cca. 1.500 statii terestre si actualizat de doua ori. In acest scop i-a fost asociat un elipsoid geocentric echipotential de parametrii cunoscuti (tab.6).

Parametrii elipsoidului WGS - 84 (dupa Neuner) Tab. 6

Parametri	Semnificatie
a = 6.378.137 m	Semiaxa mare a elipsoidului
C_2.0 = 48.16685 10^-6	A doua constanta armonica zonala
ω_E = 7.292.115 10^-11rad/s	Viteza de rotatie a Pamantului
Μ= 3.986.005 10⁸ m³/s²	Constanta gravitationala a Pamantului

Privitor la desfasurarea lucrarilor mai mentionam urmatoarele:

Ø cu mai multe receptoare mobile modul de lucru este asemanator, pozitiile relative ale statiilor stabilindu-se in raport cu una singura considerata ca referinta;

Ø procesarea datelor, respectiv determinarea componentelor vectorului de baza, se face la birou, sau concomitent cu desfasurarea masuratorilor, prin transmiterea datelor la una din statii;

Ø ca referinta se ia obligatoriu, de la caz la caz, un punct din reteaua GPS de ordin superior, din reteaua EUREF, ROREF sau din cea de sprijin ale carui coordonate raman fixe la prelucrarea datelor.

3.3.2.5. Metode de determinare in sistemul GPS

Pozitionarea unui punct izolat denumita si 'solutie de navigatie', presupune folosirea unui singur receptor fix, in cazul unei masuratori statice, sau mobil la cea dinamica. Erorile de pozitie sunt mari, ajungand la 100 m in plan si cca. 140 m in inaltime. In aceste conditii o asemenea determinare nu intra in preocuparile geodeziei chiar daca precizia se imbunatateste prin prelungirea perioadei de observatie.

Metoda statica folosita in mod frecvent si in lucrarile de cadastru pentru determinarea unor puncte noi, are urmatoarele elementele de baza [12]:

Ø receptoarele, atat din punctul cunoscut (fix, de referinta) cat si din cele noi raman stationare in decursul unei sesiuni de observare;

Ø durata acesteia variaza de la 5-20 de minute la 2 ore, in functie de satelitii receptionati, lungimea bazei si mai ales de procedeul de lucru;

Ø precizia determinarilor este ridicata, in cazul bazelor scurte (pana la 10 km) si a receptoarelor cu dubla frecventa, cu erori ce nu depasesc 5 mm + 1 ppm.

Procedeul 'rapid-static' reduce timpul de masurare la 5 - 20 de minute fara afectarea preciziei amintite. Se aplica cu succes in aceleasi conditii mentionate mai sus si folosind unele proceduri simplificate de lucru. Se recomanda cu precadere la indesirea retelei de sprijin si reperajul fotogrammetric.

Metoda cinematica reduce substantial timpul de observatie; dupa initializarea masuratorilor pe o baza, un receptor ramane in statia fixa iar celelalte, mobile, se deplaseaza continuu in punctele noi unde raman o perioada scurta de timp (fig.19).

Conditia de baza este sa se pastreze in permanenta contactul cu cei patru sateliti de initializare, caz in care pentru punctele noi se asigura o precizie centimetrica.

Procedeul pseudocinematic al metodei, presupune stationarea permanenta cu receptorul in punctul fix, iar cel mobil se transporta in punctele noi unde ramane doar 3 - 5 minute. Dupa o ora cel putin, necesara schimbarii constelatiei satelitare, punctele noi sunt 'reocupate' pe aceeasi perioada de timp. Se asigura astfel o precizie echivalenta cu a procedeului rapid - static.

3.3.2.6. Surse de erori. Performante

Erorile ce apar in cadrul sistemului GPS se manifesta, in final, ca erori de masurare a distantelor. Cele mai importante au drept sursa [12] :

Ø modificarea vitezei de propagare a undelor de catre unii factori de ionosfera si atmosfera ce pot afecta distantele cu erori mari, de 50 m;

Ø nesincronizarea perfecta intre ceasurile atomice ale satelitilor si cele cu cuart ale receptoarelor, ce poate produce erori de distanta pana la 0,9 m;

Fig.20 Reflexia semnalului satelitar

interferentele electrice ale semnalului GPS cu semnale de pe Pamant, inclusiv cu cele reflectate de suprafetele plane si arborii din apropierea antenei (fig.20.);

Ø erorile efemeride, provocate de variatiile orbitale ce se calculeaza decadal si se transmit satelitului pentru corectarea pozitiei lui;

Ø excentricitatea centrului de faza al antenei unde se masoara semnalul radio emis de satelit si altele.

Performantele determinarilor relative, folosite in exclusivitate in lucrarile geodezice, sunt conditionate si definite de o serie de factori dintre care amintim:

Ø randamentul in determinarea unui vector GPS, de la receptorul de referinta din punctul geodezic cunoscut la cel din punctul stationat cu receptorul mobil, este superior la procedeul cinematic in raport cu cel static;

Ø precizia ridicata, exprimata in ppm (parti per milion), se realizeaza cu deosebire prin folosirea unor receptoare cu dubla frecventa, tot mai raspandite, in general si la noi;

Privite comparativ, metodele de masurare, prezentate de Neuner, se diferentiaza intre ele in functie de aceste elemente (tab. 7)

Metode de determinare GPS prin pozitionare relativa Tab. 7

Metoda Procedeu	Precizia de determinare	Caracteristici
Statica	0,1 → 1 ppm	Durata mare de observatii (ore) Baze de lungimi, practic, nelimitate
Rapid-static	(5 mm + 1 ppm)	Timp scurt de observatii (minute) Baze mai mici de 10 km Receptoare cu doua frecvente (de preferat) Constelatie satelitara buna
Cinematica	3 → 10 ppm	Timp foarte scurt de observatie (minute) Contact permanent cu 4 sateliti dupa initializare
Pseudocinematic	(5 mm + 1 ppm)	Timp redus de observatie (minute) Punctele noi o data stationate sunt "reocupate" si observate din nou. Intreruperea semnalului de la satelit este nerelevanta

Posibilitati de utilizare a tehnicii GPS in cadastru

In principiu pozitia spatiala a unui punct de pe suprafata terestra, in care s-a instalat un receptor GPS, se obtine prin parcurgerea unor etape mari de lucrari.

Ø observatii specifice respectiv masuratori, ce se executa in functie de natura punctelor stationate, cu instalatii GPS de precizie corespunzatoare si in

sesiuni de observatii cu durata adecvata. Totodata se colecteaza si datele meteorologice pentru corectarea efectului de refractie ;

Ø prelucrarea datelor, pe elipsoidul international WGS 84, cu ajutorul softului furnizat de firma constructoare odata cu instalatia GPS. Schema generala de procesare ce se regaseste in toate programele cuprinde:

calculul coordonatelor provizorii ale statiei;

controlul datelor pentru identificarea eventualelor masuratori gresite, a intreruperilor de faza si eliminarea acestora;

estimarea necunoscutelor si analiza rezultatelor.

Ø transcalcularea coordonatelor in sistemul de proiectie 'Stereografic 70', oficializat la noi, cu programe specializate. Pe baza unor masuratori efectuate simultan si in unele statii permanente din Europa si apeland la asemenea programe, punctele se determina incadrate in reteaua internationala EUREF;

Ø 'procesarea in timp real' permite determinarea pozitiei unui punct imediat dupa, sau concomitent, cu inregistrarea datelor satelitare;

Ø cotele 'z' sunt raportate la elipsoidul international de referinta si nu la geoid motiv pentru care erorile sunt de aproape 20 de ori mai mari fata de cele planimetrice. In prezent se fac eforturi pentru imbunatatirea preciziei dar deocamdata punctele se coteaza prin nivelment geometric de precizie.

Determinarile prin tehnologia GPS vizeaza in primul rand modernizarea retelei geodezice nationale in vederea asigurarii unor puncte de referinta la nivelul impus de standardele internationale [15]. Motivele restructurarii si conceptia de realizare a noii retele, care ar trebui sa ajunga la 4.000-4.500 de puncte si sa conduca la substituirea celei existente, vor fi prezentate mai departe. ( 3.4.)

