Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Deformation Surveys
Course of study:
2012/2013
Code:
DGK-2-105-GM-s
Faculty of:
Mining Surveying and Environmental Engineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Geomatics
Field of study:
Geodesy and Cartography
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Bałut Adam (abalut@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Bałut Adam (abalut@agh.edu.pl)
dr inż. Ćwiąkała Paweł (pawelcwi@agh.edu.pl)
dr inż. Kuras Przemyslaw (kuras@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student posiada przygotowanie do projektowania szerokiego zakresu pomiarów przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli metodami klasycznymi i z zastosowaniem specjalistycznej aparatury GK2A_K01, GK2A_K02 Activity during classes,
Case study,
Participation in a discussion,
Execution of a project,
Involvement in teamwork
M_K002 Student posiada przygotowanie do wykonania prac pomiarowych o najwyższej precyzji w zakresie badania przemieszczeń i odkształceń metodami klasycznymi, GNSS i teledetekcyjnymi GK2A_K01, GK2A_K02 Examination,
Participation in a discussion,
Execution of a project,
Involvement in teamwork
M_K003 Student posiada przygotowanie do wykonania specjalistycznych obliczen w celu identyfikacji układów odniesienia w badaniach przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli GK2A_K01, GK2A_K02 Activity during classes,
Execution of a project,
Involvement in teamwork
M_K004 Student posiada przygotowanie do wykonania specjalistycznych obliczeń w celu wyznaczenia przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli GK2A_K01, GK2A_K02 Activity during classes,
Participation in a discussion,
Execution of a project,
Involvement in teamwork
M_K005 Student posiada przygotowanie do opracowania i nadzoru specjalistycznego systemu monitoringu deformacji terenu i budowli GK2A_K01, GK2A_K02 Activity during classes,
Case study,
Participation in a discussion,
Execution of a project
M_K006 Student posiada przygotowanie do prowadzenia monitoringu przemieszczeń i odkształceń terenu oraz budowli metodami klasycznymi oraz z zastosowaniem technik klasycznych GK2A_K01, GK2A_K02 Examination,
Execution of a project
Skills
M_U001 Student potrafi zaprojektować sieć lub układ pomiarowy dla wyznaczania przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli GK2A_U09, GK2A_U01, GK2A_U17, GK2A_U19, GK2A_U05, GK2A_U15, GK2A_U16, GK2A_U18, GK2A_U10 Examination,
Participation in a discussion,
Execution of a project
M_U002 Student potrafi wykonać pełny zakres pomiarów wysokościowych i sytuacyjnych, których celem jest wyznaczenie przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli GK2A_U17, GK2A_U19, GK2A_U11, GK2A_U10 Examination,
Execution of a project
M_U003 Student potrafi przeprowadzić procedury identyfikacji układów odniesienia w sieciach jedno-, dwu- i trójwymiarowych GK2A_U17, GK2A_U19, GK2A_U11, GK2A_U16, GK2A_U18 Examination,
Execution of a project
M_U004 Student potrafi wykonać interpretację geometryczną wyników pomiarów przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli GK2A_U17, GK2A_U19, GK2A_U11, GK2A_U13, GK2A_U18 Examination,
Participation in a discussion,
Execution of a project
M_U005 Student potrafi dobrać i zastosować specjalistyczną aparaturę pomiarową na potrzeby badania przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli, łącznie z technikami GNSS i teledetekcyjnymi GK2A_U06, GK2A_U14, GK2A_U09, GK2A_U08, GK2A_U11, GK2A_U13, GK2A_U12, GK2A_U10 Examination,
Case study,
Participation in a discussion,
Execution of a project
M_U006 Student potrafi przygotować i przeprowadzić terenowe prace pomiarowe o najwyższej precyzji na potrzeby wyznaczania przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli GK2A_U06, GK2A_U07, GK2A_U14, GK2A_U09, GK2A_U08, GK2A_U01, GK2A_U17, GK2A_U19, GK2A_U05, GK2A_U15, GK2A_U13, GK2A_U16, GK2A_U12, GK2A_U10 Examination,
Work done within the framework of a practical placement,
Case study,
Participation in a discussion,
Execution of a project
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę z zakresu badania stałości znaków wysokościowych i identyfikacji układu odniesienia w sieciach niwelacyjnych, wraz z procedurami obliczeniowymi GK2A_W03, GK2A_W09, GK2A_W05 Execution of a project,
Examination,
Project
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu badania stałości znaków oraz identyfikacji układów odniesienia w sieciach poziomych, wraz z procedurami obliczeniowymi GK2A_W03, GK2A_W01, GK2A_W09, GK2A_W02, GK2A_W05 Examination,
