This Thesis deals with the development of a method for the detection of the period of time of the erection of Monument, by determining its orientation via Geodetic and Astronomic measurements. Applications are carried out in the "Meteora monastic community".

The thesis is divided into three parts and seven chapters.

The first part consisting of three chapters (1st, 2nd, 3rd,) contains an historical review and the theoretical documentation of the method.

The 1st chapter contains a brief review of the procedures followed throughout the centuries and at different parts of the world for the orientation of monuments.

In the 2nd chapter, the Astronomic and Geodetic methods for the Geometric documentation of a monument, the creation of the topographic diagram of the site and the determination of the Astronomic Azimuth of its main axis or other specific directions are described. In the same chapter the procedure followed for the determination of the topography of the perceptible horizon in front of the Monument is analyzed, together with the methodology for tracing the Sun’s transit according to the year and day, a factor of importance for the dating of the Monument. The anticipated accuracies are given for all the procedures.

The 3rd chapter deals with the factors influencing the choice of the orientation of a monument and more specifically the orientation of Greek Orthodox Churches. The main factor that is analyzed is the natural light and the time and direction that it illuminates the altar. In the same chapter the way characteristic directions within a monument should be determined is given.

The second part consisting of three chapters (4th, 5th, 6th ) deals with the applications of the method.

The 4th chapter contains historical evidence referring to all the "open" monasteries of the "Meteora monastic community" as well as the church of the "Blessed Virgin Mary" of Doupiani, which was the first church built in the area and the church of "Blessed Virgin Mary’s Assumption" in Kalambaka.

The 5th chapter contains the results of Astronomic and Geodetic measurements as well as the description of instruments and methods used for the research carried out at the above mentioned monuments.

The 6th chapter contains the analysis of the reduction of measurement results used for the drawing of topographic diagrams both of the monument’s sites and the perceptible horizon. In the same chapter the determination of the Astronomic azimuths of the basic axis and other characterictic directions for each church is given together with the respective accuracy. Also the Sun’s transits for the dates with historical or religious interest are traced on the horizon’s diagram.

From the applications carried out in this work it may be concluded that the churches’ oriantation is strongly correlated with the Sun’s position on the horizon, either on the day of the celebration of the Saint to whom the church is dedicated or on the quinox during the year of its erection. Also, a geometric explanation is given for the position of the "openings" in the Holly Altar, combining in this way the religious ceremonies with the choice of the church’s orientation.

The 3rd part consisting of one chapter (7th) deals with the conclusions and proposals.

It is concluded that the suggested method allows for the investigation of the orientation of monuments as well of their dating within a satisfactory time range. The appropriate parameters for the correct application of the method are stated and the creation of a database for monuments is proposed. This database, which is expected to be of great importance not only for Greece but also for the whole world, should contain the geometric documentation of the monument, its orientation with the appropriate historical evidence, as well as historical documents referring to the monument.

Το άρθρο αυτό ασχολείται με την ακρίβεια προσδιορισμού κατακόρυφων μικρομετακινήσεων με τη μέθοδο της Τριγωνομετρικής Υψομετρίας σε συνδυασμό με τη μορφή των εργασιών (βραχυχρόνιες ή μακροχρόνιες) και του χαρακτήρα των μικρομετακινήσεων (κατακόρυφες ή συγχρόνως κατακόρυφες και οριζόντιες). Αναλύονται τα σφάλματα προσδιορισμού της μεταβολής των γωνιών ύψους, της απόστασης προς τα σκοπευόμενα σημεία, της θέσης της στάσης οργάνου και του συντελεστή γεωδαιτικής διάθλασης καθώς και η επίδραση αυτών στον προσδιορισμό των κατακόρυφων μικρομετακινήσεων. Όλα τα αποτελέσματα της ανάλυσης παρουσιάζονται σε διαγράμματα.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η ανάπτυξη ενός νέου συστήματος για τον ακριβή και γρήγορο προσδιορισμό του αστρονομικού πλάτους Φ, αστρονομικού μήκους Λ και αστρονομικού αζιμουθίου Α. Το σύστημα αποτελείται από έναν γεωδαιτικό σταθμό υψηλής ακρίβειας, ο οποίος προγραμματίζεται έτσι ώστε να γίνεται η αυτόματη καταγραφή των στοιχείων που μετρούνται, ενώ παράλληλα είναι συνδεδεμένος με έναν δέκτη του συστήματος GPS ο οποίος παρέχει στο σύστημα τον ακριβή παγκόσμιο συντονισμένο χρόνο UTC. Το σύστημα επιτρέπει τη συλλογή μεγάλου αριθμού μετρήσεων κατά την παρατήρηση των επιλεγμένων αστέρων κατά τη διάρκεια της μεσημβρινής τους διάβασης. Με την κατάλληλη επεξεργασία των μετρήσεων αυτών μπορεί να επιτευχθεί ο προσδιορισμός των συντεταγμένων Φ, Λ με μια ακρίβεια της τάξης του 0.01 και του αζιμουθίου με 0.02. Το σύστημα αυτό παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε σχέση με το παλαιό κλασσικό σύστημα αστρονομικών παρατηρήσεων, όπως το βάρος και ο όγκος του που είναι κατά πολύ μικρότερα, η ακρίβεια που επιτυγχάνεται και ο κατά πολύ μικρότερος απαιτούμενος χρόνος παρατηρήσεων. Όλα τα παραπάνω συνδυαζόμενα με την ακρίβεια προσδιορισμού των γεωδαιτικών συντεταγμένων, που εύκολα σήμερα επιτυγχάνεται με το σύστημα GPS, μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της απόκλισης της κατακορύφου και του υψομέτρου Ν του γεωειδούς.

Στην εργασία αυτή προτείνεται μια γεωδαιτική μεθοδολογία διερεύνησης του προσανατολισμού μνημείων. Σκοπός είναι αφενός η χρονολόγηση ενός μνημείου (ελληνορθόδοξου ναού) με τον ορισμό και την ερμηνεία του προσανατολισμού του και αφετέρου η πρόταση εύχρηστης μεθοδολογίας για τον κατά δυνατόν ορθότερο προσανατολισμό νεοκατασκευαζόμενων ναών. Για την πλήρη διερεύνηση του προσανατολισμού ενός μνημείου απαιτείται η λεπτομερής αποτύπωσή του, ο γεωμετρικός προσδιορισμός του βασικού άξονα ή άλλης ειδικής διεύθυνσης του (που δεν υλοποιούνται), ο προσδιορισμός του αστρονομικού αζιμουθίου της διεύθυνσης αυτής, η γεωμετρική αποτύπωση της οριογραμμής του αισθητού ορίζοντα που βρίσκεται μπροστά στο μνημείο και ο προσδιορισμός της φαινόμενης πορείας του ουρανίου σώματος, μια συγκεκριμένη ημερομηνία, με την οποία συνδέεται ο προσανατολισμός του. Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η μέθοδος καθώς και τα συνοπτικά αποτελέσματα της εφαρμογής της σε 16 ναούς στη Μοναστική Πολιτεία των Μετεώρων.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια μεθοδολογία προσδιορισμού των μεταβολών ΔΝ και φυσικά του υψομέτρου Ν του γεωειδούς με ακρίβεια της τάξης των λίγων mm. Αυτή βασίζεται στον προσδιορισμό των συνιστωσών ξ, η της απόκλισης της κατακορύφου με τη χρήση σύγχρονων γεωδαιτικών οργάνων. Γίνεται μια σύντομη ανάλυση της μεθόδου με την οποία είναι δυνατός ο προσδιορισμός των αστρονομικών συντεταγμένων Φ, Λ ενός σημείου της Φ.Γ.Ε με ακρίβεια της τάξης του 0.01. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εφαρμογής της μεθοδολογίας στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας. Στην πειραματική αυτή εφαρμογή, χρησιμοποιήθηκε ένα νέο σύστημα αστρονομικών παρατηρήσεων, το οποίο εκμεταλλεύεται όλα τα πλεονεκτήματα των σύγχρονων γεωδαιτικών οργάνων. Το σύστημα GPS επιτρέπει τον προσδιορισμό των γεωδαιτικών συντεταγμένων σε επιλεγμένο σύστημα αναφοράς και επιπλέον παρέχει ακριβή πληροφορία χρόνου UTC. Οι παρατηρήσεις γίνονται με τη χρήση ψηφιακού γεωδαιτικού σταθμού, με ηλεκτρονική καταγραφή των γωνιών και του χρόνου. Ο προσδιορισμός των αστρονομικών συντεταγμένων Φ, Λ κάθε σημείου, με ακρίβεια 0.01, επιτυγχάνεται σε χρονικό διάστημα περίπου 4 ωρών (εργασίες πεδίου). Χρησιμοποιώντας σύγχρονο αστρομετρικό κατάλογο και μετά από κατάλληλη επεξεργασία των μετρήσεων, προσδιορίζονται οι τιμές των συνιστωσών της απόκλισης της κατακορύφου ξ, η καθώς και οι μεταβολές ΔΝ του υψομέτρου του γεωειδούς με τη μέθοδο της αστρογεωδαιτικής χωροστάθμησης. Συμπεραίνεται ότι είναι εφικτή η δημιουργία ενός ακριβούς αστρογεωδαιτικού χάρτη του γεωειδούς ειδικά σε περιοχές που παρατηρούνται έντονες μεταβολές του και όπου άλλες μέθοδοι δεν είναι δυνατόν να δώσουν ακριβή και αξιόπιστα αποτελέσματα.

This work deals with the establishment of a close–range standard 3-dimensional geodetic network in order to certify the GPS receivers’ proper function. The standard network is located at the area of the University Campus of NTUA at Zografos Athens, Greece.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η διαδικασία εγκατάστασης και μέτρησης ενός πρότυπου, μικρής έκτασης, τριδιάστατου γεωδαιτικού δικτύου. Το δίκτυο αυτό εγκαταστάθηκε στο χώρο της Πολυτεχνειούπολης του ΕΜΠ στην περιοχή Ζωγράφου. Προσδιορίστηκαν οι συντεταγμένες x, y των σημείων του και τα ορθομετρικά τους υψόμετρα Η καθώς και οι αβεβαιότητες προσδιορισμού τους. Σκοπός είναι ο έλεγχος και πιστοποίηση οποιουδήποτε ζεύγους δεκτών του συστήματος GPS, για την ορθή λειτουργία του. Το δίκτυο αποτελείται από 5 σημεία, τα οποία επισημαίνονται με ειδικά βάθρα, τα οποία εξασφαλίζουν τη σταθερότητα και παράλληλα δίνουν τη δυνατότητα της τοποθέτησης με μοναδιαίο τρόπο, τόσο του γεωδαιτικού σταθμού όσο και των δεκτών του συστήματος GPS, χρησιμοποιώντας κατάλληλα παρελκόμενα. Οι επίγειες μετρήσεις (οριζόντιων και κατακόρυφων γωνιών και μηκών) μεταξύ των σημείων έγιναν με τον ολοκληρωμένο γεωδαιτικό σταθμό Leica TCA 1800 και χρησιμοποιήθηκαν κατάλληλα παρελκόμενα μετρήσεων ακριβείας, ώστε να εξασφαλιστεί η μέγιστη δυνατή ακρίβεια στις μετρήσεις. Έγινε και έλεγχος στο παραπάνω δίκτυο ενός ζεύγους δεκτών του συστήματος GPS. Συγκεκριμένα ελέγχθηκαν οι δέκτες Trimble 4600LS. Μετρήθηκαν 10 βάσεις μεταξύ των σημείων του δικτύου και υπολογίστηκαν οι συντεταγμένες τους.

Η σύγκριση των μετρημένων μεγεθών, μηκών, οριζόντιων γωνιών και υψομετρικών διαφορών, όπως και των συντεταγμένων που πολογίστηκαν από τις δύο επιλύσεις, μπορούν να δώσουν με αξιοπιστία την πιστοποίηση της ορθής λειτουργίας των δεκτών, σύμφωνα με την εργοστασιακή ακρίβεια που προδιαγράφεται. Το δίκτυο αυτό μπορεί από εδώ και στο εξής να χρησιμοποιηθεί για την πιστοποίηση δεκτών GPS.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η μέθοδος για τη διερεύνηση του προσανατολισμού μνημείων, η οποία βασίζεται σε γεωδαιτικές και αστρονομικές μετρήσεις. Οι μετρήσεις αυτές επιτρέπουν την παραγωγή ενός αστρονομικά προσανατολισμένου ψηφιακού διαγράμματος κάτοψης του μνημείου, ενός ψηφιακού διαγράμματος του αισθητού ορίζοντα γύρω από το μνημείο καθώς και την αναπαραγωγή της φαινόμενης πορείας του ήλιου πάνω από τον ορίζοντα σε χαρακτηριστικές ημερομηνίες που ενδιαφέρουν. Η επεξεργασία των δεδομένων είναι γρήγορη και οδηγεί στον ακριβή προσδιορισμό του προσανατολισμού του μνημείου. Ο προσανατολισμός αυτός μαζί με άλλα στοιχεία περισσότερο ιστορικά και παραδοσιακά, συμπληρώνει τις πληροφορίες σχετικά με τη χρήση του μνημείου και τον χρόνο κατασκευής του. Η μέθοδος παρέχει μια ανεξάρτητη διαδικασία χρονολόγησης του μνημείου με σχετικά μικρό σφάλμα. Παρουσιάζεται η αποτελεσματικότητα και η ακρίβεια της μεθόδου με μια εφαρμογή που έγινε στο Βυζαντινό ναό της Κοίμησης της Θεοτόκου στην Καλαμπάκα. Προσδιορίστηκε ο προσανατολισμός του βασικού άξονα του μνημείου γεωμετρικά με ακρίβεια 0.6. Τέλος συνδυάζοντας όλα τα παραπάνω, γεωμετρικά αλλά και ιστορικά στοιχεία, προσδιορίστηκε η χρονολογία κτίσης του ναού. (1000μ.Χ. 13 έτη).

Αντικείμενο της εργασίας είναι ο προσδιορισμός του προσανατολισμού και της ημερομηνίας κτήσης του Καθολικού της Μονής Δαφνίου. Καθώς η ακριβής ημερομηνία κτήσης είναι άγνωστη, η εκτίμησή της, όπως έχει γίνει από τους αρχαιολόγους βασίζεται κυρίως στον τρόπο κατασκευής του ναού και τον τρόπο κατασκευής των ψηφιδωτών του. Προσδιορίζοντας τον αστρονομικό προσανατολισμό του Καθολικού και εφαρμόζοντας την αστρογεωδαιτική μέθοδο (βασικός άξονας, αισθητός ορίζοντας, πορεία ήλιου σε συγκεκριμένη ημερομηνία) επιχειρείται η χρονολόγησή του. Το αποτέλεσμα της έρευνας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι ο ναός θεμελιώθηκε την ημέρα εορτής της Κοίμησης της Θεοτόκου, στην οποία είναι αφιερωμένος, το έτος 1153 μ.Χ. (8 έτη). Το αποτέλεσμα αυτό χρονολογεί το καθολικό και τα περίφημα ψηφιδωτά του περίπου μισό αιώνα αργότερα από τη γενική αποδοχή, που έχουν κάνει μέχρι σήμερα οι αρχαιολόγοι.

Σύμφωνα με τους αρχαιολόγους η ακριβής ημερομηνία κτίσης των περισσότερων Παλαιοχριστιανικών Βασιλικών δεν είναι γνωστή. Μπορεί να εκτιμηθεί με μεγάλη αβεβαιότητα 2 ή 3 αιώνων. Η εφαρμογή της αστρογεωδαιτικής μεθόδου προσδιορισμού του προσανατολισμού τους και η χρονολόγησή τους μπορεί να βοηθήσει στην κατεύθυνση αυτή ελαττώνοντας το διάστημα αβεβαιότητας στη χρονολόγηση.

Εφαρμόστηκε η μεθοδολογία σε εννέα (9) τέτοια μνημεία ακολουθώντας τα παρακάτω στάδια:

• Εντοπισμός του μνημείου στο χώρο.
• Σύνταξη του διαγράμματος της οριζόντιας τομής του (κάτοψη)
• Προσδιορισμός του κατά μήκος βασικού άξονα.
• Προσδιορισμός του αστρονομικού του αζιμουθίου.
• Προσδιορισμός της οριογραμμής του αισθητού ορίζοντα.
• Προσδιορισμός της γραμμής της πορείας του ήλιου που περνά από την τομή του αστρονομικού αζιμουθίου του βασικού άξονα και της γραμμής του αισθητού ορίζοντα.

Έτσι επετεύχθη αφενός η γεωμετρική τεκμηρίωση των μνημείων και αφετέρου η χρονολόγησή τους με μικρότερη αβεβαιότητα της τάξης των ±50 ετών. Τα αποτελέσματα της χρονολόγησης είναι συμβατά με τις εκτιμήσεις των αρχαιολόγων.

Ο προσδιορισμός του αστρονομικού αζιμουθίου, μιας διεύθυνσης ήταν μέχρι σήμερα μια επίπονη εργασία κυρίως λόγω των οργάνων που χρησιμοποιούνταν. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να προτείνει τη χρήση απλών ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών για τον προσδιορισμό του αστρονομικού αζιμουθίου. Χρησιμοποιείται η μέθοδος της ωριαίας γωνίας με σκοπεύσεις στον Πολικό Αστέρα. Γίνεται ανάλυση της διαδικασίας που πρέπει να ακολουθείται με τη χρήση των οργάνων αυτών, ανάλυση των αποτελεσμάτων και της ακρίβειας που επιτυγχάνεται. Σήμερα ακόμη και οι απλοί ολοκληρωμένοι γεωδαιτικοί σταθμοί διαθέτουν ενσωματωμένο ρολόι (χρονόμετρο), το οποίο μπορεί να μετρά το χρόνο και να τον καταγράφει ταυτόχρονα με τις μετρήσεις γωνιών και μηκών. Απαιτείται λοιπόν ο συγχρονισμός του χρονομέτρου του γεωδαιτικού σταθμού με τον παγκόσμιο συντονισμένο χρόνο UTC, ώστε αυτός να καταγράφεται σε κάθε παρατήρηση. Ο χρόνος εργασίας πεδίου που απαιτείται είναι περίπου 10min και η ακρίβεια της τάξης των  2. Η προτεινόμενη διαδικασία αποδεικνύεται ευκολότερη από τον προσδιορισμό του γεωδαιτικού αζιμουθίου μιας διεύθυνσης. Η τιμή του αστρονομικού αζιμουθίου που υπολογίζεται είναι ανεξάρτητη και δεν περιέχει σφάλματα τα οποία οφείλονται σε συντεταγμένες γνωστών τριγωνομετρικών ή άλλων σημείων. Ωστόσο οι αστρονομικές ή γεωδαιτικές συν/νες, του σημείου από το οποίο εκτελούνται οι μετρήσεις, οι οποίες είναι απαραίτητες για τους υπολογισμούς, μπορούν να μετρηθούν από ένα χάρτη αφού δεν απαιτείται η γνώση τους με ακρίβεια. Ο προσδιορισμός του αστρονομικού αζιμουθίου παρέχει μια ανεξάρτητη εναλλακτική λύση για τους τοπογράφους μηχανικούς προκειμένου να προσανατολίσουν ή να ελέγξουν τον προσανατολισμό εργασιών πεδίου και αυθαίρετων τοπικών δικτύων. Τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει η μεθοδολογία ως προς την ευχρηστία της, η ευρέως διαδομένη χρήση των ψηφιακών γεωδαιτικών σταθμών, οι απλοί υπολογισμοί που απαιτούνται και η ακρίβεια που επιτυγχάνεται, την καθιστούν επαρκή και βολική στη χρήση από όλους τους τοπογράφους μηχανικούς σε γεωδαιτικές αποτυπώσεις και άλλες εφαρμογές.

