155KAR1 Kartografie 1

Z GeoWikiCZ

K153 MAKA

Přednáší Ing. Petr Buchar, CSc.

Harmonogram přednášek

  1. Význam matematické kartografie. Referenční plochy. Souřadnicové soustavy. Důležité křivky.
  2. Kartografická zobrazení. Zobrazovací rovnice. Délkové zkreslení. Podmínky konformity.
  3. Zkreslení azimutu a úhlu.Hlavní paprsky. Plošné zkreslení.
  4. Zkreslení při známých hlavních paprscích. Klasifikace zobrazení.
  5. Jednoduchá zobrazení. Zobrazení elipsoidu na kouli.
  6. Kuželová zobrazení ekvidistantní a ekvivalentní.Volba konstant.
  7. Konformní kuželová zobrazení. Zobrazení Křovákovo. Společné vlastnosti válcových zobrazení.
  8. Válcová zobrazení ekvidistantní a ekvivalentní. Cassiniho zobrazení. Mercatorovo zobrazení.
  9. Gaussovo zobrazení elipsoidu v poledníkových pásech. Zobrazení UTM. Válcové projekce.
  10. Azimutální zobrazení. Azimutální projekce.
  11. Nepravá zobrazení kuželová, azimutální a válcová. Jejich modifikace. Polykónická zobrazení. Neklasifikovaná zobrazení. Polyedrické aplikace.
  12. Volba, užití a identifikace zobrazení.
  13. Hodnocení zobrazení. Obecná řešení kartografických zobrazení. Historie a vývoj kartografických zobrazení.
  14. Přehled užívaných zobrazení. Zobrazení použitá v ČR. Shrnutí látky.


Literatura :

  • Buchar P.: Matematická kartografie (skriptum)
  • Fiala F.: Matematická kartografie (učebnice)
  • Hojovec a kol.: Kartografie (učebnice)

Program cvičení z matematické kartografie

číslo a název úlohy počet týdnů datum ukončení x)
1. Loxodroma a ortodroma 3 20.10.
2. Výpočet zkreslení 2 3.11.
3. Křovákovo zobrazení 2 17.11.
4. Válcová zobrazení 2 1.12.
5. Volba a srovnání zobrazení 4 5.1.
   Zápočty a časová rezerva 1 12.1.

Poznámka:

x) Datem ukočení je označen pátek týdne, v němž má být úloha ukončena. Úloha se odevzdává do konce následujícího týdne.


Každá úloha bude obsahovat :

  • zadání
  • matematickou formulaci a výpočetní postup
  • přehledný souhrn výsledků

Úlohy nesprávně numericky vyřešené či nedbale vyhotovené nebudou přijaty. Úlohy 1+ 2, 3, 4+5 se po ukončení ústní resp. písemnou formou testují. Pro udělení zápočtu je nezbytně nutné odevzdání všech úloh a úspěšné vykonání požadovaných testů.

Literatura je uvedená v harmonogramu přednášek.

Zadání cvičení

ÚLOHA 1

                               LOXODROMA A ORTODROMA
Do dané mapy zakreslete loxodromu a ortodromu jako spojnici bodů P1 a P2, zadaných
zeměpisnými souřadnicemi. Jako pomůcek  užijte Mercatorovy mapy a azimutální gnomonické 
projekce. Dále proveďte zákres obou křivek do azimutální stereografické projekce. 
Grafické řešení porovnejte v pěti uzlových bodech s řešením číselným (pro výpočet užijte   
referenční koule o poloměru R=6380 km). Vypočtěte délky  obou  křivek s přesností 1.10-2 km.
Číselné zadání :
st.sk. U1            V1                               č.st.     U2    V2
-----------------------------------------------------------------------------------------------
61	10          10 					1    	30     70 
62 	10          20					2	40     70
63 	20          10 					3	50     70
64 	20          20					4	60     70
65       0          10 			                5       70     70
66       0          20	                                6	30     80 
 						        7	40     80
							8	50     80
 							9	60     80
 							10 	70     80
 							11 	40     90
 							12 	50     90
 							13 	60     90
 							14 	70     90
 							15 	80     90
 							16	30     60
 							17 	40     60
 							18 	50     60
 							19 	60     60
 							20 	70     60
Údaje zeměpisných souřadnic jsou ve stupních.

