Koncepcja modernizacji poziomej szczegółowej osnowy
advertisement
Załącznik nr 8 do Specyfikacji istotnych warunków zamówienia Prof. dr hab. inŜ. Stanisław Latoś Koncepcja modernizacji poziomej szczegółowej osnowy geodezyjnej na terenie powiatu Ŝywieckiego 1. Wprowadzenie 1.1. Wstęp Opracowanie niniejsze dotyczy ustalenia zasady i procedury załoŜenia poziomej osnowy geodezyjnej na terenie powiatu Ŝywieckiego z wykorzystaniem istniejących na tym obszarze osnów geodezyjnych róŜnego rodzaju, charakteru i klasy, zakładanych w róŜnych okresach czasu przez roŜnych wykonawców, przy róŜnych uwarunkowaniach technicznych, gospodarczych i terenowych oraz obowiązujących przepisach formalno – prawnych. Jego głównym celem jest opracowanie optymalnej technologii rozwiązania (załoŜenia i funkcjonowania) rozpatrywanych osnów w celu dostosowania ich do aktualnych wymagań, zadań i potrzeb w tym zakresie, określonych w obowiązujących przepisach pomiarowych z tego zakresu, w tym głównie zadań i potrzeb niezbędnych przy prowadzeniu typowych prac obejmujących gospodarkę nieruchomościami, ewidencję gruntów i budynków oraz wszelkiego rodzaju przedsięwzięć inwestycyjnych, związanych z rozwojem gospodarczym powiatu. Zostało ono wykonane przez jego autora na zlecenie Starostwa Powiatowego w śywcu, z inicjatywy i przy współpracy z geodetą powiatowym tego starostwa oraz jego najbliŜszych współpracowników, w ścisłej konsultacji z wykonawcami prac geodezyjnych prowadzących większość wspomnianych powyŜej prac na terenie rozpatrywanego powiatu. Jest ono pomyślane jako ostateczne, kompleksowe rozwiązanie wspomnianego zadania, po wprowadzeniu obowiązującej w chwili obecnej w Polsce systematyki rozpatrywanych osnów oraz obowiązującego w niej systemu odniesień przestrzennych. Jest to ostateczna wersja rozwiązania tego zadania w sposób optymalny, uwzględniająca wyniki wszystkich wykonanych dotychczas prac i pomiarów z tego zakresu na terenie całego powiatu oraz rozwiązań jakie w tym zakresie stwarzają obserwacje nowe, moŜliwe do wykonania w zaistniałych warunkach terenowych i gospodarczych, zgodnie z obowiązującymi w tej dziedzinie przepisami formalno – prawnymi. 1.2. Uwagi ogólne Generalnie biorąc „osnowa” rozumiana bardzo szeroko jako podstawa konstrukcji i funkcjonowania wielu dziedzin Ŝycia gospodarczego, posiada istotne znaczenie w ich rozwoju i funkcjonowaniu. Pozwala ona bowiem połączyć w jedną całość wszystkie działania prowadzone w danej dziedzinie na obszarze poszczególnych państw czy ich fragmentów lub nawet całych kontynentów i prowadzić je w sposób uporządkowany, według ustalonych procedur i kryteriów, dla osiągnięcia wymaganego efektu finalnego tej działalności. Szczególną rolę i znaczenie posiada wspomniana w tytule opracowania osnowa w pracach geodezyjnych, zwana powszechnie osnową geodezyjną. Pozwala ona na pozyskiwanie informacji o wzajemnym połoŜeniu wszystkich obiektów i zjawisk występujących na powierzchni Ziemi oraz w otaczającej je przestrzeni i wykorzystywanie ich zarówno w celach gospodarczych, administracyjnych jak i militarnych. Informacje te uzyskuje się bowiem na podstawie opracowywania wyników pomiarów lub innych zobrazowań czy opracowań graficznych i analitycznych, prowadzonych właśnie w oparciu o punkty tej osnowy. O tym jak istotne znaczenie, rolę i zadania w Ŝyciu poszczególnych państw posiada rozpatrywana osnowa geodezyjna oraz o konieczności i potrzebie jej istnienia, nie trzeba juŜ dziś nikogo przekonywać. Problemem zasadniczym zawsze aŜ do dziś była jednak wciąŜ zmieniająca się jej postać i forma oraz zasady czy techniki wyznaczania połoŜenia jej punktów, procedury jej zakładania i zasady jej funkcjonowania w wciąŜ zmieniających się uwarunkowaniach terenowych i przepisach formalno-prawnych. 1.3. Stan obecny, charakterystyka współczesnych poziomych osnów geodezyjnych w Polsce oraz ogólne kryteria ich zakładania i funkcjonowania W początkowym etapie rozwoju przedmiotową osnowę geodezyjną stanowiły mniej lub bardziej liczne grupy punktów trwałych, naturalnych (wieŜe kościołów, masztów czy inne obiekty wysokie) lub sztucznych (znaki kamienne lub betonowe), utrwalane na powierzchni ziemi w sposób trwały, wyznaczane głównie na podstawie opracowania wyników klasycznych pomiarów geodezyjnych, prowadzonych w łączących je sieciach geodezyjnych. Liczebność tych punktów w terenie do II połowy ubiegłego wieku podlegała w czasie bardzo znacznemu zwiększaniu, a sposób i geometryczne konstrukcje przestrzenne w których były one wyznaczane, dość często zmieniano, dopasowując je do zapewnienia im coraz to większej wartości technicznej, obejmującej zarówno ich dokładność jak i funkcjonalność, wykorzystując do tego celu najnowsze technologie ich wyznaczania. Prawdziwy boom w tym 2 zakresie nastąpił pod koniec ubiegłego wieku i uwidocznił się w praktyce załoŜeniem w terenie bardzo duŜej, sięgającej w Polsce grubo ponad 5 milionów punktów, które ze względów zarówno gospodarczych jak i militarnych opracowywano w róŜnych lokalnych układach odniesienia, pozwalających na osiągnięcia najwyŜszej dokładności tego wyznaczenia. W latach 60-tych ubiegłego wieku liczba tych lokalnych układów odniesień przestrzennych w skali światowej wynosiła ponad kilkaset. Z biegiem czasu jednak wskutek: - dąŜenia do powszechnej globalizacji ekonomicznej i militarnej świata, - starzenia się istniejących układów, powodowane występującymi w nich znacznymi zniekształceniami, - dąŜenia do podniesienia ich wartości technicznej (dokładności) i praktycznej przydatności (funkcjonalności), z praktycznego punktu widzenia pojawiła się konieczność stworzenia i przyjęcia jednolitego, globalnego układu współrzędnych, wykorzystywanego zarówno dla celów geodezyjnych jak i militarnych. Jednym z pierwszych rozwiązań które miało na celu połączenie wszystkich istniejących systemów lokalnych w jeden globalny system odniesienia był system WGS, opracowany dzięki rozwojowi technik satelitarnych przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych w roku 1960. W pierwszych latach po jego wprowadzeniu, na skutek ciągłego zwiększania się liczby i dokładności obserwacji satelitarnych, opracowano nowe, dokładniejsze wersje tego systemu, do obowiązującego obecnie WGS 84 włącznie. System ten bazuje na przyjęciu jako jego powierzchni odniesienie elipsoidy globalnej, o odpowiednich parametrach geometrycznych i geodynamicznych, odpowiednio ulokowanej i zorientowanej względem kuli ziemskiej. Przyjęto, Ŝe oś Z tej elipsoidy pokrywa się prawie dokładnie z osią obrotu Ziemi, której połoŜenie średnie określono względem bieguna, wyznaczonego z badania jego ruchów. Osie X i Y tego układu są prostopadłe do osi Z. Oś X przechodzi przez punkt przecięcia południka Greenwich z płaszczyzną równika, zaś początek tego układu (środek geometryczny tej elipsoidy) pokrywa się ze środkiem mas bryły kuli ziemskiej. Na tak przyjętej elipsoidzie, zwanej geocentryczną, za pomocą obserwacji głównie satelitarnych, wyznaczono i wyznacza się nadal z odpowiednią dokładnością połoŜenie (współrzędne) wszystkich punktów zakładanych osnów poziomych. Dla celów praktycznych przyjmuje się na tej powierzchni układy współrzędnych prostokątnych, z zastosowaniem odpowiedniego rodzaju odwzorowania w których obliczenia te są dziś powszechnie prowadzone. 