BAKALÁŘSKÁ PRÁCE - geo.fsv.cvut.czgeo.fsv.cvut.cz/proj/bp/2014/dominik-hladik-bp-2014.pdf ·...

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

FAKULTA STAVEBNÍ

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

PRAHA 2014 DOMINIK HLADÍK

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

FAKULTA STAVEBNÍ

OBOR GEODÉZIE, KARTOGRAFIE A GEOINFORMATIKA

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Software pro zpracování polárně

zaměřených dat

Vedoucí práce: Prof. Ing. Aleš Čepek, CSc.

Katedra geomatiky

PRAHA 2014 DOMINIK HLADÍK

Abstrakt

Cílem této bakalářské práce je vytvořit program, který na základě vstupních souborů a

nastavení, automaticky vygeneruje vstupní soubor (dle značkovacího jazyka XML) do

programu na vyrovnání sítí GNU Gama. Jelikož do tohoto programu vstupuje již

zpracované měření, vytvořený software také obsahuje možnost zpracování tohoto měření.

Dále je možné průběh tohoto zpracování protokolovat do podobného formátu jako

v programu Groma.

Klíčová slova

GNU Gama, polární metoda, polární metoda s výškami, software, vyrovnání sítí

Abstract

Target of this bachelor’s work is to create program, which on the base input files and

settings, will be generating input file (which is in XML) for program for network

adjustment called GNU Gama. Because one of the input file for this program must be

processed measurement, created software contains possibility of processing data. Process

can be enrolled in similar format like in software Groma.

Key words

GNU Gama, polar method, polar method with heights, software, network adjustment

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že bakalářskou práci na téma „Software pro zpracování polárně zaměřených

dat“ jsem vypracoval samostatně. Použité zdroje informací a podkladových dat uvádím

v seznamu zdrojů.

V Praze dne ………………… …………………………….

(podpis autora)

PODĚKOVÁNÍ

Zde bych chtěl poděkovat za cenné rady pana Prof. Ing. Aleš Čepek, CSc. A to zejména

v oblasti programu GNU Gama. Dále bych chtěl také poděkovat panu Ing. Karlu Bendovi,

CSc. za jeho pomoc v části týkající se zpracování měření.

7

Obsah

Úvod .................................................................................................................................... 12

1 Hlavní myšlenka .......................................................................................................... 13

1.1 Měření ................................................................................................................... 13

1.2 Souřadnice ............................................................................................................ 14

1.3 Popis ...................................................................................................................... 14

1.4 Zpracování ............................................................................................................ 14

1.5 Protokol ................................................................................................................. 14

1.6 Gama soubor ......................................................................................................... 14

2 Podporované formáty pro vstup měření ...................................................................... 15

2.1 XML Měření-Atributy .......................................................................................... 15

2.2 Naměřená data – text ............................................................................................ 16

2.3 Geodimetr ............................................................................................................. 17

2.4 Leica 16 znaků ...................................................................................................... 18

2.5 Sokkia SDR20/SDR22 .......................................................................................... 19

2.6 Sokkia SDR33 ....................................................................................................... 20

2.7 Sokkia Set3c/Set4c ............................................................................................... 21

2.8 Topcon GTS 210 ................................................................................................... 22

2.9 Topcon GTS 700 ................................................................................................... 23

2.10 Nikon 300 .......................................................................................................... 23

2.11 Nikon 400 .......................................................................................................... 24

2.12 Naměřená data – MAPA2 ................................................................................. 24

3 Podporované formáty pro vstup souřadnic .................................................................. 26

3.1 Souřadnice YXZ/Souřadnice XYZ/Souřadnice – uživatelský formát .................. 27

3.2 Souřadnice CSV – YXZ/Souřadnice CSV – XYZ/Topcon .................................. 27

3.3 XML Souřadnice-Atributy .................................................................................... 28

3.4 XML Souřadnice ................................................................................................... 29

3.5 Kokeš .................................................................................................................... 29

3.6 Geodimetr ............................................................................................................. 30

3.7 Leica 16 znaků ...................................................................................................... 31

3.8 Pentax .................................................................................................................... 31

3.9 Sokkia SDR33 ...................................................................................................... 32

3.10 Výměnný formát v.1.3 ...................................................................................... 32

4 Zpracování zápisníku – matematická formulace ......................................................... 33

8

4.1 Opravit měření o vliv polární kolmice a polárního doměrku ............................... 33

4.1.1 Redukce polárních kolmic ............................................................................. 34

4.1.2 Redukce polárních doměrků .......................................................................... 36

4.2 Zpracování měření v obou polohách dalekohledu ................................................ 39

4.2.1 Vodorovný směr ............................................................................................ 39

4.2.2 Zenitový úhel ................................................................................................. 40

4.2.3 Ostatní měřené hodnoty ................................... 40

4.3 Zpracovat opakovaná měření ................................................................................ 41

4.4 Redukovat směry .................................................................................................. 41

4.5 Opravit indexovou chybu ...................................................................................... 41

4.6 Vypočítat vodorovné délky ................................................................................... 42

4.7 Vypočítat převýšení .............................................................................................. 42

4.7.1 Dáno: zenitový úhel, šikmá vzdálenost ......................................................... 42

4.7.2 Dáno: zenitový úhel, vodorovná vzdálenost.................................................. 43

4.8 Redukovat měření na spojnici stabilizačních značek............................................ 43

4.8.1 Redukce převýšení ......................................................................................... 44

4.8.2 Redukce zenitových úhlů............................................................................... 44

4.8.3 Redukce šikmých délek ................................................................................. 45

4.9 Opravit délky o vliv nadmořské výšky ................................................................. 45

4.10 Opravit délky o vliv kartografického zkreslení ................................................. 46

4.11 Opravit převýšení o vliv zakřivení Země .......................................................... 46

4.12 Opravit převýšení o vliv refrakce ...................................................................... 47

4.13 Zpracovat obousměrně měřené vodorovné délky a převýšení .......................... 47

4.13.1 Zpracování obousměrně měřených převýšení ............................................... 47

4.13.2 Zpracování obousměrně měřených délek ...................................................... 48

4.14 Ostatní potřebné výpočty .................................................................................. 48

4.14.1 Výpočet poloměru Země z parametrů Besselova elipsoidu .......................... 48

4.14.2 Převod z pravoúhlých souřadnic na kartografické ........... 48

5 Zpracování zápisníku – výpočetní protokol ................................................................ 49

5.1 Opravit měření o vliv polární kolmice a polárního doměrku ............................... 49

5.1.1 Redukce polárních kolmic ............................................................................. 49

5.1.2 Redukce polárních doměrků .......................................................................... 50

5.2 Zpracování měření v obou polohách dalekohledu ................................................ 51

5.3 Zpracovat opakovaná měření ................................................................................ 52

5.4 Redukovat směry .................................................................................................. 53

9

5.5 Opravit indexovou chybu ...................................................................................... 54

5.6 Vypočítat vodorovné délky ................................................................................... 54

5.7 Vypočítat převýšení .............................................................................................. 54

5.8 Redukovat měření na spojnici stabilizačních značek............................................ 55

5.9 Opravit délky o vliv nadmořské výšky ................................................................. 56

5.10 Opravit délky o vliv kartografického zkreslení ................................................. 56

5.11 Opravit převýšení o vliv zakřivení Země .......................................................... 56

5.12 Opravit převýšení o vliv refrakce ...................................................................... 57

5.13 Zpracování obousměrně měřených délek a převýšení ...................................... 57

5.13.1 Zpracování obousměrně měřených délek ...................................................... 57

5.13.2 Zpracování obousměrně měřených převýšení ............................................... 58

6 Popis Gama souboru .................................................................................................... 59

6.1 Hlavička ................................................................................................................ 59

6.2 Struktura formátu .................................................................................................. 59

6.3 Parametry sítě ....................................................................................................... 59

6.4 Popis ...................................................................................................................... 60

6.5 Parametry vyrovnání ............................................................................................. 60

6.6 Souřadnice ............................................................................................................ 61

6.7 Měření ................................................................................................................... 62

7 Popis programu Polar2Gama ....................................................................................... 63

7.1 Hlavní okno ........................................................................................................... 63

7.2 Okno Nastavení ..................................................................................................... 64

7.3 Nástrojové menu a jednotlivé funkce programu ................................................... 64

7.3.1 Menu Soubor ................................................................................................. 65

7.3.2 Menu Operace................................................................................................ 66

7.3.3 Menu Prostředí .............................................................................................. 68

7.3.4 Menu Nápověda ............................................................................................. 68

7.4 Pracovní část ......................................................................................................... 69

7.4.1 Karta Projekt .................................................................................................. 69

7.4.2 Karta Měření .................................................................................................. 69

7.4.3 Souřadnice ..................................................................................................... 71

7.4.4 Popis .............................................................................................................. 71

7.4.5 Gama soubor .................................................................................................. 72

7.4.6 Protokol ......................................................................................................... 72

7.5 Okno Nastavení ..................................................................................................... 73

10

7.5.1 Gama soubor .................................................................................................. 73

7.5.2 Prostředí ......................................................................................................... 74

7.5.3 Zpracování zápisníku ..................................................................................... 74

7.5.4 Měření ............................................................................................................ 75

7.5.5 Měřítkový koeficient ..................................................................................... 75

8 Použité programy ......................................................................................................... 77

8.1 Qt Creator 2.4.1 (Based on 4.7.4 32-bit) .............................................................. 77

8.2 GNU Gimp 2.6.6 ................................................................................................... 78

8.3 MicroStation PowerDraft (verze 08.09.04.51) ..................................................... 78

8.4 Groma 8.0 ............................................................................................................. 79

8.5 GNU Gama (gama-local 1.12) .............................................................................. 80

8.6 Dependency Walker .............................................................................................. 81

8.7 Ostatní programy .................................................................................................. 82

9 Pracovní postup ........................................................................................................... 83

9.1 Načtení vstupních dat ............................................................................................ 83

9.2 Nastavení parametrů sítě ....................................................................................... 83

9.3 Změna typu souřadnic ........................................................................................... 83

9.4 Doplnění podrobných bodů do seznamu souřadnic .............................................. 83

9.5 Nastavení dalších vstupujících veličin v nastavení programu .............................. 83

9.6 Nastavení vstupních veličin pro zpracování měření ............................................. 84

9.7 Nastavení zpracování měření ................................................................................ 84

9.8 Zpracování měření ................................................................................................ 84

9.9 Generovat Gama soubor ....................................................................................... 84

9.10 Zpracování Gama souboru v GNU Gama ......................................................... 84

10 Testování programu ..................................................................................................... 85

10.1 Testování správnosti načítání souborů .............................................................. 85

10.2 Testování správnosti zápisu výsledků zpracování měření do protokolu ........... 85

10.3 Testování správnosti struktury výstupního souboru.......................................... 85

Závěr .................................................................................................................................... 87

Seznam proměnných............................................................................................................ 88

Vodorovné směry ............................................................................................................ 88

Zenitový úhel ................................................................................................................... 88

Šikmá délka ..................................................................................................................... 88

Vodorovná délka ............................................................................................................. 89

Převýšení ......................................................................................................................... 89

11

Další měřené veličiny ...................................................................................................... 89

Obecné měření (pozorování) ........................................................................................... 89

Redukce a opravy ............................................................................................................ 90

Souřadnice ....................................................................................................................... 90

S-JTSK ............................................................................................................................ 90

Ostatní .............................................................................................................................. 90

Seznam zkratek .................................................................................................................... 91

Seznam obrázků ................................................................................................................... 92

Seznam tabulek .................................................................................................................... 94

Seznam odkazů .................................................................................................................... 95

Seznam příloh ...................................................................................................................... 96

12

Úvod

Hlavní měřickou metodou pro určení souřadnic podrobných bodů je dnes polární

metoda. Chceme-li získat kromě polohy také informaci výšce, použijeme polární metodu

s výškami (dříve jako číselná tachymetrie). Důvodem volby těchto je samozřejmě běžně

dostupné přístrojové vybavení a kritéria přesnosti určení souřadnic.

Přeje-li si uživatel vypočíst souřadnice pomocí vyrovnání sítí, může k tomu využít

program GNU Gama [6]. Totální stanice však neprovedou automaticky zpracování měření

a export do formátu kompatibilní s tímto softwarem. Tuto činnost provede právě program,

který je výsledkem této bakalářské práce. Ten byl nazván Polar2Gama. Z názvu je již

patrné jaké úkony bude provádět.

Pro samotné vytvoření programu byl využit program Qt Creator [9]. Jedná se o

grafické uživatelské rozhraní, pomocí něhož je možné vytvářet programy napsané v jazyce

c++. Program samotný obsahuje velké množství knihoven. To samozřejmě vede

k rychlejší, práci, protože celá řada funkcí je již připravena k použití.

13

1 Hlavní myšlenka

Hlavní myšlenkou programu Polar2Gama získat z naměřených dat soubor

kompatibilní s programem GNU Gama [6]. To samozřejmě vyžaduje provést tři úkony: 1.

načtení potřebných souborů, 2. zpracování měření a protokolování výsledků zpracování, 3.

vygenerování výsledného souboru na základě nastavení. Průběh zobrazuje toto schéma:

Obr. 1.1 Schéma výpočtu

Program pracuje se třemi vstupními a dvěma výstupními soubory. Na vstupu není

povinný popis. Protokol je dále jen vedlejším produktem tohoto programu. Program

umožňuje i zadávat vstup přímo z klávesnice.

1.1 Měření

Program podporuje pouze polárně zaměřené body. To znamená, že v úvahu připadá,

buď polární metoda, nebo polární metoda s výškami či případně výškový pořad.

počítané souřadnice

registrované veličiny měřická metoda

X, Y, Z vodorovný směr, vodorovná délka, převýšení

polární metoda s výškami vodorovný směr, šikmá délka, zenitový úhel

X, Y vodorovný směr, šikmá vzdálenost, zenitový úhel

polární metoda vodorovný směr, vodorovná délka

Z převýšení

výškový pořad šikmá délka, zenitový úhel

Tab. 1.1 Přehled možných měřických metod

Polární metoda má však určitá omezení. Polární kolmice by neměla být delší než

30m a zároveň by neměla přesáhnout polovinu délky v přímém směru.

14

1.2 Souřadnice

Do programu Polar2Gama lze nahrát různé formáty z různých zdrojů. Ne všechny

totální stanice vyžadují při měření zadávat souřadnice, a proto je možné vytvořit soubor a

ten posléze nahrát, nebo je možné zadávat souřadnice přímo z klávesnice.

1.3 Popis

Tento vstup není nutný, ale je eventuálně do výsledného souboru napsat nějaké

základní údaje o měření či vzniku tohoto souboru.

1.4 Zpracování

V tomto kroku je možné zavést různé redukce měřených veličin. Pro některé redukce je

však nutné, kromě souboru měření, zadat další vstupy. Zde bylo nezbytné se také zamyslet,

v jakém pořadí se budou jednotlivé redukce provádět. Na rozdíl od programu Groma má

uživatel veškeré redukce pod kontrolou. V programu Groma se totiž redukce délek ze

šikmé délky na vodorovnou a ze zobrazení do S-JTSK provádí přímo při importu souboru

s měřením. Groma dále také provádí redukci měření o vliv polárního doměrku a polární

kolmice ihned po importu souboru nebo po zadání z klávesnice.

