GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE HARİTA ÖLÇME ALETLERİ

İnsanlar tarihsel süreç içerisinde harita ve ölçme tekniği konusuna çok önem vermiş ve daha iyi ölçüm yapabilmek için hem yöntemlerini hem de kullandıkları ölçüm aletlerini geliştirmişleridir. Bu sayede yüksek doğrulukta ve maliyeti düşük olan harita üretim tekniklerine başvurmuşlardır. Bu makalemizde geçmişten günümüze kullanılan bazı ölçüm aletleri hakkında topladığımız bilgileri sizlere paylaşmak istedik.

Uzunluk Ölçme Aletleri

Uzunluk ölçmek için 10, 20, 30, 50 m boylarında bez, muşamba veya çelikten yapılmış şeritler kullanılıyordu. Uzunluk ölçmede 3 m uzunluğunda tahta latalar ve 10 veya 20 m uzunluğunda ölçme zincirleri de kullanılmıştır. Bu zincirler birbirlerine demir halkalarla bağlı demir çubuklardan oluşmuştur. Çubukların boyları halkaların yarıçapları da dahil 20 cm.dir. Metreler bakır veya pirinç halkalar ile ve her beş metre pirinç levha ile belirlenmiştir. Santimetre okumaları, birlikte kullanılan 20 cm.lik cetveller ile yapılmaktaydı.

Astrolabe

Daha çok bir astronomi aleti olarak yıldız yakalayan anlamına gelen bu alete usturlap da denmektedir. Eski Yunanlılar zamanında yapılmış ve daha sonra Araplar tarafından geliştirilmiştir. Yuvarlak daire biçiminde bir şekli olup serbest el ile kulpundan asıldığında kendi ağırlığı ile düşey durumunda iken üzerindeki bir kadranı yardımı ile gök cisimlerinin yükseklik açılarını ölçmeye yarayan bir alet olup bulunulan yerin enlemine uygun olarak takılan ek daire biçimindeki halkalar ve usturlap üzerine çizilen grafikler ile yerel zamana ait bilgileri söz gelimi Güneşin doğuşu ve batışı, namaz saatleri, kıble yönü vb. işlerde kullanıldılar. Bu alet yatay bir biçimde tutularak yatay bir düzlemdeki açıların ölçümünde de yararlanıldı.

Rubu Tahtası

Kuadrant da denilen bu alet bir dairenin çeyreği şeklinde olup gök cisimlerinin veya yüksekliği ölçülecek bina, kule gibi bir objenin eğim açısını ölçmek için kullanıldı. Alet düşey düzlemde tutularak bir kenarı üzerinde gözleme düzeni ile hedefe bakılmakta ve daire merkezinden aşağıya doğru sarkan bir çekülün bölümlemedeki değeri okunmaktadır.

 

Sekstant

İlkesi kuadrant (Rubu tahtası) denilen çeyrek daireden kaynaklanan bu alet dairenin altıda biri olmasından ismini almıştır ve günümüzde özellikle denizcilikte uzun süre kullanılmıştır. A, hareketli ayna ve AM kolu yay üzerinde hareket ettikçe bu kola sabit olan A aynası da birlikte döner. B aynası ise sabittir ve ortasında bir delik bulunmaktadır. Bu ayna AH koluna paralel olacak şekilde takılmıştır. C noktasındaki  ölçücü Güneş veya objeden gelen ışının A ve B aynalarından kırılarak dürbün içerisindeki görüntüsünü görecek şekilde AM hareketli kolunu hareket ettirir. Bu şekilde BD ve AH paralel olduğundan ölçülecek açı α = 2β olur. 60˚lik HN yayı 120 ye bölündüğünde 2 ile çarpmaya gerek kalmadan M noktasında okunan açı objenin yatayla yaptığı a açısıdır.

Alidat Nivellatris

1: 200 000 ölçekli istikşaf haritalarının yapılmasında kullanılan bu alet plançete sehpası üzerinde bulunan bir cetvel ve bu cetvelin her iki ucunda düşey durumda bulunan madeni gözlem hedeflerinden yararlanarak eğim ölçmektedir. Göze yakın hedefte 3 delik ve cetvelin ucundaki hedefe de dikdörtgen biçiminde yukardan aşağıya doğru dar bir pencere olup bu pencerenin ortasında yukardan aşağıya doğru gerilmiş bir kıl vardır. Pencerenin iki tarafında 0-40 arasında eşit aralıklı bölümleme vardır. Noktanın konumuna göre uygun deliklerin birinden bakarak cetvelde k değeri okunur ve a/k =S/h ilişkisinde a değeri sabit olduğundan grafik önden kestirme ile bulunan S uzaklıkları ile h = S.k/a (k/a=tan α) ilişkisinden yükseklik farkları bulunur.

