Saistītie šķirkļi

• fotogrammetrija
• kartogrāfija
• tālizpēte

Mērniecība ir praktiskās darbības nozare, kas nodarbojas ar punktu precīza novietojuma un leņķu noteikšanu 2-dimensiju un 3-dimensiju telpā uz Zemes virsmas. To veic, izmantojot speciālus instrumentus, kā arī izmanto informāciju no satelītiem Zemes orbītās. Uzmērīto punktu un leņķu pozīcijas tiek izmantotas precīzu un detālu karšu (plānu) sastādīšanai. Šādus plānus izmanto, lai dabā uzmērītu un noteiktu zemes vienību robežas, dabā uzmērītu un nospraustu inženiertehniskās komunikācijas (elektrokabeļus, siltumtrases, gāzes vadus u. c.), nospraustu būvobjektus, kā arī citiem mērķiem.

Mērniecība ir cieši saistīta ar būvniecību un inženiertehnisko projektēšanu. Uzmērīšana notiek arī telpās, kā arī to iespējams veikt pazemē, piemēram, tuneļu izbūvē un derīgo izrakteņu ieguvē. Uzmērīšana ir obligāta prasība projektējot un veicot dažādu objektu (tiltu, ēku, torņu, ielu, tuneļu u. c.) būvniecību. Uzmērīšanu veic sertificēti profesionāļi, kuri ieguvuši izglītībuģeodēzijā.

Galvenie uzmērīšanas darbu veidi:

• īpašumu robežu kadastrālā uzmērīšana (zemes robežplāna un dokumentācijas sagatavošana);
• inženiertehnisko komunikāciju uzmērīšana (izpildshēmas sagatavošana);
• topogrāfiskā uzmērīšana (topogrāfiskā plāna sagatavošana).

Mērnieki veic detalizētu uzmērīšanu ar specializētiem elektrooptiskiem instrumentiem – totālajām stacijām (digitālajiem tahimetriem), teodolītiem, digitālajiem nivelieriem un citiem. Elektrooptiskie instrumenti precīzi nomēra attālumu un leņķi no uzmērīšanas centrpunkta līdz uzmērāmajam objektam, kuru marķē pārnēsājamu refraktoru (speciālu atstarotāju), kas uzmontēts uz latas. Lineārus elementus, piemēram, ceļu un dzelzceļu posmus, var uzmērīt ar speciāliem mērriteņiem.

Uzmērīšanu veic, izmantojot uzmērīšanas gājienus – dažāda veida skata nogriežņu salikumus starp atbalsta punktiem (ar zināmām koordinātām) gājiena sākumā un beigās. Horizontālajā uzmērīšanā izmanto līniju metodi, taisnleņķa metodi, polāro metodi un tahimetriju (sevī ietver polāro metodi un trigonometrisko nivelēšanu). Izmantojot vizēšanu (virziena norādīšanu) un gaismas impulsus, uzmērīšanas procesā tiek digitāli reģistrēts novietojums katram uzmērītajam punktam, tam piešķirot arī tematisko kategoriju (punkta tipu, piemēram, ēka, koks, ceļa klātne un citi). Uzmērīšanas gājienā neizbēgami rodas nesaiste – visu novietojuma nesakritību summa starp zināmajām atbalsta punktu koordinātām gājiena sākumā un uzmērītajām atbalsta punktu koordinātām, gājienu noslēdzot. Šīs kļūdas izlīdzina, izmantojot matemātiskās metodes speciālās datorprogrammās. Šādi tiek nodrošināta normatīvos paredzētā uzmērīšanas precizitāte.

Viens no galvenajiem mērniecības produktiem ir topogrāfiskais plāns mērogā 1:500, kurā ar augstu precizitāti un detalitāti attēloti visi objekti uzmērītajā zemes vienībā. Topogrāfiskais plāns tiek sastādīts, izmantojot lauka uzmērīšanas datus, kā arī kartogrāfisko informāciju no “planšetēm” – agrāk veikto uzmērījumu ģeotelpisko datubāzi par noteiktu teritoriju. Topogrāfisko plānu un citu plānu apzīmējumi ir noteikti normatīvajos aktos. Svarīgs mērniecības darbu posms ir saskaņošana – process, kurā uzmērītās komunikācijas tiek saskaņotas ar to uzturētāju telpiskajiem datiem, lai nodrošinātu plānu informācijas korektumu.

