Student World

Na katedře speciální geodézie Fakulty stavební (FSv) ČVUT v Praze vznikl zajímavý projekt, využívající moderní laserový 3D skener pro vytvoření prostorového digitálního modelu části jihlavského podzemí a základní a účelové mapové dokumentace s dalšími široce využitelnými výstupy.

Jihlavské podzemí, tedy spleť štol, schodišť, chodeb, studní a sklepení pod historickým centrem města, patří k nejrozsáhlejším v České republice. Prostory byly postupně hloubeny a raženy od 14. do 16. století a sloužily ke skladování zásob a zboží, spodní patra pak pro odvodňování středu města, částečně též k vojenským účelům. Ve třech patrech dosahují chodby úctyhodné celkové délky kolem 25 kilometrů v hloubkách zhruba od 2 do asi 14 metrů. V druhé polovině 20. století byla provedena rozsáhlá sanace podzemních prostor, kdy byla většina chodeb vyztužena silnou betonovou krustou a získala tak jednoduchý technický ráz. Některé části byly naštěstí zachovány v původní podobě, s renesančními cihlovými vyzdívkami nebo přímo tak, jak je někdejší havíři vytesali do skály.
Především tyto části se staly předmětem nového geodetického zaměření s vysokou přesností a dosud nejvyšší podrobností. Pro detailní zaměření byl totiž využit moderní laserový 3D skener, který je díky určování prostorové polohy milionů bodů schopen postihnout i malé detaily. Pro přesnou lokalizaci měření v jednotném státním souřadnicovém systému pak slouží nově vybudovaný přesný polygonový pořad.

Laserové skenování patří mezi neselektivní geodetické metody sběru prostorových dat, kdy je v terénu zaměřeno značné množství bodů v pravidelném úhlovém rozestupu, tzv. mračno bodů (point cloud). Použitý 3D skener Surphaser 25HSX určuje polohu bodů prostorovou polární metodou. Během několika desítek sekund zaměří miliony bodů v celém svém okolí omezeném pouze spodní částí těla přístroje a stativem. Tato část a další místa z tohoto postavení neviditelná se zaměřují z dalších stanovisek přístroje. Jednotlivá zaměřená stanoviska se propojují pomocí tzv. vlícovacích bodů, které se nacházejí ve vzájemně se překrývajících oblastech. Tyto vlícovací body obvykle slouží i pro jednoznačné umístění a orientaci mračen v prostoru. Pro tuto potřebu musí být ještě vlícovací body zaměřeny jinou geodetickou metodou, umožňující jejich umístění do požadovaného referenčního systému. Nejčastěji se zaměřují pomocí elektronické totální stanice, kdy se výsledné souřadnice zjišťují polární metodou vůči síti známých vztažných bodů, která je v tomto případě realizována polygonovým pořadem. Polygonový pořad tedy tvoří jakousi kostru, na kterou jsou navázána veškerá detailní zaměření včetně naskenovaných mračen bodů. Na vlastnostech použitého skeneru závisí míra detailu zaměření a relativní přesnost (obvykle v milimetrech), na struktuře a přesnosti polygonového pořadu a potažmo vlícovacích bodů pak závisí celková (absolutní) přesnost umístění mračen bodů nebo odvozených modelů v prostoru (milimetry až centimetry). Zaměřování polygonových pořadů v podzemních prostorách přináší nejednu komplikaci: stísněné prostory, nepříznivě krátké strany pořadu a často nevhodná geometrická konfigurace vzdálená optimálnímu tvaru, zhoršená viditelnost (tma), která přímo ovlivňuje přesnost měření, omezená možnost kontrol (omezené propojení s povrchem) a další.

V našem případě byly pro připojení pořadu do jednotného státního souřadnicového systému použity jak stávající body bodového pole na povrchu, tak nové zaměření dvou připojovacích bodů na náměstí geodetickou GNSS (GPS) aparaturou vůči síti referenčních a virtuálních referenčních stanic systému CZEPOS. Povrchová a podzemní část polygonového pořadu byly propojeny jednak měřením vstupním schodištěm a navíc jednou ze studní, kde muselo být použito tzv. mechanické promítání bodu do podzemí. Tuto ucelenou praktickou aplikaci moderní měřické a dokumentační metody nabídla katedra speciální geodézie na Fakultě stavební ČVUT studentům jako téma pro závěrečné práce. Dva studenti oboru geodézie a kartografie tak dostali příležitost zpracovat své bakalářské práce s použitím nových technologií v historickém podzemí.

Registrovaná mračna bodů části podzemních chodeb v pseudobarvách (foto: archiv autorů")

Po dokončení výpočtů a zpracování bude výsledkem prostorový digitální model části podzemí, základní a účelová mapová dokumentace a další výstupy široce využitelné pro správce a provozovatele podzemí. Kromě možnosti přesného měření na modelu, populárních vizualizací (virtuální prohlídky a průlety) a tisku přesných modelů na 3D tiskárně může dokumentace posloužit též jako podklad pro povolování rozšíření prohlídkového turistického okruhu jihlavským podzemím, který dnes měří jen asi 300 metrů.

Ing. TOMÁŠ JIŘIKOVSKÝ, Ph.D.
tomas.jirikovsky@fsv.cvut.cz
Ing. TOMÁŠ KŘEMEN, Ph.D.
tomas.kremen@fsv.cvut.cz

Vyšlo v časopise Tecnicall 1/2013 (čtvrtletník ČVUT Praha)

http://www.tecnicall.cz/

autor