Feltarbeid Mjølfjell. Rettvinkelmålinger Terrengmodellering Byggegrop Prosjektering. BYG 102 Statistikk og Landmåling våren 2016

Transkript

1 BYG 102 Statistikk og Landmåling våren 2016 Dette dokumentet er en beskrivelse av den ene av de to oppgavene som skal utføres på Mjølfjell. Halvparten av tiden skal brukes til denne oppgaven, og halvparten av gruppene skal begynne med denne oppgaven den første dagen. Oppgaveteksten er veiledende, og kan fravikes hvis instruktørene finner det hensiktsmessig. Feltarbeid Mjølfjell Rettvinkelmålinger Terrengmodellering Byggegrop Prosjektering 1

2 Generelt 2

3 1.5 Litt om teodolitter I denne øvelsen skal vi bruke eldre teodolitter uten elektronikk. Disse har klemskruer som vi må løse før instrumentet kan dreies. De har også sirkelklemme. Hvis vi løser denne følger gradskiven med når instrumentet dreies, og det er som regel ikke ønskelig. Teodolittene stilles opp på de samme stativene og på samme måte som vi stiller opp moderne totalstasjoner. Vinkler leses av på gradskiven ved å se inn i mikroskop-okularet. Illustrasjonene er hentet fra læreboken «Landmåling» av Sigmund Larsen, Under ser vi eksempel på avlesning av gradskiven på en teodolitt. 3

4 Øvelse A Byggegrop Oppgaveteksten til øvelse A er veiledende. Tomtenes dimensjoner bestemmes når vi begynner. Markarbeid Beregninger og presentasjon 4

5 Øvelse B Ballplass Markarbeid Det skal planeres ut en ballplass i kupert terreng. På terrenget legges et rutenett, og det skal måles høyde og jorddybde i hvert kryss i rutenettet. Gruppene samarbeider om rutenettet, og hver gruppe måler høyde og dybde langs en av linjene i rutenettet. Rutestørrelsen er 5x5 meter, og ballbanen skal plasseres i rutenettet slik figuren viser. Hvis det er 9 grupper blir ballbanen 25x25 meter, mens den blir 30x25 meter hvis det er 10 grupper. I H G F E D BASISLINJE OPPSTILLINGSPUNKT BALLBANE C B A Først plasseres basislinjen i terrenget. Dette gjøres i samarbeid mellom studenter og lærere. 2. Et målebånd strekkes ut i basislinjen, og gruppene stiller opp teodolitter i basislinjen med 5 meters mellomrom. 3. Ved hjelp av teodolitt, målebånd og treplugger markerer hver gruppe punktene i sin linje i rutenettet, f.eks. A8 til I8 for gruppen lengst til høyre. 4. Hver gruppe stikker og måler jorddybden i sin linje. 5. Hver gruppe skal bestemme høyden på alle pluggene i rutenettet. Dette gjøres ved flatenivellement. Da må det først opprettes høydefastmerker i området. De nye høydefastmerkene markeres i terrenget av lærer, og hver gruppe bestemmer høyden på disse ved å gå et fastmerkenivellement. Når skjemaet for fastmerkenivellement er ferdig beregnet, må dette godkjennes av lærer før gruppen kan fortsette arbeidet med flatenivellementet. 5

