PRATÝK JEODEZÝ
PROF. DR. SEBAHATTÝN BEKTAÞ
SAMSUN
ÖNSÖZBu kitap, Üniversitelerin Mühendislik Fakültelerinin Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliði Bölümlerinde, Meslek Yüksekokullarýnýn Harita-Kadastro programlarýnda gösterilen Ölçme Bilgisi (Topoðrafya) ve Jeodezi adý altýnda okutulan derslere yönelik olarak hazýrlanmýþtýr. Bu kitap her ne kadar öðrenciler için düþünülüp hazýrlanmýþsa da direkt ya da dolaylý olarak jeodezi (haritacýlýk) faaliyetlerinde bulunacaklar için sürekli bir baþvuru kaynaðý - el kitabý olarak da kullanýlabileceði ümit edilmektedir.
Son yýllarda bilgisayar teknolojisinde ve ölçme aletlerindeki geliþmeler jeodezide çýðýr açmýþtýr. Özellikle GPS teknolojisi sayesinde yüksek doðruluk ve hýzda, noktalarýn direkt konumlarý belirlenebilmektedir. Önceleri hesaplamalardaki güçlükler nedeniyle yeðlenen grafik ve yaklaþýk çözümler, bilgisayarýn saðladýðý geniþ, hýzlý ve doðru iþlem yapma yeteneklerinden dolayý yerlerini kesin çözüm yöntemlerine býrakmýþtýr. Böylelikle jeodezik hesaplamalar gerçeðe daha yakýn bir biçimde yapýlabilmektedir.
Kitaba, klasik ölçme bilgisi kitaplarýna göre daha fazla konu dahil edilmeye çalýþýlmýþ, düzlem ölçmelerin yaný sýra küre ve elipsoid yüzeyinde hesaplamalar,harita projeksiyonlarý konularý da katýlmýþtýr. Dengeleme hesabý konularý kapsam dýþý olmakla beraber pratikte sýk kullanýlacak basit dengeleme türlerine örnekler verilmiþtir.
Kitabýn kapsamý bu kadar geniþ tutulunca ayrýntýlarda kaybolmamak ve kitabýn hacmini gereksiz yere büyütmemek için genelde teoremlerin kanýtlanmasýndan kaçýnýlmakla beraber bazý konularda teorik detaya girilerek okuyucuya araþtýrma yapma isteði aþýlanmaya çalýþýlmýþtýr. Konular hakkýnda, daha geniþ bilgi ve teorik detaylar için okuyuculara kaynaklar kýsmýnda gösterilen eserlere baþvurmalarý önerilir.
Konular içinde halen yürürlükte olan (BÖHYY ve BÖHHBÜY) teknik yönetmeliklerinden yer yer alýntýlar yapýlarak okuyucuda öðrenme aþamasýnda ölçme ve hesaplama standartlarýnýn yerleþmesi düþünülmüþtür. Pratik jeodezi uygulamalarýna aðýrlýk verilmiþ, tüm hesaplamalara iliþkin genel bilgiler verildikten sonra konuyla ilgili olarak bol sayýsal örnek ve çözümleri verilmiþtir.
Kitap da sýrasýyla; Hatalar, basit ölçmeler, alan hesaplarý,düzlem jeodezi, poligon hesabý,koordinat dönüþümü, nirengi ve nivelman hesaplarý, takeometrik alým, aplikasyon,kesitlerin çýkarýlmasý,hacim hesaplarý, kürede ve elipsoidde jeodezik hesaplamalar, harita projeksiyonlarý, üç boyutlu jeodezi ve GPS konularý teorik açýklamalý ve sayýsal uygulamalý olarak verilmiþtir.
Kitabýn konuyla ilgileneceklere yararlý olmasýný diler, basýmda emeði geçenlere teþekkür ederim.
Ocak, 2009-Samsun Prof. Dr. Sebahattin BEKTAÞ
ÝÇÝNDEKÝLER0.ÖNSÖZ...