3 1.4. Problemy techniczne związane ze zmianą poziomego systemu odniesień przestrzennych i starzenia się rozpatrywanych osnów w Polsce Dla prowadzenia w sposób jednolity i poprawny, zgodnie z kryteriami określonymi w Ustawie z dnia 17 maja 1989 „Prawo geodezyjne i kartograficzne”, na obszarze całej Polski wszystkie prace geodezyjne i kartograficzne naleŜy prowadzić w jednolitym państwowym układzie odniesień przestrzennych, określonym w Rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 8 sierpnia 2000 r., zawartym w Dz. U. Nr 70 z dnia 24.08.2000 r., który tworzą: a) geodezyjna powierzchnia odniesienia pomiarów poziomych (elipsoida geocentryczna), o określonych parametrach geometrycznych i geodynamicznych, b) układ wysokości jako poziom odniesienia pomiarów wysokościowych (geoida elipsoidalna lub geodezyjna), c) dwa układy współrzędnych prostokątnych płaskich, oznaczone symbolem: • „1992” – stosowane przy opracowaniu map topograficznych w skali 1:10 000 i mniejszych, • „2000” - stosowane przy opracowaniu mapy zasadniczej, o parametrach podanych w w/w Rozporządzeniu. Obecnie w praktyce połoŜenie punktów na płaszczyźnie określa się powszechnie we wcześniej wspomnianych układach prostokątnych: „1992” lub „2000”. Stosowane do tej pory inne układy, w tym głównie „1965”, czy inne układy lokalne, powinny być sukcesywnie zastępowane wspomnianymi powyŜej układami, w tym głównie układem „2000”. Dla wyznaczenia połoŜenia punktów rozpatrywanych osnów we wspomnianym układzie odniesień przestrzennych, punkty tych osnów połączone są w sieci geodezyjne, o odpowiedniej konstrukcji geometrycznej i parametrach dokładnościowych oraz cechach i przydatności dla celów praktycznych. Ze względów praktycznych sieci te, uwzględniając ich cechy i zadania zalicza się obecnie do odpowiednich rodzajów i klas, a mianowicie: - Podstawowej I klasy, utworzonej na podstawie jednolicie opracowanego zbioru obserwacji wykonanych techniką satelitarną (GPS) w sieci EUREF 89, obejmującej 11 punktów tworzących sieć zerowego rzędu i jej zagęszczenia, tworzącego sieć POLREF, składającą się z 348 punktów i 52 punktów zagęszczających europejską sieć wysokościową EUVN, wyznaczonych technologią GPS, oraz punktów sieci astronomiczno – geodezyjnej (SAG), wypełniającej (SW) i punktów pośrednich (PP), zawierających łącznie 6467 punktów, wyrównanych w nawiązaniu do punktów sieci POLREF. Punkty tak utworzonej osnowy w liczbie 6867 stanowią sieć I rzędu. Są one 4 rozmieszczone równomiernie na obszarze całego kraju, przeciętnie 1 punkt na około 45 km2, a ich połoŜenie wyznaczone jest ze średnim błędem w granicy od 1 do 3 cm w jednolitym układzie opracowania pomiarów geodezyjnych ETRF-89, opracowanym na podstawie danych obserwacyjnych z roku 1989. Osnowa ta w chwili obecnej jest zrealizowana w całości w terenie oraz obliczona w jednolitym obowiązującym systemie odniesień przestrzennych ETRF-89 i przeliczona do obowiązującego układu współrzędnych prostokątnych płaskich „2000”; - Szczegółowej, dzielonej na osnowę II i III klasy, utworzonej ze zbioru punktów których błąd połoŜenia względem punktów osnowy wyŜszej klasy nie przekracza: • 5 cm – dla punktów osnowy klasy II, • 10 cm – dla punktów osnowy klasy III, utworzonej głównie z reszty punktów SW, nie włączonych do klasy I i II oraz sieci triangulacji zagęszczającej (SZ) i punktów nowo wyznaczanych metodą GPS lub metodą klasyczną (poligonową czy róŜnego rodzaju wcięć geodezyjnych lub w sposób niekonwencjonalny). Łączna liczba punktów osnowy II klasy na obszarze Polski szacowana jest na około 65000, co przy ogólnej jej powierzchni równej około 312 000 km2, daje zagęszczenie terenu, łącznie z punktami I klasy, rzędu 1 punkt na około 4,8 km2. W chwili obecnej większość punktów tej osnowy została w terenie wyznaczona w obowiązującym układzie odniesień ETRF-89 i przeliczona na obowiązujący jednolity układ współrzędnych prostokątnych płaskich „2000”. Liczba punktów osnowy III klasy jest w chwili obecnej trudna do dokładnego oszacowania, ze względu na fakt, Ŝe nie została ona jeszcze załoŜona na obszarze całego kraju i jest nadal systematycznie powiększana, w miarę realizacji jej na poszczególnych fragmentach obszaru Polski, nie zawsze zgodnie z zasadami podanymi w Instrukcji G-1. Osnowa ta budzi często pewne zastrzeŜenia, najczęściej ze względu na kształt geometryczny sieci stosowanych przy jej zakładaniu oraz jej techniczne starzenie się wynikające ze: - znacznego niszczenia w terenie jej punktów, - znacznego obniŜenia jej funkcjonalności, powodowanej zanikiem w terenie swobodnych wizur między sąsiednimi punktami, a w związku z tym brakiem moŜliwości nawiązań kierunkowych nawiązywanej do niej osnowy pomiarowej. W związku z powyŜszym osnowa ta wymaga konserwacji i modernizacji. W chwili obecnej wszystkie punkty nowo zakładanych osnów tej klasy są wyznaczane w jednolitym układzie płaskich współrzędnych prostokątnych „2000”. Pozostaje jednak problem jak w sposób optymalny, najwłaściwszy technicznie i merytorycznie oraz najtańszy zmodernizować 5 juŜ istniejące w terenie fragmenty tych osnów, zapewnić jej poprawną konstrukcję, właściwą dokładność i funkcjonalność oraz przeliczyć do obowiązującego układu współrzędnych prostokątnych płaskich „2000”. Rozwiązanie tego problemu dla obszaru powiatu Ŝywieckiego stanowi podstawowe zadanie niniejszego opracowania. Problemem istotnym przy rozwiązywaniu osnowy III klasy musi być jednak właściwe rozmieszczenie punktów tej osnowy, w aspekcie moŜliwości łatwego i prostego nawiązywania do niej osnowy pomiarowej; - Pomiarowej (bezklasowej) stanowiącej zbiór punktów których błąd wyznaczenia połoŜenia względem punktów nawiązania (I, II i III klasy) nie powinien przekraczać 10 cm. NaleŜą do niej głównie wszystkie punkty dawnych osnów poligonowych, załoŜonych do roku 1980 przez róŜnych wykonawców, w róŜnych okresach i na róŜnych obszarach, zgodnie z kryteriami obwiązujących ówcześnie Instrukcji B – III i C-I. Szacuje się, Ŝe liczba tych punktów na obszarze Polski mogła osiągnąć nawet ponad 5 milionów, przy czym znaczna ich część, mogła ulec do chwili obecnej uszkodzeniu lub zniszczeniu. Szacuje się, Ŝe błąd wyznaczenia połoŜenia tych punktów kształtuje się na poziomie od kilkunastu do 50 cm, a czasem nawet i więcej. Powstaje problem jak wykorzystać niektóre punkty tej osnowy podczas modernizacji osnowy III klasy i jak potraktować pozostałą ich część nie włączoną do tej osnowy. 