Το άρθρο παρουσιάζει τα αποτελέσματα της έρευνας που έγινε στο πλαίσιο ερευνητικού προγράμματος. Ο αρχαιολογικός χώρος της Δήλου είναι από τους σημαντικότερους της Ελλάδος και έχει αποτελέσει αντικείμενο μελέτης από την παγκόσμια αρχαιολογική κοινότητα, λόγω της ιδιαιτερότητάς του και της ύπαρξή του από τους προϊστορικούς έως και τους ελληνιστικούς χρόνους.

Η μελέτη είχε ως αντικείμενο τα 10 κυριότερα μνημεία στον αρχαιολογικό χώρο της Δήλου. Κάθε μνημείο αποτυπώθηκε σε αυθαίρετο σύστημα αναφοράς ενώ πραγματοποιήθηκε ο αστρονομικός προσανατολισμός του δικτύου με αστρογεωδαιτικές παρατηρήσεις. Η αποτύπωση έγινε χρησιμοποιώντας σύγχρονους reflectorless γεωδαιτικούς σταθμούς.

Υπολογίστηκε ο βασικός καταμήκος άξονας κάθε μνημείου και το αστρονομικό του αζιμούθιο με τη μέθοδο ελαχίστων τετραγώνων. Διερευνήθηκε ο προσανατολισμός τους σε σχέση με τη θέση του ήλιου αλλά και με χαρακτηριστικούς αστέρες που αναφέρονται σε σημαντικά ιστορικά στοιχεία σχετικά με το χώρο. Προσδιορίστηκε για τα μνημεία αυτά και ο χρόνος κτήσης τους, που συμφωνεί με τα υπάρχοντα ιστορικά – αρχαιολογικά στοιχεία.

Ο προσανατολισμός των μνημείων βρέθηκε σε χαρακτηριστικές ημερομηνίες, χρήσιμες για τη ζωή των ανθρώπων και την εναλλαγή των εποχών και των χρόνων. Ιδιαίτερη μελέτη έγινε για το Άνδρο, στο Κύνθειο όρος, όπου προέκυψε ότι είναι πολύ πιθανή η χρήση του ως αστεροσκοπείου, αφού ο ήλιος περνά από χαρακτηριστικά σημεία της θέσης παρατήρησης σε χαρακτηριστικές ημερομηνίες του έτους.

Τέλος δημιουργήθηκε μια ψηφιακή βάση δεδομένων στο λογισμικό MacroMedia, φιλική σε κάθε χρήστη, που περιλαμβάνει βασικά ιστορικά στοιχεία και όλα τα στοιχεία που προέκυψαν από τη μελέτη.

Στην εργασία αυτή διερευνάται ο προσανατολισμός έντεκα μουσουλμανικών τεμενών σε διάφορες περιοχές της Ελλάδος. Αναφέρονται τα στοιχεία που καθορίζουν τη μουσουλμανική παράδοση σχετικά με την κατασκευή τους. Αποτυπώνονται με σύγχρονους γεωδαιτικούς σταθμούς και προσδιορίζεται ο ακριβής αστρονομικός προσανατολισμός τους. Η έρευνα εστιάζεται στον υπολογισμό της Qibla, δηλαδή της διεύθυνσης μεταξύ του χώρου κατασκευής του μνημείου και του ιερού βράχου (Kaabah) στη Μέκκα ή στην Ιερουσαλήμ. Οι διευθύνσεις υπολογίζονται με γεωδαιτικές εξισώσεις υπολογισμού αζιμουθίου μεταξύ σημείων με γνωστές συντεταγμένες (φ, λ). Επίσης εξετάζεται η σχέση του προσανατολισμού τους με τον αστέρα alpha Carinae ή Canopus στον οποίο είναι προσανατολισμένο το Kaabah. Σημειώνεται ότι ο αστέρας αυτός δεν είναι ορατός από την Ελλάδα. Όλα τα τεμένη φαίνεται να ακολουθούν την παράδοση καθώς η διεύθυνση προσανατολισμού τους βρίσκεται μεταξύ του Kaabah στη Μέκκα και τη διεύθυνση ανατολής του αστέρα Canopus στη Μέκκα, ενώ για δύο από αυτά προκύπτει ότι είναι προσανατολισμένα με ακρίβεια μερικά λεπτά μοίρας, προς τη Μέκκα.

Η μέτρηση του μήκους χωρίς ανακλαστήρα παρέχει μεγάλη ευκολία και γρήγορη μέτρηση σε λιγότερο χρόνο και με λιγότερο κόπο. Όμως η ορθότητα και η αβεβαιότητα της μέτρησης αυτής αμφισβητείται έντονα λόγω των πολλών και διαφορετικών παραμέτρων, οι οποίες επιδρούν σε αυτή.

Στην εργασία αυτή επιχειρείται μια έρευνα των παραμέτρων που επιδρούν στην αξιοπιστία της μέτρησης αυτής έως τα 50m. Αναλύονται τα αποτελέσματα ενός πειράματος που έγινε μετρώντας το μήκος πάνω σε 26 διαφορετικά υλικά και σε υλικά με διαφορετικό χρώμα. Επίσης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε τρεις διαφορετικές γωνίες πρόσπτωσης της δέσμης Laser στην επιφάνεια των υλικών χρησιμοποιώντας τρεις διαφορετικού τύπου ολοκληρωμένους γεωδαιτικούς σταθμούς με διαφορετικά τεχνικά χαρακτηριστικά.

Στα πειράματα χρησιμοποιήθηκε μια ειδική βάση στήριξης των υλικών, η οποία κατασκευάστηκε και ελέγχθηκε ώστε να εξασφαλίζει την τοποθέτηση της επιφάνειας του κάθε υλικού στο ίδιο κατακόρυφο επίπεδο. Έτσι εξασφαλίστηκε η σύγκριση των ορθών αποτελεσμάτων και η αξιολόγησή τους.

Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται σε πίνακες δείχνουν ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα ειδικά για μεγαλύτερα μήκη, όπου εκεί οι παράμετροι που επηρεάζουν τη μέτρηση είναι περισσότερες από ότι όταν μετρούνται μικρά μήκη.

Παρουσιάζεται η κατασκευή και η χρήση ενός ημιμόνιμου κινητού βάθρου το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μετρήσεις δικτύων παρακολούθησης μετακινήσεων σύγχρονων κατασκευών. Το βάθρο μπορεί να εγκατασταθεί στα προσιτά σημεία του δικτύου και αποτελείται από δύο τμήματα. Το ένα τμήμα (βάση) παραμένει μόνιμα εγκατεστημένο διακριτικά στο χώρο, ενώ το δεύτερο τοποθετείται τη στιγμή της μέτρησης του δικτύου. Το βάθρο εξασφαλίζει εξαναγκασμένη κέντρωση του γεωδαιτικού σταθμού με ακρίβεια 0.1mm, είναι ελαφρύ και η χρήση του διευκολύνει και επιταχύνει τη διαδικασία κέντρωσης και οριζοντίωσης, μειώνοντας έτσι το συνολικό χρόνο μέτρησης των στοιχείων του τριδιάστατου δικτύου. Έτσι ελαχιστοποιείται το σφάλμα κέντρωσης του γεωδαιτικού σταθμού που όπως αναλύεται είναι σημαντικό σε τέτοιου είδους εργασίες. Αναλύονται οι εργαστηριακοί έλεγχοι των βάθρων που κατασκευάστηκαν ώστε να πιστοποιηθεί η καταλληλότητα χρήσης τους.

Για τα απρόσιτα σημεία ενός τέτοιου δικτύου, προτείνεται η κατασκευή απλών μικρών βάσεων, που εγκαθίστανται μόνιμα και μπορούν να δεχθούν με μονοσήμαντο τρόπο ειδικούς στόχους.

Η καταλληλότητα, η ευχρηστία, η χρησιμότητα και η επίτευξη της ακρίβειας επιβεβαιώθηκε από τη χρήση των παραπάνω παρελκομένων στη μέτρηση ενός τριδιάστατου δικτύου παρακολούθησης κινηματικής συμπεριφοράς του νέου γηπέδου Καραϊσκάκη στο Νέο Φάληρο. Έγιναν δύο σειρές μέτρησης, μια με το γήπεδο κενό και η άλλη με το γήπεδο γεμάτο κατά τη διάρκεια ενός ποδοσφαιρικού αγώνα. Τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα της εφαρμογής καταγράφονται αναλυτικά.

Η συμβολή της γεωδαισίας στο έλεγχο των μετακινήσεων κατασκευών είναι σημαντική. Οι γεωδαιτικές μέθοδοι μέτρησης και επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται δίνουν αξιόπιστα ποσοτικά και ποιοτικά αποτελέσματα. Στόχος αυτής της εργασίας είναι να χρησιμοποιηθούν τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την εφαρμογή γεωδαιτικών μεθόδων σε μια μαθηματική διαδικασία μέσω ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου (ANN), προκειμένου να προβλεφθεί η εξέλιξη της μετακίνησης μιας κατασκευής στο μέλλον. Η εργασία παρουσιάζει την αναλυτική μελέτη για την ανάπτυξη ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου που θα χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη κατακόρυφων μετακινήσεων. Η εφαρμογή αφορά σε ένα μνημείο πολιτιστικής κληρονομιάς, ώστε να ληφθούν μέτρα για την παρεμπόδιση της κατάρρευσης του. Για τη συλλογή των στοιχείων ιδρύθηκε ένα γεωδαιτικό δίκτυο κατακόρυφου ελέγχου που αποτελείται από 15 σημεία. Χρησιμοποιούνται τα αποτελέσματα από δώδεκα σειρές γεωδαιτικών μετρήσεων και επιλύσεων του δικτύου. Διαπιστώθηκε ότι το τεχνητό νευρωνικό δίκτυο, που δημιουργήθηκε και εκπαιδεύτηκε, μπορεί να προβλέπει για έναν ορισμένο χρόνο στο μέλλον, την κατακόρυφη μετακίνηση (ΔΗ) οποιουδήποτε από τα 15 σημεία του γεωδαιτικού δικτύου, με αβεβαιότητα ±0.5mm.

Αυτή η εργασία παρουσιάζει τη διαδικασία για την τεκμηρίωση και την επεξεργασία του τρισδιάστατου ψηφιακού επίγειου προτύπου (DTM) απρόσιτων και τραχιών επιφανειών. Η προτεινόμενη διαδικασία συνδυάζει τη χρήση των σύγχρονων χωροεικονογεωδαιτικών σταθμών με τη γρήγορη τεχνολογία διαμόρφωσης πρωτοτύπου. Αναλύεται ο προσδιορισμός της επιτυγχανόμενης ακρίβειας μέτρησης, καθώς επίσης και η εκτίμηση της a-priori αβεβαιότητας της προσαρμογής επιφάνειας. Παρουσιάζονται οι βασικές έννοιες και οι αρχές των γρήγορων τεχνολογιών διαμόρφωσης πρωτοτύπου. Η εφαρμογή της διαδικασίας πραγματοποιήθηκε στη δύσκολη και αφιλόξενη περιοχή του κεντρικού κρατήρα Stefanos στο ηφαίστειο της νήσου Νίσυρος. Προηγείται ο α-priori υπολογισμός του ελάχιστου βήματος σάρωσης. Χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικοί χωροεικονογεωδαιτικοί σταθμοί. Παρουσιάζονται η επεξεργασία και οι πρόσθετοι αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία Rapid Prototyping με σκοπό τη δημιουργία της τριδιάστατης εκτύπωσης του κρατήρα. Τέλος πραγματοποιείται ένας σχολαστικός έλεγχος της αξιοπιστίας του παραγόμενου προτύπου.

The planned astronomical orientation and positioning of all kinds of monuments was proved by numerous investigations all over the world since the 19th century. Some cult, social or utilitarian purposes dictate a concrete orientation for each one. In this paper are being determined the individual orientation and the dating of Parthenon and Hephaisteion as well as a strong relationship between these significant monuments of the classical era is emerged. The exceptional symmetric placing of these monuments, as proved by this research, in ancient Athens is truly remarkable. Thus the strong religious relationship between the temples is also geometrically documented. The modern instrumentation used today and the special developed astrogeodetic methodology permit the accurate (some arc seconds) determination of a monument’s orientation. Additionally this fact may be also a long discussion between archaeologists, archaeoastronomers and humanists.

Each level and its accompanying rods constitute an integral levelling system. The check of a levelling system is essential in order to ensure the credibility of the geodetic applications where is used. A convenient and cost effective methodology for checking levelling systems is presented through this work. The methodology is based on a low cost innovate comparator which constitutes the basic tool. Using this comparator the levelling systems, which provide accuracy minor or equal to ±1mm/Km, can be checked within 30 minutes. The process, which should be followed as well as the applied statistical tests are analyzed. These tests respond both for the proper operation of the system and the achievement of its nominal accuracy. Additionally the manufacture of the comparator as well as the selection of the used materials is presented. Moreover the calibration methodology of the comparator is described in detail. Finally the results of four levelling systems that were checked are evaluated. It is proved that both tests are necessary as there are cases that a levelling system achieves the nominal accuracy although it doesn’t operate properly due to a systematic error. So, useful conclusions are elicited about the convenience and the use of the methodology.

The increased use of GNSS for technical constructions and infrastructure works makes necessary the calculation of local accurate geoid undulation’s models for the determination of accurate orthometric heights. Apart from the conventional methods, artificial neural networks (ANN) are also used for this purpose. Specially, back propagation artificial neural networks (BPANN) are widely applied for engineering practice. It is well known that the training of ANNs consists a "black box", as the user cannot interlope in the procedure. The aim of this work is to investigate the impact of some crucial parameters to the accuracy, of geoid undulations determination, when BPANN is used. Parameters as the different types of input data (ellipsoidal or Cartesian coordinates, ellipsoidal or orthometric heights etc.), the allocation of the known points at a concrete area, the number of neurons and the number of hidden layers are examined. The results are evaluated by means of the achieved RMSEs, they are compared to each other and to the initial approximation by a polynomial interpolation using GNSS/leveling data. For the trial run an urban region of Athens city was used, where 37 points of known geoid undulations are located at 12Km2 area. Useful diagrams illustrate the evaluation of the 176 BPANNs that were tested. It is concluded that the number of the known points is not as crucial as their regular and equidistant allocation. Also the increment of neurons in the hidden layers, optimize the results. Moreover simple input data set with two or three neurons including the coordinates of the known points is adequate as it provides better assessments.

One of the main subjects of Geodesy is the monitoring of position changes of artificial structures (buildings, dams, bridges etc.). Such position changes can be caused by a variety of reasons such as vehicles for cable bridges, earthquakes etc. Various mathematical models have been developed in order to monitor and to analyze this phenomenon.

This study presents the main models which are used by geodesists for the description of points’ displacements. These are the descriptive models (which are separated into the congruence and the kinematic ones) and the cause – response models (which are separated into the static and the dynamic). Moreover, several models, which are based on time series analysis and are used mainly for the prediction of financial parameters, are referred in parallel. These are the smoothing models, the time series decomposition models and the ARIMA models. All the above mentioned models are discussed and compared in order to emerge their advantages, disadvantages and limitations.

The goal of this study is to substantiate which of these models could be used with reliability for prediction of displacements.

A case study using the most appropriate models is carried out. The experiment deals with the prediction of displacements of a set of permanent GNSS stations. The results proved that the linear kinematic models have the best performance, in comparison with the other examined models.

In recent years, Wireless Sensor Networks (WSNs) have rapidly evolved and now comprise a powerful tool in monitoring and observation of the natural environment, among other fields. The use of WSNs is critical in early warning systems, which are of high importance today. In fact, WSNs are adopted more and more in various applications, e.g. for fire or deformation detection. The optimum deployment of sensors is a multi-dimensional problem, which has two main components; network and positioning approach. Although lots of work has dealt with the issue, most of it emphasizes on mere network approach (communication, energy consumption) and not on the topography (positioning) of the sensors in achieving ideal geometry. In some cases, it is hard or even impossible to achieve perfect geometry in nodes’ deployment. The ideal and desirable scenario of nodes arranged in square or hexagonal grid would raise extremely the cost of the network, especially in unfriendly or hostile environments. In such environments the positions of the sensors have to be chosen among a list of possible points, which in most cases are randomly distributed. This constraint has to be taken under consideration during the WSN planning. Full geographical coverage is in some applications of the same, if not of greater, importance than the network coverage. Cost is a crucial factor at network planning and given that resources are often limited, what matters, is to cover the whole area with the minimum number of sensors. This paper suggests a deployment method for nodes, in large scale and high density WSNs, based on Centroidal Voronoi Tessellation (CVT). It approximates the solution through the geometry of the random points and proposes a deployment plan, for the given characteristics of the study area, in order to achieve a deployment as near as possible to the ideal one.

In recent years, Wireless Sensor Networks (WSNs) have rapidly evolved and now comprise a powerful tool in monitoring and observation of the natural environment, among other fields. The use of WSNs is critical in early warning systems, which are of high importance today. In fact, WSNs are adopted more and more in various applications, e.g. for fire or deformation detection. The optimum deployment of sensors is a multi-dimensional problem, and has two main components; network and positioning approach. Lots of work has dealt with the issue, and one can find several solutions for sensor deployment either achieving ideal network topology or achieving fine geometry. In most cases, it is hard or even impossible to achieve perfect geometry in nodes’ deployment. The desirable scenario of nodes arranged in square or triangular grid would raise extremely the cost of the network, especially in unfriendly or hostile environments. However the user wants to know how much does the deployment plan, approximates the ideal geometry. A geometry as near as possible to the ideal one, minimizes the numbers of sensors needed, which subsequently means less costs for the entire network. This paper suggests an evaluation method for 2D Wireless Sensor Networks, concerning the geometry of the distributed sensors, in large scale WSNs. It approximates the solution comparing the random TIN that the nodes of the network form, with the ideal geometry, i.e. the regular equilateral triangle grid. The user knows a priori, how much does the proposed deployment plan, achieves a deployment as near as possible to the ideal one, for the given characteristics of the study area.

The outstanding Red Βeach in Santorini, the famous volcanic island in Aegean Sea in the territory of Greece, displays extended rock fall instabilities along its cliffs, putting a highly frequented tourist zone at high risk. The study aims to the engineering geological interpretation of these instabilities, as well as to the evaluation of the hazard degree, in relation to the natural evolution of the beach. The detailed field survey of the engineering geological conditions as well as the thorough scanning of the cliffs, using terrestrial scanning (LiDAR), combined with accurate geodetic survey façade plans, enabled the detection of the kinematic unstable sections. A semi-automated qualitative method to evaluate site specific landslide hazard is performed also here with the use of Unmanned Aerial Vehicle (UAV), which executed several flights around the research area 3.5 years after the LiDAR scanning. The resulted products, DSM (Digital Surface Model), orthophoto and point clouds were compared with the LiDAR ones to evaluate the behaviour of the volcanic formation at the cliff, hence the rock fall hazard. The Red Beach cliff, comprised mainly by volcanic scoria cones, is found as a very challenging case to offer a feasible engineering geological solution. Its high requirements in respect to the rock fall control and stabilization along with the necessity for the landscape’s natural beauty maintenance and the adjacent archaeological site preservation complicate the problem. However, stabilization to prevent rock falls will provoke a disruption of the balance between the erosion caused by the sea and the supply of material, originated from the rock falls of the natural slopes towards the beach that could put its own existence into significant danger. A feasible engineering geological solution for stabilizing the cliffs is investigated by evaluating all the possible protective and preventing measures. But is there any to be accepted?

