6. A Galuzsnya-tető térkép felülvizsgálata

6.1 Előzmények

A Mészárszék nevű tájfutó térkép 1999. májusában került kiadásra, egyrészt az 1992-ben kiadott Hollós-hegyek nevű térkép felülvizsgálataként, másrészt pedig új, tájfutás céljaira addig nem használt terület helyesbítéseként. A térkép által lefedett terep a Bükk-hegységben, közelebbről a Bükkszentkereszt, Hollós-tető, Dorongós és a Kőlyuk-galya által közrezárt területen helyezkedik el. Területe kb. 12,5 km2, mely terepi bejárását Zsigmond Tíbor, Béres András és jómagam végeztük el 1999. tavaszán. A rám eső kb. 2 km2-nyi új terület, a térkép keleti részén található, a Galuzsnya-tető és környéke. Az általam helyesbített terepi munkát magam digitalizáltam - OCAD térkép-rajzoló szoftverrel -, a többit pedig Zsigmond Tíbor rajzolta meg. A térkép kielégíti a tájfutó térképek követelményrendszerét, méretaránya 1:15000, alapszintköze pedig 5 m. Bükkszentkereszt lakosságának hagyományos foglalkozására jellemzően a terepen nagyon sok felhagyott mészégető és faszénégető található. Ez idáig már több versenynek adott otthont a terület, de tudomásom szerint zavaró hibát nem jeleztek vissza a pályakitűzők és versenyzők.

6.2 Alaptérkép jellemzése

A tavaszi terepbejárás során a 88-311 és 87-422 szelvényszámú EOTR lapokat használtam alaptérképként, igen sok gondom adódott az alaptérkép részletszegénységéből. A javításnál, a további bemérésekhez viszonylag kevés támpontot tudtam használni az alaptérképről. A terep markáns arculatát, domborzati jellemzőit - szintvonalak általános rajzolatát - elfogadtam. A szintvonalak futásának megváltoztatását csak a mikrodomborzat jellemzőinek kiemelésekor alkalmaztam. A térkép úthálózata elavult, kevés mesterséges tereptárgyat tartalmaz, ráadásul a mészégető helyek megjelölése pontatlan. Így a síkrajzi elemek közül csak a terep szélén futó műutat, és néhány ábrázolt jelleghatárt találtam alkalmasnak arra, hogy mint fix objektumoktól, újabbi tereptárgyak relatív helyzetét meghatározhassam. A terepfelszín jellemző pontjai, és vonalai - idomvonalai - közül a vízválasztó és teknővonalak egy részét, a kúppontokat, nyeregpontokat, fenékpontokat tudtam felhasználni a további beméréshez. Ezen kívül néhány, szintvonallal ábrázolt jellegzetes domborzati elemet, teknőpihenőt, lejtőpihenőt, mélyedést is helyzethűnek találtam. A 14. sz. ábra tartalmazza az alaptérkép azon elemeit, melyre a javítás során megfelelő biztonsággal támaszkodhattam. Ezek jórészt a domborzat idomvázának tagjai, másrészt néhány síkrajzi elem.

14. sz. ábra

Az alaptérkép részletszegénységét az alábbi táblázat mutatja be, mely az alaptérképen található pontszerű tereptárgyak számát a tájfutó szemmel történt csoportosítás szerint, a kész tájfutó térképen végül is ábrázoltakkal hasonlítja össze:

objektum típusa

alaptérkép (db)

tájfutó térkép (db)

szikla

1

257

mészégető

27

188

faszénégető

0

55

kis kúp, gödör

0

85

mesterséges tereptárgy

2

45

A terep arculatát tekintve, egy központi tetőrészből minden irányba lefutó hosszú, viszonylag meredek domboldalak együttese. Ezekben a domboldalakban néhány tereptárgy bemérése nehézségekbe ütközött, mert esetenként a legközelebbi fix pont 300 - 400 m-re volt. Így az általam kialakított poligonhálót kellett használnom, melyet a terep adottságaiból - meredekség - adódóan nagy hiba (torzulás) terhelhet. Igyekeztem a tereptárgyak relatív helyzetét egymáshoz képest pontosan meghatározni, és eredményképpen a szögek és távolságok viszonylag jól illeszkedtek. Ennek ellenére nem tudhatom, hogy az újonnan felvett objektumok abszolút helyzete mennyire pontos. Diplomamunkám célul tűzte ki az általam helyesbített terület egy részének felülvizsgálatát GPS mérések segítségével. Ezek a mérések, és vizsgálatok segítséget adhatnak a hagyományos helyesbítési módszerekből adódó hibák felismerésére, és esetleges kiküszöbölésére, valamint támpontot adhat a GPS-en alapuló térképkészítés pontosítására.

