VIA UNIVERSITY COLLEGE Building Tomorrow Earthship Afgangsprojekt,. Forår 2012 Landmålingsopgaver i forbindelse med etablering af Earthship hus. Her udføres situationsopmåling, nivellement, skelkonstatering mv. Produkter såsom situationsplan, udgravingsplan, netskitser m.m.
Titelblad RAPPORT TITEL: Building tomorrow - Earthship VEJLEDER: Sara Lund FORFATTER: DATO/UNDERSKRIFT: STUDIENUMMER: 138921, 138925 og 139057 SIDETAL (à 2400 anslag): 18 sider GENEREL INFORMATION: All rights reserved - ingen del af denne publikation må gengives uden forudgående tilladelse fra forfatteren. BEMÆRK: Dette speciale er udarbejdet som en del af uddannelsen til Kort- og landmålingstekniker alt ansvar vedrørende rådgivning, instruktion eller konklusion fraskrives 1
Resume Vores opgave med dette afgangsprojekt har været at bistå projektgruppen Building Tomorrow med projektet at bygge et selvforsynende hus (Earthship). Vores del af projektet Earthship har været at løse det landmålingstekniske arbejde, som er naturligt ved et nybyggeri. Vores delmål har blandt andet været, indsamling af data, situationsopmåling af området, nivellement, mængdeberegning og afsætning. Vi har med opgaven valgt at bruge totalstation som primære opmålingsinstrument, men har også brugt GPS. Af software arbejdede vi hovedsageligt i beregningsprogrammet SDL og CAD programmerne Microstation og Inroads. 2
Indhold Titelblad... 1 Resume... 2 1. Indledning... 4 1.1. Problemformulering... 5 1.2. Afgrænsning... 5 1.3. Metode... 6 2. Projektstyring... 7 2.1. Korrespondance... 7 3. Earthship... 8 4. Indhentning af data... 9 4.1. Måleblade... 9 4.2. Servitutter... 10 5. Kravspecifikation... 12 6. Opmåling... 13 6.1. Etablering af fikspunkter... 13 6.1.1. Netudjævning... 14 6.2. Nivellement... 18 7. Detailopmåling og fladenivellement... 21 8. Skelkonstatering... 22 9. Kortmateriale... 23 9.1. Situationsplan... 23 9.2. Netskitse... 24 9.3. Udgravningsplan... 25 9.4. Papmodel af området... 27 10. Praktisk afsætning af udgravning... 28 11. Konklusion... 29 12. Bilagsoversigt... 31 13. Digital aflevering, oversigt... 32 Bibliografi... 32 3
1. Indledning Denne afsluttende opgave på udgør en del af et større projekt, som finder sted på VIA University College i Horsens sommeren 2012. Det overordnede projekt drejer sig om at der skal bygges et Earthship hus efter arkitekten Michael Raynolds koncept om selvforsynende bæredygtig hus. Earthship Horsens er det officielle navn på det overordnede projekt, som koordineres af en gruppe studerende under navnet Building Tomorrow, der inddrager mange forskellige faggrupper på skolen, blandt andet os som Kort og Landmålingsteknikere. Vi skal naturligvis varetage de opgaver, der naturligt faldt ind under vores fagområde; nemlig landmålingsarbejde. Målgruppen/ rekvirenten til vores afgangsprojekt er projektgruppen Building Tomorrow, vores kontaktpersoner er bygningskonstruktør eleverne, Yovkov Antonov og Janis Berzins. Huset opføres af rent forskningsmæssige grunde, hvorfra det er blevet besluttet at bygge det på skolens arealer. Nærmere bestemt på området bag den nordlige parkeringsplads. Figur 1, Området for Earthship. Ortofoto fra Google Earth Af opgaver vi skal igennem og produkter der skal leveres til rekvirenten kan nævnes situationsopmåling af området, fladenivellement og afsætning til udgravning. Produkterne der skal leveres, er der situationsplan, udgravningsplan. 4
I tillæg til dette skal der leveres en volumenberegning over den jord der skal fjernes samt en fikspunktskitse, som kan bruges til afsætning af bygningen og andet arbejde senere på grunden. Som udgangspunkt skal der indhentes data i form af servitutter og måleblade, ligesom der skal opstilles nogle kravspecifikationer til de målinger, vi skal foretage. Almindeligvis vil sådanne kravspecifikationer blive opstillet, af enten bygherren eller den rådgivende ingeniør, men i dette tilfælde skal vi selv opstille krav til såvel fejlgrænser, koordinatsystem og højdesystem. Arbejdet med dette projekt er vores bidrag til opførelsen af det første Earthship hus her i landet. 1.1. Problemformulering Vi vil: 1. Med dette projekt finde ud af, om vi kan varetage og løse opgaven som landmålere på Earthship projektet, og med det ansvar som følger med, da det er en bygning som skal opføres på Via Horsens. 2. Prøve om vi kan etablere et godt og sikkert fikspunkts net i området, som Earthship projektet og andre projekter kan benytte i fremtiden. 3. Selv prøve om vi kan konstruere og lave volumenberegningen på udgravningen i et Cad program. 4. Som en ekstra del af projektet, vil vi gerne prøve om vi kan genfinde nogle af de gamle skelrør, ved at finde frem til de gamle måleblade fra området, og få koordinater på skelpunkterne. 1.2. Afgrænsning Stedfæstelse af servitutter samt skelkonstatering er en del af opgaven, som vi har besluttet at have med i begrænset omfang. Dels fordi Earthship huset skal ligge langt fra de registrerede skel, og dels fordi der ikke skal udføres noget matrikulært på grunden. 5