The Church of the Holy Sepulchre (Church of the Resurrection) is one of the most important historical sites of Christianity. The current Aedicule structure is the result of various construction phases, damages and destructions, reconstructions, and protection interventions, and as such, it serves as an emblematic case study for five-dimensional (5D) modelling. The innovative and interdisciplinary approach adopted for the modelling of the Holy Aedicule of the Church of the Holy Sepulchre utilizes data from the following: (a) architectural documentation: Description of the current form and structure, as well as its evolution through the ages, based on historic documentation; (b) analysis of construction phases: The construction phases were revealed by a ground-penetrating radar (GPR) survey that was implemented within an integrated methodology, which enabled the technique to identify the various interfaces; (c) geometric documentation: Generation of a 3D high-resolution model, through an automated image-based method and through using terrestrial laser scanning; (d) materials documentation: A wide range of analytical and nondestructive techniques have been used in order to characterize the building materials and extract data for fusion in 5D modelling; and (e) 5D modelling: visualization of the historic construction phases of the Holy Aedicule of the Church of the Holy Sepulchre. The integrated modelling which, after the above analysis, includes enhanced information covering all aspects of the Aedicule structure, geometry, and materials and forms the basis for the creation of an innovative tool that induces mixed reality (MR) with the focus on the Aedicule’s structural evolution (time factor—4D) and on its materials (5D).

This paper presents a combined field-monitoring and numerical-analysis study. The aim is to examine the influence of reservoir level fluctuations on the settlements of embankment dams by analysing the long-term monitored response of a well-instrumented dam. The field data from three independent monitoring schemes over 25 years are analysed and show a consistent settlement trend with the time. A relevant statistical analysis identifies a strong correlation between the frequency of fluctuations of the settlements and the reservoir level changes which suggests climate-dependent settlements. Finally, hydro-mechanical finite-element analysis of the structural performance of the dam examines the relative effects of soil consolidation and reservoir level changes. It is found that the majority of the dam settlements are due to long-term soil consolidation and that some small fluctuations are due to reservoir level changes.

The study of the astronomical orientation of monuments in Greece has been strengthened over the last decade by the development and application of contemporary methods of measurement and analysis. The study has highlighted important findings related to monuments from the Antiquity up to the modern era. This study includes monuments of the classical antiquity, early Christian basilicas, Byzantine temples and mosques. However, an equally important Monument category is the ancient theatres, which, due to both their size and usefulness, also became the subject of study of this paper. This paper presents the results of a systematic research concerning the determination of the astronomical orientation of ancient theatres in Greece. At the same time, the interpretation of their orientation and their possible relation with the mythology, the position and movement of constellations and the topography of their site is also studied. The geometric data produced with modern methods of measurement and analysis certainly contributes to a more thorough study and interpretation of the positioning and orientation of such large ancient constructions. This systematic research is developed in six of the most important theatres in Greece. These are the ancient theatres of Dionysus,

Forecasting is one of the most growing areas in most sciences attracting the attention of many researchers for more extensive study. Therefore, the goal of this study is to develop an integrated forecasting methodology based on an Artificial Neural Network (ANN), which is a modern and attractive intelligent technique. The final result is to provide short-term and long-term forecasts for changing the position of points, i.e. the displacement or deformation of the surface they belong to. The motivation was the combination of two thoughts, the introduction of the concept of forecasting in most scientific disciplines (e.g. economics, medicine) and the desire to know the future behavior and location of a construction or an area of the natural earth surface. This methodology was designed to be accurate, stable and general in deferent kind of geodetic data. The basic procedures, which are involved, are the definition of the problem, the data pre-processing, the definition of the most suitable ANN, the evaluation using the proper criteria and the production and use of forecasts. The methodology gives great importance to the stages of the pre-processing and the evaluation. The forecasting intervals are also emphasized. Finally the most appropriate ANN is presented and evaluated also it is proved that the use of ANNs in order to make short-term and long-term forecasts gives more accurate forecasts compared to other conventional-statistical forecasting methods.

History, culture, religion, and engineering all intertwined in a recent project in Jerusalem to rehabilitate and strengthen the site believed to be the tomb of Jesus of Nazareth. Modern methods, including 3-D laser scanning, nondestructive testing techniques, and ground-penetrating radar, combined with careful documentation, revealed the secrets of how to help preserve and sustain the ancient site for future generations.

It has been confirmed by many researchers in the past, like Dinsmoor, Heinrich Nissen, Norman Lockyer and Orlandos, that the orientation of the ancient Greek monuments it is not accidental. Also the same is true for monuments of other cultures. Previous years this research was carried out by simple instrumentation like compass and simple calculations due to the lack of computers. Today for the same research there is the possibility of using modern instrumentation and more accurate calculations in order to acquire more accurate and reliable results.

This paper presents a thorough research of monuments astronomical orientation based on the modern state-of-the-art geodetic and astrogeodetic measurements and data analysis. The acquisition of these data permit the acquirement of an astronomically oriented digital plan of the monument, a digital diagram of the perceptible horizon around the monument and a digital reconstruction of the apparent path of the Sun, as it rises above the horizon at characteristic dates. The data reduction procedures are reliable and lead to an accurate determination of monument’s astronomical orientation. The study of this orientation relative to the Sun’s circle reveals significant correlations with the days of their celebration and the adjacent monuments. Here the foundings for the ancient Greek temples of Parthenon and Hephaisteion in Athens, Poseidon at Cape Sounion, Zeus and Hera in Olympia are presented.

The Holy Aedicule situated inside the Church of the Resurrection in the Old City of Jerusalem is the holiest Christian site in the world. For ensuring the sustainability of the Holy Aedicule, continuous, as well as periodic, monitoring using advanced equipment is crucial. The structural health monitoring process, as part of an overall management plan, will contribute in real time, through appropriate risk analysis and documentation, so that all relevant Christian Communities can take appropriate measures for the preservation of the structure. This paper describes the monitoring project and the equipment installed at the site during the restoration works. Main risks identified by the diagnostic campaign were tomb microclimatic variations as a result of the enormous number of visitors and Jerusalem climatic data, rising damp, seismic hazard, and structure movements during and after the completion of the restoration works. The installed instrumentation includes air temperature and relative humidity sensors, moisture content sensors for masonry materials, and a geodetic total station and a network of accelerometers for the continuous monitoring of the static and dynamic behavior of the monument, respectively. Thus, the remote monitoring and assessment of various risks to the monument is possible in real time.

Προσδιορίστηκε ο αστρονομικός προσανατολισμός και η χρονολογία κτίσης του Ηραίου της Σάμου, ενός από τα μεγαλύτερα μνημεία της αρχαιότητας. Έγινε η γεωμετρική τεκμηρίωση του μνημείου και δοκιμάστηκαν νέα όργανα για τον προσδιορισμό του αστρονομικού προσανατολισμού του. Αποδείχτηκε ότι με τη χρήση ενός μόνο ολοκληρωμένου γεωδαιτικού σταθμού μπορούν να εκτελεστούν όλες οι εργασίες για τη γεωμετρική τεκμηρίωση και τον προσδιορισμό του αστρονομικού προσανατολισμού ενός μνημείου, με ικανοποιητική ακρίβεια, γεγονός που κάνει τη μέθοδο πιο εύχρηστη και οικονομική. Επίσης ερευνώντας διάφορους αστερισμούς πλην του ήλιου, απεδείχθη ότι ο προσανατολισμός του ναού συνδέεται άμεσα με τη θέση και την κίνηση του αστερισμού των Πλειάδων, όπως φαίνονται από το χώρο του μνημείου. Η θέση αυτή σε σχέση με τον προσανατολισμό του βασικού κατά μήκος άξονα του μνημείου σηματοδοτούσε την έναρξη της Άνοιξης και του Φθινοπώρου, δύο εποχές πολύ σημαντικές στον αρχαίο κόσμο.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η γεωμετρική τεκμηρίωση και ο προσδιορισμός της χρονικής περιόδου κτίσης του καθολικού της Ιεράς μονής Δούσικου που βρίσκεται στο νομό Τρικάλων, όπως προκύπτει από την εφαρμογή γεωδαιτικών και αστρονομικών μεθόδων. Παρουσιάζονται τα ιστορικά στοιχεία του καθολικού ναού από τη κτίση του μέχρι και σήμερα (2008) και αναλύονται οι αστρογεωδαιτικές και γεωδαιτικές μετρήσεις που εκτελέστηκαν. Έτσι πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός της θέσης του ναού στον ελλαδικό και στον παγκόσμιο χώρο, η καταγραφή των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του και ο προσδιορισμός του αστρονομικού προσανατολισμού του. Με τη χρήση σύγχρονων ψηφιακών γεωδαιτικών οργάνων, παρήχθη το αστρονομικά προσανατολισμένο τοπογραφικό διάγραμμα της κάτοψης και τα αντίστοιχα της εγκάρσιας και της καταμήκος τομής του ναού, τα οποία παρέχουν τη γεωμετρική τεκμηρίωση του καθολικού με ακρίβεια μερικών mm. Προσδιορίστηκε, σύμφωνα με την εφαρμοζόμενη ανεξάρτητη μέθοδο, χρησιμοποιώντας τον αστρονομικό προσανατολισμό του ναού, ως έτος αρχικής θεμελίωσης του καθολικού το 1379 με αβεβαιότητα  40 έτη και η αφιέρωσή του στην εορτή της Κοίμησης της Θεοτόκου (15 Αυγούστου).

Όταν το 1920 η Τοπογραφική Υπηρεσία του Υπουργείου Συγκοινωνιών με την επιμέλεια του Δ.Ν. Λαμπαδάριου, διπλωματούχου μηχανικού και καθηγητή Γεωδαισίας του Ε.Μ. Πολυτεχνείου, πραγματοποίησε την ίδρυση του χωροσταθμικού δικτύου Αθηνών, προαστίων και περιχώρων ίσως δεν φανταζόταν τη γεωμετρική παρακαταθήκη που θα άφηνε στις επόμενες γενιές μηχανικών.

Μετά από 90 χρόνια, έγινε μια συντονισμένη προσπάθεια για την αναζήτηση, την εύρεση και την τεκμηρίωση των υψομετρικών αφετηριών του δικτύου αυτού. Η τεκμηρίωση οργανώθηκε με τέτοιο τρόπο ώστε η ανεύρεση των σημείων να είναι εύκολα αντιληπτή από οποιονδήποτε συνάδελφο Τοπογράφο Μηχανικό.

Στη εργασία αυτή παρουσιάζεται η προσπάθεια αυτή, ενώ παράλληλα παρουσιάζεται η μέτρηση μέρους του χωροσταθμικού δικτύου Αθηνών, όπως πραγματοποιήθηκε σήμερα, με τις εναπομείναντες υψομετρικές αφετηρίες. Το δίκτυο επιλύεται με τη μέθοδο ελαχίστων τετραγώνων και παρουσιάζονται οι μεταβολές στις τιμές των ορθομετρικών υψομέτρων και υψομετρικών διαφορών μεταξύ των υψομετρικών αφετηριών. Από τη σύγκριση αυτών των τιμών προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα που αφορούν στην κατακόρυφη μετακίνηση της περιοχής ύστερα από σχεδόν έναν αιώνα.

Τις τελευταίες δεκαετίες η ανάπτυξη και η εξέλιξη των συστημάτων δορυφορικού εντοπισμού (Global Positioning System - GPS) είναι αλματώδης. Όλο και περισσότερο χρησιμοποιούνται τόσο σε γεωδαιτικές μετρήσεις όσο και στην απλή καθημερινότητα. Με τη χρήση των συστημάτων αυτών είναι πια απλή η διαδικασία του προσδιορισμού των συντεταγμένων ενός η περισσοτέρων σημείων της φυσικής Γήινης επιφάνειας. Διαφορετικές φορητές συσκευές του συστήματος χρησιμοποιούνται καθημερινά από εντελώς ανειδίκευτους χρήστες οποιασδήποτε επαγγελματικής κατάρτισης μέχρι εξειδικευμένους μηχανικούς. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται ειδικά στους δέκτες GPS χειρός (συνηθέστερα καλούμενους "φορητά GPS") που έχουν κατακλύσει την αγορά και χρησιμοποιούνται από την πλειοψηφία των "απλών" χρηστών, έχει δε ως στόχο να αναδείξει την αναγκαιότητα μετρολογικού ελέγχου των δεκτών αυτών. Αρχικά γίνεται μια παρουσίαση του τρόπου λειτουργίας αυτών των δεκτών. Παρουσιάζονται διάφοροι έλεγχοι που έγιναν χρησιμοποιώντας κάποια από αυτά τα συστήματα, ώστε να διαπιστωθεί η αξιοπιστία αλλά και η ακρίβεια στον προσδιορισμό της θέσης. Τέλος παρατίθενται κάποιες πρώτες σκέψεις που αφορούν στη διαδικασία μετρολογικού ελέγχου τέτοιων φορητών συσκευών, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συγκεκριμένες εργασίες, παρέχοντας την αναμενόμενη αξιοπιστία και ακρίβεια.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια νέα αστρογεωδαιτική μεθοδολογία που οδηγεί στη γεωμετρική τεκμηρίωση, τον προσδιορισμό του αστρονομικού προσανατολισμού και τη χρονολόγηση ενός μνημείου.

Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε στο Ηραίο του Άργους στην Πελοπόννησο. Αυτή περιλαμβάνει:

• Τη γεωμετρική τεκμηρίωση του ναού, ο οποίος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ολοκληρωμένο γεωδαιτικό σταθμό και καταλήγει στη δημιουργία του διαγράμματος κάτοψης του ναού.
• Tον προσδιορισμό του αστρονομικού προσανατολισμού του ναού. Αυτός επιτυγχάνεται εφαρμόζοντας τη μέθοδο της ωριαίας γωνίας, πραγματοποιώντας μετρήσεις προς τον Πολικό Αστέρα, χρησιμοποιώντας έναν ολοκληρωμένο γεωδαιτικό σταθμό.
• Τον υπολογισμό του βασικού κατά μήκος άξονα του ναού και του αστρονομικού του αζιμουθίου.
• Μετρήσεις για τον προσδιορισμό της οριογραμμής του ανατολικού αισθητού ορίζοντα του ναού και απεικόνισής του σε ένα διάγραμμα αζιμουθίου – γωνίας ύψους.
• Τον προσδιορισμό της πορείας του ήλιου για συγκεκριμένες ημερομηνίες. Αυτός γίνεται χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό εικονικό πλανητάριο. Οι τρεις γραμμές απεικονίζονται σε κοινό διάγραμμα. Η ημέρα του έτους για την οποία η απόσταση της πορείας του ήλιου από το σημείο τομής των άλλων δύο (βασικός κατά μήκος άξονας, οριογραμμή αισθητού ορίζοντα) είναι η ελάχιστη, ορίζεται ως η ημέρα θεμελίωσης του ναού.

Υπολογίστηκε το αστρονομικό αζιμούθιο του Ηραίου ίσο με 105o 53' ±3' και έγινε η χρονολόγηση του μνημείου (25 Φεβρουαρίου 403 π.Χ ± 23 έτη).

Η μεθοδολογία που παρουσιάστηκε μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε μνημείο τόσο για τον προσδιορισμό του προσανατολισμού του όσο και τον προσδιορισμό του έτους κτίσης. Χρησιμοποιεί σύγχρονα, ακριβή γεωδαιτικά όργανα εξασφαλίζοντας την ορθότητα και την ακρίβεια των αποτελεσμάτων.

Είναι ανεξάρτητη των ιστορικών και αρχαιολογικών στοιχείων και μπορεί να συμβάλλει στην έρευνα του προσανατολισμού ενισχύοντας ή και απαντώντας σε αρχαιολογικές έρευνες.

Η διαχρονική παρακολούθηση και ο έλεγχος της κινηματικής συμπεριφοράς ενός φράγματος αποτελεί ένα από τα πεδία εφαρμογής της γεωδαισίας. Η ανάπτυξη και ο εκσυγχρονισμός των γεωδαιτικών μεθόδων και των οργάνων παρακολούθησης των παραμορφώσεων τα τελευταία χρόνια, με τη ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας, παρέχει ακρίβεια της τάξης των λίγων χιλιοστών. Στην εργασία αυτή γίνεται παρουσίαση διάφορων μεθόδων, που εφαρμόζονται για την παρακολούθηση φραγμάτων και των τρόπων σήμανσης των σημείων ελέγχου ώστε να εξασφαλίζεται η μονιμότητα στο χρόνο και η ακρίβεια των μετρήσεων. Παρουσιάζεται επίσης η εφαρμογή γεωδαιτικών μεθόδων στην παρακολούθηση της κινηματικής συμπεριφοράς του φράγματος του Κούρη στη Κύπρο. Αναλύεται η ίδρυση, μέτρηση και επίλυση ενός δικτύου κατακορύφου ελέγχου και ενός δικτύου τριδιάστατου ελέγχου σε δύο διαφορετικές χρονικές στιγμές μέτρησης. Προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα τόσο για την αποτελεσματικότητα των εφαρμοζόμενων μεθόδων όσο και για την κινηματική συμπεριφορά του φράγματος.

Σύγχρονες κατασκευές, καθώς και πολλά βιομηχανικά προϊόντα, έχουν συγκεκριμένη γεωμετρική επιφάνεια σύμφωνα με τις προδιαγραφές τους. Μέχρι σήμερα, η γεωμετρική τεκμηρίωση αυτών των επιφανειών γινόταν χρησιμοποιώντας κλασικούς laser σαρωτές, που δυστυχώς έχουν πολύ υψηλό κόστος αγοράς, είναι ιδιαίτερα ογκώδεις για τη μεταφορά στο χώρο μέτρησης και απαιτούν περίπλοκη διαδικασία μέτρησης.

Περίπου πριν από δύο χρόνια, εμφανίστηκε στην αγορά μια νέα γενιά ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών που έχουν τη δυνατότητα σάρωσης. Οι γεωδαιτικοί αυτοί σταθμοί συνδυάζουν την δυνατότητα μέτρησης μήκους χωρίς τη χρήση ανακλαστήρα με κατάλληλο λογισμικό, και επιτρέπουν στο χρήστη να συλλέγει δεδομένα στο χώρο.

Οι επονομαζόμενοι light laser scanners, έχουν μικρότερο όγκο και βάρος, είναι αρκετά φθηνότεροι από τους κλασικούς σαρωτές laser και διαθέτουν φιλικό προς το χρήστη λογισμικό. Για όλους τους παραπάνω λόγους, μπορούν εύκολα να αντικαταστήσουν σήμερα τους κλασικούς σαρωτές laser σε πολλές εφαρμογές. Στην εργασία αυτή αναλύεται μια ολοκληρωμένη διαδικασία, η οποία οδηγεί στα ακόλουθα αποτελέσματα:

• στην a-priori εκτίμηση της αβεβαιότητας των μετρούμενων σημείων, χρησιμοποιώντας τους "light laser scanners."
• στην επιλογή του κατάλληλου ολοκληρωμένου γεωδαιτικού σταθμού και στην κατάλληλη απόσταση σάρωσης, ανάλογα με την επιθυμητή αβεβαιότητα.
• στον καθορισμό των παραμέτρων σάρωσης, όπως το βήμα σάρωσης (οριζόντια και κατακόρυφα) και, κατά συνέπεια, στον υπολογισμό του μέγιστου αριθμού των μετρούμενων σημείων, καθώς και στο a-priori τυπικό σφάλμα της προσαρμογής της γεωμετρικής επιφάνειας.

Για το σκοπό αυτό συνδυάζονται δύο μέθοδοι : η μέθοδος Monte Carlo και η μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων.