ÚLOHA 2

                             VÝPOČET ZKRESLENÍ
   Je dáno zobrazení koule o poloměru R=6380 km do roviny mapy zobrazovacímí rovnicemi
                        V.cos U                            V.cos U
  X = -R. (90-U). cos ----------  ,    Y =  R.(90-U).sin ------------ .
                        90 - U                             90 - U

 Určete souřadnice obrazu daného bodu geografické sítě. Zjistěte vlastnosti daného zobrazení.
V daném bodě vypočtěte veškeré charakteristické hodnoty (mp, mr, théta, A 1,2, a, b, delta 
omega,  P ).  Vypočtené hodnoty zakreslete do Tissotovy indikatrix v daném bodě (doporučené 
měřítko 5:1).
  Požadovaná přesnost výpočtu :
souřadnice X, Y  0.01 km, zkreslení úhlové  30", zkreslení délkové a plošné 5.10-6.
  Číselné zadání :
     st.sk     U         	      č.st    V           č.st    V
     --------------------------------------------------------------------------------------------
      61      20       		        1     20           11    60
      62      30      		        2     24           12    64
      63      40    			3     28           13    68
      64      50   			4     32           14    72
      65      60          		5     36           15    76
      66      70                	6     40           16    80
                           		7     44           17    84
                           		8     48           18    88
                           		9     52           19    92
                          	       10     56           20    96

ÚLOHA 3

                          KŘOVÁKOVO ZOBRAZENÍ
   Je dán bod P svými pravoúhlými souřadnicemi X, Y v rovině Křovákova zobrazení. Vypočtěte 
geodetické zeměpisné souřadnice fí, lambda  bodu P na Besselově elipsoidu. Dále vypočtěte 
délkové  a plošné zkreslení v daném bodě.
   Ze známého jižníku   sigma´12
                              sigma´12 = 218 17´43,725"
zakřiveného rovinného obrazu trigonometrické strany  P1 , P2  vypočtěte její azimut A12  na  
Besselově elipsoidu.
  Správnost výpočtu ověřte.
  Požadovaná přesnost výsledků :
zeměpisné souřadnice  1.10-5" ,
délkové a plošné zkreslení 1.10-8 ,
azimut 1.10-3.
 Číselné zadání :
  st.sk         X                                     č.st        Y
-------------------------------------------------------------------------------------
   61     1 043 259,9773          			1    740 312,5161
   62     1 043 435,0568          			2    740 669,7434
   63     1 043 775,1852          			3    741 026,9707
   64     1 044 237,5974          			4    741 384,1980
   65     1 044 389,4516          			5    741 741,4253
   66     1 043 551,3849              			6    742 098,6526
                              				7    742 455,8799
                              				8    742 813,1072
                              				9    743 170,3345
                              			       10    743 527,5618
                              			       11    743 884,7891
                              			       12    744 242,0164
                              			       13    744 599,2437
                              			       14    744 956,4710
                              			       15    745 313,6983
                              			       16    745 670,9256
                              			       17    746 028,1529
                              			       18    746 385,3802
                              			       19    746 742,6075
                              			       20    747 099,8348

ÚLOHA 4

                             VÁLCOVÁ  ZOBRAZENÍ
   Je dán bod P svými zeměpisnými souřadnicemi  fí, lambda. Vypočtěte pravoúhlé souřadnice jeho
rovinného obrazu a uveďte hodnotu délkového zkreslení
 a) v systému S-42
 b) v systému UTM
 c) v rovině Cassiniho zobrazení (uvažujte Hayfordův elipsoid, počátek pravoúhlého systému 
volte na průsečíku rovníku a poledníku  lambda=15o s následným posunem o 500 km na západ).
Zde uveďte hodnotu maximálního délkového zkreslení. 
  Požadovaná přesnost výsledků :   1.10-2 m (sořadnice), 1.10-5 (zkreslení).
Číselné zadání :
  st.sk          fí                           č.st     lambda 
-------------------------------------------------------------------------------------
   61		49o 00´				1	13o 00´
   62		49o 18´				2    	13o 06´
   63		49o 36´				3	13o 12´
   64		49o 54´				4   	13o 18´
   65		50o 12´				5  	13o 24´
   66           50o 30´                   	6    	13o 30´
                                                7       13o 36´
                                                8       13o 42	
                                  		9    	13o 48´
                                 		10    	13o 54´   
                  				11    	14o 00´
                                 		12    	14o 06´
                                 		13    	14o 12´
                                 		14    	14o 18´
                                 		15    	14o 24´
                                 		16    	14o 30´
                                 		17    	14o 36´
                                 		18    	14o 42´
                                 		19    	14o 48´
                                 		20    	14o 54´