Execution of a project
M_W003 Student posiada wiedzę z zakresu wyznaczania przemieszczeń punktów w sieciach niwelacyjnych, poziomych pełnych i niepełnych oraz powierzchniowych wraz z procedurami obliczeniowymi GK2A_W03, GK2A_W01, GK2A_W06, GK2A_W09, GK2A_W05 Examination,
Participation in a discussion,
Execution of a project
M_W004 Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zastosowań specjalistycznej aparatury pomiarowej do badania przemieszczeń i odkształceń GK2A_W05, GK2A_W04 Examination,
Case study
M_W005 Student posiada wiedzę z zakresu geometrycznej interpretacji wyników pomiarów przemieszczeń i odkształceń GK2A_W08, GK2A_W06, GK2A_W09, GK2A_W05 Examination,
Case study,
Execution of a project
M_W006 Student posiada wiedzę z zakresu projektowania sieci i systemów pomiarowych dla wyznaczania przemieszczeń i odkształceń terenu oraz budowli GK2A_W08, GK2A_W06, GK2A_W09, GK2A_W05, GK2A_W04 Examination,
Case study,
Participation in a discussion
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student posiada przygotowanie do projektowania szerokiego zakresu pomiarów przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli metodami klasycznymi i z zastosowaniem specjalistycznej aparatury + - - + - - - - - - -
M_K002 Student posiada przygotowanie do wykonania prac pomiarowych o najwyższej precyzji w zakresie badania przemieszczeń i odkształceń metodami klasycznymi, GNSS i teledetekcyjnymi + - - + - - - - - - -
M_K003 Student posiada przygotowanie do wykonania specjalistycznych obliczen w celu identyfikacji układów odniesienia w badaniach przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli + - - + - - - - - - -
M_K004 Student posiada przygotowanie do wykonania specjalistycznych obliczeń w celu wyznaczenia przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli + - - + - - - - - - -
M_K005 Student posiada przygotowanie do opracowania i nadzoru specjalistycznego systemu monitoringu deformacji terenu i budowli + - - + - - - - - - -
M_K006 Student posiada przygotowanie do prowadzenia monitoringu przemieszczeń i odkształceń terenu oraz budowli metodami klasycznymi oraz z zastosowaniem technik klasycznych + - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi zaprojektować sieć lub układ pomiarowy dla wyznaczania przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli + - - + - - - - - - -
M_U002 Student potrafi wykonać pełny zakres pomiarów wysokościowych i sytuacyjnych, których celem jest wyznaczenie przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli + - - + - - - - - - -
M_U003 Student potrafi przeprowadzić procedury identyfikacji układów odniesienia w sieciach jedno-, dwu- i trójwymiarowych + - - + - - - - - - -
M_U004 Student potrafi wykonać interpretację geometryczną wyników pomiarów przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli + - - + - - - - - - -
M_U005 Student potrafi dobrać i zastosować specjalistyczną aparaturę pomiarową na potrzeby badania przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli, łącznie z technikami GNSS i teledetekcyjnymi + - - + - - - - - - -
M_U006 Student potrafi przygotować i przeprowadzić terenowe prace pomiarowe o najwyższej precyzji na potrzeby wyznaczania przemieszczeń i odkształceń terenu lub budowli + - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę z zakresu badania stałości znaków wysokościowych i identyfikacji układu odniesienia w sieciach niwelacyjnych, wraz z procedurami obliczeniowymi + - - + - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu badania stałości znaków oraz identyfikacji układów odniesienia w sieciach poziomych, wraz z procedurami obliczeniowymi + - - + - - - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę z zakresu wyznaczania przemieszczeń punktów w sieciach niwelacyjnych, poziomych pełnych i niepełnych oraz powierzchniowych wraz z procedurami obliczeniowymi + - - + - - - - - - -
M_W004 Student posiada wiedzę z zakresu budowy i zastosowań specjalistycznej aparatury pomiarowej do badania przemieszczeń i odkształceń + - - + - - - - - - -
M_W005 Student posiada wiedzę z zakresu geometrycznej interpretacji wyników pomiarów przemieszczeń i odkształceń + - - + - - - - - - -
M_W006 Student posiada wiedzę z zakresu projektowania sieci i systemów pomiarowych dla wyznaczania przemieszczeń i odkształceń terenu oraz budowli + - - + - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. 1. Wprowadzenie do tematyki Pomiarów Przemieszczeń (PP) – 2h

