CZ2007817A3 - Zpusob zjištení drenážního systému pro jeho vytycení v terénu - Google Patents

Abstract

Pri zjištování drenážního systému pro jeho vytycení v terénu se na základe fytoindikacního principu nejdríve zjistí splnení podmínky vizualizace linií dominantních diferencí vývoje rustu rostlin, potom se zpracováním merického snímku vytvorí podklad pro velmi presné vytycení drenážního systému v terénu bez ohledu na aktuální využívání odvodneného území, nacež se odectou souradnice vytycovaných bodu v terénu a provede se jejich polohová fixace v terénu. Poté se kontrolním odkopáním drénu overí správnost vytycení a prípadne se ješte provede nové domerení drénu, nacež se rektifikací získá zcela presná poloha drenážního systému pro jeho plošné vytycení v terénu. Uvedený zpusob umožnuje zjištení a velmi presné vytycení drenážního systému i v tech prípadech, kdy chybí projektová dokumentace.

Description

Oblast techniky

Řešení se týká způsobu zjištění drenážního systému pro jeho vytyčení v terénu, zejména pokud chybí přesná dokumentace.

Dosavadní stav techniky

Odvodnění zemědělských půd drenáží je vodohospodářskou stavbou, jejíž převážná Část konstrukčních dílů se nalézá pod povrchem terénu. Pro zajištění údržby, oprav a rekonstrukcí je třeba podzemní prvky v terénu vytyčit s přesností, odpovídající způsobu provádění následných stavebních prací a údržby. Stavební výkresy lze zorientovat, pokud existují nadzemní prvky drenážního systému a pokud byla stavba provedena přesně podle projektové dokumentace, což není vždy.

Pro identifikaci drenážních systémů je možné využít metody, které lze v zásadě rozdělit do dvou hlavních skupin: metody nadzemní (letecké a družicové fotosnímkování, radiolokace a termovize) a metody pozemního průzkumu (vyhledávací nedestruktivní a destruktivní metody).

Dosud se pro vytyčení podzemních liniových prvků drenážních systémů využívá metoda odměřování z geograficky zorientované situace skutečného provedení stavby, upřesněné na základě zaměření nadzemních objektů systému, případně odkrytím potrubí na několika místech kopanými sondami (viz TNV 754922 - Údržba odvodňovacích zařízení). Alternativou kopaných sond je použití zemních radarů, vytyčení trasy potrubí zasunutím vodivého materiálu (kabelu) a jeho zaměřením. Pro vyhledávání drenáží se častěji uplatní metody s aktivním vysílačem elektromagnetického signálu, buď jeho zasouváním do potrubí nebo vnesením signálu pomocí zasunutého kovového kabelu, čistící spirály apod. Tímto postupem se při průzkumu nalezne jedno místo nebo jediný podzemní liniový prvek a postup se opakuje tolikrát, kolik bodů či drénů je třeba vytyčit.

’ 4 · · · 4 • « * 4···

Byly ověřovány i další speciální metody pozemního průzkumu, např. geofyzikální metody zaměřené na popis: elektrických vlastností (anomálie elektrického pole - tzv. odporové profilování); magnetických vlastností (měření hodnot vektoru geomagnetického pole pomocí protonových magnetometrů); geotermických vlastností (vztah tepelné vodivosti a pórovitosti - měření v sondách); měrné hmotnosti (anomálie gravitačního pole - projev drenážní rýhy); akustického vlnění (zejména šumu vyvolaného proudící vodou v drenáží - rezonance v uzavřeném prostoru); nebo obdobná metoda elektroakustická (s cizím zdrojem signálu), která je doporučena pro hledání hlavníku; včetně dalších okrajových metod (seismické, natlakování potrubí plynem a měření koncentrací v půdním vzduchu atd.). Biolokační metody (tzv. proutkaření), nejsou s ohledem na malou míru spolehlivosti v řadě případů vhodné přes svoje ostatní výhody: operativnost, nízké náklady, veřejné povědomí o metodě.

Mezi nadzemní metody identifikace drenážních systémů se řadí tyto metody: Radiolokační, která je účinnou metodou, vyžaduje však speciální vybavení a náročné způsoby zpracování dat. Termovizní snímkování - tato metoda je pro běžné využití velmi málo vhodná a metoda fotometrická (užití leteckých či družicových snímků). Posledně jmenovaná metoda není standardně využívána, neboť při operativním nasazení vyžaduje současné splnění několika kritérií, jakými jsou přírodní podmínky a typ a stav vegetace. Výhodou metody je skutečnost, že pracuje s dostupnými prostředky dálkového průzkumu Země (DPZ).