Lucrarile cadastrale propriu-zise beneficiaza si ele din plin de aceasta tehnica moderna la care se poate apela atat in cazul realizarii in viitor a retelei GPS de referinta, cat si pe baza celei clasice, existente. Efectiv operatorul cadastral poate utiliza tehnica GPS in cadru urmatoarelor etape ale intocmirii planurilor:

Ø indesirea retele geodezice de sprijin pentru asigurarea densitatii optime desfasurarii lucrarilor ulterioare;

Ø realizarea reperajului fotogrammetric ce sta la baza restitutiei si altor operatii desfasurate la birou;

Ø delimitarea cadastrala, prin determinarea unor puncte importante de pe hotarul unitatii administrative si chiar a unor statii din reteaua de ridicare.

Oportunitatea utilizarii tehnologiei GPS in asemenea lucrari trebuie analizata temeinic prin prisma dotarii sau a inchirierii unei instalatii GPS, a numarului de puncte, lipsa retelei geodezice clasice, fiind impusa in final de eficienta economica.

Avantajele determinarilor in sistemul GPS sunt evidente fata de cele clasice, atat ca precizie cat si ca randament. In lucrarile de cadastru ele devin benefice si sub raportul rentabilitatii, chiar in cazul lipsei lor din dotare; se are in vedere posibilitatea inchirierii instalatiei sau determinarea, la comanda, a unor puncte de catre firmele de specialitate. Conditiile de indeplinit care pot asigura avantajele sistemului sunt:

Ø existenta in regiune a unui numar de 4-6 puncte vechi, amplasate judicios, fara restrictii de distanta sau vizibilitate, pentru asigurarea corespondentei la transcalcularea coordonatelor din sistemul WGS 84 in 'stereografic 70', legiferat la noi;

Ø executarea masuratorilor cu minim trei receptoare GPS, unul instalat intr-un punct cunoscut iar celelalte doua in punctele noi si receptionarea concomitenta a semnalelor de la minimum patru sateliti identici;

Ø timpul de observatie recomandat este de minim o ora pentru punctele de indesire si de 15 minute pentru reperele fotogrametrice;

Ø prelucrarea datelor cu ajutorul softului specific receptorului, rezultand coordonatele pe elipsoidul international WGS 84, si trecerea lor printr-o transformare tridimensionala in sistemul "stereografic 70 ".

Limitarile in folosirea sistemului GPS se refera la o serie de conditii in stabilirea amplasamentului efectiv al punctelor. Cu aceasta ocazie se va evita apropierea de:

Ø obstacole, care ar masca orizontul peste elevatia de 15 , fapt ce ar reduce numarul satelitilor disponibili;

Ø suprafete reflectorizante, din apropiere (constructii, arbori), care pot provoca reflectarea unor unde care se suprapun peste cele sosite direct (fig.20);

Ø instalatii electrice de putere, sau relee de emisie, ce pot produce perturbarea semnalelor venite de la satelit.

In plus punctele alese trebuie sa fie accesibile cu masina si sa fie amplasate in

zone ferite de distrugere spre a fi protejate.

Receptoarele existente azi sunt realizate de diferite case constructoare, cu reprezentante in tara noastra, dintre care amintim: TRIMBLE NAVIGABLE LTD din SUA reunita cu firma europeana Zeiss ce produce receptoare de la cele mai precise pana la cele mai simple si operationale, MAGNAVOX ELEC. SYS. CO, tot din SUA, in colaborare cu WILD HEERBRUGG din ELVETIA care au constituit W.M. Satelitte Survey Company, SOKKIA din Japonia, SERCEL POSITIONING din FRANTA, si multe altele.

Toate instalatiile se livreaza cu accesoriile necesare, programe de postprocesare, garantii pe diferite termene si asigura servicii de intretinere, instruirea utilizatorilor si altele. In ultimul timp si preturile de achizitie au devenit tot mai rezonabile.

3.3.3. Statii totale

3.3.3.1. Generalitati

In principiu o 'statie totala' sau 'inteligenta' este un tahimetru electronic cu care elementele geometrice (unghiuri, distante, diferente de nivel), ce definesc pozitia punctelor geodezice si topografice, se masoara cu precizie ridicata, comod, se inregistreaza automat si se redau in forma digitala. Aparute relativ recent aceste aparate fac parte dintr-o generatie noua, ca realizare de varf a electronicii, se perfectioneaza continuu si intruchipeaza un ideal de decenii al specialistilor in domeniu: un instrument geo-topografic care sa permita masurarea cu precizie ridicata si echivalenta atat a unghiurilor, cat si a distantelor, indiferent de marimea lor.

Conceptia constructiva reuneste in cadrul unei singure unitati portabile, de dimensiunile si aspectul unui teodolit obisnuit, componentele necesare masurarii electronice a unghiurilor si distantelor combinate cu software si medii de memorare a datelor (fig.21). Prin caracteristicile lor constructive si posibilitatile oferite, statiile totale au revolutionat tehnologia de lucru iar efectele benefice de randament, precizie si cost, vor conduce cu siguranta la generalizarea introducerii lor in lucrarile geo-topografice si implicit in cele ale cadastrului general.

Fig.21 Statii totale:

a) Zeiss ELTA 50 R b) Sokkia SET 310

Modul de prezentare a instrumentului poate fi diferit. Principial se disting:

Ø versiunea modulara, putin agreata si raspandita in practica, sub forma unui teodolit (tahimetru) obisnuit la care se ataseaza distomatul, respectiv dispozitivul electronic de masurare a distantelor si eventual un carnet electronic de teren pentru inregistrarea datelor;

Ø versiunea "inteligenta", la care cele doua parti sunt reunite intr-un instrument compact, cu memorie interna si programe pentru principalele lucrari de ridicare si trasare;

Ø modelele de constructie speciala, relativ recente, ce prezinta unele perfectionari privind automatizarea vizarii si masurarii elementelor geometrice.

3.3.3.2. Probleme constructive si de programare

Aspectul general al unei statii totale, sau 'inteligente', este asemanator cu al unui instrument topografic (teodolit-tahimetru) obisnuit (fig.21). In structura ei se disting trei componente de baza :

Ø mecanica, cu ambaza, furcile alidadei, suruburile de comanda s.a.;

Ø optica, ce cuprinde luneta si dispozitivul de centrare;

Ø electronica, avand un microprocesor ca piesa principala si anexele sale.

Axele instrumentului sunt aceleasi ca cele ale unui tahimetru ( axa principala sau verticala, cea secundara sau orizontala si axa optica a lunetei), iar dispozitivele de masurare a elementelor geometrice se prezinta ca realizari specifice: cercuri cu raster sau codificate, cu citirea incrementala a gradatiilor pe principiul coincidentei de la T₂ si distomate de masurare electronica a distantelor.

Sistemul microprocesor, ca element de baza al statiei totale, cu functii multiple, are in structura sa:

Ø panoul de control,cu claviatura de comanda si afisajul de tip display, care prin vizualizare il dirijeaza pe operator in efectuarea tuturor operatiilor de masurare, de control si de transfer in memorie a datelor, semnalarea mesajelor de eroare s.a.;

Ø interfata integrata in aparat, ce permite transferul bidirectional al datelor spre sau/si de la un echipament periferic;

Ø memoria incorporata, sau ca discheta detasabila, in care se inmagazineaza datele sau rezultatele aplicarii programelor pentru transferul lor in computer;

Ø dispozitivul de calcul, ce executa operatiile logice pe baza programelor corespunzatoare, precum si depozitarea si recitirea datelor;

Fig.22 Schema procesului tehnologic la Topcon GTS-700

Ø alte dotari, ce variaza de la un tip de aparat la altul, se refera la sistemul de stocare a datelor (carnet electronic de teren), la sursa de energie (acumulator resarjabil cu timp corespunzator de functionare), compensatoarele automate pentru eliminarea unor erori de masurare a unghiurilor s.a.

Ansamblul se constituie ca functie de comunicare duala, de circulatie bidirectionala a datelor spre sau de la un computer, echipament de teleinformatica etc., ce faciliteaza utilizarea lui automata (fig.22).