Küçük ölçekli haritalarda alet yüksekliği dikkate alınmaz. 1: 200 000 ölçekli harita nirengisine seri nirengi yani istikşaf nirengisi denir. Bu nirengi sisteminde arazi üzerinde işaret konulmaz. Tepeler doğrudan doğruya nirengi noktası olarak kestirilmiştir. Çünkü bu ölçekte yatay hata sınır 50 m olduğundan bir işaretin gözleme için dikilmesi gereksiz kabul edilmiştir. Bu alet 1911-1930 arasında kullanılmıştır.

Alidat Holometrik (Olometrik)

1: 25 000 ölçekli haritaların yersel yapımında genellikle kullanılan plançeteli aletlerden mükemmel mıstıra ya da dürbünlü mıstıra da denilen bu alet (Alm.:Kipregel), biri doğru dürbünlü diğeri dirsekli olmak üzere iki türdür. Dirsekli dürbünlü aletler her ne kadar engebeli ve çok eğimli arazide kolaylık sağlamak için yapılmış ise de Türkiye'de haritaların yapımında yalnızca doğru dürbünlü aletler kullanılmıştır. Doğru dürbünlü alidatlar da biri Fransız tipi, diğeri Türk harita subaylarının önerileri ile ordumuz için yaptırılan ve Türk tipi denilen alet olmak üzere iki türdür. Sehpa üzerinde bir küre başlık olup Plançete tahtası bu başlık üzerine monte edilir. Plançete tahtası genellikle 8 köşelidir. Arazide dolaştırılan üç hedef levhalı bir miradan okunan eğik uzaklıklar Montalan cetvellerinden yataya çevrilir. Bu yöntemle 600 metreye kadar uzaktaki noktalar dürbün eksenine paralel hareket eden bir cetvelle (mıstıra) grafik olarak konur ve eklimetrede okunan düşey açı ile hedef ile alet arasındaki yükseklik farkı hesaplanır. Bu şekilde takeometrik alıma benzeyen ancak daha uzak mesafelerin okunduğu kutupsal alımın grafik olarak çizilmesi esasına dayanır. İstikşaf haritalarımız uzun süre bu yöntemle yapılmışlardır. Daha sonraları bütünleme ve revizyon çalışmalarında kullanılmıştır.

 

Mimari Gönyeler

Birbirlerine dik yöndeki dört yüzünde bir yarık bulunan dik açı aplikasyonu için yararlanılan aletlerdir. Şekilleri, küre, silindir, kesik koni, sekizgen biçiminde olanları vardır. Bazılarının üzerine pusula oturtulmuştur. Bir çubuk sehpa üzerinde kullanılırlar.

Pantometre Aleti

Bu aletler dürbünsüz veya dürbünlü olmak üzere iki türdür.Dürbünsüzlerde üzerinde 0-360 derece bölümü olan bir silindir üzerinde gözleme için yarıklar vardır. Bu alet bir çubuk sehpa üzerinde elle tutularak yarıklardan gözlem yapılır ve verniyerli bölümlemede yatay açı okunur. Ayrıca silindirin üstüne bir de pusula konmuştur. Dürbünlü pantometrelerde ise gözlemler yarıklardan bakma yerine dürbünle yapılır

Grafometre

Pirinçten yapılmış 16-24 cm çapında yarım daire biçiminde derece ve yarım derecelere bölümlenmiş bir iletki (açı ölçer, minkale) biçimindedir. Bölümleme hem sağdan sola doğru ve hem soldan sağa doğru yapılmıştır. Çap yönündeki kol sabit olup merkezde oynak olan bir başka kol hareketlidir. Bu hareketli kolun her iki tarafında verniyer düzeni vardır. Böylelikle derece dakikaları okunabilmektedir. Her iki kolda diopter (gözleme düzeni) vardır. Açının bir kolu sabit olan cetvel ile gözlenmek üzere alet döndürülür ve gözleme düzeninden hedefe yönlendirilerek aletin açı tablası sıkıştırılır. Diğer hareketli kol da döndürülerek açının diğer kolu gözlenir ve bölümlemede açı okunur. Alet bir sehpa üzerine kurulmaktadır. Ek olarak düzeç ve pusulası vardı.