Afsætning af huset skal ske efter udgravningen, derfor har vi i samråd med rekvirenten besluttet at afsætningen gøres hvis vi i god tid, får godkendt udgravningsplanen. 1.3. Metode Følgende kapilet er en kortfattet beskrivelse og oversigt over de resurser vi har brugt for at nå frem til vore resultater. Dataindsamling KMS, Valdemar; For at finde de nærmeste kotefikspunkter til nivellement. KMS, Webmatriklen; Til brug for at søge efter målebladet hos Landinspektørfirmaet Bonefeld & Bystrup KMS download - http://kf-download.kms.dk; For at finde matrikelkort og strandbeskyttelseslinjen til brug I situationsplan Bonefeld og Bystrup, målebladsarkiv; Søgning efter egnet måleblad. Landmåling Situationsopmåling: Leica 1205+ totalstation og Leica GPS Leica 1100 Nivellement: Nivelleringsinstrument og Leica 1200 totalstation Databehandling. Til tegning af planer og skitser: Microstation og InRoads fra Bentley. Til beregning af data fra opmålinger og trigonometrisk nivellement: SDL Til Rapport og andet administrativt arbejde: Word, Excel og PDF 6
2. Projektstyring I dette kapitel ønsker vi at beskrive den del af afgangsprojektet, som i forhold til at få løst opgaven, er af ren administrativ karakter. Før opstart af projektet udarbejdede vi som gruppe en handlingsplan med de forskellige delmål vi skal igennem. Ud for hvert delmål er der en kort beskrivelse, af hvad dette indeholder og hvad der skal bruges af ressourcer. Se bilag 1(Handlingsplan). I tillæg udarbejdede vi en tidsplan som viser oversigt over de forskellige delmål, bilag 2. Rapportens tidsplan er også bygget op med udgangspunkt i delmålene og beskrevet i handlingsplanen. Vi gik i gang med at planlægge fremgangsmåden i projektet. Vi ville gerne i gang med etableringen af fikspunktsnettet og selve opmålingen, inden det blev for tæt med blade på træer og buske. Skelkonstateringen kunne vente, da vi ikke så det som nødvendigt at have med ift. Situationsopmålingen. Der skal yderligere ikke laves nogen decideret matrikulære forandringer i forbindelse med projektet. I andre projekter vil man mange gange lave en skelkonstatering, før én situationsopmåling. Earthship huset ligger langt fra de registrerede ejendomsgrænser, og der skal ikke udføres nogen matrikulære forandringer på matrikel nummeret 83d Ejerlav 2006452. Vi har derfor vurderet kun at have skelkonstateringen med som et delmål, for at vise at vi kan kan løse denne slags opgave. 2.1. Korrespondance Projektgruppen bag Building Tomorrow har været vores rekvirent, og det var dem vi skulle levere produkterne til i form af situationsplan og afsætningsplan. Der er blevet skrevet en arbejdskontrakt til os som vi har lagt ved som Bilag 4 Ifølge kontrakten har alle parter frit kunne indkalde til møde. De personer vi har refereret til, og haft møder med, i løbet af projektet var Yovko Antonov og Janis Berzins som er bestyrelsesmedlemmer i projektgruppen Building Tomorrow. Under projektet har vi haft tre byggemøder, hvor vi kort har drøftet hvor langt vi har været i processen, og hvilke tegninger de skullet bruge for at kunne komme videre i arbejdet. 7
Dataudveksling har foregået via mail. Datafiler i form af tegninger og planer har vi sendt i AutoCad formatet DWG, da det var det format rekvirenten bruger. Det har stort set forløbet godt mht. til udveksling af informationer, specielt når det omhandlede situationsplanen. Når det kom til at lave en udgravningsplan, har der været lidt mere udfordring, det bliver beskrevet lidt nærmere i kapitlet om kortbilag, kapitel 10. 3. Earthship Vi har som nævnt i indledningen bestemt os for at involvere os i universitetssamarbejdet, om at etablerer et Earthship hus. Vi vil i dette kapitel kort beskrive konceptet Earthship. Earthship konceptet tog form i starten af 1970 erne. Manden bag konceptet var grundlæggeren af firmaet Earthship Biotecture, Arkitekten Mike Reynolds. Tanken bag Earthship konceptet er at det består af tre grundpilarer. Den ene er at huset skal bygges af naturmaterialer og genbrugsmaterialer. Det vil sige bæredygtigt byggeri. Den anden grundpilar består i at huset skal være helt uafhængig af det som omtales som the Grid det vil sige helt selvforsynende og fri fra at være koblet op til det offentlige vand og strømnet. Det vil gøre at huset vil være mindre modtageligt for konsekvensen af naturkatastrofer. Den tredje og sidste grundpilar i konceptet, er at huset skulle kunne være økonomisk muligt for en person uden decideret byggetekniske færdigheder, at bygge. (http://en.wikipedia.org/wiki/earthship) Figur 2, Første opførte Earthship hus i New Mexico Earthship huset der skal bygges på skolens grund, er det først af slagsen i hele Danmark. Mike Reynolds har før prøvet at få opført et hus i København, men fik ikke byggetilladelsen. Projektet er det første af sin slags her i landet, hvorfra planlægningen og udførelsen er af stor interesse for mange forskellige fagområder og interessefelter. Mere om universitetets Earthship projekt kan læses i Bilag 3, projektbeskrivelse. 8
4. Indhentning af data Bag alle projekter vil der altid være noget data, man skal arbejder med. I dette kapitel vil vi komme ind på hvilke data vi har brugt. 