SNCSS 2012

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

procedeu utilizat in lucrarea noastra la determinarea cotelor cladirii iar Reflector presupune masurarea
distantei cu prisma procedeu utilizat pt determinarea planimetrica a cladirii si terenului.

Carnet de teren Statie Totala Leica TC 407R

PCT. Y (M) X (M) Z (M) PCT. Y M) X (M) Z (M)

S1 392132.283 584895.188 426.838 83 392112.434 584957.73 427.259
1 392199.976 584909.89 428.188 84 392112.543 584957.163 427.245
2 392188.717 584958.799 425.575 85 392112.163 584958.683 430.797
3 392185.557 584938.577 425.477 S6 392150.536 584945.169 425.417
4 392186.48 584938.624 425.463 86 392132.654 584959.324 424.949
5 392187.549 584929.084 425.735 87 392132.354 584960.754 424.985
6 392190.164 584920.412 425.762 88 392132.027 584962.47 424.968
7 392188.176 584919.83 425.929 89 392129.699 584975.219 424.86
8 392187.541 584919.726 425.938 90 392129.448 584976.667 424.851
9 392178.457 584919.079 425.974 91 392128.954 584979.389 424.735
10 392179.707 584914.378 425.872 92 392124.243 584978.439 424.752
11 392186.43 584915.716 425.826 93 392133.157 584931.743 425.502
12 392175.61 584913.594 425.879 94 392133.871 584931.895 425.497
13 392162.108 584911.018 426.007 95 392133.72 584932.911 425.466
14 392161.262 584914.127 426.034 96 392134.235 584933.021 425.469
15 392176.986 584908.456 425.772 97 392135.566 584933.276 425.487
16 392180.515 584909.179 425.751 98 392136.068 584933.365 425.487
17 392177.519 584905.385 427.49 99 392136.567 584932.39 425.49
18 392132.94 584896.933 426.741 100 392137.69 584932.287 425.505
19 392188.171 584919.834 425.919 101 392149.317 584934.593 425.657
19 392188.15 584919.808 425.919 102 392151.024 584934.933 425.676
20 392188.15 584919.808 435.888 103 392136.565 444.66
21 392188.15 584919.808 435.888 104 392136.063 584932.5 442.587
22 392188.087 584919.855 427.769 105 392133.996 584933.527 443.183
23 392188.137 584919.821 435.901 106 392133.777 584931.861 442.574
24 392186.289 584929.419 435.914 107 392135.56 584932.92 442.316
25 392186.365 584928.86 434.136 108 392134.273 584933.287 439.22
26 392187.552 584929.057 434.073 109 392134.268 584932.976 438.681
27 392185.603 584938.437 434.102 110 392134.237 584932.978 427.679
28 392187.63 584931.859 432.06 111 392133.92 584932.964 439.972
29 392187.957 584930.312 432.059 112 392133.939 584931.925 438.375
30 392187.983 584930.179 429.914 102 392189.172 584931.836 425.311
31 392187.339 584929.717 432.726 1002 392189.172 584945.275 425.311
32 392186.705 584919.811 434.207 1003 392155.548 584945.271 426.401
33 392186.544 584919.819 434.24 113 392158.089 584935.81
34 392186.752 584919.691 429.489 114 392163.574 584936.384 426.7
35 392186.818 584919.74 429.496 115 392163.309 584937.469 427.511
36 392186.028 584919.602 429.495 116 392158.084 584938.661
37 392180.977 584919.763 429.287 117 392163.604 584936.357 427.5
38 392180.982 584919.761 427.924 118 392163.368 584937.474 425.501
39 392178.471 584919.114 429.28 119 392167.066 584938.675 426.321
40 392187.538 584919.738 434.304 120 392179.127 584938.169 426.301
41 392106.974 584914.821 425.414 121 392169.545 584957.156 426.324
584966.717 425.126
425.121

500

Mararu Vlad,Buciu Catalin,Marchis Sergiu

42 392170.36 584916.38 425.984 122 392127.093 584961.6 424.779
43 392169.83 584916.286 426.068 123 392169.491 584966.699 431.757
44 392168.617 584922.641 426.148 124 392168.435 584966.694 429.951
45 392112.658 584911.323 425.823 125 392133.163 584959.598 428.055
46 392122.757 584906.034 426.339 126 392133.215 584959.621 427.73
47 392123.558 584902.517 426.299 127 392168.443 584966.688 426.335

PCT. Y (M) X (M) Z (M) PCT. Y M) X (M) Z (M)

48 392116.044 584892.871 426.441 128 392127.601 584958.999 427.309
49 392169.782 584916.259 435.817 129 392127.601 584959 428.045
50 392170.345 584916.37 434.269 130 392127.446 428.856
51 392133.878 584915.756 429.058 131 392127.045 584959.582 430.96
52 392134.723 584915.915 427.455 132 392127.026 584961.588 431.62
53 392138.197 584916.589 427.454 133 392127.142 584961.586 441.977
54 392137.532 584916.442 427.469 134 392127.657 584962.171 427.271
55 392133.136 584915.553 430.287 135 392127.845 584958.524 428.89
56 392127.842 434.217 136 392127.959 584957.651 428.886
57 392127.407 584914.3 434.235 137 392127.658 584957.058 430.847
58 392122.015 584914.215 432.307 138 392138.871 584958.59 428.974
59 392122.92 584913.149 430.047 139 392138.872 584932.428 428.979
60 392120.186 584913.327 441.936 140 392139.661 584932.444 427.35
61 392128.958 584917.172 439.261 141 392140.334 584932.603 427.355
62 392127.19 584918.682 439.289 142 392147.104 584932.738 429.017
63 392127.109 584918.335 440.113 143 392153.348 584934.102 429.011
64 392138.191 584918.771 444.685 144 392153.435 584935.368 434.296
65 392134.033 584924.751 444.611 145 392154.481 584935.371 431.368
66 392138.189 584923.832 444.68 146 392154.83 584935.617 434.321
67 392133.306 584924.747 429.005 147 392155.864 584935.648 431.684
68 392112.617 584915.65 435.748 148 392156.303 584935.894 434.326
S3 392102.798 584911.274 424.356 149 392157.342 584935.963 432.008
S4 392102.755 584957.988 424.348 150 392157.779 584936.168 434.346
69 392112.568 584957.989 425.792 151 392158.837 584936.279 432.31
70 392111.47 584911.819 425.761 152 392159.253 584936.486 434.333
71 392109.595 584926.36 425.616 153 392160.301 584936.574 432.584
72 392109.471 584925.997 425.608 154 392160.754 584936.794 434.354
73 392114.348 584926.582 428.993 155 392161.792 584936.871 432.878
74 392114.117 584912.178 427.266 156 392163.983 584937.103 434.29
75 392114.052 584913.262 427.267 157 392165.779 584937.548 434.274
76 392113.156 584913.576 429.618 158 392178.741 584937.935 425.551
77 392113.264 584911.947 430.65 159 392180.576 584940.573 425.553
78 392110.436 584911.966 434.616 160 392181.147 584941.06 425.517
79 392109.578 584926.185 435.401 161 392184.928 584941.172 425.601
80 392109.453 584926.014 435.752 162 392166.512 584938.667 424.714
81 392111.833 584926.604 442.003 163 392171.512 584982.304 424.393
S5 392127.639 584959.362 424.781 164 392181.75 584986.208 427.881
81 392112.179 584962.672 424.486 165 392181.759 584937.992 428.389
82 392112.227 584959.227 428.889 166 392185.019 433.111
584958.644 167 392181.171 584938 435.686
584938.681
584941.056

2.Civil survey mapping
Generalitati/Utilizare

501

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

 Aplicația preia cele mai bune moduri de lucru a programelor existente pe piață (SDRMap,
Softdesk, Quick Surf, etc.) și cu o serie de îmbunătățiri în procesarea datelor, păstrând o
interfață utilizator prietenoasă și intuitivă

 Lucrul în mediile AutoCAD îi conferă flexibilitate și putere
 Utilizarea facilă a programului cu cunoștințe minime de proiectare CAD nu presupune

utilizatorilori speciali pregătiți pentru mediile de proiectare CAD. Aplicația dispune de
interfață prietenoasă și intuitivă atât la instalare cât și în timpul exploatării

SCURTĂ DESCRIERE – COMENZI, PRELUCRĂRI DATE

Introducerea datelor topo se poate face cu ajutorul interfeței cu dialog a programului, fie în
alte editoare sau programe de calcul tabelar cu condiția ca în final să fie salvate în fișier tip text. Se
pot defini formule de clucl a coordonatelor din datele de teren astfel se pot introduce orice fel de
date brute.

Generarea automată a planului de situație din atele topo cuprind multiple opțiuni, inclusiv
calculul pantelor între coduri alese de către utilizator, reprezentare 2D/3D etc. Se pot convertii în
puncte topo diferite entități deja desenate.

Pentru controlul și inserția de noi puncte topo s-au implementat o serie de proceduri ce
presupun: proprietățile punctelor- actualizarea lor, inserția după coordonate sau ”mouse click„,
interpolare, inserție a punctelor radiate (stație, punct, unghiuri, distanțe etc.)

Programul generează automat suprafața (TIN) și calculează pantele triunghiurilor care o
compon. Se poate intervenii pentru modificarea suprafeței după care se poate cere generarea
curbelor de nivel. Ambele comenzi dispun de multiple opțiuni și interfața prietenoasă.

El se distribuie împreună cu o colecție de utilitare, care ușurează munca în mediul CAD:
filtru entități rapid, scalare a obiectelor pe axele X, Y, Z independente, schimbarea elevației pentru
selecție de obiecte, calcularea ariei, schimbarea proprietăți layer-e după denumiri generice,
conversii SP line to PolyLine și invers, comenzi extinse pentru manipularea blocuri și atribute
blocuri, schimbare desen, inserție de scări grafice, lucru cu fieșiere, comenzi sistem și o foarte
importantă comandă de generare rapidă a planșelor la scară.

3.Modelarea 3D a constructriei existente:
S-a realizat modelul 3D al facultati in urma drumuirii combinata cu radiere in jurul Facultatii de
Urbanism de pe strada Observatorului.Initial s-a construit forma bruta a facultatii reprezentata de
limitele acesteia.

502

Mararu Vlad,Buciu Catalin,Marchis Sergiu

503

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

504

Mararu Vlad,Buciu Catalin,Marchis Sergiu

505

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

4.Propuneri-proiect:
Venim cu o propunere de conversie a halei din curtea interioara in spatii de invatamant si
realizarea unei noi cladiri cu acelasi scop pe vechiul teren de sport din vecinatatea acesteia si de
asemenea realizarea unui amfiteatru sferic amplasat pe cladirea principala.

Hala CFDP va dispune de un amfiteatru si sali dispuse la primul nivel, aceasta hala va fi
unita de vechea cladire CFDP si de noua cladire prin pasarele de sticla. De asemenea aceasta
constructie va dispune de o terasa cu mobilier avand vedere spre centrul orasului.

Noua construcție va avea forma constitutiva P+5 cu parcare subterana.Aceasta cladire va
avea o forma moderna , fiind deasemenea prietenoasa cu mediu printr-o sectiune acoperita de sticla.

Amfiteatrul amplasat deasupra cladirii principale va avea o forma sferica ,fiind legat de cladire prin
pasarela de sticla.In plus acoperisul cladirii principale va fi transformat in terasa dispusa pe ambele
parti ale pasarelei,terasa care va dispune de mobilier si forme arhitecturale.

506

Mararu Vlad,Buciu Catalin,Marchis Sergiu

5.Concluzii
Pe baza masuratorilor efectuate cu ajutorul instrumentului Leica TC 407R si utilizand soft-

urile integrate ale acesteia am detrerminat puncte de coordinate cunoscute prin procedeul drumuirii
combinate cu radiere, ultimul process fiind realizat prin procedeul laser (EDM).

Folosindu-ne de aceste puncte am reusit cu ajutorul programelor: Civil survey Mapping si
AutoCAD sa realizam un model 3D al facultatii la scara 1:1 modelul fiind folosit ulterior ca baza
pentru extinderile propuse.

6. Bibliografie:

1. Dumitru Onose – Topografie, Editura Matrix Rom, București, 2003
2. User Manual Leica TC 407R – www.leica.com
3. Radu Dardai, Dorin Bărbîntă, Drăgan D., Alb.C – Desen Tehnic și Infografică pentru Construcții, Editura U.T. Press, Cluj-
Napoca, 2011
4. Carmen Nuţiu –Topografie, Editura U.T.Press, Cluj-Napoca , 2008

507

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

CREŞTEREA EFICIENŢEI MĂSURĂTORILOR TOPOGRAFICE COMPLETE
PRIN COMBINAREA METODELOR CLASICE CU TEHNOLOGIA GPS
Florin LUCACIU 1, Radu MĂRGINEAN 2, Paul IGNAT3

1Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]
2 Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]
3Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]

ABSTRACT
The comparative results of the study between the estimated dimensions and the actual ones, the ones put

in the work, will be presented in the tabulated form. The main purpose of our project is to analyse the results
of a topographic survey, made in a street - network from the suburbs of the city of Sebeș, in Alba county.

The measurments were made in order to draw a site plan later used in the street rehabilitation for
the area in question.