1.5 Protokol

Průběh výpočtu by se měl průběžně dokumentovat, a k tomu slouží výpočetní protokol.

Ten volně vychází z programu Groma. Koncovka výstupního formátu je zachována.

Struktura textu uvnitř souboru se mírně odchyluje a v některých případech je zapsáno

například méně informací.

1.6 Gama soubor

Výstupním souborem je XML [22] soubor, který obsahuje popis, parametry sítě,

souřadnice a měření. Popis je nepovinný. Parametry sítě je možné nastavit skrze program.

U souřadnic je vždy uveden typ. Pokud není uveden, souřadnice nebudou použity. U

měření je kromě vlastní hodnoty měřené veličiny, zaznamenána také její směrodatná

odchylka.

15

2 Podporované formáty pro vstup měření

Program Polar2Gama podporuje celkem 13 různých formátů pro vstup naměřených

dat. Jedná se o formáty z různých totálních stanic či různých geodetických programů, které

jsou dostupné na českém trhu.

číslo formát

1. XML Měření-Atributy (*.xmes)

2. Naměřená data text (*.*)

3. Geodimetr (*.job)

4. Leica 16 znaků (*.gsi)

5. Sokkia SDR20/SDR22 (*.sdr)

6. Sokkia SDR33 (*.sdr)

7. Sokkia Set3c/Set4c (*.sdr)

8. Topcon GTS 210 (*.asc)

9. Topcon GTS 700 (*.asc)

10. Nikon 300 (*.300)

11. Nikon 400 (*.400)

12. Naměřená data - MAPA2 (*.asc)

13. Naměřená data - MAPA2 (*.zap)

Tab. 2.1 Přehled podporovaných formátu pro vstup měření

Při implementaci těchto formátů jsem byl samozřejmě limitován jednak množstvím

dostupných testovacích dat a v mnoha případech také nedostupnou dokumentací

k jednotlivým formátům. Byly-li k dispozici nějaká testovací data, bylo možné pomocí

programu Groma rozluštit co jednotlivé formáty obsahují a případně porovnávat načtená

data v programu Groma a v programu Polar2Gama. Snahou bylo, aby po načtení souboru

již uživatel nemusel provádět žádné ruční editace, což v některých případech neumožňuje

ani Groma.

2.1 XML Měření-Atributy

Tento formát je jakousi XML [22] verzí standardního formátu, se kterým pracuje

Groma, což je formát MES. Soubor začíná standardní hlavičkou XML [22] formátu. Je zde

také odkaz na DTD [23] soubor, kde je tento formát definován. Hledané informace o

stanovisku jsou umístěny v tagu <station>. Následovat by mělo měření na tomto

stanovisku. To je umístěné v tagu <meas>. Jednotlivá data jsou oddělena mezerou.

Konkrétní hodnota je identifikována pomocí klíčového slova. Klíčová slova a jejich

význam je shrnut v následující tabulce:

16

klíčové slovo význam

pntid číslo bodu

type druh

hz vodorovný směr

vert zenitový úhel

dh převýšení

th výška cíle

ih výška stroje

dist vodorovná délka

slope-dist šikmá délka

Tab. 2.2 Význam jednotlivých klíčových slov

Vlastní číselná hodnota je umístěna za znakem „=“ a je umístěna v uvozovkách.

Oddělovačem desetinných míst je zde desetinná tečka.

Obr. 2.1 Ukázka měření ve formátu XML Měření-Atributy

2.2 Naměřená data – text

Tento formát umožňuje Groma vyexportovat. Dále jsem se u tohoto formátu rozhodl

identifikovat jednotlivá data na základě počtu znaků. Význam a počet vyhrazených znaků

shrnuje následující tabulka:

sloupec počet znaků význam

1. 10 číslo bodu

2. 12 vodorovný směr

3. 12 vodorovná délka

4. 12 převýšení

17

5. 12 výška signálu

Tab. 2.3 Význam jednotlivých sloupců s vyhrazením počtu znaků

Oddělovačem desetinných míst je zde povolena desetinná tečka. Ukázka vypadá

následovně:

Obr. 2.2 Ukázka formátu Naměřená data - text

2.3 Geodimetr

V tomto formátu jsou jednotlivá data uložena vždy samostatně na jednom řádku.

Řádek vždy začíná kódem, na jehož základě je identifikován konkrétní údaj. V následující

tabulce shrnu přehled kódů a jejich význam (uvádím pouze kódy potřebné pro chod

programu Polar2Gama):

kód význam

2 číslo stanoviska

3 výška stroje

5 číslo cíle

7 vodorovný směr

10 převýšení

11 vodorovná délka

6 výška cíle

Tab. 2.4 Význam jednotlivých kódů

Za kódem je vždy znaménko „=“ a poté hodnota konkrétního parametru. Povoleným

znakem pro oddělení desetinných míst je desetinná tečka. Nejprve musím nalézt řádek

odpovídající číslu stanoviska. Ke stanovisku může, ale nemusí být vztažena výška stroje,

což by mělo být zaznamenáno na dalším řádku. Pokud řádek začíná kódem 5, znamená to,

že na následujících řádcích budou uvedeny hodnoty měření příslušící tomuto bodu a to až

do chvíle než na řádku bude kód 2 (stanovisko) nebo 5 (podrobný bod nebo orientace).

18

Obr. 2.3 Ukázka formátu Geodimetr

2.4 Leica 16 znaků

Tento formát exportuje Groma. Nejsem si jist, zdali jej používá také nějaká totální

stanice. Řádek vždy začíná znakem „*“. Následuje kód reprezentující číslo bodu, jehož se

budou zapsaná data týkat. To že se jedná o čísla bodů, poznáme tak, že kód začíná číslem

11. Součástí tohoto kódu je i označení řádku číslovaného od 1, ale tato informace nebyla

použita. Data o měření jsou vždy uložena ve formě šestnáctimístného kódu, jemuž

předchází vždy šestimístný kód, na jehož základě je identifikováno o co se jedná, a

znaménko. Šestimístný kód vždy začíná označením druhu měření. Přehled je uveden

v následující tabulce:

kód význam

11 číslo bodu

21 vodorovný směr

22 zenitový úhel

31 šikmá vzdálenost

32 vodorovná vzdálenost

33 převýšení

87 výška cíle

88 výška přístroje

51 kolmice + doměrek


19

Tento šestimístný kód ještě obsahuje vždy další parametry, ale v programu

Polar2Gama s nimi nebylo dále nijak nakládáno. Potom bylo nutné doplnit do získaných

dat desetinnou tečku a určit, zdali se jedná o stanovisko nebo cíl. To bylo určeno tak, že

pokud řádek obsahuje souřadnice (kódy 84, 85, 86) nebo výšku stroje (kód 88) jedná se o

stanovisko.

Obr. 2.4 Ukázka formátu Leica 16 znaků

2.5 Sokkia SDR20/SDR22

Tento formát je určen pro totální stanice značky Sokkia z řady uvedené v názvu.

Soubor začíná hlavičkou, kde se mimo jiné objevuje i označení formátu (SDR20/SDR22).

Pro potřeby programu Polar2Gama nás však budou zajímat pouze řádky začínající těmito

kódy:

kód význam

02TP výška stroje

03NM výška cíle

09F1 měření


U tohoto formátu je použit trochu jiný přístup k zadáváním výšky stroje a cíle. Vždy je

zaznamenána pouze změna. To v důsledku znamená, že na začátku souboru by měly být

tyto hodnoty uvedeny. Na řádku začínajícím 02TP, je hodnota uvedena jako druhý řetězec

znaků na tomto řádku. U informace o výšce cíle je tomu jinak. Hodnota je uvedena hned za

kódem 03NM. Řádek s měřením má o něco komplikovanější strukturu. Skládá se ze tří a

více řetězců. V prvním řetězci je obsažen kód (4 místa), číslo stanoviska (4 místa), číslo

bodu (4 místa) a šikmá délka (zbytek). Druhý řetězec je hodnotou zenitového úhlu a třetí je

vodorovný směr.

20

Obr. 2.5 Ukázka formátu Sokkia SDR20/SDR22

2.6 Sokkia SDR33

Toto je další formát od firmy Sokkia, ale pro vyšší řadu totálních stanic. Tento formát

je velice podobný předchozímu, ale v několika aspektech se však liší. V tomto případě nás

zajímají řádky začínající těmito kódy:

kód význam

02IC výška stroje

03IC výška cíle

09F1 měření


Řádek obsahující výšku stroje obsahuje několik slov: kód, souřadnice stanoviska (3x),

výšku stroje a poznámku. Výška cíle je opět hned (bez mezery) za čtyřmístným kódem

03IC. Řádek s měřením se liší od formátu SDR20/SDR22 jenom tím, že pro číslo

stanoviska/cíle jsou nuly před číslem nahrazeny mezerami. Řádek tedy vypadá následovně:

první řetězec znaků je vyhrazen pro kód, druhý pro číslo stanoviska, třetí pro číslo bodu a

šikmou délku, čtvrtý pro zenitový úhel, pátý pro vodorovný směr a případně šesté pro

poznámku. Jak jste si mohli všimnout, tak ve třetím jsou obsaženy dvě informace.

Odděleny byly tak, že do 36. znaku od začátku řádku je uvedeno číslo bodu a dále pak

pokračuje šikmá vzdálenost.

21

Obr. 2.6 Ukázka formátu Sokkia SDR33

2.7 Sokkia Set3c/Set4c

Posledním podporovaným formátem od firmy Sokkia, je formát pro řadu totálních

stanic Set3c a Set4c. Struktura je v tomto případě opět velice podobná. Kódy, které v tomto

případě hledáme, jsou shodné jako u formátu Sokkia SDR33. První řetězec znaků na řádku

s kódem 02IC obsahuje informace o kódu (4 znaky), čísle stanoviska (4 znaky) a

souřadnici (není mi známo které; to ale není podstatné). Druhý a třetí řetězec znaků

odpovídá dalším souřadnicím a v dalším slově je hledaná hodnota výšky stanoviska.

Následovat může popis. Informace o výšce cíle je předávána naprosto stejným způsobem

jako u formátu Sokkia SDR33. To znamená, že za čtyřmístným kódem 03IC je uvedena

hodnota výšky cíle. Řádek obsahující měření má naopak strukturu shodnou s formátem

Sokkia SDR22/SDR20. Řádek tedy obsahuje: kód (4 znaky), číslo stanoviska (4 znaky),

číslo bodu (4 znaky), šikmá délka (na konci prvního slova), zenitový úhel (druhý řetězec),

vodorovný směr (třetí řetězec) a případná poznámka. Oddělovačem desetinných míst je zde

desetinná tečka.

22

Obr. 2.7 Ukázka formátu Sokkia Set3c/Set4c

2.8 Topcon GTS 210

Tento formát byl asi nejméně čitelný ze všech podporovaných formátů. Pro získání

potřebných informací bylo nejprve nutno odstranit čtyři znaky na konci všech řádků.

Spojíme-li nyní všechny řádky v jeden, získáme již trochu čitelnější data. Poté byl tento

řádek oddělen na základě mezer. Teď jsme se však dostali do fáze, kdy číslo bodu, ke

kterému jsou dané informace vztaženy, se vždy nachází na konci předchozího řádku. Proto

bylo nutné ještě tyto části oddělit od původních řetězců a připojit je k následujícím

řetězcům. Pak nás bude zajímat několik typů těchto řetězců. Text začínající znaky _‘ nesl

informace o stanovisku. Řetězce začínající písmenem R, např. 4001_R, nebo znakem, např.

4001_?, obsahovaly informace o měření na cíl. Tyto dva řetězce se lišily pouze v tom, jaká

data v nich byla uložena.

Obr. 2.8 Ukázka formátu Topcon GTS 210

23

2.9 Topcon GTS 700

Tento formát, opět od firmy Topcon, je čitelnější i pro běžného uživatele než

v předchozím případě. Soubor začíná hlavičkou. Každý řádek začíná kódem podle, kterého

je identifikována informace, která je na tomto řádku uložena. Přehled kódů, které byly

použity v programu Polar2Gama je uveden v následující tabulce:

kód význam

STN číslo stanoviska, výška stroje

BS číslo orientace, výška cíle

SS číslo podrobného bodu, výška cíle

FS číslo orientace, výška cíle

HV vodorovný směr, zenitový úhel

SD vodorovný směr, zenitový úhel, šikmá délka

HD vodorovný směr, vodorovná délka, šikmá délka


Jednotlivé hodnoty jsou odděleny čárkou. To také znamená, že oddělovačem

desetinných míst je v tomto případě desetinná tečka.

Obr. 2.9 Ukázka formátu Topcon GTS 700

2.10 Nikon 300

Tento formát má nevýhodu, že z něho nelze zjistit, zdali se jedná o stanovisko či cíl.

Na prvním řádku je hlavička popisující jednotlivé sloupce. Na dalších řádcích jsou vlastní

data oddělené čárkami. Co znamenají první tři hodnoty, nebylo zjištěno. Za nimi následuje:

číslo bodu, šikmá délka, vodorovný směr, zenitový úhel a výška signálu.

24

Obr. 2.10 Ukázka formátu Nikon 300

2.11 Nikon 400

Druhý podporovaný formát od firmy Nikon je velmi podobný tomu prvnímu. Na

prvním řádku však již není hlavička s popisem významu jednotlivých sloupců. Právě na

základě počtu sloupců je u tohoto formátu identifikováno stanovisko či cíl. Řádek se

stanoviskem obsahuje 10 záznamů: u prvních třech opět nebyl zjištěn význam, následuje

poznámka dále výška stroje, číslo bodu, hodnota na vodorovném kruhu v momentě

registrace, datum a čas. Ostatní řádky mají 11 záznamů: první tři jsou neznámého

významu, další je číslo bodu, poznámka, šikmá délka, vodorovný směr, zenitový úhel,

výška cíle, datum a čas. Jednotlivé záznamy jsou odděleny čárkami.

Obr. 2.11 Ukázka formátu Nikon 400

2.12 Naměřená data – MAPA2

Tento formát obsahuje nejprve hlavičku a pak následují čtyři čísla, jejichž význam mi

není znám. K dispozici byly dvě varianty měření. Ty se právě lišily v těchto čtyřech

číslech. Proto byly tyto dvě varianty na základě těchto čtyř čísel odlišeny. Pro naprosto

přesnou interpretaci by bylo nutné získat nějaké dokumenty o tomto formátu. Společné

znaky obou dvou variant jsou takové, že před číslem stanoviska je číslice 1. Dále následují

25

orientace. A to až do znaku /. Poté pokračují podrobné body až do číslice -1. Celé měření

je potom ukončeno číslicí -2. Na dalším obrázku je uvedena první varianta:

Obr. 2.12 Ukázka formátu MAPA2 - polární metoda

Zde je měřena vodorovná délka a vodorovný úhel. Za dvojtečkou jsou uvedeny polární

doměrek a polární kolmice. Druhá varianta vypadá takto:

Obr. 2.13 Ukázka Naměřená data - polární metoda s výškami

Zde je měřen zenitový úhel, výška signálu, vodorovný směr a šikmá vzdálenost. Za

dvojtečkou opět může následovat polární doměrek a polární kolmice.