Takeometre ve Teodolit

Optik bir düzende yapılmış bu aletler sehpa üzerine kurulup düzeçlenebilmekte, yatay ve düşey açı okumaları yapılabilmektedir. Teodolitlerin dürbün büyütmeleri daha büyük, açı okumaları daha hassastır. Takeometrelerde ise açı okumaları dakika inceliğindedir. Dürbünde bulunan çizgilerle mira okumaları yapılarak uzaklık hesaplanabilmektedir. Takeometrelerin plançeteli, döner çizim masalı, diyağramlı, tanjant vidalı vb. gibi çok çeşitleri vardır. 20. yüzyılın son yarısında yapılan elektronik uzaklık ölçerler ve elektronik açı ölçerler bir alet de birleştirilerek (total station) yapılan ölçüler bir kayıt ortamına alınabilmekte ve bilgisayarlar aracılığı ile ara değerler hesaplanarak haritalar çizilebilmektedir.

Multipleks, Aeroprojektör

Doğrudan optik iz düşüm prensiplerine göre çalışan fotogrametrik bir stereo kıymetlendirme aleti. çift projeksiyonlu fotogrametrik stereo kıymetlendirme aletlerine verilen genel ad. multipleks aleti ile yapılan fotogrametrik uygulamalarda, önce negatif hava fotoğraflarından elde edilen diyapozitifler yardımıyla stereo modeller elde edilir, sonra projeksiyon sistemi kullanılarak bütün diyapozitif alanı aydınlatılır ve sonunda, stereo model gezici bir ölçüm markası yardımıyla ölçülür ve modelde görülen bütün detaylar, ayrıntılar, topoğrafik yüzey elemanları, yükseklik bilgileri ve eş yükseklik eğrileri çizilir

 

 

Total Station

Uzunluk, açı ve yükseklik ölçmeye yarayan elektronik ölçüm cihazıdır. Cihazdan gönderilen lazer ya da infrared ışın, reflektörden yansıtılır, aletin içindeki bilgisayar ışığın gidip gelme hızından yararlanarak mesafe hesaplar. Reflektörün yüksekliği ve aletin kurulu olduğu sehpanın yüksekliği dikkate alınarak, genelde x,y,z değeri bilinen bir noktadan gözlem yapıldığı için gözlenen noktanın xyz’sine ulaşılabilir. 

Yatay ve düşey açı ölçümlerini sürekli ve otomatik olarak yapabilen, mm hassasiyetinde mesafe okuyabilen, hesaplanmış sonuçları anında ekranda gösterebilen ve hafızaya kayıt edebilen cihazlara Total Station denir.

Lazerli mesafe okuyan Reflektörsüz Total Station’lar birçok inşaat uygulamalarında tercih edilmektedir. Tek kişilik kullanım olanağı sağlaması, ulaşılması zor hedeflere lazerli ölçüm kolaylığı sağlaması reflektörsüz Total Station cihazlarının önemini arttırmıştır. Harita, mimarlık, maden firmaları tarafından tercih edilmektedir.

Total Station nasıl kullanılır: Ahşap sehpa kurulur, cihaz bağlama vidası ile bağlanır. Elektronik düzeç ve Lazer şakül yardımı ile cihazın poligon noktasının üstüne kurulumu sağlanır. İstasyon ayarı için durulan nokta, alet yüksekliği, reflektör yüksekliği , bakılan nokta değerleri girilir ve bakılan noktaya ölçme yapılır. Menüden uygun program seçilerek ölçüme devam edilir. Kayıt edilen noktalar kablo, Bluetooth veya USB bellek yardımı ile bilgisayara aktarılabilir. Tüm cad programlarının formatında veri alınabilir. Total Stationlarda indirgeme işlemi yapılabilir.

Total Station Kalibrasyonu: Uzun süreli taşıma, zamanla kullanım, ani hava sıcaklık değişmeleri gibi nedenler cihazlarda kolimasyon ayarlarının bozulmasına neden olabilir. Teknik servisimize gelen cihazlar hassas kolimatör cihazları ile Total Stationların kolimasyon yarları yapılır. Total Station tamiri aşamasında yapılan işlemler: Düzeç ayarı, Kolimasyon ayarı, Şakül ayarı, Tribrah kontrol ve tamiri, genel bakım ve kalibrasyon ayarları Leica Yetkili Teknik servisimizde Total Station'ların tüm tamirleri yapılmaktadır. Cihazların açı ayarları optik kolimatör ile yapılmaktadır. Kameralı robotik sistemle cihazların açı dairesi temizliği kontrol edilmektedir.

