vzpostavitev evropskega koordinatnega sistema v sloveniji
TRANSCRIPT
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
1 MOP; Geodetska uprava RSOtvoritvena konferenca in predstavitev projekta
Vzpostavitev evropskega koordinatnega sistema v SlovenijiLjubljana, 15.05.2007
SODELOVANJE ZNANSTVENOSODELOVANJE ZNANSTVENORAZISKOVALNEGA SEKTORJA PRI RAZISKOVALNEGA SEKTORJA PRI
UVAJANJU EVROPSKEGAUVAJANJU EVROPSKEGAKOORDINATNEGA SISTEMA V SLOVENIJIKOORDINATNEGA SISTEMA V SLOVENIJI
B. Stopar*, B. Koler*, M. Kuhar*, M. Jenko***Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
**Nekdanji sodelavec GZRS, d.d. ter UL, FGG
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
2 UVOD UVOD -- II• Koordinatni sistem je v preteklosti potrebovalo le malo
strok in dejavnosti,• Velik tehnološki napredek v zadnjih 30 letih,• Pojav in široka uporaba tehnologij za (enostavno)
določanje (uporabo) položaja,• (Geo)lociranje informacij,• Koordinatni sistem je potreba celotne družbe,
• Kakovost koordinatnega sistema mora biti boljša od tehnologij za določanje položaja,
• Koordinatni sistem je:“koordinatno” opredeljen ves (fizični) prostor
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
3 UVOD UVOD -- IIII• Vzpostavitev in vzdrževanje državnega koordinatnega
sistema je ena od nalog državne geodetske službe,• Delo na državnem koordinatnem sistemu je zahtevno
strokovno delo,• Povezovanje znanstveno-raziskovalnih, operativnih in
administrativnih aktivnosti,• Redne aktivnosti na koordinatnem sistemu potekajo
neprekinjeno (vzdrževanje koordinatnega sistema),• Večje aktivnosti se periodično ponavljajo (spremembe
koordinatnega sistema).
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
4 ZGODOVINA RAZISKAV NA DKS ZGODOVINA RAZISKAV NA DKS -- II• Raziskovalni projekt RSS 1975-1982:
“Sistem geodetskih osnov SR Slovenije”Izvajalec: Inštitut Geodetskega zavoda SRS
• Raziskovalna naloga:“Temeljne triangulacijske mreže v SRS”:– Dela na astronomsko geodetski mreži (1975-1982)– Raziskave in sanacije traingulacijske mreže II. reda v SR
Sloveniji (1975-1982)– Raziskave in sanacije triangulacijske mreže III. Reda v
Sloveniji v letih 1978-1989– Avtor: g. Marjan Jenko
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
5 ZGODOVINA RAZISKAV NA DKS ZGODOVINA RAZISKAV NA DKS -- IIII• Mednarodni raziskovalni projekti: 2• Mednarodne “kampanije”: >10• Nacionalni raziskovalni program: 1• Nacionalni aplikativni raziskovalni projekt: 3• Ciljni raziskovalni projekt: 1• Doktorske disertacije: 4• Diplomske naloge: > 50 (ocena)
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
6 PODROČJA RAZISKAV PODROČJA RAZISKAV -- II• Analize stanja in kakovosti obstoječega sistema:
– Analize stanja in predlogi izboljšanja horizontalnega sistema– Analize stanja in predlogi izboljšanja višinskega sistema– Analize stanja in izračun ploskve geoida– Študij transformacijskih modelov med koordinatnimi sistemi– Izdelava programske opreme– Analize mareografskih opazovanj
• Predlog uvedbe novega koordinatnega sistema• Usmerjanje in spremljanje operativnih aktivnosti• Uvedba GNSS tehnologij v geodetsko prakso• Raziskave v geodinamiki
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
7 AGM SLOVENIJEAGM SLOVENIJE
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
8 OBSTOJEČ VIŠINSKI SISTEMOBSTOJEČ VIŠINSKI SISTEM
C-907T: 87,1M: 77,2
2870T: 9,9M: 81,9
31a/6T: -1,2M: ----
MLVIIIT: -11,5M: -----
MIVT: 33,0M: 72,6
3694T: 2,7M: 75,5
FR 3052T: -51.0M: 74,5
FR-3020
MXXIX
FR 1049
FR 1014T: 31,1M:72,9
Razlike nadmorskih višinso podane v mm!