Metody nadzemní umožňují zpravidla identifikovat celý drenážní systém a vyhodnocují plošně rozsáhlejší území. Rozvoj aplikace těchto metod je však dosud ve fázi výzkumu (Svobodová, D., 1990 - Podklady a technika řešení drenáže. Výzkumná zpráva VE04 projektu P 06-329-813-02 „Technika a technologie rekonstrukce odvodnění“, VÚZZP Praha, CZ; dále Kulhavý Z., Žaloudík J., Tlapáková L., Burešová Z., Eichler J., Čmelík M., 2005 - Identification of subsurface drainage systems by air photographs. In. Integrated Land and Water resources Management: Towards Sustainable Rural Development. 21 st European Regional Conference ICID, 15.-19. May 2005, Frankfurt n.O - Slubice, Německo Polsko; též Kulhavý, Z., Soukup, M., Doležal, F., Čmelík, M„ 2007 - Zemědělské » * odvodnění drenáží. Racionalizace využívání, údržby a oprav, VÚMOP, v.ví, 2007,

ISBN 978-80-254-0672-4 ) a vyhodnocování získaných údajů je náročné.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob zjištění drenážního systému pro jeho vytyčení v terénu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na dostupných snímcích dálkového průzkumu Země nejdříve zjistí splnění podmínky vizualizace linií dominantních diferencí vývoje růstu rostlin nad liniovými prvky drenážního systému podle fytoindikačního principu, potom se zpracováním takto vybraného měňckého snímku vytvoří podklad pro velmi přesné vytyčení drenážního systému v terénu bez ohledu na aktuální využívání odvodněného území, načež se odečtou souřadnice vytyčovaných bodů v terénu a provede se jejich polohová fixace v terénu, poté se kontrolním odkopáním drénu ověří správnost vytyčení a případně se ještě provede nové doměření drénů, načež se rektifikací získá zcela přesná poloha drenážního systému pro jeho plošné vytyčení v terénu.

Způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, že se na dostupných měřických snímcích dálkového průzkumu Země zjistí splnění podmínky vizualizace linií drenážního systému.

Způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, že k vyhledávacímu průzkumu vizualizace linií drenážního systému se užijí distanční nadzemní metody.

Způsob podle vynálezu se dále vyznačuje tím, že zpracování měřického snímku se provede v prostředí geografických informačních systémů.

Způsob podle vynálezu se vyznačuje také tím, že se snímek dálkového průzkumu Země rektifikuje do vhodného souřadnicového zobrazení pro odečet souřadnic vytyčovaných bodů v terénu.

Způsob podle vynálezu se ještě vyznačuje tím, že drenážní systém se v terénu vytyčí geodetickými metodami.

Způsob podle vynálezu se též vyznačuje tím, že se kontrolní odkopání terénního drénu provede u náhodně vybraných bodů.

Předmětem vynálezu je tedy způsob uplatnění distanční nadzemní metody identifikace drenážních systémů společně s metodami geodetického vytyčení v

Φ · • 4 · · · · · · • 4 terénu. Metoda je založena na využití prostředků dálkového průzkumu Země (DPZ) vprostřed! geografických informačních systémů (GIS). Způsob identifikace drenážního systému je založen na fytoindíkačním principu vizualizace lokálních diferencí vývoje růstu rostlin jako dominantního vlivu drenážní rýhy, která z hlediska pěstovaných kultur dlouhodobě optimalizuje vodně-vzdušný režim půdního profilu. Tyto projevy drenážní rýhy se na leteckých snímcích vymezují jako výrazně ohraničené linie (šířka linie odpovídá šířce drenážní rýhy, provedené výkopovou technologií výstavby). Alternativou je využití historických měřických snímků DPZ z období výstavby drenáží (ve stavu otevřené drenážní rýhy). Po zpracování takového snímku např. v GIS je vytvořen podklad pro velmi přesnou identifikaci drenážního systému v terénu. Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že vytyčováni lze provádět nezávisle na aktuálním využívání odvodněného území (následně zalesněné či zastavěné pozemky). Kritériem využití měřického snímku je měřítko originálu snímku, resp. při digitálním zpracování jeho maximální rozlišovací schopnost. Další výhodou způsobu podle vynálezu je, že jej lze aplikovat na drenážní systémy o stáří až několik desítek let a lze využít snímky DPZ současné nebo historické. Jak již bylo uvedeno, výhodou způsobu podle vynálezu je jednoduché a přesné zjištění podzemních prvků drenážního systému pro jeho vytyčení v terénu pokud výkresy schází, pokud výkresy neodpovídají skutečnému provedení a nebo pokud je vyžadována vyšší přesnost vytyčení.

K identifikaci a zpracování vytyčovacího schématu drenážního systému jsou při způsobu podle vynálezu využity podklady dálkového průzkumu Země, mapové podklady a techniky geodetického vytyčování, jsou vybrané objekty drenážního systému přeneseny měřičskými metodami z rektifikovaného snímku DPZ do reálného terénu a zde polohové fixovány. Lze využít snímky DPZ aktuální či historické a umožňuje vytyčit drenážní systémy libovolného stáří a libovolného aktuálního stavu využití území.

Následující příklady provedeni způsob podle vynálezu pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.

