geodezija ir kartografija, -...
TRANSCRIPT
Vilniaus Gedimino technikos universitetasVilnius Gediminas Technical University
Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII tomas, Nr. 1____________________________________________________________________________________________
Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1____________________________________________________________________________________________
Vilnius „Technika“ 2001
ŽURNALE SPAUSDINAMI ŠIOS TEMATIKOSSTRAIPSNIAI:
• geodezijos ir kartografijos technologijų tyrimas,kūrimas ir taikymas,
• geodezinių tinklų formavimas ir tobulinimas,• geodezinių darbų standartų sudarymo teoriniai ir
praktiniai principai,• geodezinių ir fotogrametrinių matavimų rezultatų
matematinis apdorojimas,• stacionariųjų GPS stočių valdymas ir panaudojimas,• �emės figūros ir gravitacinio lauko parametrų
matavimas ir tyrimas,• geoido modelių formavimas ir tyrimas,• vertikaliųjų ir horizontaliųjų �emės plutos judesių
matavimas ir tyrimas,• geodezinės informacinės sistemos,• �emės ir kito nekilnojamojo turto kadastro
informacinės sistemos,• kadastriniai matavimai,• fotogrametrinių metodų taikymas kartografijoje,• skaitmeninio kartografavimo metodai.
Pateikiama:Mokslinės idėjos, mokslo tyrimų rezultatai,
prane�imai apie konferencijas, seminarus, kritiniaistraipsniai ir pastabos, informacija apie mokslo leidinius,minimos reik�mingos nusipelniusių mokslo �monių datos.
THE JOURNAL IS DESIGNED FOR PUBLISHINGPAPERS CONCERNING THE FOLLOWINGFIELDS OF RESEARCH:
• study, establishment and improvement of the geodesyand mapping technologies,
• establishing and improving the geodetic networks,• theoretical and practical principles of developing
standards for geodetic measurements,• mathematical treatment of the geodetic and
photogrammetric measurements,• controlling and application of the permanent GPS
stations,• study and measurements of Earth�s figure and
parameters of the gravity field,• study and development the geoid models,• study and measurements of the vertical and
horizontal movements of the Earth�s crust,• geodetic information systems,• information systems for land management and real
estate cadastre,• cadastral surveying,• photogrammetric methods in mapping systems,• digital mapping methods.
Besides, the following issues or items are published:research results, scientific ideas, rewiews of conferences,seminars, chronicles about publications of science andstudies.
REDAKCIJOS KOLEGIJA
Prof. habil. dr. Jonas Skeivalas (vyriausiasis redaktorius),Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Saulėtekio al.11, LT-2040 Vilnius, LietuvaDoc. dr. Pranas Aleknavičius, Lietuvos �emės ūkiouniversitetas, Studentų g. 13, LT-4324 Kaunas, LietuvaProf. dr. Janis Balodis, Latvijos universitetas, Rainiobulvaras 19, LV-1586 Ryga, LatvijaProf. dr. Kai Borre, Aalborgo universitetas, Fibigerstrade11, DK-9220 Aalborgas, DanijaProf. habil. dr. Vytautas Dvareckas, Vilniaus pedagoginisuniversitetas, Studentų g. 39, LT-2034 Vilnius, LietuvaProf. habil. dr. Romuald Kaczyński, Geodezijos irkartografijos institutas, ul. Jasna 2/4, 00-950 Var�uva,LenkijaDoc. dr. Eimuntas Par�eliūnas (atsakingasis sekretorius),Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Saulėtekio al.11, LT-2040 Vilnius, LietuvaDoc. dr. Petras Petro�kevičius, Vilniaus Gediminotechnikos universitetas, Saulėtekio al. 11, LT-2040Vilnius, LietuvaDoc. dr. Birutė Ruzgienė, Vilniaus Gedimino technikosuniversitetas, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, LietuvaProf. habil. dr. Andrzej Sas-Uhrynowski, Geodezijos irkartografijos institutas, ul. Jasna 2/4, 00-950 Var�uva,LenkijaProf. habil. dr. Vincas Vainauskas, Vilniaus Gediminotechnikos universitetas, Saulėtekio al. 11, LT-2040Vilnius, LietuvaProf. habil. dr. Algimantas Zakarevičius, VilniausGedimino technikos universitetas, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lietuva
KORESPONDENCIJAStraipsnių rankra�čius ir kitą korespondenciją siųsti�urnalo �Geodezija ir kartografija� vyriausiajamredaktoriui J. Skeivalui adresu: Vilniaus Gediminotechnikos universitetas, Saulėtekio al. 11, LT-2040Vilnius, Lietuva. Tel. 767879, faksas 763864,elektroninis pa�tas: [email protected]
GEODEZIJA IR KARTOGRAFIJA, 2001,XXVII t., Nr. 1http://www.vtu.lt/leidiniaiVilniaus Gedimino technikos universiteto mokslo�urnalasStraipsniai lietuvių, anglų, vokiečių, prancūzų, rusųkalbomisMokslo �urnalas pradėtas leisti 1995 m. vietoj anksčiauleistų Vilniaus technikos universiteto mokslo darbų�Geodezijos darbai� (nuo 1965 m.). I�ėjo 20 �Geodezijosdarbų� numerių. Nuo 1995 iki 1998 m. − 6 �urnalo�Geodezija ir kartografija� numeriai (po 2 per metus).Nuo 1998 m. �urnalas leid�iamas tomais. Per metus i�einavienas tomas (i� viso 4 numeriai). Visus i�leistus leidiniussuskirsčius tomais, 2001 m. leid�iamas XXVII tomas.
© Vilniaus Gedimino technikos universitetas,2001
EDITORIAL BOARD
Prof Dr Habil Jonas Skeivalas (Editor-in-Chief), VilniusGediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, LithuaniaAssoc Prof Dr Pranas Aleknavičius, LithuanianUniversity of Agriculture, Studentų g. 13, LT-4324Kaunas, LithuaniaProf Dr Janis Balodis, Latvian University, 19 RainioAve, LV-1586 Riga, LatviaProf Dr Kai Borre, Aalborg University, Fibigerstrade 11,DK-9220 Aalborg, DenmarkProf Dr Habil Vytautas Dvareckas, Vilnius PedagogicalUniversity, Studentų g. 39, LT-2034 Vilnius, LithuaniaProf Dr Habil Romuald Kaczyński, Institute of Geodesyand Cartography, 2/4 ul. Jasna, 00-950 Warszawa, PolandAssoc Prof Dr Eimuntas Par�eliūnas (ManagingEditor),Vilnius Gediminas Technical University,Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, LithuaniaAssoc Prof Dr Petras Petro�kevičius, Vilnius GediminasTechnical University, Saulėtekio al. 11, LT-2040Vilnius, LithuaniaAssoc Prof Dr Birutė Ruzgienė, Vilnius GediminasTechnical University, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius,LithuaniaProf Dr Habil Andrzej Sas-Uhrynowski, Institute ofGeodesy and Cartography, 2/4 ul. Jasna, 00-950Warszawa, PolandProf Dr Habil Vincas Vainauskas, Vilnius GediminasTechnical University, Saulėtekio al. 11, LT-2040Vilnius, LithuaniaProf Dr Habil Algimantas Zakarevičius, VilniusGediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania
EDITORIAL CORRESPONDENCE, includingmanuscripts for submission, should be addressed toJ. Skeivalas, Editor-in-Chief of �Geodesy andCartography�, Vilnius Gediminas Technical University,Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania,tel. +370 2 767879, faks +370 2 763864,e-mail: [email protected]
GEODESY AND CARTOGRAPHY, 2001,Vol XXVII, No 1http://www.vtu.lt/english/editionsResearch Journal of the Vilnius Gediminas TechnicalUniversityArticles in Lithuanian, English, German, French, Russian.The journal �Geodesy and Cartography� has beenpublished since 1995 instead of the previous researchproceedings by Vilnius Technical University �Geodesy�(from 1965). 20 issues of �Geodesy� have beenpublished. 6 issues appeared in 1995 - 98 (2 issues peryear).From 1998, the journal appears in volumes - one volumeper year (consisting of 4 issues). In 2001, volume XXVIIis to be printed.
© Vilnius Gediminas Technical University, 2001
3
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.73
SOME ASPECTS ON SEMI-AUTOMATIC EXTRACTION OF BUILDINGS FROMAERIAL PHOTOGRAPHS WITH THE USE OF InJECT SYSTEM
B. RuzgienėVilnius Gediminas Technical University
1. Introduction
The three-dimensional (3D) city modelling fromtwo-dimensional (2D) image data is one of the currenttasks of digital photogrammetry. GeographicalInformation Systems (GIS) can give 2D information orgeometric interpretation of objects, but heights or otherdescriptions of buildings are usually an attributeinformation. The demand for 3D city models, whichcontain not only buildings, but also roads, utility systems,etc., increases among cartographers, city planners,architects, civil engineers, environmental analysts and,especially recently, among mobile telecommunicationcompanies.
Up to now photogrammetry has been used forcollection of geometric information on objects. Allobjects visible in photographs can be modelled byclassical photogrammetric methods. The stereoscopicmeasurements on analytical plotters or on digitalphotogrammetric workstations require different inputdata, operator skills, offer different output and are verytime-consuming and costly.
Several digital systems for 3D building extractionallowing a more rapid acquistion of 3D information on
urban areas than the classical methods developedrecently. Institute of Photogrammetry of the University ofBonn has developed a new semi-automatic featureextraction system InJECT for measurement of 3Dbuilding models from aerial and terrestrialphotogrammetric photographs.
2. 3D building model extraction from digital imagery
The new semi-automatic system InJECT isemployed for geometric building modelling from aerialphotographs [1]. Oriented digital pair of images isneeded. Visualisation of objects is playing an importantrole. The task is to reconstruct 3D of complex buildingsfrom images.
Usually buildings have polygonal ground plan andcomplicated roof shape. There are numerous buildingsand their roof configurations. The task is to modelbuildings within limited numbers of types. Some basicbuilding types with different roof shapes are shown inFig 1. Canopies, dormers, oriels, chimneys, overhangingeaves contain a higher degree of details.
a) b) c) d) e)
f) g) h) k) l)
Fig 1. Geometry of selected buildings with different types of roof: a) flat, b) pent (lean-to), c) saddelback (gable), d) hip,
e) cylinder, f) broach (pavilion), g) hipped-gable, h) mansard (gambrel), k) cone, l) half-chock
4
INPUT DATA(set of oriented digital aerial images)
Zoom up
Zoom down Navigation Interactive Automation
Select object Select primitive Match roof top
Adapt parameters Detect gutter edges
Compose Constructive Solid Geometry (CSG) Match height
Adjust along line of sight Calculate parameters of buildings
Match ground Perform adjustment
Vizualization Model Glue building parts
Actual model All models EXTRACT 3D BUILDING MODELS Match ground
Extract texture
Fig 2. Semi-automatic buildings 3D extraction
3D data acquisition process by semi-automaticsystem is controlled manually by a operator. Work flowof semi-automatic extraction of building is shown inFig 2. The software is designed in such a way that systemcan work as a Executable Program or as an ApplicationProgramming Interface (API). Using ExecutableProgram the operator acquires data by the GraphicalUser Interface (GUI) of the system. In API theprogrammer is able to extend the system or to integratehis own software. GUI of the system gives the possibilityto apply the specified use case. A typical use of the GUI(CSG tree) is shown in Fig 3. The presented examples ofCSG tree consist of a building with saddelback roof (SA)united (UN) with an other building (SA), also united (UN)with the third building with broach roof (BO).
Modelling objects starts from navigation. When theoperator gets a view of buildings in adequate resolutionthe navigation sequence is finished. Semi-automaticextraction of buildings is performed through parametricmodels which represent Constructive Solid Geometry(CSG) � primitives. The model is classified into severaltypes: saddelback, box, etc. The models are shown aswire frames. A wire-frame model could be adaptedmanually or automatically (guided adaptation) [2].Guided adaptation has been performed in a sequence asshown in Fig 4. Only three operations (A, B, C) areneeded for creating a parametric model. Manualadaptation goes step by step in 8 switchable operation.
Each parametric model is specified by a set ofparameters: building point coordinates, length, width,height and roof height (Fig 5).
Fig 3. Graphical user interface
SA
UN
UN
SA
BO
UN
�.
5
Fig 4. Automated adaptation of a wire-frame model
8
3 7
roof height
4 2 height
Z 6 Y 1
5 X length width
Fig 5. Parametrization of a saddleback building
Ground point and roof top heights have beendetermined automatically by matching homologouspoints in a epipolar stereo pair with the use of cross-correlation method. In matching ground point and rooftop, one point is given and the second one is determined.The second point is the one, whose surrounding windowyields the maximum value of the correlation coefficient[3].
The extraction of building is done by thecombination of primitives needed for matching andglueing. Matching and glueing of edges is an automaticprocess and this function is based on a definite radius.
When composition of CSG model is finished,visualisation of the results can be done. It is possible tocheck completeness of models and extracted feature forderivation a photo-realistic view (Fig 6) [4].
6
a) b) c)
Fig 6. Visualisation of model: a) actual model; b) extracted texture; c) all extracted features
3. Experience in test fields3.1 Test field Odekoven
Aerial photography of city Oedekoven at a scale 1:
12 000 has been used for 3D city modelling. Photo
camera focal length is 153 mm, scanning pixel size 15
µm, model area 3 km2. The functioning of semi-
automatic feature extraction system as well as time
needed for 3D data acquisition have been investigated.
Total time needed for building extraction involves
components as shown in Fig 7.
About 5500 primitives have been extracted. The
results of time required for 3D building extraction (one
primitive) are presented in Table 1.
3D data acquisition has been performed by
inexperienced operator after one-week training and also
by an experienced operator. Both needed the same
amount of time to complete the work.
Table 1. 3D modelling time
Components oftime
Time/primitive(seconds)
ModellingLocal navigationGlobal navigation
47,810,328,3
Total 86,4
The accuracy depends on image scale, pixel size,
orientation, film processing, scanning, selection and
measurement of models and homologous points,
identification of building corners, generalisation of
elevation. The accuracy received on the bases of the
differences of measured roof point coordinates and
ground points coordinates (25 cm for planimetric
coordinates and 35 cm for heights) corresponds to the
accuracy of analytical photogrammetric methods.
Modelling Global navigation Internal navigation
Form adaption Selection of operation Choosing homologous points CSM tree Selection of primitive
Visualization Area Completeness Editing
Fig 7. Components of time consuming for 3D modelling
7
3.2. Test field Getlva
Test field � Getlva (region of city Bonn), aerialphotography at a scale of 1:14 500. Test area is 1 km2,covered by buildings about 45% of an area. Photographshave been scanned with the pixel size 12 µm, and inner-outer orientation were done on digital work-stationPODIS Zeiss. Investigation of 3D building extraction hasbeen done by the author � not an experienced user ofsystem (training time 4 days). Four digital images wereused for navigation and building measurementssimultaneously (3 images from one strip and one from theupper strip). The process of 3D building extraction usingInJECT system involves: preparation, global navigation;local navigation � recognising building geometry andconfiguration from 4 images, selection of primitive;measurement of building � adaptation of measuring markto building roof configuration; correction-editing-adjusting geometry of buildings at all images;visualisation at VRM.
Some results of investigation in a process of 3Dbuilding extraction:
• Definition of buildings geometry in the test fieldwas complicated even using more than three images. Theground position of 95% of buildings could not beobserved. About 50% of buildings were covered byshadows and vegetation.
• Images of the given test field is not of a bestresolution. About 10% of buildings in the test site weresituated in the centre of photograph and it causeddifficulties to detect the roof edge angle.
• When 4 images were used for measuring cornersof a building, the measuring marks were not stable. Thiseffect did not occur when smaller number images wereused.
• Matching heights is possible only working onimages of the same strip. Matching height function wasused successfully about 40%. Matching ground pointheights was possible only after 3 to 4 attempts whenselecting the best position of ground point.
• In case of 20% of buildings; their type(geometry) could be determined only by using fourimages. In the test field Getlva it was necessary to displayfour images because of the above-mentioned disadvan-tages.
Fig 8. Extracted buildings in test field Getlva. Experimental part
- middle-lower image area
There was extracted 243 CSG trees (397 primitives)with saddleback, lop-sided saddleback, hip roof, boxes,pent roof buildings and CCS trees units with 2, 3, 4-6primitives (Fig 8).
An average time required for extracting one primitivewas 4 min and for CSG unit tree 7-20 min. Time perPrimitive in test field is presented in Table 2.
Table 2. Average time per Primitive in test field Getlva
Data acquisitioncomponents
Time / Primitive(seconds)
Global navigationModelling local navigation measuring correction (editing)Visualisation
30
303013812
Total 240 (4 min)
4. Conclusions
Semi-automatic extraction of 3D buildinginformation from digital images with the use of InJECTis highly effective in urban areas. The supplied automatedtools support the human operator in solving the buildingsinterpretation tasks. It has been confirmed that non-photogrammetrists can use the system after a very shorttraining. The quality of the products increased byautomated texture extraction from images. In comparisonwith classical analytical photogrammetry methods thesystem is very flexible and efficient for 3D modelling.The 3D modelling, 3D data acquisition and 3Dvisualisation will play a more dominant role in the future.
8
The 3D modelling time could be reduced by about 50%,if the geometry of a building could be established withthe use of 2 or 3 images.
Acknowledgements
I would like to thank Prof W. Förstner from
Photogrammetry Institute of the University of Bonn for research
opportunity and support given to me.
References
1. Hardo Müler. Experiences with Semiautomatic buildingExtraction. Tutorial, Chapter 12, Institut fürPhotogrammetrie, Universitat Bonn, February 1998, p. 32.
2. Eberhard Gülch, Hardo Müler, Thomas Läbe. Integrationof automatic processes into semi-automatic buildingextraction. ASPRS, Vol 32, part 3−2, Nr. 5 �Automaticextraction of GIS objects from Digital Imagery�, München,September 8−10, 1999, p. 1−10.
3. E. Gülch. Virtual cities from digital imagery.Photogrammetric Record, 16 (96): University of Bonn,1999, p. 893−903.
4. W. Förstner. 3D-City Models: Automatic andSemiautomatic Acquisition Methods. PhotogrammetricWeek 1999, Stuttgart, 1999, p. 291−303.
Įteikta 2000 12 29
PUSIAU AUTOMATIZUOTO PASTATŲ MODELIŲSUDARYMO PAGAL AEROFOTONUOTRAUKAS,TAIKANT InJECT SISTEMĄ, ASPEKTAI
B. Ruzgienė
S a n t r a u k a
Viena i� �iuolaikinės skaitmeninės fotogrametrijos tyrimųsričių yra miestų teritorijų objektų trimačių modelių kūrimas,naudojant skaitmenines fotonuotraukas. Tokių modelių kūrimasklasikiniais fotogrametriniais metodais u�ima daug laiko, būtinakvalifikuotas operatorius.
Bonos universiteto Fotogrametrijos institutas sukūrė naująpusautomatę objektų geometrinės padėties patikslinimo sistemąInJECT, pagal kurią atliekami erdviniai statinių matavimaiskaitmeninėse fotonuotraukose. �iandien tokie statinių erdviniai
modeliai labiausia reikalingi mobiliųjų telefonų kompanijomsbei projektuojant telekomunikacijas.
Taikant naująją sistemą, pastatai modeliuojami juosgeneralizuojant (�r. 1 pav.) pagal sukurtą klasifikaciją(primityvus). Trimatis statinio modelis gaunamas automatizuotubūdu. Tuo atveju, kai pastato konfigūracija yra ai�kiai matomafotonuotraukose, statinio parametrai nustatomi automati�kai,prie�ingu atveju − operatorius modeliuoja rankiniu būdu.Sumodeliuotojo pastato parametrai yra jo ilgis, plotis, auk�tis,stogo auk�tis bei stogo kampo koordinatės (�r. 5 pav.). Statiniostogo bei ta�ko ant �emės pavir�iaus altitudės nustatomosautomati�kai, sugretinant homogeninius ta�kus dviejosesutampančiose fotonuotraukose. Sumodeliuotojo pastatogeometrinių parametrų kokybei patikrinti atliekamasvizualizavimas bei tekstūravimas.
Eksperimentiniai bandymai atlikti naudojant Oedekovenomiesto (Vokietija) 1:12 000 mastelio aerofotonuotraukas.Tikrinta programinės sistemos funkcijų efektyvumas, sukurtųjųstatinių trimačių modelių kokybė, tyrinėtos laiko sąnaudos.Nustatyta, kad modeliuoti vieną statinį trunka apie 1,5 min.Taikant naująją programinę įrangą nereikia auk�toskvalifikacijos operatoriaus (mokymuisi bei eksperimentavimuiu�tenka vienos savaitės) [1].
Autorė eksperimentinius tyrimus atliko naudodama Bonosmiesto rajono Getlva skaitmenines aerofotonuotraukas.Pateikiama pastatų geometrinės formos matavimo ypatumai beilaiko sąnaudos (�r. 2 lent.). �iame tyrinėjimų objektekokybi�kai ir greitai modeliuoti 3D statinius trukdė tai, kad apie95% statinių padėtis ant �emės pavir�iaus visi�kai nematoma, opastatų, esančių apie aerofotonuotraukos pagrindinį ta�ką,sudėtinga nustatyti stogo kraigo kampą.
Spartaus bei auk�tos kokybės trimačio objektų, pastatųmodeliavimo, parametrų nustatymo bei vizualizavimo poreikisateityje augs.
Birutė Ruzgienė. Associate Professor, Doctor. VilniusGediminas Technical University. Dept of Geodesy. Saulėtekioal. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania (tel +370 2 767879, fax+370 2 763864), e-mail: [email protected].
A graduate of Vilnius Civil Engineering Institute (engineerof geodesy, 1968). Doctor (Vilnius Gediminas TechnicalUniversity , 1999). Research training at Moscow Institute ofGeodesy, Aerosurveying and Cartography (1986), at NorwayAO Fjellanger Widerøe (1995), at Warsaw Institute of Geodesyand Cartography (1998), at Photogrammetry Institute of BonnUniversity (2000). Research interests: digital cartography,aerophotogrammetry.
`
9
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.14
MATAVIMO ELEKTRONINIAIS TOLIMAČIAIS REZULTATŲ KORELIACIJOSANALIZĖ
J. Skeivalas, Č. AksamitauskasVilniaus Gedimino technikos universitetas
1. Įvadas
Matavimo elektroniniais tolimačiais rezultatųtikslumas labai priklauso nuo daugelio veiksnių:geometrinių, optinių ir elektroninių parametrų stabilumo,atmosferos parametrų įtakos, kai kurių parametrųtarpusavio koreliacijos. Geometriniai ir optiniaiparametrai susiję su tolimačio optinės ir mechaninėsdalies konstrukcija, ir �ių parametrų įtaka matavimųtikslumui gali būti apskaičiuota. Elektroninių signalųparametrų klaidos priklauso nuo daugelio nestabiliųveiksnių − temperatūros, drėgmės, da�nio ir kt. Todėl jųpoveikis matavimų tikslumui gali būti įvertintasmatematinės statistikos metodais, panaudojus atitinkamųmatavimų duomenis. Kai kurių fizinių parametrųtarpusavio koreliacija gali turėti įtakos matavimorezultatų tikslumui. I�matuotų dyd�ių koreliacija − �iųdyd�ių funkcijų tikslumui, pvz., ta�kų koordinačiųklaidoms.
Straipsnyje analizuojama skirtingų modeliųtolimačiais SOKKIA SET i�matuotų linijų ilgiųtarpusavio koreliacija. Kaip galimi koreliacijos �altiniaibuvo panaudoti �viesos virpesių greičio atsitiktiniaipokyčiai dėl atsitiktinių atmosferos parametrų,temperatūros ir slėgio pokyčių.
2. Teorinė koreliacijos analizė
Kovariaciją tarp pavienių i�matuotų dyd�ių galimaįvertinti pagal atitinkamas formules. Teori�kai kovariacijątarp kai kurių dyd�ių įmanoma nustatyti, taikant tamtikras pradines sąlygas.