1.5. Techniki realizacji rozpatrywanych osnów Ze względu na technikę realizacji rozpatrywanych osnów dzieli się je na: - Klasyczne osnowy geodezyjne (kątowe, liniowe i kątowo – liniowe, realizowane przewaŜnie w postaci mniej lub bardziej regularnych powierzchniowych konstrukcji geometrycznych) zakładane głównie jako wzmocnione (usztywnione) sieci poligonowe, lub proste wcięcia kątowe, liniowe czy kątowoliniowe pojedynczych punktów, lub ich mniejszych czy większych zespołów. Są one zakładane – w zaleŜności od warunków terenowych i potrzeb – jako sieci: • punktowe, • liniowe (ciągi), • konstrukcje powierzchniowe. Zasady konstrukcji i technologie rozwiązywania wymienionych powyŜej osnów, kształt geometryczny tworzących je sieci oraz układ i rodzaj wyznaczających je 6 elementów, są przedstawione szczegółowo w odpowiednich przepisach pomiarowych obowiązujących w tym względzie na obszarze Polski; - Konstrukcje i techniki niekonwencjonalne, bazujące głównie na włączaniu do zakładanej osnowy istniejących w terenie obiektów wysokich, na których wybrane elementy konstrukcyjne określa się metodą klasycznych wcięć geodezyjnych w przód z punktów wyznaczanych na podstawie pomiarów satelitarnych lub istniejących osnów geodezyjnych I i II klasy. Schematycznie zasadę konstrukcji i funkcjonowania takiej osnowy przedstawiono na załączonych w niniejszym opracowaniu rysunkach 1, 2 i 3; - Sieci (pomiary) satelitarne, bazujące obecnie na systemie GPS, a w przyszłości – na systemie GALILEO i ewentualnie GLONAS, stosowane dziś powszechnie najczęściej przy realizacji osnowy I i II klasy oraz modernizacji osnowy III klasy (szczególnie podczas uzupełniania wyznaczeń ich punktów zniszczonych). Na większych obszarach (obiektach) wykorzystuje się najczęściej nie jedną z wymienionych powyŜej technik, ale przemiennie róŜne z nich, z przewagą jednej nad drugą w określonym fragmencie obiektu pomiaru, w zaleŜności od istniejących tam uwarunkowań terenowych, zaś całą sieć rozwiązuje się łącznie jako jednolitą zintegrowaną sieć klasyczno – satelitarną. 2. Ogólne zasady modernizacji poziomej geodezyjnej osnowy szczegółowej III klasy 2.1. Metody i sposób modernizacji rozpatrywanej osnowy Zakładanie poziomej szczegółowej osnowy geodezyjnej III klasy moŜe być obecnie dokonywane w dwojaki sposób, a mianowicie: - poprzez załoŜenie jej od nowa, przy zastosowaniu odpowiednich technologii stosowanych dla tego celu, które mają za zadanie załoŜenie w terenie odpowiedniej liczby punktów i wyznaczenie ich współrzędnych w obowiązującym układzie współrzędnych, najczęściej „2000”, - poprzez modernizację istniejących juŜ w terenie róŜnego rodzaju osnów poziomych III klasy lub zaliczanych obecnie do osnowy pomiarowej i dokonanie w niej odpowiednich zabiegów technicznych (pomiarów i przeliczeń), w celu utworzenia na jej bazie osnowy III klasy, dostosowanej do właściwego pełnienia przewidzianych dla niej funkcji i zadań w zaistniałych czy zmieniających się uwarunkowaniach terenowych, zgodnie z obowiązującymi przepisami formalno-prawnymi. 7 Efektem końcowym kaŜdego z wyŜej opisanych sposobów modernizacji rozpatrywanej osnowy powinno być zawsze zastabilizowanie w terenie wymaganej liczby jej punktów i wyznaczenie ich współrzędnych w obowiązującym układzie współrzędnych prostokątnych płaskich „2000” z tym, Ŝe w przypadku drugim naleŜy jeszcze zadbać o poprawę geometrii modernizowanej osnowy, głównie w zakresie konstrukcji geometrycznej jej sieci (zapewnienie odpowiedniego zagęszczenia terenu jej punktami, niezbędne dla nawiązywania do jej punktów osnów pomiarowych, zachowanie odpowiednich, wymaganych instrukcyjnie długości boków poszczególnych ciągów i konstrukcji tworzonych z nich sieci, oraz włączenie do tej sieci obiektów wysokich, dla podniesienia ich wartości technicznej. 2.2. Cechy, kryteria i uwarunkowania zakładania poziomej osnowy geodezyjnej III klasy na obszarze Polski Rozpatrywana osnowa szczegółowa III klasy, analogicznie jak osnowy innych klas, powinna posiadać wymagane od niej cechy i kryteria, określone w przepisach pomiarowych z tego zakresu [Instr. G-2 i Wytyczne Techniczne G-2.5]. Do najwaŜniejszych z nich zaliczyć naleŜy: - Trwały jej charakter, poprzez właściwy wybór lokalizacji jej punktów oraz odpowiedni sposób stabilizacji jej punktów, - Odpowiedni stopień zagęszczenia terenu jej punktami zalecany do zachowania na poziomie rzędu 1 punkt (łącznie z punktami osnowy I i II klasy) na około: • 10 – 20 ha na terenach intensywnie zainwestowanych, • 20 – 50 ha na terenach rolnych, w zaleŜności od potrzeb zagospodarowania terenu, • - 50 – 120 ha na terenach zwartych kompleksów leśnych, Zastosowanie optymalnej technologii jej realizacji, adekwatnej do panujących warunków terenowych, która zapewni poprawną jej konstrukcję geometryczną (odpowiednie wymiary geometryczne) i nawiązanie do punktów klas wyŜszych oraz układów satelitarnych, spełniające wymagane kryteria dokładnościowe, w tym: • wymagany błąd wyznaczenia połoŜenia punktów tej osnowy, określony względem przyjętych za bezbłędne punktów nawiązania, wyznaczony na podstawie wyników ścisłego wyrównania sieci, wymagany na poziomie nie większym niŜ 0,10 m, zaś proporcje uzyskiwanych poprawek elementów tworzących sieć w stosunku do błędów średnich ich pomiaru nie powinny przekraczać stosunku 3:1, 8 • w stosowanych konstrukcjach poligonowych: ♦ długości boków w ciągach powinny się mieścić w granicach od 150 do 600m, przeciętnie 300m, ♦ stosunek boków sąsiednich występujących w tych ciągach nie powinien być mniejszy niŜ 1 : 2, a ich liczba w ciągu nie powinna przekraczać 10, ♦ długość pojedynczych ciągów nie powinna przekraczać 4,5km, a tworzących układy węzłowe – 3,0 km, ♦ w szczególnych przypadkach dopuszcza się skrócenie długości boków poniŜej 150m i przeciętnej ich długości w ciągu do 200m, pod warunkiem ograniczenia długości utworzonych z nich ciągów do 2 km, odpowiedniego błędu pomiaru kąta i starannego centrowania przyrządów pomiarowych nad centrami znaków pomiarowych, za pomocą sprawdzonych pionów optycznych; • w konstrukcjach satelitarnych: ♦ zapewnienie wzajemnej odległości wyznaczanych punktów, która powinna być nie mniejsza niŜ 200 m, ♦ zapewnienie uzyskania swobodnych wizur na co najmniej dwa istniejące i widoczne punkty zakładanej siatki lub o wyznaczonych współrzędnych, załoŜone na obiektach wysokich; • przy stosowaniu metody niekonwencjonalnej: ♦ naleŜy dąŜyć do równomiernego rozłoŜenia kierunków wcinających na całym horyzoncie obserwacyjnym na poszczególnych punktach, ♦ naleŜy unikać stosowania ostrych kątów w konstrukcjach wcinających, stosowanych przy wyznaczaniu pozycji poszczególnych punktów zakładanej sieci (nie mniejszych niŜ 30g), - DąŜenie do zapewnienia punktom tej osnowy odpowiedniej funkcjonalności (punkty tej osnowy powinny być łatwo dostępne do wykorzystania podczas dowiązywanych do nich osnów pomiarowych lub wykonywanie z nich wprost pomiarów szczegółowych, zaś sposób wyznaczania tych punktów powinien odbywać się przy moŜliwie najniŜszych nakładach finansowych na ten cel). Od strony funkcjonalnej i finansowej istotne jest aby punkty rozpatrywanej osnowy spełniały wymienione powyŜej wymagania, kryteria i cechy. W normalnych, występujących powszechnie warunkach, pogodzenie ze sobą tych uwarunkowań, cech i Ŝądań jest nie zawsze 9 moŜliwe, a najczęściej bardzo utrudnione. W sytuacji istniejącej na rozpatrywanym obszarze powiatu Ŝywieckiego uwarunkowania które na nim występują pozwalają jednak uzyskać poŜądany konsensus dzięki temu, Ŝe w przeszłości na tym terenie w róŜnych kampaniach pomiarowych załoŜono pod koniec ubiegłego wieku, czy nawet wcześniej, osnowy geodezyjne spełniające wiele wyŜej wspomnianych cech i zadań. 