ÚLOHA 5

                          SROVNÁNÍ   ZOBRAZENÍ


a)Pro zadané státní území vzájemně porovnejte z hlediska hodnot délkového zkreslení konformní
zobrazení válcové o dvou nezkreslených rovnoběžkách a stereografickou azimutální projekci s
nezkreslenou rovnoběžkou. Navrhujte obecnou polohu zvolených zobrazení. Vyhotovte obrázky se 
zákresem ekvideformát.
b)Rozhodněte, kolik bude zapotřebí souřadnicových soustav za předpokladu, že bude použito   
konformní transverzální válcové zobrazení s nezkresleným středním poledníkem za podmínky,
že vliv délkového zkreslení nepřekročí  15 cm/km. 
V uvedených řešeních uvažujte referenční kouli. Výpočet proveďte s přesností šesti číslic.

sk.  61          62          63         64         65            66
	
1  NORSKO      ČESKÁ REP. CHILE       JAR	 LOUISIANA   AUSTRÁLIE ZÁP
2  FINSKO      SLOVENSKO  PERU        NAMIBIE	 ARKANSAS    AUSTRÁLIE SEV
3  ŠVÉDSKO     ŘECKO      EKVÁDOR     BOTSWANA	 MISSOURI    AUSTRÁLIE JIH
4  HOLANDSKO   KYPR       ARGENTINA   MADAGASKAR OKLAHOMA    QUEENSLAND
5  BELGIE      TURECKO    VENEZUELA   MOZAMBIK	 KANSAS      N.J.WALES
6  DÁNSKO      ALBÁNIE    BOLIVIE     ANGOLA	 NEBRASKA    NOVÝ ZÉLAND
7  PORTUGALSKO BORNEO     PARAGUAY    TANZÁNIE	 DAKOTA JIH  NOVÁ GUINEA
8  ŠPANĚLSKO   SUMATRA    MEXIKO      KEŇA	 DAKOTA SEV. ZAMBIE
9  ANGLIE      JÁVA       KUBA        UGANDA	 MINNESOTA   ZIMBABWE
10 IRSKO       KOREA      HAITI       ETIOPIE	 IOWA        KONGO
11 FRANCIE     IRÁN       KALIFORNIE  LYBIE	 MISSISSIPPI KAMERUN
12 ITÁLIE      IRÁK       OREGON      MAROKO	 ALABAMA     BENIN
13 ŠVÝCARSKO   AFGANISTÁN NEVADA      EGYPT	 GEORGIA     POBŘEŽÍ SLON.
14 RAKOUSKO    PAKISTÁN   UTAH        ZAIR	 TENNESSEE   GHANA
15 MAĎARSKO    NEPÁL      COLORADO    STŘ.AFRIKA KENTUCKY    LIBERIE
16 BULHARSKO   LAOS       ARIZONA     SÚDÁN	 INDIANA     GUINEA
17 RUMUNSKO    KAMBODŽA   NOVÉ MEXIKO ČAD	 ILLINOIS    SIERRA LEONE
18 LITVA       BARMA      IDAHO       NIGER	 FLORIDA     ZÁP.SAHARA
19 LOTYŠSKO    MONGOLSKO  MONTANA     MAURITÁNIE KAROLINA J. GABON
20 ESTONSKO    JORDÁNSKO  WYOMING     MALI	 KAROLINA S. KOLUMBIE