Nustatysime teorinę kovariacijos tarp skirtingų linijų
ilgių i�rai�ką, kai pradinis linijų ta�kas yra bendras.Kovariacija ( )21 , SSK tarp linijų ilgių 1S ir 2S
skaičiuojama pagal formulę
( ) ( )2121 , SSMSSK ∆⋅∆= , (1)
čia M − vidurkio arba matematinės vilties simbolis,iS∆ − i-tojo linijos ilgio atsitiktinė klaida.
Nagrinėsime matavimų elektrooptiniais tolimačiaisatvejį.
Linijų ilgių atsitiktines klaidas iS∆ i�rei�kiameapskaičiuodami virpesių greičio atsitiktines klaidas iv∆
[1] ir tuomet gauname
( ) { } ( )214221221 22121 , vvMvvMSSK
sss faa
fa
fa ∆⋅∆=∆⋅∆= , (2)
čia ia − skaičiuoklio generatoriaus impulsų skaičius,matuojant i-tosios linijos ilgį; sf − skaičiuoklio
generatoriaus virpesių da�nis. Formulėje (2) gali būtinaudojami skirtingų tolimačių skirtingais generatoriųda�niais sf duomenys. Kadangi da�niai sf generuojami
gana dideliu tikslumu, tai jų klaidų įtakos kovariacijainepaisysime.
Virpesių greičio atsitiktines klaidas v∆ nustatysimetaikydami virpesių greičio formulės ncv /=linearizavimą, čia c − virpesių greitis vakuume, n − lū�ioatmosferoje rodiklis. Taigi gauname:
( ),37,010
1037,010
6
6600
22
PTc
PT
PTMvvv
n
c
n
cMnc
Pn
nv
Tn
nv
Mnc
∆⋅−∆=
=∆⋅⋅−∆⋅=−
−∆
⋅+∆
⋅+=−=∆
−
−−
∂∂
∂∂
∂∂
∂∂
(3)
čia T∆ − atmosferos temperatūros matavimo atsitiktinėklaida, ;K° P∆ − atmosferos slėgio matavimo atsitiktinėklaida, mmHg ; .0,1≈n Dalinių i�vestinių reik�mėms
10
skaičiuoti taikyta Barelio ir Sirso formulė grupiniamlū�io rodikliui N nustatyti [1]:
( ) ,045,17 20
0 5572,00 T
eTP
PT
gr NNλ
−−=
čia 000 , , PTN − atitinkamų parametrų reik�mės
standartinėmis meteorologinėmis sąlygomis, e −atmosferos drėgnumas, mmHg , λ − virpesių bangosvakuume ilgis, mµ .
Skaičiuojant i�matuoto linijos ilgio atmosferinespataisas, yra naudojamos galiniuose linijos ta�kuosei�matuotų temperatūros, slėgio ir drėgmės vidutinėsreik�mės. Tuomet formulę (3), nepaisydami atmosferosdrėgmės įtakos, kuri atliekant elektrooptinius matavimusyra ne�ymi, para�ome tokiu pavidalu:
( ) ( ){ } . 37,010 62
PPTTv c ′′∆+′∆−′′∆+′∆=∆ − (4)
Tuo atveju, kai matuojami linijų ilgiai turi bendrąta�ką, formulės (2) narys ( )21 vvM ∆⋅∆ įgauna pavidalą
( ) ( ), 14,010 22124212
PTcvvM σ+σ=∆⋅∆ − (5)
čia PT σσ , − atitinkamai temperatūros ir slėgio
matavimų standartiniai nuokrypiai.Dviejų linijų, turinčių bendrą ta�ką, ilgių kovariacija,
atsi�velgiant į formules (2) ir (5), yra lygi
( ) ( ). 14,010 , 221221621 2
21PTf
aa cSSKs
σ+σ⋅= − (6)
I�matuoto linijos ilgio iS dispersijos i�rai�ka:
( ) ( ). 14,010 2212284 2
2
2
2
PTfa
ifa
i cvDDSs
i
s
i σ⋅+σ⋅=∆= − (7)
Dviejų linijų ilgių koreliacijos koeficientas 21 SSr
gaunamas i� formulių (6) ir (7):
( ) . rS1S
S SKSS 2
12
2121
, == σσ (8)
Koreliacijos koeficiento 21 SSr įvertis nustatomas
panaudojant matavimų rezultatus. Įverčio tikslumaspriklauso nuo matavimų skaičiaus n ir apibrė�iamasstandartiniu nuokrypiu [2]
.21
nr
r−≈ó
3. Praktiniai koreliacijos skaičiavimai
Praktiniams skaičiavimams buvo panaudotielektrooptinių tolimačių SET testavimo rezultatai.Testuojant i�matuoti penkių bazinių linijų ilgiai:10,473 m; 44,225 m; 170,139 m; 334,347 m; 606,244 m.Kiekvienos bazės ilgis matuotas de�imt kartų. Pagal �iųmatavimų rezultatus buvo apskaičiuoti koreliacijos tarppirmosios bazės ilgio m 473,101 =S ir visų kitų bazių
ilgių koeficiento įverčiai. Skaičiuojant taikytosmatematinės statistikos formulės:
( ) ( )( ) ,
1
111
1 1 kSS
n
ikkii
k mmn
SSSS
SSr−
−−∑==′ (9)
čia kS S ,1 − aritmetinių vidurkių simboliai, .10=nStandartinių nuokrypių
kSσ įverčiai kSm skaičiuojami
pagal formulę
( ) .1
21
1 ∑=
− −=n
ikkinS SSm
k (10)
Rezultatai pateikti 1 lentelėje.
1 lentelė. Koreliacijos koeficientų reik�mėsTable 1. Values of correlation coefficients
Tolimačio numerisKore-liacijatarp
linijų
5049 5385 5397 8789 12696 18842 18894
S1−S2 0,45 −0,35 0,26 0,78 0 0,38 0,33S1−S3 0,39 0,29 −0,18 0,80 0,22 0,38 −0,19S1−S4 0 −0,66 −0,20 −0,14 −0,52 0,68 0,22S1−S5 −0,22 0,53 0,55 0,17 0 0 0,19
Bazinių linijų ilgiai: m; 473,101 =Sm; 225,442 =S m; 139,1703 =S m; 347,3344 =Sm. 244,6065 =S
Matyti labai didelis gautųjų koreliacijos koeficientoįverčių nestabilumas. Tokio nestabilumo prie�astisapibrė�ti sudėtinga, reikalingi i�samesni tyrimai. Taigalėtų būti atmosferos parametrų reik�mių nestabilumasbei nedidelis ( )10=n matavimų skaičius.
Apskaičiuotų koreliacijos koeficiento įverčiųtikslumas įvertinamas vidutine kvadratine klaida
11
,25,010
5,011 212==≈ −−
′ nr
rm
laikant koreliacijos koeficiento teorinę reik�mę 0,5.=r
Taigi koreliacijos koeficiento įverčiai, esant nedideliammatavimų skaičiui, nėra patikimi statistine prasme.
Taip pat buvo apskaičiuoti skirtingų tolimačiųkoreliacijos koeficientų įverčiai, matuojant tuos pačiusbazinių linijų ilgius. Skaičiavimų rezultatai pateikti 2lentelėje.
2 lentelė. Koreliacijos koeficientų rek�mėsTable 2. Values of correlation coefficients
Bazinių linijų ilgiai, mKoreliacijatarp
tolimačių10,473 44,225 170,139 334,347 606,244
5049−5385 0,10 0,0 0,35 −0,50 0,045049−5397 −0,94 0,48 0,0 0,35 0,05049−8789 −0,47 0,41 0,0 0,45 0,21
5049−12696 −0,46 0,0 −0,57 0,50 0,05049−18842 0,29 0,52 0,0 −0,50 0,05049−18894 0,0 −0,44 −0,42 0,0 −0,27
I� lentelės matyti gana �enklus apskaičiuotųkoreliacijos koeficiento įverčių kintamumas. Akivaizdu,kad prie�astys įvairios: atmosferos parametrų reik�miųpokyčiai, skirtingų serijų tolimačių tų pačių parametrųreik�mių skirtumai bei jų nepastovumas.
Atlikta analizė reflektoriaus prizmių parametrųįtakai matavimo rezultatų koreliacijai nustatyti. Pagal tai,į kurią reflektoriaus prizmę patenka i� tolimačiosiunčiami �viesos virpesiai, gaunamas atitinkamasvirpesių fazės pokytis. Tolimatis siunčia �viesosspindulius pakankamai siauru pluo�tu (apie keletomilimetrų), tačiau matuojant ilgesnes linijas �viesosspindulys dėl atmosferos turbulenti�kumo plečiasi. Taigi�viesos spindulių pluo�tas patenka ne tik į centrinęreflektoriaus prizmę, bet ir į �onines prizmes. Todėlgaunami papildomi nuo reflektoriaus atsispindėjusiųvirpesių faziniai nuokrypiai.
Koreliacijos koeficientų įverčiams skaičiuoti buvopanaudoti matavimų rezultatai, gauti �viesos spinduliusnukreipiant į atitinkamas reflektoriaus prizmes.Skaičiavimų rezultatai pateikti 3 lentelėje.
Lentelėje panaudoti �ie prizmių �ymėjimai: C −centrinė, V − vir�utinė, A − apatinė, K − kairinė, D −de�ininė.
3 lentelė. Koreliacijos koeficientų reik�mėsTable 3. Values of correlation coefficients
Toliamačio numerisKoreliacija
tarp
prizmių5049 5385 5397 8789 12696 18842 18894
C−V 0,74 −0,15 0,87 0,97 −0,90 0,0 0,0
C−A 0,24 0,07 0,41 0,54 0,25 0,0 0,0
C−K 0,89 0,33 0,67 0,61 −0,28 0,0 0,0
C−D 0,72 0,33 0 0,79 −0,90 0,0 0,0
Skaičiavimų rezultatai rodo, kad tarp visų tolimačių,i�skyrus du (Nr. 18842 ir Nr. 18894), reflektorių prizmių�enkli fazinė koreliacija. Kadangi abiejų �ių tolimačiųkoreliacija tarp reflektoriaus prizmių lygi nuliui, galimateigti, kad �ių tolimačių reflektorių konstrukcijapakankamai tobula.
4. I�vados
Elektroninių tolimačių SOKKIA SET koreliacijostarp skirtingų linijų ilgių bei tarp skirtingų tolimačiųkoeficientų įverčiai, nustatyti matuojant bazinių linijųilgius, kinta gana plačių diapazonu. Be to, koreliacijoskoeficientų įverčių kaita yra ai�kiai atsitiktinio pobūd�io.Tai rodo, kad koreliacijos koeficientų reik�mėms įtakosturi atsitiktiniai veiksniai. Tokiais nestabiliais veiksniaisgalėtų būti tik atmosferos parametrai − temperatūra,slėgis ir drėgmė, kurių reik�mės i�ilgai linijos ilgio kintaatsitiktinai. Dėl to atsiranda elektromagnetinių virpesiųparametrų − amplitudės, fazės, da�nio, poliarizacijos −atsitiktinės fliuktuacijos. Jų įtakai eliminuoti arbasuma�inti matuojamų linijų ilgių galiniuose ta�kuosenustatomos atmosferos parametrų reik�mės irskaičiuojamos i�matuotų linijų ilgių pataisos. Tačiaui�ilgai viso matuojamos linijos ilgio nustatyti atmosferosparametrų reik�mių kaitos neįmanoma. Jų įtakapasirei�kia matavimų tikslumo parametrų, koreliacijoskoeficientų įverčiais bei kitais rodikliais.
Literatūra
1. J. Skeivalas. Elektroniniai geodeziniai prietaisai.Mokomoji knyga. Vilnius: Technika, 1998. 120 p.
2. Ю. И. Маркузе. Основы уравнительных вычислений.Москва: Недра, 1990. 240 с.
Įteikta 2000 12 20
12
CORRELATION ANALYSIS OF MEASUREMENTRESULTS OBTAINED BY ELECTRONIC RANGEFINDERS
J. Skeivalas, Č. Aksamitauskas
S u m m a r y
The correlation effect on the values gained by rangefinders, when it is strongly influencing the measured valuefunction accuracy is discussed in the article.
The correlation sources are various possible randomweather condition changes, which influence the changes ofrange finder signal parameters. In theoretical investigation thelight velocity random changes, due to the accidental changes ofatmospheric parameters in temperature and pressure have beenused. The correlation coefficient expression for different linelengths and various range finder oscillation series has beendetermined. For practical correlation coefficient computationthe measured lenghts of five bases have been used. The gainedcorrelation coefficient values are changed accidentally and in avery large range. The actual reason for this effect is a randomfluctuation of atmospheric parameters along the entire line.Consequently, the random electromagnetic oscillation parameterchange appears and it effects the mutual correlation of themeasured values.
Jonas Skeivalas. Professor, Doctor Habil. Dept of Geodesy andCadastre. Vilnius Gediminas Technical University. Saulėtekioal. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania.tel +370 2 767879, fax+370 2 763864. E-mail:[email protected]
Doctor Habil (1988). Research visit to Geodetic Instituteof Finland (1980). Research interests: processing ofmeasurements in respect of tolerancies, adjustment of geodeticnetworks.
Česlovas Aksamitauskas. Associate Professor, Doctor.Dept of Geodesy and Cadastre. Vilnius Gediminas TechnicalUniversity. Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania.tel +370 2 767879, fax+370 2 763864. E-mail:[email protected]
A graduate of Vilnius Gediminas Technical University(engineer of geodesy, 1975). Doctor (Lviv PolitechnicalInstitute, 1982). Research interests: engineering geodesy,investigations of deformations.
13
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.541.82
PRECIZINIŲ KODINIŲ NIVELIAVIMO MATUOKLIŲ TYRIMAI
B. Krik�taponis, V. TulevičiusVilniaus Gedimino technikos universitetas
1. Įvadas
VGTU Geodezijos instituto (GI) bei Geodezijos irkadastro katedros darbuotojai parengė naujojo Lietuvosvalstybinio geodezinio vertikaliojo tinklo sudarymotechnines sąlygas, tinklo principinę schemą ir matavimųmetodiką [1]. 1997 m. Geodezijos institutas pradėjovertikaliojo pirmosios klasės tinklo penktojo poligonopunktų rekognoskavimą, projektavimą ir įtvirtinimą, o1998�1999 m. atliko matavimus. Auk�čių skirtumai tarppunktų nustatomi atliekant precizinį geometrinįniveliavimą. Niveliuojama dviem automatiniaisskaitmeniniais nivelyrais Wild NA3003 ir precizinėmiskodinėmis invarinėmis matuoklėmis Wild GPCL3.Niveliavimo metu matuoklių rodmenys automati�kaiįra�omi į nivelyro duomenų kaupiklį, jie taip patparodomi displėjuje. Taip ma�ėja matavimų lauketrukmė, didėja niveliavimo tikslumas, nes atkrintaatskaičiavimai i� matuoklės, dėl kurių nei�vengiamaasmeninių operatoriaus paklaidų. Taip pat panaikinamosmatuoklių atskaitų ir apsirikimo jas u�ra�ant galimybės.
Sudarant geodezinį vertikalųjį pirmosios klasėstinklą, preciziniu niveliavimu siekiama didelio tikslumo(0,5 mm/km). Precizinės niveliacijos tikslumas susijęs suprecizinių kodinių invarinių matuoklių tyrimo metodikostobulinimu.
2. Matuoklių paklaidų įtakos niveliavimo tikslumuisamprata
Precizinių invarinių matuoklių kokybępatikimiausiai apibrė�ia brūk�nių �enklinimo invarinėjejuostelėje tikslumas. Teigiama, kad precizinių matuokliųbrūk�niai invarinėje juostelėje turi būti pa�enklinti su nedidesnėmis kaip 0,05 mm paklaidomis, o matuoklių
vidutinio metrinio intervalo ilgio nuokrypis neturėtųvir�yti 0,10 mm [2].
Matuoklės i-tojo brūk�nio tiksli padėtis i�rei�kiama li
� nustatytu atstumu tarp invarinės juostelės nulinio ir i-tojo brūk�nių. Tarp tų pačių brūk�nių li
' yra faktinisatstumas. Taigi =i∆ li � li
' yra i-tojo brūk�nio padėties
pataisa. I� atstumo, nustatyto tarp matuoklės brūk�nių, iri�matuoto komparatoriumi faktinio atstumo skirtumogaunama matuoklės brūk�nio pataisa. Labiausiaipaplitusios su analoginiais nivelyrais naudojamosprecizinės niveliavimo matuoklės yra 3 m ilgio. Jųinvarinėse juostelėse − dvi skalės su padalomis kas 5 mm.Kiekvienoje juostelėje � 1200 padalų. Todėlkomparatoriumi reikėtų i�matuoti 1200 atstumų. Tamprireiktų labai daug laiko ir lė�ų. Praktikoje apsiribojamamatuoklių metrinio intervalo ilgio nustatymukomparatoriumi MK-1 arba kontroliniu metru. Matuoklėsmetrinio intervalo paklaida nustatoma 0,01 mm �0,02 mm tikslumu, o reikėtų � 2�4 kartus tiksliau [2].U�sienyje invarinių brūk�ninių matuoklių metriniointervalo ilgis nustatomas interferenciniaiskomparatoriais. Matuoklės metrinio intervalo paklaidagaunama 0,005 mm tikslumu [3].
Precizinių matuoklių invarinių juostelių
temperatūrinio linijinio plėtimosi koeficiento reik�mės
įvairuoja gana plačiai � α = 0,5 ppm/°C � 3,5 ppm/°C.
Rekomendacija visoms matuoklėms taikyti vidutinį
α = 2 ppm/°C � nepagrįsta ir nepriimtina. Turi būti
nustatomas kiekvienos matuoklės invarinės juostelės
linijinis plėtimosi koeficientas. Tačiau ir to negana.
Tyrimais nustatyta, kad vasarą, �viečiant saulei,
tiesioginių saulės spindulių ap�viestos matuoklės
invarinės juostelės temperatūra yra iki 5°C auk�tesnė,
palyginti su matuoklės invarinės juostelės, esančios
14
�e�ėlyje, temperatūra. Tariant, kad abiejų matuoklių
invarinių juostelių temperatūrinis linijinis plėtimosi
koeficientas yra vienodas ir lygus 2 ppm/°C, tokių
matuoklių atskaitos ties 2000 mm �yma skirsis 16 µm, o
esant α = 3 ppm/°C � 24 µm.Saulėtą dieną invarinės juostelės ir oro temperatūra
gali skirtis iki 10°C � 15°C. Jei tarsime, kad juostelės iroro temperatūra skiriasi 10°C, tai esant α = 2 ppm/°C, ties2000 mm �yma matuoklėje gautume paklaidą, lygią36 µm, o kai α = 3 ppm/°C � 54 µm. Todėl, atliekantprecizinį niveliavimą, specialiais temperatūros davikliaisreikia matuoti invaro juostelės ir oro temperatūrą 0,5 m,1,5 m ir 2,5 m auk�tyje ties matuoklėmis. Orotemperatūros matavimų duomenys naudojamivertikaliosios refrakcijos pataisoms skaičiuoti. Nesanttokių daviklių, privalu apsaugoti matuokles nuotiesioginių saulės spindulių arba niveliuoti ūkanotomisdienomis.
Matuoklės įlinkis, pado plok�tumos nestatmenumasmatuoklės a�iai, matuoklių poros nulių skirtumasniveliavimo rezultatams įtakos neturi, jei laikomasinusistovėjusios precizinio niveliavimo technologijos.
3. �iuolaikinis precizinių invarinių matuokliųkalibravimas
U�sienyje precizinės invarinės matuoklėskalibruojamos pastoviaisiais stacionariais matuokliųkomparatoriais. Vienas tokių komparatorių yra įrengtasSuomijos geodezijos institute (SGI). �is vertikalusismatuoklių komparatorius patalpintas patalpoje, kuriojeoro kondicionieriais temperatūra gali būti keičiama nuo+5°C iki +50°C, o santykinė drėgmė � nuo 5% iki 100%.Visi�kai automatizuotas 1996�1997 m. komparatoriusplačiai naudojamas invarinėms ir kodinėms matuoklėmskalibruoti [4].
Svarbiausi komparatoriaus komponentai yra 8 mauk�čio rėmas, lazerinis interferometras, CCD kamera irmatuoklės pakėlimo sistema.
Atstumas tarp dviejų gretimų matuoklės brūk�niųi�matuojamas perkeliant matuoklę ir atskaitant kiekvienobrūk�nio padėtį CCD kamera ir interferometru.Kalibravimo metu atstumas tarp interferometro ir CCDkameros privalo būti pastovus. Visas kalibravimo
procesas automatizuotas. Kalibravimo tikslumas � 0,5 µm�1,0 µm.
4. Precizinių kodinių matuoklių kalibravimo SuomijosGI komparatoriumi rezultatai
VGTU Geodezijos institutas preciziniam
niveliavimui skaitmeniniais nivelyrais Wild NA3003
naudoja kodines invarines matuokles Wild GPCL3. �ias
matuokles Vokietijoje gamina firma NEDO. Matuoklės
i�tisinės; jų ilgis � 3,00 m. Kodinės padalos matuoklės
invaro juostelėje pa�ymėtos nuo 0,035 m iki 2,98 m.
Kodinių padalų bazinio kodinio elemento ilgis �
2,025 mm, o kodinių padalų � nuo 2,025 mm iki
28,350 mm.
Matuoklės GPCL3 pagamintos i� aliuminio, kurio
pavir�ius padengtas izoliacine plėvele, o matuoklių padas
yra i� nerūdijančio plieno. Invaro juostelės temperatūrinis
plėtimosi koeficientas ma�esnis nei 1 ppm/°C. Matuokles
galima naudoti, kai aplinkos temperatūra � nuo �20°C iki
+50°C, o niveliavimo atstumų diapazonas � nuo 1,8 m iki
60 m. Bet kurios matuoklės atkarpos l leistinas nuokrypis
yra l∆ = ± (0,02 mm + 2·10-5 l ). Nulio padėties paklaida
nevir�ija ± 0,05 mm.
Geodezijos instituto keturios precizinės kodinės
invarinės matuoklės � Nr. 26598, Nr. 26599, Nr. 26600 ir
Nr. 26605 1998�2000 m. tris kartus kalibruotos
Nacionalinėje standartų laboratorijoje prie Suomijos GI
vertikaliuoju automatiniu lazeriniu komparatoriumi.
Invarinės juostelės kiekvienos kodinės padalos padėtis
nustatyta matuojant atstumus nuo kiek galima arčiau
matuoklės pado esančios geltonos ar juodos padalos.
Kalibravimo rezultatai buvo redukuoti į +20°C
temperatūrą, pateikti grafi�kai pataisų forma ir sudarytos
pataisų regresijos lygtys. 1 paveiksle pavaizduotos visų
keturių kodinių matuoklių 1998 m. kalibravimo pataisų
lygtys, o 2 paveiksle � vienos kodinės matuoklės visų
trijų kalibravimų pataisų lygtys.
15
1 pav. 1998 m. kodinių matuoklių kalibravimo rezultatai
Fig 1. Calibration results of bar code rods in 1998
2 pav. 1998�2000 m. kodinės matuoklės Nr. 26598 kalibravimo rezultatai
Fig 2. Calibration results of bar code rod No 26598 in 1998�2000
Kalibruojant gautos tokios matuoklių atskaitų pataisųdėl invaro juostelės kodinių padalų paklaidų lygtys:
1998 m.: Nr. 26598 δk = �0,004 l � 0,67,Nr. 26599 δk = �0,0033 l + 0,97,Nr. 26600 δk = �0,0062 l + 1,33,Nr. 26605 δk = �0,0075 l + 0,01;
1999 m.: Nr. 26598 δk = �0,0084 l + 1,15,Nr. 26599 δk = 9E�05 l � 1,04,Nr. 26600 δk = �0,009 l + 5,51,
Nr. 26605 δk = �0,0022 l + 2,84;2000 m.: Nr. 26598 δk = 0,0028 l � 0,26,
Nr. 26599 δk = 0,0023 l + 2,40,Nr. 26600 δk = �0,0045 l + 3,83,Nr. 26605 δk = 0,00014 l + 2,37;
Į lygtis įra�ius atskaitų l reik�mes milimetrais,pataisos δk gaunamos mikrometrais.