ÝÇÝNDEKÝLER...
1.GÝRÝÞ
1.1. Temel Bilgiler ve Tanýmlar................................................................................
Jeodezinin Tanýmý ve Tarihçesi.......................................................................
Ölçek...
1.2. Haritalarýn Sýnýflandýrýlmasý..............................................................................
1.3. Dünyanýn Þekli ve Büyüklüðü...........................................................................
1.4. Ölçü Birimleri...
Uzunluk Ölçü Birimleri....................................................................................
Alan Ölçü Birimleri..........................................................................................
Açý Ölçü Birimleri............................................................................................
Açý Birimlerinin Birbirine Dönüþtürülmesi..........................................................
1.5. Küçük Açýlar...
2. HESAPLAMALARDA HATA KAYNAKLARI.....................................................
2.1. Yöntem Hatalarý................................................................................................
2.2. Giriþ Verilerinin Hatalarý....................................................................................
2.3. Yuvarlatma Hatalarý..........................................................................................
Kesin ve Yaklaþýk Sayýsal Deðerler.................................................................
Hesaplama Kurallarý........................................................................................
3. ÖLÇMEDE HATALAR........................................................................................
3.1. Rastgele Hatalarýn Kuramý (Teorisi).................................................................
3.2. Duyarlýk Ölçütleri .............................................................................................
3.3. Hata Yayýlma Kanunu......................................................................................
4. HARÝTA YAPIMI.................................................................................................
Harita Yapýmýnda Gerekli Ölçmeler..................................................................
4.1. Basit Yatay Ölçmeler........................................................................................
4.1. Basit Ölçme Aletleri.........................................................................................
4.2. Arazide Doðrularýn Ýþaretlenmesi......................................................................
4.3. Uzaklýk Ölçüsü.................................................................................................
4.4. Endirekt Uzaklýk Ölçüsü...................................................................................
4.5. Koordinat Sistemleri.........................................................................................
4.5.1. Dik Koordinat Sistemi....................................................................................
4.5.2. Kutupsal Koordinat Sistemi...........................................................................
4.6. Alým Yöntemleri ve Parsel Ölçüsü....................................................................
Dik Alým Yöntemi..............................................................................................
Baðlama Yöntemi.............................................................................................
Kutupsal Alým Yöntemi.....................................................................................
4.7. Parsel Ölçülerinin Çizimi..................................................................................
5. ALAN HESAPLARI.............................................................................................
5.1. Ölçü Deðerlerine Göre Alan Hesabý.................................................................
5.2. Koordinat Deðerlerine Göre Alan Hesabý.........................................................
5.3. Plan Deðerlerine Göre Alan Hesabý.................................................................
Planimetre ile Alan Hesabý...............................................................................
5.4. Pafta Deformasyonlarý......................................................................................
5.5. Alanlarýn Bölünmesi..........................................................................................
5.5.1. Üçgen Alanlarýn Bölünmesi...........................................................................
5.5.2. Basit Yamuk Bölmesi...................................................................................
5.5.3. Dörtgenlerin Bölünmesi.................................................................................
6. DÜZLEM JEODEZÝ.............................................................................................
6.1. Jeodezik Temel Problemlerin Çözümü.............................................................
6.2. Temel Ödevler..................................................................................................
6.3. Yan Nokta ve Küçük Nokta Hesabý..................................................................
6.4. Dik Ayaðý ve Dik Boyu Hesabý.........................................................................
7. AÇILARIN ÖLÇÜLMESÝ.....................................................................................
Teodolit ve Takeometreler.................................................................................
7.1.Yatay Açýlarýn Ölçülmesi...................................................................................
7.2. Düþey Açýlarýn Ölçülmesi ...............................................................................
8. POLÝGON ...
8.1. Isý ve Ayar Düzeltmesi....................................................................................
8.2. Poligon Kenarlarýnýn Deniz Seviyesine GKP Yüzeyine Ýndirgenmesi.............
8.3. Poligon Hesabý................................................................................................
Dayalý Poligon Hesabý...................................................................................
