Hennecke/Müller/Werner (Hrsg.) Handbuch Ingenieurvermessung Bandl Grundlagen 2. völlig überarbeitete und erweiterte Auflage Unter Mitarbeit von Dr.-Ing. Günter Möbius Prof. Dr.-Ing. Michael Moser Dr.-Ing. Helfried Potthoff Dr.-Ing. Hans-Ulrich Schulz WICHMANN
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 11 2. Meßgeräte und Verfahren der Ingenieurvermessung 18 2.1. Streckenmessung 18 2.1.1. Mechanische Streckenmessung 19 2.1.2. Optische Streckenmessung 34 2.1.3. Elektronische Streckenmessung 43 2.1.3.1. Prinzip der elektronischen Streckenmessung 43 2.1.3.2. Korrektionen elektrooptischer Distanzmessungen 50 2.1.3.3. Geometrische Reduktionen 53 2.1.3.4. Einsatz von Impulsentfernungsmessern 54 2.2. Winkel- und Richtungsmessung 55 2.2.1. Horizontalwinkelmessung und deren Fehler 55 2.2.2. Vertikalwinkelmessung und deren Fehler 59 2.2.3. Zentrierfehler 62 2.2.4. Elektronische Theodolite und Tachymeter 69 2.3. Höhenmessungen 73 2.3.1. Geometrisches Nivellement 73 2.3.2. Trigonometrische Präzisionshöhenmessung 86 2.3.3. Sonderverfahren 91 2.3.3.1. Hydrostatisches Nivellement 91 2.3.3.2. Mikronivellier 94 2.3.3.3. Mechanische Höhenmessung 95 2.4. Fluchtungsmessung 97 2.4.1. Mechanische Fluchtung 98 2.4.2. Optische Fluchtung 100 2.4.3. Fluchtung mit elektronischen Hilfsmitteln 101 2.5. Lotungen 102 2.5.1. Ebenenlotung mit dem Theodolit 102 2.5.2. Geradenlotung 104 2.5.3. Schachtlotung 113 2.6. Lasertechnik und ihre Anwendung in der Ingenieurvermessung.. 117 2.6.1. Der Laser und seine Eigenschaften 117 2.6.2. Lasergeräte und ihre Anwendung im Bau- und Vermessungswesen 119 2.6.2.1. Fluchtungs- und Rotationslaser 119 2.6.2.2. Reflektorlose Streckenmessung 122 2.6.2.3. Interferometrische Längenmessung 127 2.6.2.4. Weitere Anwendungen von Lasern in der Industrievermessung... 131
Inhaltsverzeichnis 7. Verfahren und Geräte der terrestrischen Photogrammetrie Anwendungen in der Ingenieurvermessung 134 7.1. Allgemeine Betrachtungen zum Einsatz der terrestrischen Photogrammetrie 134 7.2. Verfahren und Geräte im Überblick 135 7.3. Genauigkeiten photogrammetrischer Verfahren 141 7.4. Ausgewählte Anwendungen in der Ingenieurvermessung 143 7.4.1. Einbildphotogrammetrie 143 7.4.2. Zweibildphotogrammetrie 145 7.4.3. Mehrbildphotogrammetrie 148 8. Ausgewählte Verfahren der Meß- und Automatisierungstechnik.. 150 8.1. Mechanische Verfahren 151 8.2. Optische Verfahren 154 8.3. Elektronische Verfahren 156 8.3.1. Ohmsche Verfahren 158 8.3.2. Induktive Verfahren 164 8.3.3. Kapazitive Verfahren 166 8.3.4. Optoelektronische Verfahren 168 8.3.5. Schwingsaitenmessungen (Frequenzanaloge Verfahren) 174 8.3.6. Ergänzungen 176 Absteckungsverfahren in der Ingenieurvermessung 178 1. Fehlertheoretische Grundlagen 178 2. Polarverfahren 180 3. Linearverfahren 182 4. Orthogonalverfahren 184 5. Winkelschnittverfahren 187 6. Polar-Linienschnittverfahren 191 7. Wertung der Verfahren 192 8. Absteckungen höchster Genauigkeit 193 9. Technologie der freien Standpunktwahl 196 Vermarkung von Fest- und Messungspunkten 199 1. Festpunktbewegungen und ihre Ursachen 199 1.1. Bewegungen der festen Erdkruste 199 1.2. Bewegungen der oberen Erddecke 200 1.3. Eigenbewegungen der Festpunkte 200 2. Geotechnische Einteilung der Erdarten und ihre Eignung für die Vermarkung von Festpunkten 202 3. Kriterien für die Standortwahl von Festpunktvermarkungen 203 4. Beispiele für Vermarkungen 205 4.1. Lagefestpunkte 205 4.2. Höhenfestpunkte 207 4.3. Meßpunkte am Bauwerk 207 4.4. Schlußbemerkungen 208