26

3 Podporované formáty pro vstup souřadnic

Program Polar2Gama podporuje celkem 15 formátů pro vstup seznamu souřadnic.

Všechny tyto formáty umožňuje načíst či vyexportovat také Groma.

Žádný z těchto formátů však není binární. Naopak všechny jsou textové. V této

kapitole budu popisovat jednotlivé formáty. Některé z nich mají velmi podobnou, ne-li

stejnou, strukturu. To je také důvodem, proč jsem je popisoval v rámci jedné skupiny. U

každého formátu uvádím vždy tři příklady vstupu souřadnic:

číslo bodu X Y Z

[m] [m] [m]

4001 1000000,000 750000,000 250,000

4002 1000000,000 750000,000

4003 250,000

Tab. 3.2 Data použitá v jednotlivých příkladech

Je nutné podotknout, že třetí příklad (na třetím řádku) není úplně reálný v případě, že

tyto soubory vytváříme v programu Groma, protože nelze bod uložit pouze se souřadnicí

Z. Tato možnost by byla teoreticky možná například manuálním zásahem uživatele do

těchto souborů. Chtěl jsem tím jen ukázat, že program Polar2Gama si s tím poradí.

číslo formát

1. Souřadnice YXZ (*.txt)

2. Souřadnice XYZ (*.txt)

3. Souřadnice CSV - YXZ (*.csv)

4. Souřadnice CSV - XYZ (*.csv)

5. Souřadnice uživatelský formát (*.*)

6. XML Souřadnice-Atributy (*.xcrd)

7. XML Souřadnice (*.xcrd)

8. Kokeš (*.stx)

9. Geodimetr (*.are)

10. Leica 16 znaků (*.gsi)

11. Pentax (*.*)

12. Sokkia SDR33 (*.sdr)

13. Topcon (*.asc)

14. Topcon (*.zap)

15. Výměnný formát v.1.3 (*.vkm)

Tab. 3.1 Přehled podporovaných formátů pro vstup souřadnic

27

3.1 Souřadnice YXZ/Souřadnice XYZ/Souřadnice – uživatelský formát

Jednotlivým řádkům odpovídají informace o jednom bodu. Oddělovačem jsou zde

mezery. Měl jsem proto na výběr: buď odlišit jednotlivé údaje pevnou šířkou sloupce,

realizovanou počtem znaků, nebo počtem slov na řádku. Zvolil jsem druhou variantu

s ohledem na to, že pokud by uživatel tento soubor editoval, pravděpodobně by neznal

informaci o počtu znaků připadajícího na jeden sloupec. Proto byly odlišeny řádky takto:

počet slov na řádku získaná informace

0 žádná

1 číslo bodu

2 číslo bodu, Z

3 číslo bodu, X, Y

4 číslo bodu, X, Y, Z

více než 4 žádná

Tab. 3.3 Data na jednotlivých řádcích a jejich interpretace

Oba formáty (TXT), jak již z názvu vyplývá, se liší pouze pořadím souřadnic X a Y.

Třetí formát je prakticky shodný svou strukturou s formátem Souřadnice YXZ (*.txt). Proto

sem jej zařadil také do této kategorie. Jediným rozdílem je pouze to, že takovýto soubor

může mít libovolnou koncovku. Přípustným znakem pro oddělení počtu desetinných míst

je v tomto případě desetinná tečka.

Obr. 3.1 Ukázka formátů využívajících mezeru jako oddělovač

3.2 Souřadnice CSV – YXZ/Souřadnice CSV – XYZ/Topcon

Bod je zde reprezentován samostatným řádkem. Informace vztažené k jednotlivým

bodům jsou odděleny čárkami. Daná informace je nahrána do souboru pouze v případě, že

je to číselná informace. Znak pro oddělení desetinných míst je samozřejmě desetinná tečka.

A to už jen z toho důvodu, že čárka je již obsazena pro oddělení jednotlivých informací.

Zde nebyla jiná volba než ta, že na konkrétní pozici je zaznamenána konkrétní informace:

28

pozice Souřadnice CSV -

YXZ (*.csv) Souřadnice CSV -

XYZ (*.csv) Topcon (*.asc) Topcon (*zap)

1. číslo bodu číslo bodu

2. Y X Y

3. X Y X

4. Z Z

další není známé není možné

Obr. 3.2 Význam údajů na jednotlivých pozicích

Kromě informací potřebných pro můj program, tento formát (vygenerovaný

programem Groma) vytváří další pozice. Hodnoty, které se zde zapisují, mi však nejsou

známy.

Obr. 3.3 Ukázka formátů využívajících čárku jako oddělovač

3.3 XML Souřadnice-Atributy

Tento formát je vlastně XML [22] verze standartního formátu, se kterým pracuje

Groma, což je formát CRD. Informaci, kterou potřebujeme získat je v tagu <point />.

Tento soubor dále také obsahuje další informace jako je verze souboru, kódování souboru,

odkaz na soubor ve formátu DTD [23], ze kterého je možné zjistit další informace o XML

[22] souboru. Ještě jsem nezmínil, že je v tomto souboru zapsán název souboru, ze kterého

tento dokument vznikl.

29

Obr. 3.4 Ukázka formátu XML Souřadnice-Atributy

3.4 XML Souřadnice

Formát je v podstatě shodný s přechozím, ale liší se svojí strukturou. Hlavička souboru

je také naprosto totožná. Opět s odkazem na shodný soubor, ve kterém je definována

syntaxe tohoto XML [22] souboru. Na rozdíl od formátu XML Souřadnice-atributy jsou

hledaná data umístěna mezi tagy <point> a </point>.

Obr. 3.5 Ukázka formátu XML Souřadnice

3.5 Kokeš

Na prvním řádku je zapsána informace o názvu souboru, ze kterého tento soubor

vznikl a dále také poloha středu obrazovky při načtení tohoto souboru do programu Kokeš.

30

Seznam souřadnic je ukončen číslem -1 na samostatném řádku. Proto byly přeskočeny

všechny řádky obsahující -1 na začátku řádku nebo řádky obsahující písmena velké či malé

abecedy kdekoliv na řádku. Oddělovačem je zde mezera. Pro oddělení desetinných míst je

zde povolena pouze desetinná tečka. Nyní jsem měl, stejně jako u formátů TXT možnost

zvolit buď oddělení slov na základě počtu znaků, anebo jsem mohl identifikovat jednotlivé

údaje počtem slov na řádku. Zase jsem se rozhodl pro druhou variantu:

počet slov na řádku získaná informace

0 žádná

1 číslo bodu

2 číslo bodu, Z

3 číslo bodu, X, Y

4 číslo bodu, X, Y, Z

více než 4 žádná

Tab. 3.4 Interpretace jednotlivých řádků

Obr. 3.6 Ukázka formátu Kokeš

3.6 Geodimetr

Jednotlivé řádky zde představují informace o bodu. Čísla bodů jsou zde označeny

kódem 5. K tomu to bodu se vždy vztahují data označená kódy 37, 38, 39, které následují

za kódem 5. Pokud by se mezi dvěma kódy s označením 5 jeden kód vyskytoval vícekrát,

jako správná hodnota by byla vzata vždy ta první. V tabulce jsou uvedena jednotlivá

označení kódů:

kód význam

5 číslo bodu

37 X

38 Y

39 Z


31

Obr. 3.7 Ukázka formátu Geodimetr

3.7 Leica 16 znaků

Bod začíná znakem *. Dále následují jednotlivé informace k tomuto bodu. Jednotlivé

informace se vždy skládají ze dvou částí. Pomocí první části (šestimístný kód) je

identifikována informace, o kterou se jedná. Směrodatné jsou pro mne první dva znaky

tohoto kódu:

první dvě místa kódu význam

11 číslo bodu

81 Y

82 X

83 Z


Pomocí znamének + nebo – je tato část spojena s druhou částí. Druhá část je tvořena

šestnáctimístným kódem, který představuje zaznamenanou hodnotu. Tuto hodnotu je

v některých případech třeba znásobit (resp. vložit desetinnou tečku), protože

šestnáctimístný kód obsahuje pouze číslice a nikoliv desetinnou tečku/čárku.

Obr. 3.8 Ukázka formátu Leica 16 znaků

3.8 Pentax

Každý řádek je tvořen pětimístným kódem. Na prvním řádku je název souboru, ze

kterého tento soubor vznikl. Obsahuje-li řádek 5 informací, pomineme-li kód na začátku

řádku, tak jsou to: číslo bodu, X, Y, Z. Oddělovačem jsou v tomto případě dvojtečky. Pro

oddělení desetinných míst je zde povolena desetinná tečka. Jako velkou nevýhodu tohoto

formátu vidím, že z něho není patrné, zdali nebyla hodnota měřena nebo zdali je tato

32

hodnota rovna nule. V programu Polar2Gama jsem hodnotu rovnu nule považoval za

neměřenou a tedy rovnu hodnotě NULL.

Obr. 3.9 Ukázka formátu Pentax

3.9 Sokkia SDR33

Hledané informace se u tohoto souboru nachází na řádku začínajícím 08KI.

Nevýhodou tohoto formátu je že mezi číslem bodu a souřadnicí Y není mezera, určit

hranici na základě počtu znaků. Hranice mezi číslem bodu a souřadnicí Y je v tomto

případě 20 znaků. Další nevýhodou je, že opět nelze získat informaci o tom, jestli byla

hodnota rovna nule nebo zdali pouze nebyla zaměřená. V programu Polar2Gama je nula

opět interpretována jako hodnota NULL.

Obr. 3.10 Ukázka formátu Sokkia SDR33

3.10 Výměnný formát v.1.3

Obsah souboru je umístěn mezi znaky &S („start“) &K („konec“). Na první řádku je

název souboru, ze kterého byl soubor vytvořen. Dále následují řádky obsahující následující

údaje: číslo bodu, Y, X, Z, kód kvality bodu. Opět není možné nechat pozici prázdnou, což

je zase důvodem toho, že není možné určit, zdali je konkrétní údaj k dispozici či nikoliv.

Nula je tedy brána jako neměřená hodnota.

Obr. 3.11 Ukázka formátu Výměnný formát v.1.3

33

4 Zpracování zápisníku – matematická formulace

V této kapitole budu popisovat proces zpracování měření z teoretického hlediska. Pro

lepší představu o dané problematice jsou jednotlivé části doplněny obrázky. Červeně jsou

vždy v obrázcích vyznačeny vstupující hodnoty a modře naopak vystupující. Velmi

důležité bylo určení pořadí, ve kterém se budou provádět jednotlivé úlohy. To shrnuje

následující tabulka:

# typ úlohy skupina

1. Opravit měření o vliv polární kolmice a polárního doměrku Blok 1 a Redukce polárních kolmic

b Redukce polárních doměrků

2. Zpracování měření v obou polohách dalekohledu Blok 2

3. Zpracovat opakovaná měření Blok 3

4. Redukovat směry Blok 4 5. Opravit indexovou chybu

6. Vypočítat vodorovnou délku Blok 5 7. Vypočítat převýšení

8. Redukovat měření na spojnici stabilizačních značek Blok 6

9. Opravit délky o vliv kartografického zkreslení

Blok 7 10. Opravit délky o vliv nadmořské výšky

11. Opravit převýšení o vliv zakřivení Země

12. Opravit převýšení o vliv refrakce

13. Zpracovat obousměrně měřené vodorovné délky a převýšení Blok 8 a Zpracování obousměrně měřených převýšení

b Zpracování obousměrně měřených délek

Tab. 4.1 Pořadí jednotlivých úloh při zpracování zápisníku

První sloupec znamená pořadí, ve kterém jsou jednotlivé úlohy prováděny v programu

Polar2Gama. Následuje název úlohy a nakonec jsou jednotlivé typy úlohy seskupeny do

bloků. V rámci jednotlivých bloků by bylo možné pořadí jednotlivých úloh prohodit. Tím

jsem chtěl naznačit, že pokud bych prohodil pořadí v rámci jednoho bloku, za předpokladu,

že bych provedl shodné úlohy, měl bych dosáhnout stejného výsledku.

4.1 Opravit měření o vliv polární kolmice a polárního doměrku

Důvodem proč jsem tuto úlohu umístil hned na první místo, byl ten fakt, že program

Groma tuto úlohu řeší bezprostředně, a to buď po nahrání souboru s měřením, nebo ihned

po zadání vstupu z klávesnice. Nutno také říci, že tato problematika je natolik okrajová, že

jsem o ní nenalezl žádné informace. Proto jsem si tyto výpočty musel odvodit z obrázku.

34

4.1.1 Redukce polárních kolmic

Podle toho jaké měřené údaje máme na vstupu, připadají v úvahu čtyři možnosti

výpočtu redukce polárních kolmic. Co musí být známo vždy, je vodorovný směr a polární

kolmice (a to i se znaménkem). Poté je potřeba zvolit jaká délka bude figurovat jako

měřená, zdali šikmá či vodorovná. V případě že nechceme redukovat pouze vodorovný

směr (například i šikmou vzdálenost), je také nutné znát veličinu, která nám bude

rozhodovat o výškových poměrech, což může být buď převýšení od horizontu stroje, anebo

zenitový úhel. Pro polární kolmice dále platí některá omezující kritéria. Kolmice musí být

jednak kratší nebo rovna 30m a zadruhé nesmí přesáhnout ½ délky v přímém směru.

4.1.1.1 Dáno: vodorovný směr, zenitový úhel, šikmá délka, polární kolmice

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.1 Polární kolmice - první varianta

(1.1)

√ (1.2)

√ (1.3)

(1.4)

(1.5)

4.1.1.2 Dáno: vodorovný směr, zenitový úhel, vodorovná délka, polární kolmice

Vstup:

Výstup:

35

Obr. 4.2 Polární kolmice - druhá varianta

(1.6)

√ (1.7)

√ (1.8)

(1.9)

(1.10)

4.1.1.3 Dáno: vodorovný směr, šikmá délka, převýšení, polární kolmice

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.3 Polární kolmice - třetí varianta

√ (1.11)

√ (1.12)

36

(1.13)

(1.14)

4.1.1.4 Dáno: vodorovný směr, vodorovná délka, převýšení, polární kolmice

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.4 Polární kolmice - čtvrtá varianta

√ (1.15)

√ (1.16)

(1.17)

(1.18)

4.1.2 Redukce polárních doměrků

Opět zde připadají v úvahu čtyři možnosti. A to zase ze stejného důvodu. Čili nejprve

je nutné si zvolit délku (šikmou/vodorovnou) a dále také veličinu zprostředkující nám

výškové poměry (převýšení/zenitový úhel). Polární doměrek může také nabývat kladných

a záporných hodnot. V obrázcích je zobrazena častější varianta s kladnou hodnotou

doměrku. Dále pro polární doměrky neexistuje, žádné omezující kritérium, co do velikosti.