3. Ogólna analiza wyboru i określenia warunków optymalnej technologii (metody) modernizacji rozpatrywanej osnowy oraz ustalenie podstawowych zasad, warunków i kryteriów jej realizacji Z informacji przedstawionych w punktach 1 i 2 niniejszego opracowania wynika, Ŝe: - Rozpatrywana osnowa moŜe i powinna być realizowana jednym z wymienionych powyŜej sposobów, a mianowicie poprzez: • nowe jej załoŜenie od samego początku, • modernizację juŜ istniejących w terenie osnów podobnego rodzaju jedną z trzech wymienionych powyŜej technik (satelitarnej, klasycznej lub niekonwencjonalnej). W kaŜdym przypadku jej realizacja moŜe być dokonywana taką samą techniką na terenie całego powiatu lub najczęściej, przy wykorzystaniu najbardziej odpowiedniej z nich na poszczególnych fragmentach terenu powiatu, w zaleŜności od istniejących tam uwarunkowań terenowych, gospodarczych i finansowych; - Zakładana czy modernizowana osnowa powinna mieć charakter osnowy powierzchniowej, o zbliŜonym do instrukcyjnie ustalonego standardu zagęszczenia terenu jej punktami, w zaleŜności od charakteru jego uŜytkowania, jego funkcji gospodarczej i stopnia zainwestowania (tereny budowlane, rolne czy leśne), o odpowiednim stopniu intensywności i sposobu ich zagospodarowania (obszary mniej lub bardziej zagospodarowane); - Rozpatrywana osnowa powinna posiadać odpowiednią, wymaganą instrukcyjnie dokładność (błąd wyznaczenia połoŜenia poziomego jej punktów, w odniesieniu do uznanych za bezbłędne punktów nawiązania nie powinien być większy niŜ 10 cm, zaś wysokościowego – rzędu wymaganego dla wysokościowej osnowy pomiarowej (poniŜej 5 cm); - Powinna ona być funkcjonalna, pozwalająca na stworzenie optymalnych warunków do wykorzystania jej punktów podczas prowadzenia z nich czy do nich wszystkich typowych prac geodezyjnych na obszarze całego powiatu (poprzez racjonalne zlokalizowanie i odpowiednie utrwalenie jej punktów w terenie); 10 - Powinna ona posiadać charakter osnowy trwałej, dzięki zastosowaniu przy utrwalaniu jej punktów odpowiednich rodzajów znaków pomiarowych i technik ich utrwalania oraz optymalny wybór miejsc ich lokalizacji, zapewniających im trwałość w przestrzeni i czasie oraz łatwy wgląd w teren; - Powinna ona pozwolić w sposób moŜliwie najprostszy i poprawny na wykorzystywanie w maksymalnym stopniu wszystkich istniejących dotychczas materiałów i operatów geodezyjnych, uzyskanych na podstawie funkcjonujących dotychczas osnów istniejących w terenie, poprzez włączenie do tej osnowy w miarę moŜliwości największej liczby punktów istniejących, jako punkty adaptowane lub bliskie. Przedstawione wymagania i sposób realizacji rozpatrywanych osnów, które spełniają postawione powyŜej kryteria, w istniejących warunkach na terenie powiatu Ŝywieckiego, zostaną uwzględnione przy realizacji omawianego na wstępie zadania. 4. Uwarunkowania administracyjne, gospodarcze i fizjograficzne istniejące na obszarze powiatu Ŝywieckiego Powiat Ŝywiecki połoŜony jest bezpośrednio przy granicy Polski, w południowej części województwa śląskiego i graniczy: - od południa - ze Słowacją, - od zachodu - z powiatem cieszyńskim (woj. śląskie), - od północy - z powiatem bielskim (woj. śląskie), - od północnego wschodu - z powiatem wadowickim (woj. małopolskie), - od wschodu - z powiatem suskim (woj. małopolskie). W skład powiatu Ŝywieckiego wchodzi miasto śywiec o powierzchni około 50 km2 oraz 14 mniej lub bardziej rozległych gmin: Czernichów, Gilowice, Jeleśnia, Koszarawa, Lipowa, Łękawica, Łodygowice, Milówka, Radziechowy – Wieprz, Rajcza, Ślemień, Świnna, Ujsoły i Węgierska Górka, których połoŜenie na terenie powiatu przedstawiono na szkicu (rys. 4). Siedziba władz powiatu mieści się w śywcu. Powierzchnia powiatu Ŝywieckiego wynosi 1040 km², co stanowi około 8,4% całości powierzchni województwa śląskiego, na którym ponad połowę (548 km2) zajmują obszary leśnie. Powiat Ŝywiecki jest drugim co do wielkości powiatem województwa śląskiego. Geograficznie i fizjograficznie biorąc obszar ten zajmuje część zachodnią Beskidu Wysokiego, z wyróŜnieniem Beskidu Śląskiego, śywieckiego, Makowskiego i Małego. Są to w znacznej części obszary zalesione, szczególnie w części południowej, zachodniej i 11 północnej powiatu. Reszta powierzchni powiatu to obszary rolne (około 35%) oraz 12% zajęte pod budownictwo, komunikację, wody, nieuŜytki i obszary ekologiczne. Pod względem ukształtowania pionowego część południowa powiatu to tereny górzyste o wysokościach od 1200 do 1725 (Babia Góra). Tereny te są mocno zalesione i poprzecinane jarami i wąwozami wzdłuŜ których płyną liczne strumienie i rzeki górskie. Centrum powiatu Ŝywieckiego zajmuje rozległa śródgórska Kotlina śywiecka, lekko falista i pagórkowata, o średniej wysokości terenu od około 400 do 600 m n.p.m., otoczona od północy wzgórzami Beskidu Małego o wysokości dochodzącej do 900 m n.p.m., od zachodu – wzgórzami Beskidu Śląskiego o wysokości dochodzącej do 1250 m n.p.m., zaś od południa – wzgórzami Beskidu śywieckiego sięgającymi wysokości od około 1550 m n.p.m. (Pilsko) do 1725 m n.p.m. (Babia Góra). Intensywnie zalesione strome zbocza tych gór poprzecinane są licznymi potokami i strumieniami czy rzekami górskimi. Do najwaŜniejszych z nich naleŜy przepływająca z południa na północ rzeka Soła z jej prawobrzeŜnymi dopływami: Sopotnia Wielka, Glinne, Sopotnia Mała, Koszarawa oraz Łękawka i lewobrzeŜnymi: Rycerka, Stanica, Ujsoła, Leśnianka. Wszystkie te cieki wpływają do połoŜonego w północnej części powiatu Jeziora śywieckiego (rys. 5). Centralna część kotliny Ŝywieckiej pokryta jest gęstą siecią dróg krajowych, wojewódzkich, powiatowych i gminnych, których długość łączna wynosi około 1280 km, w tym 820 km to drogi gminne, 353 – to drogi państwowe, 77 – to drogi wojewódzkie a 30 – to drogi krajowe. Prócz tego na rozpatrywanym obszarze istnieją niezbyt mocno eksploatowane trzy odcinki kolei: z śywca do Bielska-Białej z odgałęzieniami w kierunku Cieszyna i Oświęcimia, z śywca do Suchej Beskidzkiej i dalej w kierunku Rabki Zdrój i Krakowa oraz z śywca do Węgierskiej Górki i dalej do Zwardonia aŜ na teren Słowacji. Pod względem zainwestowania oraz gęstości i rodzaju zabudowy na rozpatrywanym obszarze wyróŜnić moŜna obszary intensywnie zainwestowane i zabudowane, obejmujące głównie wspomnianą Kotlinę śywiecką oraz dochodzące do niej szerokie doliny rzek: Soła, Sopotnia Mała i Wielka oraz Koszarawa, na którym połoŜone jest miasto śywiec oraz kilkanaście mniejszych lub większych miejscowości, z których najwaŜniejsze to: Węgierska Górka, Milówka, Zwardoń, Korbielów, Jeleśnia, Koszarawa, Gilowice, Ślemień, Międzybrodzie śywieckie, Porąbka, Międzybrodzie Bielskie, Łodygowice, Lipowa, Ujsoły i Radziechowy-Wieprz. Są to tereny intensywnie zainwestowane o zabudowie skupionej wzdłuŜ wspomnianych dróg, zabudowane w postaci ulicówek. Uzupełnienie tej zabudowy 12 stanowią przysiółki rozlokowane na skraju wspomnianej kotliny oraz innych istniejących mniejszych dolin. Podstawowymi uŜytkami na istniejącym obszarze powiatu to: uŜytki rolne, zajmujące około 35% obszaru powiatu, lasy i tereny zadrzewione, zajmujące około 53% terenu powiatu, 12% - to tereny zabudowane oraz pod drogami i wodami i nieuŜytki oraz tereny ekologiczne. Podstawowe zajęcie ludności stanowi rolnictwo, przemysł drzewno-leśny, drobna wytwórność oraz w szerokim pojęciu rozumiana turystyka górska i wodna. 