1 lentelėje pateiktos matuoklių atskaitų kalibravimopataisos, apskaičiuotos pagal pataisų lygtis.
�25
�20
�15
�10
�5
0
5
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Matuoklės atskaita, mm
Atsk
aito
s pa
tais
a, µ
m
26598 26599 26600 26605
�30
�20
�10
0
10
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Matuokės atskaita, mm
Atsk
aito
s pa
tais
a, µ
m
1998 m. 1999 m. 2000 m.
16
1 lentelė. Suomijos GI komparatoriumi nustatytų kodinių matuoklių pataisosTable 1. Bar code rod corrections determined by FIG comparator
Atskaitų pataisos, µmKodinės
matuoklėsMatuoklėsatskaita,
apskaičiuotos pagal regresijos lygtis pataisų skirtumai
Nr. mm 1998 m. 1999 m. 2000 m. 1999 m.� 2000 m.� 2000 m.�1998 m. 1999 m. 1998 m.
26598 5001000150020002500
�3�5�7�9
�11
�3�7
�11�16�20
+1+3+4+5+7
0�2�4�7�9
+4+10+15+21+27
+4+8
+11+14+18
26599 5001000150020002500
�1�2�4�6�7
�1�1�1�1�1
+4+5+6+7+8
0+1+3+5+6
+5+6+7+8+9
+5+7
+10+13+15
26600 5001000150020002500
�2�5�8
�11�14
+1�3�8
�12�17
+2�1�3�5�7
+3+2
0�1�3
+1+2+5+7
+10
+4+4+5+6+7
26605 5001000150020002500
�4�7
�11�15�19
+2+1
0�2�3
+2+3+3+3+3
+6+8
+11+13+16
0+2+3+5+6
+6+10+14+18+22
Did�iausios kalibravimo pataisos i� trijų kalibravimųties matuoklių 500 mm atskaita yra +4 µm, 1000 mm ��7 µm, 1500 mm � �11 µm, 2000 mm � �16 µm ir2500 mm � �20 µm. Tarp 1998 m. ir 1999 m.kalibravimų pataisų pokyčiai nevir�ija +16 µm, 1999 m.ir 2000 m. � +27 µm, o tarp 1998 m. ir 2000 m.kalibravimų � +22 µm. Pastebima ne�ymi tendencija �matuoklių trumpėjimas. Tai matuoklių eksploatavimopasekmė.
Matuoklių temperatūrinis linijinis plėtimosikoeficientas nustatytas tuo pačiu lazeriniuinterferometriniu komparatoriumi matuojant invarinėsjuostelės 2930 mm atkarpos ilgį, esant 4�5 skirtingomstam tikru nuoseklumu keičiamoms temperatūrųreik�mėms, pvz., 2000 metais � +20°C, +33°C, +27°C,+6°C ir +13°C. Invaro juostelės 2930 mm atkarpos ilgiopataisos pateiktos grafi�kai ir sudarytos pataisų regresijoslygtys. Pagal lygtis apskaičiuoti matuokliųtemperatūriniai linijiniai plėtimosi koeficientai pateikti 2lentelėje.
Temperatūrinių linijinių plėtimosi koeficientųnustatymo vertikaliuoju lazeriniu matuokliųkomparatoriumi tikslumas � apie 0,015 ppm/°C. I� 2lentelės duomenų matyti, kad plėtimosi koeficiento
reik�mės yra tarp 0,801 ppm/°C ir 0,897 ppm/°C, okoeficiento reik�mių pokyčiai svyruoja nuo�0,088 ppm/°C iki 0,035 ppm/°C.
2 lentelė. Temperatūriniai linijiniai plėtimosi koeficientai (ppm/°C ) 1998�2000 m.Table 2. Thermal expansion coefficients (ppm/°C) in1998�2000.
Mat
uoklės
Nr.
1998
m.
1999
m.
2000
m.
1999
m.�
1998
m.
2000
m.�
1999
m.
2000
m.�
1998
m.
26598 0,876 0,826 0,822 �0,050 �0,004 �0,054
26599 0,835 0,845 0,870 0,010 0,025 0,035
26600 0,889 0,801 0,820 �0,088 0,019 �0,069
26605 0,897 0,876 0,882 �0,021 0,006 �0,015
Kaip �inia, kodinių matuoklių GPCL3 korpusaspagamintas i� aliuminio, kurio temperatūrinis linijinisplėtimosi koeficientas yra apie 24 ppm/°C, o invarojuostelės analogi�kas koeficientas ma�esnis nei1 ppm/°C. Du tris mėnesius trunkančio lauko darbųsezono metu aliumininio korpuso ilgis gali pakisti iki2 mm [4]. Kad matavimų rezultatai būtų patikimi, turi
17
puikiai veikti viena i� svarbiausių matuoklės dalių �invaro juostelės kompensatorius. Ilgalaikisnepatenkinamas juostelės kompensatoriausfunkcionavimas nustatomas: a) tiesiogiai matuojantinvaro juostelės įtempimą; jo nuokrypis nuo nominalios10 kg reik�mės neturi vir�yti ±0,3 kg, b) skirtingosetemperatūrose nustatant didelės invaro juostelės atkarposilgį, t. y. temperatūrinį linijinį plėtimosi koeficientą.Taikant pastarąjį būdą, kompensatoriaus veikimosutrikimus rodo didelis temperatūrinio plėtimosikoeficiento pokytis ir �enklios vidutinės kvadratinėskoeficiento bei juostelės ilgio nustatymo paklaidos [4].
Matuoklės atskaitos pataisa dėl invaro juostelės ilgiopriklausomybės nuo temperatūros tδ = α·l·(t � 20), čia α
� temperatūrinis linijinis plėtimosi koeficientas, ppm/°C,l � atskaita matuoklėje, t � invaro juostelės temperatūraniveliuojant.
5. Suomijos GI ir VGTU GI kalibravimo rezultatųpalyginimas
VGTU GI, kontroliuodamas matuoklių parametrųpastovumą, periodi�kai nustato minėtų precizinių kodiniųmatuoklių vidutinius metrinio intervalo ilgius kontroliniumetru. �alvarinis Rusijoje pagamintas kontrolinis metrasNr. 0195 1998 m. kalibruotas Suomijos GI. Kontroliniometro lygtis: L = (1000 � 0,0294 + 0,0185(t � 18,9)) mm.Kodinėse invarinėse matuoklėse matuoti trys vienodo945,725 mm ilgio intervalai tarp atitinkamai 49, 518, 987ir 1456 kodinių elementų.
Pagal Suomijos GI 1998�2000 m. kalibravimoduomenis buvo apskaičiuotos visų keturių matuokliųvidutinio metrinio intervalo ilgio reik�mės. Suomijos GIir VGTU GI matavimų duomenys pateikti 3 lentelėje.Matyti, kad pavienių matuoklių vidutinio metriniointervalo ilgių nesutapimai kinta nuo �26 µm iki +14 µm;
matuoklių komplektų ilgių nesutapimai yra nuo �24 µmiki +9 µm.
Pagal matuoklių kalibravimo tik SuomijosGeodezijos institute rezultatus nustatyta, kad pavieniųmatuoklių vidutinis metrinio intervalo ilgis yra pakitęsnuo �4,4 µm iki +11,2 µm, o matuoklių komplektųpokyčiai svyruoja tarp �0,6 µm ir +6,8 µm. Tokiepokyčiai nėra esminiai, matuoklių ilgis gali būti laikomaspastoviu.
2000 m. rugpjūtį atlikti eksperimentiniai kodinėsmatuoklės Nr. 26598 matavimai kontroliniu metruNr. 0195. Ant horizontaliai paguldytos kodinės matuoklėsu�dėtas kontrolinis metras, kurio nulis sutapdintas su kiekįmanoma arčiau pado esančios kodinės padalos prad�ia(87,075 mm nuo pado). Atskaičiuotos kontrolinio metroatskaitos ties kiekviena kodine padala (padalos ilgis � nuo2,025 mm iki 28,350 mm). �iek tiek pastūmus kontrolinįmetrą i�ilgai matuoklės, atskaičiavimai pakartoti.Periodi�kai atskaityta kontrolinio metro temperatūra.Analogi�kai atlikti matavimai antrajame ir trečiajamematuoklės metre. Baigus matavimus, apskaičiuoti dviejųmatavimų atskaitų ties tomis pačiomis kodinėmispadalomis skirtumai ir atskaitų vidurkiai. Atskaitųskirtumų svyravimai nevir�ijo 0,04 mm. Pagal atskaitųvidurkius ir pirmos matuotos padalos atstumą nuo padoapskaičiuotas kiekvienos juodos ir geltonos kodinėspadalos atstumas nuo pado ir patikslintas kontroliniometro kalibravimo bei temperatūros pataisomis.Matavimų rezultatai redukuoti pagal 20°C temperatūrą.Taip gauti 667 kodinių padalų iki 2,944 m faktiniaiatstumai il ′ nuo pado. Apskaičiuoti teoriniai atstumai nuo
pado li = i·2,025 (čia i � kodinio elemento numeris) irkiekvienos kodinės padalos pataisa kδ . Atskaitų pataisos
ir regresijos lygtis pavaizduota 3 pav.
3 lentelė. Matuoklių kalibravimo Suomijos GI ir VGTU GI rezultataiTable 3. Results of FGI and VGTU GI calibrations
Vidutinis metrinio intervalo ilgis, mmMatuoklių Nr. Suomijos GI
98 03 08 � 04 23VGTU GI99 02 04
Suomijos GI99 03 08 � 04 21
VGTU GI99 04 30
VGTU GI99 12 02
Suomijos GI00 01 17 � 20
VGTU GI00 04 17
26598 999,9960 999,988 999,9916 999,995 999,996 1000,0028 1000,02126599 999,9967 1000,014 1000,0000 999,995 999,988 1000,0023 1000,019
1-asis komplektas 999,9964 1000,001 999,9958 999,995 999,992 1000,0026 1000,02026600 999,9938 999,998 999,9910 999,977 999,989 999,9955 1000,02326605 999,9925 1000,000 999,9978 999,993 999,988 1000,0001 1000,021
2-asis komplektas 999,9932 999,999 999,9944 999,985 999,989 999,9978 1000,022
18
3 pav. Kodinės matuoklės Nr. 26598 kalibravimo kontroliniu metru rezultatai
Fig 3. Results of bar code rod No 26598 calibration by the normal meter
Lygties i�rai�ka:
kδ = 0,00115 l � 0,0000017 l2 + 34,24.
Gautieji rezultatai palyginti su �ios matuoklėskalibravimo Suomijos GI 2000 m. duomenimis. Pataisųskirtumai per matuoklės ilgį yra nuo +35 µm iki+14 µm.
6. I�vados
Tyrimo rezultatai rodo, kad precizinės kodinėsinvarinės niveliavimo matuoklės yra labai kokybi�kos.
Matuoklių invarinių juostelių padalų padėtiespataisos ne�ymios, todėl daugeliu atvejų jomis galimabūtų netaisyti matuoklių atskaitų.
Matuoklių atskaitų temperatūrinės pataisos yrareik�mingos. Precizinio niveliavimo metu būtina matuotimatuoklių invarinių juostelių temperatūrą ir matuokliųatskaitas pataisyti temperatūrinėmis pataisomis.Precizinių kodinių matuoklių invaro juostelių linijinisplėtimosi koeficientas kinta ne�ymiai, todėl matuokliųkalibravimą Suomijos GI komparatoriumi būtų galimadaryti kas antri metai, papildomai matuokles kalibruojantVGTU GI kontroliniu metru.
Pastebimas labai ne�ymus matuoklių trumpėjimas.
Literatūra
1. S. Kazakevičius, P. Petro�kevičius, A. Zakarevičius.Lietuvos geodezinio vertikaliojo tinklo sudarymo principai// Geodezija ir kartografija, XXV t., Nr. 2. Vilnius:Technika, 1999, p. 47�59.
2. Н. В. Яковлев. Высшая геодезия. Москва: Недра, 1989.446 с.
3. M. Takalo. Accuracy of Wild NA 2000 // SurveyingScience in Finland, Vol 10, No 2, 1992, p. 34�58.
4. M. Takalo. On behaviour of invar rods with aluminiumframe used in Third Levelling of Finland // GeodesySurveying in the Future,The Importance of Heights, Gävle,Sweden, 15−17th of March, 1999, p. 229�238.
Įteikta 2000 12 27
INVESTIGATION OF PRECISE LEVELLING INVARRODS WITH BAR CODE SCALE
B. Krik�taponis, V. Tulevičius
S u m m a r y
Four precise levelling invar rods with bar code (typeGPCL3) are used in Lithuanian state precise levelling duringlast three years. In the article the analysis of results of rodcalibration and appreciation of rods quality are carried out.
It is necessary to note that the rod calibration wasperformed by Vertical Automated Laser Rod Comparator of theFinnish Geodetic Institute with a precision of 0,5 µm.
The rods were calibrated three times with an interval ofone year. The corrections to the positions of bar codes areinsignificant (max 27 µm) and the differences of corrections forthe same bar codes between neighbouring calibrations reach 31µm. In many cases it is not necessary to put to reading of rodsthe corrections of bar codes.
Thermal expansion coefficient of rods vary from 0,801ppm to 0,897 ppm. Differencies of thermal expansion
�100
1020304050607080
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Matuoklės atskaita, mm
Atsk
aito
s pa
tais
a, µ
m
19
coefficients for the same rod from neighbouring calibrations arefrom −0,015 ppm to −0,088 ppm.
The rods are stable. But it is observed that they arenegligibly shortened.
Boleslovas Krik�taponis. Senior Assistant, Dipl Eng.,Researcher. Institute of Geodesy. Vilnius Gediminas TechnicalUniversity. Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania, tel+230 2 767879, fax +370 2 763864, e-mail:[email protected]
A graduate of Vilnius Gediminas Technical University(engineer of geodesy, 1974). Research interests: geodeticnetworks.
Vytautas Tulevičius. Associate Professor, Doctor.Emeritus. �emaitės g. 1 � 111, LT-2009 Vilnius, Lithuania, tel+370 2 234015, fax +370 2 763864.
A graduate of Kaunas Technological University (engineerof geodesy, 1953). Doctor, Assoc. Professor (1963, 1965).Resarch visit to Helsinki Technological University (1984).Research interests: geodetic instruments, geodetic networks.
20
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr.1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.14
STEREOFOTODIGITALIZAVIMO, ĮTRAUKIANT Į KARTOGRAFINES DUOMENŲBAZES PO�EMINIŲ IN�INERINIŲ TINKLŲ ELEMENTUS, METODIKOS TYRIMAS
A. �alnierukas, J. Su�iedelytė-VisockienėVilniaus Gedimino technikos universitetas
1. Įvadas
VGTU Geodezijos instituto Fotogrametrijoslaboratorijoje Vilniaus savivaldybės u�sakymustereofotogrametriniu (stereodigitalizavimo) metodupagal 1:6 000 mastelio aerofotonuotraukas kuriamostikslaus Vilniaus miesto skaitmeninio �emėlapiokartografinės duomenų bazės (KDB). Atliekamas mokslotiriamasis darbas miestų kartografavimo fotogrametriniubūdu problemoms spręsti.
Į stereofotogrametriniu būdu sukurtas skaitmeninio�emėlapio kartografines duomenų bazes i� senų grafiniųin�inerinių miesto planų perkeliami kompiuteriunuskaityti po�eminių komunikacijų tinklai (Savivaldybėsįmonė �Vilniaus planas�). Da�nai i� senų 1:500 mastelioplanų įra�yti po�eminių in�inerinių tinklų elementaiprastai siejasi su stereodigitalizuotais ant�eminiais KDBobjektais (kontūrais). Nesutapimai kartais esti iki 1 m irnet didesni. Tai sukelia tam tikrų problemų. Svarbiausiaprie�astis da�niausiai esti objektų padėties senuosein�ineriniuose planuose ir stereofotogrametrinėseduomenų bazėse paklaidos bei tai, kad stereofoto-grametriniu būdu pastatai fiksuojami pagal i� vir�ausmatomą pastato (stogo) kontūrą.
Informacijos suderinamumo problemų sprendimuipalengvinti VGTU Geodezijos institute 2000 m. atliktasmokslo tiriamasis darbas. Siekta į stereodigitalizavimoprocesą įtraukti po�eminių in�inerinių tinklų elementus.Sudaryta metodika ir atlikti eksperimentiniai darbai.
zStraipsnyje apra�oma kartografinių duomenų bazių
kūrimo, įtraukiant po�eminius in�inerinius tinklus,
metodika ir eksperimento rezultatai. Tyrimo duomenys
apibendrinti statisti�kai. Pateikiamos praktinės i�vados.
2. Stereodigitalizavimo įtraukiant in�inerinių tinklųelementus metodika
Sudarytoji metodika grind�iama �iais principais:1) stereofotogrametriniu būdu sukurtų kartografinių
duomenų bazių informacijos tikslumas ne ma�esnis negu1:500 mastelio in�inerinių plan�ečių;
2) stereomodelyje matoma nema�ai in�inerinių tinklųelementų (dalis kamerų, �ulinių dangčių, lietaus grotelių,taip pat stulpai, �viesoforai, ant�eminiai vamzdynai,transformatorinės ir kt.).
Stereofotogrametrinių KDB ir in�inerinių plan�ečiųtikslumas i�samiai i�tirtas atliekant geodezinius laukomatavimus GPS metodu ir elektroniniu tacheometru beigeometrinį niveliavimą [1]. Nustatytos stereofoto-grametrinių KDB vidutinės kvadratinės kontūrų padėtiespaklaidos − 0,26 m � 0,34 m, o altitud�ių � apie 0,15 m.Apibendrintos planimetrinio tikslumo charakteristikospateikiamos 1 lentelėje. Lentelės duomenys patvirtina,kad stereofotogrametriniu būdu sukurtų KDB absoliutusistikslumas miesto GPS tinklo koordinačių at�vilgiu nema�esnis negu in�inerinių plan�ečių.
1 lentelė. Kontūrų padėties paklaidos, nustatytos geodeziniaismatavimais pagal GPS tinkląTable 1. Planimetric errors of features defined by geodeticmeasurements according to GPS network coordinates
Tikrintųjų ta�kųskaičius
Vidutinės kvadratinėspaklaidos mxy, m
Did�iausi nuokrypiai∆XY, m
Stereofotogrametrinio �emėlapio KDB tikslumas422 0,26−0,34 1,00
I�matuotų atkarpų ilgių nuokrypiai ms=0,29 m, ∆Srib=0,78 mTopografinių 1:500 plan�ečių tikslumas
525 0,29−0,76 2,18
Technologiniai metodikos ypatumai.1. Grafinių in�inerinių plan�ečių turinio
kompiuterinis nuskaitymas, perskaičiavimas į LKS 94
21
sistemą ir rastrinio vaizdo perdavimas (programa PsDig) įstereofotogrametrinę KDB.
2. Stereomodelyje matomų in�inerinių tinklųįrenginių (�ulinių dangčių, lietaus grotelių ir kitųelementų) stereodigitalizavimas bei jų altitud�iųmatavimas. Kitų po�eminių in�inerinių tinklų rastriniovaizdo elementų vektorizavimas (programa PsDig).
3. Vektorizuotų po�eminių in�inerinių tinklųperskaičiavimas pagal stereodigitalizuotų �ulinių dangčiųbei lietaus grotelių koordinates, įtraukimas įstereofotogrametrinę KDB ir suderinimas sustereodigitalizuotais ant�eminiais objektais, remiantis irstereomodeliu.
Sudarant metodiką atsi�velgta į UAB �Cad ir F.Projektservisas� patirtį.
Taip kuriant KDB įtraukiami ir in�ineriniai(po�eminiai) tinklai. Svarbu tai, kad jau po�eminiųkomunikacijų vektorizavimo metu įrenginius ir trasasgalima derinti su stereofotogrametrinės KDB objektais,pirmiausiai su statiniais. Jei reikia, KDB gali būtitaisomos ir papildomos pagal rastrinį vaizdą (pvz., ma�i,stereomodelyje nematomi priestatai, pavieniai med�iai,�ulinių dangčiai, patenkantys po i�siki�usiu �laitiniu stoguir kt.). Taip gerinamos ir su topografiniu plan�ečių turiniulabiau suderinamos KD bazės. Rastrinį vaizdą galimavektorizuoti ir prie� perduodant į stereofotogrametrinęKDB. Prana�umas tai, kad vektorizavimą gali atlikti kitasasmuo, kitoje darbo vietoje.
3. Eksperimentiniai darbai
Stereodigitalizavimo metodikai, įtraukiant po�eminiųin�inerinių tinklų elementus, patikrinti atlikti bandomiejidarbai. Į PUMATEC stereodigitalizavimo programąPsDig įtraukti beveik visi pagal �Vilniaus plano�in�inerinių tinklų specifikaciją numatytų objektų kodai,sudaryta grafinio vaizdavimo ekrane simbolika. I�spręstassudėtingas rastrinio vaizdo įra�ymo į stereofotogrametrinęduomenų bazę klausimas (�Background image�operatoriumi).
Į stereofotogrametrines kartografinių duomenų bazesM27M28E (Savanorių prospekto pramoninismikrorajonas) ir K20K21E (Lazdynų mikrorajonas) buvoperkelti tokių in�inerinių plan�ečių rastrai:
į M27M28E � 169-B-12; 169-B-16 ir 169-B-8(dalis);
į K20K21E � 149-C-3 ir 149-C-4.Stereodigitalizuoti stereomodelyje matomi
po�eminių komunikacijų įrenginiai (�ulinių dangčiai,lietaus grotelės). Visi kiti po�eminių in�inerinių tinklųta�kiniai bei linijiniai elementai buvo vektorizuoti rastre,naudojant PsDig programą, patogiai vedant displėjuje�ymeklį ir valdant vaizdą stereofotogrametrinio prietaisoX ir Y judesiais. Stereodigitalizuotų ir vektorizuotųta�kinių elementų skaičius pateikiamas 2 lentelėje.Stereofotogrametriniu būdu koordinuota 28,3% visų�ulinių dangčių ir lietaus grotelių. 3 lentelėje pateikiamividutiniai kvadratiniai vektorizuojant beistereodigitalizuojant nustatytų koordinačių nesutapimųdyd�iai.
2 lentelė. Stereodigitalizuoti ir vektorizuoti po�eminiųin�inerinių tinklų įrenginiaiTable 2. Stereodigitalised and vectorised equipment installationof underground engineering nets
Objektopavadinimas
Objektų skaičius
stereodigitalizuota vektorizuota i� viso%
�uliniųdangčiai:
vandentiekiodujotiekio
�ilumotiekiofekalijų
kanalizacijoslietaus
kanalizacijosdrena�o
ry�io kabeliųelektroskabeliųlietaus
grotelių
22 549
26
53 419
1
19
30,116,133,6
22,8
30,616,026,0
16,7
32,2
502697
88
1202154
5
40
7231
146
114
1732573
6
59I� viso 198 28,3 501 699
Visi rastruose vektorizuoti po�eminių in�ineriniųtinklų elementai buvo konformi�kai perskaičiuoti ry�io(atramos) ta�kais naudojant visus stereofotogrametriniubūdu koordinuotus (stereodigitalizuotus) �ulinių dangčiusbei groteles, i�skyrus 32 kontrolinius. Po konforminioperskaičiavimo pakitę identi�kų objektų koordinačiųskirtumai pateikti 3 lentelėje.