Mērniecība ir ļoti nozīmīga tautsaimniecībā, it īpaši būvniecībā. Tā sniedz detalizētu un praktisku informāciju par noteiktām teritorijām, kas ļauj plānot un īstenot dabā darbības, piemēram, būvniecību vai remontdarbus. Būvprojektu un detālplānojumu pamatā ir topogrāfiskais plāns, kas tiek sastādīts no topogrāfiskās uzmērīšanas datiem. Jau būvniecības stadijā mērnieku uzdevums ir nospraust būvelementus (asis) horizontālā un vertikālā plaknē.

Mērnecības instrumenti – digitālie tahimetri, teodolīti, nivelieri, tālmēri,globālās navigācijas satelītu sistēmas (GNSS) uztvērēji – tiek kalibrēti un sertificēti, lai nodrošinātu to precizitāti atbilstoši normatīvajiem aktiem. Visas uzmērīšanas darbības balstās uz valsts un vietējiem ģeodēziskajiem tīkliem, kā arī uz mērniecības precizitātes klases GNSS uztvērējiem. Uzmērīšanas procesā tiek izveidoti arī pagaidu atbalsta punkti, kuru novietojums tiek noteikts ar pašu mērniecības instrumentu (parasti – totālo staciju).

Instrumentālās uzmērīšanas metodes tiek pielietotas arī nestandarta apstākļos – uz naftas ieguves platformām okeānā, kā arī iekštelpās. Izmantojot lāzera tālmērus ir iespējams mērniecības metodes pielietot, lai uzskaitītu savvaļas dzīvniekus un putnus, kā arī noteiktu kustībā esošu objektu ātrumu. Ģeodēziskās uzmērīšanas metodes tiek izmantotas patsporta sacensībās, piemēram, lai precīzi nomērītu rezultātu (attālumu) šķēpa mešanas sacensībās.

Mērnieki izmanto ne tikai ģeodēzijas, bet arī ģeometrijas,fizikas, inženierzinātņu, meteoroloģijas, ģeogrāfijas un datorizētās projektēšanas zināšanas, kā arī pārzina attiecīgās jomas juridisko regulējumu. Karšu un plānu sagatavošana, kas ir neatņemama mērniecības darbu sstāvdaļa, izmanto kartogrāfiskos principus no ģeogrāfijas jomas.

Mērniecība ir cieši saistīta ar būvniecību, infrastruktūras plānošanu un derīgo izrakteņu ieguvi. Caur mērniecibas pielietojuma jomām tā ir saistīta ar zemes kadastru, nekustamā īpašuma jomu, ģeoloģiju un pat sportu.Reiņa Kaudzīša unMatīsa Kaudzīša romāns“Mērnieku laiki” (1879) ir spilgtākais mērniecības darba aspektu vēsturiskais attēlojumslatviešu literatūrā. Romānā atainots laiks pēc dzimtbūšanas atcelšanas, kad muižnieku pienākums bija ierādīt zemniekiem izpirkšanai paredzēto zemes gabalu robežas dabā, izmantojot tā laika instrumentus un metodes.

Mērniecība ir uzskatāma par ģeodēzijas jomas sastāvdaļu, konkrētāk – par praktisku, tautsaimniecībā pielietojamu ģeodēzijas sektoru. Mērniecība ir praktizēta zemākā ģeodēzija (daudzās valstīs mērniekus sauc par ģeodēzistiem). No ģeodēzijas nozares atklājumiem mērniecībā visplašāk tiek izmantoti Zemes ģeodēziskie parametri – ģeoīda un referencelipsoīda izmēri, kā arī no tiem atvasinātās koordinātu sistēmas (tai skaitā augstumu atskaites sistēmas).

