Yeryüzündeki herhangi bir noktanın yüksekliği ölçülürken, farklı yöntemler kullanılır. Bunlar arasında levelling ve trigonometrik levelling yöntemleri ile GPS ve GNSS sistemleri sayılabilir. Levelling yöntemi, ölçülmek istenen nokta ile referans alınacak bir nokta arasında yapılan yatay ölçümler ile yükseklik farkı hesaplanmasına dayanır. Bu yöntemde, enstrümanlar ve hassasiyet gibi faktörlerin doğru kullanımı son derece önemlidir. Trigonometrik levelling yöntemi ise, yüksekliği ölçülmek istenen nokta ile uzaktaki bir nokta arasındaki açılardan yararlanarak hesaplama yapar. GPS ve GNSS sistemleri ise uydu sinyallerinden yararlanarak yüksekliği ölçer. Bu yöntemlerin doğru bir şekilde kullanılması, yükseklik ölçümünde hassasiyet ve doğruluk açısından büyük önem taşır.
Yerin Şekli ve İrtifa Sistemleri
Yer’in şekli ve meridyenlerini belirleyen irtifa sistemleri, coğrafi verilerin doğru hesaplanabilmesi için önemlidir. Yerin şekli, genellikle “elipsoid” olarak adlandırılan düz bir yüzey yerine düzensiz bir şekle sahiptir. Bu nedenle, farklı yüksekliklerin ölçülmesi için standart bir referans seviyesi kullanılır. Bu referans seviyesi, normalden boru şeklinde olan yeryüzüne dik olan meridyenlerin ortalamasına göre belirlenir. Bunun yanı sıra, irtifa sistemleri de coğrafi verilerin haritalar üzerinde yer almasını sağlar. Yükseklik ölçümleri, farklı yükseklik referans seviyelerine bağlı olarak değişebilir. Bu nedenle, irtifa sistemleri dünya genelinde farklılık gösterebilir.
Levelling Nedir?
Levelling, yeryüzündeki bir noktanın yüksekliğini diğer noktalara olan farkını ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Bu teknik, inşaat, madencilik, harita yapımı vb. alanlarda sıklıkla kullanılır.
Temel amaç, belirli bir yükseklik seviyesinde düz bir hat elde etmek ve buna göre diğer yapıların yüksekliklerini belirlemektir. Bu amaçla, seviye, teodolit ve diğer şaft aletleri gibi bir dizi alet kullanılır.
| Aletler | Açıklama |
|---|---|
| Seviye | Bir noktanın yüksekliği diğer noktalara olan farkını ölçmek için kullanılan bir alettir. Seviye, su kabarcıklarının hareketi ile çalışır. |
| Teodolit | Dikey açıları, yükseklikleri ve yatay açıları ölçmek için kullanılır. Hem ölçümleri hem de görüntüleri kaydedebilir. |
Levelling, genellikle karşılaşılan hataları düzeltmek gerektiğinden, özenli bir çalışma gerektirir. Bunlar arasında eğim, sapma, mesafe ölçümlerindeki hatalar, sıcaklık değişikliklerinin etkisi vb. faktörler yer alır.
Differentiyel Levelling
Differentiyel levelling, yeryüzündeki iki nokta arasındaki yükseklik farkının ölçülmesinde kullanılan bir tekniktir. Bu yöntemle, arazi, bina, yol, köprü gibi yapıların yükseklikleri ölçülebilir. Differentiyel levelling işlemi, birinci noktanın yüksekliği bilindiğinde, ikinci noktanın yüksekliğinin ölçülmesi esasına dayanır.
Bu işlem sırasında, dikey açının farkı ölçülür ve bu açı farkından yararlanılarak yükseklik farkı hesaplanır. Differentiyel levelling işleminde ölçümün etkileyen faktörler arasında yerçekimi, atmosfer ve eğim gibi etmenler bulunur. Bu faktörlerin etkisini minimize etmek için özel düzeltmeler yapılır. Differentiyel levelling işlemi için genellikle nivo, nivomatik veya dijital nivometre kullanılır.
Enstrümanlar
Yükseklik ölçümü sırasında en önemli faktör, doğru ölçümleri alabilmek için güvenilir enstrümanlardır. Differentiyel levelling ölçümleri için kullanılan enstrümanlar arasında nivo (su terazisi), nivo çubukları ve invar çubukları yer alır. Nivo, yatay bir düzlem üzerinde sabitlenen bir gövdeye monte edilmiş bir su terazisidir. Levelling ölçümleri sırasında her ölçüm noktasının yüksekliği, nivo üzerindeki su kabarcıklarının hareketiyle belirlenir.
Nivo çubukları, nivonun doğru seviyede tutulabilmesi için kullanılır. İki nivo çubuğu, nivo ve ölçüm yapılan nokta arasına yerleştirilir. En altta bulunan nivo çubuğu, ölçüm yapılacak noktada sabitlenir. Diğer nivo çubuğu da her ölçüm noktası için yere yerleştirilir ve iletişim kurmak için bir personel tarafından tutulur.