Aplicatiile programabile (soft) sunt numeroase si se refera atat la rezolvarea unor probleme de ridicare in plan cat si de trasare a constructiilor.

Ø prima categorie, de care cadastrul general este direct interesat, cuprinde programele ce conduc in final la obtinerea coordonatelor unor puncte apeland la metodele topografice cunoscute (radiere, drumuire, intersectii). In acelasi timp ele permit si rezolvarea unor probleme curente: determinarea distantei intre doua puncte stationabile cu prisma prin masuratori facute dintr-un singur punct, executarea unor profile transversale dintr-o statie oarecare, stabilirea inaltimii unui obiect, calculul suprafetei din coordonate, s.a. (fig.25).

Ø efectiv in rezolvarea acestor probleme, o statie totala, de ultima generatie, intr-adevar 'inteligenta', dispune de doua 'meniuri' distincte:

programul normal, prin care elementele geometrice (unghiuri, distante) ale unei metode se masoara individual si se inregistreaza pe teren, coordonatele punctelor rezultand prin transferul acestora in calculator si rularea unui program corespunzator (fig.23);

programul 'coordonate' cu ajutorul caruia, dupa masurarea elementelor geometrice necesare, statia calculeaza si afisaza pe loc coordonatele punctului nou (de intersectie lineara inapoi, de drumuire, de radiere), suprafata definita de punctele de contur s.a. (fig.24);

Fig.23 Meniuri de masurare la ELTA 50 R Zeiss:

a) standard b) principal

Ø precizia celor doua procedee de lucru este aceeasi, dar ultimul este evident mult mai productiv. In plus, el permite si un control al lucrarilor direct pe teren si prin compararea valorilor obtinute, respectiv a erorilor, cu tolerantele oficiale. Este cazul inchiderii pe coordonate a drumuirilor, a radierilor duble, a intersectiei inapoi (lineara) prin combinatii de mai multe vize s.a.;

Ø coordonatele definitive, necesare pentru executarea lucrarilor ulterioare, se obtin rapid, direct pe teren, fie ca medie a determinarilor individuale (intersectii, duble radieri), fie prin compensarea drumuirilor, proportional cu distanta de la inceputul traseului;

Fig.24 Programul 'Coordonate' la ELTA 50 R Zeiss:

a) meniu b) moduri de masurare

Fig.25 Aplicatii ale statiilor totale

Ø alte utilizari ale statiilor totale vizeaza rezolvarea unor probleme topografice (intersectia unghiulara si liniara, determinarea distantelor intre puncte numai vizate fara a fi stationate), masurarea inaltimii obiectelor, transmiterea de cote, si alte aspecte de trasare a constructiilor, calculul suprafetelor direct pe teren si altele. Prospectele firmelor constructoare redau sugestiv, sub forma grafica, intreaga gama a acestor aplicatii care se inteleg chiar fara a fi descrise (fig.25).

3.3.3.3. Realizari si domenii de utilizare

Realizarile constructive ale tahimetrelor electronice sunt numeroase motiv pentru care nu pot fi prezentate decat principial.

Ø statiile totale propriu-zise, 'inteligente', in versiunea integrata, sunt de tipuri variate, fiind realizate de firmele europene traditionale (Zeiss, Leica), japoneze (Sokkia, Topcon) sau de peste ocean (Trimble SUA) s.a., care au patruns si se raspandesc in practica topografica de la noi. Diferentierile vizeaza unele aspecte, in general, putin relevante: distantele maxime functie si de prismele reflectoare folosite, precizia de masurare a acestora si a unghiurilor, inregistrarea datelor (in memoria interna, pe dischete detasabile, in carnetele electronice de teren), programele din dotare, desi toate le au pe cele de baza (drumuiri, radieri, intersectii eventual suprafete, etc.), capacitatea de memorare, durata de functionare a bateriei s.a.;

Ø versiunile modulare, desi au fost prezentate ca foarte atragatoare, nu au confirmat asteptarile si nu au prins in practica. Un motiv in plus l-a constituit pretul ridicat al carnetului electronic de teren, anexa fara de care sistemul pierde unul din principalele sale atuuri;

Ø tipurile noi prezinta unele perfectionari constructive, de automatizare, ce sporesc, in special, randamentul lucrarilor:

masurarea distantei fara prisma reflectoare, spre unele puncte semnalizate (stalpi, colturi de casa, garduri etc.);

lucru 'fara ajutor', cu un instrument care cauta singur, cu ajutorul unui servomotor incorporat, prisma reflectoare purtata de operator si inregistreaza automat, fara comanda, elementele masurate;

lipsa suruburilor de blocare, rotatia lunetei in cele doua planuri fiind asigurata de o miscare libera, intermediara, asupra careia suruburile de fina miscare au totusi efect.

Pentru exemplificare redam principalele trasaturi ale statiilor totale Elta 50R si Elta 40 R-Zeiss recomandate pentru lucrarile de rutina, obisnuite (fig.21.a).

Ø sub raport constructiv (hardware) instrumentele prezinta si asigura:

scanare electronica a cercurilor (orizontal si vertical);

masurarea distantelor electro-optic prin metoda compararii fazelor;

afisarea elementelor masurate, respectiv distante, unghiuri in diferite unitati de masura;

compensarea automata a erorilor de colimatie si de index;

memorie interna, cu capacitate de aproximativ 1.400 linii de date;

interfata de tip RS 232C(V24), ca port de intrare si iesire a datelor;

ecran de afisare cu capabilitati grafice (128 x 32 pixeli);

programe integrate de aplicatii practice curente;

monitorizarea masuratorilor si calculelor, cu sistem de dialogare clar, comenzi dispuse convenabil, greutate redusa s.a.

Ø privitor la programe (software) aceste statii dispun de:

meniul de masurare standard care ofera afisarea in mod teodolit (Hz,V), a distantei reduse si a diferentei de nivel (HD, h), a coordonatelor rectangulare (y, x, h in sistem local), a datelor masurate original ca distante inclinate (SD) s.a. (fig.23.a.)

meniul principal ce cuprinde o serie de aplicatii (distanta intre puncte exterioare statiei, de la un punct la o dreapta, inaltimea obiectelor s.a.) (fig.23.b.). Din programul "coordonate", ce ofera cinci 'moduri' de lucru pentru diferite tipuri de stationari (in punct cunoscut sau necunoscut), retine atentia cel de coordonate polare ce conduce la afisarea si inregistrarea coordonatelor (x, y, z) punctelor radiate, inclusiv ale celor de drumuire. (fig.24)

Ø alte operatii curente, permise de statie in acelasi timp:

inmagazinarea rezultatelor in memoria interna;

editarea, respectiv ordonarea datelor in memorie pentru intrarile normale, cautarea, schimbarea si/sau stergerea liniilor de date;

transferul de date, bidirectional, cu instrumente periferice prin interfata RS 232C, controlat de programul corespunzator;

Programele de compensare pentru determinarea corectiilor de erori, de fixare pentru ordonarea programelor, de cuplare pentru iluminare, si masurare a datelor meteo, completeaza posibilitatile de actionare a aparatului.

Domeniile de utilizare ale statiilor totale sunt variate si numeroase. Privite prin prisma lucrarilor de cadastru general acestea isi gasesc aplicabilitatea cu precadere la:

Ø indesirea retelei de sprijin, in unele situatii, respectiv completarea retelei geodezice nationale cu puncte noi proiectate, inclusiv a celor nestationabile (turle de biserici, cosuri de fabrici, antene, etc.). Ca metode se apeleaza la drumuiri poligonometrice cu laturile lungi, radieri controlate, intersectii unghiulare sau/si liniare, rezolvari in triunghi s.a.;

Ø reperajul fotogrammetric, in care punctele de reper si control, alese in mod convenabil, sunt determinate prin radieri din punctele retelei geodezice. In cazurile particulare cand reperele sunt stationabile pozitia lor rezulta direct;

Ø reteaua de ridicare ale carei puncte se determina prin aceleasi metode, cu precadere prin drumuiri desfasurate pe trasee corespunzatoare urmaririi tuturor detaliilor din zona. La nevoie reteaua se completeaza cu puncte rezultate prin dubla radiere, intersectii , s.a.;

Ø ridicarea detaliilor topografice prin radieri. Instrumentul, cuplat cu doua, sau chiar trei, prisme reflectoare, permite urmarirea, masurarea si inregistrarea directa a coordonatelor sutelor sau miilor de puncte caracteristice ce definesc detaliile terenului;

Ø incadrarea in reteaua geodezica a ridicarilor topografice, conditie obligatorie la majoritatea documentatiilor solicitate azi in mod curent la noi (HGR 834/91, certificate de urbanism, inscrierea cu caracter provizoriu in cartile funciare si altele).

