4.      A terepi mérések

 

4.1       A méréshez használt eszközök:

 

4.1.1    A Leica SmartStation

Ha hagyományos mérőállomással dolgozunk, szükségünk van meglévő alappontokra, melyekről aztán alappont sűrítést kell végeznünk ahhoz, hogy mérendő pontjaink közelébe jussunk. Sokszor elegendő egyetlen poláris pont, máskor azonban akár fél-egynapos sokszögelést kell végeznünk. Egy RTK GPS képes meghatározni a saját helyzetét néhány percen belül centiméteres pontossággal, egy akár 50 kilométerre lévő GPS referencia állomás adatait felhasználva. Egy RTK GPS rover gyors és hatékony munkavégzést biztosít, azonban a megfelelő működésének meg vannak a maga feltételei. Elsősorban szabad kilátásra van szükség az égbolt felé annak érdekében, hogy fogni tudja a műholdak által kibocsátott jeleket.

 

4.1.2    A GNSS

A GNSS betűszó jelentése: Global Navigation Satellite System (Globális Navigációs Műhold Rendszer). A GNSS műholdak közé tartoznak az amerikai GPS műholdak, az orosz GLONASS műholdak, és még néhány űrbe telepített kiegészítő rendszer műholdjai, mint pl. Az EGNOS és a WAAS.

 

4.1.3    Az RTK

Az RTK használatával történő pozíció-meghatározáshoz a SmartStation egyesíti a SmartAntenna által gyűjtött műhold adatokat egy ismert ponton felállított referencia vevő által gyűjtött műhold adatokkal. a referencia adatok továbbítása a SmartStation-höz telefonon, vagy interneten keresztül történik. A referencia állomás lehet egy, például FÖMI KGO által működtetett, GNSS-vevő, ami bárki által hozzáférhetően továbbítja az adatokat felhasználásra az összes GPS rover egységnek a környező területen, vagy lehet egy nem nyilvános referencia vevő is, amit felállítunk egy ismert ponton, kifejezetten a SmartStation támogatására. Az RTK betűszó a Real Time Kinematic (Valós Idejű Kinematikus) kifejezés rövidítése, és a jelenleg legmegbízhatóbb, leggyorsabb mérési módszert teszi lehetővé. A SmartStation képes meghatározni a pozíciót néhány percen belül centiméter nagyságrendű pontossággal.

 

4.1.4    A SmartAntenna

A SmartAntenna nem más, mint egy GNSS vevő berendezés, ami a SmartStation-höz használható. A SmartAntenna egy kisméretű, könnyű, kétfrekvenciás GNSS műhold vevő készülék.

 

4.1.5    A SmartStation

A SmartStation magában foglal egy Leica TPS1200 mérőállomást és egy SmartAntenna-t. A GNSS vevőt a mérőállomásról lehet vezérelni, így gyakorlatilag a mérőállomásba integráltuk a GPS vevőt. A SmartStation-nel nem kell meglévő alappontokat felkeresni és hosszú sokszögvonalakat vezetni, vagy esetleg kevésbé megbízható hátrametszéshez folyamodni. A SmartStation-nel egyszerűen csak fel kell állni a műszerrel oda, ahol a legpraktikusabb, ezután a GPS-RTK segítségével meghatározni az álláspont koordinátáit, ami szabad égbolt esetén csak néhány percig tart és centiméter pontosságú, ha ezzel végeztünk, akkor már csak tájékoznunk kell és megkezdhetjük a pontok felmérését.

SmartStation használata esetében a SmartAntenna az 1200-as mérőállomás tetején helyezkedik el. A SmartStation-t kezelő személy így képes mind a mérőállomás, mind pedig a GPS mérés vezérlésére egyetlen műszerrel. Mivel a SmartStation a GPS-RTK rendszer segítségével képes önmaga koordinátáinak meghatározására, így ismert alappontokra nincs szükség. Egyszerűen csak felállítjuk a műszert ott, ahol szükséges. Az álláspont meghatározását követően különböző tájékozási módszerek állnak rendelkezésre a beépített programoknak köszönhetően. Mivel SmartStation használatakor a SmartAntenna is műszerállványon helyezkedik el, annak mozdulatlansága megnöveli az RTK számítások pontosságát. Ellentétben például egy kézben tartott, rúdra szerelt antenna használatával.