6.3 GPS mérések a Galuzsnya-tetőn

6.3.1 Mérés előkészítése

A terepi munkát a 4.1 pontban ismertetett módon készítettem élő. Rendelkezésemre állt a területről készült felülvizsgálandó tájfutó térkép, OCAD állományának 1:7500-as méretarányban kinyomtatott példánya, mint alaptérkép. Ezt kemény táblára rögzítve rajzfóliával fedtem be, és a másik oldalra pedig papírlapot ragasztottam a mérési jegyzőkönyv vezetése céljából.

Méréseimhez a Trimble Geoexplorer II műszert használtam, belső antennával és ceruzaelem áramforrással.

A műszer memóriájából kitöröltem a korábban rögzített adatokat, majd elvégeztem a szükséges beállításokat, amelyek a következők voltak:

Tájékozódtam az adott mérési napon a műholdak várható konstellációjáról, és igyekeztem az észleléseket a legjobb körülmények között végezni.

Elkészítettem egy vázlatos terepbejárási útvonaltervet, mely hasznos volt a terület domborzatviszonyai miatt, a felesleges emelkedők elkerülése érdekében.

6.3.2 Észlelés

A kiválasztott mintaterület kb. 1 km2 kiterjedésű, ahol összesen 37 db relatív statikus helymeghatározást, és további 12 db relatív kinematikus helymeghatározást - vonalas felmérést - végeztem. Az adatrögzítés intervalluma 5 másod-perc volt mindkét esetben, statikus mérésnél egy objektumon kb. 2 percig tartott az észlelés, azaz kb. 24 pozíció került rögzítésre. A mozgó mérésnél, a gyaloglás tempójától függően 5-10 méterenként történt az adatrögzítés.

Az észlelés időtartama alatt folyamatosan figyeltem a vevő kijelzőjét, és igyekeztem mindig a legjobb PDOP értékkel mérni. A műszer beállításából adódóan 8-nál nagyobb PDOP esetén nem volt adatrögzítés, de statikus mérést csak 6-os érték alatt kezdtem meg.

Vonalas tereptárgyak mérésénél a törtvonal mindkét végén statikus helymeghatározást is végeztem.

6.3.3 Mérések feldolgozása

A terepi munka végeztével, a Trimble Geoexplorer II vevőből egy Data Transfer nevű szoftverrel töltöttem le az adatokat a számítógépre. A kapott fájlok SSF kiterjesztésűek, és nevük megegyezik a terepen rögzített fájlokéval. A korrekciós adatokat a FÖMI penci obszervatóriumától kaptam meg, amelyet letölthettem az Internetről. A DAT és EPH formátumú fájlokat felmásoltam a számítógépre, és a Pathfinder Office szoftver elvégezte a megfelelő differenciális korrekciót. A javított állomány COR kiterjesztést kapott. A szoftver továbbá egy közelítő transzformációt végzett a WGS-84 és az EOV rendszer között. Az átszámítás Dr. Busics György-féle két peralelkörben metsző ellipszoidi kúpvetületbe történt, amely kezdőmeridiánjának hosszúsága 19° 02'54,86", a két metsző paralelkör szélessége pedig 47° 49'08,41" ill. 46° 28'10,93". (Méréseim területén e vetület elméleti eltérése az EOV-től kb 1m.) [14]

A korrigált végeredményt és hozzájuk tartozó adatokat - WGS-84, EOV koordináták, észlelési időpont, PDOP érték - elmentettem ASCII formátumban, valamint az EOV koordinátákat DXF formátumban is.

Az ASCII állományból Microsoft Excel táblázatot készítve az 5.3 pontban ismertetett módon átlagszámítást végeztem a statikus mérések eredményeinek pontosítására.

Egy végleges DXF állományt készítve a statikus mérések átlageredményeiből és a kinematikus mérések pontjaiból elkészült az OCAD térképrajzoló szoftver által beolvasható grafikus állomány.

6.4 Az alaptérkép kiegészítése

Ha a terepen további térképhelyesbítést végzünk a 2.2.2 pontban említett hagyományos módon, és a műholdas helymeghatározásainkat is fel akarjuk használni hozzá, akkor az alaptérképet ki kell egészíteni a GPS méréseink eredményeivel. A 15. sz. ábra mutat be a terepbejáráshoz használható, többlet-információt tartalmazó alaptérképet.