Invar çubukları, özellikle yüksek hassasiyetli ölçümler için kullanılmaktadır. Bu çubuklar, farklı sıcaklıklardaki genişleme ve kontraksiyon farklılıklarını önlemek için invar adı verilen bir alaşım granit kullanılarak üretilmektedir. Differentiyel levelling ölçümü yaparken, invar çubuk kullanımı özellikle uzun ölçüm mesafeleri ve yüksek doğruluk gerektiren durumlarda yaygın olarak tercih edilmektedir.
- Nivo, ölçüm yapılacak noktada düz bir yere yerleştirilmeli ve düz seviyede olmalıdır.
- Nivo çubukları hassas bir şekilde yerleştirilmeli ve dokunmadan önce sabitlenmelidir.
- Invar çubukları, yüksek hassasiyet gerektiren ölçüm mesafelerinde kullanılmalıdır.
- Ölçüm noktasının yüksekliği, nivo üzerindeki su terazisindeki kabarcıkların hareketiyle belirlenir.
- Levelling işlemi sırasında enstrümanların zarar görmemesi için dikkatli olunmalıdır.
Hatalar ve Düzeltmeler
Levelling süreci sırasında bazı hatalar meydana gelebilir. Bu hataların başlıcaları ölçü aletlerindeki sapmalar, alet yerleştirme hataları, okumaya ilişkin hatalar ve uygun olmayan hava şartlarıdır.
Bu hatalar düzeltilmelidir. Tarafsız bir sonuç elde edebilmek için, ölçümleri gerçekleştiren kişi hataları doğru bir şekilde belirleyerek, bu hataların sonuçlarda nasıl bir etkiye sahip olduğunu tespit etmelidir.
Hatalar belirlendikten sonra, doğru düzeltmeler yapılmalıdır. Düzeltmeler, çözümleme esnasında kullanılan tablolara dayandırılarak hesaplanır. Ayrıca, ölçü aletlerindeki sapmalara ilişkin düzeltmeler de yapılabilir.
Hataların tamamen önlenebilmesi için, ölçümlerin doğru bir şekilde yapılması için dikkatli bir planlama ve hazırlık yapılmalıdır. Ölçümlerin yapılacağı hava koşulları, ölçü aletlerinin kalibrasyonu, ölçülere ilişkin formüllerin ve hesaplama yöntemlerinin doğru bir şekilde uygulanması gibi hususlara özen gösterilmesi gerekmektedir.
Trigonometrik Levelling
Trigonometrik levelling, yükseklik ölçümünde kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem, trigonometrik hesaplar kullanarak rakım ölçümü yapar. Genellikle, kısa mesafelerde kullanılır ve yükseklik farklarına doğru tahminler yapar. Bu yöntem, sondaj ve tünel inşaatlarında kullanılır. Ayrıca, bina inşaatı, baraj kurulumu ve ağaçlandırma çalışmalarında da kullanılabilir.
Trigonometrik levelling işlemi, bir üçgen üzerinden yapılır. Bu üçgenin bir kenarı yüksekliği ölçülen noktudan yukarıya doğru çizilir. Kaide noktası ve izlenecek açı hesaplanarak, diğer iki kenarın uzunluğu belirlenir. Yükseklik farkı açılar ve uzunluklar kullanılarak hesaplanır.
Trigonometrik levelling için, bir teodolit, bir mercek, bir pentametre, bir yardımcı teleskop ve bir veri kaydedici gereklidir. Bu enstrümanlar, yüksek hassasiyet gerektiren ölçümleri yapmak için kullanılır.
Trigonometrik Yöntemler
Trigonometrik levelling, yükseklik ölçümünde kullanılan bir yöntemdir ve hesaplama yöntemi trigonometrik ilişkiler kullanılarak gerçekleştirilir. Bu yöntemde, belirli bir noktanın yüksekliği ölçüldükten sonra, yatay mesafe ölçümleri yapılır ve ardından trigonometrik hesaplamalar yapılır. Bu hesaplamalar sonucunda, diğer noktaların yüksekliği hesaplanabilir. Trigonometrik levelling yöntemi daha hızlı ve daha az maliyetlidir ancak hassasiyet seviyesi düşüktür. Bu sebeple, özellikle düz arazilerde kullanılır ve dik yamaçlarda, engebelerde veya dağlık arazilerde kullanılması önerilmez.
Hassasiyet
Trigonometrik levelling, yeryüzündeki bir noktanın yüksekliğini ölçmek için kullanılan bir yöntemdir. Yöntem, trigonometrik hesaplamalar kullanarak yüksekliği belirler ve bu hesaplamaların hassasiyeti ölçümü etkiler. Trigonometrik levelling hassasiyeti, ölçülen yükseklik farkına, açıların hassasiyetine ve kullanılan enstrümanlara bağlıdır. Ayrıca, ölçüm yapılacak ortamdaki atmosfer koşulları, ışık koşulları ve arazi yapısı da ölçümü etkileyen faktörlerdendir.