5. Analiza stanu i funkcjonowania geodezyjnych osnów poziomych na obszarze powiatu Ŝywieckiego i wynikające z niej wnioski odnośnie modernizacji rozpatrywanej osnowy III klasy na tym terenie 5.1. Analiza stanu i funkcjonowania geodezyjnych osnów poziomych na rozpatrywanym terenie Z istniejących danych i materiałów źródłowych wynika, Ŝe na rozpatrywanym obszarze istniejącą osnowę poziomą tworzą punkty osnów: I, II i III klasy oraz zaliczanej obecnie do osnowy pomiarowej punkty dawnych osnów szczegółowych, zakładanych według obowiązujących do lat 80-tych ubiegłego stulecia Instrukcji B-III i C-I Najbardziej aktualny i wiarygodny stan osnów geodezyjnych I i II klasy na terenie rozpatrywanego powiatu moŜna uzyskać analizując sytuację przedstawioną na mapach przeglądowych punktów osnowy I i II klasy w skali 1:50 000, istniejących na tym terenie, uzyskanych z CODGiK w Warszawie, zaś klasy III i pomiarowych - na podstawie map przeglądowych poziomej osnowy szczególowej III klasy i pomiarowej tego obszaru w skali 1:10 000, istniejących w PODGiK w śywcu. a) Na rozpatrywanym obszarze oraz w bezpośrednim jego sąsiedztwie do końca ubiegłego wieku załoŜono: - około 200 punktów osnowy I i II klasy, - kilkanaście punktów dawnych sieci triangulacji wojskowej, oraz triangulacji lokalnego znaczenia. Niektóre z wymienionych powyŜej punktów w chwili obecnej mogą być uszkodzone lub nawet zniszczone. Spora ich część stała się trudna lub niemoŜliwa do dalszego ich wykorzystywania, ze względu na ich lokalizację (wewnątrz zwartych kompleksach leśnych, po zniszczeniu ich wysokiej zabudowy) lub zabudowanych w terenie posadowionymi w ich bezpośrednim sąsiedztwie obiektami wysokimi. Z tych względów nie mogą być one wykorzystywane jako punkty nawiązania przy realizacji osnowy szczegółowej III klasy lub 13 osnów pomiarowych. Z powyŜszych względów począwszy od końca XX wieku przy zakładaniu osnów szczegółowych III klasy na tym terenie stosowano powszechnie metodę satelitarną. Szacuje się, Ŝe standard zagęszczenia terenu powiatu Ŝywieckiego punktami osnowy I i II klasy w chwili obecnej wynosi 1 punkt na około 5 km2. Dlatego obecnie nie przewiduje się potrzeby zagęszczania terenu punktami tej osnowy. Punkty tych osnów otrzymały juŜ współrzędne, najpierw w układzie „1965”, a obecnie - równieŜ w układzie „2000”. Te z nich które przewiduje się wykorzystać podczas modernizacji rozpatrywanej osnowy naleŜy poddać inwentaryzacji i konserwacji. Pozostałe z nich powinny być objęte przeglądem dla ustalenia ich stanu technicznego i moŜliwości wykorzystywania ich w przyszłości; b) Na obszarze całego powiatu załoŜono pod koniec ubiegłego wieku około 950 punktów osnowy III klasy, w ramach pomiarów zrealizowanych w roku 1996 na dwóch częściach obszaru powiatu Ŝywieckiego zwanych umownie obiektami: śywiec Wschód i śywiec Zachód: - Obiekt śywiec Wschód obejmował tereny gmin: Gilowice, Ślemień, Łękawica, Świnna, Jeleśnia i Koszarawa. W czasie tych prac wyznaczono łącznie 341 punktów nowych oraz adaptowano 22 punkty istniejące (w tym 7 potraktowano jako punkty bliskie, zaś 15 jako punkty właściwe – adaptowane). Do sieci tej włączono metodą wcięć kątowych w przód i wyznaczono współrzędne 10 punktów przyjętych na dobrze widocznych w terenie obiektach wysokich. Ogółem sieć ta objęła 382 punkty, w tym: • 7 punktów nawiązania, • 2 punkty pośrednie (kierunkowy i pośredni), • 373 punktów zakładanej osnowy III klasy (w tym 10 na obiektach wysokich). PołoŜenie wszystkich wyznaczanych punktów tej osnowy, z wyjątkiem wybranych na obiektach wysokich, wyznaczono techniką satelitarną. Płytki z danymi tych wyznaczeń znajdują się w operacie technicznym z wykonania tych prac znajdującym się PODGiK w śywcu; - Obiekt śywiec Zachód objął swoim zasięgiem tereny gmin: Czernichów, Lipowa, Łodygowice, Radziechowy-Wieprz, Węgierska Górka, Milówka, Rajcza, Ujsoły i miasto śywiec. Na obszarze tym metodą satelitarną wyznaczono połoŜenie 524 punktów nowo załoŜonych oraz metodą wcięć w przód określono współrzędne wybranych elementów 20 wieŜ kościelnych. Do sieci tej włączono 8 punktów bliskich. 14 Do sieci tej metodą transformacji włączono (przeliczono) równieŜ kilkadziesiąt punktów sieci lokalnych, załoŜonych na terenie miasta śywiec oraz około kilkadziesiąt punktów istniejących na gminach rozpatrywanego powiatu, zaliczanych obecnie do osnowy pomiarowej, posiadających wspólrzędne w układzie „1965”. Dokonana analiza porównawcza współrzędnych 20 punktów wyznaczonych w tej sieci na podstawie nowych pomiarów i istniejących współrzędnych przetransformowanych wykazała znaczne ich róŜnice sięgające w kilku przypadkach nawet ponad 1 m. Operaty z tych prac znajdują się w PODGiK w śywcu; - Około 200 punktów wyznaczonych metodą poligonową na kilku fragmentach obszaru powiatu podczas realizacji obiektów pod nazwą „Las”, „Lipowa”, „Rajcza”, „Juszczyna” i inne. Operaty z tych prac znajdują się w PODGiK w śywcu; c) Orócz tego na terenie powiatu Ŝywieckiego istnieje kilka tysięcy punktów dawnych osnów poligonowych zakładanych zgodnie z obowiązującą do lat 80-tych ubiegłego 100lecia instrukcji B-III i C-I, zaliczanych obecnie do osnowy pomiarowej, które stanowiły kiedyś i stanowią nadal podstawę wykonywania wielu pomiarów szczegółowych prowadzonych na tym obszarze. Mapy przeglądowe punktów tych osnów w skali 1:10 000 znajdują się w PODGiK w śywcu. 6. Syntetyczna ocena osnów oraz uwarunkowania prac prowadzonych nad modernizacją osnowy III klasy na terenie powiatu Ŝywieckiego 6.1. Uwagi ogólne Z dokonanej analizy wynika, Ŝe istniejącą i wykorzystywaną powszechnie przy pomiarach szczegółowych na rozpatrywanym terenie poziomą osnowę chwili obecnej tworzą: - punkty osnowy I i II klasy, w liczbie około 200 sztuk, - punkty osnowy III klasy, załoŜone w roku 1996 oraz w latach do niego zbliŜonych, głównie metodą satelitarną, w liczbie około 1150, - 30 punktów załoŜonych na obiektach wysokich (głównie wieŜe kościelne), - kilka tysięcy punktów dawnych sieci poligonowych zakładanych do końca 80-tych lat ubiegłego stulecia, zaliczanych i funkcjonujących obecnie jako osnowy pomiarowe. W chwili obecnej zarówno stan fizyczny punktów tych osnów jak i ich wartość techniczna budzą pewne zastrzeŜenia. Wiele z tych punktów, ze względu na ich lokalizację stało się niemoŜliwe lub trudne do dalszego ich wykorzystywania. Biorąc pod uwagę ogólną powierzchnię obszaru powiatu Ŝywieckiego (około 1040 km2) oraz liczbę wymienionych powyŜej punktów rozpatrywanych osnów (1380), standard 15 zagęszczenia terenu punktami tej osnowy wynosi 1 punkt na obszar około 75 ha, co w świetle obowiązujących przepisów jest niewystarczające. Dokładność wyznaczenia połoŜenia niektórych z nich nie spełnia równieŜ wymaganych od nich kryterium dokładnościowych. Wartość techniczna i uŜytkowa