 

4.2       A terepi mérések módszerei

 

4.2.1    Tájékozás a SmartStation-nel

A GPS-RTK segítségével meghatározhatjuk annak a pontnak a koordinátáit és magasságát, amely felett a SmartStation fel van állítva. Önmagában ez azonban nem elegendő a munka elvégzéséhez, előbb a vízszinteskört tájékozni kell egy másik pontra vagy pontokra történő irányzással. A felhasznált pontnak vagy pontoknak elég távolinak kell lenniük, hogy megfelelő pontosságot biztosítsanak. Én három féle módszert használtam:

1.             Tájékozás egy ismert pontra (Ismert HI Pont)

2.             Tájékozás egy még ismeretlen koordinátájú pontra (Azimut beállítás)

3.             Tájékozás egy vagy több ismert pontra és magasság átvétele ezen pontok egyikéről vagy több ilyen pontról (Táj. & Mag. Átvitel)

 

4.2.2    Tájékozás egy ismert pontra (Ismert HI Pont)

 

 

Felállítjuk a SmartStationt-t egy P1 pontban. Meghatározzuk a P1 pont pozícióját RTK-val. Pontosan megirányozunk egy második P2 pontot, aminek a koordinátái ismertek és el vannak tárolva a műszerben. A mérőállomás kiszámítja az irányszöget P1>P2 és pontosan beállítja a vízszintes körleolvasást. Ez után mérhetjük a szögeket és a távolságokat, felmérést végezhetünk. A P2 lehet egy alappont, aminek a koordinátáit korábban eltároltuk a mérőállomásban vagy lehet olyan pont is, ami a SmartStation-nel lett mérve, és aminek a koordinátáit RTK-val határoztuk meg.

 

4.2.3    Tájékozás egy még ismeretlen koordinátájú pontra (Azimut beállítás)

Ennél a módszernél a tájékozást egy olyan pontra végezzük, amely koordinátáit később fogjuk meghatározni.

A tájékozás menete:

Felállítjuk a műszert egy P1 pontban meghatározzuk a helyzetét RTK-val. Megirányzunk egy második P2 pontot, aminek a koordinátái még nem lettek meghatározva. Ekkor lehet mérni szögeket és távolságokat, lehet felmérést végezni P1-ből. Figyelni kell viszont arra, hogy P1>P2 irányszög még nem ismert ezért a vízszintes irányszögek és ennek megfelelően a felmért pontok koordinátái nem lesznek még végleges értékek. Miután minden pontot és részletet felmértünk P1-ről továbbmegyünk a P2 pontra.

Felállítjuk a műszert a P2 pontban és meghatározzuk a koordinátáit az RTK-val. A SmartStation automatikusan kiszámítja az irányszögeket P1>P2 és P2>P1, alkalmazza a helyes P1>P2 irányszöget az összes P1 pontban megtett mérési eredményre és automatikusan újraszámolja a koordinátákat. Ekkor tájékozunk a P1-re. A SmartStation beállítja a helyes vízszintes irányszöget. Most már tudunk mérni szögeket és távolságokat és tudunk felmérést végezni a P2 pontból.

 

Megkönnyíti a mérést, hogy a P2 pontot nem kell közvetlenül a P1 pont után mérni. A P2 pont koordinátáit meghatározhatjuk bármikor, amikor csak alkalmas. Amint a P2 koordinátáit meghatároztuk a SmartStation újra fog számolni minden P1 pontból felmért pont koordinátáit.

Ennek a módszernek az a nagy előnye, hogy nincs szükség az alappontok koordinátáinak a meghatározására, mielőtt elkezdenénk a felmérést. Egyszerűen kimegyünk, a területre felállítjuk a műszert ahol alkalmas, és máris tudunk dolgozni.

 

4.2.4    Tájékozás egy vagy több ismert pontra és magasság átvétele e pontok egyikéről vagy több ilyen pontról (Táj. & Mag. Átvitel)

Ez a módszer hasonló az elsőhöz azt leszámítva, hogy több választási lehetőséget biztosít. Ennél a módszernél a tájékozást végrehajthatjuk egy, vagy több pontra (maximum tíz pont), a magasság levezethető egy, vagy több alappontból, vagy elfogadhatjuk az RTK-val meghatározott magasságot.

 

Felállítjuk a műszert a P1 pontban és meghatározzuk a pozícióját RTK-val. Ekkor megirányozhatunk egy, vagy több alappontot, egészen tíz pontig. Az alappontoknak lehetnek helyzeti koordinátáik és magasságuk, vagy csak helyzeti koordinátáik, vagy csak magasságuk. Ha az alappontoknak csak magassága van, például magassági jegyek esetében, a távolságot meg kell mérnünk. Miután megnyomtuk a SZÁM, azaz a „számítás” gombot, a SmartStation a következőket teszi:

-   Beállítja a vízszintes kört az összes pontra végzett tájékozás alapján

-   Kiszámítja a P1 pont magasságát az alappontok magasságából

Ezzel a módszerrel a helyzeti koordináták RTK-val vannak meghatározva. Elfogadhatjuk azt a magasságot, amit az alappontokból számítottunk, vagy azt a magasságot, amit RTK-val határoztunk meg. Ez a tájékozási mód sokféle választási lehetőséget és teljes rugalmasságot nyújt.