Hassasiyeti artırmak için, öncelikle en doğru enstrümanların kullanılması gerekir. Enstrümanların doğru bir şekilde kalibre edilmesi ve ölçüm yapılacak ortama uygun ayarlanması da önemlidir. Ayrıca, ölçümlerin belirli aralıklarla yapılması ve birden fazla noktadan ölçüm yapılması da hassasiyeti artırır.
Bunun yanı sıra, ölçümlerde çevresel faktörlerin etkisi minimize edilerek hassasiyet artırılabilir. Örneğin, güneş ışığının dik geldiği zamanlarda ölçüm yapılmaması, arazi yapısına uygun ölçüm noktalarının seçilmesi bu faktörler arasındadır.
Tüm bu faktörler, trigonometrik levelling hassasiyetinin artırılmasına yardımcı olur ve bu sayede daha doğru yükseklik ölçümleri elde edilebilir.
GNSS ve Yükseklik Ölçümü
GNSS (Global Navigation Satellite System) dünya genelinde konum ve zaman bilgileri sağlayan bir uydu sistemi grubudur. Yeryüzünde bulunan alıcılar, en az dört uydu sinyalini kullanarak konumlarını tespit edebilir ve ayrıca yükseklik ölçümü yapabilir. GNSS yoluyla yükseklik ölçümünde daha yüksek doğruluk elde edilebilir ve ölçümler daha hızlı bir şekilde yapılabilir.
GNSS ölçümü, özellikle inşaat ve arazi ölçümleri gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, GNSS alıcıları daha küçük boyutlarda ve daha hafif hale gelerek taşınabilirliklerini artırmıştır. GNSS, diğer yükseklik ölçüm yöntemlerine kıyasla daha pratik ve ekonomiktir.
GNSS ölçümü sırasında karşılaşılabilecek hatalar arasında atmosferik etkiler, yansımalar, çoklu yol etkileri ve uydu geometrisi yer almaktadır. Ancak, bu hataların büyük çoğunluğu düzeltilebilir. GNSS ile yükseklik ölçümü yaparken, elde edilen verilerin doğruluğunu artırmak için bazı düzeltmeler yapılmalıdır. Örneğin, yansımaların etkisini azaltmak için çevresel faktörler dikkate alınmalı ve uygun düzeltmeler yapılmalıdır.
GPS ve Yükseklik Ölçümü
GPS, global navigasyon uydu sistemi sayesinde yeryüzünde bir noktanın enlem, boylam, ve yüksekliğini ölçebilirsiniz. GPS, uydu navigasyon teknolojisini kullanarak yükseklik ölçümü için barometrik ölçümlere göre daha doğru sonuçlar verir. GPS ile yükseklik ölçümü yapmak oldukça kolaydır. Sadece GPS cihazını açmanız ve yükseklik ölçümü moduna geçmeniz gerekir. Cihaz, yüksekliği GPS uydu sinyalleri ve alçak yörüngeli uyduların sinyalleriyle ölçecektir.
GPS ile yükseklik ölçümünün avantajları arasında zaman tasarrufu ve hassasiyet yer almaktadır. GPS, hızlıdır ve saniyenin birkaç bölümünde ölçüm yapabilir, bu da diğer yöntemlere göre daha hızlı sonuçlar elde edilmesini sağlar. Ayrıca, GPS uydu navigasyon sistemleri sayesinde yükseklik ölçümü yapmak için özel bir ekipmana ihtiyaç duymazsınız. Bu da maliyeti düşürür. GPS, yüksekliği ölçmek için doğrudan gökyüzüne gönderilen sinyalleri kullanır, bu da diğer yöntemlere göre daha hassas sonuçlar verir.
GNSS ile Yükseklik Ölçümünde Hatalar ve Düzeltmeler
GNSS ile yükseklik ölçümü sırasında bazı hatalarla karşılaşabilirsiniz. Örneğin, atmosferik koşullar ve uydu konumları ölçümleri etkileyebilir. Bu hataların düzeltilmesi için bazı yöntemler mevcuttur.
- SA (Selective Availability) ve SİZİNG (Selective Availability Anti-Spoofing Module) gibi hataları düzeltmek için yapılan teknikler,
- GNSS tabanlı gerçek zamanlı kinematik (RTK) ölçümleri,
- GNSS tabanlı statik ölçümler ve sonrasında hazırlanan diferansiyel küre hataları düzeltme tekniği
Ayrıca, GNSS ile yapılan ölçümler sırasında uyku modunu açık tutmanız da ölçüm hatalarını düzeltmeye yardımcı olabilir. Bu hataların düzeltilmesi sonucu, daha doğru yükseklik ölçümleri elde edilir.