sporej ich części budzi równieŜ pewne zastrzeŜenia (nie zawsze korzystna lokalizacja ich w terenie, niewłaściwy typ i rodzaj stosowanego znaku do ich utrwalenia, ich uszkodzenie lub zniszczenie na skutek prowadzenia w ich sąsiedztwie robót inwestycyjnych lub zmiana sposobu uŜytkowania terenu oraz utrudniony dostęp do nich podczas pomiaru). Z tych samych względów i dodatkowo wskutek pojawienia się w otoczeniu tych punktów wysokich obiektów budowlanych lub upraw leśnych czy rolnych nastąpiła dezaktualizacja konstrukcji geometrycznej sieci tych osnów, powodowana głównie zanikiem w niej celowych wyznaczających (wizur). Punkty tych osnów nie spełniają równieŜ określonych wymogów formalnych (obliczenia ich współrzędnych z wymaganą dokładnością w obowiązującym juŜ obecnie i w najbliŜszej przyszłości układzie współrzędnych „2000”). Z drugiej strony naleŜy zauwaŜyć, Ŝe równolegle z tymi uwarunkowaniami w praktyce wystąpiły zjawiska i pojawiły się pomysły mogące w sposób zasadniczy wpłynąć na zmianę techniki zakładania rozpatrywanych osnów, stwarzające moŜliwość obniŜenia kosztów załoŜenia rozpatrywanej osnowy i sposobu jej funkcjonowania. Pomijając wspomniane juŜ szerokie moŜliwości wykorzystywania do tego celu stacji referencyjnych ASG/EUPOS oraz pojawiające się wątpliwości co do celowości utrzymywania i konserwacji rozpatrywanych osnów w dotychczasowy sposób, w terenie pojawiła się ostatnio bardzo duŜa ilość budowanych na szeroką skalę obiektów wysokich (obiekty sakralne, róŜnego rodzaju wieŜe i maszty, kominy i słupy trakcji wysokiego napięcia), dobrze widocznych z duŜych, nawet odległości miejsc rozpatrywanego terenu. Współrzędne punktów wybranych elementów konstrukcyjnych tych obiektów mogą być w łatwy sposób wyznaczane kątowymi wcięciami w przód z istniejących w terenie punktów osnowy I i II klasy lub punktów zakładanych wcześniej metodą satelitarną czy wyznaczanych równocześnie z wykonywaniem tych prac. Następnie punkty te, zasygnalizowane w terenie trwale, w sposób naturalny, mogą być łatwo wykorzystywane przy realizacji osnów pomiarowych lub wyznaczaniu pozycji stanowisk pomiarowych, zakładanych dla prowadzenia pomiarów szczegółowych w określonych konkretnych miejscach obszaru powiatu. Zagęszczenie terenu wspomnianymi punktami w niektórych rejonach wynosi nawet 1 punkt na około kilka km2, a koszt ich utrwalenia dla starostów powiatów na których ciąŜy obowiązek zakładania i konserwacji tych osnów jest równy zero. W przypadku dezaktualizacji istniejącej osnowy i wystąpienia w niej punktów 16 odosobnionych moŜna dokonywać z nich pomiaru kierunku nawiązania do kaŜdego z punktów na obiektach wysokich o znanych współrzędnych (rys. 1 i rys. 3). MoŜna równieŜ w prosty sposób wyznaczać współrzędne kaŜdego dowolnego pojedynczego punktu (stanowiska instrumentu pomiarowego), metodą kątowego wcięcia wstecz, jeśli tylko istnieje odpowiednia ilość elementów nadliczbowych moŜliwych do uzyskania podczas prowadzonego na nim w terenie pomiaru. Wcięcie takie moŜna wykonać w oparciu o 4, 3 lub nawet 2 istniejące punkty wysokie, zakładając w rejonie pomiaru małą grupę (do 3) punktów realizowanej osnowy pomiarowej w postaci siatek kątowo-liniowych (jako punkt kontrolny moŜna stosować w tym przypadku równieŜ pomiar elementów do punktu osnowy III klasy, istniejącego i widocznego w terenie punktu wyznaczanego). 7. Etapy i sposoby modernizacji rozpatrywanej osnowy szczegółowej III klasy na terenie powiatu Ŝywieckiego 7.1. Zasady ogólne modernizacji rozpatrywanej osnowy III klasy na terenie powiatu Ŝywieckiego i popełnione przy tym pewne uchybienia Jak juŜ wspomniano w punkcie 3 niniejszego opracowania rozwiązanie (załoŜenie punktów wspomnianej osnowy) moŜe być dokonane albo: - poprzez nowe jej załoŜenie (wykonanie wszystkich prac począwszy od stabilizacji jej punktów, pomiar elementów zaprojektowanej sieci aŜ po analityczne ich opracowanie), albo - poprzez modernizację róŜnego rodzaju osnów juŜ istniejących, w przypadku kiedy osnowy takie w danym terenie juŜ istnieją, wykorzystując w tym celu istniejące z tych prac materiały źródłowe. Na rozpatrywanym obszarze powiatu Ŝywieckiego występuje sytuacja wymieniona powyŜej w drugiej kolejności. Na znacznej części powiatu Ŝywieckiego istnieje bowiem osnowa szczegółowa III klasy, załoŜona metodą satelitarną oraz innymi technologiami. Z jej wykonania w PODGiK w śywcu istnieją materiały źródłowe. Punkty tych osnów mogą i powinny być w maksymalnym stopniu włączone do zmodernizowanej sieci, a wykonane przy tym pomiary powinny być łącznie z obserwacjami przewidzianymi do wykonania w projekcie jej modernizacji, razem wyrównane w całości w jednej kampanii pomiarowo-obliczeniowej. Dla realizacji w ten sposób postanowionego zadania naleŜy krok po kroku wykonać następujące prace: - inwentaryzację określonych (wybranych) punktów osnów istniejących na tym terenie, 17 - opracowanie na podstawie wywiadu terenowego projektu technicznego rozwiązania tej osnowy. Obie wymienione powyŜej czynności zostały juŜ wykonane przez Konsorcjum firm PFG ATEST i GEO-PROFIL. Pierwszą z nich wykonano w latach 2005 i 2006 obejmując inwentaryzacją lub przeglądem 1535 punktów tworzących osnowę szczegółową III klasy, istniejącą na rozpatrywanym obszarze. Operat z wykonania tej pracy znajduje się w PODGiK w śywcu. W oparciu o wyniki tej inwentaryzacji oraz wyniki przeprowadzonego wywiadu terenowego w roku 2007 opracowano projekt techniczny modernizacji rozpatrywanej osnowy, przedstawiony graficznie na 37 arkuszach mapy topograficznej tego obszaru w skali 1:10 000 o godłach: 172.321, 172.322, 172.314, 172.323, 172.324, 172.413 172.332, 172.341, 172.342, 172.431, 172.334, 172.343, 172.344, 172.433, 172.434, 182.112, 182.121, 182.122, 182.211, 182.212, 182.113, 182.114, 182.123, 182.124, 182.213, 182.131, 182.132, 182.141, 182.142, 182.231, 182.133, 182.134, 182.143, 182.311, 182.312, 182.314 i 182.321 oraz w załączonym do niego opisie. Ze względu na charakter uŜytkowania i zainwestowania oraz ukształtowanie pionowe terenów objętych pięcioma pozostałymi arkuszami o godłach: 172.143, 172.333, 182.111, 182.313 i 182.323, obszar ten został w opracowaniu pominięty. Operat z wykonania powyŜszego projektu znajduje się w PODGiK w śywcu. Zdaniem autora niniejszego opracowania, przy wykonywaniu obu wymienionych powyŜej prac popełniono pewne uchybienia i nieścisłości. Głównymi mankamentami przy ich realizacji było to, Ŝe: - opracowaniem obejmowano głównie tylko punkty osnów III klasy oraz niektóre punkty osnowy I i II klasy włączone do zakładanej sieci, podczas gdy geodezyjną osnowę wykorzystywaną w szczegółowych pomiarach geodezyjnych na tym terenie tworzą wszystkie istniejące tam punkty osnów róŜnego rodzaju, charakteru i klasy, - nie uwzględniono przy tym moŜliwości i zalet wykorzystania dla tego celu istniejących na tym terenie wykorzystywanych jeszcze nadal osnów pomiarowych, - nie przewidziano do włączenia przy modernizacji rozpatrywanej osnowy duŜej liczby istniejących na tym obszarze obiektów wysokich, - nie uwzględniono moŜliwości zwiększenia w łatwy sposób liczby punktów wysokich poprzez trwałą