Aceste utilizari sunt reluate, pe scurt, in capitolele corespunzatoare categoriilor de lucrari mentionate mai sus ( 7).

3.3.3.4. Concluzii

Din prezentarea succinta a noilor tipuri de realizari in domeniul masuratorilor terestre - sistemul GPS si statiile totale - rezulta posibilitatile pe care acestea le ofera, prin calitatile lor, la rezolvarea principalelor etape ale lucrarilor de cadastru. In acest sens sunt demne de retinut urmatoarele:

Ø aparatura electronica moderna acopera intreg spectrul lucrarilor geo-topografice necesare introducerii si intretinerii cadastrului general;

Ø prin sistemul GPS se realizeaza reteaua geodezica nationala si indesirea ei, iar cu statiile totale se determina reperajul fotogrametric, reteaua de ridicare si se trece la masurarea efectiva a detaliilor;

Ø domeniile de activitate se intrepatrund, practic, pe terenul retelei de indesire, al reperajului fotogrametric si uneori chiar al retelei de ridicare, unde cele doua tipuri de instrumente se pot folosi in egala masura;

Ø utilizarea lor depinde de dotare si de posibilitati. In cazul existentei numai a statiilor totale, sistemul GPS se inchiriaza sau se comanda, la firme specializate, pentru determinarea unui numar limitat de puncte judicios alese;

Ø lucrarile de anvergura de tipul celor de cadastru general, nu pot fi concepute si realizate fara utilizarea acestor aparate, singurele capabile sa asigure precizia, randamentul si eficienta economica corespunzatoare;

Ø instrumentele si procedeele clasice de lucru vor mai dainui probabil, o perioada limitata in timp, pentru efectuarea lucrarilor de mai mica extensie, din cauza posibilitatilor restranse ale persoanelor fizice si firmelor mici in procurarea acestor sisteme moderne de lucru.

Fata de cele de mai sus, preocuparea permanenta pentru introducerea si folosirea aparaturii electronice moderne in lucrarile de cadastru este fireasca si normala, cu atat mai mult cu cat este intrutotul justificata si din punct de vedere economic.

3.4. RETELE GEODEZICE

3.4.1. Categorii. Functii. Conditii

Reteaua geodezica este constituita, in principiu, dintr-un ansamblu de puncte situate pe suprafata fizica a Pamantului, a caror pozitie este definita in raport cu un sistem unitar de referinta. In functie de rolul pe care il indeplinesc, modul de determinare inclusiv precizia, pozitia ocupata in succesiunea lucrarilor s.a. aceste retele pot fi clasificate dupa mai multe criterii.

Dupa rolul lor, retelele geodezice sunt grupate, de regula, in trei mari categorii:

Ø retele geodezice propriu-zise, de diferite ordine si importanta, cu functii multiple. Denumite frecvent 'retele geodezice' si folosite in lucrarile curente, inclusiv cele de cadastru, sunt constituite din puncte a caror pozitie spatiala este definita prin coordonatele x, y, z;

Ø reteaua geodezica de nivelment, alcatuita si ea din mai multe ordine, constituind baza altimetrica a ridicarilor in plan;

Ø reteaua gravimetrica ce cuprinde puncte in care se determina marimea acceleratiei gravitatiei ( ), ca baza a metodelor dinamice de determinare a formei si dimensiunilor Pamantului.

Punctele celor trei categorii de retele nu coincid fiind proiectate si determinate independent. La retelele geodezice propriu-zise, care se folosesc efectiv in cadastru, coordonatele x, y, z sunt determinate cu o precizie relativ omogena.

In acceptiunea cadastrului general adoptata in continuare, prin 'retele geodezice' se inteleg cele din prima categorie ('propriu-zise') ale caror puncte au coordonate x, y, z date in sistemele de referinta nationale si care alcatuiesc cadrul de desfasurare a tuturor lucrarilor.

Functiile retelelor geodezice, indiferent de natura lor, sunt unitare intrucat ansamblul punctelor ce intra in structura acestora servesc, efectiv:

Ø unor scopuri practice, lucrative, ca suport sau sprijin al tuturor ridicarilor geo-topo-fotogrammetrice indiferent de suprafata si de exigente. Pentru a pastra unitatea acestor lucrari, incadrarea in reteaua geodezica este obligatorie punctele ei servind in acest scop ca baza de plecare si de inchidere cu constrangerile respective;

Ø in scopuri stiintifice legate de determinarea formei si dimensiunilor Pamantului, de miscarile crustale, legatura cu retelele tarilor vecine s.a.

Conditiile generale pe care trebuie sa le indeplineasca o retea geodezica, spre a servi scopurilor amintite si de care trebuie tinut cont la realizarea lor, sunt numeroase. In esenta acestora trebuie sa li se asigure:

Ø determinare riguroasa a pozitiei punctelor componenete conform standardelor internationale, in cadrul unui sistem (sau a unor sisteme) de referinta adoptat. In consecinta se impune folosirea aparaturii si a metodelor sau procedeelor de lucru adecvate pentru asigurarea preciziei de determinare corespunzatoare ordinului sau categoriei punctelor si retelei;

Ø densitate caracteristica tipului de retea stabilita in conformitate cu functia pe care trebuie sa o indeplineasca. Numarul de puncte raportat la suprafata de lucru se stabileste astfel incat sa fie acoperitor pentru a permite continuarea normala a lucrarilor;

Ø omogenitatea retelei care pretinde repartizarea uniforma a punctelor pe intreaga suprafata si determinarea lor in aceleasi conditii spre a servi efectiv ca sprijin lucrarilor ulterioare;

Ø accesibilitatea si durabilitatea punctelor prin alegerea unor amplasamente convenabile, ferite si marcarea lor de o maniera trainica.

Conditiile de mai sus sunt stipulate si detaliate calitativ si cantitativ in normele tehnice oficiale in functie de tipul sau ordinul retelei. Respectarea lor, inclusiv incadrarea in tolerantele sau prevederile fixate, sunt obligatorii pentru ca reteaua respectiva sa poata servi scopului in care a fost constituita.

3.4.2. Clasificarea retelelor geodezice propriu-zise

Terminologia existenta privitoare la retelele geodezice nu este pusa la punct, nu exista un consens in utilizarea notiunilor normele tehnice actuale, la randul lor, sunt sarace si departe de a face ordine in acest domeniu. In sensul notiunii precizat in paragraful anterior se vorbeste azi de retea geodezica 'de sprijin', 'de indesire' si mai recent de retea geodezica 'nationala', 'de referinta' s.a. Ori, prin folosirea acestor termeni fara explicitarea lor, fara a le defini continutul, se pot crea confuzii.

Reteaua geodezica propriu-zisa, utilizata in cadastru ( 3.4.1) cuprinde, de fapt, un ansamblu de retele, de diferite tipuri si caracteristici. Un criteriu de clasificare il constituie ordinul lor definit de o serie de elemente proprii, respectiv:

Ø pozitia ocupata in succesiunea normala a realizarii retelei care este aceeasi indifirent de tip sau de perioada executarii (fig.26);

Ø densitatea punctelor si principalele conditii specifice de determinare privind numarul de puncte, de vize sau de vectorii inclusi in configuratie, erorile de pozitie maxime admise s.a. prevazute in normele tehnice in vigoare;

Ø metoda de lucru si aparatura folosita care sunt lasate la alegerea operatorului sub rezerva respectarii conditiilor de mai sus.

In consecinta se impune precizarea sensului in care vor fi folositi in continuare termenii referitor la retelele geodezice pentru a mentine un punct de vedere unitar.