A GPS mérések eredményeiből készített DXF állományt az OCAD szoftverbe exportálva úgy alakítottam át, hogy az objektumok már megkapták a tájfutó térképek jelkulcsának megfelelő végleges jelüket. Azok a terepi elemek, amelyeknek nincs saját jelük a jelkulcsban (pl. útelágazás) azok egy általános jelölést kaptak, a vonalas tereptárgyak pedig pontsorral jelöltek, ahol a pontok az egyes helymeghatározások eredményeit jelentik.

15. sz. ábra

A kiegészített alaptérkép tekinthető GPS mérések végeredményeként. Megszülettet az a bázis, amelyre alapozva elkezdhető a hagyományos értelemben vett tájfutó térképhelyesbítés. Jól látható, hogy mennyivel több információt tartalmaz, és mennyivel nagyobb segítséget adhat egy ilyen alaptérkép, elődjéhez viszonyítva. Jól megtervezett GPS észlelések eredményeként olyan ponthálót - és vonalas elemek rendszerét - kaphatunk, amely következtében nincs szükség több száz méteres poligonvonalak méréséhez A bemért objektumok helye véglegesnek tekinthető, támpontot ad a további részletpontok beméréséhez, a műveletet meggyorsítja és megbízhatóságát növeli.

Felmerül az a kérdés, hogy mi a teendő akkor, ha a GPS méréseink eredménye nem egyezik meg az adott tereptárgy alaptérképen ábrázolt helyével. Azt csak a térképhelyesbítő döntheti el a terepbejárás során, hogy melyik eredmény használata a célravezetőbb, a térképjavítás egészét tekintve.

6.5 Felülvizsgálat

A Galuzsnya-tető térkép felülvizsgálatát a mintaterület néhány részletének kiemelésével mutatom be. Az egyes területek felnagyított térkép-részletein a GPS mérések eredményeiből levonható következtetéseket, a javítás során felmerülő problémákat próbálom bemutatni. Az esetleges javítási hibák okainak felismerése segíthet egy későbbi munka esetében azok kiküszöböléséhez.

Elemzéskor tételezzük fel, hogy a statikus GPS észlelések adta eredmények a pontok valódi helyét adják meg, természetesen az alkalmazhatósági vizsgálat fejezetben leírtaknak megfelelő pontossággal.

Általános tapasztalat, hogy a kinematikus méréseket a vártnál jobban lehet használni a vonalas tereptárgyak megjelenítésénél. Ha az észlelési körülmények megfelelők, a műszer 2-3 m-es pontossága alkalmassá teszi a méréssorozat véglegesnek tekinthető ábrázolását. A pontsorral jelölt kinematikus mérések hűen adják vissza a tereptárgy jellegzetes arculatát, sokszor jól illeszkednek az eredeti javítás vonalhálózatához. A méréssorozatokat először értékelnünk kell, és csak a felülvizsgálat után szabad elfogadni azok futási helyét. Az észleléseket célszerű úgy tervezni, hogy minden kinematikus mérés kiinduló- és végpontján egy-egy statikus mérést is történjen. A statikus mérések átlagának pontossága jóval megelőzi egyetlen helymeghatározás pontosságát. Ha a vonalas elemet prezentáló törtvonal végei nem esnek egybe a statikus mérések eredményeivel, akkor azt valamilyen transzformációval ki kell egyenlíteni - elforgatás, nyújtás -, és be kell illeszteni.

A felülvizsgálat előtt még meg kell említni a javítás alaptérképeként használt 1:10000 méretarányú topográfiai alaptérkép hivatalosan előírt pontossági követelményeit. [1]

A részletpontok vízszintes értelmű, hivatalosan előírt hibahatárai:

 

középhiba

legnagyobb hiba

jól látható, ill. azonosítható állandó terepelemek

0,3 mm

0,6 mm

kevésbé jól látható, ill. azonosítható terepelemek

0,5 mm

1,0 mm

A megadott hibahatárok a pontok és vonalak egymással, ill. a legközelebbi geodéziai hálózati vonallal, vagy koordinátás pontokkal való összemérésre vonatkoznak.

A szintvonalak megbízhatóságára vonatkozó követelmények 5 m-es alapszintköz esetén: a középhiba 2,0 m, a legnagyobb hiba 4,0 m. Az erdős fedett területeken ezen értékek kétszerese is megengedett.