sygnalizację istniejącej w terenie duŜej liczby punktów osnowy I i II klasy połoŜonych na wzgórzach w terenach otwartych, dobrze widocznych ze znacznej części obszaru powiatu, co w znakomity sposób moŜe ułatwić korzystanie z punktów takiej osnowy podczas prowadzenia pomiarów szczegółowych, 18 - jako główną metodę wyznaczania połoŜenia punktów przewidziano metodę satelitarną, chociaŜ z praktyki wiadomo, Ŝe w wielu przypadkach, w terenach zbliŜonych do występujących na obszarze rozpatrywanego powiatu Ŝywieckiego, bardziej ekonomiczne i uzasadnione, głównie od strony funkcjonalnej, moŜe być stosowanie metody poligonowej i niekonwencjonalnej, - nie przewidziano wykorzystania przy tej pracy istniejących materiałów źródłowych w postaci obserwacji na prawie połowie liczby punktów modernizowanej sieci, co w zasadniczy sposób moŜe obniŜyć koszty tej modernizacji (w przedstawionym projekcie modernizacji rozpatrywanej osnowy wszystkie jej punkty projektuje się wyznaczać ponownie metodą satelitarną), - przy wyborze lokalizacji punktów kierowano się głównie uwarunkowaniami spełniającymi kryteria stosowania metody satelitarnej (stąd punkty te zakładano głównie na wzgórzach, grzbietach i zboczach połoŜonych na terenach uŜytkowanych rolniczo, najczęściej dość znacznie odległych od terenów przewidzianych do potencjalnego zainwestowania, co bardzo często stwarza trudności podczas zakładania w oparciu o te punkty osnów pomiarowych dla wykonywania pomiarów szczegółowych na tych obszarach). Z powyŜszych względów przed przystąpieniem do realizacji modernizacji rozpatrywanej osnowy dokonać naleŜy korekty istniejącego projektu technicznego mając na uwadze potrzebę kompleksowego jej rozwiązania, w sposób najbardziej optymalny w całości w jednej kampanii pomiarowej. NaleŜy przy tym równieŜ uwzględnić fakt, Ŝe od czasu opracowania rozpatrywanego projektu do chwili obecnej mogły zajść lub juŜ zaszły róŜne przyczyny utrudniające lub uniemoŜliwiające jego realizację w przedstawionej pierwotnej wersji. W związku z tym poniŜej przedstawiono zdaniem autora niniejszego opracowania optymalną koncepcję poprawnego rozwiązania rozpatrywanego problemu, dokonując niezbędnych korekt w opracowanym juŜ projekcie technicznym. 8. Korekta projektu technicznego modernizacji rozpatrywanej osnowy 8.1. Uwagi i zalecenia odnoście inwentaryzacji punktów istniejących osnów Wszystkie punkty osnowy I i II klasy istniejące na terenie całego powiatu zaraz na wstępie powinny być objęte przeglądem i przybliŜoną inwentaryzacją dla stwierdzenia: - czy punkt istnieje w terenie, - jaki jest stan techniczny jego znaku, 19 - gdzie jest on połoŜony (w jakim terenie pod względem zainwestowania, zagospodarowania i sposobu uŜytkowania), - czy jest on moŜliwy i w jaki sposób do dalszego wykorzystywania, - czy posiada on punkty kierunkowe i swobodne wizury na punkty sąsiednie (moŜliwe do uzyskania wprost lub po dokonaniu niezbędnych przecinek i oczyszczeniu wizur), - czy moŜna na nim ustawić stacje GPS dla wykonania na nim pomiarów satelitarnych podczas modernizacji rozpatrywanej osnowy. Dla punktów przewidzianych do wykorzystania w modernizowanej osnowie naleŜy wykonać pełną ich inwentaryzację i konserwację obejmującą: - stwierdzenie zgodności cech znaku z danymi podanymi w jego opisie technicznym (sposobu stabilizacji znaku naziemnego – słupa i podziemnego – płyty), - odszukanie lub załoŜenie punktów kierunkowych, - konserwację zinwentaryzowanych punktów (stwierdzenie centryczności znaku naziemnego – słupa względem znaku podziemnego – płyty), - wymalowanie części wystającej znaku naziemnego farbą kolorową, najlepiej odblaskową. Ze sprawozdania z inwentaryzacji wykonanej w latach 2006-2007 dla 1535 punktów osnów istniejących na terenie powiatu brak zbiorczej informacji na temat: - ile tych punktów istnieje w terenie, - które z nich podlegały przeglądowi lub inwentaryzacji, - precyzyjnego określenia roli i sposobu wykorzystania podczas modernizacji rozpatrywanej osnowy wszystkich punktów osnowy klasy I i II (które z nich mogą być wykorzystane jako punkty nawiązania modernizowanej osnowy). Niektóre uwagi i zalecenia odnośnie modernizacji rozpatrywanej osnowy na terenie gmin: Rajcza, Ujsoły, Jeleśnia i Koszarawa są nie do końca zrozumiałe i poprawne. 8.2. Uwagi i zalecenia odnośnie korekty konstrukcji sieci oraz stosowania technik jej modernizacji Z dotychczasowych doświadczeń i prac związanych z zakładaniem szczegółowej osnowy geodezyjnej III klasy wykonanych na terenie Polski południowej wynika, Ŝe w uwarunkowaniach istniejących na terenie powiatu Ŝywieckiego najbardziej optymalnym sposobem jej realizacji jest metoda satelitarna. Stosuje się ją przy zakładaniu punktów takiej osnowy połoŜonych po obu stronach zboczy górskich, stosunkowo wąskich dolin, lub nawet dolin bardziej rozległych ale odkrytych. Metodę poligonową celowym jest stosować przy 20 zakładaniu osnów na terenach połoŜonych wzdłuŜ czy w bliskim sąsiedztwie dróg, gdzie skupiona jest najczęściej gęsta zabudowa i prowadzone są na duŜą skalę róŜnego rodzaju prace inwestycyjne. Metodę niekonwencjonalną najkorzystniej jest stosować w terenach otwartych, bardziej rozległych dolin w przypadku istnienia w tym terenie znacznej liczby obiektów wysokich, dobrze widocznych z róŜnych miejsc obszaru pomiaru. Pierwsza z tych metod pozwala na łatwe wyznaczanie punktów zakładanych osnów, ale często o małej przydatności uŜytkowej (niezbyt potrzebnych lub rzadko wykorzystywanych na tych terenach najczęściej rolnych, przy małej liczbie realizowanych tam róŜnego rodzaju inwestycji i przekształceń terenowych). Punkty te są często trudne do wykorzystania przy zejściu od nich w tereny zabudowane, rozlokowane głównie wzdłuŜ intensywnie zabudowanych obszarów, gdzie najczęściej prowadzona jest większość inwestycji i przekształceń terenowych związanych ze zmianą struktury gruntów i zmianami sposobu ich uŜytkowania. Z tego względu dobrze jest jeśli rozpatrywana osnowa zakładana na zboczach wspomnianych dolin realizowana jest głównie metodą satelitarną, a na przyległych do nich terenach połoŜonych wzdłuŜ istniejących tam dróg oraz istniejących w ich otoczeniu zabudowań realizowana jest metodą poligonową. Uzupełnieniem i połączeniem obu tych metod na obszarach otwartych, o duŜej liczbie obiektów wysokich, jest stosowanie metody niekonwencjonalnej. Metoda ta jako samoistna moŜe być stosowana na otwartych terenach falistych lub pagórkowatych połoŜonych w znacznej części wspomnianej kotliny Ŝywieckiej. Przy stosowaniu kaŜdej z wymienionych technologii naleŜy zachowywać zalecenia i kryteria podane w punkcie 2.2 niniejszego opracowania oraz w obowiązujących w tym zakresie przepisach pomiarowych. W związku z powyŜszym w przedłoŜonym projekcie modernizacji rozpatrywanej osnowy, opracowanym przez Konsorcjum firm PFG ATEST i GEO-PROFIL, naleŜy dokonać następujących korekt: - Projektowaną sieć powiększyć o około 500 punktów zlokalizowanych przewaŜnie w rejonach mocno zainwestowanych (zabudowanych) dolin, przewidzianych do wyznaczenia głównie metodą poligonową, z których około 400 - to adaptowane punkty istniejącej