Karo Topografijos skyriaus Trianguliacijos darbai

B. Trianguliacija. Valstybinės I eilės trianguliacijos pa­skirtis yra galutinai pakeisti seną rusų trianguliaciją, kurios grandinė, vad. „Struvės meridianinė", eina per dabartinę Lie­tuvos teritoriją. Trianguliacijos darbai buvo pradėti 1930 m. Šių darbų, atliktų iki 1934 m., rezultatai (liečiantieji lauke atlik­tus veiksmus) sudaro publikacijos turinį. I eilės tinklą iki mi­nėtos datos sudaro 24 taškai, jau galutinai observuoti, kurie su­daro 28 trikampius. Apie tiek pat taškų rekognoskuota ir yra paeiliui observacijų vykdymo stadijoje. Iš observuotų 24 sto­čių trys yra Latvijos teritorijoje (Paplaka, Arajs, Gailitis). I ei­lės valstybinio tinklo projektas, kuris yra sudarytas Kariuom. Št. K. T. Sk., padarius eilę rekognoskavimų vietoje, vaizduo­ja dvi meridianines ir dvi paralelines grandines, kurios eina maždaug sienų kryptimis ir, surišus, sudaro tuščią keturkam­pį su kraštinėmis ~ 130 — 250 km.

Bazės, kurių išdėstymo klausimas turi labai didelę reikš­mę, yra šiose vietose: Švėkšnos bazė P. V. kampe šio didelio keturkampio, Kauno bazė — P. R-iame ir Skapiškio — Š. R. kampe. Turint galvoje Liepojos bazę Latvijoje Š. V. kampe, matyti, kad ši figūra, sudaranti Lietuvos geodezinio tinklo griaučius, yra aprūpinta keturiomis bazėmis, laimingai išdėsty­tomis keturiuose kampuose.

Sudarant šį projektą, buvo įdėta daug darbo. Geodezinių taškų centrams pažymėti priimti savo (tautinio) tipo vienodi ženklai, kurie yra įžeminti ir įmūryti į cementinį bloką ir vi­siškai atitinka vietines jų apsaugojimo sąlygas. Jų konstruk­cija priderinta prie grunto struktūros (apsaugotas centrinis stabiliškumas) ir prie klimatinių sąlygų (įšalimo ir atleidimo įtakos atsparumą). Signalams, kurių observacijų plokštelių aukštis vidutiniškai yra 25—30 m, statybinė medžiaga paimta medis, nes šios medžiagos daugiausia yra šiame krašte. Pa­darius konstrukcijų skaičiavimą, buvo priimti trys observacijos bokštų tipai. Surišimo punktuose su vokiečių triangulia­cija buvusioje Memelio teritorijoje, kaip išimtis, palikti senos skirtingos konstrukcijos centrai. Vadovavimas ir I eilės tinklo observacijų vykdymas buvo atliktas to pat personalo, kurį mes jau paminėjome, kalbėdami apie bazes. Observacijos pa­darytos teodolitu firmos Max Hildebrand Freiberg (Saxe). Šis instrumentas turi 27 cm limbą ir 60 mm objektyvą. Būgnelio atskaitų tikslumas 0,"1. Dienos metu vizuota į geliotropus, nakties metu naudotasi prožektoriais su pernešamąja elemen­tų baterija. Kampų matavimas atliktas Šreiberio metodu. Ba­zių tinkluose kampų ruožtų skaičius nustatytas prisilaikant pa­tikimiausio svorių išdėstymo principo. Teoretiniai svoriai bu­vo modifikuoti tuo būdu, kad kampo ruožtų skaičius nepra­šoktų 25. 

Lietuvos niveliacija (1918-1940)

Lietuvos niveliacijos

Niveliacijomis vadiname tokius matavimo darbus, kurie duoda tarp atskirų vietų perauklėjimus ir jų aukštį viršum sutarto horizonto.

Aukščiai („altitudės") skaitomi paprastai nuo vidutinio jūros horizonto, bet ne visuomet jie yra suderinti. Išvengimui nesusipratimų, ypač prie didelių plotų, daromų atskiros, pagrindinės niveliacijos, vadinamos tikslingosios arba precizinės.

