Σύντομος οδηγός του μαθήματος

Transcript

1 Τοπογραφικά Δίκτυα και Υπολογισμοί 5 ο εξάμηνο, Ακαδημαϊκό Έτος Σύντομος οδηγός του μαθήματος Χριστόφορος Κωτσάκης Τμήμα Αγρονόμων Τοπογράφων Μηχανικών Πολυτεχνική Σχολή, ΑΠΘ

2 Γενικές πληροφορίες Υπεύθυνος μαθήματος: Χρ. Κωτσάκης, Καθηγητής ΤΑΤΜ/ΑΠΘ Επικοινωνία: 4 ος όροφος, Κτίριο Τοπογράφων , kotsaki@topo.auth.gr Ιστοσελίδα μαθήματος: Διδασκαλία μαθήματος: Δευτέρα 9:00-11:00 (αίθουσα 305) Παρασκευή 13:00-16:00 (αίθουσα 303)

3 Βασικά διδακτικά βοηθήματα Μέσω του συστήματος Εύδοξος ( Ρωσσικόπουλος Δ. (1999) Τοπογραφικά Δίκτυα και Υπολογισμοί (2η έκδοση). Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη. Δερμάνης Α., Ρωσσικόπουλος Δ., Φωτίου Α. (1995) Τοπογραφικοί Υπολογισμοί και Συνορθώσεις Δικτύων (ανάλυση προγραμμάτων και παραδείγματα). Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη. Διδακτικές σημειώσεις μαθήματος Κωτσάκης Χ. (2015) Θεωρία και εφαρμογές ανάλυσης δικτύων. Τομέας Γεωδαισίας και Τοπογραφίας, ΤΑΤΜ, ΑΠΘ. download από:

4 Άλλα διδακτικά βοηθήματα Δερμάνης Α. (1986, 1987) Συνορθώσεις παρατηρήσεων και θεωρία εκτίμησης (τόμος 1 & 2). Εκδόσεις Ζήτη, Θεσ/νίκη. Δερμάνης Α., Φωτίου Α. (1992) Μέθοδοι και εφαρμογές συνόρθωσης παρατηρήσεων. Εκδόσεις Ζήτη, Θεσ/νίκη. Τάκος Ι. (1994) Μαθηματική Τοπογραφία. ΓΥΣ, Αθήνα. Ντίνης Ο-Θ. (2012) Τοπογραφικά Δίκτυα Στατιστική επεξεργασία και συνόρθωση. Εκδόσεις Ζήτη, Θεσ/νίκη. Βλάχος Δ. (1987) Τοπογραφία (τόμος Γ, Τοπογραφικά Δίκτυα). ΤΑΤΜ, ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη.

5 Ενδεικτική λίστα Ξενόγλωσση βιβλιογραφία Strang G., Borre K. (1997) Linear algebra, Geodesy and GPS. Wellesley-Cambridge Press, Wellesley, MA. Ghilani C.D. (2010) Adjustment computations and spatial data analysis. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. Kuang S. (1996) Geodetic network analysis and optimal design: concepts and applications. Ann Arbor Press, Inc. Chelsea, Michigan. Teunissen P.J.G. (2006) Νetwork quality control. Delft Academic Press. Leick A. (2004) GPS satellite surveying. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. Grafarend E.W., Sanso F. (eds. 1985) Optimization and design of geodetic networks. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. Teunissen P.J.G., Kleusberg A., (eds., 1998) GPS for Geodesy. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (second edition).