4.1.2.1 Dáno: zenitový úhel, šikmá délka, polární doměrek

Vstup:

37

Výstup:

Obr. 4.5 Polární doměrek - první varianta

(1.19)

(1.20)

√ (1.21)

(1.22)

4.1.2.2 Dáno: zenitový úhel, vodorovná délka, polární doměrek

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.6 Polární doměrek - druhá varianta

(1.23)

(1.24)

√ (1.25)

38

(1.26)

4.1.2.3 Dáno: šikmá délka, převýšení, polární doměrek

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.7 Polární doměrek - třetí varianta

√ (1.27)

√ (1.28)

(1.29)

4.1.2.4 Dáno: vodorovná délka, převýšení, polární doměrek

Dáno: Vstup:

Výstup:

Obr. 4.8 Polární doměrek - čtvrtá varianta

39

(1.30)

√ (1.31)

(1.32)

4.2 Zpracování měření v obou polohách dalekohledu

Tato úloha spočívá v tom, nalézt řádky s některými společnými znaky a potom ze

seskupených dvojic vytvořit jednu hodnotu, pro všechny veličiny. Ty je možné rozdělit do

tří skupin, podle toho, jaké operace jsou s nimi prováděny. Odlišné operace jsou prováděny

s vodorovnými směry, se zenitovými úhly a dále také s ostatními veličinami.

4.2.1 Vodorovný směr

Danou máme dvojici vodorovných směrů. V ideálním případě by se měla lišit o 2R.

V takovém případě by výslednou hodnotou byl prostý aritmetický průměr s tím, že musím

přičíst nebo odečíst 2R podle toho, zdali je vyšší hodnota z první či druhé polohy. Program

Polar2Gama však řeší i situace, kdy jsou tyto hodnoty shodné. V takovém případě není

nutné přičítat či odečítat 2R, ale stačí pouhý prostý aritmetický průměr. Jako kontrolní

parametr je dobré vypočíst tzv. kolimační chybu. Opět je nutné přičíst nebo odečíst 2R

v závislosti na tom, zdali je větší hodnota z první či z druhé polohy.

Vstup:

Výstup:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

40

4.2.2 Zenitový úhel

Na vstupu máme dvojici měření zatíženou indexovou chybou, které mají mezi sebou

vztah přibližně doplňkového úhlu. Dále také víme, že výsledný zenitový úhel, by měl být

aritmetickým průměrem zenitových úhlu z obou poloh, jelikož tyto hodnoty by měli mít

stejnou hodnotu jak v první, tak v druhé poloze. Z těchto poznatků lze již jednoduše

odvodit, jakou hodnotu má indexová chyba a jaký je výsledný zenitový úhel.

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.9 Měření zenitových úhlů v obou polohách dalekohledu

(2.7)

(2.8)

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)

4.2.3 Ostatní měřené hodnoty (

Další veličiny byly v rámci dvojice měření zprůměrovány. Jako kontrolní parametr byl

zde použit rozdíl dvojice hodnot dělený dvěma.

Vstup:

Výstup:

41

(2.13)

| |

(2.14)

4.3 Zpracovat opakovaná měření

Jsou-li nalezeny řádky s některými společnými znaky, je výsledkem pro jednotlivé

veličiny aritmetický průměr. Kontrolním parametrem je zde odchylka od průměru. Je na

našem zvážení, jestli potřebujeme či nikoliv uvádět znaménko této odchylky. Podle toho

použijeme vzorec s absolutní hodnotou či nikoliv.

Vstup:

Výstup:

∑

(3.1)

| | (3.2)

4.4 Redukovat směry

Od jednotlivých vodorovných směrů odečtu hodnotu jednoho zvoleného směru.

V programu Polar2Gama, stejně jako v programu Groma, je to první vodorovný směr na

stanovisku.

Vstup:

Výstup:

(4.1)

4.5 Opravit indexovou chybu

Tato funkce v programu Polar2Gama odečítá/přičítá hromadně hodnotu indexové

chyby pro jednotlivé zenitové úhly, a to podle toho z jakého je zenitový úhel intervalu.

Vstup:

Výstup:

42

(5.1)

( (5.2)

4.6 Vypočítat vodorovné délky

Jedná se o redukci délek ze šikmé na vodorovnou. To znamená, že ze známého

zenitového úhlu a šikmé délky vypočteme vodorovnou délku.

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.10 Převod ze šikmé na vodorovnou

(6.1)

4.7 Vypočítat převýšení

V této úloze máme dán vždy zenitový úhel. Jde jen o to, zdali máme ještě dánu

šikmou či vodorovnou délku.

4.7.1 Dáno: zenitový úhel, šikmá vzdálenost

Vstup:

Výstup:

43

Obr. 4.11 Výpočet převýšení - první varianta

(7.1)

4.7.2 Dáno: zenitový úhel, vodorovná vzdálenost

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.12 Výpočet převýšení - druhá varianta

(7.2)

4.8 Redukovat měření na spojnici stabilizačních značek

K tomu abychom mohly redukovat měření na spojnici stabilizačních značek, potřebuje

mít dán zenitový úhel, šikmou vzdálenost a výšku stroje a cíle. Redukovat můžeme

převýšení, šikmou vzdálenost a šikmé délky. Máme-li opravené hodnoty těchto veličin, je

možné zjistit také správnou hodnotu vodorovné vzdálenosti. Výšky stroje a cíle se změní

na nulu. Pro ilustraci jednotlivých redukcí je použit jeden společný obrázek:

44

Obr. 4.13 Redukce měření na spojnici stabilizačních značek

4.8.1 Redukce převýšení

Vstup:

Výstup:

(8.1)

4.8.2 Redukce zenitových úhlů

Vstup:

Výstup:

(8.2)

(8.3)

(8.4)

(8.5)

(8.6)

45

(8.7)

[

] (8.8)

4.8.3 Redukce šikmých délek

Vstup:

Výstup:

(8.9)

(8.10)

(8.11)

(8.12)

√ (8.13)

(8.14)

4.9 Opravit délky o vliv nadmořské výšky

Vstup:

Výstup:

Obr. 4.14 Oprava délky o vliv nadmořské výšky

46

(9.1)

(9.2)

4.10 Opravit délky o vliv kartografického zkreslení

Program Polar2Gama opravuje délky o vliv kartografického zkreslení pouze pro

Křovákovo zobrazení.

Vstup:

Výstup:

(10.1)

(10.2)

(10.3)

(10.4)

(10.5)

4.11 Opravit převýšení o vliv zakřivení Země

Vstup:

Výstup:

47

Obr. 4.15 Oprava převýšení o vliv zakřivení Země a refrakce

(11.1)

(11.2)

4.12 Opravit převýšení o vliv refrakce

Vstup:

Výstup:

(12.1)

4.13 Zpracovat obousměrně měřené vodorovné délky a převýšení

V této úloze jsou nalezeny řádky se společnými znaky a posléze jsou zprůměrovány

převýšení a vodorovné délky.

4.13.1 Zpracování obousměrně měřených převýšení

Vstup:

Výstup:

48

∑

(13.1)

4.13.2 Zpracování obousměrně měřených délek

Vstup:

Výstup:

∑

(13.2)

4.14 Ostatní potřebné výpočty

V předchozích bodech nejsou vždy uvedeny všechny potřebné vztahy. Proto je

uvádím v samostatné části.

4.14.1 Výpočet poloměru Země z parametrů Besselova elipsoidu

V programu Polar2Gama jsem mohl buď přímo použít poloměr Země, anebo jej

vypočíst z několika konstant. Rozhodl jsem se pro druhou možnost.

Vstup:

Výstup:

√

(14.1)

4.14.2 Převod z pravoúhlých souřadnic na kartografické ( )

Pro výpočet měřítka zkreslení je zapotřebí mít k dispozici kartografické souřadnice

Š a D. Standardně zná uživatel pravoúhlé souřadnice. Ty je nutné nejprve převést na

polární a následně na kartografické podle známých vztahů pro Křovákovo zobrazení.

Vstup:

Výstup:

√ (14.2)

(14.3)

[ [(

)

(

)]

] (14.4)

(14.5)

49

5 Zpracování zápisníku – výpočetní protokol

Tato kapitola obsahuje popis výpočetních protokolů, volně vycházejících z

protokolů programu Groma. Vždy je uveden příklad, na kterém je vidět i chybné či

podezřelé měření pokud je to možné.

5.1 Opravit měření o vliv polární kolmice a polárního doměrku

Tyto dvě redukce není vhodné od sebe oddělovat. V programu je nejprve provedena

redukce polárních kolmic. Pokud jsou hodnoty, jak polární kolmice, tak polárního doměrku

nenulové, je samozřejmě výstup z redukce polárních kolmic vstupem do redukce polárních

doměrků.

5.1.1 Redukce polárních kolmic

Na prvním řádku je nadpis úlohy, o kterou se jedná. Pod ní jsou zapsány podmínky, za

kterých je měření označeno za chybné. V tomto případě bylo jednoduché určit tuto

hodnotu, jelikož je předepsána. Polární kolmice musí být do 30m a pokud je měřena

vodorovná délka, tak je porovnána i s ní. Když přesáhne ½ této délky, měření je taktéž

označeno jako podezřelé. Dál bych mohl přidat ještě přidat podmínky, za kterých by

měření bylo označeno jako podezřelé, ale nepovažoval bych to za nějaký přínos, tak jsem

žádnou takovou hodnotu nepoužil. Následuje tabulka, která má v záhlaví popsány názvy

jednotlivých sloupců. Jednotlivá měření jsou reprezentována dvěma řádky. První je stav

před výpočtem a druhý je výsledek. Pokud je měření označeno jako chybné, právě na

tomto řádku je označeno příslušným symbolem. Číslo stanoviska a cíle je uvedeno, kvůli

přehlednosti, pouze na prvním řádku. Druhý řádek začíná zkratkou vys (tj. výsledek). Na

konci je uvedena statistika.

50

Obr. 5.1 Ukázka protokolu - Redukce polárních kolmic

5.1.2 Redukce polárních doměrků

Protokol má naprosto shodnou strukturu jako v předchozím případě. Problém však

nastal s tím, jak dát uživateli najevo, že do výpočtu vstupuje doměrek, jehož hodnota je

nesmyslná. Nikde totiž není stanoveno, jakých maximálních hodnot může nabývat. Proto

nebylo ani možné označit jeho hodnotu jako chybnou. Stanoveny byly alespoň podmínky,

za jakých je možné považovat tuto hodnotu přinejmenším za podezřelou. Jako první

podmínka byla určena hodnota 30m. Důvodem je to, že polární doměrek by měl být měřen

do jednoho kladu pásma. Dalším důvodem může být také to, že stejná hodnota je použita u

polárních kolmic. Váhal jsem, zdali toto rozhodnutí neponechat na uživateli, ale nakonec

jsem se rozhodl takto. Další podmínkou je to, že délka polárního doměrku by neměla

překročit 1/3 vodorovné délky v přímém směru. Tato hodnota byla odvozena od kritéria

ortogonální metody, kde také lze přímku prodlužovat maximálně o 1/3 této délky. Pokud

není měřena vodorovná délka, program si ji dopočte ze zenitového úhlu a šikmé

vzdálenosti, když je to možné. Pro podezřelá měření byl samozřejmě zvolen jiný znak než

pro chybná měření. Opět jsou výsledky této úlohy shrnuty ve statistice.

51

Obr. 5.2 Ukázka protokolu - Redukce polárních doměrků

5.2 Zpracování měření v obou polohách dalekohledu

Tato úloha má již stanoveny, jak podmínky, za kterých je měření prohlášeno za

chybné, tak podmínky, za jakých je označeno pouze jako podezřelé. Tyto hodnoty je

možno nastavit uživatelem v nastavení programu. Jednak jsou to hodnoty pro úhlové

veličiny, což je kolimační chyba pro vodorovné směry a indexová chyba pro zenitové úhly.

Pro ostatní veličiny (délkové) je použita jedna univerzální hodnota. Při zpracování měření

v obou polohách dalekohledu je nutné získat dvojice měření na základě určitých

společných znaků. Dále bylo nutné určit jejich rozdíl, podle kterého bylo rozhodnuto, zdali

měření vyhovuje všem kritériím. Proto tedy první dva řádky jsou vyhrazeny pro dvojici

měření, přičemž není vždy pravidlem, že na prvním řádku je první poloha a na druhém

řádku druhá poloha. Program ze vzájemného porovnání rozhodne, která z této dvojice je

první a která je druhá poloha. To je nutné hlavně proto, že výsledkem z těchto dvou hodnot

bude pouze jedna a to je hlavním důvodem, proč je tak důležité zjistit, která hodnota je

měřena v první poloze dalekohledu a které naopak ve druhé poloze. Na třetím řádku jsou

uvedeny hodnoty kolimační či indexové chyby, anebo rozdíly mezi měřením v obou

polohách. Tento řádek začíná zkratkou opr (tj. opravy). Řádek s výsledky je označen

shodně jako u redukce polárních kolmic či doměrků zkratkou vys. Opět je uvedena

statistika, kde jsou tentokrát uvedeny tři hodnoty.

52

Obr. 5.3 Ukázka protokolu - Zpracování měření v obou polohách dalekohledu

5.3 Zpracovat opakovaná měření

Na základě určitých společných znaků byly vyhledány řádky. Není nutné, aby byly za

sebou. Výsledkem bude vždy aritmetický průměr. Každé měření je tvořeno dvěma řádky.

Na prvním řádku jsou naměřené hodnoty a na dalším řádku jsou tentokrát odchylky od

průměru. Pro úhlové veličiny jsou opět vyhrazena vlastní kritéria. Výsledný průměr není

pouze označen zkratkou na začátku, ale také dvěma linkami nad a pod tímto řádkem, kvůli

tomu, že pokud by bylo průměrováno větší množství hodnot, tato hodnota by v textu

zanikla. Na závěr je opět uvedena statistika.

53

Obr. 5.4 Ukázka protokolu - Zpracování opakovaných měření

5.4 Redukovat směry

U tohoto protokolu jsou jednotlivá stanoviska oddělena čarou. Směry jsou redukovány

vždy vzhledem k prvnímu směru. Opět zde neexistuje žádné kritérium, na jehož základě by

bylo možné prohlásit některá měření za podezřelá či chybná.

Obr. 5.5 Ukázka protokolu - Redukce vodorovných směrů

54

5.5 Opravit indexovou chybu

Tento protokol je téměř shodný jako v předchozím případě. Tentokrát jsou však

dotčeny změnou zenitové úhly. Jelikož je nutné před výpočtem zadat hodnotu indexové

chyby, o kterou budou změněny jednotlivé úhly.

Obr. 5.6 Ukázka protokolu - Opravit indexovou chybu

5.6 Vypočítat vodorovné délky

Program Groma převádí šikmou délku na vodorovnou automaticky (alespoň u nižších

verzí). Program Polar2Gama dává možnost uživateli pracovat s oběma těmito délkami.

Pod touto úlohou se skrývá obyčejná redukce ze šikmé délky na vodorovnou. Vlastní

protokol je velice jednoduchý, jelikož v něm nelze provádět žádné kontroly.