Niveliacijų pastovūs taškai, kurių nustatomos altitudės, vadinasi reperiais; jie arba daromi namų sienose, spižinės apskritos lentelės ar varžto su apskrita galva pavidale („markė"), arba statomi l,5 -2 m. gilume iš gelžbetoninių ar geležinių polių („požeminiai reperiai")....

1. Senų laikų niveliacijos

Seniausieji atlikti Lietuvos teritorijoje niveliacijos darbai, tai, matyti, Nemuno 1804-1805 metų tarp Gardino ir Kauno niveliacija. 1803 metais tarp Rusijos ir Prūsijos buvo sudaryta konvencija dėl bendro Nemuno vagos reguliavimo. Tam tikslui buvo paskirta vokiečių ir rusų Inžinierių komisija Nemunui tirti, pirmininkaujant garsiajam vokiečių hidraulikui Eytelweinui; iš rusų pusės šioje komisijoje dalyvavo inžinierius Teodoras Narbutas, istorikas, autorius veikalo .Dzieje Narodu Litewskiego". Iš Narbuto raštų turime pirmųjų patikimų žinių apie niveliaciją. Tyrinėjimų buvo ir seniau, dar 18 amžiuje, bet neturint jų medžiagos negalima žinoti, kokie matavimo darbai buvo tuomet daromi.

1823—24 metais buvo atliekama niveliacija upių Dubysos, Ventos, Nevėžio ir Lėvens prie gen. Rokasovskio ir Karbonero kanalo tarp Nemuno ir Baltijos jūros dviem variantais tyrinėjimų: vienas per Dubysą, Kurtavenų slėnį ir Ventą, kitas per Nevėžį, upelį Sonžilą arti Panevėžio ir Lėvenį į Mūšą ir Lielupę.

Tarp 1829 ir 1844 metų buvo vedamas plentas iš Daugpilio į Varšuvą pro Kauną; be abejo, tada buvo irgi daroma niveliacija.

1857—59 metais Nemunas buvo niveliuojamas tarp Druskininkų ir vokiečių sienos; buvo manoma jį reguliuoti visame jo ilgyje.

Apie 1860 metus buvo daromi gelžkelių Petrapilis –Vilnius -Varšuva ir Lentvaris - Virbalis tyrinėjimai, vėliau ir kitų gelžkelių ir plentų.

Tų laikų niveliacijų medžiaga surinkta ir suvienodinta gen. A. Tillo, kuris išleido 4 profilių atlasus ir gelžkelio stočių altitudžių sąrašą, vad. katalogą (А. Тилло. Материалы по гипсометрии Евро­пейской России. Свод нивеллировок железных дорог и каталог высот над уровнем моря железнодорожных станций. С. Петербург. 1884). Tikslumas tų darbų nedidelis ir pastovių pėdsakų neliko.

2. Rusijos Generalinio Štabo niveliacija.

Bendrą Rusijos niveliacijų tinklą sudarė Generalinio Štabo Topografinis skyrius: jo geodezistai praėjo su preciziniu niveliavimu daug tūkstančių kilometrų, daugiausia gelžkelių linijomis. Lietuvos teritorijoje. Topografinio skyriaus niveliacija atlikta 1872 - 1892 metais iš Daugpilio per Vilnių į Gardiną, iš Lentvario į Virbalį pro Kauną, iš Kaišiadorių per Šiaulius į Liepojų, iš Liepojaus per Palangą į Nimerzatą.

Generalinio Štabo niveliacijos surištos su Baltijos ir Juodąja jūromis ir su užsienio niveliacijomis. Visos Rusijos niveliacijos tinklas suskaičiuotas ištisai pulkininko Rilke, privestas prie vidutinio Baltijos ir Juodosios jūrų horizonto ir paskelbtas sąraše altitudžių, vadinamame Rilke katalogu (С. Д. Pылькe Каталог высот русской нивеллирной сети с 1871 по 1893 г. С. Петербург, 1894)

Po 1894 metų Rusijoje atlikta daug naujų niveliacijų, bet Lietuvos jos beveik nepalietė. Todėl Generalinio Štabo tinklas ligi šiol lieka vieninteliu, ir Rilkės katalogas nenustojo savo vertės.