6 Beregning av høyder i rutenettet Høyden til høydefastmerkene regnes ut i skjemaet for fastmerkenivellement. Skjemaet tas med i rapporten, sammen med kart eller bilde som viser fastmerkenes plassering i forhold til rutenettet. Nivellementsskjemaet for flatenivellementet tastes inn i regneark for utregning av terrenghøyder og fjellhøyder. Regnearket tas med i rapporten, skjemaet kan ligge som vedlegg. UTM-koordinater Det skal regnes ut UTM-koordinater på alle punktene som vi nå har bestemt høyden til. 1. Mål inn minst to av punktene i rutenettet, og bruk Gemini Oppmåling til å beregne koordinater til disse. Alle gruppene som er med på rutenettet samarbeider om dette ved at en person fra hver gruppe deltar. Målemetode er valgfri. Dokumentasjon av denne beregningen skal selvsagt være med i rapporten. 2. Legg origo i det ene hjørnet av rutenettet (for eksempel i A1) og legg x-aksen og y-aksen langs kantene ut fra origo slik at vi får et venstrehåndssystem. På denne måten får alle punktene i rutenettet x- og y-koordinat. Noter ned x og y for de punktene dere har målt inn og beregnet under pkt. 1. Legg disse koordinatene inn i et nytt dokument i Scilab. 3. Hvis vi måler inn og koordinatberegner to av punktene kan vi regne ut UTM-koordinater på resten ved å bruke Helmert-transformasjon (se pdf-dokumentet «konform transformasjon» som er lagt ut på itslearning). Vi må regne ut hvor mye det lokale koordinatsystemet er rotert i forhold til UTM-systemet, og vi må regne ut hvor mye origo er forskjøvet. I tillegg kan det være målestokksforskjell mellom systemene. Alle disse størrelsene kalles transformasjonsparametre. Rotasjonen angis med vinkelen kappa, og origoforskyvning angis med størrelsene cx og cy. Utregningen av transformasjonsparametrene er vist i smatheksempelet på neste side, der koordinatene i rutenettet kalles x og y, mens UTMkoordinatene heter N og E. Regn ut rotasjon og målestokk. Sett målestokk lik 1 og vis rotasjonsvinkelen i kart/figur. 4. Opprett kolonner for rutenettskoordinater i regnearket som ble brukt for å regne ut høydene, og tast inn rutenettskoordinatene. 5. Opprett kolonner for UTM-koordinater og sett inn formler for disse i regnearket. 6

7 7

8 Lage kof-fil Fra regnearket kopieres kolonnene med Punktnummer, N, E og H over i et nytt regneark. Ett regneark for hver høydetype. Bruk funksjonen «Lim inn verdier» når du skal kopiere koordinater fra ett regneark til et annet. Det nye regnearket utformes slik: 1. Sett inn en ny kolonne A som inneholder teksten k05 i alle rader. 2. La punktnummer stå i kolonne B. 3. Kolonne C skal inneholde teksten kode. 8

9 4. Kolonnene DEF inneholder koordinatene NEH. Alle koordinater skal ha tre desimaler, også de som slutter på null. Det nye regnearket lagres som en csv-fil med mellomrom som skilletegn. (Hvis dette ikke er et valg, kan du bruke semikolonseparert csv og erstatte alle semikolon med mellomrom i Notisblokk etterpå.) Vi åpner csv-filen i notisblokk og bruker Erstatt-funksjonen når vi skal lage en kof-fil: 1. Øverst i filen legger vi inn litt forklarende tekst: -00 Terrenghøyder (eller Fjellhøyder) Mjølfjell 2012 Gruppe nr (fyll inn nummer) -00 Koordinatsystem: Euref89 sone 32 med ortometriske høyder 2. Skriv så inn følgende linje: -05 PPPPPPPPPP KKKKKKKK XXXXXXXX.XXX YYYYYYY.YYY ZZZZ.ZZZ Bk MMMMMMM 3. Alle kolonner skal rettes inn etter den linjen du nettopp skrev, så dette må være riktig. 4. Erstatt alle k05 med mellomrom etterfulgt av Erstatt ordet kode med ca 17 mellomrom. Nå har du kanskje fått ett mellomrom for lite i alle rader med ensifret punktnummer. Sett inn etter behov. 6. Det skal være to mellomrom foran E-koordinat. Prøv å erstatte mellomrom38 med to mellomrom og Det skal være to mellomrom foran høyden. Når du er ferdig å redigere lagres filene som ballplass_jord.kof og ballplass_fjell.kof Filtype skal stå på Alle filer og koding skal være ANSI. Eksempel: -00 Fjellhøyder Mjølfjell 2012 Gruppe nr Koordinatsystem: Euref89 sone 32 med ortometriske høyder -05 PPPPPPPPPP KKKKKKKK XXXXXXXX.XXX YYYYYYY.YYY ZZZZ.ZZZ Bk MMMMMMM 05 1A B C D E F G H I A B C Byggegrop og visualisering i Gemini Terreng Bruk oppskriften fra kurset i Gemini Terreng når du utfører denne delen av oppgaven. VIKTIG: La alltid programmet selv bestemme hvor ting skal lagres. 1. Opprette et nytt prosjekt. 2. Hente inn kartdata. Bruk sosi-filen kaardal.sos som du har lastet ned fra itslearning. Under importen velger du sosiversjon 4.0 og full lagdeling. 3. Importer filen ballplass_jord.kof. Velg malen innmålt_masseutskiftning.al_ (Den jorden vi har målt inn skal det nemlig ikke bygges på, den skal fjernes). 4. Importer filen ballplass_fjell.kof. Velg malen innmålt_fjell.al_ 5. Trianguler de innmålte punktene. 6. Lag to hjelpelinjer som ligger 7,5 meter innenfor yttergrensen for det triangulerte området. 7. Legg inn en ballbinge på 25x25 (evt. 30x25) meter og omtrent riktig høyde (du ser punktenes høyder i kof-filen din). Opprett hjelpelinjer 1 meter utenfor banen. 9