4.1. Måleblade I forbindelse med nybyggeri og matrikulere sager, er det naturligt at man går ind og finde måleblade som fortæller, geografisk på et kort med koordinatliste, hvor skelpunkterne er placeret. I forhold til udførelsen af Earthship huset, var det strengtaget ikke nødvendig med skelkonstatering, da vores opgave ikke omfatter skelforandring. I tillæg ligger skellene også så langt fra Earthship huset, at det ikke får nogen betydning. Vi valgte alligevel at bruge tid på at lave skelkonstatering, da vi mente at det ville være godt for vores egens lærings skyld at have med. I den forbindelse skulle vi have fat i nogle måleblade for at finde ud af hvor skellene er placeret. Vi aftalte med Landinspektørfirmaet Bonefeld og Bystrup 1 at vi kunne besøge deres arkiv for at lede efter måleblade. Hvis vi ikke havde fundet målebladet hos Bonefeld & Bystrup, ville vi have rekvireret oplysningerne hos KMS, de ville også kunne oplyse os om hvilket Landinspektør der eventuel ville ligge inde med målebladet, for matr.nr 83d, ejerlav 2006452. Vi havde ikke held med at finde målebladet, ved brug af det gamle analoge arkiverings system, så vi brugte nogen timer på at søge arkivet igennem. Senere fik vi i stedet hjælp fra en sekretrær til at finde det rigtige sagsnummer. Hun tog først et udtræk fra webmatriklen se bilag 6 og gik derefter i det digitale arkiverings system og fandt det nyeste sagsnummer der omhandlede matriklen. Med det sagsnummer lykkedes det os at finde det rigtige måleblad, se bilag 7 1 Bonefelt og Bystrup landinspektør firma i Horsens. De er landsdækkende men kommer mest i Østjylland. De har adresse: Strandpromenaden 6-8700 Horsens. http://www.landplan.dk/bonefeld-og-bystrup/ 9
Figur 3, Udsnit fra webmatriklen og målebladet fundet hos Bonefeld og Bystrup Målebladet vi fik fat i omhandlede en matrikulær sag fra november 2001 så det var et forholdsvis nyt måleblad af god kvalitet i system34 Jylland. Disse koordinater skulle vi bruge til den praktiske skelkonstatering som er beskrevet i et senere kapitel. 4.2. Servitutter Når der skal bygges et hus på et matrikel nummer, er det nødvendigt at undersøge hvilke servitutter der er tinglyst på matrikel nummeret. Man er eksempelvis nødt til at vide hvor man kan bygge huset, i forhold til om der er ledninger eller andre ting i jorden. Der kan for eksempel også være en servitut som beskriver hvor højt man må bygge m.m. Vi ville derfor undersøge om der var nogen servitutter der var gældende for vores matrikel nummer, og hvis der var nogen ville vi også stedfæste dem geografisk, ligesom vi fik stedfæstet strandbeskyttelseslinjen. Dette skal man normalt gøre i en matrikulær sag. Stedfæstelse af servitutter er beskrevet i Bekendtgørelse om tinglysning i tingbogen BEK nr. 834 af 03/09/2009 Kapitel 7 Servitutstiftende dokumenter, 28. Nye servitutter, der kan stedfæstes geografisk på ejendommen, skal stedfæstes. En servitut kan vedrøre hele ejendommen. Anmeldelsen til tinglysning skal være vedhæftet et elektronisk rids og en fil med beskrivelse af stedfæstelse Bestemmelsen er et naturligt udgangspunkt for alt projekteringsarbejde. En detaljeret situationsplan suppleret med oplysninger om de juridiske bindinger og evt. kombineret med ortofoto er et rigtigt godt udgangspunkt for ethvert bygge- og anlægsprojekt og kan ofte være en god investering mod senere fordyrende forsinkelser, projektændringer og overraskelser (http://professionelt.geopartner.dk/pro/situationsplaner-sikkert-projektgrundlag) 10
Vi fik udleveret en pdf fil med forskellige akter fra tingbogen vedr. matr.nr. 83d, ejerlav 2006452 samt nogen af de omkringliggende matrikel numre. Vi gik igennem disse dokumenter og fandt ingenting af betydning for bygningen af Earthship huset. Desuden var der heller ingen rids af de forskellige servitutter, og de ville derfor være vanskelige at stedfæste. Det vi ser som nødvendigt for at kunne stedfæste en servitut, kan være at man har en tegning (et rids) over den pågældende servitut. Der kan også være en klar beskrivelse af placeringen af servitutten, for eksempel hvis det drejer sig om en ledning, så vil der stå at ledningen går fra det sydvestlige hjørne til det nordøstlige. Da entreprenøren /Landinspektøren kommer til at stå til ansvar, hvis byggeriet erklæres ulovligt pga. en overset servitut, bør man altid undersøge for servitutter i forbindelse med byggeri. Vi har valgt at afgrænse vores projekt, til kun at ville stedfæste strandbeskyttelseslinjen og bufferzoner, som var på vandtankene, vist på situationsplanen. Disse bufferzoner ville naturligvis blive tinglyst som en servitut på matr.nr. 83d, ejerlav 2006452. 11
5. Kravspecifikation Til vores afgangsopgave og selve udførelsen af arbejdet som landmåler til Earthship projektet, er der nogle krav til nøjagtigheden. Disse krav har vi ikke fået oplyst fra vor rekvirent, projektgruppen Building Tomorrow. Normalt set ville man få kravene fra rekvirenten. Vi fandt selv frem til nøjagtighedskravene til opgaven som, er beskrevet i kompendiet om afsætning (Staugaard & Matthiesen, s. 12) Derfor valgte vi ikke at diskutere det med projektgruppen, da vi mente at det ville være godt for vor egen læring, selv at tage sig af det. Figur 4, De vejledende fejlgrænser for afsætning af forskellige punkter. Til vores fikspunkter i højden har vi valgt at bruge nøjagtighedskravene (5 mm) fra linjenivellement. 5mm er 2,5 x standard afvigelsen/ spredning. Dvs. vi har én middelfejl /standard afvigelse på 2mm, som er vores forventede afvigelse på fikspunkterne i plan og højde. 12