Generalinio Štabo niveliacijų pėdsakai - gelžkelio stočių Ir vandentiekio bokštų sienose pastatytos apskritos spižinės markės su reljefiniu užrašu: Нивеллировка Гл. Шт. ir pastatymo metai. Lietuvoje tokių markių buvo apie 100, bet per karą sunaikinta daug gelžkelių namų kartu su markėmis. Likusių keliolika turi būti gerai saugomos: tai pagrindiniai Lietuvos reperiai.

Paduodu: kai kurių likusių altitudes (markės centro):

Virbalio stoties rūmai 62,223 mtr.

Mauručių stotis, sandėlis          94.491 m.

Kauno stoties rūmai 36,079 m.

Gaižunų stotis, vandent.bokšt.  78,051 m.

Jonavos stotis, t. p. 72,109 m.

Žeimio stotis, t. p. 70,764 m.

Baisogalos stotis, t. p. 98,239 m.

Rusų Generalinio Štabo niveliacijos tikslumas buvo nedidelis (+2,2 mm. vienam kilometrui). Dabartiniu metu precizinių niveliacijų tikslumas žymiai didesnis (apie +0,5 mm. vienam kilometrui).

3. Gelžkelių niveliacijos.

Daug hipsometrinės medžiagos teikia gelžkelių profiliai, ypač naujai sustatyti (projektų profiliai pasižymi abejotinu tikslumu ir statant gelžkelį kiek keičiami). Profiliuose retai nurodomi reperiai; dažniau duodamos vien gelžkelio altitudės, t. y. antpyllo viršūnės arba pabėgių; reikia pastebėti, kad projektuojamų gelžkelių profiliuose duodamos altitudės pylimo briaunos (rusų „brovka"), 0,3 iki 0,6 mtr. žemiau pabėgių, o vokiečiai profiliuose pažymi bėgio viršų (0,12 Iki 0,14 mtr. aukščiau pabėgių). Gelžkelių profiliai nesuderinti su Gen. Štabo altitudėmis; kiekvienas profilis reikalauja pataisų, nevienodų visame ilgyje. Yra spausdinti sutrumpinti profiliai, iš kurių galima rasti visas reikalingas altitudes su tikslumu kelių centimetrų.

Suderinimas gelžkelių profilių Rusijoje buvo daromas atskiro biuro, prof. gen. J. Šokalskio vedamo. Tam tikslui buvo rišami gelžkeliai jų susidūrimuose Ir su patikimais reperiais ir surandamos profilių pataisos. To darbo rezultatas — t. vad.Šokalskio katalogas ( Ю. М. Шокальский. Свод нивеллировок железных дорог Европейской России и каталог над уровнем моря железнодорожных станций. Выпуск первый. Петроград, 1917), kuriame duotos altitudės visų gelžkelių stočių su tikslumu 0,1 mtr.

4. Upių niveliacijos.

Prie bendrų Nemuno tyrinėjimų, atliktų nuo 1893 iki 1897 metų vad. aprašomosios partijos, inž. Cholševnikovo vedamos, pastatyta Nemuno krantuose visa eilė geležinių reperių, kurių niveliacija surišta su kitais reperiais. Dėl įvairių priežasčių niveliacijos altitudės skiriasi nuo Gen. Štabo, pavyzdžiui Kaune jos žemesnės į 0,57 mtr.

Iš naujų niveliacijų kitų upių galima pažymėti naujus Dubysos-Ventos kanalo tyrinėjimus 1903-1904 m. inž. Šistovskio partijos ir Nemuno kilpos tyrlnėjimus l913 m. sąryšyje su prof. Merčingo sumanymu sunaudoti toje vietoje žymią hidraulinės energijos kiekį. Charakteringa, kad Neris niekuomet nebuvo niveliuota. Yra keli reperiai Palangoje iš 1901 metų Palangos uosto tyrinėjimų.

