Grundlagen der Vermessungstechnik: Konzepte, Methoden und Anwendungen

Grundlagen der Vermessungstechnik

Konzept der Vermessung

Die Vermessung ist ein wissenschaftliches Konzept, das darauf abzielt, alle notwendigen linearen und Winkelmessungen mithilfe mathematischer Berechnungen durchzuführen. Ziel ist es auch, die relative Position von Punkten unter Berücksichtigung der Erdoberfläche als ebene Fläche zu bestimmen.

Topographische Vermessung

Die topographische Vermessung umfasst alle notwendigen Arbeiten, um eine korrekte planimetrische (ohne Höhenunterschiede) und altimetrische (mit Höhenunterschieden) grafische Darstellung eines Geländes zu erstellen. Eine effiziente Arbeitsplanung und -durchführung ist entscheidend für den Erfolg einer Vermessung.

Aufgaben und Qualifikationen

Vermessungsingenieure benötigen fundierte theoretische Kenntnisse in Geodäsie sowie praktische Erfahrung in der Verwaltung und Durchführung von Feldarbeiten. Sie müssen mit algebraischen, geometrischen und trigonometrischen Berechnungen vertraut sein und über Kenntnisse in der Bedienung von Vermessungsgeräten verfügen.

Vermessungsgeräte

Für Vermessungsarbeiten werden unter geeigneten Bedingungen hochwertige, technologisch fortschrittliche Geräte eingesetzt.

Anwendungsbereiche der Vermessung

Katastervermessung

Dient der Festlegung von Grundstücksgrenzen und -eigenschaften.

Bauvermessung

Ermittelt Punkte, Linien und Ebenen als Grundlage für den Bauprozess (z. B. Straßen, Kanäle).

Ingenieurvermessung

Umfasst die Vermessung von linearen Bauwerken wie Straßen, Eisenbahnen und Tunneln.

Hydrographische Vermessung

Dient der Erfassung von Gewässern, der Bestimmung von Wasserständen und -volumina sowie der Zusammensetzung des Bodens.

Festpunkte in der Topographie

Permanente Festpunkte

Sind dauerhafte Markierungen wie Pfeiler, Denkmäler oder Antennen.

Temporäre Festpunkte

Werden speziell für Vermessungsarbeiten eingerichtet.

Geodäsie

Die Geodäsie befasst sich mit der Vermessung der Form und Größe der Erde sowie der Untersuchung großer Flächen durch Kartographie.

Koordinatensysteme

Definitionen

• Kugel: Die Menge aller Punkte im Raum, die von einem festen Punkt (dem Mittelpunkt) gleich weit entfernt sind.
• Kreis: Schnittpunkt einer Ebene mit einer Kugel, der diese in zwei gleiche Teile teilt.
• Kleinkreis: Schnittpunkt einer Ebene mit einer Kugel, die nicht durch den Mittelpunkt verläuft.
• Sphärisches Dreieck: Ein Teil der Kugeloberfläche, der von drei Kreisen begrenzt wird.

Wichtige Begriffe

• Pole: Die Rotationsachse der Erde.
• Äquator: Teilt die Erde in zwei Hemisphären.
• Meridian: Senkrechte Linie zum Äquator, wobei der Nullmeridian durch Greenwich verläuft.
• Längengrad: Der Winkel zwischen dem Nullmeridian und einem beliebigen anderen Meridian.
• Höhendifferenz: Die vertikale Linie des Lots.
• Breitengrad: Der Winkel zwischen dem Äquator und einem Punkt auf der Erdoberfläche.
• Breitenkreise: Kreise parallel zum Äquator (z. B. Wendekreis des Krebses und des Steinbocks).

Erdrotation und -revolution

Die Erde umkreist die Sonne in 365,25 Tagen (Revolution) und dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre Achse (Rotation).

Eclimeter

Ein Gerät zur Messung von Neigungen und Steigungen.

Relief

Die Reliefvermessung befasst sich mit der Bestimmung von Höhenunterschieden in einem Gelände, um Geländemodelle zu erstellen und Volumen- oder Durchflussberechnungen durchzuführen.

Nivellierung

Die Nivellierung ist ein mathematisches Verfahren zur Bestimmung von Höhenunterschieden zwischen Punkten.

Wichtige Begriffe

• NMM (Normal-Null): Der mittlere Meeresspiegel, berechnet aus dem Durchschnitt aller Hoch- und Niedrigwasserstände an einem Ort.
• Kote: Die Höhe eines Punktes in Bezug auf einen Referenzwert.
• Festpunkt (Bench Mark): Ein Punkt mit bekannter Höhe, der als Referenz dient.
• Gradient (Bis): Die Steigung zwischen zwei Punkten, definiert als Tangens des Steigungswinkels.

Nivellierungsarten

• Mittelbare Nivellierung: Bestimmung von Höhenunterschieden durch Messung des atmosphärischen Drucks (barometrisch) oder durch trigonometrische Berechnungen.
• Direkte Nivellierung: Bestimmung von Höhenunterschieden durch horizontales Visieren zwischen Punkten.
  • Einfache Nivellierung: Wenn der Höhenunterschied groß ist und das Gelände es zulässt, werden Zwischenstationen eingerichtet.
  • Zusammengesetzte Nivellierung: Wenn eine einfache Nivellierung aufgrund des Geländes nicht möglich ist, werden mehrere Messungen durchgeführt.

Genauigkeit der Nivellierung

Die erforderliche Genauigkeit der Nivellierung hängt von der Anwendung ab und wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst.

Genauigkeitsklassen

• Überblicksnivellierung: a = 0,15 * √b (für Vermessungsarbeiten, bei denen eine Genauigkeit von einigen Zentimetern ausreichend ist, maximale Visierweite 500 m).
• Gewöhnliche Nivellierung: a = 0,02 * √b (für Straßen, Gehwege, Wege, maximale Visierweite 150 m).
• Präzisionsnivellierung: a = 0,01 * √b (für die Platzierung von Festpunkten, Katastervermessung, Kanalisation, maximale Visierweite 100 m).
• Geodätische Nivellierung 1: a = 0,004 * √b (maximale Visierweite 90 m).
• Geodätische Nivellierung 2: a = 0,008 * √b (maximale Visierweite 110 m).
• Geodätische Nivellierung 3: a = 0,012 * √b (maximale Visierweite 125 m).

Dabei ist 'a' die zulässige Abweichung in Millimetern und 'b' die Visierweite in Metern.