The total length measured in the longitudinal axis of the road is approximately 1000 meters.
The survey methods used were tacheometric traverse combined with radial survey and GPS method.
The intruments used were 4 Leica TC 405 total stations and a GPS receiver, produced by Hi-Target
company.
The interpretation of this survey results refers to increasing efficency of complete topographic
surveys, due to the combination of classical survey methods with GPS technology.
estimated dimensions and the actual ones, the ones put in the work, will be presented in the tabulated form.

508

Florin LUCACIU, Radu MĂRGINEAN, Paul IGNAT

1. INTRODUCERE

Ridicarea topografică completă a unei zone presupune a determina forma, dimensiunile și, cel mai
important, poziția obiectelor in spațiu din acea zonă. Acest lucru se realizează prin determinarea celor 3
coordonate pentru fiecare dintre punctele caracteristice(schimbări de direcție și declivitate) ale obiectelor din
teren, cele două coordonate planimetrice din sistemul geodezic național, respectiv componenta altimetrică
din sistemul de cote(național).

Toate mărimile necesare determinării poziției punctelor în spațiu(unghiuri si distanțe) se obțin cu
aceleași instrumente și în cadrul aceluiași parcurs al terenului, pe cale indirectă, tahimetric. Ridicările
tahimetrice se folosesc cu deosebire în terenurile cu relief variat, frământat, unde este asigurat un randament
ridicat al măsurătorilor, de unde și denumirea de ridicări rapide (tahis=repede),[2].Trebuie precizat că deși
acestea au avantajul randamentului sporit, ele au și un anumit deficit de precizie.

Se disting următoarele ridicări tahimetrice în funcție de instrumentația folosită:
- ridicări executate pe terenuri de șes cu instrumente de nivelment geometric prevăzute cu cerc orizontal;
- ridicări cu busola topografică;
- ridicări cu planșeta topografică sau cu masa de cartare Zeiss-Jena;
- ridicări tahimetrice executate cu tahimetre clasice care măsoară unghiuri orizontale și verticale și distanțe,
acestea din urmă în mod indirect;
- ridicări tahimetrice executate cu tahimetru cu diagramă sau autoreductoare care măsoară în teren unghiuri
orizontale și verticale, distanțele reduse la orizont și diferențele de nivel;
- ridicări tahimetrice executate cu stații totale sau tahimetre electronice
- ridicări tahimetrice executate prin tehnologia GPS.

Se folosesc următoarele metode de ridicare:
- metoda radierii tahimetrice;
- metoda drumuirii tahimetrice sprijinite[2];
- metoda drumuirii combinată cu radieri;
- metoda ridicării detaliilor cu ajutorul tehnologiei GPS.
Poziția punctelor de detaliu care trebuie ridicate este determinată prin coordonate polare (unghi si
distanță), lungimile spațiale măsurate din punctul de stație sunt reduse la orizont fie prin calcul (tahimetrie
nereductoare), fie prin mijloace optico-mecanice montate în instrument (tahimetrie reductoare), fie prin
programe speciale implementate în tahimetrele electronice, [1].
În cazul tehnologiei GPS, coordonatele punctelor de la sol se determină prin măsurarea simultană a
distanțelor de la antenele receptoare amplasate în acestea până la cel puțin patru sateliți de poziție cunoscută.
Proiectul de față își propune un studiu asupra aplicării acestor metode în cadrul unor lucrări
topografice ample, precum și combinarea lor în vederea obținerii unui echilibru între randament si precizie.
În general tehnologia GPS oferă eficiența maximă, însă există situații în care utilizarea ei nu este posibilă sau
nu oferă o precizie corespunzătoare exigențelor proiectului pentru care se execută măsuratoarea. Din acest
motiv alternativa folosită este reprezentată de stația totală, aceasta fiind cea mai eficientă dintre tahimetre.
Studiul va fi efectuat cu referință la ridicarea topografică completă a unei porțiuni din rețeaua
stradală a orașului Sebeș ce urmează a fi reabilitată.

2. METODE ȘI INSTRUMENTE UTILIZATE ÎN RIDICĂRILE TAHIMETRICE
COMPLETE

2.1. Metode utilizate în ridicările tahimetrice complete

Ca surse a luminii laser sunt utilizate gaze, lichide, materiale solide sau materiale semiconductoare.
Sursele laser solide se folosesc la sateliții geodezici în vederea măsurării lungimii impulsurilor, iar
semiconductorii se utilizează la măsurarea lungimii semnalelor cu amplitudine modulată în domeniul
măsurării electro-optice a distanțelor [ 3 ]. În principiu, o ridicare topografică trebuie să conducă la un plan
digital corespunzător ca precizie și conținut scopului în care a fost comandat, astfel realizat încât să conducă
la un preț cât mai scăzut, [1].

509

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti

Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Teoretic, poziția unui punct în plan și în înălțime, dată prin coordonatele sale în cadrul unui sistem de
referință acceptat, se poate obține prin metoda radierii,[1].

Metoda radierii tahimetrice

Ridicarea detaliilor se realizează dintr-un punct de coordonate cunoscute, în care se staționează cu
tahimetrul. Pentru fiecare punct de detaliu se măsoară și se calculează coordonatele polare: distanța înclinată
și distanța redusă la orizont dintre stație și punctul studiat, orientarea stație-punct cât și înclinarea direcțiilor
din spațiu, concretizată prin valoarea unghiurilor verticale. De asemenea, coordonatele rectangulare absolute
ale punctelor radiate se pot calcula cu formulele:

Xi = XS + DS-i cosΘS-i
Yi = YS + DS-i sinΘS-i
Zi = ZS DS-i tgφ
unde:
S – punct de stație / observație,
i – punct radiat / studiat,
Xi , Yi – coordonatele rectangulare plane ale punctului radiat / studiat,
Zi – coordonata în înălțime,
DS-i , ΘS-i – coordonate polare planimetrice,
± φ – unghiul de pantă al terenului.

Se observă că în acest tip de măsurătoare componenta altimetrică se obține prin nivelment
trigonometric, respectiv prin intermediul vizelor înclinate.

Precizia determinării coordonatelor punctelor radiate scade odată cu creșterea depărtărilor, motiv
pentru care distanța nu trebuie să depășească 100-120 metri față de punctul de stație. Controlul punctelor
radiate se asigură în general prin întocmirea unei schițe de teren cât mai corectă, executarea măsuratorilor în
tur de orizont și prin lansarea vizelor spre același punct din două stații, măsurarea distanțelor dintre puncte,
perimetrarea construcțiilor, măsurarea turului de orizont în ambele poziții ale lunetei și a distanțelor direct si
indirect, [2].

Punctele de stație fac parte din rețeaua de sprijin special alcătuită pentru ridicare. Acestea au fost
determinate cu o precizie mai ridicată, de obicei prin metoda drumuirii.

Metoda drumuirii este un procedeu de îndesire a rețelei geodezice în vederea ridicării detaliilor
topografice din teren. Drumuirea este o linie poligonală frântă, în care pozitia reciprocă a punctelor este
determinată prin măsurători de distanțe între punctele de frângere și măsuratori unghiulare între laturile
traseului poligonal, [6].

Întrucat este necesară o precizie mai mare de determinare a punctelor de drumuire, se impun unele
condiții de proiectare a rețelelor de acest tip:

- Traseul drumuirilor se proiectează de regulă de-a lungul arterelor de circulație, cursurilor de apă,
etc., întrucât laturile și punctele drumuirii trebuie să fie ușor accesibile.

- Punctele de drumuire se amplasează în locuri ferite de distrugere în care instalarea instrumentelor
topografice se face cu ușurință.

- Marcarea punctelor se face de regulă cu tăruși , în localități cu țăruși metalici, iar în afara localităților
cu țăruși de lemn.

- Între punctele de drumuire învecinate trebuie să existe vizibilitate perfectă pentru ca direcțiile și
lungimile să se măsoare fără dificultate.

- Punctele de drumuire trebuie astfel alese incât să existe vizibilitate către cât mai multe puncte de
detaliu, în același timp respectându-se limita de distanță mai sus amintită.
Atât lungimea laturilor cât și lungimea traseului poligonal sunt dependente de situația concretă din

teren. Astfel, în zonele construite , lungimea laturilor cât și lungimea drumuirii vor fi mai reduse decât în
zonele de extravilan[6].

Metoda GPS

O precizie satisfăcătoare pentru lucrările geotopografice (de ordinul centimetrilor sau chiar
milimetrilor) este asigurată prin modul de poziționare diferențial sau relativ, bazat pe principiul dublei
diferențe , utilizând două receptoare: unul instalat într-un punct de coordonate cunoscute (punct vechi), iar
celalalt în punctul nou (de coordonate necunoscute). Coordonatele finale ale punctului nou se obțin din

510

Florin LUCACIU, Radu MĂRGINEAN, Paul IGNAT

coordonatele punctului vechi și relativele vectorului de bază (punct vechi - punct nou), determinate pe baza
diferențelor de distanțe dintre sateliți și cele două puncte [7].

Determinările în cadrul modului diferențial au la bază înregistrari specifice, definitorii pentru o
anumită metodă, distingând:

- măsuratori în regim static, în care receptoarele rămân fixe în timpul observațiilor, efectuate în mai
multe reprize asupra acelorași puncte. Timpul de observare este variabil de la 30 de minute până la 2
ore. Precizia determinărilor este ridicată, proprie rețelelor de ordin superior cu baze mai mari de 10
km, desfășurată pe teritorii întinse. În general, se contează pe erori subcentimetrice de ± (5 mm + 1
ppm);

- măsurători în regim cinematic, în care receptoarele din punctele noi sunt în mișcare; metoda este
caracterizată de o durată scurtă de cca 5 secunde a măsurătorilor propriu-zise. Receptorul mobil se
deplasează succesiv într-un lanț cinematic al punctelor noi, în care determinarile sunt aproape
instantanee, cu o precizie de ordinul ±(1cm + 2ppm)[1].

2.2. Instrumente utilizate în ridicările tahimetrice complete

2.2.1.Stații totale

Stațiile totale fac parte din generația nouă a instrumentelor topografice având, în principiu
funcționalitatea unui tahimetru clasic.Acestea sunt instrumente electronice capabile să determine în teren
majoritatea elementelor topografice – unghiuri, distanțe, diferențe de nivel, suprafețe, volume etc., să
efectueze prin intermediul soft-urilor integrate numeroase calcule topografice și să stocheze datele din teren
în memorii electronice [1].

Cele patru grupări distincte de părți constitutive din componența unei stații totale sunt următoarele,
[7]:

 componenta mecanică:
- cercurile gradate (limb si eclimetru) permit măsurarea direcțiilor în spațiu și înclinarea lor ;
- alidada sprijinită pe ambază susține cercul gradat orizontal și construcția superioară;
- ambaza cu cele 3 șuruburi de calare - permit orizontalizarea limbului și verticalizarea axei principale;
 componenta optică:
- luneta,
- dispozitivul de centrare,
 componenta electronică:
- microprocesorul, care rezolvă operații matematice, monitorizează starea generală a stației totale și
determină corecțiile de adus citirilor la cercurile gradate;
- dispozitivul de măsurare electronică a distanțelor EDM;
- memoria electronică,
- panoul de afișaj și comandă,
- bateria de acumulatori;
 accesorii si anexe :
- trepied,
- nivele,
- prisma circulară și miniprisma - pentru reflectarea undei emise de stație,
- jalon/baston pentru prismă,
- ruleta pentru măsurarea înălțimii aparatului,
- cablu de transfer de date,
- baterie de rezervă și încărcător baterie.

Principala inovație adusă de stațiile totale în domeniul măsurătorilor geodezice este reprezentată de
dispozitivul de măsurare electronică a distanțelor (EDM).

În principiu, măsurarea electronică a distanțelor se realizează folosind unde din spectrul
electromagnetic. Sunt utilizate de regulă unde cu lungimi de undă mici, ca purtătoare de semnal, și unde cu
lungimi de undă mare, ca semnale pe care se realizează măsurătorile. Din punct de vedere constructiv, EDM
este amplasat în sau pe lunetă, undele fiind emise de-a lungul sau paralel cu axa de vizare, distanța măsurată
fiind cea inclinată[1].

511

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Măsurarea electronică a distanțelor se poate realiza prin următoarele procedee:

 procedeul cu impulsuri se bazează pe măsurarea timpului de propagare a undei de la emițător la

reflector (prisma) și înapoi; întrucât viteza de propagare a undei este foarte mare, este necesară

realizarea unei precizii ridicate de măsurare a timpului, în vederea obținerii unei precizii

satisfăcătoare de măsurare a distanței.

 procedeul prin interferență este cel mai precis procedeu, necesitând aparatura foarte costisitoare și

reglaje de precizie deosebit de ridicată, fiind utilizat în laboratoare de calibrare și etalonare.

 procedeul fazic este cel mai utilizat în prezent, stând la baza măsuratorilor de distanțe cu ajutorul

stațiilor totale.

Pentru o precizie ridicată, se folosește o undă cu lungime de undă λ1, scurtă. Unda reflectată este
defazată față de cea emisă cu Δλ1. Astfel dublul distanței măsurate va avea expresia:

2D = N λ1 + Δλ1. (1) ,

unde:

D - distanța măsurată;

N - numărul intreg de lungimi de undă parcurs de semnal;

λ1 - lungimea de undă a semnalului emis;
Δλ1 - diferența de fază.

Diferența de fază Δλ1 este determinată cu ajutorul unui detector de fază. Pentru determinarea
numărului întreg de lungimi de undă se emite o a doua undă, de aceasta dată cu λ2 > 2D. Această undă
întoarsă la emițător este defazată cu Δλ2. Întrucat λ2 > 2D , unda nu parcurge nici măcar lungimea proprie,
relația dublului distanței putând fi scrisă:

2D = 0 N + Δλ2 = Δλ2 (2).