5. Miestų niveliacijos.

Ypatingai svarbi niveliacija miestams, kuomet projektuojamas vandentiekis ir kanalizacija. Miestai reikalauja precizinės niveliacijos su gan tankiu reperių tinklu.

Vilniaus Miesto Valdyba pasirūpino padaryti miesto trianguliaciją 1910 metais ir precizinę niveliaciją 1911-1912 metais. Darbus vedė Maskvos Matavimo Instituto profesorius M. Michailovas. Vilnius buvo aprūpintas 886 reperiais (M. Михайлов. Тригонометрическая сеть и точное нивеллирование города Внльиы. Москва, 1914. Известия Конст. Межевого Института, вып. 6), kurių altitudės suderintos su Gen. Štabu.

Kauno Miesto Valdyba pavedė vandentiekio projektą sudaryti inž. Lind1ey'o biurui Frankfurte. Šis biuras 1913 metais padarė Kauno niveliaciją, pakankamai tikslią, kurios pėdsakai - 80 markių namų cokoliuose. Lindley'o niveliacija pririšta prie gelžkelio altitudžių, todėl skiriasi nuo Gen. Štabo į 0,29 mtr.

Iš kitų miestų tik Klaipėda turi savo niveliaciją.

Apskaičiavus visų niveliacijų ėjimo ilgį gauname, kad tos rūšies niveliacijos mūsų teritorijoje reikalinga padaryti 2051 klm. Kadangi vidutinio jūros horizonto, gerai užfiksuoto, mes ne­turime, tai pirmoje eilėje reikalinga niveliacijos ėjimais susirišti su Vokietija ir Latvija. Tokiu būdu patikrinus mūsų atliktą darbą ir kuo greičiausia duoti mūsų reperių altitudes. 1924 metais Pa- baltės Geodezinė Komisija sudaryta Helsinkio konferencijoje, nusistatė vykdyti trianguliaciją ir precizinę niveliaciją aplink Baltijos jūrą ir per mūsų teritoriją kaip tik turi eiti precizinės niveliacijos surišimas tarp Latvijos ir Vokietijos. Tą darbą mums reikalinga atlikti, kaip prisidėjusiems prie Geodezinės Komisijos. Surišimą numatoma padaryti geležinkelio linijomis: 1)Šiauliai—Telšiai — Kretinga — Klaipėda, 2) Šiauliai — Joniškis ir 3) plentu Šiauliai — Tauragė iki Stulgių. O nuo Stulgių link Vokietijos vokiečiai okupacijos metu precizinę niveliaciją padarė ir pastatydami visus reperius iki Šiaulių. Pirmųjų metų niveliacija ir turi eiti šiomis kryptimis 1930 metais Karo Topografijos Skyrius pavedė šio straipsnio autoriui pradėti precizinę niveliaciją nuo Telšių link Šiaulių.

Pradžioj, visoje šioje linijoje reikalinga buvo parinkus markių ir reperių vietas juos įmūryti. Skirtumas tarp markės ir reperio yra tas, kad markė skaitosi daug pastovesnė ir todėl jos pastatymas turi būti geresnis. Markė arba reperis susideda iš galvelės, išlie­tos iš keto ir geležinės štangos. Toks metalų parinkimas padarytas tam, kad sunkiau būtų numušti niveliacijos ženklo galvelę. Priešakinėje galvelės dalyje įlieta varinė plokštelė altitudei užrašyti. Kadangi markės ir reperiai apskriti ir tas apskritimas turi sferinį paviršių, tai už niveliacijos tašką paimtas ženklo pats aukščiausias taškas. Tokia markių forma turi dar ir tokį patogumą, kad prisirišimas prie jų daromas labai paprastai statant matuoklę ant niveliacijos taško. Karo Topografijos Skyriaus markė turi užrašą „KR. APS. MIN. Karo Topografijos Skyriaus 19.... m."; reperis turi tiktai Krašto Apsaugos Ministerijos įnicialus „K. A. M." Atstumas tarp markių linijoje Telšiai — Šiauliai, paimtas vidutiniai — 6 klm. Atstumas tarp reperių nuo 1,5 iki 2 klm