6 In-house freeware software [NETIST] Πρόγραμμα συνόρθωσης και στατιστικής επεξεργασίας 1Δ/2Δ/3Δ τοπογραφικών και γεωδαιτικών δικτύων. [DEROS] Πρόγραμμα συνόρθωσης και στατιστικής επεξεργασίας 1Δ/2Δ τοπογραφικών δικτύων και οδεύσεων. [2fit] Πρόγραμμα συνόρθωσης και στατιστικής επεξεργασίας 2Δ τοπογραφικών δικτύων. [SMANET] Πρόγραμμα συνόρθωσης, ανάλυσης ποιότητας και ελέγχου γεωμετρικών δεσμεύσεων σε 3Δ δίκτυα περιορισμένης εμβέλειας. Διαθέσιμα από:

7 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Βασικό αντικείμενο του μαθήματος είναι να διδάξει στους φοιτητές του 5 ου εξαμήνου του ΤΑΤΜ τις θεμελιώδεις έννοιες και τις βασικές μεθόδους επεξεργασίας και συνόρθωσης παρατηρήσεων για την επίλυση και ποιοτική ανάλυση Δικτύων Ελέγχου.

8 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Κατά μία έννοια, έχετε ήδη αντιμετωπίσει προβλήματα επίλυσης απλών δικτύων (βλέπε Toπογραφικές Αποτυπώσεις, 2 ο εξάμηνο)

9 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Κατά μία έννοια, έχετε ήδη αντιμετωπίσει προβλήματα επίλυσης απλών δικτύων (βλέπε Συνορθώσεις, 4 ο εξάμηνο) X =? Y =?

10 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Στο μάθημα αυτό θα ασχοληθούμε με την επίλυση και ανάλυση δικτύων μέσα από μια γενικότερη και πιο ολοκληρωμένη θεώρηση.

11 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Παρατηρήσεις πεδίου Εξωτερική πληροφορία Επιλογή ορισμού του ΣΑ Ανάλυση και συνόρθωση δικτύου Συντεταγμένες σημείων Αξιολόγηση ακρίβειας & έλεγχος αξιοπιστίας Σφάλματα παρατηρήσεων

12 Τι μαθαίνουμε δηλαδή σε αυτό το μάθημα ; Θα βασιστούμε σε γνώσεις που έχουν αποκτηθεί από προηγούμενα μαθήματα υποδομής, π.χ. Βασικές Τοπογραφικές Μέθοδοι και Έννοιες Συστήματα Αναφοράς Συντεταγμένων Θεωρία Συνόρθωσης & Στατιστική για να μελετήσουμε το πρόβλημα του βέλτιστου προσδιορισμού θέσης σημείων σε επίγεια δίκτυα από παρατηρήσεις γεωμετρικού χαρακτήρα.

13 Τι μαθαίνουμε δηλαδή σε αυτό το μάθημα ; Θα βασιστούμε σε γνώσεις που έχουν αποκτηθεί με από άλλα προηγούμενα λόγια, μαθαίνουμε μαθήματα πως υποδομής, μπορεί π.χ. να υλοποιηθεί ένα επίγειο σύστημα Βασικές αναφοράς Τοπογραφικές συντεταγμένων Μέθοδοι και Έννοιες πως μπορεί να αξιολογηθεί η ποιότητά του. Συστήματα Αναφοράς Συντεταγμένων Θεωρία Συνόρθωσης & Στατιστική για να μελετήσουμε το πρόβλημα του βέλτιστου προσδιορισμού θέσης σημείων σε επίγεια δίκτυα από παρατηρήσεις γεωμετρικού χαρακτήρα.

14 Τι μαθαίνουμε δηλαδή σε αυτό το μάθημα ; o Πώς μπορούν να ελεγχθούν οι παρατηρήσεις σε ένα δίκτυο πριν από την επίλυσή του o Ποια είναι τα μαθηματικά και στοχαστικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται συνήθως στην επεξεργασία τοπογραφικών δικτύων o Ποιες είναι οι βασικές επιλογές με τις οποίες μπορεί να συνορθωθεί ένα δίκτυο και να υλοποιηθεί ένα σύστημα αναφοράς συντεταγμένων o Πως μπορεί να αξιολογηθεί η ποιότητα των αποτελεσμάτων σε μια επίλυση δικτύου