    Podstawowe definicje; charakterystyka prac terenowych w zakresie PP; budowa i stabilizacja znaków, typy celowników, repery głębinowe, wymuszone centrowanie instrumentów; typy strukturalne sieci dla PP.

  2. 2. Instrumenty stosowane w PP (2 h)

    Precyzyjne instrumenty geodezyjne: teodolity, tachymetry elektroniczne, specjalistyczne dalmierze; niwelatory libellowe, automatyczne i kodowe; niwelacja hydrostatyczna – charakterystyka i instrumenty; aliniometria – charakterystyka i instrumenty; wahadła proste, różnicowe i odwrotne; libelle elektroniczne, inklinomwtry, wahadła poziome; tensometry i ekstemsomentry; zastosowania GNSS, InSAR, interferomeytrii radarowej

  3. 3. Podstawy obliczeń w zakresie PP (2 h)

    Metoda najmniejszych kwadratów, jej przypadek najogólniejszy (równania warunkowe z niewiadomymi) i przypadki szczególne (metoda spostrzeżeń pośredniczących, czyli parametryczna i metoda warunkowa). Model złożony – metoda parametryczna z warunkami na niewiadome. Wyrównanie obserwacji metodą parametryczną, równania obserwacyjne i ich macierz wagowa. Defekt macierzy równań normalnych, jego przyczyny, zależność od typów obserwacji, sposoby eliminacji. Wielkości obciążone i nieobciążone w wynikach obliczeń. Macierze wariancyjno-kowariancyjne wyrównanych obserwacji, niewiadomych i ich funkcji. Pojęcie sieci swobodnej, zastosowanie pseudoodwrotności w wyrównaniu sieci swobodnych. Równania obserwacyjne dla różnic obserwacji, wyrównanie różnic obserwacji. Metoda niezależnych wyrównań poszczególnych pomiarów a metoda różnicowa.

  4. 4. Sieci niwelacyjne dla potrzeb PP (2 h)

    Układy odniesienia w PP. Problem skali w sieciach niwelacyjnych. Identyfikacja reperów wzajemnie stałych, wybór grupy stanowiącej układ odniesienia. Transformacja translacyjna. Wyznaczenie najprawdopodobniejszych wartości aktualnych wysokości znaków i ich przemieszczeń. Prezentacja i wstępna interpretacja geometryczna wynikow pomiarów niwelacyjnych.

  5. 5. Sieci powierzchniowe i przestrzenne (2 h)

    Układy odniesienia, stopnie swobody sieci 2D i 3D w zależności od typu wykonanych obserwacji. Identyfikacja punktów wzajemnie stałych w sieciach powierzchniowych i przestrzennych. Transformacje poszukiwawcze: przez podobieństwo i przez jednokladność. Transformacja translacyjna 2D. Wyznaczenie najprawdopodobniejszych wartości aktualnych współrzędnych znaków i ich przemieszczeń.

  6. 6. Pole wektorowe jako model matematyczny przemieszczającego i/lub deformującego się obiektu. (3 h)

    Pole wektorowe przemieszczeń, dobór funkcji opisujących pole i identyfikacja ich parametrów. Deformacja otoczenia punktu. Tensory nieskończenie małych odkształceń i obrotów. Odkształcenia liniowe i postaciowe, wyznaczenie ekstremalnych wartości odkształceń liniowych w punkcie i ich kierunków. Dylatacja, ugięcia. Model jednorodny odkształcenia i wyznaczenie jego parametrów.

  7. 7. Model jednorodny odkształcenia i jego zastosowania praktyczne. (2 h)

    Przypadki szczególne modelu jednorodnego: osiadania i obroty bryły sztywnej, deformacje elementu powierzchni.
    Graficzna ilustracja wyników pomiarów przemieszczeń punktów i obiektów. Interpretacja geometryczna i reprezentacja graficzna wyznaczonych odkształceń badanego obiektu. Dyskusja wybranych obiektów.

Project classes:
  1. 1. Pomiary osnów geodezyjnych i opracowanie obserwacji 4 h

    Opracowanie pomiarów niwelacyjnych. Ocena dokładności przed wyrównaniem. Opracowanie pomiarów kątowo-liniowych. Wyrównanie przykładowych sieci, analiza elementów niezmienniczych względem przyjętego sposobu eliminacji defektu macierzy równań normalnych, wyrównanie swobodne z wykorzystaniem pseudoodwrotności. Interpretacja uzyskanych wyników i ich macierzy wariancyjno-kowariancyjnych.