Til afsætning af udgravningen er nøjagtighedskravene, 5 cm i planen og 12 mm i højden. Vi har brugt Leica 1205+ totalstation til opmåling. Se bilag 20 (ligger i digitale bilag) for kravspecifikation til denne. I tillæg til dette har vi følgende krav til koordinat system og højde: Koordinatsystem - KP2000 Jylland Vi har valgt koordinatsystemet KP2000 Jylland frem for DKTM på grund af begrænsninger med stempling af koordinatsystemet i vores version af Microstation. Vi fandt senere ud af at det var muligt at opdatere vores version til en nyere, hvor alle koordinatsystemer er med, herunder DKTM som vi ellers ville have valgt som foretrukket koordinatsystem til projektet. Højdesystem DVR90 6. Opmåling 6.1. Etablering af fikspunkter I forbindelse med hele projektet er det nødvendigt at få etableret et godt fikspunktsnet. I starten af projektet tog vi en rekognoscering af området, for at se hvor det ville være passende at placere fikspunkterne. Det var vigtigt for os at placere dem således, at vi med frie opstillinger, kunne måle rundt i hele området med en god geometri på alle punkter. Figur 5, Eksempel på dårlig og god geometri: A= Dårlig B= God. Den røde ring er grænsen for opmålingsområdet. For at opnå god geometri skal man sørge for at have lange sigter, som ikke ligger for tæt på hinanden. Man opnår også god geometri ved at måle til de fikspunkter, som ligger udenfor det område der skal opmåles, se fig. 5. 13
Med hensyn til etablering af fikspunkterne, besluttede vi os for at etablerer dem vi kunne med GPS. To af vores elleve fikspunkter er etableret med retromærker, og kan af gode grunde naturligvis ikke registreres med GPS. De resterende 9 fikspunkter etablerede vi hhv. i asfalt og med træpløkker. Disse fikspunkter registrerede vi som sagt med GPS, og alle blev målt 4 gange hver, for at opnå bedst mulig nøjagtighed. Her henviser vi til netskitsen, bilag 16 og Fikspunktbeskrivelse bilag 8. Vi har i tillæg til netskitsen, udarbejdet en fikspunktskitse på både dansk og engelsk, som projektgruppen Building Tomorrow kan bruge ved senere arbejde i området, se bilag 19. Når man måler med GPS, måler denne i intervaller. Man kan indstille den til at måle i intervaller i 30 sekunder. Det kan være vanskeligt at stå stille med instrumentet i 30 sekunder, derfor er det i stedet nemmere at tage flere målinger af eksempelvis 5 sekunder. Da alle 9 GPS fikspunkter fik 4 koordinatsæt pr. fikspunkt, ville disse koordinater derfor skulle mildes, for at vi kunne få nogle foreløbige koordinater til videre netberegning. Dette gjorde vi i et excel ark. Punkt X Y Z FIX-7 6.194.264.636 224.147.842 17.707 FIX-7 6.194.264.644 224.147.843 17.708 FIX-7 6.194.264.636 224.147.849 17.700 FIX-7 6.194.264.631 224.147.837 17.712 Midling 6.194.264.637 224.147.843 17.707 Formel =SUM(E33:E36)/4 =SUM(G33:G36)/4 =SUM(I33:I36)/4 Figur 6, Midlede GPS fikspunkter De midlede GPS fikspunker er vedlagt som bilag 10. 6.1.1. Netudjævning Senere samme dag i forbindelse med etablering af fikspunkter, ville vi lave en registrering af de resterende to fikspunkter, samt en netmåling af samtlige fikspunkter. Med en netmålingen og udjævning bliver nettet af fikspunkterne etableret. Denne opmåling gjorde vi med totalstation. Det vi gjorde var at oprette et nyt job i totalstationen og brugte de allerede indmålte fikspunkter som referencefil i det nye job. Vi 14
valgte at lave frie opstillinger, hvor vi kunne måle til så mange fikspunkter som muligt pr. fri opstilling. For at få en overbestemmelse af fikspunkterne, målte vi til alle fikspunkter minimum én gang fra to uafhængige opstillinger, men flere af fikspunkterne har vi opmålt tre til fire gange. Ved at overbestemme et fikspunkt får man muligheden for at udelukke eventuelle fejl på målingen. Der findes tre forskellige fejltyper, grove fejl, systematiske fejl og tilfældige fejl (Staugaard & Matthiesen) For at lave en god netmåling, var vi bevidste om at ville lave fri opstillinger, hvor det var muligt, både at måle til nogen af de sydlige som nordlige fikspunkter fra én opstilling. Vi havde for eksempel en placering, hvor vi kunne måle til fix 4 og 5 i nord, og fix 11 i syd, fig.7. Figur 7, Udklip af fikspunktskitsen, opstilling var mellem punkt 4 og 5, fix 11 ligger uden for billedet. I området er der en del beplantning, men det lykkes for os flere gange at måle igennem dette, hvilket gav os muligheden for at opnå et godt fikspunktnet ved at forbinde punkterne nord og syd for området. Henviser til netskitse bilag 16 og Fikspunktsskitse bilag 19. Efter selve opmålingen udlæste vi vores observationsfil, som skulle bruges til netudjævningen i SDL. Til at starte med fik vi fejlmeddelelser på vores SDL beregninger. For at finde denne fejl beregnede vi en detailmåling for hver af de fem opstillinger. Detailmålingen gav gode resultatfiler på alle opstillinger. Derefter lavede vi en punktfil med de foreløbige koordinater på alle fikspunkterne ud fra detailmålingen. Med de foreløbige koordinater og vores observationsfil, kunne vi nu lave en netudjævning i SDL. Der var fikspunkt 2 ikke med. Det viste sig så, at vi fra opstilling 1000 havde målt til fikspunkt 7 to gange, hvilket var en fejl da punkt 7 én af gangene skulle være fikspunkt 2. 15
Figur 8, Udklip af koordinater på nye punkter fra resultatfilen. Efter vi rettede denne fejl i observationsfilen, blev vores netudjævningen inden for hvad kravspecifikationen beskriver og med et godt resultat (Se også illustrationer på næste side). Vi valgte ikke at fastholde nogen koordinater, fordi at de koordinater vi havde, var en midling af alle fikspunkter og ikke et eksakt koordinat. Hvis vi for eksempel skulle have brugt et mv. punkt som fikspunkt, skulle dette have været fastholdt. Da et mv. punkt er et oplyst fikspunkt med én absolut koordinat. Vi vurderer som sagt net udjævningen som god, ud fra vores krav specifikation til projektet som beskrevet i kapitel 5. Vurderingen er baseret på, at vi har fastlagt en fejlgrænse på 5mm på vores fikspunkter dvs. 2,5 x middelfejlen. I vores resultat fil fra SDL, vurdere vi at enheden p*v på de enkelte punkter er godt under fejlgrænsen på 2,5. P*V fortæller os hvor stor rettelsen til den enkelte måling er i forhold til målingens vægt, læst i kompendiet ( Note om fejlteori 2.semester). Den fortæller det samme som middelfejlen på vægtenheden. Nedenfor vises den vandrette afstands afvigelse i mm. på udjævningen. Den ligger pænt omkring de 2mm og ingen oppe omkring de 5mm som er vores fejlgrænse. 16