10 8. Opprett byggegrop og la hjelpelinjenes skjæringspunkter danne utgangspunkt for begrensningskontur. Husk å digitalisere begrensningskonturen mot urviserens retning. Velg i første omgang massetypene 1,3,4,6 og Under ballbanen skal det ligge et lag bestående av sprengt stein. Hvis vi legger ballbanen direkte på fjell vil det oppstå dreneringsproblemer. Vi oppretter et nytt lag, «Trau», i byggegropen. Lagtype er «Gemini Teoretisk» og som standard velger vi «1: Trau». Geometrien (begrensningskonturen) kopieres fra overflatelaget til traulaget slik at de to lagene får samme geometri. Så senker vi traulaget til 0,8 meter under byggegropens overflate. 10. Massetyper: Skjæring jord skal ha faktor 0 for å ikke bli tatt med i massebalansen. Skjæring jord er jord som skal fjernes og ikke erstattes med noe. Masseutskiftning er jord som skal fjernes og erstattes med fylling av sprengt stein. Masseutskiftning skal også ha faktor 0. For massetypen fylling må lagrekkefølgen redigeres slik at denne blir logisk. 11. Masseberegning, massebalanse, banens høyde. All jord skal fjernes, og det er sprengt stein som skal brukes til fylling. Byggegropens høyde skal settes i meter med en desimal. Legg byggegropens høyde slik at sprengningsvolum blir så nær som mulig, men større enn, volumet av fylling. Før vi beregner masser må vi sette sjikttype 00 på applikasjonslaget som heter Terrengform 40. Hvis ikke vil programmet beregne skjæring og fylling mot terrengmodellen som er generert fra sosi-filen vi lastet inn. Utvidelsesfaktorene skal være i nærheten av 1.6 ved sprengning og -1.4 ved komprimering av fylling. For masseutskiftning må faktoren settes til 0.0 for at denne ikke skal inngå i massebalansen. Etter at den endelige masseberegningen er gjort og evt. profiler er generert, kan vi sette sjikttypen tilbake til 01 slik at den grove terrengmodellen kan brukes for visualisering (se pkt. 13). 12. Generer profiler gjennom byggegropen. Velg ut et par profiler som du tar med i rapporten sammen med forklarende tekst. 13. Masserapport er det mulig å få ut i Excel for de som har dette programmet. Ellers kan de beregnede massene leses ved å dobbeltklikke på byggegropen og gå inn på «Beregnede masser», men da må vi selv gange med utvidelsesfaktorer. Resultat Oppdragsgiveren ber deg stille opp følgende informasjon på en oversiktlig måte: 1. Hvor mye jord må graves bort? Dette blir summen av skjæring jord og masseutskiftning. Programmet har funnet volumet, og vi kan anta at det utvider seg med 10 % når massene graves opp. En lastebil rommer ca. 10 m 3 løsmasse. Hvor mange lastebillass blir det? Kanskje dere kan anslå en kostnad også? 2. Hvilken høyde skal det bores ned til ved sprengning og hvilken høyde skal det fylles opp til med steinfylling? Tegn gjerne en enkel figur. 3. Hvor mye må sprenges? Oppgi svaret i m 3 masse før sprengning. 4. Hvor mye må fylles? Oppgi svaret i m 3 anbrakt (komprimert) masse. 5. Hvor stort overskudd eller underskudd på stein blir det? 6. Hvilke utvidelsesfaktorer er brukt? 7. Oppgi areal av flåsprengning, forklar betydningen av dette og illustrer med bilde fra programmet. Visualisering 10