Inhaltsverzeichnis 9 5. Grundlagenetze 212 5.1. Baulagenetze 213 5.1.1. Rechtwinklige Netze 219 5.1.2. Dreiecksnetze und polare Netzformen 222 5.2. Lokale Lagenetze für Bauwerksüberwachungsmessungen 243 5.2.1. Richtungsnetze 245 5.2.2. Streckennetze 257 5.2.3. Kombinierte Netze 266 5.3. Höhennetze 268 5.4. GPS-Messungen zur Anlage von Lage- und Höhennetzen 284 5.4.1. Das NAVSTAR GPS (kurzer Abriß) 284 5.4.2. Lagenetze 291 5.4.3. Höhenbestimmungen 294 5.4.4. Kombination mit terrestrischen Messungen 296 6. Toleranzen und Meßgenauigkeiten 300 6.1. Toleranzen und Abmaße 300 6.2. System der Normzahlen 302 6.3. Aufbau von Toleranzsystemen 303 6.4. Meßgenauigkeit Meßunsicherheit 306 6.5. Fortpflanzung von Varianzen und Toleranzen 313 6.6. Beziehungen zwischen Bau- und Meßgenauigkeit 315 7. Erdmengenberechnung 321 7.1. Erdmengenberechnung bei linienförmigen Bauwerken 321 7.1.1. Näherungsweise Erdmengenberechnung 321 7.1.2. Erdmengenberechnung aus Querprofilflächen 328 7.1.2.1. Prinzip der Erdmengenberechnung aus Querprofilflächen 328 7.1.2.2. Berechnung der Abtrags- und Auftragsflächen im Querprofil 329 7.1.2.3. Genauigkeit der Erdmengenberechnung 333 7.2. Erdmengenberechnung bei flächenhaften Bauwerken 339 7.2.1. Erdmengenberechnung mit rasterförmiger Geländeaufmessung... 339 7.2.2. Erdmengenberechnung mit unregelmäßiger Geländeaufmessung.. 341 7.2.3. Erdmengenberechnung mit Höhenlinien 344 7.3. Erdmengenberechnung und digitalen Geländemodelle 345 8. CAD in der Ingenieurvermessung 348 8.1. Datenfluß in der Vermessung 348 8.1.1. Prinzip der Datenregistrierung 350 8.1.1.1. Datenmodellierung 351 8.1.1.2. Datencodierung 352 8.1.1.3. Aufnahmetechnologie 354 8.1.2. Speichermedien und Datenerfassungsgeräte 358
10 Inhaltsverzeichnis 8.1.3. Datenübertragung 364 8.1.3.1. Auslesen der Daten 365 8.1.3.2. Datenkonvertierung 368 8.2. Grundlagen für CAD-Systeme 372 8.2.1. Prinzip der Graphischen Datenverarbeitung 373 8.2.1.1. Vektor- und Rastergraphik 373 8.2.1.2. Graphischer Arbeitsplatz 374 8.2.1.3. Ein- und Ausgabegeräte 376 8.2.1.4. Hardwareschnittstellen 381 8.2.1.5. Betriebssysteme und Programmiersprachen 382 8.2.1.6. Speichermedien und Datenträger 382 8.2.2. Aufbau eines CAD-Programms 383 8.2.2.1. CAD-Funktionen 383 8.2.2.2. Benutzeroberfläche 384 8.2.2.3. Elemente der Graphischen Datenverarbeitung 386 8.2.3. Softwareschnittstellen 392 8.2.4. Datenaustausch 394 8.2.5. Interaktive-graphische Arbeit im CAD-System 396 8.2.5.1. Symbol- und Artendatei 396 8.2.5.2. Graphische Bearbeitung und Ausgabe 401 8.3. Dateien und Datenbanken 403 8.4. CAD und Geo-Informationssysteme 409 9. Literaturverzeichnis 415 10. Sachwörterverzeichnis 437