Figur 9, Netudjævning af fikspunkter, hvor man ser alle opstillinger med målingerne. I tillæg kan vi se at afvigelsen på x og y for de enkelte punkter efter netudjævningen, er på 0,001-0,002m. Figur 10, Netudjævning af fikspunkterne i X, Y og Z Yderligere er middelfejlen på vægtenheden beregnet til 0,146. Vi henviser her til bilag 11 netudjævning. Middelfejlen på vægtenheden, giver et godt overblik over målingen og er et gennemsnit på alle observationer, det vil sige at der stadig kan være grove fejl på nogle punkter. Et par uger efter vi havde etableret vores fikspunkter, var vi ude for at opmåle nogle vandtanke som var gravet ned på området. Der var Fikspunkt nr. 9 gået tabt, og vi valgte derfor at etablere et nyt fikspunkt tæt derpå, dette nye punkt kaldte vi FIX-12. 17
Vi lavede to fri opstillinger med god geometri og målte i hver opstilling til tre kendte fikspunkter samt det nye fikspunkt. Til netudjævning af FIX-12 brugte vi SDL. Der indlæste vi vores observations fil og fastholdte de tre kendte fikspunkter vi havde målt til i en tidligere fix-fil. Grunden til at vi fastholdte de kendte fikspunkter, var fordi vi allerede fra en tidligere netudjævning, havde beregnet de absolutte koordinater til dem. Figur 11, Netudjævning af FIX-12 hvor vi ligger pænt med en afvigelse på C= (a²+b²)= 2,2mm 2mm (som er 1x standard afvigelse)= 1,1 som er antal standard afvigelser på denne udjævning. (C=den skrå afstand) Vi henviser også til at se fikspunktfilen med alle fikspunkters koordinater. Den findes som punkt fil i den digitale aflevering. Fikspunktfilen kan bruges af projektgruppen når de skal afsætte earthship huset. 6.2. Nivellement I henhold til kravspecifikationen, ville vi have at alle fikspunkter fik den rigtige kote i DVR 90. Vi fandt i nærheden to kotefikspunkter på KMS Valdemar, som vi ville bruge. Det ene punkt beliggende på Sundvej 82 (kote punkt nr.: K -64-09132) og det andet beliggende på Chr M. østergaardsvej 15 (kote punkt nr.: K -64-09133) Se også bilag 5. 18
Vores område Figur 12, De to kote punkter, afkrydset på kort. (Kort taget fra krak.dk) Grunden til vi valgte at bruge to fikspunkter, var for at få en overbestemmelse på koten. Når man vælger to punkter, vil man kunne se om det ene punkt ikke passer til angivne kote. Hvis man bruger koten fra et punkt, vil man ikke opdage den eventuelle fejl på kotefikspunktet. Vi valgte i begyndelsen at lave et geometrisk nivellement, hvortil vi brugte skolens nivelleringsinstrumenter. Her startede vi fra det ene kendte punkt og gik videre til det andet kendte punkt. Efter det gik vi videre ned til vores nye fikspunkt 1, og tilbage til det kendte punkt igen for at opnå en lukkesum. Denne lukkesum var på 12,8cm, hvilket må siges at være en grov fejl. Dette nivellement kunne vi derfor ikke bruge til noget. Efter dette fandt vi et nyt nivelleringsinstrument, testede det, hvor det igen gav grove fejl. For at prøve noget andet, ville vi lave et trigonometrisk nivellement med totalstation, da vi mente at vi kunne opnå en tilfredsstillende nøjagtighed indenfor opgavens rammer. Vi gjorde som før, ved at måle til de to kendte kotefikspunkter, samt til fikspunk nr. 1 og tilbage igen, for at opnå en overbestemmelse. Med trigonometrisk nivellement brugte vi kun 1/5del af tiden af hvad vi gjorde ved det geometriske nivellement. 19
Figur 13, polær beregning fra det kendte punkt 2 til Fix-1 og tilbage igen. 1mm For at finde frem til resultatet fra vores trigonometriske nivellement, indlæste vi observationsfilen i SLD og beregnede en polærmåling, med vores kendte punkter i koten i et fixkatalog. Derefter fik vi en resultatfil på vores opmåling, som viste kote afvigelsen på alle punkter, samt den afvigelse fra det kendte kotefikspunkt 2 til fikspunkt 1, og tilbage til kotefikspunkt 2. Kote -afvigelsen ligger inden for fejlgrænsen på 5 mm som er 2,5x standard afvigelse, se resultatfilen bilag 12. Figur 14, kote afvigelse som er imellem de 2 kendte fikspunkter fra Valdemar og den nye koordinatliste i koten. Efter dette nivellement, brugte vi den nye kote på fikspunkt 1 som et fastholdt z-koordinat, i en højdeudjævning på alle de resterende fikspunkter. Her fik vi en afvigelse som ligger under middelfejlen på 2mm. 20
Figur 15, kote afvigelsen i meter og de nye koter på alle fikspunkter Figur 16, middelfejlen på vægtenheden, hvilket er god da 1.0 er det forventede af vores måling ud fra apriori spredninger) 7. Detailopmåling og fladenivellement På baggrund af fikspunktnettet besluttede vi, at lave vores opstillinger som Fri station. Grunden til at sætte op i frie opstillinger, frem for at sætte op over et kendt punkt, er man har friheden til at selv kunne bestemme hvor totalstationen skal stå, i forhold til at opnå en god geometri. Målingerne vil også blive mere nøjagtige, fordi man mindsker risikoen for en tilfældig fejl ved opstilling. Ved opstilling som fri station skulle vi måle til minimum tre kendte fikspunkter, dette for at få en overbestemmelse af vores placering. Så kunne vi i totalstationen lave en polær beregning af målingerne til fikspunkterne plus midling af koordinatet på opstillingen. Ved detailopmålingen havde vi i alt 8 opstillinger. Nogle enkelte opstillinger var med en tilsyneladende dårlig geometri, men det viste sig at ikke være noget problem da de polære beregninger blev meget gode. Alle beregninger lå i gennemsnit på en nøjagtighed på 1-2 mm i plan og højde, hvilket var rigtig godt i forhold til kravspecifikationen, kapitel 5. Grunden til at vi har valgt at have de 21