Reteaua geodezica nationala sau de referinta este alcatuita dintr-un numar limitat de 'puncte tari', raspandite uniform pe tot cuprinsul tarii si constituie baza de plecare pentru toate retelele derivate, ce urmeaza (fig.26). Determinarile s-au facut si se fac cu respectarea conditiilor mentionate in paragraful anterior la care mai adaugam:

Ø punctul de plecare il constituie retelele internationale (actualmente EUREF) in care cea nationala trebuie incadrata printr-o dezvoltare succesiva cu respectarea standardelor internationale;

Ø realizarea unei asemenea retele a fost si este de competenta unor institutii specializate, de profil (DTM, IGFCOT). In prezent misiunea revine ONCGC care stabileste strategia modernizarii ei si coordoneaza proiectarea si determinarea de catre firme autorizate ce dispun de logistica necesara;

Fig.26 Succesiunea realizarii retelelor geodezice

Ø determinarile trebuie sa conduca la o retea nationala unitara si omogena in cadrul sistemelor de referinta adoptate, in vigoare, spre a servi efectiv ca suport tuturor lucrarilor ulterioare;

Ø densitatea realizata sa fie acoperitoare pentru ca operatorul cadastral autorizat sa-si poata continua nestingherit dezvoltarea retelei geodezice pe baza coordonatelor primite de la Oficiul judetean.

Reteaua geodezica de indesire, de completare a celei nationale de referinta, se dezvolta pana la o densitate adaptata nevoilor de ridicare. Aici se au in vedere nu numai punctele noi proiectate (la sol) ci si semnalele topografice existente, vizibile de la distanta, ce vor fi folosite ulterior ca vize de orientare (turlele bisericilor, cosurile fabricilor cu paratraznet, antene de televiziune sau telecomunicatii). Operatia se executa de tehnicianul cadastral autorizat, cu respectarea normelor de precizie, de realizarea densitatii optime impusa de procedeul de lucru folosit in continuare, astfel ca reteaua 'sa asigure densitatea de puncte necesare in zona de lucru si in zona limitrofa' [15].

Reteaua geodezica de sprijin, ca notiunea cea mai frecvent folosita, este alcatuita de fapt din ansamblul punctelor retelei nationale si a celei de indesire (fig.26). Definirea din normele tehnice actuale ca fiind 'formata din totalitatea punctelor determinate in sisteme unitare de referinta' [16] este mult prea vaga si oricum lipsita de claritate. Mentionam in plus ca:

Ø rolul acestei retele este hotaritor pentru lucrarile de cadastru. Structura ei trebuie sa cuprinda un numar suficient de puncte, alese in mod judicios, pe intreg teritoriul national constituind osatura, respectiv suportul tuturor lucrarilor de introducere a cadastrului si nu numai;

Ø pozitia punctelor trebuie sa se determine in sistemele de referinta nationale, dupa o metodologie unitara, cu siguranta maxima, spre a furniza elemente de plecare si control/inchidere strict necesare si specifice metodelor geo-topografice. Se asigura astfel omogenitatea si precizia ridicarilor ulterioare indiferent de cine si in ce scop le executa.

Reteaua de ridicare este definita de ansamblul statiilor necesare desfasurarii lucrarilor de ridicare a detaliilor topografice. Alte caracteristici demne de retinut ar fi:

Ø ca structura in aceasta retea sunt incluse punctele de statie noi, proiectate in acest scop, inclusiv punctele retelei geodezice de sprijin;

Ø densitatea este functie de asigurarea vizibilitatilor necesare, care sa permita ridicarea nemijlocita a tuturor detaliilor;

Ø la amplasamentul statiilor se are in vedere, in plus, posibilitatea determinarii lor din reteaua de sprijin ce serveste intotdeauna ca puncte de plecare si inchidere (control).

Conceptia de realizare a retelei geodezice de ansamblu a evoluat in tara noastra in functie de disponibilitatile de ordin tehnic si de cunostintele teoretice. Au rezultat in timp forme specifice de prezentare a punctelor retelei noastre geodezice astfel:

Ø ca retea de lanturi de triangulatie, dezvoltate pe meridiane si paralele (cate trei) cu baze geodezice comune la intersectia lor. Calculul punctelor s-a facut in functie de lungimile acestora si unghiurile retelei in proiectia stereografica pe plan tangent unic si elipsoidul Hayford;

Ø ca retea compacta de puncte dispuse pe intreg cuprinsul tarii, de diferite ordine, denumita in cele ce urmeaza drept 'clasica' si nu 'veche', intrucat este folosita si in prezent;

Ø reteaua geodezica moderna preconizata a fi realizata cu ajutorul echipamentelor electronice (GPS), in curs de executare.

Ultimele doua variante se impun a fi prezentate, pe scurt, in continuare.

3.4.3. Reteaua geodezica clasica (veche)

Conceputa dupa cel de al doilea razboi mondial, incepand din anul 1951, ca retea compacta, de suprafata, s-a realizat in doua etape, corespunzatoare situatiei politice cu elementele de baza diferite in esenta lor:

Ø intre anii 1951-1975 in sistemul de proiectie Gauss-Krger, pe elipsoidul Krasovski (1940) si pentru cote 'zero fundamental Marea Baltica' caracteristici impuse tuturor tarilor din lagarul socialist;

Ø din anii 1975 pana in 1996, perioada in care mentinand din motive practice elipsoidul de referinta Krasowsky si unele elemente ale proiectiei Gauss- Krger, s-a trecut la sistemul de proiectie 'Stereografic 70' si referinta pentru cote 'Marea Neagra - Constanta 1975'.

Indiferent de perioada lucrarile au fost executate cu profesionalism prin DTM si IGFCOT Bucuresti, rezultand retele geodezice, de diferite ordine, omogene si unitare

Fig.27 Reteaua de triangulatie astronomo-geodezica (ord. I)

la nivelul de conceptie si precizie corespunzator epocii, care au fost si sunt folosite de aproape patru decenii cu bune rezultate.

Reteaua geodezica nationala are in structura puncte raspandite pe intreg teritoriul tarii, grupate in diferite ordine, dupa succesiunea de determinare astfel:

Ø "triangulatia geodezica de ord. I", ca retea de baza, a fost realizata dupa 1956, alcatuita din 374 de puncte reunite in 657 de triunghiuri si 6 patrulatere. (fig.27). Ea s-a proiectat si determinat intr-o conceptie unitara, moderna la vremea respectiva, atat pe elipsoidul de referinta Krasowski, cat si in planul proiectiei Gauss-Krger. Pe baza masurarii tuturor unghiurilor, a unor laturi (prin unde), a unor elemente astronomice si marimi gravimetrice a fost calculata si compensata in bloc, ca o retea compacta, prin metode riguroase;

Ø retelele geodezice de ord. II - IV au rezultat prin indesirea succesiva a celei de ord.I folosind metoda intersectiei, masurand deci numai unghiuri. Punctele s-au determinat direct in planul de proiectie apelandu-se la compensare prin metoda celor mai mici patrate cu constrangere pe punctele de ordin imediat superior (fig. 28);

Reteaua de indesire este constituita din punctele de ord. V, proiectate, marcate la sol, inclusiv constructiile semnalizate, inaccesibile mentionate anterior si determinate de

institutiile avizate, in interes propriu, pentru a se asigura densitatea necesara lucrarilor ulterioare (un punct la 2-5 km² in extravilan si la 1 /km² in intravilan). Pozitia lor s-a determinat, de la caz la caz, prin intersectii combinate, inainte sau inapoi. Unele puncte importante, din prima categorie, s-au compensat de asemenea prin metode riguroase.

Fig.28 Triangulatii geodezice de diferite ordine

In ansamblu, punctele triangulatiei geodezice (inclusiv de indesire) sunt raspandite in toata tara, au fost materializate prin borne, asigurand in general, o densitate satisfacatoare. Coordonatele punctelor stocate in 'banca de date'(1975), sunt valabile si in prezent, fiind furnizate celor interesati de catre Oficiile judetene de cadastru.