Açýk Poligon Hesabý .....................................................................................
Kapalý Poligon Hesabý ..................................................................................
Baðlý Poligon Hesabý ....................................................................................
8.4. Poligonlarda Kaba Hatalarýn Bulunmasý.........................................................
9. KOORDÝNAT DÖNÜÞÜM HESABI .................................................................
9.1. Benzerlik Dönüþümü......................................................................................
9.2. Afin Dönüþümü..............................................................................................
9.3. Projektif Dönüþüm..........................................................................................
9.4. Dengelemeli Koordinat Dönüþümü................................................................
10.YATAY KONTROL (NÝRENGÝ) NOKTALARI ................................................
10.1. Ölçülerin Elipsoid Yüzeyine Ýndirgenmesi.................................................
10.1.1. Yatay Doðrultularýn Elipsoid Yüzeyine Ýndirgenmesi................................
10.1.2. Uzunluklarýn Elipsoid Yüzeyine Ýndirgenmesi...........................................
Elektronik Uzaklýk Ölçerlerde Düzenli Alet Hatalarýnýn Belirlenmesi.......
10.2. Nirengi Aðlarýnýn Konum,Ölçek ve Yönünün Belirlenmesi........................
11. KESTÝRMELER ............................................................................................
11.1.Önden Kestirme ...........................................................................................
11.2.Yandan Kestirme ..........................................................................................
11.3.Geriden Kestirme .........................................................................................
Geriden Kestirme Probleminin Bir Çözümü.................................................
Kaestner Yöntemi........................................................................................
Collins Yöntemi...........................................................................................
Delambre Yöntemi......................................................................................
11.4. Uzunluklarla Kestirme ................................................................................
11.5. Çift Nokta Kestirmesi..................................................................................
11.6. Karþý Iþýnlý Kestirme....................................................................................
Kestirme Problemlerinin Grafik Çözümü.....................................................
Açýlarýn Düzeltilmesi (Yaklaþýk Dengeleme)...............................................
11.7. Karýþýk Kestirme Problemleri.......................................................................
11.8. Karýþýk Kestirme Probleminin Nokta Dengelemesi ile Çözümü..................
11.9. Merkez Dýþý Gözlemlerin Merkeze Dönüþtürülmesi.... ..............................
11.10.Zemine Ýndirme........ ................................................................ ................
Nirengi Að Dengelemelerinin Bilgisayar Ortamýnda Yapýlmasý..................
12.DÜÞEY KONTROL (NÝVELMAN) NOKTALARI............................................
Yüksekliklerin Belirlenmesi .......................................................................
12.1. Geometrik Nivelman.................................................................................
Nivo...
12.2. Trigonometrik Nivelman..........................................................................
12.2.1. Iþýn Kýrýlmasý (Refraksiyon) Etkisi...........................................................
12.2.2. Küresellik Etkisi.......................................................................................
12.2.3. Düþey Açýlarýn Zemine Dönüþtürülmesi..................................................
12.2.4. Karþýlýklý Gözlemlerle Trigonometrik Yükseklik Hesabý...........................
12.2.5. Düþey Açýlarý Ýndirgeyerek Trigonometrik Yükseklik Hesabý...................
12.2.6. Refraksiyon Katsayýsýnýn Deneysel Olarak Belirlenmesi.........................
12.3. Barometrik Nivelman...............................................................................
13. TAKEOMETRÝK ALIM ..................................................................................
13.3. Takeometrik alýmda dik koordinatlarýn hesaplanmasý................................
13.5. Elektronik Takeometrelerle Takeometrik Alým............................................
13.6. Üç Boyutlu Yerel Dik Koordinat Sistemi......................................................
Eþ Yükseklik Eðrilerinin Çizimi....................................................................