Παρουσιάζεται μια εφαρμογή σε μια δύσκολη γεωμετρική επιφάνεια (δορυφορική κεραία) που έχει σχήμα ενός ελλειπτικού παραβολοειδούς, από την οποία προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα.

Αποδεικνύεται ότι οι  light laser scanners είναι κατάλληλοι για την ευκολότερη, γρηγορότερη και φθηνότερη τεκμηρίωση των γεωμετρικών επιφανειών.

Παρουσιάζεται η ολοκληρωμένη γεωδαιτική μεθοδολογία ταυτόχρονης παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο, δύο ή περισσότερων σημείων σε γέφυρα. Αναλύονται επίσης τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της γεωδαιτικής αυτής μεθοδολογίας σε σχέση με γεωτεχνικές μεθόδους και ακόμη γίνεται σύγκριση της χρήσης συστημάτων του δορυφορικού συστήματος εντοπισμού (GPS) και ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών.

Η μεθοδολογία βασίζεται στο συγχρονισμό δύο τελευταίας τεχνολογίας γεωδαιτικών σταθμών υψηλής ακρίβειας και δυνατοτήτων. Η εφαρμογή πραγματοποιείται στη Χαλκίδα στην υψηλή καλωδιωτή γέφυρα του Ευρίπου. Παρουσιάζονται οι χρονοσειρές παρατηρήσεων καθώς και η φασματικής τους ανάλυση χρησιμοποιώντας το κανονικοποιημένο περιοδόγραμμα του Lomb και προσδιορίζονται η συχνότητα και το μέγεθος της ταλάντωσης των σημείων τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή.

Τα αποτελέσματα κρίνονται ικανοποιητικά, ενώ είναι εμφανής η αναγκαιότητα μεγαλύτερης συχνότητας καταγραφής των μετρήσεων και μεγαλύτερης ανάλυσης του χρόνου καταγραφής.

Όπως έχει αποδειχθεί από διάφορες μελέτες σε όλο τον κόσμο, ο πραγματικός προσανατολισμός των μνημείων παρουσιάζει μεγάλο ερευνητικό αλλά και κοινωνικό ενδιαφέρον. Ιδιαίτερα ο προσανατολισμός μνημείων που χρησιμοποιούνταν ως χώροι θρησκευτικής λατρείας, ακολουθεί συνήθως αυστηρούς κανόνες σύμφωνα με την παράδοση και την πίστη της κάθε θρησκείας. Σήμερα με τη σύγχρονη τεχνολογία και την εφαρμογή νέων ειδικών αστρογεωδαιτικών μεθοδολογιών μπορεί εύκολα να προσδιοριστεί ο ακριβής προσανατολισμός ενός μνημείου. Η κληρονομία αυτή μπορεί να μεταφέρει στις επόμενες γενιές αξιόπιστες πληροφορίες και να βοηθήσει να κατανοήσουν καλύτερα τον σκοπό του ακριβούς προσανατολισμού ενός μνημείου σε συγκεκριμένη διεύθυνση. Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δύο ερευνητικών εργασιών που ασχολήθηκαν με το αντικείμενο αυτό. Η πρώτη ασχολείται με τα σημαντικότερα μνημεία του αρχαιολογικού χώρου της Δήλου, ενώ η δεύτερη με τα μνημεία της καστροπολιτείας του Μυστρά. Με στόχο τη διάδοση των αποτελεσμάτων στο ευρύ κοινό, όλες οι πληροφορίες που προέκυψαν για κάθε μνημείο που διερευνήθηκε δηλ. το σχέδιο της κάτοψής του, το αστρονομικό αζιμούθιο του βασικού κατά μήκος άξονα του, το διάγραμμα του αισθητού του ορίζοντα, ο προσανατολισμός και η ερμηνεία του, οργανώθηκαν σε μια βάση δεδομένων χρησιμοποιώντας διαφορετικό λογισμικό για κάθε ομάδα μνημείων. Τα λογισμικά Macromedia και ArcGIS χρησιμοποιήθηκαν για τα μνημεία της πρώτης και της δεύτερης ερευνητικής εργασίας αντίστοιχα. Αναλύονται οι παράμετροι της δημιουργίας των βάσεων δεδομένων, η ευκολία της χρήσης, η ποικιλία των επιλογών και αναδεικνύονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του κάθε λογισμικού σχετικά με την πρόσβαση και την διάδοση της γνώσης ακόμη και σε μη εξειδικευμένους και σχετικούς με το αντικείμενο χρήστες.

This paper deals with the comparison of the minimum constraints of the least squares methods that are used for the adjustment of a 3D monitoring network. The comparison is applied for the 3D geodetic network that was established in the site of the Holy Aedicule of the Holy Sepulchre in Jerusalem during the rehabilitation works (2016 - 2017). The permanent 3D monitoring geodetic network was implemented with special benchmarks. This network was measured at 8 different times from July 2016 to January 2017, in order to allow the displacements’ control of the network.

Two methods of minimum constraints adjustment are studied, minimum external and inner constraints. The main difference between these methods is the way each of them overcome the datum deficiency. External constraints require a minimum of known point coordinates and line direction, while inner constraints overcome control problem by using a set of constraints equations.

The network of the Aedicule is being adjusted for every phase, using both methods of minimum constraints. Adjusting the Holy Aedicule network with the external constraints, the accuracy of the determination is better than ±1mm for 95% confidence level, while the absolute and relative displacements are calculated using triaxial ellipsoids. Absolute displacements are equal to 4.1mm. Using inner constraints, the accuracy of determination is better than ±0.5mm for the same confidence level and the absolute displacements equals to 3.8mm.

Through error ellipsoids is proven that inner constraints lead to absolute error ellipsoids 60% smaller than using external constraints, while the displacement vectors do not differ notably, concluding that the sensitivity (i.e. possibility to detect displacements) of the network increases. The results are visually presented with diagrams.

Global Navigation Satellite Systems (GNSS) are currently widely used for deformation data collection. Numerous of receivers are installed on structures like bridges and dams, in order to monitor their operation and health conditions. The technological advancement and installation of many networks of permanent and continuously operated reference stations (CORS) have resulted in their extensive use for monitoring purposes. Each one of the GNSS receivers is connected with a reference station, to perform the measurements.

Although the use of GNSS receivers and a proper reference station has been scientifically proved that horizontal and vertical accuracies of about ±10-15mm can be achieved, the distance limitations of using a permanent reference station for deformation monitoring, is a crucial parameter. In this paper, the influence of the distance, between a monitor receiver and the reference station, to the achieved accuracy is investigated. The study involves measurements by single and dual frequency receivers at various conditions. These refer to the methodology being used for the measurements (Single Base and VRS), and the distance between the reference station and GNSS receiver, which fluctuates from 50m to 25km.

Regarding the results, the values of these distances are studied in order to examine the necessity and usefulness of using virtual stations, which are every time created at a different close distance to the monitored facility. Also, the least time between the different sets of measurements, in order for the deformation time series to be created, is concluded. Finally, the relation between the distance and the achieved accuracy is determined, through mathematical modelling.

Οι κατακόρυφες μικρομετακινήσεις σημείων ελέγχου, τα οποία είναι απρόσιτα και δεν είναι δυνατό να συνδεθούν υψομετρικά με τη μέθοδο της γεωμετρικής χωροστάθμησης, μπορούν να προσδιοριστούν με τη μέθοδο της Τριγωνομετρικής Υψομετρίας. Στην εργασία αυτή γίνεται ανάλυση των σφαλμάτων που εμφανίζονται στον προσδιορισμό με τη μέθοδο αυτή. Ακόμη γίνεται ειδική αναφορά στο σφάλμα λόγω της μεταβολής του συντελεστή γεωδαιτικής διάθλασης. Αναλύεται μια μεθοδολογία ταυτόχρονου προσδιορισμού των κατακόρυφων μικρομετακινήσεων και της μεταβολής του συντελεστή γεωδαιτικής διάθλασης Κ. Η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας γίνεται στο δίκτυο ελέγχου των μικρομετακινήσεων των φερόντων στοιχείων του Σταδίου Ειρήνης και Φιλίας.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια νέα γεωμετρική μεθοδολογία, η οποία συνδυάζει γεωδαιτικές και αστρονομικές μεθόδους με σκοπό τον προσδιορισμό του ακριβούς προσανατολισμού μνημείων. Η μεθοδολογία αυτή μπορεί να οδηγήσει επίσης στον προσδιορισμό της χρονικής περιόδου κτίσης του μνημείου. Παρουσιάζεται η εφαρμογή που έγινε στους ναούς και στα παρεκκλήσια που βρίσκονται στο χώρο της Μοναστικής Πολιτείας των Μετεώρων, όπου απεδείχθη ο συστηματικός τρόπος προσανατολισμού, ο οποίος συνδέεται κυρίως με την ημέρα εορτασμού τους. Κατά την εφαρμογή της μεθοδολογίας, με τη χρήση σύγχρονων γεωδαιτικών ψηφιακών σταθμών, δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων που περιέχει τα προσανατολισμένα τοπογραφικά διαγράμματα των κατόψεών τους. Τα διαγράμματα αυτά αναφέρονται σε ενιαίο κρατικό σύστημα αναφοράς και αποδίδουν πλήρως και με ακρίβεια της τάξης  2mm όλη τη γεωμετρική πληροφορία για κάθε ναό. Η μεθοδολογία είναι εύκολη και γρήγορη και μια γενικευμένη εφαρμογή της μπορεί να βοηθήσει εξαιρετικά στη δημιουργία αρχείων με αντίστοιχες πληροφορίες για όλα τα μνημεία.

Αντικείμενο της εργασίας αυτής είναι η πρόταση μιας γεωδαιτικής μεθοδολογίας για την γρήγορη και ακριβή αποτύπωση – τεκμηρίωση μεγάλων βραχωδών πρανών. Γίνεται μια συνοπτική παρουσίαση των μεθόδων και των οργάνων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τέτοιου είδους εργασίες. Αναλύεται η χρήση νέων οργάνων, όπως είναι οι σύγχρονοι γεωδαιτικοί σταθμοί που μετρούν μήκη χωρίς τη χρήση ανακλαστήρα και επιτρέπουν τον γρήγορο και ακριβή προσδιορισμό συντεταγμένων απρόσιτων σημείων σε τοπικό τρισδιάστατο σύστημα αναφοράς. Δίνεται έμφαση στην κατάλληλη παρουσίαση των γεωμετρικών αποτελεσμάτων έτσι ώστε να είναι χρήσιμα και εύκολα αξιοποιήσιμα από την άλλους επιστήμονες, που εκπονούν διάφορες μελέτες (στήριξης, αποκατάστασης κ.α). Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε στο βραχώδες πρανές του κάστρου της Μήθυμνας στη Μυτιλήνη, όπου εκπονούνται μελέτες στήριξης και προστασίας του λόγω κατολίσθησης των βράχων.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η μεθοδολογία για τη διερεύνηση του προσανατολισμού μνημείων που βασίζεται σε γεωδαιτικές και αστρονομικές μετρήσεις. Η προτεινόμενη μεθοδολογία και η επεξεργασία των μετρήσεων είναι γρήγορη και οδηγεί στον ακριβή προσδιορισμό της διεύθυνσης προσανατολισμού ενός μνημείου. Τα στοιχεία, που είναι απαραίτητα για τη διερεύνηση του προσανατολισμού, είναι το αστρονομικά προσανατολισμένο διάγραμμα της κάτοψης του μνημείου, το διάγραμμα του αισθητού ορίζοντα που βρίσκεται στο χώρο του μνημείου και το διάγραμμα της φαινόμενης πορείας του ήλιου ή κάποιου άλλου αστέρα όπως αυτός ανατέλλει πάνω από τον ορίζοντα του μνημείου, για κάποια χαρακτηριστική ημερομηνία.

Η ερμηνεία του προσανατολισμού του μνημείου γίνεται συνδυάζοντας και άλλες ιστορικές, πολιτιστικές πληροφορίες σχετικά με τη χρήση του και τη χρονική περίοδο κατασκευής του.

Γίνεται ανάλυση – παρουσίαση της μεθοδολογίας μέσω της εφαρμογής της στο καθολικό της Μονής Μεγάλου Μετεώρου στη Μοναστική Πολιτεία των Μετεώρων. Περιγράφονται οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν και τα αντίστοιχα διαγράμματα που συντάχθηκαν. Ο προσανατολισμός του ναού διερευνάται σε σχέση με την ημερομηνία εορτής του και τον χρόνο κατασκευής του.

Προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του καθολικού και την ιδιαίτερη προσοχή που επέδειξαν οι κτήτορές του κατά τη διαδικασία κτήσης του.

Προτείνεται τέλος η εφαρμογή της μεθόδου και σε άλλα μεγάλα παγκόσμια μνημεία με απώτερο σκοπό τη δημιουργία μιας βάσης δεδομένων προσανατολισμένων μνημείων (GIS), που θα είναι πολύ χρήσιμη και σημαντική για την περαιτέρω μελέτη τους και την προστασία της πολιτιστικής παράδοσης.

Τα γεωδαιτικά δίκτυα συνήθως μετρώνται και συνορθώνονται είτε με επίγειες συμβατικές μεθόδους, είτε με δορυφορικές. Πολλές φορές όμως, διάφοροι λόγοι, (αδυναμία μέτρησης, απώλεια κάποιων παρατηρήσεων) κάνουν επιτακτική την ανάγκη για τον συνδυασμό των δύο παραπάνω μεθόδων μέτρησης. Η εργασία αυτή αναφέρεται στους λόγους που οδηγούν σε μια τέτοια συνδυασμένη επεξεργασία των μετρήσεων και καταγράφει τις βασικές παραμέτρους που διαφοροποιούν τις δύο μεθόδους και οι οποίες πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη σε περίπτωση μιας τέτοιας επεξεργασίας μετρήσεων.

Αναλύεται μια εφαρμογή αυτής της διαδικασίας, σε ένα γεωδαιτικό δίκτυο που μετρήθηκε και με τις δύο μεθοδολογίες κατά τη διάρκεια του θερινού μαθήματος της ΣΑΤΜ του ΕΜΠ στις νήσους Οινούσσες. Το δίκτυο αυτό αποτελείται από 6 σημεία τα οποία βρίσκονται σε αποστάσεις που κυμαίνονται από 500m έως 2Km. Έγιναν τρεις διαφορετικές επιλύσεις προκειμένου να γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων.

Στην πρώτη επίλυση χρησιμοποιήθηκαν μόνο οι δορυφορικές μετρήσεις, ενώ στη δεύτερη μόνο οι επίγειες (κλασσικές). Στην τρίτη επίλυση του δικτύου χρησιμοποιήθηκαν σε συνδυασμό ορισμένα στοιχεία από τις δορυφορικές μετρήσεις και ορισμένα από τις επίγειες.

Αναλύεται το αποτέλεσμα των επιλύσεων αυτών, το οποίο προσδιορίζει και τις δυνατότητες της εφαρμογής αυτής, λαμβάνοντας υπόψη τις απαραίτητες παραμέτρους.

Τέλος προκύπτει ότι η εφαρμογή μιας τέτοιας διαδικασίας στην επεξεργασία των μετρήσεων είναι πραγματικά χρήσιμη και μπορεί να δώσει λύσεις και να διευκολύνει τη μέτρηση – επίλυση γεωδαιτικών δικτύων υποδομής σε τρέχουσες τοπογραφικές εφαρμογές.

Τα γυροσκόπια και τα γυροσκοπικά θεοδόλιχα έχουν τη δυνατότητα να μετρούν διευθύνσεις από τον αστρονομικό βορρά με ακρίβεια 3. Είναι απαραίτητος ο έλεγχος για την ορθή λειτουργία τους και η βαθμονόμησή τους σε τακτά χρονικά διαστήματα. Η βαθμονόμηση γίνεται σε ένα σύστημα ευθυγραμμιστή (collimator), το οποίο είναι ένα οριζοντιωμένο τηλεσκόπιο εστιασμένο στο άπειρο.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια μεθοδολογία ακριβούς προσδιορισμού του αστρονομικού αζιμουθίου της διεύθυνσης, που ορίζεται από τον άξονα του ευθυγραμμιστή. Αναλύεται θεωρητικά η μέθοδος που οδηγεί στον προσδιορισμό του αστρονομικού αζιμουθίου της διεύθυνσης αυτής σε σύντομο χρόνο (περίπου 20min), καθώς και η επιτυγχανόμενη ακρίβεια. Ο προσδιορισμός αυτός μπορεί να γίνει με αστρονομικές παρατηρήσεις στον Πολικό Αστέρα χρησιμοποιώντας ένα ευέλικτο σύστημα το οποίο αποτελείται από ένα γεωδαιτικό σταθμό υψηλής ακρίβειας και ένα δέκτη του συστήματος GPS. Κατόπιν γίνεται ακριβής μεταφορά του αστρονομικού αζιμουθίου στο χώρο που βρίσκεται εγκατεστημένος ο ευθυγραμμιστής, χρησιμοποιώντας ειδική διαδικασία αυτοσκόπευσης και κατάλληλα παρελκόμενα.

Τέλος παρουσιάζεται η εφαρμογή της μεθοδολογίας σε συγκεκριμένο σύστημα, η οποία συνοδεύεται από τα αποτελέσματα και τις ακρίβειες που επιτεύχθηκαν.

Στην εργασία παρουσιάζεται μια μεθοδολογία γεωμετρικής τεκμηρίωσης δομικών στοιχείων κατασκευών, μετά από την τέλεση ενός δυναμικού φαινομένου (σεισμός). Η τεκμηρίωση αυτή είναι απαραίτητη τόσο για τον προσδιορισμό των αιτίων που προκάλεσαν την παραμόρφωση μιας κατασκευής, όσο και για την καταγραφή της γεωμετρικής και στατικής συμπεριφοράς της κατασκευής μετά από ένα δυναμικό φαινόμενο. Αναλύεται θεωρητικά η μεθοδολογία τεκμηρίωσης τέτοιων κατασκευών όπως αυτή μπορεί σήμερα να εφαρμοστεί με τη χρήση σύγχρονων γεωδαιτικών σταθμών. Δημιουργούνται έτσι τοπογραφικά διαγράμματα οριζοντίων τομών (κατόψεων) σε διάφορα ύψη, και κατακορύφων τομών, στα οποία καταγράφονται τόσο τα γεωμετρικά στοιχεία των δομικών στοιχείων της κατασκευής όσο και οι φθορές της (ρηγματώσεις, στροφές, καταπτώσεις κ.α). Η τεκμηρίωση αυτή είναι σημαντική και παρέχει σε μηχανικούς και άλλους επιστήμονες, όλα τα απαραίτητα στοιχεία προκειμένου να οδηγηθούν σε σωστά συμπεράσματα σχετικά με τα αίτια που προκάλεσαν την καταστροφή της κατασκευής. Επιπλέον η τεκμηρίωση αυτή είναι εξαιρετικά χρήσιμη για την ασφαλή επισκευή της κατασκευής, εφόσον αυτό είναι δυνατό.

Τέλος παρουσιάζεται η εφαρμογή της μεθοδολογίας σε συγκεκριμένη κατασκευή στην περιοχή του Λεκανοπεδίου Αττικής, η οποία παρουσίασε σοβαρά προβλήματα στατικής λειτουργίας και κατέρρευσε μερικώς, μετά το σεισμό της 7ης Σεπτεμβρίου 1999. Η εφαρμογή συνοδεύεται από τα αντίστοιχα διαγράμματα κατόψεων και κατακόρυφων τομών – όψεων στα οποία αποδίδονται λεπτομερώς οι θέσεις και τα γεωμετρικά στοιχεία της κατασκευής και προκύπτουν χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τη διαδικασία κατασκευής της.