høje nøjagtigheder i vores fikspunktnet, er at vi har vurderet det skal kunne bruges senere i forbindelse med andet arbejde på området. Når man laver en måling fra fri station, måler man først til mindst tre kendte fikspunkter som er indlæst som en punktfil i totalstationen. På den måde definerer totalstationen sig i koordinatsystemet ud fra de kendte fikspunkter, efterfølgende når man måler et detailpunkt får dette punkt automatisk det rigtige koordinat. De nye koordinater kan nu blive læst ud direkte i et punktkatalog der indeholder koordinaterne på alle opmålte punkter. 8. Skelkonstatering En skelkonstatering har til formål at afklare, om ejendomsgrænserne i marken er i overensstemmelse med matriklens oplysninger. Til rådighed for dette arbejde har vi anskaffet oplysninger om matriklens skel i form af måleblade og matrikelkort som vi har fundet i arkiverne hos Landinspektørfirmaet Bonefelt & Bystrup. Normalt ville man som noget af det første fortage en skelkonstatering, for at sikre sig at følge byggelovgivningen, men da placeringen af Earthship huset ikke kommer i nærheden af de 2,5 meter fra skel, som er det mindste afstandskrav for placering af bygninger, ser vi det ikke som vigtigt at få konstateret skellenes placering. Se figur 17. Figur 17, Placering af hus, mål til skel. De to nærmeste placeringer 22
Figur 18, søgning efter, -og fund af skel For at få den praktiske del af skelkonstatering med som en del af opgaven, bestemte vi os for at konstatere følgende skelpunkter fra målebladet nr. 1, 2, 6 og 7. Vi lavede en punktfil ud fra koordinatlisten på målebladet bilag nr.7, indlæste dem i totalstationen og afsatte punkterne. Det viste sig at 3 skelrør var bortgået trods omfattende eftersøgning. Det ene skelrør som vi fandt, havde en afvigelse på, 5.5 cm på Y aksen og 5 cm på X aksen. Resultatet af afvigelsen kan også ses i skemaform (bilag 15) 9. Kortmateriale 9.1. Situationsplan Som en del af vores projekt har vi valgt, at fremstille nogle forskellige kort til opgaven. Som det første gik vi i gang med at fremstille en Situationsplan, som vores partner i projekt Earthship Janis og Yovkov, skulle bruge til at placere bygningen ud fra. For at få så hurtig som mulig gang i processen, sendte vi Situationsplanen digitalt i 3D. Så snart vi havde indlæst målingerne med Lifa modul i Microstation og havde redigeret linjer og punkter. Selve det analog kort af Situationsplanen lavede vi først senere i forløbet, da der var en del overvejelser i forhold til kartografi, målforhold, signaturforklaring osv. Vi valgte at strandbeskyttelseslinjen, beplantning, teknikpunkter og højdekurver var en vigtig del af Situationsplanen, for at give det bedst mulige overblik til at placere bygningen, Bilag 17. 23
Alle detailpunkter er som fladenivellementet med en eksakt kote i DVR90, dvs. at når vi læste vores opmåling ind i Microstation, ligger alle punkter og linjer i 3D med den rigtige højde. Det er en stor fordel når man arbejder med kortet digitalt, da man på ethvert punkt og linje kan udvælge dette og få oplyst koten, samt et visuelt billede af terrænet i 3D. Figur 19, Her ses området i 3D hvor det giver et visuelt billede af hvordan terrænet ser ud. 9.2. Netskitse For at vise hvordan vi har opmålt til vores netberegning, har vi valgt at lave en netskitse som viser vores frie opstillinger og hvorhen de har målt. På denne måde kan man danne sig et overblik, over hvor god geometri vi har i vores net og de opstillinger vi var valgt at måle fra. Som det ses på netskitsen, har hver opstilling sin egen farve, dette er med til at give et bedre overblik over hvilket sigte, som hører til hvilken opstilling, Bilag 16. 24
Figur 20, Netskitse 9.3. Udgravningsplan Efter vi havde sendt vores digitale situationsplan i dwg. format til Janis og Yovkov, arbejdede de videre med at placere bygningen på tegningen. Der gik godt en uges tid, før vi modtog tegningen med bygningen placeret, ud fra vores opmåling. På en eller anden måde havde det lykkes dem, at flytte hele tegningen i koordinatsystemet, samt skalere det hele så det var meget større end situationsplanen, de havde modtaget fra os. Dette gav os lidt problemer, da vores situationsplan var grundlag for hele projektet, og den nye tegning vi havde fået af 25