11 Kart, skisser, profiler og liknende tas selvsagt med underveis i rapporten der det er naturlig, men til slutt skal dere lage to større bilder som visualiserer prosjektet, ett A4-kart (2D), helst med rutenett, koordinater, målestokk, og ett perspektivbilde (3D) av den prosjekterte ballbanen. Visualiseringen i Gemini Terreng må gruppene stort sett finne ut av selv. Ingen av øvingslærerne har mye erfaring med dette. Men det å kunne bruke hjelpefunksjoner for sette seg inn i et nytt dataprogram er en ferdighet som er mye etterspurt i arbeidslivet. Vi ser det derfor som naturlig å belønne denne ferdigheten også ved vurdering av feltkursrapportene. Drøfting Gemini Terreng tar ikke hensyn til målestokksforskjell mellom UTM-koordinater og terreng. Får dette noen praktisk betydning i denne oppgaven? Gjør konkrete anslag og vurder virkningen av denne og andre usikkerhetsfaktorer. Tips: Bruk transformasjonsparametrene a og b, og regn ut målestokksforskjellen mellom rutenett og UTM. Vurder opp mot målenøyaktighet og utvidelsesfaktorer ved sprengning og fylling. Ville det være mest riktig å sette m=1 ved transformasjonen eller har ikke dette noen praktisk betydning? 11

12 Rapport Det skal skrives en samlet delrapport fra øvelse A og øvelse B som er beskrevet i denne oppgaveteksten. Delrapporten settes inn i feltkursrapporten. Kravene til rapport kan nok variere litt fra delrapport til delrapport i dette feltkurset. Men den som vurderer delrapporten vil være den samme som er ansvarlig for oppgaveteksten, så det er ikke noe problem. For denne deloppgaven skal det skrives en teknisk rapport. Det er framgangsmåten og resultatene som er viktige. Gode og forklarende kart og figurer er minst like viktige som tekst. Tenk dere at rapporten skal brukes av den som skal planlegge, gi anbud på, og utføre graving og sprengning. Han vil ikke være spesielt interessert i landmålernes følelser og opplevelser mens arbeidet pågikk. Han vil f.eks. vite hvilken høyde banen skal ligge i, og prosessen med å finne denne høyden må være så godt dokumentert at det ikke er tvil om at høyden stemmer. I en feltkursrapport er det også naturlig å skrive litt om opplevelser, læringsutbytte, sosialt utbytte, gruppesamarbeid, værforhold og lignende. Dette bør plasseres for seg selv i forord eller innledning, og ikke inne i de mer tekniske delrapportene. Denne delrapporten skal inneholde Innledning o Kort beskrivelse av oppgaven o Eventuell teori Metode o Beskrivelse av arbeidet, gjerne med bilder o Scannede måleskjema (kan forminskes, men skal være leselige) o Profiltegninger o Regneark og andre beregninger o Utskrift av kof-filer o Relevante skjermbilder fra dataprogram som er benyttet. Resultat o Resultatet av målingene og beregningene, som for eksempel profiltegninger, byggegropens plassering, beregningsresultat, kart, 3d-modeller, visualiseringer. Drøfting o Drøfting og vurdering av resultat og metode Konklusjon o Kort oppsummering Generelt Husk at en rapport ikke alltid blir lest i sin helhet. Det skal være mulig å forstå hva oppgaven gikk ut på og hva dere har gjort ved bare å lese innledning og konklusjon. Rapporten skal være forståelig for en som ikke har lest oppgaveteksten. Det vises forøvrig til de formelle kravene til en semesteroppgave, som ble gitt i innføringsemnet i fjor høst. 12