Eþ Yükseklik Eðrilerinin Bilgisayar Ortamýnda Çizimi.................................
13.9. Uzay Geriden Kestirme...............................................................................
Uzunluklarla Uzay Geriden Kestirme..........................................................
Düþey Açýlarla Uzay Geriden Kestirme.......................................................
14.APLÝKASYON................................................................................................
14.1. Doðrularýn Aplikasyonu...................... ........................................................
14.2. Açýlarýn Aplikasyonu...................................................................................
Yatay Aplikasyon.....................................................................................
Düþey Aplikasyon...................................................................................
14.3. Binalarýn (Yapýlarýn) Aplikasyon.................................................................
14.3.1. Binalarýn Subasman Kotunun Belirlenmesi.............................................
14.4. KURP HESAPLARI...................................................................................
14.4.1.Yatay Kurplar...........................................................................................
14.4.2. Kurbun Aplikasyonu................................................................................
14.5. Düþey Kurp Hesabý..................................................................................
15.KESÝTLERÝN ÇIKARILMASI..........................................................................
15.1.Arazide Kesit Çýkarýlmasý............................................................................
15.2.Eþ Yükseklik Eðrili Harita (Plan) üzerinden Kesit Çýkarýlmasý.....................
15.3. Arazide Eðim Belirlemesi............................................................................
15.4. Eþ Yükseklik Eðrili Haritada Sýfýr Poligonunun Geçirilmesi.........................
15.5. En Kesitlerin Çýkarýlmasý.............................................................................
16. HACÝM (KÜBAJ) HESAPLARI......................................................................
16.1. En Kesitlerden Hacim Hesabý.....................................................................
16.2. Yüzey Nivelman Ölçülerine Göre Hacim Hesabý........................................
16.3. Eþ Yükseklik Eðrili Planlardan Hacim Hesabý.............................................
16.4. Harita ve Planlarýn Büyültülmesi veya Küçültülmesi........................... .......
17. KÜREDE JEODEZÝK HESAPLAMALAR......................................................
17.1. Küresel Trigonometri..................................................................................
17.2. Küre Üzerinde Bazý Büyüklüklerin Hesabý.................................................
17.3. Küresel Trigonometri Teoremleri................................................................
17.4. Küresel Üçgen Çözümleri...........................................................................
17.4.1.Legendre Teoremi Ýle Küresel Üçgenlerin Yaklaþýk Çözümü...................
17.5. Küresel Koordinat Sistemleri.......................................................................
17.5.1. Coðrafi Koordinatlar.................................................................................
17.5.2. Kartezyen Koordinat Sistemi....................................................................
17.5.3. Küresel Jeodezik Dik Koordinat Sistemleri...............................................
17.6. Jeodezik Hesaplamalarda Elipsoid Yerine Kürenin Kullanýlmasý................
17.7. Gauss Küresi...............................................................................................
17.8. Ölçülerin Küre Yüzeyine Ýndirgenmesi........................................................
17.9. Soldner Koordinatlarýyla Coðrafi Koordinatlar Arasýnda Dönüþümler.........
17.10. Soldner Koordinatlarýyla Temel Ödev Çözümleri......................................
17.11. Soldner Sisteminde Temel Ödevlerin Serilerle Çözümü...........................
17.12. Kürede Jeodezik Hesaplamalarýn Düzlem Esaslara Göre Yapýlmasý ve Ordinat Koruyan Projeksiyon...................................................