  2. 2. Wydanie i omówienie Projektu 1 (2 h)

    Procedura identyfikacji reperów wzajemnie stałych w sieciach niwelacyjnych. Testowanie hipotezy o wzajemnej stałości reperów. Inne metody identyfikacji reperów wzajemnie stałych – metoda kolejnych wyrównań, metoda wspólnych przedziałów ufności. Kryteria wyboru układu odniesienia. Obliczenie ostatecznych wartości aktualnych wysokości różnymi metodami. Omówienie prac objetych Projektem 1.
    Każdy student otrzymuje indywidualny zestaw danych do opracowania.

  3. 3. Wydanie i omówienie Projektu 2 (2 h)

    Procedura identyfikacji punktów wzajemnie stałych w sieciach poziomych. Uzasadnienie stosowalności transformacji poszukiwawczych, sposoby realizacji metody transformacji poszukiwawczych. Przykłady zastosowań. Omnówienie prac terenowych i obliczeniowych objętych Projektem 2.

  4. 4. Wydanie i omówienie Projektu 3 (2 h)

    Charakterystyka sieci niepełnej. Kontrola stabilności stanowiska metodą wielokrotnego wcięcia wstecz. Identyfikacja przesunietego znaczka kontrolnego. Wyznaczenie przemieszczenia stanowiska różnymi metodami. Redukcja obserwacji aktualnej o wpływ niestabilności stanowiska. Wyznaczenie przemieszczenia punktu punktu kontrolowanego (celownika). Przykłady analizy i interpretacji uzyskanych wyników.

  5. 5. Prace pomiarowe w terenie dla Projektów 2 i 3 (4 h)

    Prace terenowe są wykonywane na Błoniach w cztero- lub pięcioosobowych sekcjach. Prace pomiarowe na potrzeby obydwóch projektów 2 i 3 można skoordynować i wykonać w czasie jednego wyjścia w teren na ok. 4 h.
    Uwaga – studenci studiów niestacjonarnych nie wykonują prac terenowych, lecz do obliczeń otrzymują od prowadzącego indywidualne zestawy danych.

  6. 6. Niwelacja hydrostatyczna (2 h)

    Charakterystyka metody, stosowanych instrumentów, zastosowań. Przykładowy pomiar – każdy student ma możliwość wykonania pomiaru precyzyjnym niwelatorem hydrostatycznym

  7. 7. Aliniometria – metoda stałej prostej (2 h)

    Charakterystyka metody, stosowanych instrumentów, zastosowań. Przykładowy pomiar – każdy student ma możliwość wykonania pomiaru precyzyjnym aliniometrem

  8. 8. Wydanie i omówienie Projektu 4 (2 h)

    Zastosowania modelu jednorodnego. Obliczenia wskaźników osiadania i obroty bryły sztywnej z wyznaczeniem kierunku i zwrotu osi oraz wartości obrotu wypadkowego, a także kierunku linii największego spadu. Prezentacja obrotów w postaci hodografu. Deformacja elementu płaskiego: kierunki i wartości ekstremalnych wydłużeń, odkształcenie postaciowe w zadanym układzie współrzędnych i odkształcenie ekstremalne.
    Każdy student otrzymuje indywidualny zestaw danych do opracowania.

  9. 9. Dyskusja wyników Projektu 1 (2 h)

    Studenci prezentują swoje opracowania, dyskusja wyników.

  10. 10. Dyskusja wyników Projektu 2 (1 h)

    Sekcje prezentują swoje opracowania, dyskusja wyników.

  11. 11. Instrumenty do pomiarów względnych (2 h)

    Charakterystyka pomiarów względnych. Pokaz i demonstracja działania wybranych typów czujników: tensometrów, klinometrów, szczelinomierzy, wahadeł, libelli elektronicznej.

  12. 12. Dyskusja wyników Projektu 3 (1 h)

    Sekcje prezentują swoje opracowania, dyskusja wyników.

  13. 13. Dyskusja wyników Projektu 4 (3 h).

    Studenci prezentują swoje opracowania, dyskusja wyników.