Obr. 5.7 Ukázka protokolu - Převod ze šikmé na vodorovnou

5.7 Vypočítat převýšení

V tomto protokolu opět nelze nic kontrolovat. Podle zadaného vstupu je možné

vypočíst převýšení na základě dvou vzorců. Vždy záleží na tom, zdali máme k dispozici

šikmou či vodorovnou délku. Pokud máme obě, přednost má šikmá délka.

55

Obr. 5.8 Ukázka protokolu - Vypočítat převýšení

5.8 Redukovat měření na spojnici stabilizačních značek

V této úloze musíme znát zenitový úhel, šikmou délku, převýšení a výšku stroje a

výšku cíle. Výpočtem jsou nově získány hodnoty pro zenitový úhel, šikmou délku,

převýšení a případně lze z těchto hodnot také dopočítat vodorovnou délku. Jelikož je

potřeba získat úhel sbíhavosti tížnic, je nutné dodat na vstupu ještě přibližnou nadmořskou

výšku a poloměr Besselova elipsoidu. Nutno podotknou, že pokud použijeme pouze

přibližnou nadmořskou výšku, tak získaný středový bude určen pouze přibližně. Z toho

vyplývá, že tuto redukci lze použít pouze pro krátké vzdálenosti. Pro přesný výpočet by

bylo nutné zjistit si předem nadmořskou výšku jak počátečního, tak koncového bodu.

Vzdálenosti do 300m jsou považovány za krátké a proto je lze použít pro tento výpočet.

Přesáhnou-li tuto vzdálenost, jsou označeny jako podezřelé. Důležité je také zaznamenat

jaká nadmořská výška byla dosazena do vzorce a dále také použitý poloměr Země.

Obr. 5.9 Ukázka protokolu - Redukce na spojnici stabilizačních značek

56

5.9 Opravit délky o vliv nadmořské výšky

V tabulce jsou uvedeny vodorovné délky. Ještě je zde uvedeno použité měřítko.

Obr. 5.10 Ukázka protokolu - Opravit délky o vliv nadmořské výšky

5.10 Opravit délky o vliv kartografického zkreslení

Tabulka je úplně stejná jako v předchozím případě. Pouze je zde uvedeno jiné měřítko

a to měřítko délkového zkreslení pro Křovákovo zobrazení.

Obr. 5.11 Ukázka protokolu - Opravit délky o vliv kartografického zkreslení

5.11 Opravit převýšení o vliv zakřivení Země

Do této redukce opět vstupuje poloměr Země, tak je vhodné jej uvést. Tabulka

samozřejmě obsahuje hodnoty převýšení.

Obr. 5.12 Ukázka protokolu - Opravit převýšení o vliv zakřivení Země

57

5.12 Opravit převýšení o vliv refrakce

Tento protokol je prakticky shodný s předcházejícím, ale protože ve vzorci pro

výpočet vlivu refrakce figuruje také refrakční koeficient, tak je zde také uveden. Uživatel

si může jeho hodnotu samozřejmě zvolit v nastavení programu.

Obr. 5.13 Ukázka protokolu - Opravit převýšení o vliv refrakce

5.13 Zpracování obousměrně měřených délek a převýšení

Tyto dva výpočty by bylo možné oddělit, ale jelikož spolu souvisí, nechal jsem je

společně v jedné skupině. Samozřejmě nezáleží na pořadí, v jakém se budu provádět.

Nejtěžší bylo vymyslet, jak získat z vektorů stanovisek a vektorů koncových bodů

uspořádané dvojice, na jejich základě mohly být tyto řádky jako totožné. Proto bylo nutné

vytvořit z těchto dvou vektoru dva nové, kde v jednom vektoru, byla čísla vyšší a v druhém

nižší. Pokud řádek dále obsahoval informaci o vodorovné délce či převýšení, bylo možné

jej zahrnout do výsledného průměru. U výpočtu převýšení bylo nutné zajistit, aby po

zprůměrování, bylo zachováno znaménko.

5.13.1 Zpracování obousměrně měřených délek

Kontrolním prvkem tohoto výpočtu jsou opravy od průměru. Nejsou-li splněny

podmínky v horní části protokolu, lze konkrétní měření považovat za podezřelé či chybné.

Průměrované řádky jsou v tabulce seřazeny.

58

Obr. 5.14 Ukázka protokolu - Zpracování obousměrně měřených délek

5.13.2 Zpracování obousměrně měřených převýšení

Tabulka je naprosto shodná jako u zpracování obousměrně měřených délek. U

průměrů je však nutné si dát pozor na výsledné průměry a jejich znaménka. V tabulce

samozřejmě nemusejí být totožné řádky jako v předchozím případě. Rozhodující je to,

jestli řádek obsahuje či neobsahuje hodnotu převýšení.

Obr. 5.15 Ukázka protokolu - Zpracování obousměrně měřených převýšení

59

6 Popis Gama souboru

Gama soubor je hlavním produktem programu Polar2Gama. V následující kapitole

tento soubor rozeberu a uvedu i nějaké stručné příklady. Nutno podotknout, že u tohoto

formátu pro program Polar2Gama jsou podporovány pouze tyto jednotky: gony (grády) a

metry. Pro směrodatné odchylky jsou použity: grádové vteřiny a milimetry.

6.1 Hlavička

Soubor začíná hlavičkou, ve které je uvedena verze, typ souboru a název DTD [23]

souboru, ve kterém je tento soubor definován.

Obr. 6.1 Hlavička Gama souboru

6.2 Struktura formátu

Tělo celého dokumentu musí být umístěno do tagu <gama-local>. Dále můžeme

zapisovat jednotlivé sítě. Znamená to, že jeden dokument může obsahovat i více sítí.

Jednotlivé sítě jsou uvnitř tagu <network>. V hlavičce sítě mohou být zapsány parametry

sítě. Uvnitř tohoto tagu můžeme zapisovat tři různé informace. Jednak můžeme zapisovat

popis (tag <description>), za druhé můžeme nastavit parametry vyrovnání (tag

<parameters>) a konečně také souřadnice a měření (tag <points-observations>).

Obr. 6.2 Struktura Gama souboru

6.3 Parametry sítě

Nastavit lze pouze dva parametry sítě. Jednak je možné určit směr os (axes-xy) a dále

také směr odečítání vodorovných úhlů (angles). Směry os jsou vždy označeny počátečními

písmeny světových stran (z angl.) vždy v pořadí X-Y. Jakých hodnot mohou směry os

nabývat je zobrazeno v následující tabulce:

60

angles význam axes-xy směr os v pořadí X-Y

left-handed levostranné úhly

ne sever-východ

sw jih-západ

es východ-jih

wn západ-sever

right-handed pravostranné úhly

en východ-sever

nw sever-západ

se jih-východ

ws západ-jih

Tab. 6.1 Nastavení paramerů sítě

Výchozí hodnoty těchto parametrů jsou levostranné úhly a směr os ve směru sever-

východ. Pro české prostředí, ve kterém se používá Křovákovo zobrazení, vypadá toto

nastavení takto:

Obr. 6.3 Ukázka zápisu parametrů sítě do Gama souboru

6.4 Popis

Popis není povinný údaj tohoto souboru. Slouží budoucímu uživateli, aby získal

informaci například o tom, jak byla data pořízena nebo jaké lokality se tato úloha týká, kdo

je autore dokumentu atd.

Obr. 6.4 Ukázka popisu v Gama souboru

6.5 Parametry vyrovnání

Parametry vyrovnání opět není nutné zadávat. Zadat sem můžeme spoustu parametrů

avšak v programu Polar2Gama nejsou všechny použity. V tabulce tedy uvádím jen ty,

které byly použity:

61

parametr význam výchozí hodnota

sigma-apr apriorní směrodatná odchylka 10

conf-pr pravděpodobnost úspěchu 0,95

tol-abs tolerance ve výpočetních rovnicích 1000

sigma-act typ směrodatné odchylky aposteriori

Tab. 6.2 Význam jednotlivých parametrů vyrovnání

Obr. 6.5 Ukázka parametrů vyrovnání v Gama souboru

6.6 Souřadnice

Proto, aby mohl proběhnout výpočet vyrovnání souřadnic sítě, je nutné zapsat hodnoty

známých souřadnic a jak s nimi nakládat. Dále je potřeba doplnit body, jejichž souřadnice

neznáme, ale je naším cílem je získat. Celkem máme tři typy souřadnic:

anglicky česky souřadnice označení v Gamě vstup

fixed vázané nelze měnit fix písmena

free volné lze libovolně měnit adj malá písmena

constrained opěrné lze omezeně měnit adj velká písmena

Obr. 6.6 Zápis a význam jednotlivých typů souřadnic

Je tam popsáno i co se děje se souřadnicemi během výpočtu. Je-li zvolena volba

opěrných souřadnic, znamená to, že je zachován tvar sítě. Obecně se, ale tato síť chová

jako volná. Vstupními parametry jsou vždy velká či malá písmena s označením souřadnic.

Obr. 6.7 Ukázka zápisu souřadnic v Gama souboru

62

6.7 Měření

Měření je tvořeno tzv. clustery (tj. shluky). Ty mohou reprezentovat buď stanovisko,

nebo mohou být měřením převýšení. Tyto dva případy se trochu liší svým zápisem. Vždy

potřebujeme znát, odkud kam je daná veličina měřena. Dále její hodnotu a její

směrodatnou odchylku. Přehled všech tagů potřebných pro realizaci konkrétního zápisu je

uveden zde:

veličina tag pro cluster tag pro cíl

vodorovný směr

<obs>

<direction>

zenitový úhel <z-angle>

vodorovná délka <distance>

šikmá délka <s-distance>

převýšení <height-differences> <dh>

Tab. 6.3 Přehled povolených tagů pro zápis měření

Obr. 6.8 Ukázka zápisu měřených hodnot v Gama souboru

63

7 Popis programu Polar2Gama

V této kapitole budu popisovat prostředí a jednotlivé funkce, či možnosti nastavení

v programu Polar2Gama. Program se ve své podstatě skládá ze dvou vzájemně

propojených oken. Kromě hlavního okna je to okno Nastavení. Program samozřejmě

obsahuje také dialogová okna pro nahrání či uložení vstupních resp. výstupních souborů a

poté také dva MessageBoxy, jednak pro předání základní myšlenky programu a zadruhé

jako varovnou zprávu, že měření obsahuje chybné či podezřelé hodnoty.

7.1 Hlavní okno

Hlavní okno se skládá ze čtyř částí. V horní části je umístěno Nástrojové menu. V něm

jsou jednotlivé akce, které program podporuje, rozděleny do čtyř skupin. Pod nástrojovým

menu je ve výchozím stavu programu umístěn Panel nástrojů. Ten je možné vytáhnout

z tohoto okna nebo jej schovat. To lze provést jednak, pokud klikneme pravým tlačítkem

na tento panel a odškrtneme tuto možnost, anebo je to možné provést z nabídky

Nástrojového menu (Prostředí/Zobrazit/skrýt panel nástrojů). Stejně tak lze schovat

Stavový řádek, který je v dolní části Hlavního okna, příslušnou volbou z Nástrojového

menu (Prostředí/Zobrazit/skrýt stavový řádek). Uprostřed okna se nachází Pracovní část,

která se skládá z několika karet, které reprezentují základní informace o projektu a

jednotlivé vstupní soubory.

Obr. 7.1 Hlavní okno

64

7.2 Okno Nastavení

Toto okno má opět strukturu, v podobě karet, které představují jednotlivé Parametry

nastavení uspořádané do pěti skupin. V dolní části máme Nabídku možností. Kromě

standardní volby pro běžné programy jako je potvrzení či zrušení, je zde také možnost

obnovit výchozí nastavení programu tlačítkem Obnovit výchozí.

Obr. 7.2 Okno nastavení

7.3 Nástrojové menu a jednotlivé funkce programu

Zde jsou umístěny veškeré funkce, které lze v programu provádět. Většina těchto

funkcí má vlastní klávesovou zkratku či případně vlastní ikonu. Lze je tedy volat třemi

různými způsoby: zvolením v Nástrojovém menu, pomocí klávesových zkratek nebo

příslušnou volbou podle ikony na Panelu nástrojů je-li zobrazen.

akce klávesová zkratka

Nahrát měření Ctrl+O

Nahrát souřadnice Shift+O

Nahrát popis Alt+O

Uložit Gama soubor Ctrl+S

Uložit protokol Alt+S

Nastavení Shift+N

Ukončit program Esc

Zpracování měření Shift+P

Generovat soubor Shift+G

Doplnit souřadnice Shift++

Vložit před Ctrl+Up

Vložit za Ctrl+Down

65

Vymazat vybrané Ctrl+Del

Tab. 7.1 Přehled klávesových zkratek

7.3.1 Menu Soubor

Tato nabídka zahrnuje operace, pomocí nichž nahráváme či ukládáme soubory. Dále

se odsud spouští okno s nastavením a zavírá se program, nechceme-li použít křížek.

Obr. 7.3 Menu Soubor

7.3.1.1 Nahrát měření

Touto volbou lze nahrát soubory z totálních stanic či geodetických programů dle

příslušné nabídky podporovaných formátů. Výchozím formátem je formát: XML Měření-

Atributy (*.xmes). Program si vždy v rámci jednoho spuštění pamatuje, jaký formát byl

zvolen, což znamená, že při dalším otevření dialogového okna Nahrát měření se použije

jako výchozí.

7.3.1.2 Nahrát souřadnice

Dialogové okno vypadá úplně shodně jako v předchozím případě. Liší se pouze

názvem okna a nabídkou podporovaných formátů. Jako výchozí formát je použit formát:

Souřadnice YXZ (*.txt). Program si opět zapíše, jaká volba byla zvolena a při dalším

zavolání tento formát použije jako výchozí.

7.3.1.3 Nahrát popis

Pro toto dialogové okno platí opět stejné podmínky. K dispozici je však pouze

jeden formát a to: Textový soubor (*.txt).

66

7.3.1.4 Uložit Gama soubor

Tato možnost slouží k uložení hlavního produktu programu. Uložení bylo

umožněno do dvou formátů, které se však svojí strukturou nijak neliší. Jedná se

samozřejmě o formát XML. Chce-li se však na tento soubor podívat například

v poznámkovém bloku, tak je zde ještě možnost uložit tento formát s koncovkou TXT. Pro

program gama-local na tom stejně nezáleží. Pokud jsou data validní, stejně načte soubor

s jakoukoliv koncovkou.

7.3.1.5 Uložit protokol

Pro předání výsledků je nutné dokumentovat veškeré výpočty. Tato volba uloží

protokol ve formátu PRO. Jedná se o formát, který má sice shodnou koncovku jako formát

protokolů z programu Groma, ale liší se však svoji strukturou.

7.3.1.6 Nastavení

Touto volbou je otevřeno okno s nastavením programu. Podrobně jednotlivé funkce

popíši v samostatném oddílu.

7.3.1.7 Ukončit program

Program lze zavřít mimo jiné i z této pozice.