I� 3 lentelės duomenų matyti, kad po konforminio
22
3 lentelė. Stereodigitalizuotų bei vektorizuotų �ulinių dangčių bei lietaus grotelių koordinačių nesutapimųvertinimo duomenysTable 3. Evaluation data of coordinate deviations of digitalised and vectorised well-covers and rain-gratings
Plan�etė Bendrųjųry�io ta�kų
skaičius
Vidutiniai kvadratiniaikoordinačių nesutapimai,
m
Sisteminiai 1 ta�kokoordinačių nesutapimai,
m
Did�iausinesutapimai,
mmX mY mXY σX σY ∆XY
Vektorizavus169-B-8169-B12169-B-16149-C-3149-C-4
2061224245
0,460,620,330,600,51
0,470,510,210,450,52
0,660,800,390,750,73
0,060,150,390,11−0,08
0,12−0,13−0,130,31−0,04
1,241,902,152,001,76
I� viso 190 0,58 0,49 0,76Kontroliniai
ta�kai32 0,59 0,43 0,73 0,12 −0,02 1,74
Po konforminio perskaičiavimo169-B-8
169-B-12169-B-16149-C-3149-C-4
2061223745
0,300,480,420,420,38
0,330,390,310,310,38
0,440,620,520,530,54
1,331,781,511,691,62
I� viso 185 0,42 0,36 0,55Kontroliniai
ta�kai32 0,56 0,41 0,69 0,13 0,01 1,61
Suderinamumas pagerėjo 1,38; 1,36; 1,38 karto
perskaičiavimo koordinačių skirtumai suma�ėjo 1,3−1,4karto, t. y. rastruose vektorizuotų in�inerinių tinklųelementai priartėjo prie stereofotogrametrinių KDBobjektų. �ulinių dangčių ir lietaus grotelių vektorizuotosX, Y koordinatės pakito 0,20 m − 0,30 m, keletu atveju −iki 0,40 m − 0,50 m. Į KDB vėl buvo įra�yti visikonformi�kai transformuoti po�eminiai in�ineriniai tinklaiir palygintos jų padėtys prie� transformuojant irtransformavus. Atliekant ap�valginę per�iūrą displėjuje1:100 masteliu nustatyta, kad in�inerinių tinklų ta�kiniųbei linijinių elementų padėtys X, Y a�ių kryptimissistemingai pakito 0,20 m − 0,40 m ir geriau sutampa sustereodigitalizuotais objektais. Taip per�iūrint, kai reikia,stebint ir stereomodelį, po�eminių komunikacijų tinklusgalima gerai suderinti su stereodigitalizuotais KDBobjektais. Taikant afininį bei fragmentinį po�eminiųin�inerinių tinklų transformavimą, galbūt galima darpagerinti rastrinių objektų sutaptį su stereofotogrametrineKDB [2].
4. I�vados
1. Į stereofotodigitalizavimo procesą tikslingaįtraukti ir po�eminių in�inerinių tinklų elementųkoordinavimą. Taip padidinamas stereofotogrametrijosbūdu kuriamų kartografinių duomenų baziųinformatyvumas ir supaprastinamas in�inerinių tinklųderinimas su stereofotogrametrine KDB.
2. Stereomodelyje matoma nema�ai (iki 30%)po�eminių komunikacijų įrenginių (�ulinių dangčių beilietaus grotelių), kuriuos galima stereofotogrametrijosbūdu koordinuoti. Remiantis �iais ta�kais, galima rastrevektorizuotus po�eminius tinklus perskaičiuoti ir suderintisu stereodigitalizuotais objektais stebint ir stereomodelį.
3. Konformi�kai transformuojant, po�eminiųin�inerinių tinklų suderinamumas su stereodigitalizuotaisobjektais pagerėja 1,3−1,4 karto. Sutampamumą dargalima pagerinti, taikant afininio transformavimometodus.
23
Padėka
Autoriai nuo�ird�iai dėkoja dr. �. Stankevičiui u� paramąatliekant eksperimentą.
Literatūra
1. A. �alnierukas. Stereofotogrametrinis skaitmeninis Vilniaus�emėlapis ir jo panaudojimo ypatumai // Geodezija irkartografija, 2000, XXVI t., Nr. 1. Vilnius: Technika, p.24−31.
2. �. Stankevičius. Miesto geoinformacinės sistemosoptimalumo tyrimas. Daktaro disertacija / VGTU. Vilnius,2000. 147 p.
Įteikta 2000 11 05
RESEARCH OF STEREOPHOTODIGITAL METHODBY INCLUDING IN CDB THE ELEMENTS OFUNDERGROUND ENGINEERING NETS
A. �alnierukas, J. Su�iedelytė-Visockienė
Summary
The underground engineering nets are transferred fromold graphical maps to stereophotogrammetrically createdVilnius city�s digital map data basis (CDB). Often coming fromold maps at a scale 1:500 the objects of undergroundengineering nets link badly with stereodigitalized overgroundCDB objects. Discrepancies are up to 1 m and even larger. Itprovokes some problems. To solve the problem the Institute ofGeodesy (VGTU) has carried out a scientific research. Its goalwas to include the objects of underground engineering nets intostereodigitalizing process. The experimental works were carriedout, too.
In the stereomodel, it is seen a considerable part (up to30%) of underground utilities (well-covers, rain-gratings) whichcan be coordinated stereophotogrammetrically (Table 2). Usingthese points it is possible to recount vectorized undergroundengineering nets and to coordinate them with stereodigitalizedobjects during the stereomodel observation.
The research data are generalized statistically. Practicalconclusions are presented.
Albinas �alnierukas. Doctor, Researcher. VilniusGediminas Technical University. Institute of Geodesy.Saulėtekio al.11, LT-2040 Vilnius, Lithuania (tel +3702763864,fax +3702763864), e-mail: [email protected]
Doctor (1969). Research visit to Moscow (1986), trainingcourse in Norway �Fjellanger Widerøe� AO (1995, 1996).Reseach interests: aerophotogrammetry.
Jūratė Su�iedelytė-Visockienė. PhD student. Dept ofGeodesy and Cadastre, Vilnius Gediminas TechnicalUniversity. Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania(tel +3702767879, fax +3702763864),e-mail: [email protected]
A graduate of Vilnius Gediminas Technical University.MSc (1995). Research training at Norway AO FjellangerWiderøe. Research interests: photogrammetry and digital maps.
24
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.14
LIETUVOS TERITORIJOS GEOMAGNETINIS I�TIRTUMAS
R. AbromavičiusVilniaus Gedimino technikos universitetas
1. Įvadas
Stebėjimais nustatyta, kad �emės magnetinio laukoelementų arba jo komponenčių dyd�iai skirtinguose�emės pavir�iaus ta�kuose nėra pastovūs, o laikui bėgantjie nuolatos nevienodai kinta. Tokie pakitimai vadinami�emės magnetinio lauko elementų variacijomis [1].Atliekant trumpalaikius, pavyzd�iui, paros trukmėsmatavimus, pastebėta, kad variacijos yra periodiniopobūd�io, tačiau tie periodai, amplitudės ar fazės labaiskiriasi. Jeigu matavimai trunka ilgiau, pavyzd�iui,kelerius metus, tai apskaičiuotos vidutinės metinėselementų reik�mės taip pat kinta, tačiau daug vienod�iau,o kitimo periodi�kumas pasirei�kia tik per labai ilgą laiką,pavyzd�iui, kelis �imtmečius.
Nustatyti magnetinio lauko variacijas ir jasprognozuoti artimiausiai ateičiai, atliekant geodeziniusmatavimus, yra svarbus u�davinys. Jis sprend�iamasnustatant magnetinio lauko parametrus bei sudarant keletoateinančių metų tam tikros epochos magnetinio lauko�emėlapius.
Pagrindinis �emės magnetinio lauko parametras yramagnetinio lauko jėgos intensyvumo vektorius F, darvadinamas pilnuoju indukcijos vektoriumi. Deklinacija D,inklinacija I bei dėmenys � horizontalioji H, vertikaliojiZ, �iaurinė X ir rytinė Y yra �emės magnetinio laukokomponentės, kurias galima laikyti vektoriaus F galiniota�ko koordinatėmis. Pagal koordinačių a�ių i�sidėstymądeklinacijos ir inklinacijos reik�mės gali būti atitinkamaiteigiamos ir neigiamos.
Visi �ie septyni magnetinio lauko elementaitarpusavyje susiję taip, kad i�matavus bet kuriuos tris i� jųar nustačius i� magnetogramų � kitų elementų reik�mesgalima apskaičiuoti pagal atitinkamas formules.
Vektoriui F ir jo dėmenims pavaizduoti (1 pav.)taikoma stačiakampių koordinačių sistema, kurioje x a�is
orientuota geografinio meridiano kryptimi, y � paralelėskryptimi. Trečioji � z a�is yra vertikali ir nukreipta�emyn.
H
F
D
IO
X
Y
Z
x
y
z
1 pav. Intensyvumo jėgos vektorius ir jo dėmenys
Fig 1. The total intensity vector and its projections
Magnetinė deklinacija orientacijos sferoje �svarbiausias elementas, nepakeičiamas kitais. Ji ypačaktuali navigacijos, aviacijos ir kartografijos srityse.Labiausiai pritaikoma, pvz., geologijoje naudingųjųi�kasenų paie�koms vertikalioji komponentė Z.
2. Magnetinio lauko tyrimai ir metodai
Pirmasis Lietuvos teritorijos magnetinės nuotraukosiniciatorių 1875 m. buvo Kazanės universiteto docentasI. N. Smirnovas. Jis Vilniuje dviejuose ta�kuose i�matavoD, I ir H reik�mes. Po de�imties metų tų pačių
25
komponenčių matavimus atliko H. Frit�ė. Matuotaskirtinguose ta�kuose, ir duomenys am�ių variacijomsnustatyti nebuvo panaudoti.
1927 m. S. Kalinovskis, matuodamas deklinacijąVilniuje, rinkosi vėl skirtingą ta�ką, kuriame po metųpakartojo D matavimus bei nustatė I ir H reik�mes. 1928m. jis atliko ir dar septynių ta�kų rytinėje Lietuvosteritorijoje matavimus � Klevičiuose, Ja�iūnuose,Santakoje, �venčionėliuose, Mielagėnuose, Dūk�te irTurmante. Visi �ie lenkų okupuotos Lietuvos dalies ta�kaivėliau, 1936�1938 metais, matuoti buvo neprieinami [2].
Teritoriniai magnetinio lauko tyrimai Lietuvojepradėti 1930 m. Pabaltijo geodezinės komisijossprendimu. �iam tikslui įgyvendinti pasamdytas Estijosgeneralinio �tabo Topohidrografijos skyriui priklausantisantimagnetinis burlaivis �Cecilie�. Organizuojant �įprojektą did�iausias Kauno universiteto Geofizikoskatedros vedėjo prof. K. Sle�evičiaus indėlis. Joiniciatyva padaryta Baltijos jūros pakra�čio magnetinėnuotrauka. Vienas i� pagrindinių ekspedicijos dalyvių irprojekto vykdytojų buvo prof. K. Brazd�iūnas. Jisapdorojo matavimų duomenis, o galutinius matavimųrezultatus paskelbė straipsnyje [3].
�ios ekspedicijos metu 39-ose jūros ir penkiosesausumos stotyse buvo nustatytos magnetinio lauko
elementų reik�mės D, H ir Z. Jų pagrindu sudarytiizogonių, i�vestų intervalu kas pusė laipsnio, beiizodinamių Z ir H, i�vestų intervalu kas 200 nT, 1930.5metų epochos 1:600 000 mastelio �emėlapiai.
I�matavus nustatyta, kad Lietuvos Baltijos jūros
pakrantėje 1930.5 metų epochos deklinacijos reik�mės
kito nuo 3,3° iki 0,7°, elemento H � nuo 18040 nT iki
16610 nT, elemento Z − nuo 46210 nT iki 45010 nT.Praėjus keleriems metams, t. y. 1936-aisiais metais,
pradėtas vienas i� did�iausių projektų, vykdytųsausumoje � visos Lietuvos teritorijos magnetinėsnuotraukos sudarymas. Vadovavo profesoriusK. Sle�evičius kartu su asistentu I. Salduku. Darbas trukodvejus metus. 179-uose punktuose, i�dėstytuose ma�daugtolygiai kas 20 km vienas nuo kito, buvo nustatytosmagnetinio lauko elementų D, I, H ir Z reik�mės.Sudaryti izogonių D (2 pav.), izoklinių I bei izodinamiųH ir Z 1940.5 metų epochos �emėlapiai 1:1 000 000masteliu. Įvairios komponentės i�matuotos tokiutikslumu: D � ±1,2′, I � ±0,5′ ir H � ±5 nT. Pirmą kartąLietuvos teritorijai sudarytas tolygiai i�sidėsčiusiųmagnetinių punktų tinklas. Jų vertė i�liko, ir net�iandieną jie galėtų būti naudojami tiriant magnetiniolauko am�ių variacijas [4].
Vilnius
nuo +19° iki -11°
Kaunas
Klaipėda
�iauliai
2 pav. 1940.5 metų epochos magnetinės deklinacijos �emėlapis
Fig 2. Map of magnetic declination for 1940.5 epoch
26
1936�1938 metais matuojant panaudoti to laikosąlygomis naujausi prietaisai ir pasiekta didelis tikslumas.Deklinacijai matuoti naudotas antimagnetinis teodolitas,kurio atskaitos tikslumas ±0,5′. Atlikus Saulės stebėjimusgeografiniam azimutui nustatyti, teodolito �iūronas suvertikaliuoju skrituliu buvo nuimamas ir vietoje jou�dedamas deklinatorius, kurio magnetinė rodyklė laisvaisukiojasi ant adatėlės. Astronominis azimutasapskaičiuotas pagal valandinį kampą. Chronometropataisos rastos pagal Maskvos arba Var�uvos radijo laikosignalus. Prietaisų pataisos, nustatytos magnetinėjeobservatorijoje Slucke, svyruoja nuo +2,9′ iki �0,2′.Ta�ko D reik�mės paklaida nevir�ijo ±2,0′.
Vėliau magnetinio lauko matavimai buvo atliekamitik kai kuriuose Lietuvos rajonuose, sudarinėjant detaliasstambiojo mastelio nuotraukas ir matuojant tik kai kuriasmagnetinio lauko komponentes ar nustatinėjant jųanomalijas. Vieni i� tokių matavimų buvo atlikti 1947�1948 m. Kauno geodezinės mokslo tiriamosiosobservatorijos specialisto V. Kolobkovo. TiriantTauragės magnetinę anomaliją, pastoviais variometraisbuvo matuojama vertikaliojo dėmens Z reik�mės 1600vietovės ta�kų. Matavimai buvo atliekami tarp ta�kų,i�sidėsčiusių kas 2 km vienas nuo kito skirtingaismar�rutais. Per visą tyrimo ekspedicijos laiką pagrindiniskontrolinis punktas buvo Kauno mokslo tiriamosiosgeofizikos observatorija. Darbo mar�rutai būdavoplanuojami i� anksto, prie� tai atsi�velgiant į magnetiniolauko �emėlapio Zabs elemento absoliučiąsias reik�mes ir įLietuvos kelių tinklą taip, kad daromos nuotraukosmar�rutai ribotųsi kas 200 km � 300 km.
Matavimų duomenų pagrindu V. Kolobkovas sudarėvertikaliojo dėmens Za anomalijų pasiskirstymo �emėlapį1:400 000 masteliu, kur izodinamės i�vestos kas 200 nT.Jis priėjo prie i�vados, kad Lietuvos regioninėsmagnetinės anomalijos i�sidėstę pagal tektoninių lū�iųlinijas iki pat kristalinio guolio, dar vadinamo kambru [5].
Profesoriaus K. Sle�evičiaus nustatyta, kad �iaurėsrytinėje respublikos dalyje, netoli Latvijos sienos � tarpTumasonių kaimo ir Subato miestelio (Latvija), Zm
magnetinės anomalijos reik�mė yra reik�mingiausia.Ekspedicijos metu padaryta detali magnetinių anomalijųnuotrauka bei buvo matuojami ir skirtingi �emėsmagnetinio lauko elementai. 1949 m. V. Kolobkovo irS. Blinstrubo ekspedicijos metu i�matuota Z komponentė
ir nustatyta, kad magnetinio lauko anomalijos reik�mė čiasiekė +12000 nT [6].
�iek tiek anksčiau, 1937�1940 m., tame pačiamerajone Latvijos universiteto geofizikų ekspedicija,vadovaujama prof. R. K. Vitkovskio, atliko detaliąTumasonių � Subato rajono anomalijos nuotrauką. Jienustatė apytiksles vertikaliojo dėmens dviejų maksimumųvietas mūsų respublikos teritorijoje ir anomalijos a�ieskryptį. Buvo sudaryti �ios ekspedicijos metu i�tyrinėtorajono elementų atitinkamai D, H ir Z izogonių beiizodinamių �emėlapiai.
1951 m. vakarinėje respublikos dalyjeV. Kolobkovas magnetinio lauko elementus matavo kartusu �Glavneftgeofizikos� specialistais D. Mi�inu irA. �armajumi. Lekėčių regione magnetinės anomalijosmatavimai atlikti 657 ta�kuose (3900 km2 plote) irsudaryta detali 1:25.000 mastelio nuotrauka.Mokslininkai nustatė, kad anomaliją sukeliantis intruziniskūnas yra 3000 m � 4000 m gylyje. Vėliau matavimaibuvo pratęsti ir taikomi naudingųjų i�kasenų paie�koms[7].
1956 m. tirtos Tauragės neigiamos magnetinėsanomalijos. Magnetinė anomalija nustatyta ir Ukmergėsrajone, Krik�tėnuose. Pagrindiniai ekspedicijųorganizatoriai ir dalyviai buvo Lietuvos geologijosinstituto geofizikai dr. S. Blinstrubas ir N. Gedvilaitė [8].
Magnetinio lauko intensyvumo vektoriaus F bei Zkomponentėms nustatyti taikytas spartus ir efektyvusaeromagnetinės nuotraukos metodas. 1956�1957 m.buvusios TSRS vakarinės dalies Geofizikos trestodarbuotojai V. Katkovas, J. Kuzminas ir kiti atliko dalinęaeromagnetinę nuotrauką ir suklasifikavo kai kuriasanomalijas. Matuojant apsiribota tik vertikaliąja Zkomponente.
Kadangi visi pokario laikotarpio matavimai buvo
susiję tik su vertikaliąja magnetinio lauko komponente,
tai magnetiniam laukui, ypač jo kitimui, apibūdinti
i�samiau trūko duomenų, ir tai trukdė spręsti kai kurias
svarbias problemas. Viena i� tokių problemų �
magnetinės deklinacijos reik�mė ir kitimas, labai svarbūs
visuose geodeziniuose darbuose. Todėl 1959 m. Lietuvos
respublikos MA Geologijos ir geografijos institute,
vadovaujant A. Ra�inskui, buvo pradėti magnetinės
deklinacijos matavimai. Jie buvo atliekami neplanine
27
tvarka ir tik tuose rajonuose, kuriuose vyko kiti
geofiziniai tyrimai. Visą darbo iniciatyvą perėmė
Lietuvos �emės ūkio akademijos vyr. dėstytojas
.geodezijos .in�inierius A. Bobinas. 1959�1965 m.
surinkęs nema�a matavimų duomenų, jis patikslino
pasenusį K. Sle�evičiaus �emėlapį ir i�vedė naują
magnetinės deklinacijos metinę pataisą [9].
1966 m. buvo daroma aeromagnetinė nuotrauka
Baltijos jūroje (vir�ininkas V. V. Fedinskis). Sausumoje
veikė trijų komponenčių stotis (MBC AHИИ-56),
nustatinėtos magnetinio lauko variacijos, lėktuve buvo
naudojamas AMM tipo magnetometras. Darbo metu buvo
i�matuoti H, Z, D ir ∆F elementai. Lauko med�iagos
kokybė ir tikslumas atitiko aeromagnetinės nuotraukos
1:200 000 mastelio tikslumą [10].
1972�1973 m. 1:50 000 mastelio magnetinės
nuotraukos darbai (atliekami kompleksi�kai su
gravimetriniais) pradėti pietrytinėje Lietuvos dalyje.
Siekta parengti geofizinį pagrindą kristalinio pamato
geologiniam kartografavimui. �ie darbai buvo planingai
kartojami iki 1990 metų. 1986 m. kartu su gravimetriniais
tyrimais tame pačiame plote geologinės �valgybos
ekspedicija atliko matavimus magnetinei nuotraukai
sudaryti (ta�kai kas 50 metrų).
1988�1989 m. Ignalinos ir Drūk�ių objektų
teritorijoje Baltarusijos geologai padarė 1:25.000
mastelio aeromagnetinę ∆F nuotrauką.
1994�1996 m. atliekant specialų geologinį
kartografavimą 1:50 000 masteliu �iaulių plote kartu su
gravimetriniais buvo atlikti ir magnetinio lauko F
komponentės matavimai.
1997 m. aeromagnetinės nuotraukos, darytos 1956�
1957 m. pagrindu, sudaryti Lietuvos magnetinio lauko
skaitmeniniai modeliai. Geofizinių �emėlapių izolinijas
pateikiant skaitmeniniu pavidalu 1:200 000 masteliu pagal
aerogeodezinių matavimų duomenis buvo sudarytas
1:500.000 mastelio skaitmeninis Lietuvos Respublikos
magnetinio lauko anomalijų �emėlapis (3 pav.), kur
izodinamės ∆F i�vestos kas 2 ir 5 nT. Gauta 10 nT
tikslumas [11].
3 pav. Lietuvos magnetinio lauko anomalijų �emėlapis [11]
Fig 3. Magnetic anomaly map of Lithuania
28
Dabar situacija u�sienio valstybėse geomagnetiniolauko tyrimo srityje kur kas geresnė. Pavyzd�iui,kaimyninės �alies Lenkijos geofizikos skyriausspecialistai periodi�kai kas 2�4 metai atlieka periodiniusmatavimus 19-oje am�ių variacijų punktų, juose nustatomagnetinio lauko kitimą [12]. Taip pat savo �aliesteritorijoje yra sudarę magnetinių punktų (apie 3.000ta�kų), kuriuose tiksliai nustatytos deklinacijų reik�mės,tinklą. Turint tiek duomenų ir panaudojant kompiuterinesprogramas nesunku perskaičiuoti bet kurios norimosepochos deklinacijų reik�mes bei nubrai�yti detaliusskaitmeninius geomagnetinio lauko �emėlapius.
Be to, Lenkijos teritorijoje įrengtos dvi magnetiniolauko stebėjimo observatorijos, priklausančiospasauliniam INTERMAGNET magnetinių observatorijųtinklui (dabar vien tik Europoje �iame tinkle veikiančiųobservatorijų yra apie 40). �iuo metu vienoje i� jų, HELobservatorijoje, kuri yra Lenkijos �iaurinėje dalyje,Baltijos jūros pakrantėje, įdiegta nauja aparatūra, tačiaudabar vyksta jos derinimas ir reguliavimas, todėlmagnetogramos nėra kokybi�kos. Derinimo procesas galitrukti kelis ir daugiau metų. Kita observatorija BELSK,esanti u� 50 km į pietus nuo Var�uvos, be pertraukosveikia jau nuo 1966 metų. Čia dviem elektroniniųprietaisų komplektais skaitmeniniu būdu kas minutęregistruojamos X, Y ir Z elementų reik�mės. Taip sukauptiparos duomenys internetu siunčiami į Pary�iaus irEdinburgo geomagnetinių duomenų kaupimo centrus GIN(Geomagnetic Information Nodes). Pačiojeobservatorijoje skaičiuojamos matuojamų elementųkiekvienos valandos, paros, mėnesio ir galiausiai metinėsvidutinės reik�mės, t. y. tų metų epochos vidurio elementųvidutinės reik�mės. Pasibaigus metams i�leid�iamasobservatorijos darbo metų rezultatų �urnalas.Observatorijų paros matavimų rezultatus, magnetogramasbei kitus duomenis galima per�iūrėti internete.