Σκοπός της εργασίας είναι ο έλεγχος και η ερμηνεία του προσανατολισμού των τεσσάρων μουσουλμανικών τεμενών, που σώζονται σήμερα στην πόλη των Ιωαννίνων, χρησιμοποιώντας αστρονομικές και γεωδαιτικές μεθόδους, όπως αυτές εφαρμόζονται με τη χρήση σύγχρονων ψηφιακών γεωδαιτικών σταθμών.

Αρχικά ιδρύθηκε γεωδαιτικό δίκτυο με σκοπό της ένταξη των τεμενών στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς (ΕΓΣΑ 87). Το δίκτυο μετρήθηκε χρησιμοποιώντας δέκτες του Δορυφορικού συστήματος GPS και προσδιορίστηκαν τόσο οι γεωδαιτικές συντεταγμένες (φ, λ), όσο και οι αντίστοιχες καρτεσιανές (x, y) στην προβολή, καθώς και το υψόμετρο Η. Στη συνέχεια έγιναν οι απαραίτητες γεωδαιτικές μετρήσεις, για την λεπτομερή αποτύπωση των τεμενών και τη δημιουργία τοπογραφικών διαγραμμάτων των κατόψεών τους σε κλίμακα 1:50. Τα διαγράμματα αυτά χρησιμοποιούνται για τον αναλυτικό προσδιορισμό του βασικού κατά μήκος άξονα ή άλλων χαρακτηριστικών διευθύνσεων κάθε τεμένους. Ακολούθησε η εκτέλεση αστρονομικών παρατηρήσεων, με σκοπεύσεις στον Πολικό Αστέρα, με σκοπό τον προσανατολισμό των διαγραμμάτων αυτών ως προς τον αστρονομικό βορρά. Οι παρατηρήσεις έγιναν χρησιμοποιώντας σύγχρονο ψηφιακό γεωδαιτικό σταθμό υψηλής ακρίβειας ο οποίος συνδέεται με δέκτη του Δορυφορικού συστήματος GPS. Έτσι δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων που περιέχει τα προσανατολισμένα τοπογραφικά διαγράμματα των κατόψεών τους.

Τέλος ελέγχθηκε ο συστηματικός ή ο επιλεκτικός προσανατολισμός των τεσσάρων τεμενών και εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα.

Η βαθμονόμηση είναι μια διαδικασία η οποία προσδιορίζει τα χαρακτηριστικά ενός μετρητικού συστήματος ή τη σωστή λειτουργία του. Στην εργασία αυτή γίνεται μια ανασκόπηση των ελέγχων, που είναι απαραίτητοι και πρέπει να εφαρμόζονται σε τακτά χρονικά διαστήματα στα ψηφιακά θεοδόλιχα. Επιπλέον οι έλεγχοι αυτοί πιστοποιούν τη δοσμένη κατασκευαστική ακρίβεια για κάθε όργανο. Οι έλεγχοι αφορούν στη σωστή θέση του συστήματος οπτικής ή laser κέντρωσης του οργάνου, στη θέση των σταυρονημάτων του, στην ορθή οριζοντίωση και αναγραφή των ενδείξεων των μετρήσεων και τέλος στον έλεγχο σύμφωνα με τη διαδικασία DIN 18723, ο οποίος υπολογίζει την ακρίβεια της μοναδιαίας μέτρησης για κάθε μετρούμενο μέγεθος. Κάποιος προβληματισμός αναδεικνύεται σχετικά με την εξ ορισμού ακρίβεια ενός ψηφιακού θεοδολίχου όπως δίνεται από τον κατασκευαστή και υπό ποιες συνθήκες αυτή μπορεί να επιτευχθεί σε εργασίες πεδίου.

Γίνεται εφαρμογή των ελέγχων αυτών σε δύο ψηφιακά θεοδόλιχα, ώστε να αποδειχθεί η ευκολία και ο απαιτούμενος χρόνος για την ολοκλήρωσή τους. Για τις ανάγκες της εφαρμογής εγκαταστάθηκαν δύο δίκτυα, ένα σε εσωτερικό χώρο και ένα σε εξωτερικό, όπως ορίζει η διαδικασία DIN 18723. Χρησιμοποιήθηκαν ειδικοί στόχοι για την επισήμανση των σημείων των δικτύων, αφού προηγήθηκαν οι απαραίτητοι έλεγχοι ευκρίνειας. Τα ψηφιακά θεοδόλιχα των γεωδαιτικών σταθμών TDM 5000 και Trimble 5605 DR+ "πέρασαν" όλους τους ελέγχους με επιτυχία. Παρουσιάζεται αναλυτικά η διαδικασία, τα αποτελέσματα καθώς και η χρονική διάρκεια των ελέγχων.

Τα παλαιά μηχανικά θεοδόλιχα ακριβείας λειτουργούσαν με βαθμονομημένους γυάλινους δίσκους. Για την ελαχιστοποίηση των τυχαίων σφαλμάτων βαθμονόμησης, που πιθανόν είχαν, έπρεπε να υιοθετηθεί ένα πρόγραμμα παρατηρήσεων με περιόδους μέτρησης σε δύο θέσεις τηλεσκοπίου με τις μεθόδους των διευθύνσεων ή των πλήρων περιστροφών, ή της μέτρησης γωνιών.

Απαραίτητη προϋπόθεση ήταν η αλλαγή της αρχής της ένδειξης των μετρήσεων σε κάθε περίοδο σύμφωνα με τη σχέση 200/n (όπου n ο αριθμός των περιόδων) ώστε να χρησιμοποιείται στη διαδικασία μέτρησης ολόκληρος ο δίσκος του θεοδολίχου. Σήμερα με τους σύγχρονους ψηφιακούς γεωδαιτικούς σταθμούς γεννιούνται τα παρακάτω ερωτήματα:

• Είναι απαραίτητο τώρα πια να ακολουθείται η διαδικασία των περιόδων στις μετρήσεις των διευθύνσεων;
• Είναι απαραίτητο όταν χρησιμοποιούνται τα όργανα αυτά να αλλάζει το αρχικό σημείο μέτρησης στον ψηφιακό δίσκο του θεοδολίχου;

Έγινε ένα πείραμα με σκοπό να προταθεί μια νέα διαδικασία για γρήγορες και ακριβείς μετρήσεις διευθύνσεων με τη χρήση ψηφιακών θεοδολίχων χωρίς να ακολουθείται η παραδοσιακή διαδικασία. Εγκαταστάθηκε ένα εσωτερικό δίκτυο στο εργαστήριο, τα σημεία του οποίου επισημάνθηκαν με ειδικούς και ευδιάκριτους στόχους. Μετρήθηκαν όλες οι διευθύνσεις μεταξύ ενός κεντρικού βάθρου και των σημείων του δικτύου με το μηχανικό θεοδόλιχο δευτερολέπτου WILD T2 σε δύο θέσεις τηλεσκοπίου και σε τέσσερις περιόδους με τη μέθοδο των πλήρων περιστροφών. Οι ίδιες διευθύνσεις μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας τα ψηφιακά θεοδόλιχα των σταθμών Leica TDM 5000, TCA 1800, TCR303 και Trimble DR+ 5605, με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις σε κάθε στόχο την ίδια χρονική στιγμή, χωρίς να ακολουθείται η διαδικασία των περιόδων.

Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων, η σύγκριση των τιμών των υπολογιζόμενων γωνιών, η ακρίβεια που επιτεύχθηκε με την διαδικασία αυτή καθώς και τα χρήσιμα συμπεράσματα που προέκυψαν.

Η ευρεία χρήση των σαρωτών laser σε διάφορες γεωδαιτικές εφαρμογές αναδεικνύει την ανάγκη να δοκιμαστούν και να αξιολογηθούν τα αποτέλεσμα των μετρήσεών τους σε αποτυπώσεις εξωτερικών χώρων. Στόχος της εργασίας είναι να προσδιορίσει, να αξιολογήσει και να αιτιολογήσει τις διαφορές που παρουσιάζονται στο τελικό προϊόν το οποίο παράγεται χρησιμοποιώντας έναν μη πρισματικό ολοκληρωμένο γεωδαιτικό σταθμό (Reflectorless), ο οποίος έχει τη δυνατότητα να σαρώνει επιφάνειες μετρώντας διακριτά σημεία και ένα laser σαρωτή. Τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν για την εφαρμογή ήταν ο ολοκληρωμένος γεωδαιτικός Trimble 5605 DR+ και o σαρωτής Calidus 3D. Η εφαρμογή αφορούσε σε δύο επιφάνειες:

• Την όψη ενός κτηρίου
• Ένα σχεδόν κατακόρυφο βραχώδες πρανές

Τα ψηφιακά σχέδια των όψεων που παρήχθησαν συγκρίθηκαν ως προς τα γεωμετρικά τους στοιχεία και τη θέση των ισοϋψών καμπυλών που σχεδιάστηκαν στο πρανές. Τα κριτήρια σύγκρισης των δύο οργάνων – μεθόδων, ήταν η ακρίβεια, η ταχύτητα της εργασίας και η πληρότητα. Οι διαφορές που βρέθηκαν αναλύθηκαν και δικαιολογήθηκαν ή όχι ανάλογα με την ακρίβεια μέτρησης των δύο μεθόδων και το επίπεδο εμπιστοσύνης που χρησιμοποιήθηκε. Συμπεραίνεται ότι βασικό κριτήριο επιλογής μεταξύ των δύο οργάνων – μεθόδων είναι το αντικείμενο της εφαρμογής. Εάν είναι επιθυμητές ποιοτικές πληροφορίες όπως χρώμα, υλικό, υφή, η επιλογή του σαρωτή δίνει επαρκή, λιγότερο ακριβή, περισσότερο πολύπλοκη, χρονοβόρα και με μεγαλύτερο κόστος λύση. Ο σαρωτής δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα ύστερα από σωστή και προσεκτική χρήση, σε μικρές αποστάσεις και για περιορισμένου μεγέθους επιφάνειες σάρωσης. Η συμβατική (παραδοσιακή) μέθοδος αποτύπωσης με τη χρήση σύγχρονων ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών με δυνατότητα σάρωσης επιφάνειας παραμένει ελκυστική, καθώς αποδεικνύεται πιο φθηνή, γρήγορη και ακριβής τόσο στις εργασίες πεδίο, όσο και στην επεξεργασία των μετρήσεων. Η ποιοτική πληροφορία του αντικειμένου που αποτυπώνεται, η οποία λείπει, δεν είναι συνήθως απαραίτητη.

Ο ακριβής προσδιορισμός της αποχής του γεωειδούς Ν παραμένει ακόμη και σήμερα μια δύσκολη αποστολή για τους γεωδαίτες. Διάφορες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό όπως δορυφορική αλτυμετρία, μετρήσεις βαρύτητας ή άλλες επίγειες αστρογεωδαιτικές μετρήσεις. Η ανάγκη για τον ακριβή προσδιορισμό του Ν είναι εμφανής καθώς είναι ο μόνος τρόπος να γίνουν χρήσιμες οι πληροφορίες του GPS που αφορούν στην τρίτη διάσταση, το υψόμετρο. Με το σύστημα GPS σήμερα μετρούνται γεωμετρικές υψομετρικές διαφορές (Δh), ενώ το ορθομετρικό υψόμετρο Η είναι αυτό που χρησιμοποιείται σε όλες τις γεωδαιτικές – τοπογραφικές εφαρμογές. Η μέθοδος της αστρογεωδαιτικής χωροστάθμησης που σήμερα είναι εφικτό με τα γεωδαιτικά όργανα (ολοκληρωμένοι γεωδαιτικοί σταθμοί και GPS) να εφαρμοστεί παρέχει ικανοποιητική ακρίβεια στον προσδιορισμό των συν/νων Φ, Λ, φ, λ άρα και των ΔΝ. Επιπλέον πλεονεκτεί επειδή το ορθομετρικό υψόμετρο μόνο ενός σημείου σε μια περιοχή είναι αρκετό ώστε να προσδιοριστούν τα υπόλοιπα. Η μέθοδος της γεωμετρικής παρεμβολής επιτρέπει τον προσδιορισμό του Ν, με ένα τοπικό μοντέλο γεωειδούς, με ακρίβεια της τάξης του εκατοστού, εφόσον είναι γνωστά τα γεωμετρικά και ορθομετρικά υψόμετρα τουλάχιστον τριών σημείων στην περιοχή ή οι διαφορές της αποχής ΔΝ του γεωειδούς μεταξύ κάποιων σημείων. Η ακρίβεια του μοντέλου που παράγεται εξαρτάται από τον αριθμό των διαθέσιμων σημείων, την ποιότητα των παρεχόμενων υψομέτρων h και Η αλλά και το πόσο ομαλή ή όχι είναι η επιφάνεια του γεωειδούς στη συγκεκριμένη περιοχή.

Στην εργασία αυτή γίνεται η προσέγγιση της επιφάνειας του γεωειδούς για μια περιοχή μερικών km². Δοκιμάζονται δύο επιφάνειες, το επίπεδο και το ελλειψοειδές και επιλέγεται αυτή που προσαρμόζεται καλύτερα. Ο προσδιορισμός επιτυγχάνεται με τη χρήση της μεθόδου των ελαχίστων τετραγώνων καθώς χρησιμοποιείται επιπλέον αριθμός σημείων. Το μοντέλο ελέγχεται με ανεξάρτητα σημεία γνωστών υψομέτρων. Γίνεται αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την επιτυχία της μεθόδου της γεωμετρικής παρεμβολής, ενώ ταυτόχρονα ορίζονται οι γεωδαιτικές εφαρμογές όπου αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Για τον υπολογισμό του μοντέλου του γεωειδούς σε περιοχές λίγων km2 η προσέγγιση με επίπεδο είναι ικανοποιητική (ακρίβεια της τάξης του εκατοστού του μέτρου). Εξαρτάται από την ακρίβεια των παρεχόμενων υψομέτρων Η και h, ενώ σημαντική παράμετρο αποτελεί το έντονο ή ομαλό τοπογραφικό ανάγλυφο της εξεταζόμενης περιοχής.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η γεωμετρική τεκμηρίωση και ο προσδιορισμός της χρονικής περιόδου κτίσης του ναού της Υπαπαντής στα Μετέωρα, όπως προκύπτει από την εφαρμογή γεωδαιτικών και αστρονομικών μεθόδων. Παρουσιάζονται τα ιστορικά στοιχεία του ναού από τη κτίση του μέχρι και σήμερα (2006) και αναλύονται οι αστρονομικές και γεωδαιτικές μετρήσεις που εκτελέστηκαν. Έτσι πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός της θέσης του στον ελλαδικό και στον παγκόσμιο χώρο, η καταγραφή των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του ναού και ο προσδιορισμός του αστρονομικού προσανατολισμού του. Με τη χρήση σύγχρονων ψηφιακών γεωδαιτικών οργάνων, παρήχθη το αστρονομικά προσανατολισμένο τοπογραφικό διάγραμμα της κάτοψης και το αντίστοιχο της βόρειας όψης του ναού, τα οποία παρέχουν τη γεωμετρική τεκμηρίωση του ναού με ακρίβεια μερικών mm. Προσδιορίστηκε, σύμφωνα με την εφαρμοζόμενη ανεξάρτητη μέθοδο, χρησιμοποιώντας τον αστρονομικό προσανατολισμό του ναού, ως έτος κτίσης το 1357 και η αφιέρωσή του στην εορτή της Αναλήψεως του Κυρίου για το ίδιο έτος. Τα αποτελέσματα αυτά βρίσκονται σε συμφωνία με τα ιστορικά στοιχεία.

Αντικείμενο της εργασίας είναι η αποτύπωση, χαρτογράφηση και παρακολούθηση της κινηματικής συμπεριφοράς απρόσιτων επιφανειών όπως ρήγματα, φράγματα, λόφοι, πρανή, βράχια, όρια ορυχείων με γεωδαιτική μεθοδολογία.

Η νέα γενιά γεωδαιτικών σταθμών με δυνατότητα να μετρούν μήκη χωρίς τη χρήση ανακλαστήρα μέχρι και 800m παρέχει τη δυνατότητα χρήσης τους για τέτοιου είδους εργασίες.

Η μεθοδολογία βασίζεται στη δυνατότητα αυτή των γεωδαιτικών σταθμών και επίσης στο ότι μπορούν να σαρώνουν μια επιφάνεια με ορισμένο "βήμα" παρέχοντας απ’ ευθείας τις συντεταγμένες Χ, Υ, Ζ για κάθε σημείο που μετράται. Αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι η άμεση και εύκολη παραγωγή ενός τρισδιάστατου μοντέλου του εδάφους (DTM) ή της επιφάνειας που ελέγχεται, με ακρίβεια της τάξης των ±2cm.

Η παραγωγή του μοντέλου αυτού δίνει τη δυνατότητα άμεσης δημιουργίας οριζόντιων και κατακόρυφων τομών της επιφάνειας αυτής σε οποιαδήποτε θέση. Έτσι μπορούν να προσδιοριστούν με επαρκή ακρίβεια κλίσεις σε συγκεκριμένα σημεία, όρια βράχων, εξοχές ή ρηγματώσεις, ή κενοί χώροι μεταξύ των βράχων ακόμη και ασυνέχειες της επιφάνειας. Επίσης μπορεί με επαναλαμβανόμενες διαχρονικά μετρήσεις να επιτευχθεί η παρακολούθηση της θέσης της επιφάνειας. Το μοντέλο αυτό και τα συμπεράσματα που προκύπτουν είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε γεωλόγους, στατικούς και γεωεπιστήμονες προκειμένου να δώσουν αξιόπιστη ερμηνεία σε διάφορα φαινόμενα.

Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε σε ένα βραχώδες πρανές μήκους 400m και ύψους 50m, όπου υπήρχαν καταπτώσεις βράχων λόγω της διάβρωσής τους και στην παρακολούθηση ενός επικίνδυνα μετακινούμενου πρανούς στην εθνική οδό Τρίπολη – Καλαμάτα, και έδωσε αξιόπιστα αποτελέσματα.

Στις γεωδαιτικές εφαρμογές υπάρχουν μεγέθη που μετρούνται άμεσα, όπως μήκη, διευθύνσεις (οριζόντιες ή κατακόρυφες), υψομετρικές διαφορές και μεγέθη που προκύπτουν έμμεσα από υπολογισμούς, όπως οι ορθογώνιες συντεταγμένες x, y ενός σημείου και το υψόμετρό του Η.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα μεγέθη που σήμερα μετρούνται άμεσα χρησιμοποιώντας σύγχρονα γεωδαιτικά όργανα και η αβεβαιότητα που περιέχει κάθε μοναδιαία μέτρηση. Υπολογίζεται έτσι η αβεβαιότητα των παραγώγων που προκύπτουν από τα μετρούμενα μεγέθη με κατάλληλους υπολογισμούς.

Σκοπός είναι να αναδειχθεί η τελική αβεβαιότητα του προϊόντος μιας γεωδαιτικής εφαρμογής και πως αυτή επηρεάζεται από την ακρίβεια της πρωτογενούς μέτρησης. Η σχέση αβεβαιότητας μέτρησης και της αντίστοιχης του παραγώγου, εμφανίζεται σε όλες τις γεωδαιτικές εφαρμογές (έλεγχο μετακινήσεων, γεωμετρική τεκμηρίωση φυσικών και τεχνητών κατασκευών) και καθορίζει αποφασιστικά την επιλογή του κατάλληλου γεωδαιτικού εξοπλισμού και βέβαια το κόστος αλλά και το χρόνο εκτέλεσης της γεωδαιτικής εφαρμογής.