Kartografija

Kartografija – terminas, kuris geodezijoje įvardijamas tiriantis žemėlapius tyrinėjantis mokslas, žemėlapių sudarinėjimo technika, tiriantis žemėlapius ir kartografavimas. Senoji kartografija buvo (žemėlapių ir atlasų) – įvairiapusė humanitarinių ir gamtos mokslų tyrinėjama sritis. Kartografija gimė XV–XVIII amžiuje.
Dabar kartografijoje yra naudojami atlasai, geografinės informacinės sistemos, geologinai žemėlapiai, portulanai ir žemėlapiai.
Lietuvos istorija kartografijoje

LDK žemėlapis. (Apie 1616 m. (?))Nuo XVI a. įvairių šalių kartografai sudarinėjo ir leido nemaža žemėlapių, kuriuose tobuliau buvo pavaizduota Lietuva. Labai žinomi ir daugelio šiandieninų kartografijos bei geografijos istorikų (lenkų, vokiečių, rusų, latvių, švedų, lietuvių) toliau tyrinėjami žemėlapiai: B. Vapovskio – „Lenkijos ir Lietuvos žemėlapis“ (1526 m.), Olaus Magnuso – „Carta marina“ (1539 m.), V. Grodeckio – „Lenkijos ir gretimų žemių žemėlapis“ (1562 m.), M. Striulevičiaus – „Lietuvos Didžiosios Kunigaikštystės, Livonijos ir Moskovijos žemėlapis“ (apie 1579 m.) ir G. Merkatoriaus – „Lietuvos“ (1595 m.) žemėlapiai. Šių žemėlapių autoriai jau turėjo sukaupę daug tikslesnių duomenų, o gal ir brėžinių, atidžiau sistemino medžiagą, objektyviau ją vertino ir kruopščiau kartografavo. Šiuose žemėlapiuose Lietuvos kartografinis vaizdas daug realesnis ir išsamesnis: tankus upių tinklas, daug gyvenviečių, pavaizduoti didžiausiųjų miškų masyvai.

B. Vapovskio žemėlapyje, lyginant su ankstesnių autorių kartografiniais darbais, daug tankesnis upių tinklas, tiksliau pavaizduota Baltijos kranto linija, panaši į dabartinę Kuršių nerijos formą, lengvai atpažįstamos Kuršių marios. Palyginti detalus ir tikroviškas Nemuno deltos vaizdas su Rusnės ir Gilijos šakomis. Pavaizduotos didesniosios Žemaitijos upės: Minija, Jūra, Akmena, Šventoji, Varduva, Dubysa ir dar dvi neįvardytos upės – Nemuno intakai. Palyginti nemažai pažymėta gyvenviečių: Klaipėda, Ventė, Telšiai, Plateliai, Švėkšna, Viekšniai, Luokė, Alsėdžiai, Varniai, Kražiai, Kaltinėnai, Batakiai, Viduklė, Raseiniai, Lioliai, Rusnė, Pajūris, Tauragė. Platelių ežero saloje pažymėta dar XV a. pradžioje stovėjusi pilis.

Topografija

Topografija (gr. topos - vieta, vietovė + graphο - rašau) - geodezijos šaka, taikomasis mokslas, kuriantis Žemės paviršiaus matavimo būdus, jo vaizdavimo topografiniuose žemėlapiuose arba planuose (plokštumoje) metodus. Papildomai naudojami antžeminiai metodai (menzulinė ir fototeodolitinė nuotraukos).

GIS Žemėlapiai

Geografinė informacinė sistema (GIS) – informacinė sistema skirta darbui su erdvine ir aprašomąja informacija. Sistema skirta skaitmeninių, koordinuotų erdvėje duomenų kaupimui, saugojimui, vaizdavimui, redagavimui, integravimui bei analizei.