 

 

GNSS ALICILARI

Küresel navigasyon uydu sistemleri anlamına gelen GNSS, Global Navigation Satellite Systems kelimelerinin kısaltmasıdır. GNSS ile konum, uzaydan geriden kestirme yöntemi ile bulunur. Bu yöntemde uydualıcı uzaklığı, sinyalin uydudan alıcıya ulaşana kadar geçen zamanın ışık hızı ile çarpılması sonucu bulunmaktadır. Daha sonra bu uydu-alıcı uzaklığı, uyduya eş zamanlı olarak yapılan gözlemlerle konum vektörüne dönüşür. Bu ölçüm esası sayesinde kullanıcının konumu dünyanın neresinde olursa olsun bulunabilir. GNSS sistemleri GPS, GLONASS, GALILEO , BEIDOU/COMPASS, QZSS gibi birçok uydu bazlı sistemi içinde barındırır.

GNSS i kısaca uzaydan sinyaller yollayan ve dünya çapında konumlandırma işlemleri için kullanılan bir uydu kümesi olarak tanımlayabiliriz. Bu uydulardan yararlanarak hassas ölçümler gerçekleştirdiğimiz cihazlara GNSS Alıcısı (halk arasında GPS , CORS ) denir.          

Nivo   

İki nokta arasındaki kot farkını bulmaya, düz arazide yüzey nivelmanı yapılarak harita almaya yarayan topografik ölçe aletidir. Yükseklik farkı ölçmek için tasarlanmış cihazlardır. Ölçümler bir ölçü dürbünü ile yapılmaktadır.

Dikoküler

 

Total Station dürbününü yüksek noktalara hedeflemek için kullanılabilir.

 

 


Yersel Lazer Tarayıcı

Yersel lazer tarama, geleneksel ölçme teknikleri ile kıyaslandığında 3B nokta bilgilerinin çok yüksek hızla elde edilebildiği bir ölçme tekniğidir. Ölçme alanının 3B nokta bilgileri, nokta dizileri şeklinde yüksek doğrulukla ölçülebilmektedir. Yersel lazer tarayıcılar pek çok ölçme uygulamasında, özellikle tarihi yapıların röleve çalışmalarında giderek artan bir oranda kullanılmaktadır.

 

Lidar

Lidar Teknolojisi günümüzde mimarlık, arkeoloji, şehir planlaması, petrol ve doğal gaz aramaları, haritalandırma, otonom otomobiller, orman ve su altı araştırma alanlarında kullanılmaktadır. Lidar basitçe özetlenecek olursa başlıca kullanım alanı yüzey topoğrafyası çıkarmaktır. Lidar bunu ışığın 1 periyottaki salınımını ölçerek yapar bu frekans değişimi bize yüzey hakkında bilgi verir.

Lidar Teknolojisi

Amerikan Yerbilimler Enstitüsü, LiDAR’ın, yeryüzü yüzeyindeki bir nesnenin değişken mesafelerini hesaplamak için bir darbeli lazer kullanır. Bu ışık atımları havadan alınan sistem tarafından toplanan bilgilerle bir araya getirildiğinde dünya yüzeyi ve hedef nesne hakkında doğru 3B bilgiler oluşur. Bir LiDAR cihazının üç ana bileşeni vardır. Bunlar; tarayıcı, lazer ve GPS alıcısıdır. Veri toplama ve analizinde hayati bir rol oynayan diğer unsurlar, fotodetektör ve optiktir.

Lidar Sistem Çeşitleri

 

 


1.      Havadan (Airborne)

2.      Yerden(Terressitial)

3.      Mobil(Mobile), olmak üzere 3 tip lidar ölçümü vardır.

Lidar Nasıl Çalışır?

LiDAR’ın  basit bir prensibi vardır – lazer ışığını dünya yüzeyindeki bir nesneye atın ve LiDAR kaynağına geri dönme süresini hesaplayın. Işığın gittiği hız göz önüne alındığında (saniyede yaklaşık 186.000 mil), LiDAR boyunca tam mesafeyi ölçme işlemi inanılmaz derecede hızlı görünüyor. Ancak, çok tekniktir.

Analistlerin nesnenin kesin mesafesine varmak için kullandıkları formül aşağıdaki gibidir:
Nesnenin mesafesi = (Işık Hızı x Uçuş Süresi) / 2

 

 

 

İnsansız Hava Aracı