7.3.2 Menu Operace

Pod touto položkou jsou shrnuty stěžejní funkce programu. První tři funkce pracují

nezávisle na tom, jaká karta je aktivní. Ostatní fungují pouze tehdy, je-li aktivní správná

karta.

Obr. 7.4 Menu Operace

67

7.3.2.1 Zpracování měření

Na základě nastavení programu, je provedeno změna hodnot v tabulce měření a je

zároveň vytvořen výpočetní protokol. Nastane-li případ, že měření obsahuje chybné či

podezřelé hodnoty, program předá uživateli informaci o počtu těchto jevů a zeptá se jej, jak

chce tuto situaci řešit.

Obr. 7.5 Varovná zpráva při zpracování měření

Ten může pouze zaprotokolovat tento výpočet, aniž by se změny projevily

v tabulce měření. Následně tedy může prozkoumat protokol a vstupní soubory a odhalit

případné chyby. Nebo může i přesto, že byly nalezeny určité nedostatky provést změny i

v tabulce s měřením.

7.3.2.2 Generovat Gama soubor

Výstupní soubor lze vygenerovat kdykoliv, a to nezáleží na tom, jestli jsou zadány

nějaké vstupní soubory. Pokud nějaké chybí, program pouze, na místě kam daná informace

patří, nechá toto místo prázdné. To jak bude Gama soubor vypadat, lze ovlivnit na dvou

místech programu (pominu-li typ měřených veličin). To lze udělat na kartě s informacemi

o projektu a dále také samozřejmě v nastavení programu.

7.3.2.3 Doplnit souřadnice

Vstupní soubor se seznamem souřadnic obsahuje body o známých souřadnicích.

Jenomže výstupní soubor neobsahuje pouze body známé, ale také body určované (s tím, že

musíme zvolit typ těchto souřadnic). Řešení tohoto problému mohlo mít více podob.

Jednou z nich by například mohlo být to, že nebudeme takové body do seznamu vůbec

uvádět, a typ těchto bodů bude určovat jeden ComboBox. Tím, ale znemožníme možnost,

že by se tato vlastnost u jednotlivých bodů mohla lišit. Dále tu byla možnost vytvořit ještě

jednu tabulku, kde by byla možnost uvést pouze typy souřadnic a nikoliv souřadnice.

Nakonec byla však zvolena varianta s jednou tabulkou, kde jsou zjištěny ze souboru

měření čísla bodů, která se nevyskytují v seznamu souřadnic.

68

7.3.2.4 Vložit před

Tato funkce slouží k tomu, aby do tabulek měření a souřadnic byl přidán nový

řádek. Funkce, jak již bylo řečeno, funguje pouze, jsou-li aktivní správné karty a dále

funguje tak, že je vytvořen nový řádek v místě nad prvním vybraným řádkem. Jestliže není

vybrán žádný řádek, nový řádek je přidán na první pozici.

7.3.2.5 Vložit za

Předchozí varianta neumožňovala vytvořit řádek na konci souboru. Je však nutno

podotknout, že je to variantou častější (např.: MS Excel). Proto byla vytvořena funkce,

která pracuje přesně naopak. Ta tedy vloží řádek pod poslední vybraný řádek anebo na

konec soubor, v případě, že není vybrán, žádný řádek.

7.3.2.6 Vymazat

Dojde-li k nějakému omylu, uživatel může potřebovat některá data z programu

vymazat. K tomu slouží tato funkce. Zase pracuje na základě aktivních karet (tzn.,

nepracuje pouze na první kartě).

7.3.3 Menu Prostředí

Má-li například uživatel malou obrazovku monitoru počítače, může se mu

například hodit skrýt některé nadbytečné prvky programu. Skrýt lze v tomto programu

pouze stavový řádek a panel nástrojů. Skryje-li si však uživatel stavový řádek, připraví se

tím o některé, jemu adresovaní, zprávy od programu.

Obr. 7.6 Menu Prostředí

7.3.4 Menu Nápověda

Sem se běžně umísťují informace o programu nebo o autorovi, či případně o verzi

programu. V mém programu Je uvedena pouze stručná informace o autorovi a o hlavní

myšlence programu.

Obr. 7.7 Menu nápověda

69

Obr. 7.8 Okno O Programu

7.4 Pracovní část

Program se skládá z šesti karet, přičemž každá z nich (kromě první karty) přestavuje

nějaký soubor. Některé karty nejsou povinné pro výpočet.

7.4.1 Karta Projekt

Na první kartě je možné nastavit některé hlavní parametry vyrovnání. Nejprve je

nutné zvolit, jaké souřadnice budeme vyrovnávat. V závislosti na tom se zobrazí nabídka

vyrovnávaných veličin a potom také se mění zobrazení sloupců v tabulce souřadnic. Dále

je nutné zvolit typ sítě. Tímto nástrojem lze hromadně změnit typ souřadnic v tabulce

souřadnic. Zároveň se tyto hodnoty uplatní jako výchozí při načítání souboru.

Obr. 7.9 Karta Projekt

7.4.2 Karta Měření

Tabulka s měřením obsahuje devět sloupců (+ jeden skrytý). První sloupec pntid

označuje číslo bodu. Výchozí hodnota je nastavena na číslo 1. Do tohoto sloupce lze

zapisovat pouze číselné hodnoty od 1 do 99999999. V druhém sloupci je možné zvolit si

typ bodu. Vybrat si je možné pouze ze dvou hodnot. Bod může být buď stanoviskem, nebo

70

cílem. Pro potřeby programu GNU Gama není nutné rozlišovat orientace a podrobné body.

Další dva sloupce obsahují úhlové veličiny. Jejich rozsah je omezen od 0 do 399,99999.

Nemohou tedy nabývat záporných hodnot. Následují dva sloupce pro délky. Ty opět

nenabývají záporných hodnot a jejich rozsah je od nuly do 99999999,99999. Poslední čtyři

sloupce mohou být zapsány v rozsahu od -99999999,99999 do 99999999,99999. Jejich

hodnoty tedy mohou být záporné. Jedná se jednak o výškové údaje (převýšení, výška

stroje/cíle) a dále také o polární kolmice a polární doměrky.

Obr. 7.10 Karta Měření

Jelikož jsou data ukládána do databáze (typu SQLite), jsou v této tabulce zobrazena ze

dvou různých tabulek. Na následujícím je zobrazeno propojení těchto tabulek:

Obr. 7.11 Schéma propojení tabulky souřadnic v databázi

71

7.4.3 Souřadnice

Tabulka souřadnic má celkem sedm sloupců, přičemž jeden zůstává permanentně

skrytý a ostatní jsou zobrazeny podle toho, co je nastaveno na první kartě. Pro čísla bodů

platí stejné omezení jako v předchozím případě. Souřadnice mohou nabývat hodnot od 0

do 99999999,99999. Typ sítě lze nastavit hromadě na první kartě, jak již bylo řečeno,

anebo lze jednotlivé hodnoty nastavit zde.

Obr. 7.12 Karta Souřadnice

Obr. 7.13 Schéma propojení tabulky souřadnic v databázi

7.4.4 Popis

Uživatel může do výsledného souboru přidat libovolný popis dat. Tato volba je

určena hlavně pro zapsání základních údajů o měření nebo o jiném pořízení dat. Popis lze

buď nahrát z textového souboru, nebo jej psát přímo v programu. Na dalším obrázku je

uveden přiklad:

72

Obr. 7.14 Karta Popis

7.4.5 Gama soubor

Na této kartě je zapsán výsledný soubor. Uživateli je umožněna dodatečná editace

souboru. Soubor je vygenerován na základě nastavení programu a parametrů sítě

uvedeném na první kartě.

Obr. 7.15 Karta Gama soubor

7.4.6 Protokol

Výpočetní protokol je také možné ručně editovat. Tato karta, ale primárně slouží

k tomu, aby mohl uživatel případně zjistit výskyt chybných či podezřelých hodnot měření.

73

Obr. 7.16 Karta Protokol

7.5 Okno Nastavení

Jelikož do výpočtu vstupuje velké množství parametrů, bylo nutné někde umožnit

jejich volbu. K tomu slouží toto okno. Dále jsou zde i některá nastavení, která nevstupují

do výpočtu, ale lze jimi optimalizovat zobrazení výstupních souborů.

7.5.1 Gama soubor

Tato karta je rozdělena do tří skupin, ale veškerá nastavení se týkají výstupního

souboru. Ve skupině Síť jsou jak možnosti nastavení typu úhlů, tak možnosti nastavení

souřadnicových os zakázány, protože program Polar2Gama je určen pro české prostředí,

kde se používá Křovákovo zobrazení. V programu jsou zahrnuty konstanty pro toto

zobrazení, a proto nepřipadá v úvahu jiné nastavení. Volba je zde i přesto ponechána pro

případné rozšíření funkcionality programu. Dále je zde možné nastavit vybrané parametry

sítě a směrodatné odchylky měřených veličin. Je zde uvedena pouze jedna odchylka pro

délky bez rozlišení, jedná-li se o délku šikmou či vodorovnou. Při generování výstupního

souboru stejně nelze zadávat síť s oběma typy délek.

74

Obr. 7.17 Karta Gama soubor

7.5.2 Prostředí

Tady je možné nastavit zobrazení výstupů. Dále tu jsou také některé doplňující

parametry, týkající se výstupního souboru. Lze zde povolit nebo zakázat použití popisu a

dále počet desetinných v tomto souboru pro jednotlivé veličiny. Nastavit lze maximálně 8

desetinných míst.

Obr. 7.18 Karta Prostředí

7.5.3 Zpracování zápisníku

Zde je možné nastavit, jaké výpočty budou provedeny během zpracování zápisníku.

Jsou rozděleny logicky do čtyř skupin. Výjimkou může být volba Redukovat převýšení na

spojnici stabilizačních značek, kde není ovlivněno pouze převýšení, ale také další veličiny.

75

Obr. 7.19 Karta Zpracování zápisníku

7.5.4 Měření

Na této kartě je možné nastavit omezující kritéria použitá ve výpočetním protokolu

a obecně při zpracování měření. Při hromadném zavedené opravy indexové chyby je nutné

znát její hodnotu a zde je možné ji nastavit. Chceme-li opravit převýšení o vliv refrakce, je

nutné si zjistit měřením hodnotu refrakčního koeficientu a zadat jej do tohoto nastavení.

Obr. 7.20 Karta Měření

7.5.5 Měřítkový koeficient

Pro redukci délek o vliv kartografického zobrazení a nadmořské výšky, je nutné

zadat přibližné souřadnice oblasti měření. K tomu, aby mohl být vypočten výsledný

měřítkový koeficient, je nutné převést pravoúhlé souřadnice na polární a dále tyto na

kartografické. Hodnoty vystupující ve výsledných vzorcích jsou uživateli zpřístupněny.

Výpočet probíhá bezprostředně při zadávání vstupních dat. Proto není potřeba žádné

tlačítko pro spuštění výpočtu.

76

Obr. 7.21 Karta Měřítko koeficient

77

8 Použité programy

Pro vyhotovení programu bylo nutné využít hned několik programů. V této kapitole se

pokusím stručně popsat každý z nich. Veškerá tvorba proběhla na operačním systému

Windows 8.0.

8.1 Qt Creator 2.4.1 (Based on 4.7.4 32-bit)

Pro vlastní vývoj celého programu byla zvolena platforma Qt [9], která je dostupná

pro nekomerční účely zdarma. Její výhodou je, že je podporována na různých operačních

systémech. Další její výhodou je grafické uživatelské rozhraní [20], díky němuž běžný

uživatel nemusí znát dokonale jazyk c++, ve kterém jsou programy vytvářeny. Při práci to

znamená, že některé procesy lze provést hned několika způsoby. Například pokud chceme

přidat funkci tlačítku pomocí tzv. slotů a signálů, může to provést buď přímo napsáním

příslušného kódu, nebo ve speciálním režimu grafického rozhraní, a v některých vhodných

případech pouze pravým klikem na toto tlačítko a následným výběrem volby Go to slot.

Navíc díky široké škále knihoven, je spousta funkcí již připravena k použití a vy nemusíte

některé funkce psát znovu, což ušetří velké množství času. Program je navíc rozšířen

v několika jazykových verzích, takže pokud by uživatel vyžadoval změnu jazyka, tak je to

možné.

Obr. 8.1 Qt Creator

Program samotný se ovládá velice jednoduše. V levé části si můžete zvolit, co chcete

v okně zobrazit a v pravé části píšete zdrojový kód nebo pracujete s grafickým rozhraním.

Pokud píšete kód, v levé nabídce je zobrazena hierarchie celého projektu. Pracujete-li

s grafickým rozhraním, nachází se v této část velké množství Widgetů, které můžete použít.

78

Při tvorbě programu je třeba dbát na to, v jakém jazyce bude výsledný program. Jiné

kódování standardně používají operační od firmy MS Windows a jiné zase například OS

Linux. Jelikož program Polar2Gama byl napsán s podporou českého jazyka, bylo nutné

změnit kódování (vybráno bylo Windows-1250) na takové, které podporuje diakritiku.

8.2 GNU Gimp 2.6.6

Tento program [10] je volně dostupnou alternativou komerčně známého program

Adobe Photoshop. Slouží pro editaci a tvorbu obrázku v různých formátech. Navíc jsou

podporovány různé jazykové sady, tudíž si uživatel může zvolit volbu, jakou si přeje. Na

rozdíl od nejjednoduššího grafického editoru, kterým je Malování, je v tomto typu

programu vrstvový přístup, což může být v mnoha případech velkou výhodou.

Obr. 8.2 GNU Gama

Použitá verze programu sestává z hlavního pracovního okna a dalších oken, ve kterých

jsou k dispozici nástroje a vrstvy. Je-li otevřeno více souborů (resp. obrázků), každý

obrázek je editován ve vlastním samostatném okně.

Tento program byl použit především pro tvorbu ikon, schématických obrázků, či

editaci snímků obrazovky (screenshotů).

8.3 MicroStation PowerDraft (verze 08.09.04.51)

Chce-li získat geometricky správné obrázky, potřebujeme CAD program (počítačem

podporované rýsování). Jedním z nich je MicroStation [11]. Kresba je nyní již vektorová a

navíc můžeme kreslit nejen 2D objekty, ale i objekty s třetím rozměrem. Dále je zde opět

uplatněn vrstvový přístup k jednotlivým objektům. Program je často využíván například

v geodézii, což byl jedním z důvodů, proč byl vybrán zrovna tento. Druhým důvodem byl

79

také ten, že nám byla poskytnuta akademická licence tohoto programu. Běžně totiž není

zdarma k dispozici. Použita byla česká verze programu, ale program je hojně využíván i

v zahraničí.

Obr. 8.3 MicroStation

Ovládání programu je založeno na velkém množství panelů nástrojů a dále také na

mnoha možnostech vizualizace výsledného výkresu.

Program byl využit pro nakreslení obrázků pro odvození matematických vztahů. Bylo

dbáno na to, aby výsledný obrázek byl správně zobrazen (např.: pravoúhlá axonometrie).

8.4 Groma 8.0

Jedná se o český výpočetní program [2], sloužící pro různé výpočty souřadnic bodů.