Be �ių darbų, Lenkijos magnetinio lauko tyrimospecialistai atlieka ir kitus specialius u�sakymus oro beijūrų uostams, sukarintoms organizacijoms bei kitiemsklientams, kuriems reikalingos paslaugos ar informacijaapie magnetinį lauką, jo kitimą tam tikroje teritorijoje ir kt.
3. Ateities perspektyvos
Geomagnetinio lauko tyrimams Lietuvos teritorijojebūtina sudaryti am�ių variacijų kitimo stebėjimo
pagrindą, atlikti jo kasmetinius matavimus ir nustatytireikiamos epochos magnetinio lauko parametrų kitimoreik�mes. 1999 m. Lietuvos ir Lenkijos specialistai tokįpagrindą sudarė ir atliko pirmuosius matavimus. �iematavimai kas 1�2 metai turėtų būti kartojami irnustatomos geomagnetinio lauko variacijų reik�mėsLietuvoje. �ie Lietuvos teritorijoje įrengti punktai kartusu punktais, esančiais Baltarusijos ir Lenkijos teritorijoje,sudaro vientisą tinklą, kuris ateityje bus naudojamasPriekambrio �iaurės vakarų platformos �imtmečiųvariacijų stebėjimams atlikti.
Dabar pagal NATO standartus naujai leid�iamųlietuvi�kų �emėlapių magnetinių elementų reik�mėsskaičiuojamos amerikiečių sukurta 1995 m. programaWMM-95 (World Magnetic Model 95). Pavyzd�iui,deklinacijos bet kuriame pasaulio ta�ke apskaičiavimotikslumas siekia apie 0,5°.
Ateityje Lietuvos respublikos teritorijoje tikslingaatlikti naują magnetinę nuotrauką.
4. I�vados
Svarbu Lietuvos teritorijoje:1. Atlikti kasmetinius geomagnetinio lauko elementų
matavimus, nustatyti tam tikros epochos variacijas ir jųkitimo greitį.
2. Parengti naują Lietuvos teritorijos magnetinėsnuotraukos sudarymo projektą.
3. Nustatyti ir pateikti magnetinės deklinacijosreik�mes lietuvi�kuose �emėlapiuose, spausdinamuosepagal NATO standartus.
4. Atliekant geomagnetinio lauko am�ių variacijųmatavimus i�siai�kinti, ar reikia Lietuvoje įrengti nuolatveikiančią magnetinių tyrimų observatoriją.
5. Ateityje tęsti geomagnetinius matavimus beidalyvauti tarptautiniuose geomagnetinio lauko tyrimoprojektuose.
Literatūra
1. Б. М. Яновский. Земной магнетизм. Л.: Из-во Ленингр.ун-та, 1964. 445 с.
2. A. Bobinas. Magnetinis laukas ir Lietuvos vakarinės daliessubstrato struktūra./.L�ŪA, Kaunas, 1969. 183 p.
3. P. Brazd�iūnas. Magnetiniai Baltijos jūros Lietuvospakra�čio 1930 metų matavimai // VDU Matematikos −gamtos f-to darbai, VII t., Kaunas, 1932, p. 46�55.
4. K. Sle�evičius, Ig. Saldukas. Lietuvos magnetinėnuotrauka, padaryta 1936�1938 metais./.Vilniaus
29
universiteto Matematikos � gamtos f-tas. Vilnius, 1941.52 p.
5. В. П. Колобков. Маршрутная Z съемка ЛитовскойССР, произведенная в 1947�1948 г..г. .//.Каунасскаянаучно-исследовательская геофизическая обсервато-рия, Каунас, 1951. 27 с.
6. В. П. Колобков. Детальное исследование магнитныханомалий района Тумасонис � Субатас./ .Каунасскаянаучно-исследовательсая геофизическая обсерватория.Каунас, 1952. 30 с.
7. В. П. Колобков. Интерпретация Z съемки Лекечскоймагнитно й.аномалии./.Каунасская.научно-исследова-тельская геофизическая обсерватория. Каунас, 1953.33 с.
8. С. И. Блинструбас, Н. М. Гедвилайте. Таурагскаяотрицательная магнитная аномалия./.Научныесообщения института геологии и географии АН Лит.ССР, Геофизика, T. XI, 1960. 45 с.
9. A. Bobinas. Magnetinės deklinacijos matavimai LietuvosTSR teritorijoje.// Geodezijos darbai, III t., Vilnius, 1965,p. 69�72.
10. Е. Г. Лапина. Аэромагнитная съемка Прибалтики иБалтийского моря./ Министерство геологии СССР,Спецгеофизика, аэромагнитная партия Но. 50/67 1968.47 с.
11. L. Korabliova, M. Popov. Lietuvos gravimetrinio irmagnetometrinio �emėlapių M 1:200 000 įskaitmeninimoataskaita./ Lietuvos geologijos tarnyba, Vilnius, 1997. 16 p.
12. A. Sas-Uhrynowski. Some remarks on application ofmagnetic data in geodesy./.Institute of geodesy andcartography, Warsaw, 1989. 35 p.
Įteikta 2000 11 02
GEOMAGNETIC FIELD EXPLORATION IN THETERRITORY OF LITHUANIA
R. Abromavičius
S u m m a r y
A first measurement of geomagnetic field in few points ofLithuanian territory was made about 125 years ago. But totalgeomagnetic survey of Lithuania was made by Prof K.Sle�evičius in 1936−38. Measurements of geomagnetic
declination D, inclination I, vertical Z and horizontal Hcomponent were made in 179 points, which were locatedapproximately 20 km from each other. It was the first time whenthe whole Lithuanian territory was evenly covered by such anetwork of geomagnetic points. Such a final result of1:1 000 000 scale maps of geomagnetic declination, inclination,vertical and horizontal components were drawn for 1940.5 yearepoch. Also, measurements of geomagnetic field andgeomagnetic survey of large scale were provided in separateregions of Lithuania.
Almost all postwar measurements were related to verticalcomponent of geomagnetic field. Lack of Z data and theirvariations was the main problem for geological decisions. In1956−57 the aeromagnetic method was carried out and part ofgeomagnetic survey was fulfilled. From 1959, measurements ofmagnetic declination were started together with othergeophysical investigations. But the problem was that the workwas unplanned and covered different areas.
From the beginning of the seventies the main work in thegeomagnetic field belongs to Lithuanian geological survey.Combined gravimetric and geomagnetic survey was made indifferent regions of Lithuania. Also, using aeromagnetic datafrom 1956−57 measurements a digital aeromagnetic anomalymap of Lithuania at the scale of 1:500 000 in 1997 was created.In 1999 specialists from the Institute of Geodesy (VGTU GI)and specialists from Warsaw Institute of Geodesy andCartography (IGiK) created a network from six geomagneticstations for determining geomagnetic secular variations in theterritory of Lithuania. These six stations will become absolutestations where measurings will be carried out every 1�2 years.New geomagnetic survey of magnetic declination at the scale of1: 1 000 000 is planned too.
Remigijus Abromavičius. MSc. Dept of Geodesy andCadastre, Vilnius Gediminas Technical University. Saulėtekioal. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania, tel./fax: + 370 2 76 38 64.E-mail: [email protected].
A graduate of Vilnius Gediminas Technical University,BSc (geodesy, 1996), MSc (geodesy and cartography, 1999).Engineer of Geoinformation Systems (GIS), Gjoevik College,Norway, 1997. Research visits: Warsaw Institute of Geodesyand Cartography, Belsk Geomagnetic Observatory (1999).Research interests: geomagnetic field, geoinformation systems.
30
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.14
GRAFŲ SPALVINIMO KARTOGRAFIJOJE U�DAVINIAI
R. Bagd�iūnaitėVilniaus Gedimino technikos universitetas
1. Įvadas
�emėlapio spalvinimo klausimai sprend�iamiskirtingais principais, �emėlapius sudarant senaisiais nematematiniais metodais ir skaitmeninėje kartografijoje,kai �emėlapio originalai sudaromi taikant geografinesinformacines sistemas (GIS). Pirmuoju atveju spalvos�emėlapio sudarytojo parenkamos ir jų i�dėstymasnumatomas euristiniu būdu � pagal patirtį, sugebėjimus,estetinius pojūčius. Skaitmeniniams �emėlapiamssudaryti taikant �iuolaikinę technologiją, spalvinimasvyksta automati�kai. Tam reikalinga matematiniaismetodais pagrįsta metodika ir tinkami algoritmaimetodikai realizuoti.
Vienas i� matematinių metodų �emėlapio arealiniamspalvinimui automatizuoti yra grafų teorija [1, 2]. Grafaisgalima vienareik�mi�kai apra�yti plotinių geografiniųobjektų struktūrą, įvairių objektų sąlytį. Geografiniųarealų ribos sutampa su grafo briaunomis, o objektų ribųsuskirstymo mazgus apibūdina grafo vir�ūnės [1, 2].Panaudojant �ią grafais pateiktą informaciją, �emėlapiospalvinimą galima spręsti kaip grafų spalvinimo u�davinį[1].
Abstrakčiais teoriniais �ių u�davinių sprendimaisda�niausiai u�siima matematikai, o praktiniu taikymu �kartografai.
Teorinius grafų spalvinimo klausimus nagrinėja irLietuvos matematikai [3, 4].
Tačiau �emėlapio spalvinimo rezultatai ir spalvųgamos pasiskirstymas �emėlapyje labai priklauso nuospalvinimo algoritmo. Pagal literatūroje skelbiamusalgoritmus [2, 3] sudarytame �emėlapyje da�niausiaivyrauja kuri nors viena i� galimų spalvų, da�niausiaipirmoji. Todėl nukenčia �emėlapio kontrastingumas irvaizdumas.
�io darbo tikslas yra parengti tokį spalvinimoalgoritmą, kad �emėlapyje būtų tolygiai panaudotos visos�emėlapiui spalvinti numatytos spalvos.
Grafas yra figūra, sudaryta i� ta�kų, vadinamųvir�ūnėmis, ir vir�ūnes jungiančių atkarpų, vadinamųbriaunomis. Briauna gali būti bet kokia linija.
Straipsnyje nagrinėjama galimybė taikant grafųteoriją geografinius objektus nuspalvinti 4 spalvomis.
2. �emėlapių spalvinimo teorijos raidos bruo�ai
�emėlapių spalvinimo teorijoje visada i�kildavo dupagrindiniai u�daviniai � kiek ma�iausiai reikia spalvų,kad būtų galima nuspalvinti �emėlapį, ir kaip tas spalvasdėstyti.
�emėlapio spalvinimo teorijai plėtojantis, neai�ku i�kur kilo �keturių spalvų problema�, t. y. kaip naudojantketurias spalvas nuspalvinti �emėlapį taip, kad gretimiarealai nebūtų tos pačios spalvos [1, 2, 4, 5]. Anksčiau�emėlapius spalvindavo daugiau kaip keturiomisspalvomis. Pirmą kartą klausimą, kiek gi ma�iausiaireikia spalvų, norint nuspalvinti �emėlapį, i�kėlė Guthrie1852 m., spalvindamas Anglijos �emėlapį. Jis rinkosipenkias spalvas. Daug kas manė, kad penkis regionusskirtingomis spalvomis nuspalvinti taip, kad visų gretimųregionų spalvos nesutaptų ir tos pačios spalvos nesiribotų,neįmanoma [4, 5].
1879 m. Alfred Bray Kempe�as parei�kė, kad įrodė�ią teoremą. 1890 m. Percy John Heawood�as � Durhamo(Anglija) lektorius, straipsnyje ra�ė, kad Kempe�oįrodymai klaidingi [6].
Heawood�as visą gyvenimą � beveik 60 metų dirboprie �emėlapių spalvinimo. Sėkmingai tyręs spalvų,reikalingų �emėlapiui arba bet kuriam pavir�iuinuspalvinti, skaičių 1898 m. jis įrodė, kad jei ribų
31
skaičius aplink kiekvieną sritį dalijasi i� 3, sritis galimanuspalvinti 4 spalvomis [2].
Paskelbus teiginį apie keturias spalvas, vėl kylaklausimas, ar įmanoma keturiomis spalvomis nuspalvintigrafą, kad gretimos dvi jo briaunos nebūtų tos pačiosspalvos.
1904 m. vėl pradėta domėtis teiginiu apie keturiasspalvas JAV, ir Veblenas, apibendrindamas Heawood�odarbą, i�spausdino straipsnį.
Daug metų matematikams rasti sprendimąnepavykdavo. Pagaliau 1976 m. buvo paskelbta, kadproblema i�spręsta. Kenneth�as Appel�is ir W. Haken�asi� Ilinojaus universiteto antrosios kartos Craykompiuteriais skaičiavo 1200 valandų, kol nustatė, kadnuspalvinti grafą pakanka keturių spalvų. Tačiau taitebuvo tik eksperimentas, o ne teorinis įrodymas. Todėlmatematikai iki �iol negali nuspręsti, ar priimti jį, ar tęstityrimus [2].
3. Grafų spalvinimas geografinėse informacinėsesistemose
Kai kalbama apie grafų spalvinimą geografinėseinformacinėse sistemose (GIS), turima omenyje, kadspalvinamas plok�čiasis grafas. Tai toks grafas, kuriobriaunas galima nubrai�yti plok�tumoje taip, kad josnesusikirstų. Sunkiau nustatyti, kiek ma�iausiai reikiaspalvų, kad pakaktų nuspalvinti �emėlapį. Pagal hipotezęir minėtų eksperimentinių tyrimų duomenimis, betkuriam �emėlapiui nuspalvinti pakanka 4 spalvų [4, 5].
�emėlapį galima įsivaizduoti kaip daugiakampįplok�čiąjį grafą (1 pav.). Pok�čiojo grafo briaunos sudaroaibę vienas prie kito prigludusių daugiakampių, dalijančiųplok�tumą į sritis.
Daugiakampio kra�tinės gali būti ir kreivos. Tačiaukreivių kirtimai neturi eiti per jas pačias, o turi dalintiplok�tumą į atskiras sritis. Daugiakampis gali būti iru�dara lau�tinė linija arba tolydinės kreivės. Paveikslepavaizduotas grafas ribojasi 10-čia arealų (sunumeruotiromėni�kais skaičiais nuo I iki X). Pavyzd�iui, V objektąriboja �ios grafo briaunos: (4, 5), (5, 6), (6, 7), (7, 8), (8,14), (14, 4), o VIII arealą � tik dvi briaunos, jungiančios10 ir 12 vir�ūnes.
Kiekvieną daugiakampį grafą galima laikyti kokiunors geografiniu objektu. Tada grafo briaunos laikomosgeografinių objektų ribomis, o begalinė briauna �objektus supančia begaline erdve. Tokiame �emėlapyje
1 pav. Plok�čiojo grafo pavyzdysFig 1. Example of plain graph
visi pavaizduoti ir grafų briaunų ribojami geografiniaiobjektai turi būti nuspalvinami taip, kad juos būtųįmanoma atskirti vieną nuo kito, kitaip tariant �skirtingai.
Yra grafų, kuriems nuspalvinti pakanka ir dviejųspalvų (2 pav.).
2 pav. Grafas, kuriam nuspalvinti pakanka 2-ų spalvųFig 2. Graph which needs 2 colours for colouring
Pavyzd�iui, jeigu bus nubrė�ta m horizontaliai
orientuotų tiesių ir n tarpusavyje vertikaliai orientuotų
tiesių, tokį grafą galima nuspalvinti dviem spalvomis kaip
�achmatų lentą.
Buvo i�kelta hipotezė, kad �emėlapį galima
taisyklingai nuspalvinti dviem spalvomis tik tada, kai
visų jo vir�ūnių laipsniai lyginiai [6].
Taip pat �emėlapį galima taisyklingai nuspalvinti
trimis spalvomis tik tada, kai visi geografiniai objektai
turi po lyginį skaičių sienų [6]. Tačiau bendruoju atveju
�ios sąlygos neįvykdomos, todėl �emėlapiui nuspalvinti
reikia daugiau spalvų, tad reikalingi ir bendresni grafų
spalvinimo algoritmai.
32
4. Grafų spalvinimo algoritmai
Nuoseklaus grafų spalvinimo algoritmai pateikti [2,3]. Pagal tokį nuoseklaus spalvinimo algoritmą spalvosparenkamos taip [2]:
Įėjimas: grafas G = (V, E).I�ėjimas: nepriklausomų grafo vir�ūnių poaibiai,
atitinkantys skirtingas spalvas.1. Grafo vir�ūnės sugrupuojamos pagal vir�ūnių
laipsnių ma�ėjimą.2. Pirmoji vir�ūnė nuspalvinama pirma spalva.3. Toliau i� eilės per�iūrimos visos vir�ūnės ir
nuspalvinamos pirma spalva, jei nėra susiję sujau nuspalvintomis.
4. Vėliau grį�tama prie pirmosios darnenuspalvintos vir�ūnės ir nuspalvinama antraspalva, vėl per�iūrimas visas sąra�as ir antrąjaspalva spalvinamos visos, dar nespalvintosvir�ūnės, nesusiję su spalvintomis ta pačiaspalva.
5. Analogi�kai spalvinama trečia, ketvirta ir t. t.spalvomis, kol nuspalvinamos visos vir�ūnės.
6. Pabaiga.
Spalvinant grafą pagal nuoseklų algoritmą, vyraujapirmoji spalva, nes ji daugiausia naudojama. Taip yratodėl, kad spalvinant geografinį objektą parenkamaatsitiktinė spalva visiems nesiribojantiems objektams�ymėti. Tik paskui spalvinama kitomis spalvomisma�ėjimo tvarka pagal panaudojimo skaičių. Tai yraalgoritmo trūkumas.
�iam trūkumui pa�alinti darbe siūlomas patobulintasspalvinimo algoritmas, kai atskiram objektui �ymėtiparenkama ma�iausiai �emėlapyje naudota spalva. Tadavisos numatytos naudoti spalvos �emėlapyje pasiskirstysdaugma� vienodai.
Tokio siūlomo �emėlapio spalvinimo keturiomisspalvomis algoritmo struktūrinė schema pateikta 3 pav.�is algoritmas skiriasi nuo nuoseklaus spalvinimoalgoritmo, nes spalvinimui parenkama ne bet kokiaspalva, o ta kuri, palyginti su kitomis spalvomis, buvonaudota ma�iausiai. Spalvinimo prad�ioje nepanaudotadar nė viena spalva. Todėl nieko nereikia tikrinti, tikparenkant kitas spalvas tikrinama ir skaičiuojama, kiekkartų panaudota kiekviena spalva.
5. Programos sudarymas
Programos tikslas � nuspalvinti �emėlapį keturiomisspalvomis. Programa sudaryta C++ programavimo kalba.
Duomenų pradinis failas � in.dat. Gautų rezultatųfailas � out.dat. Did�iausias galimas kiekvieno objektokaimynų skaičius parinktas 50, did�iausias spalvųskaičius � 4 (galimas ir didesnis). Visi kiekvieno objektoduomenys �iame faile sura�omi eilute, atskirianttarpusavyje tarpu. Objektus galima sura�yti atsitiktinetvarka. Kiekvienam i� jų suteikiamas numeris. Pradiniųduomenų faile sura�oma, koks ir kokiam objektuipriskirtas numeris ir �alia kiekvieno objekto jokaimyninių objektų numeriai (pvz: 44 �ilalės 3 10 9 6 54; 8 Raseinių 6 9 15 16 17 7; 20 Marijampolės 19 18 1721 22 23). Programoje numatyta, kad jei spalvinamamobjektui nebus galima parinkti spalvos, prane�imasinformuos, kad ka�kuriam objektui nepavyko jos parinkti.Spalvos kartais neįmanoma parinkti todėl, kadpaskirsčius visas spalvas pirmuose rajonuose, programaneras tinkamo spalvinimo varianto. Tuomet pradiniusduomenis reikia sukeisti vietomis. Kad būtų galimai�vengti neapibrė�tumo, spalvas skirstyti reikia pradėtinuo rajono, turinčio daugiau kaimynų.
Spalvinama automati�kai. Tam tikslui C++programavimo kalba sudarytą programą reikia perkelti įArcView programinį paketą. Sudarius papildomąprogramėlę Avenue programavimo kalba, sritys greitaiautomati�kai nuspalvinamos skirtingomis spalvomis.
�i programa tobulesnė u� programą, kuri spalvinageografinius objektus nuosekliai parinkdama spalvas.Programa gali būti pritaikoma įvairiems teminiams�emėlapiams sudaryti.
Pagal �į siūlomą algoritmą ir naudojantis sudarytąjaprograma nuspalvintas �emėlapis pavaizduotas 4 pav. Taspat �emėlapis pagal nuoseklų spalvinimo algoritmą [3]pavaizduotas 5 pav.
I� 5 ir 6 pav. matyti �emėlapio nuspalvinimoskirtumai.
Pagal siūlomą algoritmą spalvos panaudotos: �ydra� 12; violetinė � 10; geltona � 11; �alia � 12 kartų.
Pagal nuoseklų spalvinimo algoritmą [2, 3] gaunamitokie rezultatai: raudona spalva panaudota 13; geltona �12; �alia � 10; mėlyna � 9 kartus.
33
3 pav. �emėlapio spalvinimo keturiomis spalvomis, parenkant ma�iausiai naudojamą spalvą, algoritmas
Fig 3. Algorithm of map colouring in four colours selecting a less used colour
Matyti, kad spalvinant pagal nuoseklų algoritmąspalvos pasiskirsto ma�ėjimo tvarka ir paskutinė, t. y.ketvirtoji, naudojama ma�iausiai kartų. Spalvųpasikartojimo da�numas kinta nuo 9 iki 13, o pagal mūsųsiūlomą algoritmą � nuo 10 iki 12. Pagal nuoseklųspalvinimo algoritmą spalvų pasiskirstymas � 5, o pagalmūsų siūlomą algoritmą � tik 3. Spalvinant daugiauobjektų tas skirtumas dar labiau i�ry�kėja. Tai ir yrapagrindinis algoritmų skirtumas ir siūlomojo privalumas.
6. I�vados
Siūlomas �emėlapių spalvinimo algoritmas,palyginti su nuoseklaus spalvinimo algoritmu [2, 3], i�esmės skiriasi tuo, kad eiliniam objektui �ymėtiparenkant spalvą įvertinamas spalvų panaudojimoda�numas ir parenkama ta spalva, kuri iki �iol buvonaudota ma�iausiai kartų. Atsi�velgiant į �ią sąlygą,pasiekiama tolygesnio spalvų pasiskirstymo �emėlapyje.
Ne
Parenkamas pirmas miestas
Visos spalvos tinka
Parenkama spalva, kuri tinka ir yrapanaudota ma�iausiai kartų
Tikrinama, ar parinkta spalvanenuspalvintos kaimyninės
sritys
Registruojama miesto spalva irdidinamas jos panaudojimo atvejų
skaičius
Ar paskutinis miestas ?
Einama prie kito miesto
Spalvanetinka
Ne
Taip
Taip
Pabaiga
34
4 pav. Pagal mūsų siūlomą algoritmą nuspalvinto �emėlapio pavyzdys
Fig 4. Example of the map coloured according to our offered algorithm
5 pav. Pagal nuoseklų algoritmą nuspalvinto �emėlapio pavyzdys (pagal [3])
Fig 5. Example of the map coloured in the consecutive algorithm (according to [3])
35
�ių i�vadų pagrįstumą ir pagal siūlomą algoritmąsudarytos kompiuterinės programos praktinio pritaikymogalimybes patvirtina atliktas Lietuvos administracinioskirstymo �emėlapio spalvinimo eksperimentas.
Literatūra
1. O. Ore. Grafai ir jų pritaikymas. Vilnius: Mintis, 1973.144 p.
2. Н. Кристофидес. Теория графов. Алгоритмическийподход. Москва: Мир, 1978. 360 c.
3. V. Dagienė. �emėlapio spalvinimo u�davinio sprendimaskompiuteriu // Alfa plius omega. Nr. 1. Matematikos irinformatikos �urnalas. Vilnius: TEV, 2000, p. 77�82.