Οι γεωδαιτικές εργασίες καλύπτουν ένα ευρύ πλαίσιο δραστηριοτήτων του Τοπογράφου Μηχανικού. Σε αυτές εντάσσονται αντικείμενα όπως τα γεωδαιτικά δίκτυα υποδομής, η σύνταξη τοπογραφικών διαγραμμάτων μεσαίας και μεγάλης κλίμακας, η γεωμετρική τεκμηρίωση φυσικών και τεχνητών κατασκευών σε μεγάλες κλίμακες, η δημιουργία χαρτών γενικής χρήσης (διαγράμματα 1:50000, 1:100000), η παραγωγή ψηφιακών μοντέλων εδάφους (DTM).

Είναι προφανές ότι τα παράγωγα των γεωδαιτικών εργασιών είναι πολυποίκιλα και διαφορετικής μορφής και ακρίβειας. Η δημιουργία των παραγώγων αυτών συνδέεται άμεσα τόσο με τις δυνατότητες και την ακρίβεια του χρησιμοποιούμενου γεωδαιτικού εξοπλισμού όσο και με την επεξεργασία των μετρήσεων και την παρουσίαση του τελικού αποτελέσματος.

Στην εργασία αυτή αναλύονται οι ενέργειες που είναι απαραίτητες για τη δημιουργία ενός γεωδαιτικού παραγώγου και γίνεται μια αναφορά στις κυριότερες κατηγορίες των γεωδαιτικών εργασιών, όπως αυτές πραγματοποιούνται σήμερα (2007) με τη χρήση σύγχρονου ψηφιακού εξοπλισμού. Παράλληλα προτείνεται μια διαδικασία – σειρά ενεργειών οι οποίες θα εξασφαλίζουν την αξιοπιστία του γεωδαιτικού προϊόντος. Σκοπός είναι η ανάδειξη της αναγκαιότητας δημιουργίας ενός προτύπου διακρίβωσης - πιστοποίησης των προϊόντων των γεωδαιτικών εργασιών, ώστε αυτά να χρησιμοποιούνται χωρίς αμφισβητήσεις σε πρακτικές εφαρμογές.

Η εργασία παρουσιάζει μια νέα πρακτική μέθοδο για τον ακριβή προσδιορισμό ορθομετρικών υψομετρικών διαφορών. Η Τριγωνομετρική Υψομετρία Ακριβείας (ΤΡΥΑ) βασίζεται στην αρχή της μεθόδου της τριγωνομετρικής υψομετρίας ενώ παράλληλα είναι απαλλαγμένη από τα μειονεκτήματά της, όπως η μέτρηση του ύψους οργάνου και του ύψους σκόπευσης και τα σφάλματα που προκαλούνται από τη γεωδαιτική διάθλαση και την καμπυλότητα της γης.

Για την εκτέλεση των μετρήσεων είναι απαραίτητη η χρήση γεωδαιτικού σταθμού που μετρά μήκος χωρίς τη χρήση ανακλαστήρα καθώς η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί μεταξύ προσιτών και απρόσιτων σημείων. Η ακρίβεια που επιτυγχάνεται στον προσδιορισμό υψομετρικών διαφορών είναι ανάλογη της γεωμετρικής χωροστάθμησης, της τάξης του ±1.5mm.

Περιγράφεται η διαδικασία της ΤΡΥΑ καθώς και μια εφαρμογή μέτρησης ενός υψομετρικού δικτύου το οποίο έχει μετρηθεί με γεωμετρική χωροστάθμηση προκειμένου να γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων, αξιολόγηση της ΤΡΥΑ σε σχέση με το χρόνο που χρειάζεται και την ακρίβεια που επιτυγχάνεται.

Η εργασία αυτή εξετάζει τον τελευταίας τεχνολογίας γεωδαιτικό σταθμό, ο οποίος ενσωματώνει CCD κάμερα μέσα στο τηλεσκόπιό του. Ο σταθμός αυτός επιτρέπει τη σκόπευση μέσω της ψηφιακής του οθόνης καθώς το οπτικό πεδίο του σταθμού μεταφέρεται μέσω της κάμερας στην οθόνη του. Επιπλέον ο σταθμός έχει τη δυνατότητα να λαμβάνει ψηφιακή εικόνα για κάθε σημείο που μετράται και να εμφανίζει τις γραμμές απόδοσης ως σχέδιο της περιοχής που αποτυπώνεται δηλαδή να δημιουργεί σε πραγματικό χρόνο ένα σχέδιο. Η ιδέα της φωτογραμμετρικής αξιοποίησης των εικόνων που λαμβάνει ο σταθμός σε συνδυασμό με τις μετρήσεις γωνιών που αυτόματα καταγράφονται ως απευθείας ανηγμένες μονοεικονικές λήψεις αναλύεται και αποδεικνύεται. Επίσης αναπτύσσεται ένας αλγόριθμος αναγωγής εικόνων χωρίς τη χρήση – μέτρηση φωτοσταθερών σημείων. Εξετάζεται τέλος το εύρος της απόστασης, η επιτυγχανόμενη ακρίβεια και η ευχρηστία μιας τέτοιας διαδικασίας σε μια εφαρμογή που πραγματοποιήθηκε.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται η μελέτη του προσανατολισμού του τεμένους των Τρικάλων (Κουρσούμ Τζαμί). Η μελέτη βασίζεται σε γεωμετρικές μεθόδους μέτρησης και επεξεργασίας. Αρχικά γίνεται μια συνοπτική παρουσίαση των ιστορικών στοιχείων του τεμένους από την κατασκευή του μέχρι σήμερα. Ακολουθεί η παρουσίαση των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν στο χώρο του τεμένους. Με τις μετρήσεις αυτές προσδιορίστηκε η θέση του μνημείου στον παγκόσμιο χώρο, έγινε η τεκμηρίωση των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του και ο προσδιορισμός του αστρονομικού προσανατολισμού του. Παρήχθη το αστρονομικά προσανατολισμένο τοπογραφικό διάγραμμα της κάτοψης. Η εργασία ολοκληρώνεται με την μελέτη του προσανατολισμού του, σε σχέση με τον ιερό βράχο στη Μέκκα, όπως ορίζει η ισλαμική παράδοση.

Οι εικονογεωδαιτικοί ολοκληρωμένοι σταθμοί αποτελούν μια από τις πρόσφατες εξελίξεις των τοπογραφικών οργάνων, με δυνατότητα μέτρησης γωνιών και μηκών μέσω σκόπευση σε ειδικής οθόνης. Ο νέος τρόπος σκόπευσης καθώς και η ενσωμάτωση ψηφιακής φωτομηχανής στο εσωτερικό του τηλεσκοπίου του οργάνου χρήζουν ελέγχου και βαθμονόμησης. Στην εργασία αυτή αναπτύχθηκαν και εφαρμόσθηκαν μεθοδολογίες για τη βαθμονόμησης της ψηφιακής κάμερας (CCD) και τον προσδιορισμό των στοιχείων του εσωτερικού προσανατολισμού της, δηλαδή της σταθεράς c, της θέσης του πρωτεύοντος σημείου (xο, yο), της χαρακτηριστικής καμπύλης ακτινικής διαστροφής του φακού Δr και της αφινικότητας (γεωμετρική αλλοίωση του εικονοστοιχείου).

Με την προτεινόμενη μεθοδολογία διερευνάται η δυνατότητα και η αξιοπιστία προσδιορισμού των παραμέτρων του εσωτερικού προσανατολισμού της ψηφιακής κάμερας, με τη χρήση κατάλληλων αλγορίθμων καθώς και η επαναληπτικότητά τους. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τις ονομαστικές τιμές που δίνει ο κατασκευαστής. Παρουσιάζονται διάφορες πειραματικές δοκιμές, για διάφορες αποστάσεις μεταξύ του σταθμού και του αντικειμένου λήψης της εικόνας – μέτρησης, ώστε να διαπιστωθούν τυχόν μεταβολές στις παραμέτρους και να μοντελοποιηθούν οι παράμετροι του συστήματος.

Στην εργασία αυτή γίνεται λεπτομερής αναφορά στις μεθοδολογίες και στις εργασίες που έγιναν για τον προσδιορισμό των παραμορφώσεων και των μικρομετακινήσεων του Βυζαντινού ναού της Μεγάλης Παναγιάς, στη Σαμαρίνα Γρεβενών. Γίνεται εκτίμηση ων πρώτων αποτελεσμάτων τα οποία προέκυψαν από τέσσερις φάσεις μέτρησης και σχολιάζονται η αβεβαιότητα που επιτεύχθηκε και η αξιοπιστίας τους.

Η ανάλυση εστιάζεται στην αβεβαιότητα της γεωαναφοράς, η οποία είναι θεμελιώδης για τη σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ των φάσεων και στον υπολογισμό των παραμορφώσεων από επίγειες μετρήσεις μεταξύ των σημείων ελέγχου που εγκαταστάθηκαν. Έμφαση δόθηκε στην παρουσίαση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιώντας ένα τριδιάστατο μοντέλο του μνημείου, που δημιουργήθηκε από μετρήσεις με laser σαρωτή.

Η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε συνδυάζει μετρήσεις με το δορυφορικό σύστημα GPS και επίγειες μετρήσεις με υψηλής ακρίβειας γεωδαιτικούς σταθμούς, με απώτερο στόχο την επίτευξη της ελάχιστης αβεβαιότητας στα αποτελέσματα. Το τριδιάστατο μοντέλο του μνημείου δημιουργήθηκε με διαδοχικές σαρώσεις ενός laser σαρωτή.

Το δίκτυο των μόνιμων σημείων μετρήθηκε σε τέσσερις διαφορετικές χρονικές στιγμές σε χρονικό διάστημα πέντε μηνών. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προέκυψαν κρίσιμες πληροφορίες σχετικά με τη στατική συμπεριφορά του μνημείου και του περιβάλλοντος χώρου, σε ότι αφορά στις παραμορφώσεις και στις μικρομετακινήσεις.

Τα αποτελέσματα δείχνουν μια τάση αργής κίνησης του περιβάλλοντα χώρου βορειοανατολικά. Σε ότι αφορά τα σημεία πάνω στο σώμα του μνημείου αυτά δείχνουν μια περιοδικά μεταβαλλόμενη αργή κίνηση.

Η εσωτερική αβεβαιότητα προσδιορισμού των συντεταγμένων του δικτύου ήταν της τάξης των ±2mm - ±3mm.

Η εξέλιξη των ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών (total station) τα τελευταία χρόνια είναι ραγδαία, κυρίως σε ότι αφορά στο βεληνεκές αλλά και στην αβεβαιότητα μέτρησης των μηκών. Στο 4ο μέρος του ISO με αριθμό 17123-4, περιλαμβάνεται η διαδικασία μετρολογικού ελέγχου και υπολογισμού της αβεβαιότητας μέτρησης του μήκους που παρέχει ένας ολοκληρωμένος γεωδαιτικός σταθμός.

Στην εργασία αυτή, ακολουθώντας τις απαιτήσεις του ISO, διερευνάται η λειτουργικότητα μιας ευέλικτης εξωτερικής βάσης διακρίβωσης των ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών, με σκοπό τον προσδιορισμό της αβεβαιότητας μέτρησης του μήκους.

Η ιδέα της εγκατάστασης μιας ευέλικτης βάσης αφορά στην εναλλακτική υλοποίηση των κορυφών της με διαφορετικού τύπου κατασκευή. Αυτό ελαχιστοποιεί το κόστος αλλά και το χρόνο κατασκευής – υλοποίησής της.

Παρουσιάζεται μια πειραματική εφαρμογή που πραγματοποιείται σε εξωτερικό χώρο, χρησιμοποιώντας δύο σύγχρονους γεωδαιτικούς σταθμούς υψηλής ακρίβειας. Καταγράφεται η μεθοδολογία που ακολουθείται καθώς και το σύνολο του εξοπλισμού (όργανα – παρελκόμενα) που είναι απαραίτητος.

Ακολουθεί η ανάλυση των παρατηρήσεων (μετρήσεων) χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ελαχίστων τετραγώνων. Πραγματοποιείται σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα ομόλογα που έχουν προκύψει για τους δύο σταθμούς, μετά από αντίστοιχο μετρολογικό έλεγχο σε μόνιμη βάση μετρολογικού ελέγχου της κατασκευάστριας εταιρείας.

Αναλύεται η κατασκευή (αποσπώμενο βάθρο) που προτείνεται να χρησιμοποιηθεί για την υλοποίηση της βάσης, καταγράφοντας τα στοιχεία εκείνα που την καθιστούν ευέλικτη, αποδοτική και οικονομικότερη σε σχέση με τις υπάρχουσες στο εξωτερικό. Προτείνεται η βάση να αποτελείται από 7 κορυφές, όπως ορίζει το ISO ή και περισσότερες για τον έλεγχο διαφορετικών οργάνων, υλοποιημένες με τα ειδικά αποσπώμενα βάθρα.

Στα συμπεράσματα αναδεικνύεται το οικονομικό όφελος από τη χρήση μια τέτοιας εναλλακτικής εξωτερικής βάσης, ενώ ταυτόχρονα διευκολύνεται η επιλογή του χώρου εγκατάστασής της.

Ο προσδιορισμός βάθους με χρήση ηχοβολισμού είναι η πιο διαδεδομένη τεχνική παγκοσμίως για την εκτέλεση βυθομετρήσεων. Η λειτουργία των ηχοβολιστικών συστημάτων (echo sounders) βασίζεται στη μέτρηση του χρονικού διαστήματος ανάμεσα στην εκπομπή ενός ηχητικού σήματος και στη λήψη της ανάκλασής του, καθώς και στην εκτίμηση της ταχύτητας του ήχου στο νερό.

Για τον ορθό προσδιορισμό του βάθους είναι απαραίτητο να γίνονται διορθώσεις στις μετρήσεις τέτοιου είδους συστημάτων, κυρίως λόγω σφαλμάτων που οφείλονται σε λανθασμένη εκτίμηση της ταχύτητας του ήχου, καθώς αυτή μεταβάλλεται ανάλογα με τη θερμοκρασία, την πίεση και την αλατότητα της στήλης νερού εντός της οποίας μεταδίδεται το ηχητικό σήμα, αλλά και δευτερευόντως λόγω κάποιων σταθερών εσωτερικών σφαλμάτων των ηχοβολιστικών.

Διάφορες μέθοδοι, άμεσες και έμμεσες, έχουν αναπτυχθεί για τον υπολογισμό των διορθώσεων αυτών, αλλά όπως και σε κάθε μετρητικό σύστημα, έτσι και στα ηχοβολιστικά συστήματα, είναι εφικτός ο προσδιορισμός τους μέσω διαδικασιών βαθμονόμησης.

Στην παρούσα εργασία επιχειρείται μια συστηματική καταγραφή των προδιαγραφών που ισχύουν σήμερα και αφορούν στη βαθμονόμηση ηχοβολιστικών συστημάτων μονής κατακόρυφης δέσμης, Επιπρόσθετα, εφαρμόζεται η μέθοδος "του τεχνητού βυθού" (bar check calibration) για την απόλυτη βαθμονόμηση του βυθομέτρου, με τη χρήση ειδικής πρότυπης κατασκευής. Διερευνώνται οι συνθήκες εφαρμογής της μεθόδου και αξιολογούνται τα αποτελέσματά της.

Τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα (Artificial Neural Networks, ANNs) ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία της Υπολογιστικής Νοημοσύνης, η οποία αποτελεί σήμερα έναν από τους σημαντικότερους και ταχύτατα εξελισσόμενους κλάδους της πληροφορικής γενικότερα αλλά και της Τεχνητής Νοημοσύνης ειδικότερα. Παρόλο που αρχικά ξεκίνησε η χρήση τους μόνον στον τομέα της νευροεπιστήμης, εδώ και περίπου μισό αιώνα τα ΤΝΔ χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες επιστημονικές περιοχές όπως η ιατρική, η οικονομία, η άμυνα, η μετεωρολογία, οι κατασκευές, η βιολογία κ.ά. Επιπλέον, τα ΤΝΔ εκτός από την εισαγωγή τους σε πολλές επιστημονικές περιοχές έχουν και πολλά πεδία εφαρμογής όπως είναι η ταξινόμηση, η ομαδοποίηση, η προσέγγιση συναρτήσεων κ.ά.

Στην παρούσα εργασία γίνεται μια συνοπτική παρουσίαση του τρόπου λειτουργίας των ΤΝΔ.

Πραγματοποιείται μια συστηματική έρευνα και καταγραφή της χρήσης τους στα διάφορα πεδία της επιστήμης της Μετρολογίας, τόσο στις φυσικές όσο και στις χημικές μετρήσεις και αναλύσεις. Διαπιστώνεται ότι η τεχνική των ΤΝΔ, χρησιμοποιείται τα τελευταία χρόνια στη νανομετρολογία, στη βελτίωση ειδικών συσκευών laser, για τη μέτρηση διαστάσεων μικροαντικειμένων. Χρησιμοποιείται επίσης για τον προσδιορισμό – πρόβλεψη των διορθώσεων που πρέπει να γίνονται στις τιμές του παγκόσμιου συντονισμένου χρόνου UTC. Επίσης η χρήση των ΤΝΔ συναντάται και στην επιστημονική περιοχή της κλινικής μετρολογίας, για τη βελτίωση της διαγνωστικής διαδικασίας, ενώ συστηματικά ενσωματώνονται με τη μορφή λογισμικών σε ειδικούς βιοαισθητήρες που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση των υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων, βελτιώνοντας τα αποτελέσματα των μετρήσεων.

Τέλος, παρουσιάζονται τομείς της Μετρολογίας στους οποίους θα μπορούσε εναλλακτικά ή και συμπληρωματικά με άλλες μεθόδους, να χρησιμοποιηθεί η τεχνική των νευρωνικών δικτύων.

The GNSS measurements are widely used for the monitoring of several structures’ deformations such as dams, bridges, high buildings as well as landslides and earth crustal movements. In most cases the use of GNSS receivers is more convenient as ensure incessant measurements and provide no manned observations, long or short baselines measurement without visibility between the points. Moreover the accuracy of relative positioning reaches the level of some mm.

According to the usual procedure both horizontal and the vertical vectors of the position change for each monitoring network’s point are calculated in order to prove whether they could be considered as displacements or they are within the noise of the measurements.

As the most GNSS adjustment softwares don’ t provide the full variance – covariance matrix as output, there is a perplexity in the calculation of the right absolute and relative error ellipses or ellipsoids for any confidence level.

This work presents an alternative, more reliable processing procedure for the GNSS measurements in the 3d monitoring. This processing procedure allows the use of the original baselines’ measurements and leads to analytical results according to the low of the least squares’ propagation errors.

The network adjustment is carried out in the geocentric reference system, the full variance – covariance matrix of the network is provided, the appropriate full rotation matrices are used in order to transform the displacement vectors as well as the variances and co variances in a local oriented plane projection in order to be more perceptible and useful.

A special technique is used for a correct weights definition in order to be used in an unequal weight adjustment.

The change vector of every point’s position is calculated and whether this change represents a real displacement or it is within the noise of the measurements is determined.

The displacements’ check could be done in one, two or three dimensions by creating vectors, ellipses or ellipsoids.

The aim of this work is the evaluation of a monitoring network depending on the measurement method and the data processing methodology.

The sensitivity of a monitoring network is a crucial parameter as it influences the magnitude of the displacement which can be detected for a concrete confidence level. The construction and placement of the network points is very important in order to facilitate forced centering and efficient surveying instrument setup. Also ensures the ease and the quickness of the measurements.