Diferența de fază Δλ2 este de asemenea determinată cu ajutorul detectorului de fază. Egalând relația
(1) cu relația (2) obținem:

N λ1 + Δλ1 = Δλ2 .
De unde rezultă :

; valoarea lui N va fi rotunjită la un număr întreg. Astfel, toate elementele necesare calculării

distanței D sunt cunoscute[7].

2.2.2. Instrumente folosite în poziționarea globală

Un sistem de poziționare globală este constituit din 3 segmente, fiecare cu funcții bine precizate.
Întregul ansamblu lucrează în mod coordonat, având posibilități de control și de aplicare la nevoie a unor
corecții.

1. Segmentul spațial - format dintr-o constelație de sateliți dispuși în așa fel încât în orice punct de pe
Pământ să se poată recepționa semnal de la minim 4 sateliți. Funcția principală a acestora este de a genera și
emite în permanență semnale pe două frecvențe diferite care, recepționate la sol, să permită determinarea
distanțelor necesare poziționării punctelor.

2. Segmentul de control este format din stații permanente la sol care au rolul de a regla poziția
orbitelor sateliților la un moment dat, de a supraveghea frecvența ceasurilor proprii.

3. Segmentul utilizator, reprezentat de receptoarele GPS, având rolul de a capta semnalele cu
informații transmise de sateliți și de a le prelucra în vederea obținerii poziției punctului studiat [1] .

Receptorul GPS utilizat în lucrările geotopografice are următoarele componente:
- antena A, care recepționează semnalele de la sateliți, le filtrează și le transmite la un preamplificator și apoi
la unitatea de inaltă frecvență unde are loc identificarea lor.
- microprocesorul MPU, cuplat la antena de unde primește semnalele și codurile canalelor, procesează datele
pentru a calcula poziția;
- convertor analog - digital, care preia frecvența intermediară obținută în unitatea de înaltă frecvență și o

separa în canale;

- sursa de energie;
Coordonatele spațiale X,Y,Z ale punctului staționat rezultă printr-o retrointersecție liniară spațială

având la bază distanțele deduse și coordonatele sateliților în momentul emisiei, într-un sistem geocentric
internațional, spre exemplu WGS 84 (World Geodetic System). Folosind o singură distanță punctul nou se
poate găsi oriunde pe o sferă în jurul satelitului; datele de la doi sateliți vor genera 2 sfere care se
intersectează dupa un cerc pe care se situează receptorul. Cu 3 distanțe de la tot atâția sateliți, vor rezulta 2

512

Florin LUCACIU, Radu MĂRGINEAN, Paul IGNAT

puncte posibile rezultate din intersecția unui cerc cu o sferă; o măsuratoare suplimentară și implicit distanța
de la al patrulea satelit, permite calculatorului să elimine poziția ridicolă (în afara suprafeței terestre) și să o
stabilească pe cea corectă. De aceea pentru o poziționare corectă este nevoie de datele de la cel puțin 4
sateliți.

Pentru obținerea unei precizii satisfăcătoare a lucrărilor geotopografice este necesară determinarea cu
precizie ridicată a distanțelor de la receptor la sateliți. Receptorul GPS măsoară distanța folosind timpul de
propagare a undelor.

D=v t
unde:
D - distanța masurată,
v - viteza de propagare a undelor,
t - timpul de propagare al undelor.

Precizia de măsurare a timpului este deosebit de ridicată întrucât și viteza de propagare a undelor este
foarte mare (viteza luminii, aproximativ 3 108m/s); sateliții sunt dotați cu ceasuri atomice (cele mai precise)
având o eroare de 10-15s/zi, iar ceasurile receptoarelor nu trebuie să fie atât de precise deoarece erorile sunt
eliminate prin intermediul celei de-a patra măsurători.

Pe lângă acestea, este nevoie a se cunoaște poziția exactă a sateliților în spațiu în momentul efectuării
măsurătorii, poziție care este monitorizată de către stațiile permanente de la sol.

În poziționarea punctelor, apar erori datorită variației vitezei de propagare a undelor
electromagnetice cauzată de condițiile atmosferice. De asemenea, erorile survin și din cauza refracției
undelor la trecerea din spațiul cosmic în ionosfera (erorile sunt mai mari datorită altitudinii mari a acestui
strat, ei = 20...50m) și apoi în troposfera (et = 2...10m).

Coordonatele punctelor noi sunt calculate în WGS 84, microprocesorul urmând a le transcalcula
pentru a le furniza în sistemul geodezic național. Trebuie menționat faptul că, după efectuarea operației de
transcalcul, componenta altimetrică din sistemul național nu este determinată cu precizie datorită diferenței
de turtire între elipsoidul Krasowski (utilizat în proiecția Stereo 70) și elipsoidul WGS 84, deși valorile
semiaxelor celor 2 elipsoizi sunt apropiate.

3. STUDIU DE CAZ

Prezentarea și analiza rezultatelor măsurătorilor topografice, care fac obiectul prezentei lucrări, se
referă la o rețea stradală din municipiul Sebeș, județul Alba. Rețeaua stradală studiată a fost ridicată
topografic complet (tridimensional) cu scopul realizării unor lucrari de reabilitare a acesteia. Lungimea
tronsonului de drum măsurat are aproximativ 1000 de metri și este situat în intravilanul orașului Sebeș.
Instrumentele utilizate au fost următoarele:
- receptorul GPS Hi-Target V30 GNSS RTK ,

- 4 stații totale Leica TC 405.

Figura 1. Instrumente moderne utilizate:

a.receptorul GPS Hi-Target V30 GNSS RTK

513

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Figura 1. Instrumente moderne utilizate b. stații totale Leica TC 405

În cele ce urmează vom prezenta caracteristicile tehnice ale instrumentelor geotopografice

mentionate,[9],[10]:

Tabelul 1.

GPS Hi-Target V30

Număr de canale 220

Timp de initializare 60 s
Inițializare RTK 10 s

Memorie internă 64 Mb
Interfața de comunicare
-conectori I/O cu 9 si 5 pini
-USB

-Bluetooth clasa II 2,4 GHz cu raza de până la 50 m
-Radio intern cu frecvența de 460 MHz
-Modem GSM/GPRS intern
-Pregătire pentru Telefon GSM extern

-port serial : CMR+,CMRx,RTCM2.1,RTCM
2.3,RTCM 3.0,RTCM 3.1 input și output

Acuratețe Orizontal static : 2.5 mm + 1ppm
Vertical static : 5 mm + 1 ppm
Orizontal RTK : 1 cm + 1 ppm
Vertical RTK : 2 cm + 1 ppm

514

Florin LUCACIU, Radu MĂRGINEAN, Paul IGNAT

Tabelul 2.

Stație totală Leica TC 405

Distanța minimă de focusare a lunetei 1,7 m
Mărirea lunetei
30x
Câmp vizual: 1g70c (2,6 m la 100 m)

Diametrul spotului laser (centrare aparat) 2,5 mm/1,5m
Precizie unghiulară 5cc

IR Infraroșu

Distanța maximă (măsurători normale și rapide)

Prisma 3 reflector banda miniprisma

standard prisme

1 1800 23 800 15 800m

m 00m m 0m

2 3000 45 1500 25 1200m

m 00m m 0m

Măsurători de distanțe 3 3500 54 2000 25 2000m

m 00m m 0m

1-pâclă puternică,vizibilitate 5 km sau lumina solară,curenți de
căldură puternici(efect de perdea)

2-pâclă slabă,vizibilitate până la 20 km, fără efect de perdea
3-cer acoperit, fără pâclă, vizibilitate până la 40 km fără efect de

perdea

Program de Precizie Timp pe
măsurare EDM măsurătoare

IR Fine 2mm+2pp <1s

m

IR Fast 5mm+2pp <0.5s

m

Tracking 5mm+2pp <0.3s

m

IR Tape 5mm+2pp <0.5s

m

RL:vizibil

Distanța maximă(fără reflector)
Condiții Fără Fără reflector

atmosferice reflector (gri, albedo 0.25)
(țintă

albă)

4 60m 30m

5 80m 50m

6 80m 50m

4-obiect în soare puternic, efect puternic de perdea
5-obiect la umbră sau cer acoperit
6-ziua, noapte și amurg.

Program Precizie Timp de
de măsurare măsurare

EDM

Scurt 3mm+2pp 3.0s+1s/10m>30

Prismă m m
5mm+2pp 2.5s

Urmărire m 1.0s+0.3s/10m>
5mm+2pp

m 30m

Interval termic Stocare: -40°C la +70°C
Operare: -20°C la +50°C

515

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Având în vedere că zona ridicată complet este poziționată în intravilanul municipiului Sebeș, străzile
sunt încadrate de clădiri. Acestea alcătuiesc atât fronturi compacte, porțiuni cu cladiri înșiruite, cât și
poziționări izolate, zona masurată nefiind omogenă din punct de vedere urbanistic.

Elementele din teren au fost ridicate prin determinarea coordonatelor punctelor caracteristice, aflate în
axul, în acostamentul și în zonele adiacente drumului. Alura traseului relevat este ilustrată in figura 2.

Figura 2. Traseul relevat

Coordonatele punctelor din axul stradal, a celor din acostament și din masa rigolelor au fost
determinate utilizând tehnologia GPS. Pozițiile punctelor situate în imediata apropiere a clădirilor au fost
determinate cu ajutorul celor 4 tahimetre electro-optice, stațiile totale Leica TC 405.

516

Florin LUCACIU, Radu MĂRGINEAN, Paul IGNAT

Figura 3. Detaliul D4

Coordonatele punctelor caracteristice din detaliul D4 sunt prezentate în tabelul 3, respectiv tabelul 4.

Tabelul 3. Tabelul 4.

GPS Stații totale
Y[m]
Puncte X[m] Z[m] Puncte X[m] Y[m] Z[m]
vizate vizate
254.228
S1 495310.3489 389944.1234 254.2617 100 495302.436 389952.656 254.268
O1 495309.5978 389942.9110 254.2817 101 495302.100 389952.744 254.182
O2 495308.2712 389946.4349 254.2657 102 495301.756 389956.493 254.127
O3 495308.3696 389949.3667 254.2368 103 495301.470 389960.079 254.138
O4 495303.8070 389947.7782 254.2585 104 495301.347 389960.597 254.144
O5 495304.2834 389956.7556 254.1778 105 495301.228 389961.758 254.250
O6 495303.8899 389956.9195 253.9968 106 495300.803 389966.667 254.019
O7 495303.5096 389956.9373 253.8368 127 495311.502 389958.109 253.889
O8 495302.9926 389956.8729 254.0278 128 495315.796 389959.502 254.177
O9 495303.4999 389966.7280 254.0471 129 495315.929 389942.856 254.171
O10 495303.4564 389966.7266 254.1171 130 495313.220 389942.110 254.232
O11 495302.8411 389966.6222 254.0911 131 495312.654 389941.978 254.267
55 495309.7662 389958.6279 254.0851 132 495312.377 389941.512 254.354
56 495310.5631 389955.7014 254.0841 133 495293.224 389951.585 254.407
161 495305.8844 389921.9726 254.3749 134 495293.127 389944.071 254.419
162 495305.3070 389921.9466 254.2898 135 495301.263 389943.028 254.427
163 495305.3399 389925.1373 254.3639 136 495301.416 389942.457 254.441
164 495304.9092 389924.9803 254.3159 137 495301.491 389941.739 254.201
165 495304.1321 389940.4756 254.2673 138 495302.160 389933.851 254.195
166 495304.0217 389940.5241 253.8103 139 495302.767 389925.469 254.088
167 495311.2561 389955.9989 253.9671 140 495302.796 389924.840 254.108
168 495311.0275 389955.8234 253.9041 141 495303.002 389921.776 254.215
169 495314.3595 389954.3407 253.9422 142 495303.066 389920.603 254.643
170 495314.2853 389953.9567 253.7872 146 495314.258 389923.997 254.714
171 495316.9192 389954.5221 254.0044 147 495314.446 389922.093 254.651
172 495317.0147 389954.1464 253.7763 148 495313.975 389921.914
173 495320.8527 389955.4433 253.7446
174 495320.6495 389955.9519 253.8996
176 495322.9743 389949.1211 254.1225
178 495311.0782 389955.0860 254.1121
179 495311.3591 389945.2261 254.2588
180 495310.5494 389944.8674 254.2438
181 495310.4992 389939.8762 254.3236
182 495304.8844 389939.4131 254.3533
183 495310.9431 389940.3790 254.3406
184 495311.3832 389940.3804 253.9817
185 495312.0709 389940.4333 254.2937
186 495312.2364 389944.3012 254.3558
187 495312.0488 389944.8412 253.9288
188 495311.9155 389945.3015 254.2538
189 495315.7603 389946.6235 254.2181
190 495315.9303 389946.1839 253.9061
191 495316.0504 389945.6963 254.0970
483 495284.4241 389950.5258 254.4407

517

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Configurația sateliților utilizați în poziționarea unui punct influențează precizia de determinare a acestuia. Cu
cât sateliții sunt mai apropiați de orizont, cu atât precizia este mai bună, deoarece sferele determinate de
distanțe se intersectează sub unghiuri mai mari, favorabile unei poziționări corecte.
Ca o consecință a acestui fapt, în timpul masuratorilor, semnalele primite la receptor sunt obturate de către
clădirile înșiruite compact de-a lungul unui traseu de măsurat. Referindu-ne la cazul nostru, se poate aprecia
că masa compactă a clădirilor aflate în imediata vecinătate a traseului relevat influențează recepția
semnalelor primite de la sateliți, lucrul acesta reflectându-se în diminuarea preciziei măsurătorilor.
Pentru corectarea acestui inconvenient, ridicarea detaliilor din locurile nefavorabile folosirii tehnologiei GPS
a fost efectuată cu ajutorul stațiilor totale.