Retelele de ridicare clasice, s-au determinat si se mai determina inca prin drumuiri executate cu teodolitul si cu panglica. Tahimetrele si dispozitivele autoreductoare, spre exemplu de tip Zeiss (Redta, Bala), desi asigura o precizie ridicata au fost putin raspandite fiind greoaie in exploatare; determinarile cu tahimetrele cu fire (clasice sau autoreductoare), mai productive, sunt afectate de erori importante astfel incat pentru lucrari de tinuta distantele trebuie masurate direct, cu panglica. Lipsa unui instrument care sa asigure masurarea comoda a laturilor drumuirii cu o precizie comparabila cu cea a unghiurilor a constituit un impediment serios in realizarea retelelor de ridicare clasice.

3.4.4. Reteaua geodezica moderna

Dupa anul 1990, in concordanta cu tendinta fireasca de trecere la o etapa superioara si cerintele integrarii in comunitatea europeana alaturi de tarile civilizate, s-a pus problema realizarii si la noi, a unei retele geodezice moderne, performante. Aceasta necesitate, devenita presanta din ratiuni explicabile, este realizabila avand in vedere ca:

Ø reteaua geodezica nationala clasica, bine conceputa si realizata la sfarsitul mileniului trecut este depasita moral si fizic. Elipsoidul Krasovski (1940), inca folosi la noi, a devenit anacronic, determinarile au suferit uneori ca precizie si omogenitate din cauza posibilitatilor limitate ale aparaturii folosite, o parte

din puncte sunt practic, "pierdute" deoarece semnalele au disparut aproape in totalitate, iar bornele in proportie 40% [15];

Ø introducerea cadastrului, ca activitate organizata ce vizeaza intregul fond funciar al tarii, nu poate demara in asemenea conditii. Obtinerea planurilor necesare, indiferent de metoda, presupune existenta unei infrastructuri solide, fiabile, respectiv o retea geodezica nationala unitara si omogena;

Ø din motive intemeiate o astfel de retea trebuie realizata si cu respectarea standardelor europene, respectiv racordata la reteaua internationala, asigurand astfel posibilitatea transferului reciproc al datelor de baza;

Ø aparatura electronica moderna ofera posibilitati remarcabile ce pun intr-o lumina noua desfasurarea lucrarilor si atingerea acestor obiective. (3.3.) Aparitia si generalizarea folosirii sistemului GPS si a statiilor totale conduce la schimbarea conceptiei si la reconsiderarea modului de determinare a retelelor geodezice de diferite tipuri;

Ø legislatia si normele tehnice exista, dar ar trebui perfectionate intrucat contin referiri mult prea vagi in raport cu conceptia preconizata, ce asteapta sa fie pusa in aplicare.

Strategia de modernizare a retelei geodezice din Romania schitata de prof.Ghitau si oficializata recent prevede in esenta:

Ø constituirea unui nucleu primordial, de 5-6 statii GPS permanente, pe langa cea din Bucuresti, amplasate la Suceava, Braila, Cluj-Napoca, Sibiu si Timisoara, cu instalatiile si aparatura necesara [5]. In viitor ar urma ca numarul lor sa creasca la 10-15 si sa fie raspandite uniform in tara [15];

Ø dezvoltarea descentralizata a acestei retele, respectiv 'indesirea ei' pe principiul trecerii de la ordin superior la ordin inferior, pana la o densitate corespunzatoare, prin lucrari executate pe judete. [10] Determinarile includ si constrangerea, respectiv incorporarea noilor puncte, in reteaua nationala a statiilor permanente amintita mai sus;

Ø includerea triangulatiei clasice "clasice", ca un patrimoniu national util si valoros, in reteaua moderna, pe baza unor legaturi si relatii matematice riguroase [5, 15];

Ø incadrarea in sistemul mondial WGS si integrarea celor trei categorii de retele existente (de triangulatie, de nivelment si de gravimetrie) intr-o singura retea de referinta (ROREF) cu determinare tridimensionala inclusiv ridicarea preciziei de stabilire a cotelor;

Aplicarea masurilor de mai sus ar conduce efectiv la o retea geodezica moderna GPS, intr-o conceptie de determinare unitara, integrata in reteaua europeana (EUREF),

cu puncte uniform raspandite pe teritoriul national, de o densitate corespunzatoare, operationala pentru operatorul cadastral.

Realizarile de pana acum sunt modeste, depasesc de putin stadiul de debut si oricum departe de ceea ce trebuia facut in cei 10 ani pentru asigurarea conditiilor de baza la introducerea cadastrului general deoarece:

Ø strategia preconizata nu a fost urmarita consecvent. Cele cinci statii permanente nu sunt toate operationale, iar determinarile in sistemul GPS efectuate pana acum de catre institutiile de stat sau firme particulare au un caracter cvasiunitar. Punctele noi sunt legate in cea mai mare parte de reteaua clasica, rezultand astfel coordonate locale, neracordate la cele din reteaua europeana si care nu indeplinesc conditiile unei retele geodezice nationale;

Ø initial s-a conceput si s-a realizat un numar de 7 puncte raspandite pe suprafata tarii ce coincid cu punctele din reteaua veche (fig.29.). Ele au fost determinate din reteaua internationala prin masuratori simultane cu unele statii din Europa. La noi observatiile s-au facut cu aparatura GPS Trimble 4000 SEE, timp de 4 zile, din 4 in 4 ore, datele fiind prelucrate pe elipsoidul international WGS-84-sistem ITFR 92, epoca 1994. Punctele, cotate prin nivelment de precizie, ar constitui echivalentul retelei de ord. I din reteaua clasica si pot servi ca baza pentru lucrarile ulterioare [10];

Fig.29 Puncte din reteaua geodezica de baza GPS

Ø in sistemul de pozitionare globala GPS s-au observat la noi si alte puncte de interes deosebit. Pe langa punctele ce apartin Retelei Europene de Referinta (EUREF), mentionam si pe cele din campania GPS 1997 desfasurata de DTM, in colaborare cu National Imagery and Mapping Agency (NIMA - SUA) (fig.29.b.). In cadrul unei retele cu aspectul unui lant de poligoane, constituita din 24 de puncte ale triangulatiei de ord.I (inclusiv cele 7 amintite anterior), s-au efectuat observatii in paralel cu receptoare din Bucuresti si din unele statii internationale. Prin procesarea datelor s-au obtinut coordonatele WGS-84 care au in primul rand o destinatie militara [8];

Ø ansamblul acestor puncte nu constituie insa o retea omogena, care sa poata servi ca suport si sa poata asigura desfasurarea normala a lucrarilor de introducere a cadastrului. Ea nu este determinata in mod unitar si nu asigura densitatea corespunzatoare unei 'retele de sprijin' care, in sensul practic al cuvantului, sa poata servi ca baza pentru executarea lucrarilor de ridicare in plan, extinse la nivelul intregii tari;

Ø alte determinari de la noi in sistemul GPS insumeaza doar aproximativ 200 de puncte dintr-un total de 4500 cat se apreciaza ca necesare pentru tara noastra [15]. In marea lor majoritate ele reprezinta de fapt puncte de indesire a retelei clasice care au fost necesare unor ridicari topografice curente.

3.4.5. Concluzii

Rolul si importanta retelelor geodezice pentru stabilirea formei si dimensiunilor Pamantului, intocmirea planurilor si hartilor, inclusiv a celor cadastrale, este hotaritor.

Retelele geodezice clasice determinate in anii de dupa al doilea razboi mondial, sunt depasite in raport cu cerintele nationale si internationale actuale.

Modernizarea acestor retele este imperativa atat pentru desfasurarea lucrarilor de introducere a cadastrului si intretinerea lui, pentru alte categorii de activitati cat si pentru indeplinirea unor obligatii ce ne revin prin conventii internationale.

Conditiile necesare acestor transformari sunt in general asigurate: cadrul legislativ si organizatoric este oficializat in linii mari, conceptia de perspectiva este formulata de cativa ani. Desi dotarea cu aparatura curenta de observatii GPS se prezinta la nivel corespunzator, cea necesara statiilor fixe treneaza de ani buni.

Realizarile practice in domeniul determinarii la nivel centralizat a unei retele geodezice nationale, unitare si omogene, cu o densitate corespunzatoare care sa constituie baza de plecare oferita diversilor utilizatori si in primul rand cadastrului general, sunt modeste, nesemnificative, constituind o nejustificata ramanere in urma.