4. V. Stakėnas. Keturios spalvos � ir pasaulis margas // Alfaplius omega. Nr. 1. Matematikos ir informatikos �urnalas.Vilnius: TEV, 2000, p. 36�44.
5. J. J. O'Connor and E. F. Robertson. The four colourtheorem. http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/Ehistory/HistTopics/The_four_colour_theorem.html
6. The four colour theorem // http://168.216.219.18//discrete/4Color.htm.
Įteikta 2000 11 15
PROBLEMS OF THE GRAPH COLOURING FORCARTOGRAPHY NEEDS
R. Bagd�iūnaitė
Su mmary
The possibility of map colouring in 4 colours is describedin the article. A new map colouring algorithm which is moreperfect as the consecutive one is given. When using thisalgorithm, colours are selected more evenly, one colour is notprevailing in the map, the number of colours is more or lessequal. But there is the data presenting problem. It is rathercomplicated to present data to the programme in order to getgood results. Offered perfections of programming world enableto find suitable data presenting variant.
Renata Bagd�iūnaitė. PhD student. Dept of Geodesy andCadastre. Vilnius Gediminas Technical University. Saulėtekioal. 11, LT−2040 Vilnius, Lithuania. E-mail: [email protected]
A graduate of Vilnius Gediminas Technical University.MSc (1998). Research interests: geoinformation systems,cartography, civil engineering.
36
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.38.088
SKAITMENINIŲ NIVELYRŲ NA3003 KOLIMACIJOS PAKLAIDOS TYRIMAI
B. Krik�taponisVilniaus Gedimino technikos universitetas
1. Įvadas
Precizinio niveliavimo rezultatams įtakos turinei�vengiamos paklaidos, priklausančios nuo naudojamųprietaisų, aplinkos poveikio, niveliuotojo ir darbometodikos.
Viena i� svarbesnių nuo prietaiso priklausančiųpaklaidų � paklaida dėl pa�eistos pagrindinės nivelyrosąlygos. Idealiai sureguliuoto, paruo�to darbui nivelyrovizavimo a�is būna horizontalioje plok�tumoje. Realiaivisada i�lieka vertikalusis kampas i , t. y. kampas tarpnivelyro vizavimo a�ies ir idealios horizonto linijos.Kampo i kitimas yra vienas i� svarbiausių auk�čiųskirtumų paklaidų prie�asčių. Skaitmeniniuosenivelyruose kampas i vadinamas kolimacijos paklaida.
2. Skaitmeninių nivelyrų NA3003 kolimacijospaklaidos nustatymo metodika
Skaitmeniniai nivelyrai NA2000 ir NA3000,elektroniniu būdu atskaitant kodinėse matuoklėse,automati�kai pataiso atskaitas dėl kolimacijos paklaidos,jei jos reik�mė nustatyta ir įvesta į prietaiso atmintį [1].Nivelyrai NA3003 turi absoliučiąją kolimacijos paklaidąabsColl ir kintančią � CollDif, kuri priklauso nuometeorologinių sąlygų. Pradinė gamykloje nustatytapaklaidos absColl reik�mė esti lygi 0". �ių nivelyrųkolimacinė paklaida gali būti nustatyta naudojantprie�iūros programą CHECK & ADJUST. Įjungus �iąprogramą, atskaitos automati�kai pataisomos �emėskreivumo pataisa. Tikrinama atliekant kartotinį 45 m �50 m ilgio vietovės linijos AB, įtvirtintos metaliniaiskuolais, niveliavimą. Linija daloma į tris lygias dalis.Linijoje esantys ta�kai 1 ir 2 yra nivelyro stočių vietos (1pav.).
1
A
B
2
d1 d2
hAB
b1a1CollDif
a)
1
A
B
2
d4 d3
hAB
b2a2
b)
1 pav. Kolimacijos paklaidos nustatymo schema
Fig 1. Scheme for determining collimation error
Stotyje 1 pirmiausia atskaitoma atskaita a1 iratstumas d1 artimesnėje matuoklėje, tada b1 ir d2 �tolimesnėje matuoklėje. Stotyje 2 matavimų seka tokia:b2, d3 ir a2, d4. Jei absColl = 0 ir tikrinimo metu CollDif =const ≠ 0, i�matavus galima apskaičiuoti du auk�čiųskirtumus:
hAB=(a1 – b1)–tg CollDif·(d1 – d2), (1)–hAB=(b2 – a2)–tg CollDif·(d3 – d4). (2)
I� (1) ir (2) i�rai�kų sumos gaunama
CollDif=arctg[(a1 –b1+b2 –a2)/(d1 –d2+d3 –d4)]. (3)
37
Pradėjus tikrinti, t. y. įėjus į programą CHECK &ADJUST, displėjuje galima pamatyti nivelyro atmintyjeesančią absColl reik�mę. Atlikus matavimus abiejosestotyse, apskaičiuojama kintanti kolimacijos paklaidaCollDif ir nauja absoliučioji kolimacijos paklaidaabsColl. Abiejų paklaidų reik�mės sekundėmisparodomos displėjuje. Naujoji absoliučioji kolimacijospaklaida yra lygi senosios absoliučiosios ir naujainustatytos kintančios paklaidų sumai. Absoliučiojikolimacijos paklaida absColl pagal CollDif reik�mę galibūti priimta nauja arba palikta senoji. Jei absColl reik�mėyra per didelė (>20"), ją galima suma�inti ar visaipanaikinti reguliuojant viduriniojo horizontaliojo siūleliopadėtį. Nusprendus reguliuoti siūlelio padėtį ir taipatvirtinus, nivelyras apskaičiuoja teisingą atskaitą 2a ′ .Nepajudinus 2 ta�ke stovinčio nivelyro, vizualiaiatskaitoma atskaita ta�ke A pastatytoje matuoklėje sucentimetrinėmis padalomis. Jei prietaisas geraisureguliuotas, apskaičiuotoji ir vizualiai atskaitytojiatskaitos būtų identi�kos. Kai atskaitų skirtumas didesnisnei 3 mm 30 m atstumui (CollDif ≈ 20"), reikėtųreguliuoti horizontalųjį siūlelį. Sureguliavus siūlelį būtinakolimacijos paklaidą tikrinti pakartotinai. Esantnormalioms matavimų sąlygoms, kolimacijos paklaidosstandartinio nuokrypio įvertis esti apie ±2" [1].
3. NA3003 kolimacijos paklaidos kaitos tyrimai
1991 m. gegu�ės 20�31 dienomis Helsinkiotechnologijos universitete įvairiapusi�kai tiriant tada darnaują pirmąjį pasaulyje skaitmeninį nivelyrą NA2000nustatyti gan dideli � iki 8" kasdieninių matavimųkolimacijos paklaidos pokyčiai [2].
�vedų mokslininkai taip pat atkreipė dėmesį įskaitmeninių nivelyrų NA2000 ir NA3000 kolimacijospaklaidos nepastovumą [3]. Buvo tirtas staiguskolimacijos paklaidos kitimas per trumpą laiką, kainivelyras i�ne�amas darbui i� patalpos ar automobilio.Dirbant dar neįgavusiu aplinkos oro temperatūrosprietaisu, kolimacijos paklaidos pokytis siekia 10" per5 min. Darbo dienos prad�ioje nustatyta kolimacijospaklaidos reik�mė, naudojama automati�kai taisytimatavimų duomenis, nėra būdinga ir i�kreipia tos dienosmatavimų rezultatus.
Norint įsitikinti, ar minimas trūkumas i�likęsnaujos serijos skaitmeniniuose nivelyruose NA3003,
VGTU Geodezijos institute atlikti jų kolimacijospaklaidos kaitos tyrimai.
Niveliuojant Lietuvos valstybinio geodeziniovertikaliojo pirmosios klasės tinklo punktus, skaitmeniniųnivelyrų NA3003 pagrindinė sąlyga paprastai buvotikrinama pirmąją ekspedicijos darbo dieną. Būtina siekti,kad meteorologinės sąlygos nivelyro tikrinimo metugeriausiai atitiktų visos savaitės vidutines, t. y. kadCollDif būtų kuo ma�esnė. Priminsime: skaitmeninisnivelyras pataiso atskaitas tik dėl absColl , bet ne CollDif.Nepaisant gan skirtingų savaitės trukmės kiekvienosekspedicijos meteorologinių ir kitų sąlygų nustatytosiosCollDif arba ∆i reik�mės kito ma�iau nei ±5".
2000 m. rugpjūčio 1 d. atliktas dviejų skaitmeniniųnivelyrų � NA3003 Nr. 92426 ir Nr. 92432 CollDifkitimo per dieną tyrimas. Lauke buvo parinkta 45 m ilgiobazė AB, kurios pradinis ir galinis ta�kai įtvirtinti 0,7 milgio metaliniais vamzdeliais ir juose nejudamai suparamsčiais įtaisytos kodinės matuoklės. Bazė padalinta įtris lygias dalis; gautuose ta�kuose 1 ir 2 pastatyti stovainivelyrams. Matavimai atlikti kas pusę valandos. Atlikta18 matavimų ciklų, keičiant nivelyrus vietomis, betnejudinant stovų. Temperatūra matuota pavėsyjeelektroniniu termometru H-200. Temperatūra matavimųmetu kito iki 5ºC. Matavimai abiem nivelyrais atliktipaeiliui tuo pačiu nuoseklumu, siekiant kuo vienodesniųmatavimų sąlygų ir objektyvesnių rezultatų. Vieno ciklomatavimai kiekvienu nivelyru truko apie 5 min., odid�iausi temperatūros pokyčiai ciklo matavimų metunevir�ijo 0,5ºC, todėl pateiktos vidutinės temperatūrosreik�mės. Matavimų rezultatai � lentelėje ir 2 bei 3paveiksluose. I� jų matyti, kad pavienių skaitmeniniųnivelyrų CollDif kitimo pobūdis yra pana�us, nors kamporeik�mės skiriasi iki 6". Pastebimas �ioks toks CollDif irtemperatūros kitimo dėsningumas, tik kampo kitimasvėluoja.
Esant visi�kai vienodiems atstumams ikimatuoklių ir pastoviai CollDif reik�mei matavimų stotyjemetu, CollDif neturi įtakos i�matuotam auk�čiųskirtumui.
Atliekant valstybinio vertikaliojo geodeziniopirmosios klasės tinklo punktų niveliavimą vizavimospindulių nevienodumas stotyje DistTol ribojamas 0,5 m.Auk�čių skirtumo paklaidą galima apskaičiuoti pagalformulę
δh = tg(CollDif)·(DistTol). (4)
38
CollDif matavimų rezultatai (2000 08 01)Results of measurements of CollDif 01/08/2000
Eil. Laikas, Temperatūra, NA3003 Nr. 92426 NA3003 Nr. 92432nr. h °C absColl=+7,9" absColl=+15,8"
CollDif " CollDif "1 8,5 18,2 +3,6 +1,72 9,0 20,0 +1,5 +1,23 9,5 21,2 +2,8 +1,44 10,0 20,2 +2,9 +0,85 10,5 20,0 +2,1 +2,46 11,0 20,0 +3,1 �1,67 11,5 20,3 +1,3 �0,18 12,0 19,0 +1,1 �3,19 12,5 21,6 �0,6 �3,510 13,0 22,1 +0,1 �5,511 13,5 22,4 +0,5 �5,212 14,0 22,8 +3,6 �1,013 14,5 22,7 +2,5 �0,914 15,0 22,3 +4,2 �0,215 15,5 21,1 +2,7 �0,916 16,0 21,0 +3,7 +1,117 16,5 20,8 +2,8 +0,418 17,0 20,7 +1,7 +0,9
2 pav. Temperatūros kaita 2000 08 01Fig 2. Variation of the temperature 01/08/2000
3 pav. CollDif kaita 2000 08 01Fig 3. Variation of CollDif 01/08/2000
18
19
20
21
22
23
8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17
Laikas, h
Tem
pera
tūra
,°C
�6
�4
�2
0
2
4
6
8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17
Laikas, h
Col
lDif
"
NA3003 Nr. 92426 NA3003 Nr. 92432
39
Jei DistTol=0,5 m, CollDif=10", tai δh=0,024 mm.Esant leistinai auk�čių skirtumų nesutapimo stotyjereik�mei StatTol = 0,2 mm, δh esminės įtakos niveliavimorezultatui stotyje neturi.
Niveliavimo rezultatams didesnį poveikį daroCollDif kitimas matavimų pavienėje stotyje metu, nesnustatytas did�iausias nivelyro NA3003 Nr. 92432CollDif pokytis tarp 11 ir 12 ciklų yra 4,2", t. y.0,14"/min.
Skaitmeniniuose nivelyruose NA3003 numatytavienoda matavimų visose stotyse programa BFFB(matavimas į atgalinę, priekinę, priekinę ir vėl į atgalinęmatuokles), kurioje nėra kompensuojamas kolimacijospaklaidos kitimas, todėl kolimacijos paklaidos kaitasistemi�kai veikia niveliavimo rezultatus.
4. I�vados
Tyrimų rezultatai rodo, kad preciziniamsskaitmeniniams nivelyrams NA3003 būdinga �ymikolimacijos paklaidos reik�mių kaita, daugiausiapriklausanti nuo temperatūros pokyčių. Oro temperatūros5ºC pokytis sukelia iki 4�8" kolimacijos paklaidospokyčius. Siekiant suma�inti kolimacijos paklaidos kaitospoveikį niveliavimo rezultatams, jos reik�mės turi būtinustatytos temperatūroje, kuo artesnėje vidutinei orotemperatūrai tolesnių matavimų metu. Pakitus orotemperatūrai daugiau nei 5ºC, reikia nustatyti ir į nivelyroatmintį įvesti naują kolimacijos paklaidos reik�mę.
Pavojingi staigūs kolimacijos paklaidos pokyčiai,pasirei�kiantys, kai i� patalpos ar automobilio atne�tasnivelyras įgauna niveliavimo aplinkos temperatūrą. Pagaltemperatūrų skirtumą nivelyro ir aplinkos temperatūrasuvienodėja per 20�30 min., t. y. apie 2 min./ºC.
Kai kolimacijos paklaidos reik�mė didesnė nei 20",reikia reguliuoti siūlelių padėtį.
Atliekant precizinį niveliavimą būtina ribotivizavimo spindulių ilgių nevienodumą iki 0,5 m; be to,kiekvienoje stotyje matavimus reikia pradėti nuo tospačios matuoklės.
Literatūra
1. Wild NA2002/NA3000. User manual. Leica AG,Heerbrugg, (Switzerland),1993. 109 p.
2. M. Takalo. Accuracy of Wild NA 2000 // SurveyingScience in Finland, Vol 10, No 2, 1992, p. 34�58.
3. J. M. Becker, B. Andersson, P. O. Eriksson, A. Nordquist.A new generation of levelling instruments: NA2000 and
NA3000 // FIG XX. International congress, Melbourne,Australia, 1994, TS509.1/11.
Įteikta 2001 01 15
INVESTIGATION OF COLLIMATION ERROR OFDIGITAL LEVELS NA3003
B. Krik�taponis
S u m m a r y
One of the most important digital levels errors, whichinfluences the accuracy, is the collimation error. Digital levelsNA2000/NA3000 have collimation errors, which include theabsolute error absColl and the variable error CollDif. Duringmeasurements digital levels by electronical reading from thecode rods correct automatically the readings due to collimationerror absColl, if it was defined and put into the memory of theinstrument. If absColl is bigger than 20�, it is suggested toregulate the position of the threads grid.
The investigation and calculation of the CollDif error ispresented in the paper. On August 1, 2000, the analysis of thecollimation error change of the two levels NA3003 was done byusing permanently equipped code rods and tribrachs. It wasdetermined that the change of the CollDif seeks 4�8�, if thetemperature change is 5ºC. So the differences of the distances tothe back and forward rods should not exceed 0,5 m. CollDif ofdigital levels have the systematic influence on levelling results,because the firmware of these levels allows the levellingaccording to the program BFFB.
The change of collimation error depends on meteorologicalconditions. The sudden CollDif changes are very dangerous,when the level is taken out of the room or car to theenvironment with a different temperature. Thus it is necessaryto keep the digital levels into the new environment during 20�30 min, until the instrument takes the environment temperature.
Boleslovas Krik�taponis. Dipl Eng. Research Institute ofGeodesy. Vilnius Gediminas Technical University. Saulėtekioal. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania tel +230 2 767879, fax +3702 763864, e-mail: [email protected])
A graduate of Vilnius Gediminas Technical University(engineer of geodesy, 1974). Research interests: geodeticnetworks.
40
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
UDK 528.44+631.5
�EMĖS KADASTRO FORMAVIMO PROBLEMOS
A. GasilionisVilniaus Gedimino technikos universitetas
1. Įvadas
�emės kadastrą būtina formuoti taip, kad nekentėtųjos naudotojai. �emės kadastro formavimas vertinamasdviem aspektais − valstybiniu ir i� naudotojo pozicijų.Savaranki�kų ūkinių organizacijų bei fizinių asmenųveiklos tikslas − turimą �emės plotą panaudotinaudingiausiai. Valstybei aktualu �inoti, kokiomissąlygomis, kokį plotą ir kur naudoja fizinis ar juridinisasmuo. Be to, ji turi tiksliai �inoti naudojamo �emėssklypo vietą ir ribas. Kokybinės �emės charakteristikosyra �emės naudotojo interesas, galimybė suma�inti versloriziką. Kyla klausimas, ar tik ūkiniai subjektaisuinteresuoti �emės kokybinėmis charakteristikomis?Jeigu taip, tai po daugelio metų Lietuva kaipkra�tovaizd�io puo�mena gali likti tik praeitiesprisiminimuose.
�emės kadastro formavimo valdymasadministravimo ir ekonomikos at�vilgiu gananeapibrė�tas. Priimtasis Nekilnojamojo turto kadastroįstatymas [1] neapibrė�ė �emės kadastro formavimomasto, įra�ų tikslinimo periodi�kumo bei finansavimo�altinių. Siekiant supaprastinti kadastro formavimoprocesą, įvardyti atlikėjus ir jų prievoles formuojant�emės kadastrą �iuos kausimus tikslinga būtų aptartidetaliau. �emės kadastro sudėtinės dalys:
− �emės kokybinių charakteristikų nustatymas,− �emės plotų apskaita,− �emės ribų nustatymas,− �emės naudotojo įvardijimas.Pagal �ią struktūrą pabandysime panagrinėti �emės
kadastro formavimo problemas, nes tik tokia darbų sekagali u�tikrinti tikslų �emės registrą [2] bei sėkmingą�emės panaudojimą �monių ir valstybės labui.
2. �emės kokybinių charakteristikų nustatymas
�emės kokybinių charakteristikų nustatymas prie�atkuriant nepriklausomybę buvo valstybės prioritetas.Ūkiniai subjektai privalėjo atlikti arba u�sakyti �emės
tyrimus − mechaninės sudėties, agrocheminių savybių −ir �ių tyrimų pagrindu vykdyti �emės kokybės gerinimodarbus. Natūralu, kad tai nelietė urbanizuotos teritorijos,nes jos paskirtis � statyba. Urbanizuotose teritorijosevalstybinės statybos plotuose, o daugiausia tokių plotų irbūta, prie� pradedant statyti buvo atliekami geologiniaityrinėjimai.
Atkūrus nepriklausomybę, nustatyti �emėskokybines charakteristikas i�imtinai tapo ūkinių subjektųreikalu. Formuojant valstybinį �emės kadastrą buvopriimtas vienas �emės kokybės rodiklis � �emės na�umobalas, t. y. jos naudingumas �emės ūkio produkcijaiauginti. Tačiau �is balas nustatytas 1980 m. [3], dabardaug kur yra pakitęs, jį būtina tikslinti. Daugelisūkininkų, ūkinių bendrovių, bendrijų verčiasi ganasunkiai ir skirti tam gana nema�ai papildomų lė�ų tegalitik labai pasiturintys ūkiai.
Respublikinio pavaldumo miestams nustatytasvidutinis respublikos �emių na�umo balas � 40, sodųbendrijų �emėms � 28. I� esmės tai nieko bendro neturi sukonkretaus miesto ar bendrijos �emės na�umu. Miesto�emės paskirtis yra statybos, sodų bendrijų teritorijos −�emės ūkio paskirties �emė, ir jos na�umas gana svarbusūkinis elementas. Realiau nustatyta rajono centrų beimiestų �emių na�umo balas pagal seniūnijų vidutinį�emių na�umo balą. Tačiau miestų vidutiniai na�umobalai neatspindi akivaizdaus tam tikrų plotų �emėsna�umo pasikeitimo dėl melioravimo sistemų poveikio,�emės įdirbimo intensyvumo.
Dalis �emės plotų − �vyro, smėlio, molio karjerai,
baigti eksploatuoti durpynai − buvo rekultivuoti.
Melioravus natūralios pievos sukultūrintos, įrengti
tvenkiniai. Pradėti eksploatuoti nauji karjerai, nutiesti
keliai, �emės ūkio naudmenos ap�eldinamos mi�ku. Dalis
nederlingų plotų virto savaime u�augusiu mi�ku arba
krūmynais. �emės kokybinės charakteristikos daugelyje
41
vietų pasikeitė, tačiau �ie pakitimai valstybiniame
kadastre neatsispindi.�emės mechanines charakteristikas tyrinėja �emės
ūkio naudmenų naudotojai, tačiau jiems neprivalu gautusduomenis įtraukti į valstybinį �emės kadastrą. �emėstyrimai da�nai atliekami nesilaikant standartų arbanei�rei�kiant skaitmeniniais dyd�iais, tad juos u�fiksuotikadastre nėra galimybių.
Giluminius �emės sluoksnius tyrinėja geologai,ie�kodami naudingųjų i�kasenų. Taip pat vykdantstatybas ūkinėms reikmėms, jau projektavimo stadijojeatliekami geologiniai tyrimai: nustatoma �emėsmechaninė sudėtis, po�eminių vandenų lygmuo, kitipo�ymiai. �i analizė daugiausiai atliekama urbanizuotoseteritorijose, tad duomenys į valsybinį �emės kadastrąneįtraukiami.
Apibendrinant �emės kokybinių charakteristikųnustatymą formuojant kadastrą, galima pasakyti, kadvalstybė, kaip institucija, nuo �ios veiklos nusi�alino irnaudojasi pasenusia, 1980 m. nustatyta, Lietuvos �emiųna�umo sistema. Atnaujinti ir fiksuoti �emės kokybinescharakteristikas tapo ūkinių subjektų reikalu. Todėlanksčiau taikytais būdais duomenis suvesti į vieną visosLietuvos teritorijos �emės kadastrą galimybės prarastos irnėra tikslinga. �emės kokybinių charakteristikųnustatymas turi būti pagrįstas europiniais standartais,duomenų fiksavimas valstybiniame �emės kadastre ��emės naudotojo suinteresuotumo principu.
3. �emės plotų apskaita
Dėl �emės kokybinių charakteristikų pasikeitimo�emės plotus būtina inventorizuoti naujai. Turint �emėsplotų apskaitą galima būtų �ymiai tikslingiau planuoti jųnaudojimą �emės, mi�kų bei vandens ūkių beiurbanizacijos reikmėms. Tai ypač aktualu kalbant apievalstybinės �emės plotus. Nesant tikslios �emės plotųapskaitos, neįmanoma teisingai formuoti �emės sklypų,nors tai − �emės reformos pagrindas. Tik teisingai irtiksliai nustačius �emės plotus ir sklypų dyd�ius galimaįvardyti �emės naudotoją.