  14. 14. Kolokwium zaliczeniowe (1 h)
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 90 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Preparation for classes 22 h
Examination or Final test 3 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Contact hours 4 h
Completion of a project 6 h
Participation in project classes 30 h
Participation in lectures 15 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Egzamin 60%
Kolokwium zaliczeniowe 20%
Opracowanie projektów i aktywność na zajęciach 20%

Prerequisites and additional requirements:

Ukończony kurs inżynierski w zakresie Geodezji i Kartografii

Recommended literature and teaching resources:

1. Tadeusz LAZZARINI oraz zespół współautorów, Geodezyjne pomiary przemieszczeń bu-dowli i ich otoczenia, PPWK, Warszawa 1977; zawiera bogatą bibliografię; [także: wcze-śniejsza edycja tej książki wydana pod tytułem: Geodezyjne pomiary odkształceń i ich zastosowanie w budownictwie, PPWK, Warszawa 1962];
2. Praca zbiorowa, Niwelacja precyzyjna, wydanie II zmienione i uzupełnione, PPWK War-szawa-Wrocław 1993;
3. Aleksander PŁATEK, Geodezyjne pomiary przemieszczeń i badania odkształceń, [w:] Geodezja inżynieryjno-przemysłowa. Wykłady, część III, praca zbiorowa pod redakcją Franciszka ROLI, wyd. II zmienione, skrypt uczelniany AGH nr 1146, Kraków 1989, str. 86-232;
4. Henryk BRYŚ, Stefan PRZEWŁOCKI, Geodezyjne metody pomiarów przemieszczeń budow-li, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998;
5. PN-N-02211:2000 Geodezja. Geodezyjne wyznaczanie przemieszczeń. Terminologia podstawowa. Aktualna norma z zakresu przedmiotu. Opracowanie tej normy zostało przerwane w 1998 r. na dwa lata przez prace nad dostosowaniem polskich norm do norm UE. Obszerne fragmenty wersji roboczej zawiera 4, a wersji ostatecznej 18;
6. Wojciech JANUSZ, Obsługa geodezyjna budowli i konstrukcji, PPWK, Warszawa 1971;
7. Roman KADAJ, Modele, metody i algorytmy obliczeniowe sieci kinematycznych w geode-zyjnych pomiarach przemieszczeń i odkształceń obiektów, Wydawnictwo Akademii Rolni-czej w Krakowie, Kraków 1998, ISBN 83-86524-37-5;
8. Józef CZAJA, Geodezja Inżynieryjno-Przemysłowa. Zbiór przykładów i zadań. Część dru-ga, wydanie III uzupełnione, skrypt uczelniany AGH nr 1107, Kraków 1987;
9. Edward OSADA, Geodezja, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002, ISBN 83-7085-663-2;
10. Józef CZAJA, Modele statystyczne w informacji o terenie, wydanie II poprawione i poszerzone, Wydawnictwo AGH, Kraków 1997, ISSN 0239-6114;
11. Józef CZAJA, Interval Estimation of Generalized Linear Models, Geodezja i Kartografia t. XLVI, z. 1, Warszawa 1997, str. 17-49;
12. Lubomir W. BARAN, Teoretyczne podstawy opracowania wyników pomiarów geodezyj-nych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999, ISBN 83-01-12865-8;
13. Edward OSADA, Analiza, wyrównanie i modelowanie geo-danych, Wydawnictwo Akademii Rolniczej we Wrocławiu, Wrocław 1998, ISBN 83-85582-09-5;
14. Zbigniew WIŚNIEWSKI, Algebra macierzy dla geodetów. Problemy i zadania, Wydanie II, Wydawnictwo Akademii Rolniczo-Technicznej, Olsztyn 1991, ISBN 83-85261-96-6;
15. Zbigniew WIŚNIEWSKI, Algebra macierzy i statystyka matematyczna w rachunku wyrównawczym (teoria i zadania), Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 2000, ISBN 83-88343-25-4;
16. Zbigniew WIŚNIEWSKI, Rachunek wyrównawczy w geodezji (z przykładami), Wydawnic-two Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 2005, ISBN 83-7299-399-8;
17. Witold PRÓSZYŃSKI, Mieczysław KWAŚNIAK, Niezawodność sieci geodezyjnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002, ISBN 83-7207-357-0;
18. Witold PRÓSZYŃSKI, Mieczysław KWAŚNIAK, Podstawy geodezyjnego wyznaczania przemieszczeń. Pojęcia i elementy metodyki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006, ISBN 83-7207-629-4;
19. Anna BARAŃSKA, Elementy probabilistyki i statystyki matematycznej w inżynierii środo-wiska, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008, ISBN 978-83-7464-118-0
20. strona internetowa Wydziału Geodezji i Inżynierii Geomatycznej Uniwersytetu Nowego Brunszwiku (Kanada): http://gge.unb.ca/Pubs/LectureNotes.html polecane Lecture Notes 18, 35 i 42.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None