IT
A
LIJ
A
A V S T R I J AH
S L V E N I JO
H R V A Š K A
B I H
C-152T: -14,2M: 73,8
5486T: -84,6M: 74,5
2753T: 44,4M: 72,6
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
9REZULTATI RAZISKAV REZULTATI RAZISKAV OBSTOJEČEGA DKSOBSTOJEČEGA DKS
• Horizontalni sistem:– napačna lega AGM na ref. elipsoidu,– velike deformacije merila,– neenakomerna točnost,– obremenitev sistema z geodinamiko
• Višinski sistem:– nivelmanska mreža boljše kakovosti kot horizontalna mreža,– nivelmanske zanke niso zaključene na ozemlju Slovenije– gravimetrična mreža je slabe kakovosti,– mareograf izključen iz višinskega sistema,– referenčna višinska ploskev ni geoid,– normalne ortometrične višine računane iz slabih podatkov,– obremenitev sistema z geodinamiko
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
10 NOV DRŽAVNI KOORDINATNI SISTEMNOV DRŽAVNI KOORDINATNI SISTEM• Nov koordinatni sistem bo vzpostavljen in realiziran v
skladu z ISO standardi,• Nov koordinatni sistem bo ločen na:
– horizontalno komponento (geometrijska komponenta),– višinsko komponento (fizikalna komponenta)
• Nov koordinatni sistem Slovenije bo del enotnega evropskega referenčnega sistema, ki bo vključeval:– nov horizontalni sistem,– nov referenčni elipsoid,– nov višinski sistem,– novo višinsko referenčno ploskev,– nov tip višin,– nov gravimetrični sistem,– novo kartografsko projekcijo,– geokinematični model ozemlja.
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
11 NOV HORIZONTALNI SISTEMNOV HORIZONTALNI SISTEM• ETRS89 - evropski terestrični referenčni sistem,
veljaven za trenutek 1989.0,• ETRS89 je časovno neodvisen sistem,• referenčni elipsoid GRS-80,• realizacijo (materializacijo) sistema predstavlja 49
trajno stabiliziranih geodetskih točk s koordinatami določenimi na osnovi EUREF GPS izmer v letih 1994, 1995 in 1996 na ozemlju Slovenije,
• koordinate točk se nanašajo na trenutek 1995.55• v sistem vključiti omrežje SIGNAL• poznati (notranjo) geodinamiko državnega ozemlja
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
12 “EUREF” V SLOVENIJI
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
13 OMREŽJE SIGNAL
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
14 NOV VIŠINSKI SISTEM NOV VIŠINSKI SISTEM -- II• EVRS je uradni višinski sistem Evropske unije:
– EVRS je referenčni sistem višin v težnostnem polju Zemlje,– definiran s težnostnim potencialom srednjega elipsoida
Zemlje, – višine so razlike dejanskega težnostnega potenciala točke in
težnostnega potenciala referenčne ploskve EVRS,– zadnja realizacija sistema EVRS je EVRF2000, ki ima izhodišče
v NAP (Normaal Amsterdams Peil),– normalne višine.
• Nove inačice EVRF200x:– izhodišče v smislu globalne srednje morske gladine WHS
(World Height System) ?– realizacija na osnovi satelitskih tehnologij GRACE, CHAMP,
GOCE) ?