tam osnowy pomiarowej, zaś 100 – to punkty nowo projektowane dla związania tych pierwszych z punktami modernizowanej osnowy III klasy (kierunki przebiegu tych ciągów i miejsca ich lokalizacji w sposób schematyczny przedstawiono na załączniku 2 linią czarną wykreśloną ołówkiem); 21 - Rozpatrzyć moŜliwość i celowość włączenia do modernizowanej osnowy wszystkich istniejących i moŜliwych do wykorzystania w tym celu punktów osnów geodezyjnych I i II klasy; - Włączyć do modernizowanej osnowy wszystkie istniejące w terenie obiekty wysokie (około 30 starych oraz 30 nowo wybudowanych w ostatnich latach) oraz załoŜyć dla wyznaczenia ich współrzędnych około 100 punktów pośrednich; - Zabudować w terenie sygnałami o odpowiedniej konstrukcji (rys. 2) około 20 punktów istniejącej osnowy I i II klasy, dobrze widocznych z róŜnych miejsc poszczególnych fragmentów obszaru powiatu (proponowaną lokalizację tych punktów na załączniku 2 wkreślono kółkami o odpowiedniej średnicy, zamalowanymi na kolor zielony. Wszystkie wymienione czynności powinny być dokonane na podstawie wywiadu terenowego, a szczegółowa ich lokalizacja i technologie wyznaczenia ich połoŜenia powinny być uzgodnione ze Zleceniodawcą. 9. Ostateczne ustalenia i ogólne warunki techniczne modernizacji poziomej szczegółowej osnowy geodezyjnej III klasy na obszarze powiatu Ŝywieckiego Z analizy wyników prac przeprowadzonych dotychczas nad modernizacją geodezyjnej poziomej osnowy III klasy na terenie powiatu Ŝywieckiego nasuwa się wniosek, Ŝe jako podstawową technologię i konstrukcję modernizacji rozpatrywanej osnowy naleŜy przyjąć metodę satelitarną, realizując ją w formie przedstawionej na jej projekcie technicznym opracowanym przez Konsorcjum firm PFG ATEST i GEO-PROFIL. Projekt ten przedstawiony jest na wymienionych powyŜej 37 arkuszach mapy topograficznej tego terenu w skali 1:10 000 i jego opisie załączonym do operatu z opracowania tego projektu. Projekt ten powinien być jednak przed jego realizacją zmodyfikowany poprzez dokonanie jego korekt, zgodnie z sugestiami i uzasadnieniami podanymi w punktach 7 i 8 niniejszego opracowania. NajwaŜniejsze z nich to: - zwiększenie o około 500 punktów proponowanych do wyznaczenia głównie metodą poligonową, - włączenie do sieci około 30 nowo wykrytych obiektów wysokich i około 100 punktów pośrednich dla wyznaczenia współrzędnych wybranych na nich celów, - wyróŜnienie z zespołu punktów tworzących rozpatrywaną osnowę dwóch grup, a mianowicie: 22 • adaptowanych w liczbie około 1160, których połoŜenie zostanie wyznaczone na podstawie wyników istniejących danych źródłowych z adaptowanej sieci, a więc odstąpienie od potrzeby wykonywania na nich ponownie nowych pomiarów, • nowo projektowanych w liczbie około 1310, których połoŜenie zostanie określone po ich zastabilizowaniu lub wyborze na obiektach wysokich, na podstawie opracowania wyników wykonanych na nich przewidzianych w projekcie nowych pomiarów. Łączna liczba punktów modernizowanej osnowy, zgodnie z jej projektem technicznym opracowanym przez w/w Konsorcjum firm powinna być na poziomie około 2200 sztuk, z czego: - 1050 to punkty do wyznaczenia metodą satelitarną, wcięć lub poligonową, - 1160 to punkty adaptowane, przewidziane do przeliczenia na podstawie materiałów źródłowych. Po dokonaniu w/w korekt liczba punktów modernizowanej osnowy będzie kształtować się w sposób następujący: - 140 punktów istniejącej osnowy I i II klasy, mniej lub bardziej przydatne do wykorzystania wprost jako punkty zakładanej osnowy (nawiązania), - około 60 punktów wybranych na obiektach wysokich (30 juŜ istniejących i 30 nowych), - około 100 punktów pośrednich, projektowanych do wyznaczenia współrzędnych w/w punktów na obiektach wysokich, - około 1160 punktów adaptowanych, przewidzianych do przeliczenia na podstawie danych źródłowych uzyskanych z poprzednich lat, - około 1050 punktów nowo projektowanych przewidzianych do stabilizacji i ponownego wyznaczenia na podstawie wykonanych w nich obserwacji (nowych), - około 500 punktów nowych lub przyjętych z istniejących osnów pomiarowych obliczonych w układzie „1965” lub innych lokalnych czy nowych, przewidzianych do ponownego pomiaru i przeliczenia (wyznaczenia). Wszystkie te punkty oraz elementy wyznaczające je w sieci wykreślono na kalce (nakładce do mapy topograficznej w skali 1:50 000) w przyjętych kolorach za pomocą odpowiednich znaków (kresek, kółek i symboli), odpowiedniej średnicy i grubości kreski, stanowiącej załącznik 2. Dodatkowo na innej nakładce w podobny sposób przedstawiono lokalizację wszystkich istniejących na obszarze powiatu Ŝywieckiego punktów osnowy 23 pomiarowej (załącznik 3). Dzięki temu powstała moŜliwość wyboru odpowiedniej konstrukcji modernizowanej osnowy na tym terenie w postaci przedstawionej powyŜej. Przyjmując powyŜsze wskaźniki oraz powierzchnię obszaru całego powiatu uzyskuje się, Ŝe standard zagęszczenia terenu punktami tej osnowy wynosił będzie 1 punkt I, II i III klasy na obszar około 35 ha. Schematyczną konstrukcję modernizowanej osnowy przedstawiono na nakładce do zbiorczej mapy topograficznej powiatu w skali 1:50 000 (zał. 1). Dla zwiększenia liczby obiektów wysokich na wybranych fragmentach obszaru powiatu przewiduje się zasygnalizowanie w sposób trwały znakami odpowiedniego typu (rys. 2) około 20 punktów głównie nad punktami osnowy I i II klasy połoŜonymi na wzgórzach lub na dobrze widocznych terenach otwartych (mogą to być równieŜ zrekonstruowanie sygnały betonowe ustawiane i istniejące jeszcze do dziś nad tymi punktami – rys. 3). Przyjmuje się, ze łączna liczba punktów w modernizowanej sieci wynosząca około 3100 sztuk będzie obliczona w jednej sieci klasyczno - satelitarnej na podstawie materiałów źródłowych lub nowych, zarówno w układzie „1965” jak i przede wszystkim w układzie „2000”. Przyjmuje się, Ŝe w sieci zmodernizowanej osnowy zostanie: - wykorzystane 140 punktów osnowy I i II klasy, - zaadaptowane: - • 1160 punktów istniejącej osnowy III klasy, oraz • 400 punktów osnowy pomiarowej, załoŜone (zastabilizowane): • 1050 punktów projektowanych do adaptacji, • 100 punktów pozwalających na połączenie zaadaptowanych 400 punktów osnów pomiarowych, • - 100 punktów pośrednich, włączone do sieci 60 punktów wybranych na obiektach wysokich, Z wyŜej wymienionej liczby ogólnej rozpatrywanych punktów: - 1600 jest juŜ zastabilizowanych w terenie, - 60 jest trwale zasygnalizowana na budowlach wysokich, - 1350 zostanie zastabilizowana i wyznaczona w zmodernizowanej osnowie na podstawie projektowanych pomiarów bezpośrednich. Pomiarem objęte zostanie 1280 punktów z czego: 24 - 1250 – to nowo projektowane punkty naziemne lub ścienne, - 30 – to punkty połoŜone na obiektach wysokich. 140 punktów nie wymaga wyznaczenia (mogą być lub są wykorzystywane jako punkty nawiązania), zaś 1590 będzie wyznaczone na podstawie istniejących materiałów źródłowych z istniejących obserwacji. Dodatkowo przewiduje się, Ŝe na obszarze całego powiatu Ŝywieckiego około 20 punktów istniejącej osnowy I i II klasy zostanie trwale zasygnalizowane sygnałami o konstrukcji przedstawionej na rysunku 2. 25 26 27 28 29 30