Determinarile de pana acum, reduse ca numar, nu au urmat strategia preconizata cu trecere succesiva de la reteaua internationala, la statiile fixe si in continuare la alte puncte realizate prin si sub coordonarea ONCGC pana la densitatea necesara executarii lucrarilor ce intra in competenta unui operator cadastral.

Obligatia de incadrare in reteaua geodezica a lucrarilor de cadastru nu poate fi respectata in prezent deoarece Oficiile judetene de cadastru nu pot oferi executantului decat punctele care au mai ramas din reteaua clasica din zona de lucru si eventual, unele determinate ocazional prin GPS; acestea nu se pot constitui insa intr-o retea unitara si omogena pentru intreg teritoriul national. Reteaua geodezica moderna trebuie realizata centralizat, prin ONCGC, cu densitatea necesara preluarii ei de catre un executant, obligat la randul lui sa o indeseasca conform normelor tehnice si sub controlul institutiei cadastrului si sa-si determine propria retea de ridicare. Pana la aceasta faza de lucrari se pare ca mai avem de asteptat in plus fata de cei 10 ani care au trecut pana acum.

3.5. DETERMINAREA SUPRAFETELOR

3.5.1. Generalitati

Suprafata reprezinta in cadastru un element de identificare a unui teren, respectiv a unei parcele, alaturi de numar si de proprietar. Stabilirea marimii ei constituie o problema topografica curenta si uneori obiectivul principal al ridicarii.

Indiferent de relief pe planuri se reprezinta si valoric se da intotdeauna, suprafata productiva, utila constructiilor, respectiv suprafata terenului proiectata in planul orizontal de referinta.

Determinarea suprafetelor se poate face, in principiu, pe cai diferite apeland la:

Ø metode numerice, aplicabile in anumite conditii si care se diferentiaza intre ele ca precizie si randament;

Ø metode grafice, folosite din ce in ce mai rar, mai putin riguroase, ce presupun planul redactat, pe care ariile se deduc in functie de masuratori specifice si scara planului;

Ø planimetrare, ca procedeu folosit in mod curent, accesibil si rapid, aplicabil pentru orice contur al suprafetei, ce conduce, in general, la rezultate bune.

Calculul analitic, din coordonate, folosit azi aproape in exclusivitate, presupune o ridicare numerica a conturului, asigura o precizie maxima si se preteaza la automatizare prin folosirea computerului sau chiar a unui calculator obisnuit cu memorie.

3.5.2. Metode numerice

Fig.30 Determinarea suprafetelor pe teren

prin metode geometrice

Procedeele geometrice se aplica in cazul suprafetelor aproximativ orizontale, de contur poligonal, ce pot fi descompuse pe teren, folosind echerele topografice, in figuri geometrice simple (fig.30). Daca se masoara elementele lineare ale acestora (laturi, baze, inaltimi), se pot deduce suprafetele individuale, din insumarea carora rezulta cea totala, respectiv

S₁+S₂+..+S_n = S. (23)

Precizia lucrarilor este conditionata de grija trasarii figurilor pe teren si de atentia masurarii elementelor componente.

Calculul analitic se recomanda in toate ridicarile topografice numerice, digitale, prin care s-au determinat coordonatele plane ale punctelor de pe contur. Presupunand patrulaterul definit de punctele 1,2,3,4 ale caror coordonate se cunosc, pentru stabilirea unei relatii generale de calcul, se fac urmatoarele supozitii (fig.31):

Ø suprafata S a patrulaterului simplu hasurat, de coordonate cunoscute, se poate calcula in functie de suprafata S_I a poligonului mare delimitat de punctele 1, 2, 3, 3', 1' si suprafata S_IIdublu hasurata, definita de punctele 4, 3, 3', 4' (fig.31).

S = S_I - S_II (24)

Ø ariile , S_Isi S_II se pot exprima ca sume de cate doua trapeze, in care bazele sunt ordonatele punctelor iar inaltimile se deduc din diferenta absciselor,

2S_I = ( x₁+ x₂ )( y₂ - y₁)+(x₂+x₃)( y₃ - y₂ )

(25)

Fig.31 Calculul analitic al suprafetei

2S_II = ( x₁+ x₄ )( y₄- y₁)+(x₃+x₄)( y₃ - y₄ )

Ø desfacand parantezele, efectuand scaderea si grupand termenii dupa x, respectiv y, rezulta

2S = x₁( y₂ -y₄ ) + x₂( y₃ - y₄ ) + x₃ ( y₄ - y₂ ) + x₄ ( y₁ - y₃ )

2S = y₁( x₄ - x₂ ) + y₂ ( x₁ - x₃ ) + y₃( x₂ - x₄ ) + y₄ ( x₃ - x₁) (26)

Ø relatiile generalizate, pentru un poligon cu un numar oarecare de laturi vor fi

2S = S Xi ( Y_i+1- Y_i-1)

-2S = S Yi ( X_i+1- X_i-1) (27)

unde i = 1,2,3.,n.

Ø rezolvarea practica presupune fie efectuarea produselor partiale si cumularea acestora, folosind memoria unui calculator obisnuit, de buzunar, fie mai rapid, prin rularea pe computer a unui program corespunzator.

Controlul efectiv se face urmarind atent imaginea conturului afisata pe displayul calculatorului, care evidentiaza eventualele greseli de inscriere a coordonatelor, omisiuni de puncte, schimbarea ordinii, etc. In acelasi scop verificarea se poate face si prin planimetrarea suprafetei, valoarea definitiva considerandu-se, evident, cea rezultata din coordonate.

Precizia de determinare este maxima si depinde doar de precizia stabilirii coordonatelor, respectiv de erorile de pozitie ale punctelor.

3.5.3 Metode grafice

Suprafetele de contur poligonal, se determina prin impartirea lor in figuri geometrice, de regula triunghiuri; bazele, de recomandat comune si inaltimile corespunzatoare, se masoara grafic, pe plan, cu rigle speciale. Aria totala rezulta ca suma a suprafetelor partiale (fig.32).

Suprafetele de contur sinuos se evalueaza cu ajutorul unor grafice desenate pe hartie transparenta (celofan), ce se suprapune pe plan:

Ø la patratele module numarul n al acestora, se determina ca suma a celor intregi plus fractiunile estimate si se inmulteste cu suprafata unitara 's' (fig.33a);

Ø in cazul liniilor echidistante suprafata totala se obtine prin insumarea figurilor rezultate, aproximate ca trapeze cu inaltimea constanta 'd' si baza medie 'l' ce se masoara si doua triunghiuri de capat S₁ si S_n (fig.33.b.);

Asadar pentru aceste situatii suprafetele totale devin:

S = n s respectiv S = dl_i + ( S₁ + S_n ) (28)

Fig.32 Stabilirea suprafetelor pe cale grafica: a) determinare b) control

Suprafata reala din teren (S) rezulta fie prin folosirea lungimilor naturale (D), obtinute din cele masurate pe plan (d) si numitorul scarii (N), fie prin transformarea suprafetei de pe plan (s) cu numitorul scarii la patrat:

D = d N, respectiv S = s N²

Controlul lucrarilor se face printr-o noua determinare, folosind o alta impartire a poligonului sau schimband pozitia graficului cu patrate sau cu linii paralele. Cand diferenta este mica, tolerabila, se ia ca valoare definitiva media determinarilor.

Precizia procedeelor grafice depinde de calitatea ridicarilor, deformatiile hartiei, conditiile de lucru, instrumentele folosite si mai ales de scara planului.

Deoarece precizia grafica de citire a unei distante este de 0,2mm, rezulta ca la scari mici precizia este mult mai scazuta de cat la scari mari. Spre exemplu la scara 1/200, unde 1 mm reprezinta 0,20 m pe teren, eroarea de determinare a unei distante este de 0,04 m pe cata vreme pe un plan la scara 1/5000 eroarea grafica este de 1,00 m. ceea ce este mult.