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
15 NOV VIŠINSKI SISTEM NOV VIŠINSKI SISTEM -- IIII
8-200
13-167
2-197
C 907
PN 305
5232MLVIIIMLVII
2055
MIV
2753
3694
CP 265
5358
2839
31a/6
2738
2870
CP 673
C152
549154
28795-116
2755
MLXXVIII
MN 3
5364
5244e
139
FR 1050
OP 584
FR 3052
7043
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
16 V V -- GEODINAMIKA SLOVENIJEGEODINAMIKA SLOVENIJE
3.60+-0.8
3.30+-0.82.80+-0.7
2.30+-0.7
1.90+-0.6
1.30+-0.60.70+-0.6
-1.00+-0.6
-1.30+-0.5
-0.80+-0.5
-0.60+-0.4-0.30+-0.3
0.40+-0.2
0.15+-0.1
0.50+-0.4-1.00+-0.4-1.60+-0.4
-2.60+-0.5-3.60+-0.6
-2.80+-0.6-2.20+-0.6
0.25+-0.2
0.40+-0.3
0.60+-0.4
1.00+-0.51.30+-0.5
1.70+-0.61.50+-0.7
1.30+-0.7
1.80+-0.81.20+-0.8
1.40+-0.8
1.20+-0.91.00+-1.0
1.50+-1.1
1.00+-0.5
1.20+-0.5
1.50+-0.5
2.00+-0.6
1.00+-0.2
-0.60+-0.3-1.30+-0.3
-1.40+-0.4 -1.00+-0.4
-1.70+-0.4
-0.40+-0.4
0.40+-0.40.80+-0.5
1.80+-0.8
0.40+-0.9
0.10+-0.9
-1.40+-0.8 -1.70+-0.8
-1.40+-0.9-1.00+-0.9
-2.00+-1.0
-2.50+-1.0 -3.10+-1.0
-3.30+-1.¸1
-4.00+-1.1
-3.80+-1.1
-3.00+-1.1-1.20+-0.9
JESENICE
KRANJ CELJE
KRŠKO
NOVO MESTO
Metlika
Dobova
Lendava
MurskaSobota
Gor.RadgonaMARIBOR
LJUBLJANA
POSTOJNA
Rate eč
NOVAGORICA
Diva ač
KOPERJADRANSKO
MORJE
I
T
A
L
I
J
A
A V S T R I J A
MADŽARSKA
H R V A Š K A
Legenda:Obmo ja s signifikant. dvigi
č
Obmo ja s signifikant. posedanji
č
Območja, kjer hitrost vertikalnih premikov ni signifikantna
0.60+-0.4Hitrost vertikalnega premika z ocenonatan nostiEnota: mm/leto
č
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
17 NOV GRAVIMETRIČNI SISTEM NOV GRAVIMETRIČNI SISTEM -- I I
• osnovni gravimetrični sestav predstavlja IGSN71 (International Gravity Standardisation Network 1971)
• normalno težnostno polje je definirano z GRS-80 referenčnim elipsoidom (GM, ω)
• osnovno gravimetrično mrežo Slovenije sestavlja 6 točk z izmerjeno absolutno vrednostjo težnostnega pospeška (90. leta prejšnjega stol.)