Není běžně k dispozici, tudíž je nutné získat buď komerční, nebo akademickou licenci. Asi

jediným slabým místem je absence grafické vizualizace vypočtených bodů. Tu lze, ale

provést propojením s programem MicroStation. Program pracuje s různými typy a formáty

souborů.

80

Obr. 8.4 Groma

Struktura programu odpovídá rozhraní podporující více souborů (MDI [19]). Každý

soubor je zde reprezentován jako samostatné okno. Podle toho jaké okno je aktivní, se také

zpřístupní různé operace, které lze s tímto souborem provést.

Program byl využit zejména kvůli získání informací o jednotlivých formátech. Byl-li

formát implementován do programu Polar2Gama, byl výsledek zobrazení porovnán

s programem Groma. Dále byla částečně použita struktura protokolů tohoto program jako

inspirace pro vyhotovení podobných protokolů.

8.5 GNU Gama (gama-local 1.12)

Výstupní soubor bylo nutné otestovat v programu, pro který je určen. Tj. program pro

vyrovnání geodetických sítí. Spouštěn je pomocí příkazového řádku.

81

Obr. 8.5 Gama-local v příkazovém řádku

8.6 Dependency Walker

Výsledný program Polar2Gama bylo nutné zpřístupnit jako spustitelnou aplikaci.

K tomu bylo nutné zjistit jaké archivy (knihovny [13]) je potřeba dodat k tomuto

programu. To bylo zjištěno pomocí tohoto programu [12].

Obr. 8.6 Dependency Walker

82

Knihovny byly buď umístěny v adresářové programu Qt Creator [9], nebo je bylo

nutné získat na internetu.

8.7 Ostatní programy

Jelikož bylo pracováno s různými formáty, bylo potřeba zjistit co je jejich obsahem.

K tomu byly využity programy, jako jsou: Notepad++, Poznámkový blok, WordPad, MS

Word a MS Excel. Je ale zbytečné je uvádět samostatně, protože jsou obecně rozšířené a

tudíž předpokládám, že je každý zná.

83

9 Pracovní postup

V této kapitole bych chtěl nastínit, jak přibližně probíhá práce v programu

Polar2Gama. Popíši celý proces od získání dat z totální stanice až po výsledné získání

souřadnic podrobných bodů vyrovnáním v programu gama-local. Při práci lze samozřejmě

využívat klávesových zkratek.

9.1 Načtení vstupních dat

Nutné je načíst minimálně soubor s naměřenými daty a soubor se seznamem

souřadnic. Možné je otevřít soubor s popisem geodetické sítě, ale je potřeba si dát pozor na

to, že při načtení do programu gama-local je nastaveno výchozí kódování UTF-8, tudíž

musíte buď změnit kódování, anebo psát tento popis bez diakritiky.

9.2 Nastavení parametrů sítě

Dále je důležité nastavit různé parametry sítě, protože pokud zvolíme chybné

parametry, nemusí být ve výsledku soubor kompatibilní s programem gama-local.

Nastavení parametrů sítě probíhá na první kartě v hlavním okně programu.

9.3 Změna typu souřadnic

Po načtení seznamu souřadnic se ve výchozím stavu nastavili hodnoty typu souřadnic

dle nastavení na první kartě. Typ souřadnic lze i posléze hromadně na tomto místě měnit.

Hromadnou změnu však doporučuji provádět před přidáním podrobných bodů do seznamu

souřadnic, jelikož typ jejich souřadnic musí být volný. Dalším důvodem je také to, že počet

podrobných bodů bývá často mnoho násobně vyšší než počet daných bodů. Ručně posléze

měnit jednotlivé typy souřadnic by bylo značně nepohodlné.

9.4 Doplnění podrobných bodů do seznamu souřadnic

Poté je nutné načíst chybějící souřadnice do seznamu souřadnic. Nejde jen o to načíst

podrobné body, ale získat všechny body ze souboru měření, které nejsou v seznamu

souřadnic. Dále lze případně k nim doplnit souřadnice či změnit jejich typ. Podrobné body

by však měli mít nastaven typ souřadnic na volné.

9.5 Nastavení dalších vstupujících veličin v nastavení programu

Program umožňuje volbu dalšího nastavení výsledného souboru. V programu jsou

sice nadefinovány výchozí hodnoty, ale pokud již někdo předtím změnil toto nastavení,

jsou tyto hodnoty samozřejmě zahrnuty do výstupního souboru.

84

9.6 Nastavení vstupních veličin pro zpracování měření

Některé hodnoty jako jsou konstanty pro křovákovo zobrazení nelze měnit, ale při

zpracování měření jsou potřeba v několika případech i další vstupní parametry. Pokud je

již načtený soubor měření zpracován, tento bod lze přeskočit.

9.7 Nastavení zpracování měření

Pak je potřeba zaškrtnout, jaké redukce či opravy budou provedeny při zpracování

měření. To závisí na tom, jaká data mámě naměřena nebo jaké redukce již byly zavedeny.

Pokud je zaškrtnuta volba redukcí (či oprav), pro kterou nemáme žádná vstupní data,

program tuto redukci neprovede a ani do protokolu o výpočtu o ní nic nezaznamená. Pokud

nebude prováděno zpracování měření, zase lze tento krok přeskočit.

9.8 Zpracování měření

Nyní je již vše připraveno ke zpracování měření. Pokud program neoznámí žádnou

chybu, získali jsme zpracovaný zápisník. Může však nastat situace, že nám oznámí počet

chyb a zeptá se nás, jak tuto situaci řešit. Doporučuji zapsat pouze do protokolu a tam

následně hledat případný problém. Máme-li již zpracované měřené tento krok, stejně jako

dva předešlé, odpadá.

9.9 Generovat Gama soubor

Teď by mělo být vše připraveno k vytvoření výstupního souboru. Před uložení

doporučuji si zkontrolovat tento soubor na příslušné kartě v hlavním okně programu.

9.10 Zpracování Gama souboru v GNU Gama

Bylo-li všechno nastavení v průběhu vytváření výsledného souboru v programu

Polar2Gama správné, lze tento soubor načíst do programu gama-local , čímž získáme

konečně souřadnice podrobných bodů. Tento program je ovládán pomocí příkazového

řádku, a pokud chceme zpracovat náš soubor, napíšeme do něho například toto: gama-

local-1.12.exe vstup.txt --text vystup.txt . Program buď vytvoří výstupní soubor, anebo vám

oznámí, že je někde nějaký problém a vygeneruje prázdný soubor. To že je vytvořen

vstupní soubor v programu Polar2Gama ještě neznamená, že uživatel neudělal chybu při

nastavení parametrů sítě. Když tato situace nastane, doporučuji změnit parametry

souřadnic v tabulce souřadnic. Jestliže například máte nastaveny všechny body o známých

souřadnicích označené jako volné, nebude možné vypočítat souřadnice žádného bodu.

85

10 Testování programu

Každý software může obsahovat spoustu chyb a záleží na schopnostech tvůrce či na

množství uživatelů, zdali budou tyto chyby odstraněny. Proto bylo nutné některé stěžejní

funkce programu otestovat. Těmi je samozřejmě správné načítání souborů, správné

zpracování měření a správné vytvoření výsledného souboru. Testy vždy probíhají pomocí

testovacích dat. To, zdali budou chyby eliminovány, také závisí na množství a rozmanitosti

těchto dat.

10.1 Testování správnosti načítání souborů

Toto porovnání probíhalo s použitím programu Groma. Jelikož veškeré formáty, které

podporuje program Polar2Gama, byla tato kontrola umožněna pro všechny formáty.

Jediným problémem však bylo, že nešlo zkontrolovat, zdali jsou načítány správně hodnoty

šikmých délek, polárních kolmic a polárních doměrků, protože Groma tyto hodnoty

automaticky přepočítává. Bylo však možné zjistit, alespoň jejich počet na základě

protokolu o importu souboru měření. U testování načítání souřadnic nebyl potřeba ani

program Groma, poněvadž identifikace souřadnic ze souboru byla velmi jednoduchá.

10.2 Testování správnosti zápisu výsledků zpracování měření do protokolu

Pro zápis do protokolu bylo nutné vytvořit testovací data. Zvolen byl, pro tyto účely,

formát XML Měření-Atributy (*.xmes). Jelikož při měření bychom pravděpodobně

nezískali dostatečně širokou škálu variant, které mohou nastat, bylo potřeba vymyslet

měření fiktivní. Při tomto testu bylo zjištěno poměrně velké množství nedostatků, které

byly posléze samozřejmě odstraněny. Jednotlivé opravy či redukce byly testovány

samostatně, protože pro každou z nich byl vymyšlen specifický soubor s měřením.

Obrázky ke všem z nich jsou uvedeny v kapitole o výpočetním protokolu.

10.3 Testování správnosti struktury výstupního souboru

Dále bylo třeba zjistit, jestli je výstupní soubor správně sestaven a je kompatibilní

s programem GNU Gama. Proto bylo nutné získat nějaká testovací data, podle nichž by

mohl být tento test proveden. Dobré by bylo, kdyby tyto data byla již postavena na reálném

měření, aby program gama-local nehlásil chyby spojené s chybnými údaji v měřených

datech. Podklady byly získány ze dvou zdrojů. Jednak to byla databáze příkladů

k programu GNU Gama a dále to byl příklad řešený v rámci jedné úlohy během studia.

Musel jsem otestovat alespoň tři varianty, které mohou nastat na základě toho, jaké

souřadnice budou vstupovat nebo vystupovat z výpočtu. Varianty bych mohl označit

názvem podle metody, kterou by mohla být data pořízena a to: polární metodou s výškami,

polární metodou nebo výškovým pořadem. K dispozici jsem tedy měl tři soubory plně

86

kompatibilní s programem gama-local. Z nich tedy bylo třeba vytvořit soubory

s naměřenými daty, se seznamem souřadnic a případně s popisem geodetické sítě. Zvoleny

byly formáty: XML Měření-Atributy (*.xmes) a XML Souřadnice-Atributy (*.xmes). Data

z původních souborů byla částečně změněna nebo zjednodušena, tak aby byl splněn účel

tohoto testování.

87

Závěr

Výsledkem této bakalářské práce je program Polar2Gama, který umožňuje načíst 13

různých formátů s měřením a 15 různých formátů pro vstup souřadnic. Při zpracování

měření lze provádět 13 různých úloh, které jsou automaticky protokolovány ve formátu

podobném, jako má pro tyto účely software Groma.

Pro zpracování měření je možné nastavit některé omezující kritéria (tj. podmínky pro

označení měření jako chybné či podezřelé). Několik z nich má však podmínky pevně dané

(např. délka polární kolmice). Pokud jsou nalezeny některá chybná či podezřelá měření,

jejich počet je oznámen uživateli. Uživatel je poté nucen projít protokol a chybu odhalit.

Pro samotný vstupní soubor pro program GNU Gama je možné nastavit velké

množství parametrů. Bylo však bráno v potaz to, že program Polar2Gama je určen pro

české prostředí (jsou v programu zahrnuty konstanty pro křovákovo zobrazení) a dále, že je

určen pro polárně zaměřená data. V důsledku to znamenalo, že některé parametry nejsou

v programu obsaženy nebo není jejich změna povolena. V náhledu před uložením souboru

je však možné provádět změny, tudíž je možné je případně zde doplnit.

Při tvorbě programu jsem byl samozřejmě limitován množstvím a rozmanitostí

dostupných testovacích dat. Ta byla buď získána jako demonstrační data k programu

Groma, nebo byla vytvořena přímo v tomto programu a vyexportována do různých

formátů.

Výsledný software má určitě nějaký prostor pro vylepšení. Zajímavé by bylo například

přidat manažera chyb, umožnit použití i pro jiná kartografická zobrazení nebo integrovat

program GNU Gama přímo do softwaru. To by však vyžadovalo mnohem vyšší časovou

dotaci a hlavně také více zkušeností s programováním v prostředí Qt Creator [9].

88

Seznam proměnných

Pro lepší přehlednost jsou jednotlivé proměnné seskupeny podle typu veličin.

Vodorovné směry

(

Zenitový úhel

(

Šikmá délka

(

89

Vodorovná délka

(

Převýšení

(

Další měřené veličiny

Obecné měření (pozorování)

(

90

Redukce a opravy

Souřadnice

S-JTSK

Ostatní

91

Seznam zkratek

GUI – grafické uživatelské rozhraní (Graphical User Interface)

MDI – rozhraní podporující více oken (Multiple Document Interface)

S-JTSK – souřadnicový systém Jednotné trigonometrické sítě katastrální

XML – šiřitelný značkovací jazyk (Extensible Markup Language)

CSV – hodnoty oddělené čárkami (Comma-separated values)

GNU – název projektu, který vyvíjí volně šiřitelný software pod touto licencí

tag – znak označující část značkovacího jazyka

DTD – jazyk pro popis struktury XML (Document Type Definition)

CRD – interní formát programu Groma pro seznam souřadnic

MES – interní formát programu Groma pro polárně naměřená data

NULL – neznámá hodnota veličiny

TXT – textový soubor

2R – plný kruh; 400 gon nebo 360°

opr – opravy

vys – výsledek

92

Seznam obrázků

Obr. 2.1 Schéma výpočtu ..................................................................................................... 13

Obr. 3.1 Ukázka měření ve formátu XML Měření-Atributy ................................................. 16

Obr. 3.2 Ukázka formátu Naměřená data - text .................................................................. 17

Obr. 3.3 Ukázka formátu Geodimetr ................................................................................... 18

Obr. 3.4 Ukázka formátu Leica 16 znaků ............................................................................ 19

Obr. 3.5 Ukázka formátu Sokkia SDR20/SDR22 ................................................................. 20

Obr. 3.6 Ukázka formátu Sokkia SDR33 ............................................................................. 21

Obr. 3.7 Ukázka formátu Sokkia Set3c/Set4c ...................................................................... 22

Obr. 3.8 Ukázka formátu Topcon GTS 210 ......................................................................... 22

Obr. 3.9 Ukázka formátu Topcon GTS 700 ......................................................................... 23

Obr. 3.10 Ukázka formátu Nikon 300 .................................................................................. 24

Obr. 3.11 Ukázka formátu Nikon 400 .................................................................................. 24

Obr. 3.12 Ukázka formátu MAPA2 - polární metoda .......................................................... 25

Obr. 3.13 Ukázka Naměřená data - polární metoda s výškami ........................................... 25

Obr. 4.1 Ukázka formátů využívajících mezeru jako oddělovač.......................................... 27

Obr. 4.2 Význam údajů na jednotlivých pozicích ................................................................ 28

Obr. 4.3 Ukázka formátů využívajících čárku jako oddělovač ............................................ 28

Obr. 4.4 Ukázka formátu XML Souřadnice-Atributy ......................................................... 29

Obr. 4.5 Ukázka formátu XML Souřadnice ......................................................................... 29

Obr. 4.6 Ukázka formátu Kokeš........................................................................................... 30

Obr. 4.7 Ukázka formátu Geodimetr ................................................................................... 31