Fig.33 Determinarea grafica a suprafetelor de contur sinuos:

a) cu patrate module b) cu linii paralele

3.5.4 Metoda mecanica

3.5.4.1. Planimetre clasice

Constructiv, planimetrele obisnuite, cele mai raspandite la noi, se compun din doua brate metalice, articulate intre ele (fig. 34): unul polar, de lungime constanta si cu un capat fix, iar altul trasor, de lungime variabila, cu gradatii fie milimetrice fie direct la scarile uzuale.

La unul din capete bratul trasor are un stil, sau o marca (cerculet) de urmarire cu care se contureaza suprafata, iar la celalalt o rola integratoare. Dispozitivul de inregistrare a rotatiilor cuprinde: un contor pentru turele complete, rola propriu-zisa cu 100 de diviziuni si un vernier cu 10 diviziuni pentru evaluarea unitatilor (fig. 35).

Suprafata planimetrata, este echivalenta cu cea a unui dreptunghi avand ca baza lungimea L a bratului trasor, iar ca inaltime drumul parcurs de un punct al rolei de circumferinta R. Pentru o rotire completa si in cazul general, suprafata va fi:

s = LR respectiv S = nLR (30)

Constanta 'c', a planimetrului, ca arie de baza, se ia valoarea unitatii vernierului respectiv a mia parte din suprafata LR.

Fig.34 Planimetrul polar

c = LR / 1000

iar relatia generala ce da suprafata prin planimetrare devine:

S = n c (32)

Fig.35 Sistemul de inregistrare la

planimetrul polar. Citire 2321

Numarul generator "n" reprezinta unitatile vernierului inregistrate prin conturarea suprafetei. Efectiv el rezulta prin diferenta citirilor de plecare (C₁) si de sosire (C₂) facute, cu patru cifre, la dispozitivul de inregistrare (fig.35). Mai precizam ca:

Ø lungimea bratului trasor este astfel stabilita astfel incat, pentru o anumita scara, sa rezulte o constanta "c" rotunda (2, 5, 10), care inmultita cu "n" sa dea direct suprafata S in m²;

Ø introducerea gradatiei zero la dispozitivul de citire a planimetrului (cu comanda la unele exemplare sau manual) nu se recomanda.

Planimetrarea efectiva a unei suprafete presupune:

Ø fixarea planului pe o masa orizontala si introducerea pe bratul trasor a diviziunii corespunzatoare scarii;

Ø instalarea polului astfel incat prin conturarea suprafetei cele doua brate sa nu ajunga la unghiuri limita (inchise sau intinse);

Ø aducerea stilului intr-un punct de plecare bine identificat pe plan si citirea initiala C₁ la dispozitiv;

Ø parcurgerea conturului cu atentie, folosind stilul sau marca de urmarire pana la revenirea pe punctul de plecare, cand se face citirea finala C₂;

Ø controlul determinarilor prin repetarea planimetrarii propriu-zise de 2-3 ori cand numerele generatoare, rezultate prin diferenta celor doua citiri devin apropiate, in limitele a 1-2 unitati;

Ø suprafata se deduce cu relatia (32) in care pentru 'n' se ia valoarea medie iar constanta "c" se gaseste pe fisa sau pe bratul planimetrului ce se verifica in prealabil.

Suprafetele mari se pot obtine din insumarea unor determinari partiale, sau prin planimetrarea cu polul interior utilizand relatia

S = ( K n )c

unde K reprezinta suprafata cercului de baza, descris de rola fara a se roti si deci a inregistra numar generator (fig. 36). Valoarea lui K este inscrisa pe fisa aparatului si se verifica, sau se deduce prin planimetrarea unei suprafete S cu polul interior si cu polul exterior cand rezulta:

S = n₁c = ( K - n₂ )c

si deci (34)

K = n₁ + n₂

Fig.36 Planimetrarea cu polul interior

Din relatia (33) valoarea lui n, care se aduna algebric la K, rezulta pozitiva sau negativa, dupa cum suprafata in cauza este mai mare sau mai mica de cat a cercului de baza (fig.36).

Verificarea planimetrului vizeaza starea lui generala, a sistemului de inregistrare si in special a constantei 'c'. Ultima operatie presupune:

Ø planimetrarea cu atentie si de mai multe ori, a unei suprafete 'S' de forma regulata (un dreptunghi, patrat) si determinarea numarului generator 'n'. De obicei se foloseste o rigleta de lungime cunoscuta (l) inscrisa pe ea sau in fisa planimetrului, cu care se descrie un cerc obtinand astfel, cu suficienta siguranta, elementele S si n;

Ø calculul constantei instrumentului plecand de la relatia de baza (32) respectiv

S = c n de unde c = S / n (35)

Cand constanta dedusa este apropiata de cea inscrisa pe fisa sau pe bratul planimetrului, se lucreaza in continuare cu aceasta ultima valoare, nepotrivirea provenind din eroarea de determinare a lui 'n'. In caz contrar se foloseste constanta 'c' stabilita din mai multe incercari sau se introduce lungimea bratului corespunzatoare unei constante rotunde.

Precizia unei planimetrari clasice este evaluata intre 1/100 si 1/300 din suprafata, fiind conditionata de scara planului, lungimea bratului si conformatia suprafetelor. Determinarile cu bratul lung sunt mai sigure iar contururile de forma alungita si mici se determina mai putin precis.

3.5.4.2. Planimetre digitale

Ca realizari moderne acestea au aparut in ultimele decenii din transformarea celor clasice, analogice, prin introducerea unor componente electronice:

Ø un sistem microprocesor, care transforma impulsurile in arii si afiseaza suprafata direct pe display;

Ø rola integratoare, montata pe bratul trasor, ce produce la fiecare rotire completa cate 1000 de impulsuri afisate pe ecran ce se centralizeaza in unitati de masura dorite (sistem metric sau anglo-saxon);

Ø dispozitivul de inregistrare automat si citirea digitalizata, elemente ce sporesc precizia si randamentul lucrarilor in raport cu planimetrele clasice.

Tipurile reprezentative, raspandite si folosite la noi din ce in ce mai mult, sunt numeroase. Dintre acestea retinem:

Ø planimetrul polar digitalizat, asemanator ca infatisare si functionare cu cel clasic, avand un cap de afisaj in locul dispozitivului de inregistrare si o tastatura unde, la pornire, trebuie introdusa scara si unitatea de masura;

Ø planimetrul rectiliniu digitalizat, ceva mai nou, la care mecanismul integrator se sprijina pe un cadru montat pe doua role legate solidar, astfel incat rotatiile lor sunt egale si in acelasi sens (fig. 37). Miscarea cadrului se face astfel pe o linie dreapta, nelimitata, iar in aceste conditii, lungimea bratului nu mai influenteaza marimea suprafetei de planimetrat (fig.38).

Fig.37 Planimetru rectiliniu digitalizat Fig.38 Deplasarea liniara la un

1-carucior; 2-articulatie; 3-corp; planimetru rectiliniu digitalizat

4-afisaj; 5-brat trasor; 6-reper de Placom - Sokkia

urmarire; 7-tastatura

Ø planimetrul rectiliniu complex, ca ultim model, "varf de serie", are functii multiple si drept componente principale (fig. 39):

sistemul de inregistrare cu role de frictiune din diamant, sistem cuplat cu un calculator si cu o imprimanta;

unitatea de calcul cu tastatura si display-ul cu cristale lichide pentru afisaj alfanumeric, avand doua randuri de cate 16 caractere;

mini-imprimanta termica pentru inregistrarea rezultatelor partiale precum si a celor totale;

bratul mobil, avand la extremitatea lui o lentila cu reper de urmarire, starter si butoane de comanda pentru determinari si afisarea diverselor rezultate (lungimea arcului, raza, coordonate etc.);

intrerupatorul, pentru inchidere si deschidere, care se opreste automat daca planimetrul nu este folosit 20 de minute.

Determinarile cu un astfel de instrument modern, denumit si 'digitizor', sunt complexe permitand masurarea, afisarea si inregistrarea mai multor elemente geometrice dintre care amintim:

Ø suprafata unui teren de forma poligonala numai prin punctarea capetelor segmentelor, iar in cazul unui contur cu linii curbe prin urmarirea acestora (fig.40.b);