• φ φ φ · φ · · · ·

Φ φ

Příklady provedení

Příklad 1

Způsob podle vynálezu bvl proveden za využití následujících podkladů:

Mapové podklady: letecké méřičské snímky, podklady o existenci drenážního systému (např. z evidence vodoprávních úřadů)

Přístrojové a softwarové (SW) vybavení: technologie GIS, SW na přepočet souřadnic kartografických zobrazovacích systémů, SW pro rektifikaci leteckých snímků (pokud nejsou letecké snímky již rektifikovány), geodetické přístroje pro vytyčení bodů s přesností v řádech centimetrů (aparatura DGPS - Differential Globál Positioníng Systém, dálkoměry)

Postup identifikace na leteckém snímku :

- provedení vyhledávacího průzkumu na leteckých snímcích (LS) různého termínu snímkování v provedení černobílém, barevném, spektrálním, za účelem identifikace drénú. Měřítko LS 1 : 5 000 až 1: 25 000, u LS malého měřítka je schopnost rozlišení a identifikace drenážních rýh horší; velikost pixelu je optimálně 20 cm/pixel, nejvýše 50 cm/pixel (Pixel je jednotlivý obrazový bod digitálního zpracování snímku. Z těchto bodů se skládá výsledný obraz).

- vizuální projev drenážních rýh na barevných a černobílých LS: linie stromovité struktury, které jsou tmavší barvy než okolní porost - porost nad drenážní rýhou je hustší, vzrostlejší, vitálnější - platí ve většině případů identifikovaných drenážních systémů; vyskytuje se i opačný vizuální projev drenážních rýh, a to v podobě linií bílé, resp. světlejší barvy než má okolní povrch

- LS se rektifikuje do vhodného souřadnicového zobrazení, aby bylo možné odečítat souřadnice bodů pro jejich vytyčení v terénu (tato fáze zpracování odpadá, jsou-li k dispozici snímky již rektifikované)

- vzdálenost mezi jednotlivými liniemi drenáží se pohybuje většinou v rozpětí 8 až 20 m (pro vyloučení nepravých linií je třeba ve snímku odměřovat)

Postup pro vytyčení identifikovaného drenážního systému v terénu :

- vytvoření vytyčovacího plánu pomocí mapových podkladů GIS na pozadí leteckého snímku

- odečtení souřadnic bodů, vytyčovaných v terénu

- v případě využití aparatury DGPS přepočet souřadnic odečtených bodů ze systému S-JTSK (Souřadnicový systém Jednotné Trigonometrické Sítě Katastrální) do WGS 84 (World Geodetic Systém z roku 1984)

- vytyčení odečtených bodů v terénu např. aparaturou DGPS (postup vytyčení závisí na technických možnostech geodetického přístroje)

- polohová fixace vyhledaných míst v terénu

- ověření správnosti vytyčení kontrolním odkopáním drénu (u náhodně vybraných bodů), případně nové doměření drénů

Přesnost vytyčení drénů způsobem podle vynálezu se pohybuje v řádu jednotek decimetrů, což dosud nebylo nikdy dosaženo.

Způsobem podle vynálezu byla zjištěna drenážní soustava na různých místech České republiky, jak vyplývá z přiložených map, kde na příklad na mapě č. 1 a na mapě č. 2 je zobrazena oblast u obce Kvasín (bývalý okres Chrudim, na mapě č. 3 a na mapě č. 4 je oblast u obce Černíkovice (bývalý okres Rychnov n. Kněžnou), na mapě č. 5 je oblast u obce Čemičí (bývalý okres Benešov) a na mapě č. 6 je oblast u obce Maleč (bývalý okres Chrudim).

Průmyslová využitelnost

Vynález řeší způsob vytyčení jednotlivých podzemních prvků nebo ucelených částí podzemního drenážního systému v terénu, a to i v případech, kdy chybí jakákoliv předchozí dokumentace. Využití nalezne v oborech zemědělství, stavebnictví, zeměměřičství, vodní hospodářství a ochrana životního prostředí.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zjištění drenážního systému pro jeho vytyčení v terénu, vyznačující se tím, že na snímcích dálkového průzkumu Země se nejdříve zjistí splnění podmínky vizualizace linií dominantních diferencí vývoje růstu rostlin nad liniovými prvky drenážního systému podle fytoindikačního principu, potom se zpracováním měřického snímku vytvoří podklad pro velmi přesné vytyčení drenážního systému v terénu bez ohledu na aktuální využívání odvodněného území, načež se odečtou souřadnice vytyčovaných bodů v terénu a provede se jejich polohová fixace v terénu, poté se kontrolním odkopáním drénu ověří správnost vytyčení a případně se ještě provede nové doměření drénů, načež se rektifikací získá zcela přesná poloha drenážního systému pro jeho plošné vytyčení v terénu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se na dostupných měřických snímcích zjisti splnění podmínky vizualizace linií drenážního systému.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že k vyhledávacímu průzkumu vizualizace linií drenážního systému se užijí distanční nadzemní metody.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zpracování měřického snímku se provede v prostředí geografických informačních systémů.
5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se snímek dálkového průzkumu Země rektifikuje do vhodného souřadnicového zobrazení pro odečet souřadnic vytyčovaných bodů v terénu.
6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že drenážní systém se v terénu vytyčí geodetickými metodami.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se kontrolní odkopání drénu provede u náhodně vybraných bodů.