CONCLUZII

Instrumentele GPS și tahimetrele electro-optice sau stațiile totale reprezintă ultimele inovații tehnologice
aduse domeniului măsuratorilor terestre.Utilizarea lor în cadrul lucrărilor geotopografice asigură atât o
precizie ridicată cât și un randament foarte bun al ridicărilor, mai ales în cazul receptoarelor GPS. Totuși,
având în vedere varietatea amplasamentelor în care se execută măsurătorile, se recomandă combinarea
acestor două modalitați de lucru spre obținerea unor rezultate satisfăcătoare.

518

Florin LUCACIU, Radu MĂRGINEAN, Paul IGNAT

5. BIBLIOGRAFIE

1. Boş, N., Iacobescu, O. – Topografie modernă, Editura C.H. Beck, Bucureşti, 2007.
2. Leu, I. N., Budiu, V., Moca, V., Ritt, C., Ciotlăuş, A., Ciolac, V. – Topografie şi Cadastru Agricol, Editura Didactică şi
Pedagogică, R.A., Bucureşti, 1999.
3. Neamţu, M., Sebastian – Taub, Margareta – Instrumente geotopografice, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1978.
4.Neuner, J., Badea, Gh., Onose, D., Badea, A.C., Moldoveanu, C. – Măsurători terestre,Fundamente, vol. I., Matrix Rom, Bucureşti,
2001.
5. Nuţiu, Carmen - Topografie, Editura U.T. Press, Cluj-Napoca, 2008.
6. Nuţiu, Carmen – Instrumente topografie si geodezice, Editura U.T. Press, Cluj-Napoca, 2010.
7. Onose, D. – Topografie, Editura Matrix Rom, Bucuresti , 2003.
8. Arsene, C. – „ Masuratori geodezice prin unde ” Note de Curs
9. http://www.softwarehouse.ro

10. http://www.statiitotale.ro/web/images/400_tps_ro.pdf

11. http://www.topocadvest.ro/ro/GPS.html
*** – Colectivul Facultăţii de Geodezie Bucureşti – Măsurători terestre, fundamente, vol. II, Matrix Rom, Bucureşti, 2002.
*** – Manualul inginerului geodez, vol. III, secţiunea VIII, Topografie, Editura Tehnică, Bucureşti, 1974.

519

Sesiunea Naţională de Comunicări ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

SISTEME MODERNE DE MĂSURARE UTILIZATE ÎN LUCRĂRILE TOPOGRAFO-
INGINEREŞTI. STUDIU DE CAZ.

Karina SARFFY 1, Ilinca ROIB 2, Andrei PORCILĂ 3

1Facultatea de Construcţii, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]
2 Facultatea de Construcţii, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]

3 Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]

ABSTRACT
This paper presents new surveying technologies used in topographical-engineering projects. Also,

based on a case study, the GPS system (Global Positioning System), with it’s description, method and
advantages, will be presented.

The paper contains the steps taken for the land survey, in accordance with it’s purpose: preparation,
choice of method, surveying and drawing the plans and profiles.

For measurements the Leica GPS 900 instrument was used. Because it is flexible and has an easy-
to-use onboard software, Leica GPS900 is the ideal solution for a wide range of jobs. These include
foundation and drainage work, alignment stakeout, topographic and as-built surveys.

520

Karina SARFFY, Ilinca ROIB, Andrei PORCILĂ

1. INTRODUCERE

Elaborarea proiectelor de construcţii necesită o documentaţie diversă ce conţine părţi scrise şi
desenate, al cărui conţinut şi volum se determină prin acte normative. Realizarea unui proiect din domeniul
construcţiilor, necesită efectuarea de lucrări topografice care să asigure satisfacerea specificului acestor
lucrări, anume culegerea unor date din teren, detaliate necesare elaborării a proiectului.
În timpul execuţiei lucrărilor de construcţii-montaj, sunt necesare ridicări topografice de execuţie, care să
reflecte stadiul lucrărilor. Planurile de execuţie se obţin în urma unor ridicări topografice noi, ce se
efectuează după executarea unui obiectiv, pentru a reflecta noua situaţie şi pentru verificarea respectării
proiectului. Planurile de execuţie sunt necesare deoarece la finalizarea obiectivului elementele de planimetrie
se transformă sau dispar, apărând noi construcţii şi amenajări, de asemenea se transformă şi relieful, datorită
sistematizării verticale a suprafeţei terenului.

Planurile de situaţie servesc ca bază topografică la proiectarea şi execuţia construcţiilor. Acestea
reprezintă baza topografică numai în perioadele de proiectare şi de execuţie a construcţiei, spre deosebire de
planurile cadastrale şi planurile de execuţie care se folosesc în tot timpul exploatării obiectivului, [ 1 ].

Având în vedere necesitatea actualizării planurilor de situaţie, scopul prezentei lucrări este acela de a
aduce la zi planul de situaţie care cuprinde intersecţia dintre Calea Turzii şi str. Observatorului, prin ridicări
topografice de completare.

2. SISTEME MODERNE DE MĂSURARE UTILIZATE ÎN LUCRĂRILE TOPOGRAFO-
INGINEREŞTI

Categoriile de elemente topografice care se măsoară în practică sunt reprezentate de: unghiuri,
distanţe şi diferenţe de nivel. Aceste elemente se pot deduce de pe planurile de situaţie sau din coordonate.
Coordonatele spaţiale x, y, z în sisteme de referinţă date, ale punctelor caracteristice ce definesc detaliile din
teren, se determină prin măsurarea mărimilor unghiulare şi liniare cu ajutorul instrumentelor specifice. După
caracteristicile constructive instrumentele topografice utilizate în măsurătorile terestre se împart în două
categorii:

- instrumente clasice;
- aparate şi sisteme moderne.
Aparatele şi sistemele moderne, fac posibilă automatizarea ridicată a măsurării şi înregistrării
datelor, prelucrarea acestora, asigură eliminarea greşelilor curente, sporirea preciziei şi un randament mai
mare al lucrărilor topografice.
Aparatura modernă se referă la următoarele sisteme sau instrumente:
- sistemul de poziţionare globală GPS;
- staţiile totale sau inteligente;
- toedolite electronice;
- nivelmetre digitale automate, [ 2 ].
Sistemele satelitare de Navigaţie Globală (GNSS) sunt sisteme care fac posibilă
determinarea cu precizie ridicată a poziţiei într-un sistem de referinţă geocentric, cu ajutorul
sateliţilor artificiali ai Pământului, în orice punct aflat pe suprafaţă terestră, în apropierea sau în
exteriorul acesteia, [ 3 ].

2.1. Realizarea măsurătorilor topografice cu aparatul Leica GPS900. Studiu de caz.

În urma ridicărilor topografice realizate de autorii lucrării, în zona municipiului Cluj-Napoca care
cuprinde intersecţia dintre Calea Turzii şi str. Observatorului, s-a elaborat un nou plan de situaţie al zonei.
Utilitatea obţinerii planului de situaţie este aceea de actualizare a celui vechi şi de a constitui baza de
proiectare pentru o eventuală modernizare a intersecţiei.
Pentru realizarea planului de situaţie actualizat, s-a obţinut mai întâi de la Primăria municipiului Cluj-Napoca
un plan de situaţie existent al zonei studiate, scara 1:500, pe care sunt redate detaliile din zonă şi cotele unor
puncte caracteristice care definesc detaliile, Fig.1.

521

Sesiunea Naţională de Comunicări ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Fig. 1. Plan de situaţie existent al zonei studiate.
Într-o primă etapă s-a realizat o recunoaştere a amplasamentului, s-a întocmit o schiţă de principiu a
suprafeţei de ridicat şi s-au stabilit detaliile de ridicat. Pentru efectuarea ridicării detaliilor de pe teren, s-a
folosit aparatură modernă şi anume aparatul Leica GPS900, Fig.2.

Fig. 2. Aparatul Leica GPS900.
522

Karina SARFFY, Ilinca ROIB, Andrei PORCILĂ

La măsurători a participat o echipă formată din studenţi de la Facultatea de Construcţii, specializările
Inginerie Civilă şi Măsurători Terestre şi Cadastru. Măsurătorile s-au realizat pe parcursul a 2 zile, în
intervalul orar 10-16.

Pentru ridicarea punctelor s-a staţionat în punctele de detaliu, pornind de pe partea nordică a str.
Observatorului spre Calea Turzii, din dreptul staţiei de autobuze, cuprinzând şi intersecţia cu str. Republicii,
continuând cu intersecţia cu Calea Turzii, apoi partea sudică a str. Observatorului, cuprinzând şi intersecţia
cu str. Meteor, până în dreptul staţiei de autobuze. De asemenea, s-a ridicat şi sensul giratoriu şi insulele din
intersecţie. La începutul măsurătorilor s-a introdus în aparat Job-ul activ în Data Management (Gestionarea
datelor), apoi pe pagina MANAGE Codes, s-au selectat codurile cu atribute ataşate, care urmau a fi
ridicate: margine trotuar jos, margine trotuar sus, zonă verde, indicatoare de circulaţie, guri de scurgere
stradale, guri de aerisire pentru instalaţia de gaz, etc.,[ 4 ].

Datele obţinute în urma măsurătorilor se înregistrează în memoria internă a aparatului sau pe un
card. După realizarea măsurătorilor, descărcarea datelor din aparat către calculatorul PC se realizează
utilizând un cablu de transfer şi un soft special sau prin introdcerea cardului de memorie în calculator.
Transferul pe calculatorul PC al datelor obţinute în urma măsurătorilor în zona studiată, s-a realizat cu
ajutorul software -ului Leika GeoOffice, prin accesarea folderului StorageCard din Mobile Devices. Astfel,
a rezultat carnetul de teren în formatul Excel. Din Carnetul de teren se generează inventarul de coordonate,
Fig.3.

Fig. 3. Carnetul de teren rezultat.

Coordonatele rezultate cu ajutorul aparatului LeicaGPS900, au fost obţinute de la staţia permanentă
amplasată pe Observatorul Astronomic situat pe str. Cireşilor, în municipiul Cluj-Napoca. Coordonatele
plane X, Y au rezultat în sistemul de proiecţie Stereografic ’70 , iar cotele, faţă de referinţa pentru cote
Marea Neagră- Constanţa 1975.

Coordonatele punctelor s-au raportat folosind programul AutoCAD (Computer-aided design),
program destinat proiectării asistate pe calculator, rezultând toate cele 1120 de puncte măsurate, Fig. 4. Cu
ajutorul programului s-a raportat direct fişierul de coordonate. Codurile punctelor au fost traduse conform
fişierului de interpretare a codurilor definite.

523

Sesiunea Naţională de Comunicări ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Fig. 4. Punctele de detaliu măsurate.
În continuare, pentru elaborarea planului de situaţie s-a utilizat programul informatic de prelucrare a
datelor TopoLT, un program ce oferă unelte pentru aplicaţii 2D sau 3D cu ajutorul cărora se pot crea planuri
topografice sau cadastrale, se poate realiza modelul 3D al terenului, etc., [ 5 ].
În urma prelucrarii datelor, a rezultat planul de situaţie actualizat, Fig. 5 şi, de asemenea, au rezultat
şi profilele transvesale, Fig. 6.

Fig. 5. Plan de situaţie actualizat.

Fig. 6. Profil transversal, str. Observatorului.
Noul plan de situaţie corespunde cu situaţia actuală din teren, în comparaţie cu cel obţinut de la
Primăria municipiului Cluj-Napoca, care este învechit.

524

Karina SARFFY, Ilinca ROIB, Andrei PORCILĂ

3.CONCLUZII

În lucrare a fost prezentat un studiu de caz privind realizarea unui plan de situaţie, folosind o
tehnologie nouă întâlnită în măsurătorile necesare lucrărilor topografo-inginereşti: sistemul de poziţionare
satelitară. Prin acest sistem determinarea poziţiei se realizează în urma observaţiilor satelitare efectuate în
puncte de interes şi obţinerii coordonatelor acestor puncte într-un sistem de referinţă bine precizat. Pentru
ridicarea detaliilor necesare realizării planului de situaţie a fost utilizat aparatul Leica GPS 900. Datele
obţinute cu aparatul au fost apoi procesate, rezultând un plan de situaţie cu coordonate actualizate, al
intersecţiei străzii Observatorului cu Calea Turzii. Avantajul utilizării acestui sistem sunt: modul de operare
simplu, determinări independente, precizie centrimetrică (sub 5 cm), timp redus faţă de metodele clasice
datorită randamentului ridicat. Planul de situaţie şi profilele transversale obţinute reflectă noua situaţie şi
servesc ca bază topografică pentru proiectarea şi execuţia unor noi obiective de construcţii.

ACKNOWLEDGMENT: This paper was supported by the project "Development and support of
multidisciplinary postdoctoral programmes in major technical areas of national strategy for Research -
Development - Innovation" 4D-POSTDOC, contract no. POSDRU/89/1.5/S/52603, project co-funded by the
European Social Fund through Sectorial Operational Programme Human Resources Development 2007-
2013.