Mērniecība ir vistiešākais veids, kā tiek iegūta informācija, lai sastādītu kartes, veicot instrumentālu uzmērīšanu. Zināmā mērā visu karšu – arī sīka mēroga karšu – sastādīšanai tiek izmantota uzmērīšana, lai nodrošinātu karšu informācijas precīzu ģeogrāfisko piesaisti.

Mērniecība notika jau senos laikos. Tās mērķis bija īpašumu robežu demarkācija, būvju nospraušana un aramzemju platību aprēķināšana. Tas galvenokārt tika veikts, lai aprēķinātu iekasējamo nodokļu apjomu, vēlāk – lai precīzāk sadalītu īpašumu zemes un nospraustu robežas dabā.

Senajā Ēģiptē uzmērīšanai tika izmantoti vienkārši instrumenti, piemēram, mērvirve un svērtenis, kurus pamatā lietoja, lai marķētu tīrumu robežas pēc regulārajiem Nīlas plūdiem, kā arī būvniecībā. Senajā Romā mērniecība tika atzīta par profesiju un Romas zemes tika raksturotas reģistros pēc vienotiem raksturlielumiem. 1551. gadā Francijā tika izgudrota menzula (vienkāršs uzmērīšanas instruments uz trijkāja) ar galdiņu kartes skicei un vizieri virziena noteikšanai. Praksē gan bieži tikai izmantoti arī mērriteņi un pat soļa garums. 18. gs. vidū Anglijā tika izgudrots sekstants, kas ļāva noteikt leņķus starp diviem punktiem, tipiski – starp debesu ķermeņiem un horizontu. 18. gs. Eiropā tika ieviesta triangulācijas metode, kurā izmanto leņķu mērījumus uzmērīšanas atbalstpunktu tīkla izveidei. 1675. gadā tika atklāta Karaliskā Grīničas observatorija (Royal Greenwich Observatory) Lielbritānijā, kura bija galvenais atskaites punktu nulles meridiāna izvēlei globālajam ģeogrāfisko koordinātu tīklam.

Tradicionāli galvenais mērniecības uzdevums ir bijis precīzu valstu un administratīvo robežu noteikšana un nospraušana dabā. Tas ir bijis īpaši nozīmīgi sarežģītu vai strīdīgu robežu nospraušanas gadījumos. Tāpat bieži mērniecības darbi tika veikti ļoti nomaļās, grūti piekļūstamās vietās ar sarežģītu reljefu. Liela nozīme mērniecības attīstībā saistīta ar derīgo izrakteņu izpēti un ieguvi, kā arī lielu infrastruktūras projektu (maģistrālo ceļu, cauruļvadu, šahtu un karjeru) izbūvi. Uzskatāms piemērs tam ir naftas ieguves “bums” Kalifornijā, Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV) 20. gs sākumā. Cits nozīmīgs mērniecības uzdevums bija plašu ģeodēzisko atbalsta tīklu izveide, izmantojot triangulācijas un trilaterācijas metodes – šos tīklus veido ģeodēziskie punkti ar precīzi noteiktām koordinātām, kurus vēlāk būtu iespējams izmantot uzmērīšanas darbos. Tas ietvēra horizontālās un vertikālās uzmērīšanas (nivelēšanas) atbalsta punktu tīklus. Lielākie šādi atbalsta tīkli tika izveidoti ASV, Ķīnā un Padomju Sociālistisko Republiku Savienībā (PSRS).Padomju okupācijas periodā un divas desmitgades pēcLatvijas neatkarības atjaunošanas uzmērīšanā par atbalstpunktiem izmantoja PSRS laikā izveidotos poligonometrijas atbalsta punktu tīklus, kā arī tā laika vertikālās uzmērīšanas atskaites sistēmas.

Aviācijas attīstība veicināja aerometožu attīstību mērniecībā, piemēram, fotogrammetrisko mērījumu izmantošanā vispirms no aerofotogrāfijām, bet vēlāk – no bezpilota lidaparātiem.