Atskiras klausimas �emės plotų apskaitoje yravadinamieji kolektyviniai sodai ir dar�ai � sodųbendrijos. Esamos sodų bendrijos i� esmės urbanizuotos,pritaikytos poilsiui, laikinai bei nuolat gyventi. Įvardytijas kaip �emės ūkio bendrijas vargu ar galima, nes i�likę
�emės plotai ma�i, tėra tinkami gėlynams bei dar�ovėmsauginti ir tenkina tik asmeninio naudojimo reikmes. �ieplotai i� esmės prilygsta namų valdų �emės sklypams.Sodų bendrijose dėl per tankaus u�sodinimo, menkossėjomainos, statinių u�imamo ploto planuoti �emės ūkioprodukcijos gavybą vargu ar galima. Matyt, sodų bendrijų�emes tikslinga būtų priskirti prie specialiosios paskirtiesorganizacijų u�imamų �emių.
Nuomonė, kad �emės ūkio naudmenų �emę tikslingaparduoti u�sieniečiams, nesant tikslios �emių apskaitos,vargu ar pateisinama. Kita vertus, kol �emės reformaLietuvoje nebaigta, sklandus �emės pardavimasu�sieniečiams nelabai įmanomas. Sodų bendrijų �emės, i�esmės netekusios �emės ūkio tikslinės paskirties, galėtųbūti parduodamos u�sieniečiams.
Tiksli �emės plotų apskaita kol kas siejasi tik suvalstybiniu �emės registru. Registras apima plotus,kuriuos teisi�kai įregistravo naudotojai. Tačiauvalstybinis �emės registras dar neatspindi 50%respublikos teritorijos. Įregistruoti �emės plotai nekeliaproblemų apskaitos po�iūriu. Itin probleminio pobūd�iokita teritorijos dalis, nes nėra tikslios apskaitos. �ios�emės naudotojai − tai daugiausia valstybinės įmonės,teisėti ir neteisėti privatūs nuomininkai. Matyt, �ių plotųapskaitos niekas neatliks, jeigu valstybė per savoinstitucijas nesiims ry�tingų priemonių inventorizuoti�emės plotus.
4. �emės ribų nustatymas
Tikslią �emės plotų apskaitą lemia �emės plotų irsklypų ribų nustatymas. Kad būtų i�vengta tyčinių arnetyčinių nesusipratimų, būtina nustatyti tikslias sklypųribas. U� �emės naudmenų ribų paprastai būnava�iuojami lauko keliai, takai, apsauginės juostos.Naudojant �emės ūkio techniką jie pa�eid�iami.Va�iuojami keliai tolsta nuo �emės naudmenų, u�imdamilaisvą valstybės �emės fondą, mi�kų, upių, e�erųapsaugines juostas arba įsiskverbdami į kitasnenaudojamas �emės naudmenas. Nustatant ribasnegalima apsiriboti matavimais bei kartografija, būtinaribas pa�ymėti vietoje specialiai tam skirtaisribo�enkliais. Valstybė įpareigoja �emės naudotojus �iuos�enklus saugoti. Tik minėtoms sąlygoms esant, galimas�emės sklypo arba �emėnaudų registravimas
42
valstybiniame �emės registre. �emę u�registravę sklyponaudotojai tampa pilnateisiais savininkais ir gali visi�kai,o nuomininkai − i� dalies disponuoti �eme.
Labai aktualu yra laisvos valstybinės �emės fondoplotų matavimai. Esant Lietuvos teritorijos geodeziniopagrindo tinklui, tai galima tiksliai atlikti. TačiauLietuvos teritorijoje �enklinimo vietoje neteko matyti,kad tai �valstybinė �emė�, t. y. laisvos valstybinės �emėsfondo dalis [4]. Valstybinius kelius pri�iūri kelininkai,mi�kų kelius, kvartalines linijas, aik�teles � urėdijos,�emės ūkio bendrovių ir bendrijų keliai bei laisvi plotaipri�iūrimi ūkiniu būdu. Laisvos valstybinės �emės fondoplotai da�nai tampa potencialiu sąvartynų objektu, nesva�iavimo �ia teritorija nieks nereglamentuoja irnepri�iūri.
�emės plotų ir �emės naudmenų ribų nustatymą ilgąlaiką stabdė �emėtvarkinių planų bei teritorijų planavimoprojektų rengimas. Esant planams reikėtų �engti kitą�ingsnį � atlikti tikslius laisvos valstybinės �emės fondogeodezinius matavimus, tam numačius valstybinįasignavimą.
Savivaldybių kompetencijoje esantys urbanizuotosteritorijos plotai turėtų būti geodezi�kai i�matuoti, nes tiktaip galima formuoti naujus �emės sklypus [5]. Atliekant�emės privatizavimą geodezi�kai buvo i�matuoti namųvaldų sklypai. Tačiau sodų bendrijos ir jų nariai ribų tuobūdu nepatikslino. Dėl �ios prie�asties urbanizuotoseteritorijose atsirado nema�ai �emės naudmenų ribųnetikslumų. Miestų, miestelių pakra�čiuose neai�kiosmi�kų, parkų ribos, stichi�kai formuojasi va�iuojamilauko keliai, statyboms tinkami plotai apauga krūmais.�iuos plotus i�matavus, galima būtų įvardytiorganizacijas jiems pri�iūrėti.
�emės plotams, �emės naudmenoms bei sklypamstiksliai atriboti pajėgų respublikoje yra, tačiau �emėsnaudotojams bei pri�iūrėtojams trūksta lė�ų u�sakytigeodezinius matavimus. Matyt, sklypų ribų ir plototiksliems matavimams atlikti reikėtų valstybės paramos i��emės reformos fondo.
5. �emės naudotojo įvardijimas
�emės naudotojo įvardijimas, įteisinant nuosavybę irnaudojimą, − pagrindinis �emės reformos tikslas. Tačiaunegalima įvardyti naudotojo, nenustačius �emėskokybinių charakteristikų, jos paskirties, sklypo ploto ir
ribų. Manau, kad svarbiausioji prie�astis, dėl kurios �iosprocedūros per ilgai u�sitęsė, ir buvo �emėtvarkos beiteritorijų planavimo projektų parengimo vilkinimas.Pastaruoju metu �emės projektavimo darbai labaipasistūmėjo.
Urbanizuotose teritorijose, �emės ūkio bendrovėse irbendrijose bei ūkininkų ūkiuose yra statinių bei įrenginių,kuriuos reikia inventorizuoti. �emės sklypų naudotojoįvardijimas negalimas, neatlikus techninės statinių irįrenginių inventorizacijos. Atlikti techninę inventorizacijąlabai brangu ir valstybinės įstaigos, įmonės, turinčiosrodyti pavyzdį, tiesiog finansi�kai nepajėgios būtiu�sakovais. Daugeliui įmonių, �emės ūkio bendrovių beibendrijų techninės inventorizacijos atlikimas yrafinansinė prabanga. Norint paspartinti �emės naudotojųįvardijimą, reikėtų atsisakyti techninės inventorizacijosatnaujinimo kas 5 metai ir registruoti sklypus,inventorizuotus prie� 10 metų. Tikslinga būtųsupaprastinti, atpiginti techninės inventorizacijosduomenų atnaujinimą, nes tam reikia keleriopai ma�iausąnaudų.
Valstybinės įmonės, įstaigos savo finansiniuoseplanuose turėtų numatyti i�laidas savo naudojamiems, osavivaldybės � pri�iūrimiems sklypams registruotivalstybiniame �emės registre. Manau, tai labaipaspartintų �emės reformos eigą, sudarytų galimybęvisi�kai atnaujinti Lietuvos teritorijos �emės kadastrą.
Įvardijant �emės naudotoją tikslinga būtų apsispręstiir nustatyti, kam �emės priklauso: apskrities vir�ininkoadministracijai, savivaldybei ar infrastruktūros objektuseksploatuojančioms organizacijoms. Daugelis �emės ūkiobendrovių bei bendrijų kaip organizacijos nėra registravęsavo �emės naudmenų. Jose susibūrę �emės savininkai,nuomininkai naudojamus sklypus yra įvardijęvalstybiniame �emės registre [6].
Svarus �emės naudotojo įvardijimo stimulas būtųjuridinių asmenų �emės sklypų įsigijimas nuosavybėsteise. Įmonių savininkai galėtų visi�kai disponuoti savoteritorija � statiniais ir �eme. Tai paskatintų investicijas,turto apyvartą, veiklą keisti bei nutraukti. �emės ūkiobendrijų i� valstybės nuomojami �emės plotai sudaro vosvieną de�imtadalį visos jų teritorijos. Tai bendronaudojimo �emės plotai � keliai, praėjimai, mi�keliai,vandens telkinių pakrantės − kuriuos bendrijos galėtųi�sipirkti. �emės naudotojų įvardijimo procesas gana
43
sparčiai vyko, kai �emė u� investicinius čekius arbapinigus buvo perkama i� valstybės nominalia kaina.
6. I�vados
Siekiant paspartinti �emės naudotojų įvardijimą,manau, reikėtų visokeriopai supaprastinti sklypųregistravimą Valstybiniame �emės kadastre.
1. Parengti �emės kokybinių charakteristikųkaupimo tvarką, kuri skatintų �emės naudotojus u�sakyti�iuos tyrimus.
2. Organizuoti valstybinių įstaigų, įmonių bei laisvosvalstybinės �emės fondo plotų apskaitą ir finansuoti juosesuformuotų sklypų geodezinius matavimus.
3. Įvardyti laisvos valstybinės �emės fondo plotųnaudotojus ar valdytojus � valstybinė įmonė, įstaiga,savivaldybė, apskritis.
4. Visus kadastro įforminimo darbus perduotisavivaldybėms [7].
5. Netaikyti did�iausių kainų perkant i� valstybėsnuomojamus sklypus. Jeigu perkami bendro naudojimo�emės plotai ir juose negalima suformuoti atskirų sklypų,taikyti ma�iausias valstybines �emės kainas.
6. Supaprastinti, atpiginti techninę inventorizacijąbei pratęsti jos galiojimo terminą. Ten, kur yra bendronaudojimo in�inerinių įrenginių, priklausančių kitai juoseksploatuojančiai organizacijai, i�vis nereikalautitechninio inventorizavimo.
7. �emės ir kito nekilnojamojo turto kadastro irregistro valstybinės įmonės filialai turėtų galutinaiįforminti nuosavybės bei nuomos dokumentus. �emėsnaudotojui, norinčiam galutinai sutvarkyti dokumentus,nereikėtų vykti į apskritį.
Literatūra
1. Lietuvos Respublikos nekilnojamojo turto kadastroįstatymas. 2000 m. bir�elio 27 d. Nr. VIII�1764. Nr. 58,V. �., 2000, 1704 p.
2. Lietuvos Respublikos nekilnojamojo turto registroįstatymas. 1996 m. rugsėjo 24 d. Nr. 1�1539. V. �., Nr.100. 1996, 2260 p.
3. P. Aleknavičius, A. Gogelis, J. Jasinskas ir kt. �emėskadastras. Vilnius: Mokslas, 1989, p. 120�130.
4. R. M. Betts, S.J. Ely. Basic real esate appraisal. USA,Englewood Cliff, New Jersey, 1994. 496 p.
5. Lietuvos Respublikos teritorijų planavimo įstatymas.1995 m. gruod�io 12 d. Nr. 1�1120. V. �., Nr. 107, 1995.2390 p.
6. Lietuvos Respublikos �emės įstatymas. 1994 m. baland�io26 d. Nr. 1�446. V. �., Nr. 34, 1994. 620 p.
7. G. Larson. Land registration and Cadastral Systems. NewJork. John Wiley and Sons. 1991, 176 p.
Įteikta 2001 02 19
LAND CADASTRE FORMATION PROBLEMS
A. Gasilionis
S u m m a r y
After Lithuanian Independence Declaration land cadastreformation has acquired new aspects. Private economystimulated to take over some functions of cadastre formationfrom state prerogative: evaluation of land quality properties,measurement of exact land plot borders etc.
There appeared some specific problems related toformation of state land cadastre: coordinating state and privateinterests, performing land reform and cadastre land registration.Land cadastre formation problems are analysed and probablesolutions are presented according to land cadastre formationsequence: evaluation of land quality, land area and land borders,land user confirmation.
Correct and exact formation of land cadastre presentopportunities to include land plots into the state land cadastre.
The analysis accent is the successful performance of landreform. Its major problem is the usage of free state land fund.Possible land cadastre management modes and economic leversfor all Lithuanian land cadastre formation are presented.
Algimantas Gasilionis. Doctor, Researcher. VilniusGediminas Technical University. Institute of Geodesy.Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania (tel. +370 2767879, fax: +370 2 763864, e-mail: [email protected].)
Doctor (1973). Research interests: cartography, real estate,economy of agriculture.
44
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
KronikaLAI�KAI I� ARTIMOS PRAEITIES
D. Mockienė, R. Girkus
I�kilus Lietuvos geodezininkas J. Deksnys (1904�1989) informacine ir konkrečia kartografine med�iaga talkino�ymiam Lietuvos geografui prof. Č. Kudabai (1932�1993) leid�iant knygas apie Lietuvos kra�tovaizdį.
Tikimės, kad čia pateikiami keletas i� pastarųjų penkiolikos metų bendravimo lai�kų primins Lietuvą mylėjusius irdaug jai savo profesijos srityje nuveikusius specialistus. (Lai�kų kalba netaisyta).
Gerbiamas profesoriau,
,,Literatūrą ir meną�, �Gimtą kra�tą� skaitydamas pagalvoju (gal ir klaidingai!), kad giliai pasinėrėte į kultūrosfondo reikmes. O Auk�taičių kalneliai1), �emaičių plentas, geografinių atradimų2) tęsinys...?
Projektų-u�mojų man dar netrūksta, bent i� pomėgio. Baigiu tvarkytis su 1900�1940 m. geodezine bibliografija. Jidaugumoje straipsninė. Parenku ir kartografinius kūrinėlius: jie ir tekstiniai, ir priediniai knygose. Be to, buv. Lietuvostopografijos skyriaus 160 leidinių3) su techninėmis charakteristikomis įtraukiau. Knygų Rūmų veiklos, atrodo, tuo tarpunedubliuoju: stambiamasteliniams �emėlapiams kada prasidės jų senatis ir vie�as metra�čiuose skelbimas � visi�kane�inia.
Pagaliau man jau 84 metai. Tikiu, ilgesnei trukmei gyventi yra gerokai prisidėjusi tikslinga pedagogikagimnazistams nuo 1918 m. I�ėjom abiturientai su vai�ganti�kų pragiedrulių nusiteikimais. I�vengta �alingųjų įpročių.Jais tada laikyta: tabakas, alkoholis, nedamiegojimas, keiksma�od�iai, veidmainystė.
Skatinti gimnazijose sporto ar estrados �mogdievius dar mados nebuvo. I�laikiau paprastutį besąlyginį parosgrafiką: 1/3 miegui, 1/3 darbui, 1/3 buičiai � kultūrai.
Panaikinus carinį popierizmą, kai kurių metų kasdienybėje buvome atpratę jau nuo pa�ymų (liudijimų), kvitų,antspaudų, registracijų. Apie asmens ar įskaitos anketas su�inojom tik 1940 m., kad esama ir tokių pasaulyje.
Paties savigarba ir tikėjimas pa�įstamo ar pareigūno �od�iu. Paklydimus ar diskusiją sprendė privalomas atviraslai�kas redaktoriui � reikalą pamatydavom abipusiai. Tevertinom kriti�kai tik čigonus ir Seimo partijos lyderiogra�bylystę. �iek tiek atsargumo tik su pirmu sutiktu nepa�įstamu.
Kaime ar vienkiemyje tik svirnelis terakinamas. Svarbusis �eimos maitintojas arklys jau gele�im nebepančiojamas.Miestely ar mieste daugumoje ant buto durų vizitinė (pavardė, profesija).Bekeliaujant, vie�butyje − laukiamas svečias. Nei paso, nei avanso. Pakako pas durininką sąra�e įsira�yti įskaitomai
ir pasira�yti, o i�vykstant čekiu ar grynais atsiskaityti.Taigi revoliucijos, karai per metus kitus sulandino į kiautą � mūsi�ku terminu �susvetimėjimą�. Mano manymu,
i�siritimo atgal kelias bus labai ilgas. Melo-Veidmainystės dievaitį nusodinti nuo pjedestalo � tėra dar kuklūs bandymai.Am�ių sandūra, 2000 metai, � man jau nepasiekiama, ne�inau, kuo �monija tada d�iaugsis. Pana�iai progai visprisimenu dviejų anyk�tėnų biografijas. J. Biliūnui vaidenosi Laimės �iburys, o jaunas A. �ukauskas-Vienuolismotyvavo prakti�kai � 1900 m. pasaulio pabaiga � kam mokytis? Taip Liepojos gimnazijoj klasių ir nebaigė. Vėlesnihumanitariniai idealai visgi pasodino jį su lazdele į Anyk�čių aik�tę.
Davainį Silvestraitį4) pagerbėte paminklu. Jis pirmas lietuvi�ko etnografinio �emėlapio kartografas. Atviruką-kopiją5) Tamstai esu siuntęs.
I� Tamstai siųstų P. Matulionio6) �emėlapių noriu vieną (1:800 000) susigrą�inti, kuriame mi�kai su�ymėtikvadratėliais7). Dėl jo turinio liko nei�ai�kinti keli klausimai: 1. Ar P. Matulionis tik mechani�kai panaudojo i�Mortenseno �Litauen�8) priedo vaizdavimą? 2. Ar P. Matulionis yra tiekęs med�iagos mi�kams Mortenseno �emėlapiui?3. I� kurio mastelio vokiečių kartografai kūrė minėto Mortenseno �Litauen� priedą.
Prie� i�siunčiant tada dėl pirmo nesunku būtų buvę i�siai�kinti, bet Kaune komplekto nesuradau, o manasis i�priedų buvo paskolintas. Skolininkui mirus, bus patekęs į J. Gu�io9) fondą F 265, nes ten atsidūrė ir mano kitas skolinys� monta�as i� Berlyne kopijuotų Textoro10) rankra�tinių �iaurinių U�nemunės sekcijų ties Gri�kabūd�iu ir Naumiesčiu.
Su tuo p. Matulionio �emėlapiu suri�tam antram ir trečiam klausimui ai�kinti prisireiks jau nuodugnesnių paie�kų.Kai apie �Auk�taičių kalnelius� − leidyklų planuose dar nerandu, norisi �inoti, kokia jų eiga.
Linkėdamas visakeriopos sėkmės J. DeksnysKaunas, 1988 01 26
45
Gerbiamas Tamsta,
Gavau Jūsų nepaprastai įdomų atvirą lai�ką. Įdomu buvo i� Jūsų girdėti (skaityti) galvojimą apie save, savolaikmetį. Man buvo daug kas sava, nes ir man jau daug kas i� �ių analogijų taip akivaizdu, kad neai�ku. I� kur einame irkur einame? Dargi taip skubėdami. Kas bus?
Apie Auk�taičių kalnelius knygelė apie metų vidurį turi jau i�eiti. Buvo korektūra. Stengsiuosi atsiųsti.Ra�au apie �emaičių plentą. Dar reikia baigti (įpusėta) tęsinį anų knygelių. Po ,,Auk�taičių kalnelių� turi būti
,,Vilnija�. Ir taip (jei nenumirsiu) iki visos Lietuvos padengimo knygutėmis. Bet labai sunku, tikrai labai. Kaip i�laikytibent kokią kokybę, kuri mano ra�iniuose ir taip menka. A� gi �inau, ne ma�as jau.
Siunčiu Jūsų pageidautus �emėlapius. Pergyvenu � viename �emėlapyje nėra fragmentėlio. Ar ne pas mane kur?Nerandu.
Linkiu sveikatos, geros kloties. Jūsų Česlovas Kudaba.
Vilnius, 14 02 88P.S. Ar a� jums pasiunčiau savo knygelę ,,Nerimi�11)? Priminkit. Č.K.
M. Davainio-Silvestraičio �Lietuvių kalbos ploto� �emėlapis (1:3 500 000)
Paai�kinimai
1) Č. Kudaba. Kalvotoji Auk�taitija (1988 m.);2) Č. Kudaba. Geografinės kelionės ir atradimai (1980 m.);3) buv. Lietuvos topografijos skyriaus leidiniais įvardyti Lietuvos topografiniai �emėlapiai 1:25 000 (92 vnt.), 1:100 000 (44 vnt.),
1:400 000 (5 variantai)4) M. Davainis-Silvestraitis, Dovoina Silvestravičius (1849�1919), �inomas tautosakininkas. 1987 m. spalio 17 d. Vilniuje Rasų
kapinėse M. Davainiui pastatytas Ipolito U�kurnio sukurtas paminklas. Atidengiant paminklą kalbėjo Lietuvos kultūros fondovaldybos pirmininkas prof. Č. Kudaba;
5) M. Davainis-Silvestraitis. Lietuvių kalbos ploto �emėlapis. 1:3 500 000, vienspalvis 9×14 cm atvirukas. Vilnius: M. Kuktosspaustuvė, 1908.
46
6) P. Matulionis (1860�1932), prof. dr., Lietuvos mi�kų tipologijos pradininkas, pirmasis �emės ūkio akademijos rektorius.7) 1928 m. P. Matulionio �Lietuvos �emėlapis�, 70×50 cm. I�leido �Lietuvos �auklys�, spausdino ��iedo� cinkografijos įmonė.8) Hans Mortensen. Litauen, Grundzüge einer Landeskunde. Hamburg, 1926.9) J. Gu�ys (1902�1957), Lietuvos �emės tvarkymo istorijos tyrinėtojas, �emės tvarkymo valdybos vyr. geodezininkas (1946�
1957).10) Ltn. fon Tekstoro � maj. fon �teino 1:33 333 nuotraukos �Naujuose Rytų Prūsuose�. Sūduvą apima 1�40 sekcijų rankra�tiniai
spalvoti originalai �Krieges�Karte der Provinz Neu�Ost Preussen....angefertigt in der Jahren 1795�1800�.11) Č. Kudaba. Nerimi. (1985 m.).
KVALIFIKACIJĄ KĖLĖ LATVIJOS SPECIALISTAI
E. Par�eliūnas
Geodezijos ir kadastro katedroje �ių metų sausis buvo įtempto darbo laikas: dvi savaites kvalifikaciją kėlė Latvijos�emės tarnybos specialistai. Tai pirmasis tarptautinis kvalifikacijos kėlimo projektas, todėl buvo jaučiamas katedrosdėstytojų jaudulys, susirūpinimas kursų kokybe. Latvijos kolegos pasirinko kartografijos pakraipos mokymo programą.�i programa naujai parengta, todėl apima �iuolaikinius kartografijos ir geodezijos mokslo pasiekimus skaitmeninių�emėlapių, geoinformacinių sistemų, kartografinių duomenų bazių, globaliosios padėties nustatymo sistemos ir kitosesrityse. Daug dėmesio skirta praktiniams kartografijos ir geodezijos darbams. Į kursų programą įtrauktos �iosdisciplinos: �Kartografija�, �Skaitmeninė kartografija�, �Fizinė geodezija�, �Geoinformacinių duomenų bazės�,�Geodeziniai GPS tinklai�, �Skaitmeninė fotogrametrija�, �Skaitmeniniai �emėlapiai�, ��emėlapių leidyba� ir kt.Svarbu pa�ymėti, kad praktiniai darbai vyko ne tik tarp universiteto sienų, akademinėje aplinkoje, bet ir moderniausiosekartografijos ir geodezijos įmonėse: �Aerogeodezijos institute�, Vilniaus savivaldybės įmonėje �Vilniaus planas�,privačioje firmoje �F ir CAD projektservisas�.
Klausytojams, i�klausiusiems visą mokymo programą, įteikti VGTU kvalifikacijos kursų baigimo pa�ymėjimai.Tikimės, kad Latvijos kolegos patenkinti kursų organizavimu, disciplinų teorine ir praktine kokybe.
Kursų klausytojai Skaitmeninės fotogrametrijos laboratorijoje
47
ISSN 1392�1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
Abstracts
UDK 528.73B. Ruzgienė. SOME ASPECTS ON SEMI-AUTOMATIC EXTRACTION OF BUILDINGS FROM AERIALPHOTOGRAPHS WITH THE USE OF InJECT SYSTEM // Geodezija ir kartografija (Geodesy and Cartography), Vilnius:Technika, 2001, Vol XXVII, No 1, p. 3�8.