525

Sesiunea Naţională de Comunicări ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

4. BIBLIOGRAFIE

1. Nuţiu, C., Roib, V. - Topografie, Editura UTPRESS, 2010.
2. Boş, N., Iacobescu, O. – Topografie modernă, Editura C.H. Beck, Bucureşti, 2007.
3. Voichita Roib: “Using The Satellite Positioning System Within The Public Transportation Management”, Acta Technica
Napocensis, Civil Engineering & Architecture, Vol.53, 2010, Editura UTPRESS.
4. Manual de utilizare Leica GPS900.
5. http://www.cadware-eng.ro

526

Sesiunea Naţională de Comunicări Ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

ROLUL PRECIZIEI LUCRĂRILOR TOPOGRAFICE LA TRASAREA
CONSTRUCȚIILOR INGINEREȘTI SPECIALE PISCINĂ OLIMPICĂ ACOPERITĂ

Grigore Sergiu TĂUTH PATI1, Simina CRĂCIUN 2, Ioana-Victoria TĂMAŞ3

1Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]
2 Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]
3Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]

ABSTRACT
The technique of topographic engineering measuring is that brench of topography that aims to solve

design, execution and construction exploiting issues. In other words, it solves issues regarding engineering
topographic studies.

This technique is closely bounded to construction works, globally being an integrated part in the
technologic process of assembly-building.

Besides theese reasons, our study refers topographic works that attend designing, editing and
following during exploiting for a special engineering development, that is a covered olympic pool.

In conclusion, as it can be concluded from thos study, the role of precision in topographic
engineering work is crucial.

527

Grigore Sergiu TĂUTH PATI, Simina CRĂCIUN, Ioana-Victoria TĂMAȘ

1. INTRODUCERE

Topografia inginerească reprezintă acea parte a topografiei care cuprinde toate măsurătorile tehnice
necesare elaborării și aplicării pe teren a proiectelor pentru construcții, executării lucrărilor topografo-
inginerești pe parcursul edificării și exploatării acestora, efectuarea observațiilor și urmăririi lor în timp.

Problemele principale ale topografiei inginerești sunt:
1) Întocmirea studiilor tehnico-topografice, care presupune realizarea de rețele de sprijin cât și de
documentații topografice pe baza ridicărilor efectuate.
2) Proiectarea topografo-inginerească, realizată în faza de elaborare a proiectului, și care constă în :
- întocmirea documentației topografice (la scări mari și foarte mari) necesare proiectării;
- proiectarea rețelei de trasare, alegerea metodelor și instrumentelor de trasare;
- calculul elementelor de trasare.
Astfel, una dintre etapele definitorii care stau la baza execuției corespunzătoare a construcțiilor,
respectiv la aplicarea pe teren a proiectelor pentru construcții, o reprezintă trasarea cu precizie a acestora.
Aceasta etapă de aplicare pe teren a elementelor topografice cum sunt: puncte, unghiuri, distanțe, axe, cote,
pante, constituie problema topografică indirectă sau inversă. În toate aceste operațiuni, se poate afirma că
rolul preciziei atinse în cadrul unui program de trasare (respectiv, de materializare a punctelor caracteristice)
pe teren a unei construcții reprezintă un factor decisiv.
În etapa de exploatare a construcțiilor trebuie realizate diverse lucrări topografice inginerești de
ridicare, de trasare și de urmărire a comportării în timp a acestora.
Satisfacerea exigențelor impuse de atingerea unei precizii cât mai ridicate, solicitate în cadrul
lucrărilor topografo-inginerești, la toate categoriile de construcții, atât clădiri cât și construcții speciale,
conduce la introducerea de noi metode și instrumente de măsurare și totodată la promovarea cercetărilor
experimentale legate de măsurătorile cu caracter special.
Lucrarea de față își propune să evidențieze rolul preciziei lucrărilor topografice la trasarea
construcţiilor inginereşti, cu referință la studiul de caz asupra unei construcții speciale reprezentate printr-o
piscină olimpică acoperită, ca factor decisiv în edificarea și exploatarea la parametrii proiectați a
obiectivului.

2. MIJLOACE DE MĂSURARE

În sens tehnic topografic, noțiunea de trasare reprezintă aplicarea pe teren a elementelor topografice
cunoscute/date sau extrase prin calcul din proiectele de construcții, elemente topografice care definesc un
subansamblu sau un element/detaliu de construcții proiectat care urmează a fi transpus respectiv executat în
teren.

Noțiunea de trasare se referă în fapt la materializarea pe teren a punctelor proiecate ale construcțiilor
și totodată la metodele și mijloacele de trasare care sunt aceleași cu metodele și mijloacele de măsurare în
topografie. Cu toate acestea, există unele deosebiri care constau în faptul că la trasarea unor construcții
proiectate sunt impuse metodele și performanțele tehnice ale mijloacelor de măsurare înca din faza de
proiectare topografică inginerească. Astfel, scopul impunerii metodelor și performanțelor tehnice ale
mijloacelor de măsurare are ca punct principal calculul preciziei necesare care trebuie respectată/aplicată în
timpul operațiilor de trasare.

3. PREGĂTIREA TOPOGRAFICĂ A PROIECTELOR PENTRU TRASARE

După finalizarea proiectului pe specialități, etape de proiectare elaborate de către ingineri
constructori, arhitecţi, structuriști, etc., care alcătuiesc colectivul de proiectare, proiectul unui obiectiv
ingineresc trece în faza de execuție.

Pentru aceasta, proiectul trebuie să suporte o prelucrare din punct de vedere topografic, operațiune
denumită, în general pregătirea topografică a proiectului de construcții pentru trasare.

Acesta cuprinde următoarele faze:
a. Alegerea rețelei topografice de trasare, alcatuită din puncte marcate pe teren prin țăruși sau borne, de
coordonate X, Y, H cunoscute (determinate).

528

Sesiunea Naţională de Comunicări Ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

b. Alegerea metodelor de trasare în plan a punctelor din proiect
Alegerea metodei de trasare se face în funcție de condițiile existente de măsurare (accidentația

terenului, zone construite, măsurători în subteran, hale industriale), dimensiunile și forma în plan a
construcțiilor, precizia solicitată la aplicarea pe teren a construcțiilor, modul de realizare al rețelei de trasare,
dotarea cu aparatură, etc.
c. Alegerea instrumentelor și accesoriilor topografice pentru trasare și a tehnologiilor de măsurare, în
funcție de preciziile impuse de beneficiar și de performanțele aparaturii din dotare.

Pornind de la elemntele măsurate și de la metodele utilizate, se poate propune o clasificare a
instrumentelor topografice și geodezice după cum urmează:

Măsurarea distanțelor:
- ruleta și panglici topografice, firul de invar, mira Bala, instrumente electrono-optice, instrumente laser,

interferometrie;
- rigle, micrometre (de interior, de exterior), șublere, contor de măsurare, laser-interferometru;

Măsurări de unghiuri și modificari de unghiuri:

- teodolite;

- luneta autocolimatoare, laser-interferometrul;
Măsurări de cote și diferente de nivel:

- instrumente de nivelment, teodolite, micronivelul, nivelul hidrostatic, G.P.S.;
- mijloace de măsurare electrice (traductori);

Aliniamente:

- teodolite, fire, instrumente de aliniament cu laser, instrumente de alinament clasice;

- luneta de aliniament, luneta autoclimatoare, metode electrice (traductori inductivi), laser automat;
Transmiteri pe verticală:

- teodolite, lunete zenitale, dispozitive optice de proiectare pe verticală, dispozitive laser;
- nivela electronică;

Măsurarea înclinărilor:
- interferometrie, nivela electronică;
- interferometrie, nivela electronică, traductori, înclinometre;

Măsurarea întinderilor, variațiilor de lungimi:
- benzi de măsurare, extensometrul cu fir, deflectometru;
- tensometrul, distometrul, extensometrul cu fir, interferometrie, benzi de măsurare, traductori;

Măsurarea curburilor:

- cistometrul;
Măsurarea formei și a poziției spațiale:

- fotogrammetrie industrială, G.P.S.;
- instrumente statice de măsurare a coordonatelor, fotogrammetrie industrială, Sisteme de Măsurare

Industriale.
d. Calculul elementelor de trasat (în plan orizontal și pe verticală) a punctelor din proiect

Determinarea elementelor topografice ale proiectului constă în transformarea elementelor geometrice
date în proiect în elemente topografice (coordonate, cote, distanțe, unghiuri, diferențe de nivel, pante, etc.)

prin procedee numerice de calcul.

e. Calcului preciziei necesare de trasare în plan a punctelor din proiect
Precizia de trasare pe teren a punctelor proiectate ale construcțiilor se poate exprima, în general, prin

intermediul relației:

 2   2   2   2
C t f di

unde: σt este abaterea standard de trasare;
σf este abaterea standard de fixare;
σdi este abaterea standard a datelor inițiale;

4. PRECIZIA GENERALĂ A LUCRĂRILOR DE TRASARE

529

Grigore Sergiu TĂUTH PATI, Simina CRĂCIUN, Ioana-Victoria TĂMAȘ

Aplicarea pe teren a proiectelor de construcții are ca scop asigurarea respectării formei și
dimensiunilor proiectate ale construcțiilor, în poziția reciprocă a construcțiilor și elementelor componente ale

acestora, precum și poziția absolută, într-un sistem de coordonate diferit de rețeaua de trasare.
Noțiunea de proiectare topo-inginerească are în acest sens o componentă foarte importantă, care

include stabilirea corectă a preciziei necesare la trasare, în urma căreia se stabilesc performanțele mijloacelor
de măsurare, accesoriile, metodele și tehnologiile care urmează a fi utilizate la trasare. Stabilirea acestor
corelații, este extrem de importantă cu o influență directă asupra aplicării corecte pe teren a proiectelor de
construcții.

O precizie insuficientă la trasare poate conduce la o execuție defectuoasă, implicit la o calitate
necorespunzătoare a realizării obiectivului proiectat iar o precizie exagerat de mare a lucrărilor de trasare
poate conduce la prelungire a duratei de execuție, un volum mai mare de timp la executarea lucrărilor
topografice, mijloace de măsurare și accesorii mai performante decât ar trebui.

4.1 Abateri standard. Toleranțe
Din punct de vedere al statisticii matematice și al tehnicii măsurătorilor inginerești, abaterile

standard σ (teoretice, înainte de măsurare, ale unei valori nominale X0) și valorile abaterilor medii s (care
caracterizează parametrul X – media aritmetică, după măsurare) sunt principalii parametri pentru evaluarea
(estimarea) măsurătorilor, respectiv a controalelor de sondaj.

Calcului abaterii standard necesare într-un proces de măsurare contribuie la verificarea respectării
abaterii maxime admise, având ca urmare alegerea instrumentelor și metodelor de măsurare adecvate.

Dupa normative, valorile (Δ(-) si Δ(+)) minime și maxime ale câmpului de toleranțe al valorii
nominale se pot exprima cu relația:

Δ(-) ≈ Δ(+) ≈ ∆ = λ*σ

La o concordanță între câmpul de dispersie și câmpul de toleranță, valoarea parametrului λ este:
λ = 2 → când valoarea siguranței statistice este 95%
λ = 3 → când valoarea siguranței statistice este 99,73%

Abaterea maximă admisă poate fi dată ca toleranța T = 2∆, care reprezintă limitele admisibile de
variație ale valorilor unei măsurători.

În mod frecvent, în construcții se solicită o precizie a măsurătorilor inginerești, care este stabilită în
proiect fie ca imprecizie a măsurătorilor, fie ca toleranță a măsurătorilor (toleranța de trasare).

Pentru problema practică a preciziei în construcții, abaterea standard σ reprezintă o marime
matematică (teoretică) și relația ei cu sistemul de toleranțe este dată de expresia:

T ≥ 6σ, respectiv ∆ ≥ ± 3σ
la poziții simetrice ale câmpului de toleranță în dimensiunea (valoarea) nominală.

În cazul general, precizia aplicării pe teren a proiectelor și execuția construcțiilor este influențată de
trei factori, care, teoretic pot interveni pe parcursul executării unei construcții:

- precizia calculelor efectuate la elaborarea proiectelor;
- precizia executării elementelor de construcții (elemente prefabricate, module ale elementelor metalice ale
construcției, etc.) în care se include și precizia executării lucrărilor de construcții – montaj.
- precizia efectuării lucrărilor topografice

Aceste trei componente se pot grupa în valoarea abaterii maxime admise (∆) față de dimensiunile
proiectate, care poate fi luată în considerare ca toleranță, valoare prevăzută în general în proiectele de
construcții.

Acest lucru se poate exprima, în general, cu o relație de forma:

2   2   2 r.   2
C p CM

în care: σC – reprezintă abaterea standard de poziția a unui punct proiectat al construcției provenită din
influența erorilor efectuării măsurătorilor topografice (trasări de distanțe, cote, etc.);

σpr – reprezintă abaterea standard datorată influenței erorilor de la elaborarea proiectului
σCM – reprezintă abaterea standard provenită din influența erorilor de la lucrările de construcții-
montaj, inclusiv erorile la executarea elementelor prefabricate și a componentelor structurilor metalice.