This research is carried out by using a prototype monitoring network, which was established on 2012 at the plant of Electricity Authority of Cyprus in Vassilikos. At first the construction of the network’s pillars is described in detail. Also the design and establishment time required is referred. Additionally the cost of the network is criticized as well as the difficulties of the process and possible missteps are presented.

The network was measured both by using GNSS receivers and first order total station. Four separate adjustments of the network were carried out. These adjustments include the GNSS measurements and the terrestrial measurements in 1D, 2D and 3D. The results, namely the points’ coordinates and their uncertainties are compared to each other in order to bring forth the best procedure, which provides simultaneously the minimum errors and which requires the minimum effort.

The goal is the improvement of the procedure as well as the detection of the elements which increase the uncertainty of the network’s results.

Usually 3D monitoring networks are used for long time due to the need for several campaigns of measurements’ acquisition, in concrete time intervals. Thus, the repeated instrumentation (total stations, targets or GNSS receivers) setting on specific networks’ points causes centering errors, which influences the points’ coordinates calculation and their uncertainty.

In order to obtain precise - forced centering, permanent, heavy and expensive pillar construction is needed. Although these pillars are appropriate cause not-reverse intervention to the construction’s site. For these reasons in many cases the establishment of pillars is not allowed or preferred. This work presents a flexible solution to the above mentioned problem. A prototype way for marking network’s points is being implied which assures forced unique instrument’s centering less than 0.1mm. A special Portable Metallic Pillar (PMP) was used for marking accessible points. This assists the enhancement of network’s sensitivity. It is light enough to carry, it accelerates and facilitates the centering and levelling of the instrumentation as well as it eliminates the time needed for the measurements. Additionally PMP is environment – friendly as it is invisible but for ever permanent.

Further a procedure for the accurate instrumentation’s height measurement is analyzed.

PMPs were already used for the installation of the points of two 3D monitoring networks.

The first one was established at the streets around a modern football stadium, where 3 measurement campaigns were carried out within four years.

The second one was established at the site around a post-Byzantine Church, where 4 measurement campaigns were carried out in one year, as large displacements were observed.

The measurements analysis proved a satisfied networks’ sensitivity and points out the contribution, the convenience and the usefulness of the PMPs in such applications.

Στην εργασία αυτή γίνεται η παρουσίαση ενός πρότυπου εξωτερικού πεδίου διακρίβωσης ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών (total station) και συστημάτων δορυφορικού εντοπισμού (GNSS). Το πεδίο αυτό δημιουργήθηκε στο πλαίσιο ερευνητικού προγράμματος της Σχολής Αγρονόμων & Τοπογράφων Μηχανικών του ΕΜΠ με την εταιρεία Geotech ΕΠΕ – Λύσεις Γεωπληροφορικής, σύμφωνα με τις προδιαγραφές των αντίστοιχων ISO, στο χώρο των εγκαταστάσεων του Ολυμπιακού Κωπηλατοδρομίου στο Σχινιά, στο νομό Αττικής.

Παρουσιάζεται αναλυτικά ο τρόπος δημιουργίας μιας ευέλικτης και λειτουργικής βάσης για τον έλεγχο και τη διακρίβωση οργάνων μέτρησης μηκών σύμφωνα με τις οδηγίες που περιγράφονται στο ISO 17123-4.

Η πρωτοτυπία της βάσης αυτής έγκειται στο ότι τα σημεία που την αποτελούν δεν έχουν σημανθεί με μόνιμα βάθρα από οπλισμένο σκυρόδεμα αλλά με ειδικά μεταλλικά φορητά βάθρα, που δεν παρεμβαίνουν στο περιβάλλον, υλοποιώντας μια ευθυγραμμία 2Km. Ο τρόπος εγκατάστασης και υλοποίησης της βάσης αυτής αποδείχτηκε αρκετά οικονομικός και πιο λειτουργικός σε σχέση με άλλες βάσεις στον Ευρωπαϊκό ή Διεθνή χώρο. Αποδείχθηκε επίσης ότι η σήμανση αυτή ικανοποιεί τις απαιτήσεις ακρίβειας της διαδικασίας ελέγχου.

Παράλληλα στο ίδιο χώρο δημιουργήθηκαν δύο πεδία ελέγχου γεωδαιτικών σταθμών στη μέτρηση διευθύνσεων (οριζόντιων & κατακόρυφων) σύμφωνα με τις οδηγίες που περιγράφονται στο ISO 17123-3. Χρησιμοποιήθηκαν και εδώ ειδικοί στόχοι σήμανσης των σημείων του πεδίου, οι οποίοι παρέχουν μονιμότητα - αντοχή στο χρόνο και ευελιξία στην εγκατάσταση και στη χρήση τους.

Επίσης το πεδίο ελέγχου μηκών μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τον έλεγχο δεκτών δορυφορικού εντοπισμού (GNSS) με τη διαδικασία RTK, σύμφωνα με τις οδηγίες που περιγράφονται στο ISO 17123-8.

Τέλος παρουσιάζονται και τα πρώτα ενδεικτικά αποτελέσματα από τον έλεγχο ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών.

Αντικείμενο της εργασίας είναι η ιστορική καταγραφή των εργαστηρίων ελέγχου και διακρίβωσης γεωδαιτικών οργάνων (όργανα που χρησιμοποιούνται σε τοπογραφικές εργασίες) στον ελλαδικό χώρο.

Η εξέλιξη των γεωδαιτικών οργάνων μέτρησης στο παγκόσμιο στερέωμα τα τελευταία 25 χρόνια είναι ραγδαία. Από τα απλά όργανα μέτρησης αποστάσεων (μετροταινίες), διευθύνσεων (θεοδόλιχα), υψομετρικών διαφορών (οπτικομηχανικοί χωροβάτες), έγινε η απότομη μετάβαση σε όργανα – συστήματα που μπορούν να μετρούν μήκη, διευθύνσεις και υψομετρικές διαφορές, με ηλεκτρονικό τρόπο (ολοκληρωμένοι γεωδαιτικοί σταθμοί, ψηφιακοί χωροβάτες) ενώ σημαντική και καθοριστική είναι και η ανάπτυξη των συστημάτων δορυφορικού εντοπισμού (συστήματα GNSS).

Ποια είναι όμως η αντίστοιχη υποστήριξη στην Ελλάδα τόσο παλαιότερα όσο και σήμερα στον τομέα ελέγχου και διακρίβωσης των χρησιμοποιούμενων γεωδαιτικών οργάνων και του παρελκόμενου εξοπλισμού τους.

Τι ορίζει η νομοθεσία για την χρήση των οργάνων αυτών στην κατασκευή τεχνικών έργων και στις Τοπογραφικές μελέτες (π.χ μελέτες κτηματολογίου).

Η εργασία αυτή επιχειρεί να καταγράψει τις συνιστώσες, ανατρέχοντας παράλληλα και στα αντίστοιχα διαδραματιζόμενα στον Ευρωπαϊκό και στον Παγκόσμιο Χώρο. Σκοπός της εργασίας είναι να αναδείξει τις προσπάθειες, τις ελλείψεις, αλλά και τις αστοχίες που έγιναν ώστε να δημιουργηθούν διαπιστευμένα εργαστήρια διακρίβωσης γεωδαιτικών οργάνων στην Ελλάδα.

Προφανώς ο στόχος είναι μέσα από αυτή την καταγραφή, να αναγνωριστούν τα προβλήματα αλλά κυρίως να αναδειχθεί ο ρόλος των διαπιστευμένων εργαστηρίων διακρίβωσης γεωδαιτικών οργάνων, σήμερα, που η χρήση τέτοιων σύνθετων συστημάτων μέτρησης είναι ευρεία και μάλιστα από χρήστες πολλές φορές ανειδίκευτους.

Απώτερος σκοπός είναι η ευαισθητοποίηση τόσο των δημόσιων (Πανεπιστήμια) όσο και ιδιωτικών φορέων (ΕΛΟΤ, εταιρείες προμήθειας γεωδαιτικών οργάνων), ώστε να δημιουργηθούν οι συνθήκες εκείνες που θα επιτρέψουν τη λειτουργία τέτοιων σοβαρών και αξιόπιστων διαπιστευμένων εργαστηρίων.

Η παρούσα έρευνα εστιάζεται στην χρήση επίγειου σαρωτή LiDar στην τεχνικογεωλογική ερμηνεία του φαινομένου των καταπτώσεων και στην αξιολόγηση του βαθμού επικινδυνότητας εκδήλωσης νέων καταπτώσεων σε ηφαιστειακό πρανές της νήσου Σαντορίνης. Στην περιοχή εκτός από την επίγεια σάρωση, εφαρμόστηκαν τοπογραφικές μέθοδοι για την ειδική αποτύπωση των βραχωδών και των κατολισθητικών φαινομένων, και η απεικόνισή τους σε κατάλληλα τοπογραφικά διαγράμματα. Η ανάλυση ευστάθειας και η υποβολή συγκεκριμένων προτάσεων μέτρων αντιστήριξης ή/και ενίσχυσης του πρανούς, όπου έλαβαν χώρα πρόσφατες αστοχίες, αναλύονται σύμφωνα με το τεχνικογεωλογικό μοντέλο της περιοχής αλλά και τις ιδιαιτερότητες της.

The Tomb of Christ is located in the Church of the Holy Sepulchre in Jerusalem. It is enclosed within the Holy Aedicule, a majestic little structure in the middle of the Rotunda. The current Aedicule was built in 1810 by the Greek Architect Komnenos, after a catastrophic fire which severely destroyed the previous structure. It has approximately a length of 8.3m, a width of 5.5m, and a height of 6.7m plus a dome of 6,0m on its roof. Its exterior and interior surfaces are covered by stone or marble slabs. After its reconstruction in 1810, the Holy Aedicule has sustained significant damage due to earthquakes and the deteriorating effect of rising damp and water infiltration within its masonries, with the result that by 1947 the British installed a cradle of steel girders to prevent further deformation and displacement of the Aedicule’s exterior surfaces. However, the state of preservation of the Holy Aedicule continued to deteriorate due to the water and humidity transfer phenomena within and around the Aedicule structure, due to incompatible past interventions and due to the successive earthquake activity, to the extent that proper conservation, reinforcement and repair interventions were needed to rehabilitate the Holy Aedicule.

The National Technical University of Athens, after invitation from His All Holiness, Beatitude Patriarch of Jerusalem and All Palestine, Theophilos III, signed a programmatic agreement with the Jerusalem Patriarchate and implemented an Integrated Diagnostic Research Project and Strategic Planning for Materials, Interventions Conservation and Rehabilitation of the Holy Aedicule of the Church of the Holy Sepulchre in Jerusalem. Within this framework, the Scientific Coordinator headed an interdisciplinary Research Group comprised of Architects, Chemical Engineers, Geomatics Surveying Engineers and Civil Engineers of NTUA. This paper will focus on the work merging the geometric documentation with the characterization of materials, the identification of building phases and the diagnosis of decay and pathology through the use of analytical and non-destructive techniques. This combined analysis elucidates the construction phases and the hidden historical information behind the contemporary structure, which significantly affects its current state of preservation and forms the basis for the development and implementation of the conservation, reinforcement and repair interventions that are scheduled to be completed by March 2017.

Specifically, the geometric documentation produced an accurate three-dimensional (3D) model with the use of photogrammetric and geodetic methods, both for the interior and the exterior of the Holy Aedicule through images and scanned data collection for the reconstruction of the model in actual scale. This was realized via data processing (sorting of images, orientation, export 3D cloud points, dense point cloud processing, creation of surfaces and grouping them), for reconstructing 3D scenes of increased reliability and high accuracy. From this 3D model the production of sections at specific positions was also possible, supported by suitable geodetic measurements. In addition, accurate measurements were performed in order to assess the verticality of structural elements, like the iron girder set up by the British in 1947 and some of the pillars of the monument.

In parallel, the building materials of the Holy Aedicule were documented and their characterization composition, provenance, morphology and physicomechanical properties were characterized, through an array of complementary analytical and non-destructive techniques such as thermal analysis, microstructural analysis (scanning electron microscopy, polarized microscopy, porosimetry, etc.), digital portable microscopy, pulse-echo tomography, colorimetry, and others. These analyses were implemented as part of an integrated methodology for the diagnosis of decay and the pathology, for which other non-destructive characterization techniques such as infra-red thermography provided crucial information about the state of preservation of the examined surfaces and allowed the identification of the prevailing decay phenomena.

In order to allow effective correlation of the results from the materials analysis with the 3D model of the Holy Aedicule, a prospection of its internal structure was accomplished by an extensive survey with ground penetrating radar (GPR). Through this technique, and by utilizing information from historic documentation and architectural analyses, it was feasible to reveal the construction phases of the Holy Aedicule. In particular, the remnants of the monolithic original Aedicule were identified, embedded within the main body of the current Aedicule. 2D horizontal sections of the GPR scans, containing the digitized outlines of the Holy Rock blocks, were georeferenced using the 3D model of the Aedicule structure, placed according to their elevation. Based on this, a 3D visualization of the GPR data was accomplished, incorporated to the existing high resolution 3D model of the interior of the Holy Aedicule.

Through this integrated approach, i.e. through the documentation and characterization of the building materials, through the diagnosis of decay and pathology, through the accurate geometric documentation of the building and through the non-destructive prospection of its internal structure, it was feasible to identify the construction phases of the Holy Aedicule, identifying the remnants of the preserved earlier constructions and the original monolithic Tomb. This work, thus, demonstrated that adopting an interdisciplinary approach for documentation can emerge as a powerful tool for a better understanding of monuments, both in terms.

This paper presents a finite-element analysis of the long-term (>25 years) deformation behaviour of a well-instrumented earth dam. The aim is to examine the influence of (a) consolidation, (b) reservoir level changes and (c) seismic activity on the global deformations of embankment dams. Kouris earth dam, which is the largest dam in Cyprus, is considered as a well-documented case study and its monitored long-term deformation behaviour is analysed.

Firstly, the field displacement data over 25 years from three independent monitoring schemes are processed and analysed and show a consistent settlement trend with the time. Subsequently, two-dimensional plane-strain coupled hydro-mechanical nonlinear finite-element analyses of the dam are conducted which consider plasticity, small-strain stiffness and permeability of the dam materials. The entire stress history of the dam is modelled, including staged construction, reservoir impoundment, consolidation and seasonal reservoir level changes.

From both the finite-element analysis and the field data processing, it is shown that (a) seasonal reservoir level changes result in small fluctuations of dam settlements (i.e. vertical displacements), (b) horizontal dam crest displacements are insensitive to reservoir level changes and (c) the majority of the total settlements is due to soil consolidation. Finally, some comparisons are made with previous similar studies found from the literature, aiming to provide a framework to define long-term deformations of earth dams.

Earth dams are massive water-retaining structures that are used widely in the world for irrigation, water supply and hydroelectric energy generation. Many such dams are built every year and the International Committee on Large Dams (ICOLD) has gathered together experts from the world to work on preparing guidelines for design, construction and monitoring of such massive infrastructure. A potential failure of a large dam may potentially have significant effects on a huge area downstream, as the sudden release of the large volume of retained water can travel for large distances and destroy entire cities and even result in unfortunate fatalities. It is therefore important to recognise the potential causes of failure of such dams and provide timely and effective measures to prevent any degradation or loss of stability. The main threats for dams are seismic activity, internal erosion, faulting and seasonal climate variations. The latter factor, i.e. climate changes, has not been studied widely and therefore there is a need for further understanding of the problem. In arid and tropical climates, e.g. the Mediterranean, Middle East, south Asia, large changes in the temperature and rainfall cause significant variations in the upstream reservoir level. These result in the dam rockfill undergoing cycles of wetting and drying which further cause permanent displacements and potentially cracking. Such structural response needs to be closely monitored, so that any potential leakage (and therefore erosion) is prevented.

This keynote paper presents an experimental study to investigate the effects of seasonal climate variations on the deformations of earth dams. A well-instrumented dam in Cyprus, the Kouris earth dam, which is the largest dam in the country, is used as a case study. Long-term monitoring data from three independent and different instrumentation sets are collected, processed and analysed. The up-to-date geodetic systems which consist of advanced total stations and targets or GNSS receivers provide adequate data by continual operation 24 hours per day. Moreover the opportunity for real-time assessment of the collected information can allow immediate intervention.

A periodic variation in the crest settlements is identified and thus relevant statistical analysis is performed to identify the dominant frequencies of fluctuations and to examine any relation between the dam crest settlements and the reservoir level changes. Subsequently, a nonlinear coupled hydro-mechanical finite element analysis is performed which models the entire stress history of the dam, i.e. layered construction, reservoir impoundment, consolidation and reservoir level changes. The latter finite element analysis attempts to identify the relative effects of soil consolidation and reservoir level changes on the induced dam displacements.

Μέχρι σήμερα δεν έχει διατυπωθεί κάποιο πρότυπο ISO που να υποδεικνύει μεθόδους διακρίβωσης ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών (ΟΓΣ). Η διαδικασία αυτή είναι απαιτούμενη προκειμένου να χρησιμοποιούνται με ασφάλεια τέτοια όργανα σε μεγάλα έργα υποδομής και κατασκευές.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται και αναπτύσσονται δυο μεθοδολογίες διακρίβωσης ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών (total station). Η διαδικασία χρησιμοποιεί ως υπόβαθρο μετρήσεις που προέρχονται από τον έλεγχο ολοκληρωμένων γεωδαιτικών σταθμών σύμφωνα με το ISO 17123 – 3, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν σε εξωτερικό πεδίο ελέγχου, στο χώρο των εγκαταστάσεων του Ολυμπιακού Κωπηλατοδρομίου στο Σχοινιά, στο νομό Αττικής, το οποίο έχει εγκατασταθεί σύμφωνα με τις προδιαγραφές του ISO.

Αρχικά ορίζεται η διαδικασία βαθμονόμησης του πεδίου ελέγχου, ώστε να είναι εφικτή η διακρίβωση των ΟΓΣ.

Κατόπιν παρουσιάζονται τα μαθηματικά μοντέλα για τις μεθοδολογίες αυτές, οι οποίες αφορούν στην εξίσωση της αβεβαιότητας του οργάνου και στον έλεγχο των υπολοίπων των μετρήσεων του και δίνονται αναλυτικά οι μαθηματικές σχέσεις που τις διέπουν.

Στη συνέχεια, για κάθε μεθοδολογία συγκεντρώνονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα που προσφέρει και προκύπτουν τα κριτήρια αξιολόγησης των μεθοδολογιών αυτών. Εφαρμόζεται η τεχνικής της πολυκριτηριακής αξιολόγησης με σκοπό την επιλογή και την πρόταση της καταλληλότερης μεθοδολογίας.

Τέλος, παρουσιάζεται ο πίνακας της αξιολόγησης, ο οποίος συνοδεύεται από τα συμπεράσματα και την τεκμηριωμένη επιλογή της μεθοδολογίας διακρίβωσης.

Στην εργασία αυτή αρχικά γίνεται μια ιστορική αναδρομή και καταγραφή της εξέλιξης των οργάνων μέτρησης γωνιών και μηκών, σε Παγκόσμιο επίπεδο, ξεκινώντας από τη διόπτρα και καταλήγοντας στους σύγχρονους ολοκληρωμένους εικονογεωδαιτικούς σταθμούς που δεν έχουν πια τηλεσκόπιο και λειτουργούν με οθόνη αφής.