dem slet ikke passede på nogen måde med situationsplanen. For at løse dette problem, åbnede vi deres tegning i Microstation og indlæste vores egen situationsplan som en låst reference fil. På denne måde kunne vi transformere deres tegning ved at bruge de tre parametre: skalere, roterer og flytte, så den kom præcis til at passe med vores situationsplan, og derved fik alle de rigtige koordinater i X,Y og Z. Vi havde nu et omrids af bygningen som passede i planen. Efter lidt dialog frem og tilbage, kom vi også frem til en bundkote, som bygningen skal udgraves efter. Med disse informationer, kunne vi nu begynde vores design af udgravningen i Microstation. Til de udvendige mål af bygningen lagde vi i samråd med projektgruppen, en ekstra halv meter til, så når selve huset skal bygges, vil man have plads til at arbejde på. Bunden af udgravningen var kote 16.00m DVR 90 og ca.1,5m under nuværende terræn. For at udgravningen ikke måtte styrte sammen, valgte vi efter at have spurgt projektgruppen, at fra bunden og på til terræn at lave en skråning med Anlæg 1,5, bilag 9, (Formel på anlæg). Måden hvorpå vi valgte at konstruere denne udgravning på, var med programmet InRoads, som er et tillægsprogram til Microstation. Vi tegnede først den ønskede omkreds i form af en polygon linje i bunden af udgravningen. Derefter brugte vi funktionen generate sloped surface, hvor man kan vælge en linje, og giver denne linje en ønsket hældning. F.eks. kan man vælge anlæg 1,5 på en skråning op imod en anden overflade, som i dette tilfælde var overkant terræn. På denne måde konstruerer programmet en ny linje, der hvor skråningen rammer terræn overfladen, og danner en ny brudlinje i toppen af udgravningen. Nu havde vi to brudlinjer én i bunden og én på toppen af udgravningen. Derved kunne vi indlæse disse linjer i InRoads og triangulere imellem linjerne, for at danne en flade for udgravningen. Det samme havde vi gjort i situationsplanen, med vores fladnivellement og detailpunkter, for at danne en terrænoverflade i vores tegning. 26
Figur 21, Her ses udgravningen som er konstrueret i Microstation InRoads, hvor man kan se bunden og toppen af udgravningen, samt den triangulerede overflade (det gule felt hvor alle trekanter ses) På grund af nogle ventilationsrør som skulle ligge i bunden af udgravningen, måtte vi lave om på vores første udkast til udgravningen. Vi har valgt at lave et analogt kort, så maskinføreren og ingeniøren får et bedre overblik, og visuelt kan se udgravningen på et kort. Det kort passer med vores afsætning i marken, som der skal graves efter. Se udgravningsplanen bilag 18. I forbindelse med udgravningsplanen, har vi lavet en mængdeberegning i InRoads af selve udgravningen. Ud fra den triangulerede overflade på både terræn og udgravningen, danner InRoads en masse trekanter i fladen som ses ovenfor i Figur 20. Disse overflader bliver gemt i hver deres lag som et DTM format, ud fra disse overflader. InRoads beregnede den volumen, som ligger imellem de to overflader, og derved kom vi frem til vores mængdeberegning som Janis og Yovkov skulle bruge, se Bilag 13. 9.4. Papmodel af området Vi valgte til sidst i projektet at udarbejde en papmodel i målestok 1:100, som følger højdekurverne med 25 cm ækvidistance i området. Denne model vil vi videregive projektgruppen Building Tommorrow, så de kan bruge den til deres præsentation af projektet. 27
10. Praktisk afsætning af udgravning Efter vi havde udarbejdet vores udgravningsplan sendte vi den til Janis og Yovkov, hvor de i samråd med Sara Lund og Energy Park skulle godkende vores udgravningsplan. Det var nu i vores allersidste tidsrum inden afleveringen, hvor vi fik grønt lys til at afsætte vores udgravning, hvis der skulle ske nogle ændringer ville de selv skulle stå for dette, men vi pressede på for at kunne nå denne afsætning. Selve udgravningen havde vi konstrueret i Microstation InRoads, ud fra den kunne vi med Lifa s modul til programmet udvælge de punkter vi gerne vil afsætte i X, Y og Z. Lifa programmet danner et punktkatalog med de punkter vi havde udpeget, som er klar til at indlæses direkte i totalstationen. Med det punktkatalog og fikspunktskataloget indlæst i instrumentet var vi klar til at afsætte udgravningen med de i alt 26 punkter. Som vi har gjort tidligere med detailmålingen, lavede vi en fri opstilling og målte med god geometri til vores fikspunkter. I instrumentet beregnede vi opstillingen med godkendt resultat, hvor X koordinatet havde en afvigelse på 2mm og Y en afvigelse på 3mm. Vi begyndte at afsætte den inderste brudlinje, som er bunden af udgravningen i kote 16.00. Vi startede med at afsætte punktet i planen, ved at banke en træpløk så lodret i jorden som muligt. Derefter tog vi vores prisme ovenpå på træpløkken og målte igen, hvor totalstationen viser afvigelsen i plan og højde. Denne højde var vores nedstik fra toppen af træpløkken, som vi skrev på pløkken sammen med punkt nr. På denne måde kan maskinføreren altid se på de forskellige træpløkker, hvor dybt han skal grave ned. Vi afsatte hele omkredsen af bunden i udgravningen med nedstik og punkt nr. på alle træpløkker. Vi havde konstrueret den vandrette bund af udgravningen i Microstation, med en skråning på anlæg 1,5 der gik op imod terræn. Top skråning ved terræn afsatte vi også med en del punkter, men der var ingen nedstik, da disse punkter imellem hinanden definere brudlinjen på top skråning. Efter vi havde afsat alle punkter flyttede vi vores opstilling, og målte igen til vores fikspunkter i området og definerede vores station i koordinatsystemet. Vi målte alle vores afsatte punkter ind og de punkter med nedstik, lagde vi nedstikket til det enkelte punkt i vores prismehøjde. Dvs. at vores kontrol opmåling vil give os et resultat på om det nedstik vi havde skrevet på pløkken var korrekt, da vores opmåling af disse punkter gerne skulle have en kote på 16,00m ligesom vores afsætning. 28