 

4.3    A felmérés során használt kódlista

A felmérés során feltétlenül szükséges hogy az egyes növényegyedeket és növény fajokat megfelelően el tudjuk különíteni az utófeldolgozás során, ez egy megfelelő kódlista létrehozásával valamint az egyes pontok megfelelő sorszámozásával (Point ID) valósult meg. Az első próbafelmérések során, amíg még nem állt rendelkezésemre megfelelő kódlista ezért az egyes fajokat az ID-jük alapján próbáltam azonosítani, de az gyorsan kiderült, hogy nagyobb adatmennyiség esetén ez a módszer használhatatlan, ezért elengedhetetlenné vált egy megfelelő kódlista létrehozása. Először az erdészeti kódlistát szerettem volna használni, de rengeteg olyan faj volt a felmérendők között, amely abban nem szerepelt, ezért egy teljesen új kódlistát kellet elkészítenem. Az egyes fajok kódjait úgy kellett megalkotnom, hogy azok rövidek, könnyen kezelhetőek legyenek, és természetesen egyértelműen meghatározzák, melyik fajról van szó. A kód végülis egy hat karakterből álló betűsor lett, amely a faj tudományos nevének nemzetség és fajnevének első három betűjéből állt össze például:

-  Óriás mamutfenyő – Sequoiadendron giganteum --> seqgig

-  Molyhos tölgy – Quercus pubescens --> quepub

A kódlistában szereplő fajokat így siketült egyértelműen lekódolni, viszont voltak olyan növényegyedek, amelyeknek nem volt szükség a faj szintű felvételére, az ilyen növények kódjai csak a nemzetségnevük első három betűjével lettek kódolva például:

Ø  Havasszépe faj – Rhododendron sp. --> rho

Azoknak a pontoknak, amelyre a műszerrel álltam fel nem adtam kódot, hiszen az utófeldolgozás számára lényegtelenek voltak.

A kódlista elkészítéséhez a LEICA Geo Office programot használtam, amelyben a kódokat kód csoportokban (code group) kellett elhelyezni, a kód csoportokat növénycsaládok szerint hoztam létre és a családok tudományos nevével neveztem el.

A pontok számozását úgy oldottam meg, hogy a felállási pontokat 1001-től kezdve sorba számoztam. A mért pontok sorszámainak kezdete másképp alakult. Mint már írtam az első próbák során az egyedeket az ID-jük alapján kezdtem elkülöníteni, ugyan ezt a módszert gyorsan elvetettem az így mért adatokat fel tudtam használni ezért néhány növény egyed ID-je eltér a normál számozástól, ilyen például a három Perzsa varázsfa (Parrotia persica) melyek ID-je 2014-1, 2014-2, 2014-3. Miután az első módszert elvetettem a sorszámokat itt is egyesével növelve sorban folytattam 2050-től. Azért 2050-től hogy ne keveredjen össze sem a felállási pontok ID-jével sem a korábban elvetett módszer ID-jivel.

 

4.4    Terepi tapasztalatok felmérések közben

A Leica SmartStation igencsak megkönnyíti a munkát, könnyen kezelhető. Mint azt korábban a műszer ismertetésénél leírtam, ahhoz hogy a SmartStation pontosan meg tudja határozni a helyzetét szabad kilátást kell biztosítani az égbolt felé, hogy a műszer megfelelően tudjon érzékelni öt-hat műholdat. A munkát nehezítette, hogy a botanikus kertben még a télvégi, kora tavaszi lombtalan időszakban is nehéz volt megfelelő nyitott helyet találni, ahol a GPS-RTK mérés könnyen és gyorsan lezajlott volna. Gyakran kellett akár 15-20 percet is várakozni mire a műszer megfelelő pontossággal (2-3 cm 3D CQ) meg tudta határozni a saját pozícióját. Amennyiben a helymeghatározást nem sikerült kivitelezni az említett 15-20 percen belül úgy másik, megfelelőbb helyet kellett keresni a felállásra. További nehézséget jelentett, hogy az a kevés megfelelően nyitott hely is főként észak felé volt nyitott amerre nem igazán találhatóak műhold röppályák, tehát a kelet-nyugat irányban nyitott területeket kellett keresni, déli nyitottság csak egy-két helyen volt.