6.5.1 1. kivágat

17. sz. ábra

Az 1-essel jelölt útelágazás 3 kinematikus mérés kiindulási pontja, eltérés a tájfutó térképen jelölt helyéhez képest 7 m. A 2-es pont helyét viszont már 18 m-es hiba terheli, ami abból adódhat, hogy az útelágazás a lefutó völgy tengely-vonalában van, ahogyan azt a térkép is jelöli, de a völgy futása nem valósághű. Ezt az 1. és 2. pontot összekötő méréssorozat is bizonyítja, mely a völgytalpon futó ösvényt jelöli. A völgy elcsúszott ábrázolásának oka eredendően az alaptérkép hibájából származik, mert felvétele az alapján történt. A 3. pont helyesen a völgytalpra van jelölve, de igen komoly, 27 m-es hibával terhelten. A 2. és 3. pontok közötti pontsor nagymértékben eltér a térkép úthálózatától. Valószínűleg az utak felmérését hibásan végeztem, és mivel a területem szélén találhatók, nem vizsgáltam meg kellő alapossággal az északi oldalon lévő tereptárgyakhoz képest a relatív helyzethűségüket. A 4-es számú útelágazás pont eltérése a GPS méréstől mindössze 5 m, és megfelelően a gerincvonalon található. Az 1. és 4. pontok közötti ösvényszakaszon jól látható a kinematikus mérésből adódó pontatlanság. A törtvonal vége nem illeszkedik a statikus mérés eredményével, az egyes helymeghatározásokat - valószínűleg csak a mérés-sorozat második felében - szabályos hiba terheli, de még így is jól mutatja be az ösvény jellegzetes vonulatát. Ugyanez a szabályos hiba látható az 5-ös számú mészégető(helye)nél, amelynek közvetlenül az ösvény mellett található.

6.5.2 2. kivágat

A 2. kivágat elemzésekor leginkább az alaptérkép idomvázának vizsgálatára helyezem a hangsúlyt. Mind a négy bemért GPS pont olyan domborzati idomon, vagy annak közvetlen közelében található, amelyet a terepbejárás során az alaptérképről változtatás nélkül vettem át, és a környező objektumokat is azoktól mértem be. A GPS mérések adta eredmények, és az alaptérkép ábrázolása közötti különbségek egyrészt a GPS mérések hibáiból, másrészt az alaptérkép pontatlanságából adódhatnak.

18. sz. ábra

Az 1-es számú dombtető pont eltérése kb. 6 m. A 2-es számú mészégető(helye), amelyet a szintvonallal jelölt töbör alakjához igazítva, és a nyereg távolságát figyelembe véve vettem fel a térképre, kb. 7 m-re van ábrázolva valós helyétől. A 3. pont felvétele a töbörhöz viszonyítva, és egy hosszú poligonvonal vezetésével történt, hibája 11 m. A 4. mészégető(helye) pont a völgy tengelyvonalán található, de a műholdas helymeghatározás szerint 8 m-rel DNY-ra kellene lennie.

6.5.3 3. kivágat

E mintaterület vizsgálatakor fény derül arra, hogy a poligonáláskor elkövetett hibák miként halmozódnak egymásra. Esetünkben egy rossz szögmérést követően folytatva a felmérő vonal további vezetését, egy állandó irányú elcsúszás jelentkezik. A 2-es számú útelágazás pontot, NY-i irányból az úton - mint vonalas tereptárgy - poligonvonalat vezetve mértem be. Jól látható, hogy ott csúszott be szögmérésembe a hiba, ahol a térképen jelölt út vonala letér a GPS mérések pontsoráról, értéke kb. 14° . A 2. pontnál már 16 m-es É-i irányú elcsúszás tapasztalható. Mivel az 1-es számú háromszögelési pontot az út tengelyvonalától mértem be, tulajdonságaiban hasonló hiba keletkezett, értéke 12 m.

19. sz. ábra

A 2.-3. pontok közötti útszakaszt is állandó jelleggel terheli a hiba, mely értéke a 3-asnál már 22 m. A 4. pont felvétele a térképre, szintén ugyanezen a poligonvonaltól történt egy újabb felmérő vonal vezetésével (a felhagyott úton). Az esetleges további szögmérési ill. távolságmérési pontatlanságok következtében a 4-es számú mészégető(helye) 24 m-rel tér el a valós helyétől. Az 5-ös számú határkaró pont felvétele az alaptérképen ábrázolt dombtetőhöz viszonyítva történt, a GPS észlelés eredménye 6 m-rel tér el a térképen jelölt helyétől. A pontosítás érdekében az 5-ös ponttól méréseket lehetett volna végezni a 3. ill. 4. pontok irányába, amely a terep köves és bokros volta miatt nehézségekbe ütközött. A 6. pont bemérése már egy másik poligonvonal segítségével történt (É-i irányból), ezért annak helyét már nem ugyanaz a szignifikáns hiba terheli, eltérése a GPS méréstől 6 m. A 4-es és 6-os pontok viszonylatában egy tájfutó számára már feltűnő lehet az a 12° -os szögeltérés, amely a 6-os ponton, a 4-es pont valódi és térképi helyének iránya között mutatkozik.