• gravimetrično mrežo I. reda sestavlja 29 točk
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
18 NOV GRAVIMETRIČNI SISTEM NOV GRAVIMETRIČNI SISTEM -- IIII
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
19 GEOID V SLOVENIJI GEOID V SLOVENIJI -- II
• astrogeodetske rešitve v letih: 1991, 1992 and 1999 (Geodetska Fakulteta Zagreb)
• zadnja rešitev (Pribičević, 2000): 99 astronomskih točk (51 v Sloveniji, 23 Hrvaška, 20 Avstrija, 5 Madžarska);
• natančnost astronomskih opazovanj: σΦ = 0,4", σΛ = 0,5";
• metoda izračuna geoida – kolokacija s tehniko Remove– Restore;
• prva rešitev relativna; druga absolutna,• amplituda geoidnih višin: 4.6m,• gravimetrični podatki iz Slovenije so bili uporabljeni za
določitev geopotencialnega modela EGM96 (prvič v zgodovini) in za Evropski Gravimetrični Geoid (EGG97)
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
20 GEOID V SLOVENIJI GEOID V SLOVENIJI -- IIII
13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5
45.5
46.0
46.5
47.0
GPS/NVT point
gravimetric point
astro-geodetic point
LEGEND
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
21 GEOID V SLOVENIJI GEOID V SLOVENIJI -- IIIIII
13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5
45.5
46.0
46.5
47.0
43.643.844.044.244.444.644.845.045.245.445.645.846.046.246.446.646.847.047.247.447.647.848.048.248.448.648.849.0
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
22
REALIZACIJA NOVEGA REALIZACIJA NOVEGA KOORDINATNEGA SISTEMAKOORDINATNEGA SISTEMA
• realizacija novega sistema je mogoča z ustrezno (velikim) številom točk s koordinatami v novem sistemu:GEODETSKA IZMERA V NOVEM KOORDINATNEM SISTEMU
• podatki iz obstoječega sistema “preidejo” v nov sistem:DOGOVOR O NAČINU PREHODA - MODELU TRANSFORMACIJE MED SISTEMOMA
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
23 TRANSFORMACIJSKI MODELITRANSFORMACIJSKI MODELI• zvezna transformacija podatkov celotnega ozemlja ?• transformacija (posameznih) območij ?• delitev transformacij glede na razsežnost transf. modela:
– 3-D ?,– 3-D = 2-D + 1-D ?– 2-D ?– 1-D ?
• uporaba normalnih ortometričnih ali elipsoidnih višin ?• transformacijski modeli:
– podobnostna transformacija ?,– afina transformacija ?,– transformacija z uporabo popravkov/odstopanj ?,
• enak model transformacije za vse prostorske podatke ?• delitev transformacije na “nivoje” ?:
– nivo temeljnih geodetskih mrež,– nivo izmeritvene mreže,– nivo detajla (“katastrski”, “topografski”, “GJI” ?)
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
24 STARSTAR SISTEMSISTEM =>=> NOVNOV SISTEMSISTEM• horizontalni sistem (v ravnini projekcije):
– dn ≅ + 485m (482m < dn < 488m)– de ≅ – 370m (– 373m < de < – 367m)– zasuk ≅ + 4.9”– notranja geometrija sistema: ∆ P = ? ( > 20 m)– geodinamika ozemlja: ∆ P(RELATIVNI) = ? (≅ 5 – 10 mm/leto)
• višinski sistem:– H0 Mareograf Amsterdam – H0 Mareograf Trst = – 33 cm– H0 (WHS) – H0 Mareograf Trst ? cm– geoid – kvazigeoid = + 4 cm / 1000m višine– geoid – kvazigeoid = +7mm / km dolžine
(vpliv na horizontalni sistem)– H N – H NO = ? cm
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
25 TRANSFORMACIJA ETRS89<=>D.K.S.TRANSFORMACIJA ETRS89<=>D.K.S.• Programska oprema
• Transformacije območij Slovenije
• Statistični testi grobih pogreškov
• Uporaba odstopanj po transformaciji
• Modeliranje distorzij d.k.s.
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
26 TRANSFORMACIJA ETRS89<=>D.K.S.TRANSFORMACIJA ETRS89<=>D.K.S.
Univerza v LjubljaniFakulteta za gradbeništvo in geodezijo
27 ZAKLJUZAKLJUČČEKEK
• razvoj IT, GIS, digitalnih kartografskih baz ter tehnologij in storitev povezanih s položajem: GNSS, LBS, internet,... zahtevajokakovosten globalen koordinatni sistem,
• omogočati mora določitev koordinat v celotnem prostoru scm točnostjo,
• koordinatni sistem je (postal)potreba in zahteva celotne družbe.