Figur 22, Her ses hvordan der bliver afsat til overkant pløk, og derefter noteret et nedstik på pløkken. Da vi var færdig med at opmåle alle punkter, kunne vi i instrumentet udlæse et nyt punktkatalog med vores kontrolmåling. Denne måling brugte vi til at vurdere vores afsætning i nøjagtighed, ved at indlæse både vores afsætnings koordinater og opmålte koordinater på alle punkter i et regneark. Vi har regnet frem til differencen imellem alle koordinater og vurderet vores måling på det ud fra vores krav specifikation, kapitel 5. Man kan se hele udregningen og vores vurdering af nøjagtigheden på vores afsætning i bilag 14. 11. Konklusion Under vores uddannelse har vi lært meget indenfor traditionel landmåling, med denne afgangsopgave har vi primært beskæftiget os med traditionel landmåling, som en del af opgaven med Earthship. Selve vores opgave som landmålere på projektet, har vi løst tilfredsstillende og leveret nogle gode produkter, som danner grundlag for det kommende Earthship hus ved Via Horsens. Da det er en rigtig arbejdsopgave og ikke en fiktiv sag, har vi lagt stor vægt på at ville etablere et rigtig godt og stabil fikspunkts net. Det har vi gjort på baggrund af resultater på netberegning, og selve fikspunkternes placering og art. Vi har med god erfaring og fuld tilfredshed efterlevet krav specifikationen, om nøjagtighederne som vi har stillet til opgaven. Vores fikspunkts net er beregnet og vurderet, samt benyttet under projektet til både opmåling og afsætning. Det fikspunktskatalog vi har dannet, aflevere vi videre til 29
projektgruppen og skolen, så de til enhver tid kan arbejde videre med vores fikspunkter i fremtiden. Vores opgave med selv at konstruere og mængdeberegne udgravningen, har været rigtig spændende synes vi, da dette er et område som vi under vores uddannelse ikke har arbejdet ret meget med. Vi har klart gjort os nogle gode erfaringer i denne opgave, med at arbejde med Microstation og InRoads, som vi sikkert vil komme til at nyde gavn af i fremtiden som kommende landmålere. Selve konstruktions delen af udgravningen var meget tidskrævende, da vi ikke har en god rutine i at arbejde med programmet endnu. Vi fik løst opgaven med et godt resultat i form af mængdeberegning og afsætning til udgravningen. Skelkonstatering var noget vi gerne ville arbejde med, da dette heller ikke var noget vi rigtigt har prøvet på vores uddannelse. Det var ret spændende at lede efter de gamle måleblade i arkivet hos Bonefled og Bystrup, vi fandt efter lang tids søgen det rigtige måleblad med koordinater på alle skelpunkter. Da vi skulle genfinde de gamle skel i marken, blev vi lidt skuffet da vi kun fandt 1 skelrør ud af 4. Opgaven var dog god og vi gjorde os nogle erfaringer, som vi ikke kendte så meget til på forhånd. Vores samarbejde med projektgruppen for Earthship har overordnet været positivt. Vi må dog alligevel indrømme, at vi er lidt skuffet over at processen fra deres side. Vi måtte mange gange presse dem meget til, at tage nogle beslutninger og fremme processen, da vi ellers pga. manglede materiale og informationer om projektet ville gå i stå med vores opgave. Vi har nydt at lave denne afgangsopgave, da det er en arbejdsopgave med mange elementer, som vi med stor sandsynlighed vil blive udsat for igen som kommende landmåler. 30
12. Bilagsoversigt Nr. BILAG BESKRIVELSE 1 Handlingsplan Beskrivelse af delmål med projektet 2 Tidsplan Plan over delmål og opgavers ønskede varighed og deadline 3 Projektbeskrivelse En overordnet beskrivelse af det fælles projekt Earthship 4 Kontrakt En arbejdskontrakt for landmålingsengagementet 5 KMS Valdemar Udtræk af kotepunktsbeskrivelse fra KMS Valdemar 6 Webmatriklen Udtræk af matrikelkort fra KMS webmatriklen 7 Måleblad Måleblad for matrikel 83d, hentet hos Bonefelt og Bystrup 8 Fikspunktsbeskrivelse Dokument med billeder og beskrivelse af fikspunkterne 9 Formel anlæg Formler for anlæg i forbindelse med. Udgravning og skrænter BEREGNINGSBILAG 10 GPS fikspunkter Koordinatliste fra SDL med fikspunkter indmålt med GPS 11 Netudjævning Resultatfil af netudjævningen af fikspunktnettet 12 Resultat Nivellement Resultatfil fra SDL af det trigonometriske nivellement 13 Mængdeberegning En beregning fra InRoads af volumen af fjernet jord. 14 Afsætning af udgravning Beregning og vurdering af afsætning for udgravning 15 Beregning af fundet skel Vurdering af skelkonstatering KORTBILAG 16 Netskitse Skitse over fikspunktsnettets geometri 17 Situationsplan Fuldstændig plan over nuværende situation af området 18 Udgravningsplan Plan over udgravningen 19 Fikspunktskitse Skitse over fikspunkternes placering i området. 31
13. Digital aflevering, oversigt I tillæg til analog aflevering, levere vi også noget digitalt. Dette leveres på en CD-rom medfølgende rapporten. Herunder er en oversigt over indeholdet af denne. Mapper og filer Beskrivelse af indhold Rapport.pdf Pdf fil af fuld rapport Building tomorrow, Earthship Mappe Bilag til rapport Bilag til rapporten Building tomorrow, Earthship Mappe SDL SDL beregninger af opmålinger og nivellement beregninger Mappe - Tegninger Dgn format: Situationsplan, netskitse, udgravningsplan Dwg format: Siteplan Pdf format: Situationsplan, netskitse, Fikspunktskitse Mappe Fikspunktfil Punktfil med fikspunkterne Bibliografi (u.d.). Hentede Maj 2012 fra http://en.wikipedia.org/wiki/earthship: http://en.wikipedia.org/wiki/earthship (u.d.). Hentet fra (http://professionelt.geopartner.dk/pro/situationsplaner-sikkertprojektgrundlag). (u.d.). Note om fejlteori. VIA, KLT 2. semester. Staugaard, N., & Matthiesen, L. F. (u.d.). Kompendie om afsætning. Kort- og Landmålingsteknikernes Forening. 32