Obr. 4.8 Ukázka formátu Leica 16 znaků ............................................................................ 31

Obr. 4.9 Ukázka formátu Pentax ......................................................................................... 32

Obr. 4.10 Ukázka formátu Sokkia SDR33 ........................................................................... 32

Obr. 4.11 Ukázka formátu Výměnný formát v.1.3 ............................................................... 32

Obr. 5.1 Polární kolmice - první varianta ........................................................................... 34

Obr. 5.2 Polární kolmice - druhá varianta .......................................................................... 35

Obr. 5.3 Polární kolmice - třetí varianta ............................................................................. 35

Obr. 5.4 Polární kolmice - čtvrtá varianta .......................................................................... 36

Obr. 5.5 Polární doměrek - první varianta .......................................................................... 37

Obr. 5.6 Polární doměrek - druhá varianta ........................................................................ 37

Obr. 5.7 Polární doměrek - třetí varianta ........................................................................... 38

Obr. 5.8 Polární doměrek - čtvrtá varianta ......................................................................... 38

Obr. 5.9 Měření zenitových úhlů v obou polohách dalekohledu ......................................... 40

Obr. 5.10 Převod ze šikmé na vodorovnou .......................................................................... 42

Obr. 5.11 Výpočet převýšení - první varianta ..................................................................... 43

Obr. 5.12 Výpočet převýšení - druhá varianta .................................................................... 43

Obr. 5.13 Redukce měření na spojnici stabilizačních značek.............................................. 44

Obr. 5.14 Oprava délky o vliv nadmořské výšky ................................................................. 45

Obr. 5.15 Oprava převýšení o vliv zakřivení Země a refrakce ............................................ 47

Obr. 6.1 Ukázka protokolu - Redukce polárních kolmic ..................................................... 50

Obr. 6.2 Ukázka protokolu - Redukce polárních doměrků .................................................. 51

Obr. 6.3 Ukázka protokolu - Zpracování měření v obou polohách dalekohledu ................ 52

Obr. 6.4 Ukázka protokolu - Zpracování opakovaných měření .......................................... 53

93

Obr. 6.5 Ukázka protokolu - Redukce vodorovných směrů ................................................. 53

Obr. 6.6 Ukázka protokolu - Opravit indexovou chybu ....................................................... 54

Obr. 6.7 Ukázka protokolu - Převod ze šikmé na vodorovnou ............................................ 54

Obr. 6.8 Ukázka protokolu - Vypočítat převýšení ............................................................... 55

Obr. 6.9 Ukázka protokolu - Redukce na spojnici stabilizačních značek ............................ 55

Obr. 6.10 Ukázka protokolu - Opravit délky o vliv nadmořské výšky ................................. 56

Obr. 6.11 Ukázka protokolu - Opravit délky o vliv kartografického zkreslení .................... 56

Obr. 6.12 Ukázka protokolu - Opravit převýšení o vliv zakřivení Země ............................. 56

Obr. 6.13 Ukázka protokolu - Opravit převýšení o vliv refrakce ........................................ 57

Obr. 6.14 Ukázka protokolu - Zpracování obousměrně měřených délek ............................ 58

Obr. 6.15 Ukázka protokolu - Zpracování obousměrně měřených převýšení ..................... 58

Obr. 7.1 Hlavička Gama souboru ........................................................................................ 59

Obr. 7.2 Struktura Gama souboru ....................................................................................... 59

Obr. 7.3 Ukázka zápisu parametrů sítě do Gama souboru ................................................. 60

Obr. 7.4 Ukázka popisu v Gama souboru ............................................................................ 60

Obr. 7.5 Ukázka parametrů vyrovnání v Gama souboru .................................................... 61

Obr. 7.6 Zápis a význam jednotlivých typů souřadnic ......................................................... 61

Obr. 7.7 Ukázka zápisu souřadnic v Gama souboru ........................................................... 61

Obr. 7.8 Ukázka zápisu měřených hodnot v Gama souboru ............................................... 62

Obr. 8.1 Hlavní okno ........................................................................................................... 63

Obr. 8.2 Okno nastavení ...................................................................................................... 64

Obr. 8.3 Menu Soubor ......................................................................................................... 65

Obr. 8.4 Menu Operace ....................................................................................................... 66

Obr. 8.5 Varovná zpráva při zpracování měření ................................................................. 67

Obr. 8.6 Menu Prostředí ...................................................................................................... 68

Obr. 8.7 Menu nápověda ..................................................................................................... 68

Obr. 8.8 Okno O Programu ................................................................................................. 69

Obr. 8.9 Karta Projekt ......................................................................................................... 69

Obr. 8.10 Karta Měření ....................................................................................................... 70

Obr. 8.11 Schéma propojení tabulky souřadnic v databázi ................................................. 70

Obr. 8.12 Karta Souřadnice ................................................................................................ 71

Obr. 8.13 Schéma propojení tabulky souřadnic v databázi ................................................. 71

Obr. 8.14 Karta Popis ......................................................................................................... 72

Obr. 8.15 Karta Gama soubor ............................................................................................. 72

Obr. 8.16 Karta Protokol ..................................................................................................... 73

Obr. 8.17 Karta Gama soubor .............................................................................................. 74

Obr. 8.18 Karta Prostředí ..................................................................................................... 74

Obr. 8.19 Karta Zpracování zápisníku ................................................................................ 75

Obr. 8.20 Karta Měření ....................................................................................................... 75

Obr. 8.21 Karta Měřítko koeficient ..................................................................................... 76

Obr. 9.1 Qt Creator ............................................................................................................. 77

Obr. 9.2 GNU Gama ............................................................................................................ 78

Obr. 9.3 MicroStation .......................................................................................................... 79

Obr. 9.4 Groma .................................................................................................................... 80

Obr. 9.5 Gama-local v příkazovém řádku ........................................................................... 81

Obr. 9.6 Dependency Walker ............................................................................................... 81

94

Seznam tabulek

Tab. 2.1 Přehled možných měřických metod ....................................................................... 13

Tab. 3.1 Přehled podporovaných formátu pro vstup měření ............................................... 15

Tab. 3.2 Význam jednotlivých klíčových slov ...................................................................... 16

Tab. 3.3 Význam jednotlivých sloupců s vyhrazením počtu znaků ...................................... 17

Tab. 3.4 Význam jednotlivých kódů ..................................................................................... 17





Tab. 4.1 Přehled podporovaných formátů pro vstup souřadnic .......................................... 26

Tab. 4.2 Data použitá v jednotlivých příkladech ................................................................. 26

Tab. 4.3 Data na jednotlivých řádcích a jejich interpretace ............................................... 27

Tab. 4.4 Interpretace jednotlivých řádků ............................................................................ 30



Tab. 5.1 Pořadí jednotlivých úloh při zpracování zápisníku ............................................... 33

Tab. 7.1 Nastavení paramerů sítě ........................................................................................ 60

Tab. 7.2 Význam jednotlivých parametů vyrovnání ............................................................ 61

Tab. 7.3 Přehled povolených tagů pro zápis měření ........................................................... 62

Tab. 8.1 Přehled klávesových zkratek ................................................................................. 65

95

Seznam odkazů

[1] Přednáškové texty k předmětu Geodézie 3. K154.fsv.cvut.cz [online]. 2014 [cit.

2014-05-11]. Dostupné z: http://k154.fsv.cvut.cz/~stroner/GD3/index.html

[2] Stránky výrobce geodetického programu Groma. Groma.cz [online]. 2014 [cit. 2014-

05-11]. Dostupné z: http://www.groma.cz/cz/

[3] Demonstrační data od firmy Groma. Groma.cz [online]. 2014 [cit. 2014-05-11].

Dostupné z: http://www.groma.cz/cz/demodata

[4] Odkaz na DTD soubor pro formát XMES od firmy Groma. Groma.cz [online]. 2014

[cit. 2014-05-11]. Dostupné z: http://www.groma.cz/dtd/measlist-1-0.dtd

[5] Odkaz na DTD soubor pro formát XCRD od firmy Groma. Groma.cz [online]. 2014

[cit. 2014-05-11]. Dostupné z: http://www.groma.cz/dtd/crdlist-1-0.dtd

[6] Stránky projektu GNU Gama. GNU Gama [online]. 2014 [cit. 2014-05-11].

Dostupné z: http://www.gnu.org/software/gama/gama.html

[7] Příklady pro program GNU Gama. GNU Gama [online]. 2014 [cit. 2014-05-11].

Dostupné z: http://git.savannah.gnu.org/cgit/gama/examples.git/commit/

[8] Dokumentace programu GNU Gama. GNU Gama [online]. 2014 [cit. 2014-05-11].

Dostupné z: http://www.gnu.org/software/gama/manual/gama.html

[9] Webové stránky programu Qt Creator. Qt-project.org [online]. 2014 [cit. 2014-05-

11]. Dostupné z: https://qt-project.org

[10] GNU Gimp. GNU Gimp [online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

www.gimp.org

[11] Bentley – výrobce softwaru MicroStation. Bentley.com [online]. 2014 [cit. 2014-05-

11]. Dostupné z: http://www.bentley.com/cs-CZ/

[12] Program Dependency Walker. DependencyWalker.com [online]. 2014 [cit. 2014-05-

11]. Dostupné z: http://www.dependencywalker.com

[13] Webová stránka obsahující různé knihovny. DLL-FILES.com [online]. 2014 [cit.

2014-05-11]. Dostupné z: http://www.dll-files.com

[14] Manuál popisující formát GSI od výrobce totálních stanic Leica. Leica Geosystems

[online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z: http://www.leica-

geosystems.com/media/new/product_solution/gsi_manual.pdf&sa=U&ei=N4xVU6_

pNcvT7AbcnYFY&ved=0CCQQFjAB&usg=AFQjCNGFuzzt06e0ZZdsAv8MVt2o

Uklm1Q

[15] Uživatelská příručka pro totální stanice Nikon 330-350. Improvisa [online]. 2014

[cit. 2014-05-11]. Dostupné z: http://www.improvisa.com/wp-

content/uploads/2013/09/Nikon-DTM-330-350-User-

Guide.pdf&sa=U&ei=WIxVU6OhCMPN7Ab9_YGoBw&ved=0CB4QFjAA&usg=

AFQjCNGMmCafb81MYAo-6ULEXmlyGz8MZQ

[16] Uživatelská příručka pro totální stanici Leica TPS1200. Gefos-Leica.cz [online].

2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z: http://www.gefos-

leica.cz/ftp/Totalni_stanice/Navody/CZ_Preklad_originalu/Leica_TPS1200_CZ.pdf

&sa=U&ei=34tVU5ySD8is7QacpoCgCQ&ved=0CCAQFjAA&usg=AFQjCNEEAy

iNGfEWjEl9EJHZSRzo609jyg

[17] Uživatelská příručka k softwaru ProLink od firmy Sokkia. Sokkia ProLink [online].

2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://download.prolink2u.com/web/pub/doc/UM_WNR1004_rev1.0.pdf&sa=U&ei=

http://k154.fsv.cvut.cz/~stroner/GD3/index.html

http://www.groma.cz/cz/

http://www.groma.cz/cz/demodata

http://www.groma.cz/dtd/measlist-1-0.dtd

http://www.groma.cz/dtd/crdlist-1-0.dtd

http://www.gnu.org/software/gama/gama.html

http://git.savannah.gnu.org/cgit/gama/examples.git/commit/

http://www.gnu.org/software/gama/manual/gama.html

https://qt-project.org/

http://www.gimp.org/

http://www.bentley.com/cs-CZ/

http://www.dependencywalker.com/

http://www.dll-files.com/

http://www.leica-geosystems.com/media/new/product_solution/gsi_manual.pdf&sa=U&ei=N4xVU6_pNcvT7AbcnYFY&ved=0CCQQFjAB&usg=AFQjCNGFuzzt06e0ZZdsAv8MVt2oUklm1Q




http://www.improvisa.com/wp-content/uploads/2013/09/Nikon-DTM-330-350-User-Guide.pdf&sa=U&ei=WIxVU6OhCMPN7Ab9_YGoBw&ved=0CB4QFjAA&usg=AFQjCNGMmCafb81MYAo-6ULEXmlyGz8MZQ




http://www.gefos-leica.cz/ftp/Totalni_stanice/Navody/CZ_Preklad_originalu/Leica_TPS1200_CZ.pdf&sa=U&ei=34tVU5ySD8is7QacpoCgCQ&ved=0CCAQFjAA&usg=AFQjCNEEAyiNGfEWjEl9EJHZSRzo609jyg




http://download.prolink2u.com/web/pub/doc/UM_WNR1004_rev1.0.pdf&sa=U&ei=pYxVU7CBHNCh7Aa6kYH4CQ&ved=0CCAQFjAA&usg=AFQjCNGuA5FQEN5EVEI3wWMAWmzjHkWJrA

96

pYxVU7CBHNCh7Aa6kYH4CQ&ved=0CCAQFjAA&usg=AFQjCNGuA5FQEN5

EVEI3wWMAWmzjHkWJrA

[18] Uživatelská příručka k softwaru TopconLink od firmy Topcon. Taller Topografico

[online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://tallertopografico.com/descargas/topcon/topcon-link-ref-

man.pdf&sa=U&ei=tY1VU5-

RFtDG7AbC6IDABQ&ved=0CCkQFjAD&usg=AFQjCNFarruZnSEEt-

hA31uaITjdMC1SPw

[19] Co je MDI. Wikipedia.org [online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_document_interface

[20] Co je to GUI. Wikipedia.org [online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://en.wikipedia.org/wiki/Graphical_user_interface

[21] Co je to CSV. Wikipedia.org [online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://en.wikipedia.org/wiki/Comma-separated_values

[22] Co je XML. Wikipedia.org [online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://cs.wikipedia.org/wiki/Extensible_Markup_Language

[23] Co je DTD. Wikipedia.org [online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://cs.wikipedia.org/wiki/Document_Type_Definition

[24] Co je GNU. Wikipedia.org [online]. 2014 [cit. 2014-05-11]. Dostupné z:

http://cs.wikipedia.org/wiki/GNU

Seznam příloh

CD s vlastním programem Polar2Gama (*.exe), projekt pro Qt Creator, testovací data



http://tallertopografico.com/descargas/topcon/topcon-link-ref-man.pdf&sa=U&ei=tY1VU5-RFtDG7AbC6IDABQ&ved=0CCkQFjAD&usg=AFQjCNFarruZnSEEt-hA31uaITjdMC1SPw




http://en.wikipedia.org/wiki/Graphical_user_interface

http://en.wikipedia.org/wiki/Comma-separated_values

http://cs.wikipedia.org/wiki/Extensible_Markup_Language

http://cs.wikipedia.org/wiki/Document_Type_Definition

http://cs.wikipedia.org/wiki/GNU

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE - geo.fsv.cvut.czgeo.fsv.cvut.cz/proj/bp/2014/dominik-hladik-bp-2014.pdf ·...

Documents

Transcript of BAKALÁŘSKÁ PRÁCE - geo.fsv.cvut.czgeo.fsv.cvut.cz/proj/bp/2014/dominik-hladik-bp-2014.pdf ·...