The modelling of three�dimensional objects is a current task of digital photogrametric research. The description of new semi-automatic 3D feature extraction system developed at Photogrammetry Institute at University of Bonn is presented. The 3D modellingof buildings from digital imagery has reached high integration of traditional way and automation. The investigation in testing fieldshas showed a good quality of extracted building models and decreasing the time consuming.
Refs 4, Figs 8, Tables 2.
UDK 528.14J. Skeivalas, Č. Aksamitauskas. CORRELATION ANALYSIS OF MEASUREMENT RESULTS OBTAINED BYELECTRONIC RANGE FINDERS // Geodezija ir kartografija (Geodesy and Cartography), Vilnius: Technika, 2001, VolXXVII, No 1, p. 9�12.
The correlation effect on the values gained by range finders, when it is strongly influencing the measured value function accuracyis discussed in the article.
The correlation sources are various possible random weather condition changes, which influence the changes of range findersignal parameters. In theoretical investigation the light velocity random changes, due to the accidental changes of atmosphericparameters in temperature and pressure have been used. The correlation coefficient expression for different line lengths and variousrange finder oscillation series has been determined. For practical correlation coefficient computation the measured lenghts of fivebases have been used. The gained correlation coefficient values are changed accidentally and in a very large range. The actual reasonfor this effect is a random fluctuation of atmospheric parameters along the entire line. Consequently, the random electromagneticoscillation parameter change appears and it effects the mutual correlation of the measured values.
Refs 2, Tables 3.
UDK 528.541.82B. Krik�taponis, V. Tulevičius. INVESTIGATION OF PRECISE LEVELLING INVAR RODS WITH BAR CODE
SCALE // Geodezija ir kartografija (Geodesy and Cartography), Vilnius: Technika, 2001, Vol XXVII, No 1, p. 13�19.
Four precise levelling invar rods with bar code (type GPCL3) are used in Lithuanian state precise levelling during last threeyears. In the article the analysis of results of rods calibration and appreciation of rods quality are carried out.
It is necessary to note that the rods calibration was performed by Vertical Automated Laser Rod Comparator of the FinnishGeodetic Institute with a heigh precision of 0,5 µm.
The rods were calibrated three times with an interval of one year. The corrections to the positions of bar codes are insignificant(max 27 µm) and the differences of corrections for the same bar codes between neighbouring calibrations reach 31 µm. In many casesit is not necessary to put to reading of rods the corrections of bar codes.
Thermal expansion coefficient of rods vary from 0,801 ppm to 0,897 ppm. Differencies of thermal expansion coefficients forthe same rod from neighbouring calibrations are from −0,015 ppm to −0,088 ppm.
The rods are stable. But it is observed that they are negligibly shortened.Refs 4, Figs 3, Tables 3.
UDK 528.14A. �alnierukas, J. Su�iedelytė-Visockienė. RESEARCH OF STEREOPHOTODIGITAL METHOD BY INCLUDING IN
CDB THE ELEMENTS OF UNDERGROUND ENGINEERING NETS // Geodezija ir kartografija (Geodesy andCartography), Vilnius: Technika, 2001, Vol XXVII, No 1, p. 20�23.
The underground engineering nets are transferred from old graphical maps to stereophotogrammetrically created Vilnius city�sdigital map data basis (CDB). Often coming from old maps at a scale 1:500 the objects of underground engineering nets link badlywith stereodigitalized overground CDB objects. Discrepancies are up to 1 m and even larger. It provokes some problems. To solvethe problem the Institute of Geodesy (VGTU) has carried out a scientific research. Its goal was to include the objects of undergroundengineering nets into stereodigitalizing process. The experimental works were carried out, too.
In the stereomodel, it is seen a considerable part (up to 30%) of underground utilities (well-covers, rain-gratings) which can bepossible coordinated stereophotogrammetrically (Table 2). Using these points it is possible to recount vectorized undergroundengineering nets and to coordinate them with stereodigitalized objects during the stereomodel observation.
The research data are generalized statistically. Practical conclusions are presented.Refs 2, Tables 3.
48
UDK 528.14R. Abromavičius. GEOMAGNETIC FIELD EXPLORATION IN THE TERRITORY OF LITHUANIA // Geodezija ir
kartografija (Geodesy and Cartography), Vilnius: Technika, 2001, Vol XXVII, No 1, p. 24�29.
A first measurement of geomagnetic field in few points of Lithuanian territory was made about 125 years ago. But totalgeomagnetic survey of Lithuania was made by Prof K. Sle�evičius in 1936−38. Measurements of geomagnetic declination D,inclination I, vertical Z and horizontal H component were made in 179 points, which were located approximately 20 km from eachother. It was the first time when the whole Lithuanian territory was evenly covered by such a network of geomagnetic points. Such afinal result of 1:1 000 000 scale maps of geomagnetic declination, inclination, vertical and horizontal components were drawn for1940.5 year epoch. Also, measurements of geomagnetic field and geomagnetic survey of large scale were provided in separateregions of Lithuania.
Almost all postwar measurements were related to vertical component of geomagnetic field. Lack of Z data and their variationswas the main problem for geological decisions. In 1956−57 the aeromagnetic method was carried out and part of geomagneticsurvey was fulfilled. From 1959, measurements of magnetic declination were started together with other geophysical investigations.But the problem was that the work was unplanned and covered different areas.
From the beginning of the seventies the main work in the geomagnetic field belongs to Lithuanian geological survey. Combinedgravimetric and geomagnetic survey was made in different regions of Lithuania. Also, using aeromagnetic data from 1956−57measurements a digital aeromagnetic anomaly map of Lithuania at the scale of 1:500 000 in 1997 was created. In 1999 specialistsfrom the Institute of Geodesy (VGTU GI) and specialists from Warsaw Institute of Geodesy and cartography (IGiK) created anetwork from six geomagnetic stations for determining geomagnetic secular variations in the territory of Lithuania. These six stationswill become absolute stations where measurings will be carried out every 1�2 years. New geomagnetic survey of magneticdeclination at the scale of 1: 1000000 is planned too.
Refs 12, Figs 3.
UDK 528.14R. Bagd�iūnaitė. PROBLEMS OF THE GRAPH COLOURING FOR CARTOGRAPHY NEEDS // Geodezija ir kartografija(Geodesy and Cartography), Vilnius: Technika, 2001, Vol XXVII, No 1, p. 30�35.
The possibility of map colouring in 4 colours is described in the article. A new map colouring algorithm which is more perfectas the consecutive one is given. When using this algorithm, colours are selected more evenly, one colour is not prevailing in the map,the number of colours is more or less equal. But there is the data presenting problem. It is rather complicated to present data to theprogramme in order to get good results. Offered perfections of programming world enable to find suitable data presenting variant.
Refs 6, Figs 5.
UDK 528.38.088B. Krik�taponis. INVESTIGATION OF COLLIMATION ERROR OF DIGITAL LEVELS NA3003 // Geodezija irkartografija (Geodesy and Cartography), Vilnius: Technika, 2001, Vol XXVII, No 1, p. 36�39.
One of the most important digital levels errors, which influences the accuracy, is the collimation error. Digital levelsNA2000/NA3000 have collimation errors, which include the absolute error absColl and the variable error CollDif. Duringmeasurements digital levels by electronical reading from the code rods correct automatically the readings due to collimation errorabsColl, if it was defined and put into the memory of the instrument. If absColl is bigger than 20�, it is suggested to regulate theposition of the threads grid.
The investigation and calculation of the CollDif error is presented in the paper. On August 1, 2000, the analysis of thecollimation error change of the two levels NA3003 was done by using permanently equipped code rods and tribrachs. It wasdetermined that the change of the CollDif seeks 4�8�, if the temperature change is 5ºC. So the differences of the distances to the backand forward rods should not exceed 0,5 m. CollDif of digital levels have the systematic influence on levelling results, because thefirmware of these levels allows the levelling according to the program BFFB.
The change of collimation error depends on meteorological conditions. The sudden CollDif changes are very dangerous, whenthe level is taken out of the room or car to the environment with a different temperature. Thus it is necessary to keep the digital levelsinto the new environment during 20�30 min, until the instrument takes the environment temperature.
Refs 3, Figs 3, Table 1.
UDK 528.44+631.5A. Gasilionis. LAND CADASTRE FORMATION PROBLEMS // Geodezija ir kartografija (Geodesy and Cartography),Vilnius: Technika, 2001, Vol XXVII, No 1, p. 40�43.
After Lithuanian Independence Declaration land cadastre formation has acquired new aspects. Private economy stimulated totake over some functions of cadastre formation from state prerogative: evaluation of land quality properties, measurement of exactland plot borders etc.
There appeared some specific problems related to formation of state land cadastre: coordinating state and private interests,performing land reform and cadastre land registration. Land cadastre formation problems are analysed and probable solutions arepresented according to land cadastre formation sequence: evaluation of land quality, land area and land borders, land userconfirmation.
Correct and exact formation of land cadastre present opportunities to include land plots into the state land cadastre.The analysis accent is the successful performance of land reform. Its major problem is the usage of free state land fund. Possible
land cadastre management modes and economic levers for all Lithuanian land cadastre formation are presented.Refs 7.
Mokslo �urnalas �GEODEZIJA IR KARTOGRAFIJA�Redakcijos kolegijos adresas: Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius
Straipsnių rengimo taisyklės
�urnalui priimami tokios arba analogi�kos struktūrosmoksliniai straipsniai: įvadas, tyrimų tikslas, objektas, meto-das ar metodikos, pateikiami rezultatai, i�vados ar apiben-drinimas, naudotos literatūros sąra�as.
Straipsnius recenzuoja du redakcinės kolegijos nariai ar-ba jų skirti recenzentai.
Mokslo �urnalo redakcijos kolegijai pateikiami 2straipsnio egzemplioriai (tekstas su formulėmis, brė�iniais,lentelėmis, santraukomis, referatais), parengti kompiuteriuir i�spausdinti lazeriniu spausdintuvu (printeriu) pagalnurodytus reikalavimus, ir diskelis su straipsnio įra�u(PC Windows terpė, Word 97 redaktorius). Autorius pasi-ra�o antrąjį egzempliorių.1. �urnalo formatas � 60 × 84 1/8 (A4 formato lapo dy-
dis).2. Kalba. Straipsnius galima ra�yti viena i� �ių penkių
kalbų: lietuvių, anglų, vokiečių, prancūzų, rusų.3. Straipsnio dydis ribojamas iki 0,5 sp. lanko.4. Popierius. Straipsniai spausdinami kokybi�kame A4
formato popieriuje, skirtame lazeriniams spausdintuvams.5. Spausdinimo plotas. Tekstai, formulės, lentelės, brė�i-
niai pateikiami puslapiuose, kurių kiekvieno spausdinamasislaukas yra 170 × 245 mm (atstumai nuo lapo vir�aus ir apa-čios � 2,50 cm, kairės ir de�inės � 2,00 cm).
6. Spausdinimas. Straipsniai renkami personaliniu kom-piuteriu WINWORD redaktoriumi TIMES NEW ROMAN�riftu.
6.1. Straipsnio pavadinimas spausdinamas 50 mm nuopuslapio vir�aus (toje vietoje bus įra�omas �urnalo pava-dinimas ir numeris) did�iosiomis raidėmis 12 punktų (pt)Bold. Lygiuojama prie kairiojo kra�to. Tarp pavadinimo irautoriaus pavardės � 1 eilutės intervalas.
6.2. Autoriaus, bendraautorių vardų inicialai ir pavardėsspausdinami ma�osiomis raidėmis 11 pt Bold. Lygiuojamaprie kairiojo kra�to. Po pavarde nurodomas institucijos, ku-riai atstovauja autorius, pavadinimas Italic �riftu 11 pt. Tar-pas tarp pavadinimo ir teksto � 1 eilutės intervalas.
6.3. Tekstas spausdinamas 10 pt, intervalu �At least 15pt�, dviem skiltimis, tarp kurių paliekamas 6 mm tarpas.Pirma eilutė atitraukta 7 mm.
6.4. Formulės renkamos EQUATION EDITOR. Mate-matinių i�rai�kų pagrindiniai simboliai ra�omi Italic �riftu 10pt, indeksai � 8 pt. Matricos �ymimos lau�tiniuose skliaus-tuose, vektoriai � Bold �riftu 10 pt. Formulės numeruojamosarabi�kais skaitmenimis lenktiniuose skliaustuose. Tarpastarp formulės ir teksto � 1 eilutės intervalas.
6.5. Paveikslai ir lentelės spausdinami ten, kur jie mini-mi tekste. Didesnio formato lentelės ir paveikslai įdedamilapo vir�uje arba apačioje. Grafikus ir brė�inius brai�ytikompiuteriu. Jeigu sudėtingi brė�iniai brai�omi ranka, jieskenuojami. Papildomai jie pateikiami atskiru failu (*.tifarba *.pcx tipo). Nuotraukos turi būti nespalvotos, geros
kokybės, ry�kios ir tinkamos reprodukuoti. Para�ai po pa-veikslais ir lentelių pavadinimai ra�omi straipsnio kalba iranglų kalba 9 pt ma�osiomis raidėmis. Paveikslai ir lentelėsnuo teksto atskiriami 1 eilutės intervalu.
6.6. Įvado, skyrių, poskyrių pavadinimai spausdinamima�osiomis raidėmis 10 pt Bold. Lygiuojama prie kairiojokra�to. Įvadas, skyrių pavadinimai, i�vados numeruojamivienu arabi�ku skaitmeniu, poskyrių � dviem skaitmenimis.Skyrių ir poskyrių pavadinimai nuo teksto atskiriami vienoseilutės intervalu.
6.7. Tekste nurodoma literatūra numeruojama arabi�kaisskaitmenimis lau�tiniuose skliaustuose. Cituojamos lite-ratūros sąra�as pateikiamas po straipsnio tekstu. �odis Lite-ratūra, kaip ir skyrių pavadinimai, ra�omas ma�osiomisraidėmis 10 pt Bold kairėje lapo pusėje, apra�oma literatūra� 9 pt, intervalu �Single�. Literatūra apra�oma originalokalba pagal galiojančius Lietuvos standartus.
6.8. Po literatūros sąra�u spausdinama santrauka. Jeigustraipsnis para�ytas lietuvių kalba, santrauka ra�oma anglųkalba; anglų kalba para�ytam straipsniui santrauka ra�omalietuvių kalba; straipsniams, para�ytiems vokiečių, prancūzų,rusų kalbomis, ra�omos dvi santraukos � lietuvių ir anglųkalbomis. Santraukos pavadinimas ra�omas did�iosiomisraidėmis 9 pt Bold, autoriaus (bendraautorių) vardo inicialaiir pavardė � ma�osiomis raidėmis 9 pt Bold, �odis S a n -t r a u k a arba S u m m a r y � ma�osiomis raidėmis 9 ptretintai. Lygiuojama prie kairiojo kra�to. Atskiriama 1 eilu-tės intervalu. Santraukos tekstas ra�omas 9 pt, intervalu�Single�. Santraukos turi būti i�samios, ne trumpesnėskaip 600 spaudos �enklų.
6.9. Straipsnių puslapiai numeruojami paprastu pie�tukuapatiniame de�iniajame kampe.
7. Po straipsnio ra�omi duomenys apie autorių anglųkalba: vardas, pavardė, mokslinis laipsnis ir vardas, darbo-vietė, adresas, pareigos, mokslinė biografija, sta�uotės, svar-biausi darbai, moksliniai interesai, autoriaus el. pa�to adre-sas.
8. Atskirame lape pateikiami referatai anglų ir lietuviųkalbomis.
Literatūros sąra�o pavyzdys:
Literatūra1. A. �alnierukas. Kartografavimo stambiais masteliais pro-
jekcijos // Vilniaus technikos universiteto mokslo darbai.Geodezijos darbai. Nr. 19. V.: Technika, 1994, p. 46�55.
2. R. Belevičius. Computer Algebra in Finite Element Method.Vilnius: Technika, 1994. 154 p.
3. A. K. Noor, M. D. Mathers. Anisotropy and shear defor-mation in laminated composite plates // AIAA J., 14, 1976,p. 282�285.
Research Journal �GEODESY AND CARTOGRAPHY�Address of Editorial Board: Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, LT-2040 Vilnius, Lithuania
Dear Contributors,
The Journal accepts articles of the following (or analo-gous) structure: introduction, research goal, object, methodor techniques, results, conclusions or generalisations, refer-ences.
The articles should be reviewed by two members of theeditorial board or by their appointed reviewers.
An article should be submitted to the editorial board intwo copies (the text with formulae, drawings, tables, sum-maries) prepared by computer and copied by lazerprinter according to the requirements presented belowand a discette with the article record (PC Windows me-dium editor). The author should sign the second copy of thearticle.1. The format of the journal is 60 x 84 1/8 (A4 format).2. Language. Articles may be written in one of the fol-
lowing languages: Lithuanian, English, German, French,Russian.
3. The size of articles is restricted to 0.5 of printer�ssheet.
4. Paper. Articles should be typed on good quality whiteA4 format paper suitable for lazer printers.
5. Print area. Texts, formulae, tables, drawings should besubmitted on pages with a print area of 170 x 245 mm (mar-gins of the left and right � 2.00 cm, from the top and bottom� 2.50 cm).
6. Printing. Articles are set up by personal computerWINWORD editor using TIMES NEW ROMAN characters.
6.1. The heading of an article should be printed 50 mmbelow the sheet top. It should be in capital letters of 12-pointBold type and aligned left. There should be one-line intervalbetween the paper�s title and the author�s name.
6.2. The author�s/co-authors� initials and names shouldbe in small letters of 11 pt Bold type and aligned left. Aninterval of one line should be left between the name andtext.
6.3. The text is to be printed in 10 pt characters using"At least" 15 pt interval in two colums with the space of 6mm. The first line is shifted to the right by 7 mm.
6.4. Formulae are printed by EQUATION EDITOR. Themain mathematical symbols should be in Italic 10 pt type,the indices in 8 pt. Matrices are written in square brackets,vectors in Bold 10 pt type. Formulae are numbered by Ara-bic numbers in round brackets. Between the formulae andtext there is a space of one-line interval.
6.5. Figures and tables should be put in the place wherethey are mentioned. The tables and figures of a larger sizeshould be put at the top or the end of the sheet. The graphsand drawings must be drawn by computer. If some compli-cated drawings are produced by hand, they should bescanned. In addition, they should be produced by a separatefile (*. tif or*.pcx type). Pictures must be of black-and-whitetype and good quality.
The inscriptions below figures and table headings shouldbe in the language of the article and in English; they shouldbe printed in small letters of 9 points. The figures and tablesshould be separated from the text by one-line interval.
6.6. The headings of introduction chapters and sub-chapters should be in small letters of Bold 10 pt type andaligned left. The introduction, headings of chapters, conclu-sions are numbered by one Arabic numeral, the headings ofsub-chapters are numbered by two numerals. The titles ofchapters and sub-chapters should be separated by one-lineinterval.
6.7. Reference notes are numbered in Arabic numbersusing square brackets. The list of reference items must beplaced after the text. The word References should be printedin small letters of Bold 10 pt type on the left side. The refer-ence items are in 9 pt type; they are given in the originallanguage according to Lithuanian standards.
6.8. Below the references a summary should be printed.If the contribution is in Lithuanian, the summary should bein English. When the article is in English, it should be inLithuanian. When the article is in German, French, Russian,it should be both in Lithuanian and English.
The summary heading should be in capital letters ofBold 9 pt type. Bold 9 pt type small letters are used for theauthor�s/co-authors� initials and names. S u m m a r yshould be printed in small characters of 9 pt type makingone-letter intervals between letters and aligned left. Theheading, the author�s name and the word �summary� shouldbe separated by one-line interval. The summary text is insmall characters of 9 pt type. The summary must be com-prehensive enough and not shorter than 600 typographicsigns.
6.9. Pages of the articles are numbered by a simple pen-cil on the bottom right side.
7. A separate sheet is used for the data pertaining to theauthor in English: name, surname, scientific degree and aca-demic title, job place, address, duties/position, researcher'sbiography, probations, main works, research interests.
8. Abstracts should be submitted in English and Lithua-nian on a separate sheet.
A model of references:
References1. A. �alnierukas. Kartografavimo stambiais masteliais projek-
cijos // Vilniaus technikos universiteto mokslo darbai.Geodezijos darbai. Nr. 19. V.: Technika, 1994, p. 46�55.
2. R. Belevičius. Computer Algebra in Finite Element Method.Vilnius: Technika, 1994. 154 p.
3. A. K. Noor, M. D. Mathers. Anisotropy and shear defor-mation in laminated composite plates // AIAA J., 14, 1976,p. 282�285.
4. P. H. Müller. Lexikon der Stochastik. Berlin: Akademie-Verlag, 1975. 525 S.
ISSN 1392−−−−1541 Geodezija ir kartografija, 2001, XXVII t., Nr. 1 Geodesy and Cartography, 2001, Vol XXVII, No 1
TURINYS
B. Ruzgienė. SOME ASPECTS ON SEMI-AUTOMATIC EXTRACTION OF BUILDINGS FROM
AERIAL PHOTOGRAPHS WITH THE USE OF InJECT SYSTEM ................................................................... 3
J. Skeivalas, Č. Aksamitauskas. MATAVIMO ELEKTRONINIAIS TOLIMAČIAIS REZULTATŲ
KORELIACIJOS ANALIZĖ ...................................................................................................................................... 9
B. Krik�taponis, V. Tulevičius. PRECIZINIŲ KODINIŲ NIVELIAVIMO MATUOKLIŲ TYRIMAI............ 13
A. �alnierukas, J. Su�iedelytė-Visockienė. STEREOFOTODIGITALIZAVIMO, ĮTRAUKIANT Į
KARTOGRAFINES DUOMENŲ BAZES PO�EMINIŲ IN�INERINIŲ TINKLŲ ELEMENTUS,
METODIKOS TYRIMAS......................................................................................................................................... 20
R. Abromavičius. LIETUVOS TERITORIJOS GEOMAGNETINIS I�TIRTUMAS......................................... 24
R. Bagd�iūnaitė. GRAFŲ SPALVINIMO KARTOGRAFIJOJE U�DAVINIAI ................................................ 30
B. Krik�taponis. SKAITMENINIŲ NIVELYRŲ NA3003 KOLIMACIJOS PAKLAIDOS TYRIMAI ............. 36
A. Gasilionis. �EMĖS KADASTRO FORMAVIMO PROBLEMOS .................................................................. 40
Kronika ....................................................................................................................................................................... 44
CONTENTS
B. Ruzgienė. SOME ASPECTS ON SEMI-AUTOMATIC EXTRACTION OF BUILDINGS FROM
AERIAL PHOTOGRAPHS WITH THE USE OF InJECT SYSTEM ................................................................... 3
J. Skeivalas, Č. Aksamitauskas. CORRELATION ANALYSIS OF MEASUREMENT RESULTS OBTAINED
BY ELECTRONIC RANGE FINDERS..................................................................................................................... 9
B. Krik�taponis, V. Tulevičius. INVESTIGATION OF PRECISE LEVELLING INVAR RODS WITH BAR
CODE SCALE............................................................................................................................................................ 13
A. �alnierukas, J. Su�iedelytė-Visockienė. RESEARCH OF STEREOPHOTODIGITAL METHOD BY
INCLUDING IN CDB THE ELEMENTS OF UNDERGROUND ENGINEERING NETS ............................... 20
R. Abromavičius. GEOMAGNETIC FIELD EXPLORATION IN THE TERRITORY OF LITHUANIA....... 24
R. Bagd�iūnaitė. PROBLEMS OF THE GRAPH COLOURING FOR CARTOGRAPHY NEEDS.................. 30
B. Krik�taponis. INVESTIGATION OF COLLIMATION ERROR OF DIGITAL LEVELS NA3003............. 36
A. Gasilionis. LAND CADASTRE FORMATION PROBLEMS........................................................................... 40