15 Τι (δεν) είναι αυτό το μάθημα Τυφλή και παπαγαλίστικη επίλυση προβλημάτων συνόρθωσης. Θεωρητικού ή πρακτικού χαρακτήρα. Συνδυάζει και τα δύο! Το πιο δύσκολο μάθημα των σπουδών σας

16 Τι είδους γνώσεις οφείλετε ήδη να έχετε: - Γραμμική άλγεβρα & πίνακες (1 ο εξάμηνο) - Τοπογραφικά όργανα & μέθοδοι μετρήσεων (1 ο εξάμηνο) - Στατιστική & Ανάλυση Δεδομένων (2 ο εξάμηνο) - Τοπογραφικές αποτυπώσεις (2 ο εξάμηνο) - Συστήματα αναφοράς (2 ο εξάμηνο) - Συνορθώσεις παρατηρήσεων & θεωρία εκτίμησης (4 ο εξάμηνο)

17 Τι είδους γνώσεις θα αποκτήσετε μέσα από το μάθημα αυτό: - Θεωρητική και πρακτική αντιμετώπιση βασικών προβλημάτων συνόρθωσης οριζόντιων, υψομετρικών και 3Δ τοπογραφικών δικτύων ελέγχου. - Αξιολόγηση και έλεγχος της ποιότητας των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από τη συνόρθωση παρατηρήσεων σε ένα τοπογραφικό δίκτυο. - Αντιμετώπιση προβλημάτων σχεδιασμού και βελτιστοποίησης τοπογραφικών δικτύων με βάση συγκεκριμένες προδιαγραφές ποιότητας.

18 ... κυρίως όμως θα (πρέπει να) μάθετε να σκέφτεστε με έναν πιο ολοκληρωμένο και συνθετικό τρόπο για την επίλυση προβλημάτων προσδιορισμού θέσης που απασχολούν τον ΑΤΜ. S 2 x 2 2 x 1 y 2 y 1 y y 0 S cos A x x0 S sin A

19 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Ανασκόπηση Συνόρθωσης Παρατηρήσεων και Θεωρίας Εκτίμησης Παραμέτρων. 2. Εισαγωγή στα Δίκτυα. 3. Προ-επεξεργασία μετρήσεων δικτύου. 4. Εξισώσεις παρατηρήσεων δικτύου και οι γραμμικοποιημένες μορφές τους. 5. Σύστημα κανονικών εξισώσεων και το πρόβλημα ορισμού του συστήματος αναφοράς. 6. Τεχνικές και αλγόριθμοι συνόρθωσης δικτύου. 7. Προβλήματα ένταξης δικτύων.

20 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 8. Ανάλυση ακρίβειας και έλεγχος αξιοπιστίας αποτελεσμάτων συνόρθωσης δικτύου. 9. Άλλα θέματα δικτύων Σχεδιασμός & Βελτιστοποίηση Δικτύων. Χρήση του προγράμματος ΝΕΤΙST με παραδείγματα. Μετασχηματισμοί δικτύων. Εκτίμηση συνιστωσών μεταβλητότητας αναφοράς.

21 ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ - Σετ ερωτήσεων και πρακτικών ασκήσεων θα είναι διαθέσιμα από την ιστοσελίδα του μαθήματος. - Κάποιες από τις ασκήσεις μπορούν εύκολα να λυθούν με το χέρι και κάποιες άλλες όχι. Όλες όμως είναι σημαντικές για τη σωστή κατανόηση του μαθήματος. - Οι περισσότερες από τις ασκήσεις και ερωτήσεις θα συζητηθούν στην τάξη κατά τη διάρκεια του μαθήματος.