Duomenų modeliai

Geografiniai objektai gali būti paplitę diskretiškai (išbarstytai, pvz.: miškas, ežeras) arba erdvėje kisti tolygiai (pvz.: paviršiaus aukštis). Vaizduojant realaus pasaulio objektus GIS sistemose yra sukuriamas šio pasaulio modelis, apibendrinant informaciją ir skirstant ją į klases. Šios realaus pasaulio klasės GIS duomenų modelyje yra išreiškiamos teminiais žemėlapiais (sluoksniais).

GIS duomenys gali būti išreiškiami naudojant vektorinį arba rastrinį duomenų modelį:

Rastrinis duomenų modelis gali būti suprantamas kaip paprasčiausias skaitmeninis paveikslėlis. Šiame duomenų modelyje informacija saugoma ląstelėse (angl. cell, pixel). Ląstelės yra organizuotos eilutėmis ir stulpeliais ir kiekviena ląstelė saugo vieną reikšmę. Dažniausiai ląstelėse saugoma informacija apie spalvą, gali būti koduojamos reikšmės ir apie kitus reiškinius: žemės dangos tipą, žemės paviršiaus temperatūrą ir pan.). Paplitęs rastrinio modelio naudojimas kuriant skaitmeninius paviršiaus modelius, kur saugoma informacija apie žemės paviršiaus aukščius. Rastrinio duomenų modelio detalumą apibūdina skiriamoji geba (rezoliucija) – ji nurodo koks yra vienos ląstelės kraštinės ilgis žemės paviršiuje.

Vektoriniame duomenų modelyje informacija saugoma koordinačių X, Y, (Z) rinkiniais. Objektų vaizdavimui, priklausomai nuo GIS duomenų bazės mastelio bei paskirties, pasirenkami taškai, linijos arba plotai. Dažniausiai taškiniais objektais kartografuojami tokie objektai, kurių kaip ploto naudojamame mastelyje nebegalima pavaizduoti; linijomis kartografuojami objektai, kurių pločio tam tikrame mastelye nebegalima išreikšti kaip ploto; plotais vaizduojamos vienarūšių objektų teritorijos. Linijos turi pradžios ir pabaigos taškus, taigi ir kryptį, kuri gali būti panaudojama objektų judėjimui nurodyti (pvz.: upės tėkmei, automobilių eismo kryptims) bei nurodyti M koordinatę. M identifikuoja tašką ant linijos, nurodant atstumą nuo linijos pradžios (pvz.: Vievis yra 40 km kelyje Vilnius-Kaunas). Taškas saugomas naudojant vieną koordinačių rinkinį, liniją sudaro taškų seka, o uždara linija suformuoja plotą.

GIS vektoriniame duomenų modelyje svarbi topologijos sąvoka, kuri apibrėžia objektų erdvinius ryšius su kitais objektais ir jų kartografavimo taisykles. Topologinio ryšio tipas gali būti nusakomas sąvokomis: „persidengia“, „kertasi“, „turi bendrą tašką“, „yra kito objekto viduje“ ir pan.

Inžinerinės Geodezijos praktiniai darbai

Kas yra Geodezija ?

Geodezija (gr. geodaisia kilęs iš žodžių geo 'žemė + daio 'daliju'), mokslas, tiriantis Žemės formą, dydį ir gravitacijos lauką bei vietovės matavimus, susijusius su Žemės paviršiaus planų ir žemėlapių sudarymu. Jis reikalingas tiek žemės formai ir didumui nustatyti, tiek planams ir žemėlapiams sudaryti. Remiantis geodeziniais matavimais, nustatoma žemės paviršiaus taškų tarpusavio padėtis. Geodezinis pagrindas reikalingas darant topografines nuotraukas ir kitus žemės matavimo darbus, atliekant visos šalies kartografavimą, vykdant statybos darbus, geodinaminius tyrimus, valstybės sienos žymėjimą ir daug kitų darbų, kuriuose tenka nustatyti taškų padėtį, t. y. jų koordinates. Šis mokslas suteikia galimybę atlikti reikiamo tikslumo geodezinius darbus pagal vieningą koordinačių sistemą.