Mūsdienās mērniecības uzdevumi nav mainījušies, bet ir attīstījušās tehnoloģijas. Tās ir padarījušas uzmērīšanu un mērniecības datu apstrādi ātrāku un precīzāku. Mērniecība tiek ciešāk integrēta plašākā ģeomātikas jomā, jo tās specifika daudz pārklājas ar radniecīgajāmģeogrāfisko informācijas sistēmu (ĢIS), GNSS untālizpētes jomām. Mūsdienās mērniecībā izmanto arī aerouzmērīšanu (no bezpilota lidaparātiem), izmantojot lidaparātus ar augstas izšķirtspējas multispektrālajām fotokamerām un lāzerskenēšanas (atrašana un attāluma noteikšana ar gaismu, light detection and ranging, LIDAR) sensoriem. Arī fotogrammetrijas un LIDAR metodes tiek lietotas, lai veiktu attālinātus mērījumus, piemēram, derīgo izrakteņu ieguves karjeros, kā arī ēku 3D skenēšanā un iekštelpās. Bezpilota lidaparāti, kas aprīkoti ar speciāliem infrasarkano staru sensoriem, tiek izmantoti siltumtīklu un ēku energoefektivitātes apsekojumos.

Plaši tiek izmantoti reālā laika kinemātiskās (real-time kinematic positioning, RTK) pozicionēšanas GNSS uztvērēji, ar kuru palīdzību tiek aprēķināta atrašanās vieta līdz centimetra precizitātei. Tos galvenokārt izmanto, lai ierīkotu ātras uzmērīšanas atbalstpunktus. Arvien plašāk tiek izmantoti robotiskie instrumenti – totālās stacijas, kuras automātiski uztver un izseko refraktoru, kā arī automātiskie lāzera nivelieri un 3D skeneri iekštelpām.

Arī progress ĢIS jomā sniedz ieguldījumu mērniecībā, piemēram, ģeotelpiskās modelēšanas, mašīnmācīšanās uninterneta ĢIS pieejas. Arī paplašinātās realitātes (augmented reality) virtuālās relitātes risinājumi tiek izmantoti nozarē, piemēram, ir iespējams projektējamu, bet vēl neuzbūvētu ēku apskatīt apvidū vai izstaigāt virtuāli.

Pasaulē nozīmīgākā mērniecības profesionālā apvienība ir Starptautiskā Mērnieku apvienība (Fédération Internationale des Géomètres, FIG). Tā dibināta 1878. gadā Parīzē un mūsdienās apvieno vairāk nekā 120 valstu pārstāvju.

The American Surveyor (izdevējsSpatial Media LLC, kopš 2004. gada),Journal of Surveying and Mapping Engineering (izdevējsWorld Academic Publishing, kopš 1996. gada), Journal of Surveying Engineering (izdevējs Amerikas Civilo inženieru biedrība (American Society of Civil Engineers), kopš 1983. gada), latvijasmernieks.lv (Latvijas Mērnieku biedrības tīmekļa vietne).

Rūdolfs Štaigers (Rudolf Staiger) – Starptautiskās Mērnieku apvienības prezidents. Tomass Džefersons (Thomas Jefferson) pirms prezidentūras ASV strādāja par mērnieku un piedalījies Luiziānas pirkuma (Louisiana purchase) uzmērīšanas darbos. Sers Džordžs Everests (Sir George Everest) – britu mērnieks un ģeogrāfs, kurš vadīja Lielo Indijas trigonometrisko uzmērīšanas kampaņu, kuras ietvaros tika noteikts pasaules augstākās virsotnes Džomolungmas augstums (vēlāk nosaukts viņa vārdā – Everests).  Ferdinands fon Rihthofens (Ferdinand von Richthofen) – vācu ģeogrāfs un ģeologs, kurš veica plašas izpētes un kartēšanas ekspedīcijas Ķīnā un Centrālāzijā. Vācu astronoms un ģeodēzists Frīdrihs Georgs Vilhelms fon Strūve (Friedrich Georg Wilhelm von Struve) vadījis Strūves ģeodēziskā loka (UNESCO Pasaules mantojuma objekts) uzmērījumus no Norvēģijas līdz Melnajai jūrai.

Saistītie šķirkļi

• fotogrammetrija
• kartogrāfija
• tālizpēte

Autora ieteiktie papildu resursi