22 ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ - Λύστε αρκετές ασκήσεις συνόρθωσης απλών δικτύων (π.χ. πολλαπλή εμπροσθοτομία, κατακόρυφο δίκτυο). Ακόμα και αν νομίζετε ότι κατέχετε καλά τη διαδικασία συνόρθωσης ενός δικτύου, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να εφαρμόσετε τη θεωρία χρησιμοποιώντας αριθμητικά δεδομένα και παίρνοντας σωστά αποτελέσματα. - Μη διστάζετε να κάνετε ερωτήσεις όσο απλές και αν φοβάστε πως είναι. Αν αφήσετε κενά κατά τη διάρκεια του εξαμήνου, θα είναι ιδιαίτερα δύσκολο να τα καλύψετε σε ικανοποιητικό βαθμό όταν θα πλησιάζουν οι εξετάσεις.

23 ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ - Ο βαθμός του μαθήματος καθορίζεται αποκλειστικά από το τελικό διαγώνισμα... - Οι εξετάσεις γίνονται με κλειστά βιβλία. - Κατά τη διάρκεια των εξετάσεων μπορείτε να έχετε μαζί σας ένα (1) φύλλο Α4 με προσωπικές σημειώσεις. - Κατά τη διάρκεια των εξετάσεων θα πρέπει να έχετε μαζί σας ένα calculator (εξοικειωθείτε με τις βασικές πράξεις πινάκων).

24 Μονάδες! ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ Προσοχή στις φυσικές μονάδες των μεγεθών που εμπλέκονται στους αλγόριθμους συνόρθωσης δικτύων. Η χρήση λανθασμένων μονάδων είναι ένα σημαντικό λάθος που γίνεται συχνά στο μάθημα αυτό. Η μη-χρήση μονάδων στα τελικά αποτελέσματα είναι επίσης συχνό λάθος που τιμωρείται στις εξετάσεις.

25 ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ Παρακολούθηση μαθήματος Παρακολουθείτε συστηματικά το μάθημα! Είναι ίσως ο καλύτερος τρόπος για να εξασφαλίσετε την επιτυχία στις εξετάσεις. Πολλές φορές θα συζητούνται χρήσιμα θέματα, τα οποία δεν αναλύονται κατ ανάγκη σε διεξοδικό βαθμό στα αντίστοιχα κεφάλαια των βιβλίων και των σημειώσεων.

26 ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ

27 Χρήσιμες πηγές διαδικτύου Οργανισμοί & υπηρεσίες για την υποστήριξη, λειτουργία και ανάλυση Γεωδαιτικών Δικτύων International Earth Rotation & Reference Systems Service (IERS) International GNNS (formerly GPS) Service (IGS) International Terrestrial Reference Frame (ITRF) National Geospatial Agency (NGA/US)

28 Χρήσιμες πηγές διαδικτύου Οργανισμοί & υπηρεσίες για την υποστήριξη, λειτουργία και ανάλυση Γεωδαιτικών Δικτύων Αμερικανική Γεωδαιτική Υπηρεσία Καναδική Γεωδαιτική Υπηρεσία Γεωδαιτική Υπηρεσία Αυστραλίας Reference Frame Sub-Commission for Europe

29 Χρήσιμες πηγές διαδικτύου Ελληνικοί οργανισμοί και υπηρεσίες που ασχολούνται με τη διάθεση, διαχείριση και επεξεργασία χωρικών δεδομένων Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού (ΓΥΣ) Εθνικό Κτηματολόγιο και Χαρτογράφηση (ΕΚΧΑ) Υδρογραφική Υπηρεσία Ναυτικού Hellenic Positioning System (HEPOS)

30 Χρήσιμες πηγές διαδικτύου Ιστοσελίδες που παρέχουν software (freeware, demo και student versions) για την ανάλυση δικτύων Best-Fit Computing, Inc. Καναδική Γεωδαιτική Υπηρεσία Αμερικάνικη Γεωδαιτική Υπηρεσία M. Craymer s on-line Geodesy Resources

31 Καλή ακαδημαϊκή χρονιά!