6.5.4 4. kivágat

20. sz. ábra

A 4. kivágat elemzésekor azt vizsgálom, hogy egy meredek köves hegyoldalban a különböző tereptárgyak helye mennyire valósághű. Ezen objektumok bemérése ritkán történik poligonvonalak használatával, beillesztésük inkább az alaptérkép jellemző idomvonalaihoz viszonyítva, és a szintvonalak figyelembevételével lehetséges. A relatív helyzetüket egymáshoz képest, nem szabad csak irány- és távolságméréssel meghatározni, hanem figyelembe kell venni a közöttük lévő magasságkülönbséget is, mert az egy tájfutó számára meredek terepen sokkal fontosabb információ. Ráadásul ilyen terepviszonyok miatt a lépésszámolás pontossága is nagymértékben csökken. Ebből adódnak azok az eltérések, melyek a tereptárgyak X és Y koordinátájában mutatkoznak, és remélhetőleg kevésbé magassági értelemben.

Az 1.-2. pontok közötti út szinte tökéletesen megegyezik a GPS kinematikus mérések eredményével. A 3.,4.,5. objektumok környékén, az alaptérképről egy fontos, gerincvonal hiányzott, melynek felvétele, jellegéből adódóan - éles, sziklás - igen nehéz volt. Az említett tereptárgyak (mészégetők) helyének bemérése 2-20 m-es pontossággal sikerült. A 6.-10. objektumok vizsgálatánál, azok relatív magasságkülönbségeik pontosságának a bemutatása lényeges. Az alábbi táblázat tartalmazza a pontok GPS-szel mért magassági értékeit WGS-84 rendszerben, valamint a relatív magasságkülönbségeket ezen eredmények függvényében, összehasonlításképpen a térképről leolvasható értékekkel.

hWGS-84

dhWGS-84

dhtérkép

6.

626 m

0 m

0 m

7.

630 m

4 m

7 m

8.

630 m

4 m

-5 m

9.

651 m

25 m

24 m

10.

636 m

10 m

8 m

A GPS magasságmeghatározása fele olyan pontos, mint a vízszintes helymeghatározás, tehát megbízhatósága statikus mérések esetében kb. 2-4 m. A terep-tárgyak közötti magasságkülönbségeket a térkép jól szemlélteti, kivéve a 8-as objektum esetében, ahol túlságosan nagy az eltérés a dhWGS-84 és dhtérkép között.

6.5.5 5 kivágat

21. sz. ábra

Eddigi példáinkban a kinematikus mérések alkalmasak voltak a vonalas terepidomok felmérésére, de nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy ezen észlelési módszernél az egyes helymeghatározások eredményeit használjuk fel. Az alkalmazhatóság vizsgálat című fejezetben bemutatásra került az egyes helymeghatározások megbízhatósága, mely szerint egyetlen mérés pontossága 90 %-os valószínűséggel ą 2-3 m.

Az 5. kivágaton, a 2. és 4. pontok között egy olyan kinematikus észlelés eredménye látható, mely nem használható fel közvetlenül az út ábrázolására, valószínűleg a mérési körülmények voltak túlságosan rosszak. Az ábrán az egyes GPS méréseket összekötő 6 m széles sáv jelöli azt a területet, ahol az út egyes pontjai - 90 %-os valószínűséggel - találhatók. A 3. kivágathoz hasonlóan itt is látható, hogy egy rosszul vezetett poligon, milyen további pontatlanságokat von maga után. Az 1-es számú útelágazás bemérése ÉNY-i irányból történt 25 m-es hibával. Az innen induló poligonvonalak - a 2-es és 5-ös pontok irányába - végig tartalmazzák e hibát. A 2. (útkereszteződés), 5. (út vége) pontok ugyanolyan irányú, és nagyságú hibával terheltek, mint az 1-es pont. Az 5-ös számú objektum helye a GPS észlelés szerint, az alaptérképen jelölve a völgy oldalába esik. Valószínűleg az alaptérképen a völgy ábrázolása nem megfelelő.