530

Sesiunea Naţională de Comunicări Ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

4.2. Principii de calcul a preciziei necesare
Precizia necesară a lucrărilor topografice care intervin la trasare-montaj se calculează pornind de la

valoarea abaterii standard totale, sau de la valoarea abaterii maxime admise, care în caz:
ΔΔ

σ = ―...........―
23

în practica proiectării lucrărilor de topografie inginerească se utilizează două criterii care stau la baza
preciziei necesare:
- Principiul influenței egale a surselor independente de erori;
- Principiul influenței diferentiațe a surselor independente de erori.

5. STUDIU DE CAZ

Obiectivul studiat este amplasat într-o zonă montană a judeţului Cluj, comuna Băişoara – staţiunea
Muntele Băişorii în imediata vecinătate a Hotelului Alpin din aceeaşi localitate.

Identificarea parcelei de teren pe care urmează să fie amplasat obiectivul este realizată în
conformitate cu Fişa corpului de proprietate cu nr. cadastral 176 cu viza Oficiului de Cadastru şi Publicitate
Imobiliară obţinută în anul 2004.

Terenul prezintă o panta relativ mare pe directia N-S a proprietăţii. Accesul pietonal şi auto se face

pe latura nordica a parcelei .
Imobilul propus are regim de inălţime D+P+2E, amplasat conform planului de situaţie.
Obiectivul propus reprezintă o construcţie specială, cu destinaţia de piscină acoperită, care se

compune dintr-un corp de clădire alăturat Hotelului Alpin. Legătura dintre cele două corpuri este realizată
prin casa scării.

Forma în plan a clădirii este aproape dreptunghiulară, cu dimensiunile 36,925 m pe latura lungă –
paralelă cu strada – şi 22,325 m latura scurtă.

Pe lângă funcţiunea principală de piscină, deservind atât clienţii hotelului cât şi publicul larg,
construcţia va găzdui la nivelul etajului 2 şi înspre stradă câteva spaţii comerciale – mici magazine profilate
pe diverse categorii de produse, inclusiv pentru plajă şi înot.

Accesul publicului la piscină se face din două direcţii, respectiv direct dinspre stradă - adică la
nivelul etajului 2 şi dinspre articulaţia cu holul hotelului Alpin, bazinul de înot fiind amplasat la parterul
clădirii, la o diferenţă de nivel de cca 6m faţă de cota străzii.

După coborârea unei scări care debuşeză la nivelul etajului 1, clienţii urmează acelaşi traseu, care
porneşte de la un palier comun situat la etajul 1 şi continuă cu o succesiune de spaţii-filtru a căror parcurgere
este obligatorie. Primul dintre acestea este vestiarul, pe sexe, prevăzut cu cabine şi dulapuri pentru
schimbarea din ţinută de stradă în cea de înot şi plajă. Urmează apoi grupurile sanitare pe sexe, zona de
cabine de duş şi apoi saună şi solar. Coborârea se face prin intermediul unei scări situate pe latura opusă
intrării la vestiare. Tot în zona acestei scări, la etaj, se află şi intrarea la un bar având de asemenea vedere
deschisă înspre nivelul inferior. Coborând la parter, în afară de bazinul de înot dispus relativ central (cu
dimensiunile în plan 12,505x25,020m) şi a circulaţiei perimetrale aferente acestuia - cu o lăţime de cca 2m,
sunt prevăzute o zonă de odihnă (zona de şezlonguri – pe latura lungă a clădirii, sub zona de anexe-filtru
enumerate anterior-fâşie cu o lăţime de cca 5m) şi o sală de fitness, închisă cu sticlă faţă de zona de baie.
Aceasta din urmă este vitrată complet pe latura opusă zonei de odihnă şi are două ieşiri dispuse lateral spre
platforma de plajă în aer liber.

Coborârea mai departe la nivelul subsolului tehnic pentru personalul de serviciu al piscinei este
realizată sub legătura dintre parter şi etajul 1, pe o scară în 2 rampe.
Componenta funcţională se citeşte din piesele desenate pe nivele.

Indicatorii globali pe suprafaţe convenţionale pentru întregul obiectiv sunt următorii:

Autilă totală ≈ 1150mp ; Adesfaşurată totală ≈ 1340mp; Aconstruită ≈ 800mp.

Structura de rezistenţă a clădirii în discuţie este alcatuită din următoarele subansamble şi elemente de
construcţie: fundaţii din beton şi beton armat şi cadre de beton armat. Elementele din beton (stâlpi, planşe,
elevaţii) vor fi termoizolate la exterior. Şarpanta va fi din lemn prevăzută cu învelitoare.

531

Grigore Sergiu TĂUTH PATI, Simina CRĂCIUN, Ioana-Victoria TĂMAȘ

Finisajele interioare vor fi din placaje de granitogres în zonele de circulaţie şi în zona bazinului,
gresie la băi şi magazine. Pereţii vor fi finisaţi cu vopsele lavabile, placaje ceramice şi faianţă în spaţiile
umede. Balustradele scărilor vor fi confecţionate din inox.

Finisajele exterioare vor fi din tencuieli şi vopsele colorate în masă, învelitoare din tablă, tâmplărie
din aluminiu cu geam termopan.

Din punct de vedere tehnic ingineresc edificarea obiectivului în discuţie se va realiza în mai multe
etape. Acestea sunt: materializarea pe teren a axelor de baza şi a axelor principale ale construcţiei,
materializarea elementelor nivelitice ale acesteia, edificarea infrastructurii şi apoi a suprastructurii,
finalizarea anvelopei construcţiei (închiderea construcţiei), realizarea finisajelor interioare şi totodată a celor
exterioare, cât şi punerea în operă a sistematizării verticale aferente obiectivului.

Piesa desenată pe care o alegem ca planşă de referinţă este planul parterului. Construcţia este axată în
plan pe două direcţii având axele de baza şi cele principale marcate atât cu cifre arabe cât şi cu litere mari de
tipar. Pe direcţia longitudinală distingem 12 axe, iar pe cea transversală 6 axe respectiv de la A la G. Axele
de bază ale construcţiei apreciem că sunt urmatoarele: 1-1, 12-12, A-A, G-G. Axele bazinului de înot sunt: 4-
4, 10-10 pe direcţia longitudinală, iar pe direcţia transversală bazinul este raportat la axele B-B şi F-F prin
distanţe de legatură înscrise în planul parterului.

Din punct de vedere topografic ingineresc, din succesiunea de etape constructive se desprind primele
două respectiv materializarea pe teren a axelor de bază şi a axelor principale ale construcţiei (din punct de
vedere planimetric), materializarea elementelor nivelitice ale construcţiei (în special cota ±0,00 m).

Studiul nostru, se referă deci la o construcţie specială cu destinaţia de complex sportiv
(multifuncţional) a cărui obiect principal îl reprezintă pişcină acoperită care urmează să îndeplinească
parametrii tehnici compatibili cu categoria de PIŞCINĂ OLIMPICĂ. Din aceste raţiuni impuse apare
necesitatea că atât trasarea planimetrică, respectiv trasarea axelor în plan, cât şi trasarea elementelor
nivelitice ale bazinului de înot (ca şi componentă de bază a piscinei) să fie făcută cu precizie ridicată, astfel
încat la finalul edificării construcţiei aceasta să poată îndeplinii condiţiile impuse.

532

Sesiunea Naţională de Comunicări Ştiinţifice Studenţeşti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

6.CONCLUZII

Realizarea exigenţelor impuse de precizia de ridicare a trasării poate fi efectuată ţinând cont de
următoarele considerente: verificarea punctelor reţelei de sprijin din zonă şi după caz îndesirea
corespunzătoare a acesteia, alegerea unor metode de trasare adecvate exigenţelor de precizie impuse,
utilizarea mijloacelor de trasare performante (instrumente şi accesorii moderne), controlul trasării.

În situaţii speciale, cum se prezintă şi situaţia de faţă, se procedează mai întâi la calculul elementelor
de trasare. Pentru a evita erorile inerente acestei operaţii se va proceda la alegerea unei zile fără precipitaţii şi
fără condiţii atmosferice nefavorabile, indiferent de sezon. Totodată, pentru creşterea preciziei se propune
etapizarea operaţiei de trasare în faze succesive şi controlul acesteia pe etape, prin intermediul unor metode
combinate şi instrumente adecvate.

Dintre metodele şi mijloacele de trasare recomandate amintim: metoda seriilor sau a repetiţiei
utilizând teodolite de precizie pentru trasarea unghiurilor, trasarea paralactică a distanţelor utilizând
teodolitul de precizie şi mira Bala, trasarea cotelor şi pantelor prin nivelment geometric utilizând aparate de
nivelment performanţe cu mire obişnuite sau cu bandă de invar.

În concluzie, apreciem că realizarea preciziei impuse în operaţiile de trasare aferente construcţiilor
speciale reprezintă cel mai important deziderat al specialistului inginer topograf. Trebuie să admitem că de
seriozitatea materializării pe teren a unei construcţii depinde întreaga succesiune de operaţii tehnice efectuate
până la finalizarea acesteia.

533

Grigore Sergiu TĂUTH PATI, Simina CRĂCIUN, Ioana-Victoria TĂMAȘ

7. BIBLIOGRAFIE

1. Boş, N., Iacobescu, O. – Topografie modernă, Editura C.H. Beck, Bucureşti, 2007.
2. *** – Colectivul Facultăţii de Geodezie Bucureşti – Măsurători terestre, fundamente, vol. II – Secţiunea D – Topografie
Inginerească, Matrix Rom, Bucureşti, 2002.
3. Coşarcă, C. – Topografie inginerească, Editura Matrix Rom, Bucureşti, 2003.
4. Coşarcă, C. – Măsurători inginereşti, Editura Matrix Rom, Bucureşti, 2011.
5. Cristescu, N. – Topografie inginerească, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1978.
6. Nuţiu, Carmen – Topografie, Editura U.T.PRESS, Cluj – Napoca, 2008.
7. Proiect tehnic „PISCINĂ ACOPERITĂ”, S.C. ACOMINVEST C-TII S.R.L. Cluj – Napoca.
8. Crăciun, S., Tăuth Pati, S., - Aspecte privind exigenţele de punere în operǎ a dimensiunilor în plan a unei clǎdiri civile etajate
având ca parametri de referinţǎ suprafeţele convenţionale, Iaşi, 2011.
9. Crăciun, S., Tăuth Pati, S., - Rolul preciziei lucrărilor topografice la trasarea construcȚiilor inginereȘti speciale piscină olimpică
acoperită, Iaşi, 2012.

534

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

CALCULAREA VOLUMELOR FOLOSIND APLICAȚII GIS
Arnold TEMERDEK 1

1Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]

ABSTRACT
The proposed work will demonstrate the applicability of Geographical Information Systems (GIS) in

engineering works, such as calculating the volume of material in embankments, landslides, quarries and
amount of water in lakes.

In the project will be analyzed different methods for calculating volumes using ArcGIS 10. Besides
the available software tools, an own calculation method will be tried. This method will be based on
topographic data processing and creation of digital elevation models (rasters) by interpolation. The volume
will be obtained by intersecting the terrain surfaces (the natural and the arranged one), i.e. subtracting the
rasters and summarizing their values taking into account the spatial resolution. Results obtained using this
method will be compared with the software’s implicit tools based on raster and TIN (Triangulated Irregular
Network) calculations. To facilitate and automate the workflow a conceptual model will be built with the
Model Builder tool. Finally, the advantages, disadvantages and applicability of each method will be treated.

For the analysis as case study will be used data from topographic measurements (including
bathymetric data), taken from Lake Aghireșu. In this case, the digital elevation model will be intersected with
a plane. The applicability of the method will also be investigated for embankments.

535

Arnold TEMERDEK

1. INTRODUCERE

În secolul XX, odată cu creșterea exponențială a informațiilor și a datelor, s-a simțit nevoia de a crea
unelte pentru stocarea și gestionarea acestora. Acest lucru a fost posibil prin pătrunderea informaticii în alte
domenii de științe. Astfel, au apărut Sisteme Informatice aplicate în diferite domenii cum ar fi: medicina,
biologia, geografia, economia etc.

Un Sistem Informatic este definit ca și totalitatea datelor și a mijloacelor de tratare a lor pentru a
obține informații noi care până la urmă servesc la luarea deciziilor.

Din punct de vedere al topografiei, există o relație strânsă între acest domeniu și Sistemul
Informațional Geografic (SIG sau GIS), deoarece aceasta din urmă servește la captarea, stocarea, integrarea,
manipularea, analiza și vizualizarea datelor care au referință spațială [1].

Primul GIS a fost elaborat în Canada (1962) și inițial a fost utilizat pentru inventarierea suprafețelor
de pădure, după care domeniul s-a extins înspre celelalte resurse naturale. De atunci sistemul a fost
îmbunătățit, devenind una interdisciplinară integrând teorii, metode și aplicații din alte ramuri ale științelor
cum ar fi: matematica, informatica, statistica, geodezia, cartografia etc. Astfel astăzi putem vorbi despre un
GIS cu aplicabilitate în diferite domenii cum ar fi: agricultura, silvicultura, amenajarea teritoriului, cadastru,
teledetecția, transportul, utilități, marketing, demografia, arheologia etc. [1].