17.12.1. Küre Yüzeyinde Temel Ödev Çözümlerinin Ýndirgemelerle Yapýlmasý...
17.12.2. Kürede Yüzeyinde Kestirme Hesaplarý..................................................
17.12.2.1. Kürede Önden Kestirme......................................................................
17.12.2.2. Kürede Geriden Kestirme....................................................................
17.12.3. Küre Yüzeyinde Poligon Hesabý.............................................................
17.12.4. Hesap Bölgesinin Sýnýrlýlýðý.....................................................................
17.13. Soldner Sisteminde Komþu Dilimler Arasýnda Koordinat Dönüþümü........
18. ELÝPSOÝDDE JEODEZÝK HESAPLAMALAR ..............................................
18.1. Dönel Elipsoidin Yerleþtirilmesi ve Yöneltilmesi...........................................
18.2. Elipsoid Yüzeyine Ýzdüþümler......................................................................
18.3. Elips ve Elipsoid Geometrisi.........................................................................
18.4. Elipsoid Yüzeyinde Bazý Büyüklüklerin Hesabý............................................
Elipsoidde Eðrilik.........................................................................................
Elipsoidde Meridyen Yayý Hesabý...............................................................
Meridyen Yay Uzunluðundan Enlem Hesabý..............................................
Elipsoidde Kýsa Meridyen Yaylarýnýn Hesabý..............................................
Elipsoidde Paralel Daire Yayý Hesabý.........................................................
Elipsoidde Alan Hesabý...............................................................................
18.5. Jeodezik Eðri................................................................................................
Jeodezik Eðrinin Özellikleri..........................................................................
Elipsoidde Jeodezik Eðrinin Diferansiyel Denklemleri................................
Clairaut Denklemi........................................................................................
18.6. Elipsoidde Üçgen Hesabý.............................................................................
18.7. Elipsoidal Koordinat Sistemleri....................................................................
18.7.1. Coðrafi Koordinatlar ve Kartezyen Koordinatlar Arasýnda Dönüþümler...
18.7.2.Elipsoidde Coðrafi Koordinatlarla Temel Ödev Hesaplarý.........................
18.7.3. Elipsoidal Jeodezik Dik Koordinat Sistemi.............................................
18.7.3.1. Coðrafi Koordinatlardan Elipsoidal Jeodezik Dik Koordinatlarýn Eldesi..
18.7.3.2. Elipsoidal Jeodezik Dik Koordinatlardan Coðrafi Koordinatlarýn Eldesi.
18.7.4. Elipsoid Yüzeyinde Jeodezik Dik Koordinatlarla Temel Ödev Çözümleri...
19. HARÝTA PROJEKSÝYONLARI .......................................................................
19.1. Projeksiyonlarýn Sýnýflandýrýlmasý................................................................
19.2. Elipsoidin Düzleme Gauss-Krüger Projeksiyonu ........................................
19.2.1. Coðrafi Koordinatlardan Gauss-Krüger Koordinatlarýnýn Eldesi ..............
Harita Paftalarýnýn Bölümlemesi ve Pafta Köþe Noktalarýnýn Koordinatlarýnýn Bulunmasý...................................................................................................
19.2.2 Gauss-Krüger Koordinatlarýndan Coðrafi Koordinatlarýn Bulunmasý........
19.3. Gauss-Krüger Projeksiyon Yüzeyinde Hesaplamalar...............................
19.3.1. Ölçülerin Gauss-Krüger Projeksiyon Yüzeyine Ýndirgenmesi...................
19.4. UTM Projeksiyonu ...................................................................................
19.4.1. Deðiþtirilmiþ UTM Projeksiyonu ..............................................................
19.5. Gauss-Krüger Projeksiyonunda Komþu Dilimler Arasýnda Koordinat Dönüþümü...
20. ÜÇ BOYUTLU JEODEZÝ ve GPS.................................................................
20.1. Üç Boyutlu Jeodezi....................................................................................
20.1.1 Global ve Yerel Dik Koordinat Sistemi ve Aralarýnda Dönüþümler..........
20.2. Uydu Jeodezisi Sistemleri........................................................................
20.2.1. GPS Küresel Konumlama Sistemi............................................................
20.2.2. GPS Koordinatlarýndan Ülke Koordinatlarýna Dönüþüm..........................
20.2.3. GPS Yüksekliklerinden Ortometrik Yüksekliklerin Eldesi........................
EKLER...
KAYNAKLAR ...
DÝZÝN...