În prezent există mai multe softuri GIS pe piață atât contra-cost cât și gratuite (Open-source). Dintre
acestea sunt cele mai renumite următoarele: ArcGIS, GRASS GIS, Quantum GIS, SAGA GIS, gvSIG etc.
Aplicații menționate mai sus pot fi folosite la fel ca și cele de tip CAD, dar au avantajul față de acestea că
permit corelarea entităților grafice cu cele de tip atribut. Astfel pot fi realizate interogări și analize complexe
nu numai pe baza datelor spațiale. Pentru studiu nostru vom utiliza aplicația ArcGIS 10 elaborat de firma
ESRI, deoarece în prezent oferă cel mai complex pachet pentru rezolvarea problemelor și are avantajul față
de cele Open-source că metodele folosite sunt verificate.

Deoarece GIS-ul este un instrument de luare al deciziilor ne poate ajuta la proiectarea și gestionarea
optimă a unor lucrări inginerești cum ar fi de exemplu: rețelele de utilități, traseul ideal pentru un drum etc.
Prin prezentă lucrare vom demonstra aplicabilitatea GIS-ului și pentru calculul volumelor care poate fi
folosit ca de exemplu la evaluarea cantității de pământ pentru un deviz.

2. METODE DE REPREZENTARE A TERENULUI

Deoarece forma terenului poate fi concepută ca și o suprafață care variază continuu s-a inventat
diferite modele numerice de reprezentare ale acestuia. Reprezentările în cazul aplicațiilor GIS sunt digitale,
adică numerice și se numesc modele digitale al terenului (MDT) sau modele digitale altimetrice (MDA,
DEM – digital elevation model). Pentru reprezentare se folosesc trei tipuri de modele: vectorial, raster și TIN
(Triangulated Irregular Network) [3].

2.1. Reprezentarea vectorială

În cazul modelului vectorial (Fig. 1.), obiectele GIS sunt reprezentate având o delimitare
bine definită în spaţiu. Poziţia şi forma obiectelor este reprezentată utilizând entități de tip punct,
linie și poligon într-un sistem de coordonate Cartezian [5].

Entități de tip punct sunt afișate printr-o singură pereche de coordonate carteziene X,Y, altitudinea
fiind conținut în anumite cazuri în valoarea Z, iar în alte cazuri înscris în tabelul de atribut. Astfel de
reprezentări se folosesc în cazul unor vârfuri, borne geodezice etc. [5].

Prin linii pot fi reprezentate curbele de nivel (izohipse), linii caracteristice pe talveg sau liniile de
creastă, rupturi de pante (hard sau soft break lines). Liniile sunt stocate ca și un șir de perechi de coordonate
X, Y. Altitudinea în cazul liniilor 3D este stocată în valoarea Z a nodurilor, iar în cazul curbelor de nivel
atașat în tabelul de atribut [5].

Pentru reprezentarea suprafețelor plane cum ar fi de exemplu lacurile, se folosește la fel un șir de
perechi de coordonate X, Y care definesc segmentele liniare ce delimitează poligonul, primul și ultimul
element al șirului fiind același. Elevația entității în acest caz poate fi atașată în tabelul de atribut [5].

536

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Fig. 1. Reprezentare vectorială
Modelul vectorial are avantajul că necesită un spațiu de stocare redus și este foarte eficient
pentru desenarea hărților. Dezavantajul constă în faptul că pe entități vectoriale nu pot fi făcute
analize complexe pentru determinarea unor caracteristici cum ar fi panta suprafeţei în orice punct
sau direcţia pantei.
În cazul aplicațiilor GIS, cea mai uzuală formă de stocare a datelor vectoriale este shapefile-ul.
2.2. Reprezentarea raster
Reprezentările de tip raster au ca bază modelele de tesselație. Aceste modele pot fi realizate
folosind diferite tipuri de rețele: pătrate, triunghiuri echilaterale sau hexagoane (Fig. 2.). Fiecare
model are avantajul lui, dar din privința implementării informatice rețea pătratică este cea mai
simplu de realizat [2].

Fig. 2. Modele de tesselație [2]
Modelul de date raster sau grid este bazat pe modele de tesselație cu rețea pătratică. Terenul
în acsst caz este reprezentat ca o matrice (grilă) formată din celule rectangulare uniforme, fiecare
celulă având o valoare. Grila este reprezentată într-un sistem de coordonate carteziană.
Coordonatele X, Y ale unei celule se calculează pe baza coordonatelor unui punct de referinţă, de
obicei unul din colţurile grilei, ţinând cont de poziţia celulei în grilă (numărul liniei/coloanei) şi de
dimensiunile celulei pe abscisă şi pe ordonată. Valoarea unei celule indică cota în acea poziţie [5].

537

Arnold TEMERDEK

În comparație cu modelul vectorial, acest model permite implementarea cu uşurinţă a
operaţiilor asupra suprafeţelor (calculul pantei, direcţiei pantei, interpolarea curbelor de nivel), dar
are dezavantajul că necesită un spațiu mai mare de stocare.

2.3. Reprezentarea TIN

O alternativă la modelul de date raster pentru reprezentarea suprafeței continue a terenului
este modelul de date TIN (Triangulated Irregular Network), adică o rețea triangulată neregulată.

Rețeaua este construită prin metoda Delaunay cu ajutorul unor puncte numite puncte de
masă (mass points). Metoda ia în considerare numai datele punctuale, astfel setul de puncte de masă
va fi construită din date de intrare de tip punct și din nodurile liniilor și a poligoanelor. Pentru a
obține un model de elevație cât mai apropiat de realitate, punctele de masă trebuie să fie bine
amplasate, adică să identifice o schimbare majoră a formei suprafeței. Astfel, aceste puncte vor avea
o dispersie neregulată, având o densitate crescută acolo, unde terenul are o variație mai mare, sau
unde necesită o reprezentare mai detaliată. Punctele vor reprezenta elemente cum ar fi piscul sau
creasta unui munte, fundul unei văi etc.; de asemenea pot defini la rândul lor aliniamente care
poartă numele de linii de frântură (break lines). Râurile, linia țărmului sau terasamentele liniilor de
comunicații sunt folosite adesea drept linii de frântură și nu neapărat trebuie să conțină valori Z [5].

Triangulația Delaunay folosește un algoritm pentru a optimiza suprafața de reprezentare. Din
punctele de masă se construiesc triunghiuri astfel încât în cercurile lor circumscrise să nu există un
alt nod (Fig. 3.).

Modelele TIN sunt de obicei folosite în lucrările inginerești, deoarece permit modelarea cu
mare precizie ale ariilor mici, făcând posibilă calcularea suprafeţei planimetrice, suprafeței reale
respectiv a volumului [4].

Un dezavantaj al modelului TIN se datorează faptului că utilizatorul nu răspunde de
selectarea nodurilor care vor fi folosite pentru crearea triunghiurilor și astfel, în anumite situații,
cum ar fi în cazul reprezentării văilor sau a crestelor montane, poate deveni inexactă. Astfel de
imprecizii pot fi ajustate prin introducerea unor date suplimentare sau prin corectare manuală
ulterioară.

Fig. 3. Model TIN a Lacului de la Aghireșu și metoda de construire a rețelei

3. CALCULAREA VOLUMELOR

Suprafețele pe care urmează să se facă construcții sunt în general neregulate. Astfel, prin înlăturarea
pământului sau printr-un aport de material se nivelează terenul. Terenul amenajat poate să fie sub formă de

538

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

platforme orizontale sau cu o anumită pantă în vederea scurgerii apelor pluviale. La astfel de probleme se
pune întrebarea referitore la volume de pământ din săpături și umpluturi [7].

Fig. 4. Calculul terasamentelor într-o rețea [6]
Problema se poate rezolva prin metoda pătratelor. Metoda constă în trasarea pe teren a unor pătrate
adiacente cu latura (L) impusă (Fig. 4.). Mărimea laturii se definește în funcție de precizia cerută și de
accidentarea terenului între 10 și 50 m. Astfel în cazul terenurilor cu un grad ridicat de accidentare sau la
calcule cu o precizie sporită, este necesar o latură redusă. Fiecare porțiune pătratică (Fig. 5.) poate fi
asimilată cu o prismă cu baza la nivelul platformei, și se poate calcula un volum aproximativ cu formula
următoare:

, (1),
unde:
L – latura pătratului;
S – suprafața pătratului;
Hi – cota terenului natural;
Hi’ – cota terenului amenajat;
ΔHi – diferență de cotă;
iar H1’ = H2’ = H3’ = H4’ în cazul platformelor orizontale.

Fig. 5. Metoda prismelor la calculul volumului [6]
Volumul final se obține prin însumarea volumului fiecărei prisme. În cazul săpăturilor această
valoare va fi negativă, iar în cazul umpluturilor pozitivă.

(2)

539

Arnold TEMERDEK

Dacă facem o analogie dintre figura 4 și modelul raster, putem constata că valoarea
(H1+H2+H3+H4)/4 poate fi asimilată cu valoarea unei celule reprezentând terenul natural cu o rezoluție
spațială de L metri. La fel, se poate construi un model raster cu același rezoluție, reprezentând terenul
amenajat. În acest caz valoarea fiecărei celule ar corespunde cu (H1’+H2’+H3’+H4’)/4. Prin intersectarea celor
două suprafețe se obține un raster a cărei celule vor conține diferența de cotă. Volumul se va obține prin
însumarea valorii tuturor celulelor de pe suprafața planimetrică săpată (sau umplută) înmulțind cu suprafața
unei celule, adică cu pătratul rezoluției spațiale. Astfel, formula finală în cazul aplicării metodei pătratelor
pentru modelul raster se poate exprima în felul următor:

, (3),

unde:
S – suprafața celulei;
vi – valoarea celulei (diferența de cotă);
r – rezoluția spațială a celulei.

4.STUDIU DE CAZ

Pentru aplicarea teoriei și a metodelor de calcul într-o situație reală, am ales ca și studiu de caz lacul
de la Aghireșu din Județul Cluj, pentru care am avut la dispoziție date referitoare la conturul lacului și
măsurători batimetrice.

Lacul a fost format într-o carieră de caolin după ce stratul impermeabil de argilă a fost înțepat și apa
freatică sau un izvor subteran a umplut bazinul carierei. Culoarea neobișnuită gri-albăstruie a lacului se
datorează încărcării a apei cu praf de argilă, astfel este supranumit și Laguna Albastră.

4.1. Interpolarea

După cum s-a observat mai sus la metode de reprezentare a terenului, pentru a efectua un calcul mai
complex cum ar fi determinarea volumului, a pantei etc., trebuie să avem la dispoziție un MDT de tip raster
sau TIN, iar datele dintr-o măsurătoare topografică sunt de tip vector. Pentru a înlătura această problemă
recurgem la unelte de transpunere a datelor dintr-o formă în alta.

Pentru conversia datelor, aplicațiile GIS pun la dispoziție metode de construire TIN din fișiere de tip
vector sau procedee de interpolare pentru a crea suprafețe continue de tip raster. Printre metodele de
interpolare putem înșirui următoarele: Spline, Kriging, Inverse Distance Weighted, Natural Neighbor, Trend,
Polinomial sau Topo to Raster [4].

Din punct de vedere al corectitudinii suprafeței de teren, cea mai potrivită interpolare este Topo to
Raster care creează un model de elevație corect din punct de vedere hidrologic. Pentru interpolare datele de
intrare pot fi: puncte cotate (Point Elevation), curbe de nivel (Contour), râuri (Stream), puncte de curgere
(Sink), lacuri (Lakes) sau arii reprezentând zona de studiu (Boundary).

4.2. Automatizarea lucrărilor

Pentru a facilita mersul calculelor și pentru a reduce timpul de executare a comenzilor, am propus
crearea unui model conceptual prin intermediul aplicației Model Builder. Avantajul automatizării este că se
poate reduce erorile întâmplătoare induse de operator în demersul lucrării și în plus putem menționa

aplicabilitatea în viitor pentru calcularea volumului de ape din alte lacuri. Realizarea acestui model ne
permite și analiza rapidă a variației volumelor în funcție de rezoluția spațială a rasterului.

Model Bulider este o aplicație implementată a pachetului de software ArcGIS 10 prin care pot fi
construite modele conceptuale pentru automatizarea lucrărilor. Această aplicație folosește toate uneltele
softului de bază cum ar fi metodele de interpolare, operații matematice pe raster etc., care pot fi asamblate în
funcție de mersul lucrării (Fig. 6.).

540

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Date de Ansamblu de procese Rezultate
intrare

Fig. 6. Principiul aplicației Model Builder

Prin automatizarea procesului am obținut o interfață simplă în spatele căruia rulează un ansamblu de
funcții. Interfața cere ca și date de intrare următoarele: linia de contur a lacului, punctele batimetrice,
rezoluția în metri și cota la nivelul apei.

Ansamblul de funcții sunt reprezentate în figura 7. și sunt executate în ordinea următoare:
 cu ajutorul funcției Feature to Polygon din linia de contur a lacului se creează un contur poligon,

adică o arie corespunzătoare a lacului;
 prin unealta Topo to Raster entitățile linia de contur, conturul poligon și punctele batimetrice vor fi

interpolate cu o rezoluție impusă, rezultând un raster cu suprafața fundului lacului;
 cu același rezoluție, prin intermediul procesului Create Constant Raster, conturul poligon va fi

transformat într-un raster constant, valoarea celulelor fiind egală cu cota nivelului de apă;
 în următorul pas prin funcția Minus se scade din valoarea rasterului constant valoarea rasterului

interpolat rezultând un raster cu înălțimea coloanei de apă;
 cu ajutorul operației Zonal Statistics se însumează valorile celulelor de pe aria lacului;
 se extrage valoarea respectivă cu Get Raster Properties;
 ultimul pas al aplicației constituie funcția Calculate Value prin care suma totală a valorilor este

înmulțită cu pătratul rezoluției.

Fig. 7. Modelul metodei proprie pentru calcularea volumului de apă dintr-un lac

4.3. Analiza rezultatelor

Pentru analiza rezultatelor am ales pentru comparare metoda proprie prezentată mai sus și metoda de
calculare a volumelor prin funcția implicită a aplicației ArcGIS numită Surface Volume. Această a doua
metodă calculează volumul a unei model raster sau TIN față de un plan orizontal de referință specificat. La
fel, pentru a efectua rapid calculele, am modificat modelul conceptual inițial cu funcția implicită (Fig. 8.).

541

Arnold TEMERDEK

Fig. 8. Modelul conceptual cu funcția Surface Volume
Referitor la modele de reprezentare a suprafeței, putem observa diferențe dintre cel raster și TIN.
Astfel, în cazul TIN-ului adâncimea maximă a lacului era cea măsurată de 7 metri, iar în cazul rasterului
creat cu o rezoluție de 1 m adâncimea maximă este de 7.26 metri. Acest lucru se datorează faptului că TIN-ul
se bazează strict pe datele măsurate, iar la raster prin interpolare se face o predicție în punctele necunoscute
folosind cotele celor cunoscute. Prin acest fapt se poate explica și diferențele de volum dintre raster și TIN.
Așa cum am menționat mai sus la calcularea volumelor cu metoda pătratelor, reducerea laturii
conduce la o precizie crescută. Datorită faptului că automatizarea procesului de calcul a redus semnificativ
volumul și timpul de lucru, am impus analiza rezultatelor în funcție de rezoluția spațială a rasterului.
Rezultatele sunt prezentate în graficul din Figura 9., respectiv în Tabelul 1. După cum se vede,
metoda TIN nu depinde de rezoluție, volumul rezultat fiind 56214.83 m3. Metodele bazate pe raster dau un
rezultat foarte apropiat unul de celălalt, raportul metoda proprie / metoda implicită variind între 0,99 (la o
rezoluție 0,1 m) și 1,02 (la o rezoluție de 20 m). Oscilația funcțiilor definite de metodele raster se datorează
interpolării; totodată, se poate observa că această oscilație se amortizează odată cu creșterea rezoluției.
Volumul apei din lac calculat prin metode raster este în jurul valorii de 61000 m3.

Fig. 9. Volumul lacului de la Aghireșu în funcție de rezoluție calculat cu diferite metode

542

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

Rezoluția [m] 0.1 1 5 10 15 20
Volum metoda proprie [m3] 54907.42
61541.6 61006.91 58854.35 59470.46 53045.38 53509.39
Volum metoda implicită 56214.83
[m3] 61548.49 61007.17 58712.25 59082.38 51462.99 1.026127

Volum TIN [m3] 56214.83 56214.83 56214.83 56214.83 56214.83 1.023811

Raport metoda proprie/ 0.999888 0.999996 1.00242 1.006568 1.030748
metoda implicită
0.913444 0.92145 0.955152 0.945256 1.05975
Raport metoda proprie/

metoda TIN

Tab. 1. Rezultatul numeric al calculelor în funcție de rezoluție

Fig. 8. Reprezentarea raster a Lacului de la Aghireșu

Dezavantajul funcției Surface Volume este că se poate calcula volumul sub sau peste un plan de nivel
specificat, în timp ce metoda proprie impune calcularea volumului intersectând două suprafețe oarecare.
Modelul conceptual pentru un astfel de caz ar fi diferit față de cel aplicat a lacului în faptul că în locul
rasterului constant am folosi o altă suprafață interpolată.

Pentru a demonstra aplicabilitatea metodei proprie și în astfel de situații, am creat două modele
digitale de elevație pentru o porțiune a Autostrăzii Transilvania în apropierea localității Gilău. Prima
suprafață raster, reprezentând suprafața topografică naturală, a fost creat din curbele de nivel, punctele cotate
respectiv cursurile de ape. Pentru a crea a doua suprafață, cea a platformei, am recurs la metodele geometriei
descriptive trasând o suprafață orizontală la cota de 435 metri. Panta debleului și a rambleului a fost de 1:2.5.
Din curbele de nivel astfel reconfigurate am putut construi modelul terenului amenajat. Prin intersectarea
celor două suprafețe (scăderea rasterelor) se obține înălțimea coloanei de pământ. Valoarea celulelor din
acest raster rezultat este pozitivă în cazul săpăturilor, negativă în cazul umpluturilor și egală cu 0 pentru
restul terenului pe care nu se efectuează lucrări (Fig. 9). Însumând valorile cu același semn și înmulțind cu
pătratul rezoluției se obține volumul total de pământ pentru fiecare categorie de lucrare.

543

Arnold TEMERDEK

Fig. 9. Aplicarea metodei pentru terasamente
5.CONCLUZII

Analizând rezultatele putem trage concluzia că aplicațiile GIS sunt capabile de a rezolva anumite
probleme inginerești. În cazul nostru, calcularea volumelor a fost posibilă prin mai multe metode. Fiecare
dintre metodele supuse analizei are avantajele și dezavantajele ei.

TIN-ul este aplicabil în cazul măsurătorilor mici, pe tronsoane scurte unde variația terenului este
aproximativ liniară. Dezavantajul modelului constă în faptul că în urma optimizării suprafeței de
reprezentare rețea nu se realizează întotdeauna corect, iar calcularea volumelor în cazul unei platforme
înclinate este greu de implementat - o variantă alternativă rămânând transformarea suprafețelor în raster.

Folosirea metodei raster este avantajoasă, deoarece prin ea poate fi rezolvată calculul volumului în
orice caz. Dezavantajul major constă în faptul că aria definită de grid este numai o aproximare a ariei pe care
se efectuează calculele, celulele marginale aparținând mai puțin sau mai mult zonei de calcul. Astfel pot să
apară imprecizii, care pot fi micșorate prin mărirea rezoluției. Alte dezavantaje al modelelor raster ar fi spațiu
relativ mare de stocare și o procesare mai lentă față de modelul TIN.

Punctul forte al aplicațiilor GIS, după cum s-a văzut, constă în crearea modelelor conceptuale cu
ajutorul cărora pot fi eliminate erorile accidentale făcute în timpul executării funcțiilor de calcul, iar odată
construit, modelul face posibilă realizarea lucrărilor asemănătoare în viitor, ușor și rapid.

544

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

5. BIBLIOGRAFIE

1. Imbroane, A. M., Moore, D., - Inițiere în GIS și Teledetecție, Presa Universitară Clujeană, Cluj-Napoca, 1999.
2. Detrekői, Á., Szabó, Gy., – Térinformatika, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2002
3. Nițu, C., Crăciunescu, V., - Modele digitale altimetrice și geostatistică, 2009
4. Both, B., - Using ArcGIS 3D Analyst, Environmental Systems Research Institute, 2000
5. Zeiler, M., - Modeling Our World, The ESRI Guide to Geodatabase Design, Environmental Systems Research Institute, Redlands,
1999
6. Coșarcă, C., - Topografie inginerească, Editura Matrix Rom, București, 2003
7. Popescu, D., - Topografia în construcțiile civile

545

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

CONSIDERENTE PRIVIND INTEGRAREA INFORMAŢIILOR
GRAFICE ŞI ALFANUMERICE ÎNR-O APLICAŢIE GIS. STUDIU DE CAZ:

INTRAVILANUL MUNICIPIULUI CÂMPULUNG MOLDOVENESC

Vasile Temle 1

1Facultatea de Construcții, Universitatea Tehnică, Cluj Napoca, [email protected]

ABSTRACT

The project is suggesting the importance and the way in which the spatial information procured from
the environment can be used in our benefit by integrating it in application of Informational Systems.

The most important programms used to apply this are GIS(Geographical Information Systems) and
OpenGIS ,created in 1993 by some federal agencies and commercial organisations from United States of
America. GIS are applied in various domains: education, banking, tourism,regional development, social
sciences, environment, police, medical system, military,etc.

The data was obtained by field measurements done by a team made of four persons, using a GPS
receptor Leica GPS 1200+ and a total station Leica TDR 6000.New Leica 6000 introduce a reflection
measurements with precision of 0.25 mm at 35 m points 3D. Leica TDR6000 is the most accurate toatal
station ever design for data reception use.Has the ability to automatically target both CCR and tape targets
with an accuracy of 1mm typical reflector.It is optimized for use up to 300 meters and it enables monitoring
at a high speed, with 4x than precedent generation. It has very low consumption, and it is hardly the quiet.In
combination with the software package like DCPO5 or Microlog , it is a top solution for industrial
metrology. The keyboard allows elemental calculations like adding and subtracting, us well as calculation of
surfaces and volumes. There also exist keys extra functions which calculate the diagonals from the corners,
by measuring the minimum and maximum, alongside with memory keys that easily store the measured
values.The data was prelucrated in some GIS modules like ArcGIS, Autodesk GIS, ArcMap,etc.

In this project, I wanted to specify how important is the Geographical Informational Systems in our
daily activity, especialy for geographer, informaticians ,topographer,geodesist and cadastrian workers. The
measurement results of this case study will be presented in the next pages,in many forms: pictures, graphics
and tabulated form.

546

Vasile TEMLE

1. INTRODUCERE

În lumea Sistemelor Informaţionale Geografice (Geographical Information Systems), pot fi accesate,
în funcţie de nevoile fiecăruia dintre noi, diferite niveluri ale cunoaşterii plecând obligatoriu de la cel de
începător. Consider că pentru a ajunge la acest prim nivel una din căile care poate fi urmată este integrarea
informaţiei grafice şi alfanumerice a unui anumit teritoriu într-o aplicaţie GIS.

Sistemele informatice care stochează, prelucrează, vizualizează datele economice clasice împreună cu
datele geospaţiale se numesc Sisteme Informatice Geografice (SIG/GIS).

GIS este aplicabil în multe alte domenii, ca de exemplu: dezvoltare regională, turism, financiar-bancar,
sănătate, militar, criminalistică, stiinţe sociale, geologie, mediu etc.

Un astfel de sistem poate fi utilizat în dezvoltarea urbană şi regională prin crearea de hărţi de urbanism,
în managementul reţelelor de utilităţi (energie electrică, gaze, apă, etc), în alegerea celor mai bune locaţii
pentru amplasarea de noi afaceri, studiul impactului asupra mediului a diverşilor factori, în sănătate
(gestionarea stării de sănătate a populaţiei pe regiuni), în comerţ (segmentarea pieţelor).

Aplicaţiile GIS dau posibilitatea integrării informaţiilor de natură grafică şi text într-o bază de date
geospaţială care devine un instrument deosebit de puternic şi eficient în gestionarea informaţiilor multiple
implicate într-un proiect amplu. Aplicaţiile GIS dau posibilitatea utilizatorului să analizeze şi să simuleze
diferite situaţii ce depind implicit de mai mulţi factori (climatici, geologici, altimetrici, hidrogeologici etc).

2. APLICAREA SISTEMELOR INFORMATIONALE GIS

Implementarea şi integrarea sistemelor GIS si WebGIS cuprinde:

 Evaluarea economică a implementării unui GIS
 Identificarea nevoilor
 Achiziţionarea datelor
 Proiectarea Bazei de Date a sistemului informatic
 Încărcarea Bazei de Date geospaţiale
 Analiza datelor
 Prezentarea rezultatelor şi propunerea soluţiilor optime

Cele mai importante elemente necesare pentru introducerea unui sistem GIS sunt datele. Acestea se pot
obţine prin:

 Procurarea datelor GIS prin conversia datelor preexistente în format specific
 Procurarea de date tematice din teren
 Programe de gestionare online a datelor geospaţiale
 Conversia diferitelor date şi integrarea lor într-un sistem GIS
 Actualizarea bazelor de date

Conversia planurilor şi hărţilor de pe suportul clasic (hârtie tipărită) în format digital poate fi făcută
prin digitizarea elementelor caracteristice aducând astfel planurile într-un format vectorial cu posibilităţi
multiple de exploatare.Însă există și alte metode de obținere a datelor vectoriale:

547

Sesiunea Națională de Comunicări Științifice Studențesti
Cluj-Napoca 9-11 Mai 2012

 Digitizarea planurilor şi hărţilor cadastrale şi topografice
 Vectorizarea proiectelor civile şi industriale
 Hărţi turistice şi tematice
 Obţinerea hărţilor cu izolinii
 Vectorizarea liniilor de interes (căi de comunicaţie, limite lacuri, păduri, păşuni, localităţi, etc.)
 Georeferenţierea hărţilor raster
 Modelarea 3D a hărţilor digitizate

Integrarea informaţiei grafice şi alfanumerice din cadrul unui anumit teritoriu într-o aplicaţie GIS,
presupune realizarea unei automatizări pe faze tehnologice, de la culegere şi prelucrare până la reprezentarea
şi utilizarea acestor date (Figura 1)

548

Vasile TEMLE

Figura 1 - Schema modului de abordare a problematicii propuse
3. STUDIU DE CAZ
Întrucât informaţii asupra operaţiilor efectuate conform schemei cadru de mai sus pot fi găsite cu uşurinţă în
cărţi de specialitate şi pe Internet, voi trece direct la prezentarea produselor finale, reprezentate de grafice,
statistici şi hărţi tematice.
Se face menţiunea că toate informaţiile au fost obţinute folosind foile de hartă la scara 1:5.000 a căror
nomenclatură poate fi citită din Figura 2.

549