Ξεκινώντας από την εποχή του Ήρωνα του Αλεξανδρέα, το 120 π.Χ, ο οποίος κατασκεύασε τον πρώτο όργανο μέτρησης γωνιών, περνώντας από την εποχή κατασκευής και λειτουργίας των μηχανικών θεοδολίχων (1730), αργότερα των οπτικομηχανικών θεοδολίχων (1926), των ηλεκτρονικομαγνητικών οργάνων μέτρησης μηκών – ΕDM (1957) φθάνουμε στη σημερινή εποχή της μέτρησης γωνιών και μηκών χρησιμοποιώντας σύγχρονους ολοκληρωμένους εικονογεωδαιτικούς σταθμούς, που μετρούν μήκη χωρίς ανακλαστήρας, γωνίες με υψηλή ακρίβεια, ενώ η σκόπευση γίνεται μέσω κάμερας από ψηφιακή οθόνη.

Στόχος είναι η συστηματική καταγραφή των βασικών αρχών λειτουργίας των οργάνων μέτρησης μηκών, διευθύνσεων, γωνιών, την εξέλιξή τους και τις συγκριτικές διαφοροποιήσεις τους στη διάρκεια του χρόνου.

Αναδεικνύονται οι ιδιαιτερότητες χρήσης τους, τα πλεονεκτήματα που προσέφερε η διαρκής βελτίωσή τους στο χρόνο και στην ακρίβεια εκτέλεσης των μετρήσεων του Τοπογράφου Μηχανικού.

Παράλληλα καταγράφονται οι επιστημονικές περιοχές της Μετρολογίας στις οποίες σήμερα η ύπαρξη αυτών των ολοκληρωμένων συστημάτων μέτρησης καλύπτει τις διαδικασίες ελέγχου και διακρίβωσης όπως ορίζονται από τα αντίστοιχα πρότυπα.

Τέτοιες περιπτώσεις συναντούνται στη διακρίβωση δεξαμενών αποθήκευσης καυσίμων, σταδίων, πισίνων, στον έλεγχο και στη διακρίβωση συστημάτων μέτρησης μηκών και γωνιών, στη διακρίβωση άλλων συστημάτων δορυφορικού εντοπισμού (GNSS- Global Navigation Satellite System) και αλλού.

Holy Aedicule inside the Holy Selphuchre Temple is an emblematic monument of the Christianity. The installation of a monitoring system during the rehabilitation works, aimed to the record and evaluation of the critical risks affecting the structural integrity of the monument. Regarding the microclimatic conditions, a wireless sensor network was installed, for recording air temperature and relative humidity hourly values, inside and around the temple of Holy Aedicule. Main aim is to evaluate the effect of the environment, but also the influence of the thousands of visitors every day. Moreover, since rising damp was found to be one of the main critical risks for the structural integrity of the monument, a wired sensor system was set. With the aid of this system is recorded materials moisture inside the masonry, at selected areas of different height and orientation. Furthermore, a geodetic total station for monitoring of monuments body positioning and a network of accelerometers for the continuous monitoring of the dynamic behavior of the monument were installed. All the above instrumentation achieves, the remote monitoring and assessment of various risks of the monument in real time.

In the past few years, the rapid evolution of the Wireless Sensor Networks (WSNs) made them a powerful tool for monitoring and observing the natural environment. The use of WSNs is critical in early warning systems, which are of high importance today. In fact, WSNs are adopted more and more in various applications, e.g. for fire detection, geohazards monitoring or deformation detection in large scale areas. The spatial distribution of the sensors of a WSN must follow specific criteria. The equilateral triangle grid leads to the maximum coverage with the minimum number of sensors. Nevertheless, in most large-scale outdoor applications, achieving the ideal deployment geometry is hard or even impossible. In such environments the positions of the sensors have to be chosen among a list of possible points, which in most cases are randomly distributed. In order to achieve a geometry as near as possible to the theoretical optimum, the OptEval algorithm has been proposed. It makes use of the Centroidal Voronoi Tessellation (CVT). Although the case studies had the desired results, their simulation took place in the continuous 2D space. There are cases, in which we may not be interested in covering the whole area with sensors, but only a buffer zone surrounding it. In other cases, it may be impossible to cover the area under study due to natural constraints (e.g. lakes, holes etc.). This paper evaluates the effectiveness of the proposed method in an area with holes. Alternative scenarios are examined, by changing the values of the parameters that affect the final result, i.e. the number of the points to be observed, the number of the available sensors and the radius of the sensors.

The need of high accuracy geodetic measurements, especially in the vertical displacements control network, is nowadays extended and thus the thorough investigation of all possible error sources is necessary. Despite the fact of technological improvement the accuracy of geodetic measurements is still limited mainly due to the unpredictable propagation of a sighting line. These error sources are concentrated on the variations of the refractive index; witch either bends or retards the electromagnetic wave path and is caused by air density inhomogeneity, which is in terms influenced by the fluctuations of atmospheric parameters.

The present paper aims to the determination of the dependence between digital height readings and the air temperature as well as the atmospheric pressure by performing repeatable short term measurements. Thus, a stand-alone set up of a high accuracy digital level was developed and both indoor and outdoor experiments were carried out for a time period of several days with a time interval of five minutes. At the same time there were air temperature sensors nodes used, which were mounted on the staff, and a meteorological station.

Hence the additional time series were generated and correlation coefficients were computed in order to investigate as much as the linear relationships as well as the monotonic relationships among the measured parameters. Also the repeatability of the digital level’s height readings was calculated. The basic term is that the meteorological conditions are stable, which means that heat flux effects are not applied (ventilation or convection). Thus moderate and poor correlations were computed between the acquired data.

Earth dams are massive structures retaining large volumes of reservoir-water. They constitute an important part of modern civil infrastructure contributing to water supply, irrigation and power generation. Their structural stability/safety is crucial, as a possible failure of a large dam will lead to a sudden release of huge amounts of water which may potentially lead to damage and casualties in the downstream. It is therefore important to monitor their deformations and the structural health to avoid any such unfortunate events.

This paper presents a comprehensive study on the long-term monitoring of earth dams. A well-documented case, the Kouris dam, which is the largest dam in Cyprus, is examined in detail. The paper consists of three main parts. The first part presents the different types of instrumentation installed and how data processing of the monitoring data is performed. The second part presents the analysis and interpretation of the monitoring data, both in the time- and frequency-domain. The third part presents relevant complementary finite-element analyses of the dam and its calculated long-term response subject to embankment construction, reservoir impoundment, operation and reservoir level fluctuations.

The collected monitoring data exhibit a consistent pattern of long-term crest settlements and downstream deformations. The magnitude of these is compared well to previous monitored dam cases and was therefore expected. It is also shown that frequency analysis reveals a strong correlation between crest settlements and reservoir level fluctuations, suggesting a seasonal variation of dam deformations. Additionally, the finite-element analysis shows that soil consolidation is the dominant mechanism of dam settlements in the short-term, whereas reservoir level fluctuations dominate in the long-term. Finally, the main message of this investigation is that robust and reliable measurements are important and high-quality and accurate monitoring data are substantial for evaluating the long-term structural health monitoring of large earth dams.

The Holy Aedicule of the Holy Sepulchre, an emblematic monument that has survived throughout the centuries, recently underwent a major and demanding rehabilitation under the responsibility of the National Technical University of Athens Interdisciplinary Team. The requirement for reinstating structural integrity to the Holy Aedicule, for preservation of the values it represents and for achieving a sustainable rehabilitation in a demanding environment, demanded a multidisciplinary approach utilizing multispectral monitoring techniques of the successive phases of the Holy Aedicule, prior, during and after the completion of the rehabilitation interventions. Specifically, a thorough geometric documentation was realized involving laser scanning and photogrammetric techniques, in order to obtain a 3D textured model of the Holy Aedicule, prior to the initiation of the works. At this phase, in parallel a diagnostic study was implemented, regarding the building materials and their decay phenomena, utilizing non-destructive techniques that document the surface of the monument and its state of preservation, while providing prospection of its internal structural layers. This information was crucial for the design of the restoration materials and rehabilitation interventions. The next phase involved dismantling of the exterior stone slabs from the facades. The revealed masonry was geometrically documented, to record the morphology of this internal layer and to optimize the design of the required interventions. The geometrical products verified the non-destructive prospection of the Aedicule. During the strengthening interventions the Tomb of Christ was opened, along with an “observation window” within the Tomb Chamber; their interiors were digitally documented, including materials information. Upon completion of the strengthening interventions (grouting, titanium elements, etc.), the columns were reset and the stone facades were reinstalled, and the Aedicule was “freed” from the British metal frame installed seventy years earlier. The final phase involved an interdisciplinary documentation of the rehabilitated structure.

Η επιστήμη της γεωδαισίας στην Ελλάδα, όπως άλλωστε και σε όλο τον κόσμο, είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη χρήση κατάλληλων γεωδαιτικών οργάνων μέτρησης. Στην εργασία αυτή γίνεται μια ιστορική αναδρομή, καταγραφή των επίγειων συμβατικών γεωδαιτικών οργάνων μέτρησης στην Ελλάδα, κυρίως στη διάρκεια του 20^ου αιώνα.

Η προσπάθεια αυτή στόχο έχει να καταγράψει συστηματικά τις βασικές αρχές λειτουργίας των επίγειων συμβατικών γεωδαιτικών οργάνων μέτρησης μηκών, διευθύνσεων, γωνιών και υψομετρικών διαφορών, την εξέλιξή τους και τις συγκριτικές διαφοροποιήσεις τους στη διάρκεια ενός αιώνα. Αναδεικνύονται οι ιδιαιτερότητες χρήσης τους, τα πλεονεκτήματα που προσέφερε η διαρκής βελτίωσή τους στον Τοπογράφο Μηχανικό στο χρόνο και στην ακρίβεια εκπόνησης των γεωδαιτικών εργασιών. Τέλος καταγράφονται οι συνέπειες της εξέλιξης αυτής στην ανάπτυξης της έρευνας και στη διεύρυνση των πεδίων εφαρμογών της επιστήμης της Γεωδαισίας.

Την τελευταία 30ετία στην Ελλάδα, η διαρκής εξέλιξη της τεχνολογίας τόσο των γεωδαιτικών οργάνων και παρελκομένων, όσο και των συστημάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών και προγραμμάτων επεξεργασίας των μετρήσεων, έχει αναβαθμίσει την προσφερόμενη εκπαίδευση στο αντικείμενο των κτηματογραφικών αποτυπώσεων.

Στην εργασία αυτή καταγράφεται η εξέλιξη που εμφανίστηκε τη χρονική αυτή περίοδο και αφορά στα χρησιμοποιούμενα γεωδαιτικά όργανα και παρελκόμενα, στις γεωδαιτικές μεθόδους μέτρησης και επεξεργασίας, στον τρόπο παραγωγής, απόδοσης και παρουσίασης των κτηματογραφικών διαγραμμάτων, όπως βιώθηκε στο Εργαστήριο Γενικής Γεωδαισίας (ΕΓΓ) της ΣΑΤΜ. του ΕΜΠ, στο πλαίσιο της πρακτικής άσκησης. Στο χρονικό διάστημα 1976 – 2004, το ΕΓΓ της ΣΑΤΜ του ΕΜΠ, πραγματοποίησε θερινά προγράμματα Πρακτικής Άσκησης σε υπό ανάπτυξη και ακριτικές περιοχές ανά την Ελλάδα, με κύριο θέμα Τοπογραφικές και Κτηματογραφικές αποτυπώσεις, παρέχοντας ταυτόχρονα εκπαιδευτικό και κοινωνικό έργο. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η ανάδειξη των πλεονεκτημάτων που προσέφερε η εξέλιξη αυτή στην αναβάθμιση της προσφερόμενης εκπαίδευσης αλλά και στην εκπόνηση των κτηματογραφικών αποτυπώσεων. Καταγράφονται επίσης τα συγκριτικά στοιχεία της μεταβολής αυτής και η συμβολή τους στην ποιότητα, στο κόστος και στο χρόνο εκτέλεσης των επίγειων κτηματογραφικών αποτυπώσεων.

Στην εργασία αυτή γίνεται μια ιστορική αναδρομή της διαδικασίας άδειας άσκησης επαγγέλματος. Καταγράφεται η ισχύουσα νομοθεσία, αυτή δηλαδή με την οποία πραγματοποιούνται σήμερα (2006) οι εξετάσεις με τις οποίες χορηγείται η άδεια άσκησης επαγγέλματος στους Μηχανικούς.

Καταγράφονται κάποια στατιστικά στοιχεία από τα οποία καταγράφεται η μεταβολή των συμμετεχόντων στις εξετάσεις την τελευταία πενταετία ανά ειδικότητα.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια ολοκληρωμένη πρόταση που αποβλέπει στη δημιουργία ενός σύγχρονου, ακριβούς και αξιόπιστου χάρτη της αποχής του γεωειδούς στον Ελλαδικό χώρο, με την εφαρμογή της μεθόδου της αστρογεωδαιτικής χωροστάθμησης. Ένας ολοκληρωμένος γεωδαιτικός σταθμός υψηλής ακρίβειας και ειδικών δυνατοτήτων χρήσης και ένας δέκτης του συστήματος GPS συνδέονται και αποτελούν ένα σύγχρονο σύστημα πραγματοποίησης αστρογεωδαιτικών παρατηρήσεων. Το σύστημα υποστηρίζεται από κατάλληλο λογισμικό επεξεργασίας των μετρήσεων και παρέχει τα αποτελέσματα σε πραγματικό χρόνο. Έτσι προσδιορίζονται οι αστρονομικές συντεταγμένες Φ, Λ σημείων της Φ.Γ.Ε, οι συνιστώσες ξ, η της απόκλισης της κατακορύφου και μέσω αυτών οι μεταβολές ΔΝ του γεωειδούς, με ακρίβεια μερικών mm.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μία πρότυπη εφαρμογή που υλοποιεί τη διαδικασία οργάνωσης της πληροφορίας γεωδαιτικών μετρήσεων, όταν αυτές εκτελούνται από διαφορετικά συνεργεία σε μία μεγάλη περιοχή. Οι δυνατότητες της εφαρμογής αφορούν στη συγκέντρωση όλων των στοιχείων μετρήσεων σε μία κεντρική βάση, στη δυνατότητα διαχείρισής τους και αρχικής επεξεργασίας τους και κυρίως στη δημιουργία τριδιάστατης απεικόνισης που επιτρέπει την επισκόπηση της αποτυπωμένης περιοχής και την "αναπαραγωγή" του αναγλύφου της. Δίνονται, παράλληλα, κάποια εργαλεία εκτέλεσης μεθόδων επεξεργασίας (τριγωνισμός, ισοϋψείς) που βοηθούν τόσο στην εποπτεία του αποτελέσματος, όσο και στη διαμόρφωση ενός πληρέστερου υποβάθρου για την παραγωγή του τελικού παραγώγου (ψηφιακού διαγράμματος). Προκύπτει, έτσι, ένα σύστημα αυτοματοποίησης των διαδικασιών ρουτίνας του Τοπογράφου Μηχανικού, που παρέχει τη δυνατότητα αύξησης της παραγωγικότητάς του και προσδίδει μια ολοκληρωμένη εικόνα για την εξέλιξη των εργασιών αποτύπωσης αλλά και της ποιότητας του τελικού αποτελέσματος.

Αυτού του είδους η προσέγγιση έχει τεράστιες προοπτικές εξέλιξης. Η πληροφορία που αποθηκεύεται μπορεί να αφορά, εκτός από τη βασική μετρητική πληροφορία (πχ. συντεταγμένες σημείων), και σε δεδομένα ποιοτικής πληροφορίας (πχ. δεδομένα συνθηκών των μετρήσεων, στοιχεία συμμετεχόντων στις μετρήσεις) ή ακόμα και σε δεδομένα πολυμέσων (φωτογραφίες, βίντεο της περιοχής) που πολλές φορές συλλέγονται σε μία εργασία αποτύπωσης. Παράλληλα, η χρήση της τριδιάστατης απεικόνισης αποδεικνύει ότι τα γραφικά μπορούν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο στα χέρια του σύγχρονου Τοπογράφου Μηχανικού.

Στην εργασία αυτή περιγράφεται διεξοδικά μια σύγχρονη γεωδαιτική μεθοδολογία η οποία συμβάλλει καθοριστικά στην έρευνα του αστρονομικού προσανατολισμού μνημείων. Η εφαρμογή της μεθοδολογίας, με τη χρήση σύγχρονων ψηφιακών οργάνων μέτρησης, δίνει τη δυνατότητα του ορθού προσδιορισμού του αστρονομικού προσανατολισμού ενός μνημείου δηλ. του αστρονομικού αζιμουθίου του βασικού κατά μήκος άξονα. Η αβεβαιότητα που επιτυγχάνεται κυμαίνεται από 10" - 10' της μοίρας και εξαρτάται από το μέγεθος του μνημείου.

Η μεθοδολογία περιλαμβάνει μεταξύ άλλων τη γεωμετρική τεκμηρίωση του μνημείου, τη δημιουργία του ψηφιακού διαγράμματος της κάτοψής του, αλλά και τον προσδιορισμό του αστρονομικού αζιμουθίου, μιας επίγειας διεύθυνσης στο χώρο του μνημείου με αστρογεωδαιτικές παρατηρήσεις.

Επίσης απαιτείται η γνώση της μορφής (γεωμετρίας) του αισθητού ορίζοντα που βρίσκεται "μπροστά" από το μνημείο, η οποία προκύπτει με γεωδαιτικές μετρήσεις. Για τη συλλογή των μετρήσεων χρησιμοποιούνται ολοκληρωμένοι γεωδαιτικοί σταθμοί (σύγχρονα γεωδαιτικά όργανα, εξέλιξη των γνωστών θεοδολίχων, που μετρούν γωνίες, μήκη και χρόνο), γεωδαιτικοί δέκτες δορυφορικού εντοπισμού του συστήματος GNSS και κατάλληλα λογισμικά για την επεξεργασία τους.

Επιπλέον προσδιορίζεται η πορεία του ήλιου ή άλλου ουράνιου σώματος, χρησιμοποιώντας κατάλληλο λογισμικό ψηφιακής προσομοίωσης της ουράνιας σφαίρας, για χαρακτηριστικές ημερομηνίες σύμφωνα με τον προσανατολισμό του μνημείου.

Αξιοποιώντας τα αποτελέσματα της διαδικασίας μπορεί να προσδιοριστεί και το έτος κτήσης του μνημείου, δηλαδή να γίνει η χρονολόγησή του.

Η μεθοδολογία έχει εφαρμοστεί σε περισσότερα από 80 μνημεία στον Ελλαδικό χώρο και έχει οδηγήσει σε αξιόπιστα αποτελέσματα, τα οποία σε πολλές περιπτώσεις έχουν δώσει απαντήσεις και λύσεις στις αρχαιολογικές έρευνες, ενώ σε άλλες περιπτώσεις ταυτίζονται με αυτές.

Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας παρουσιάζονται ενδεικτικά τα αποτελέσματα της μελέτης ορισμένων ομάδων μνημείων, όπως:

• Οι βυζαντινοί ναοί και τα παρεκκλήσια των Μοναστικής Πολιτείας των Μετεώρων και της Καστροπολιτείας του Μυστρά
• Παλαιοχριστιανικές βασιλικές
• Ναοί της κλασσικής αρχαιότητας (τα τέσσερα Ηραία της Ελλάδας, Παρθενώνας, Ερεχθείο, Ναός του Ποσειδώνα στο Σούνιο, Ναός του Ηφαίστου, ναός του Δια στην Αρχαία Ολυμπία, δέκα μνημεία του αρχαιολογικού χώρου της Δήλου).

Η τριδιάσταση απεικόνιση και η αναπαράσταση γεωμετρικών χαρακτηριστικών αντικειμένων και επιφανειών αποτελεί ένα από τα συνεχώς εξελισσόμενα πεδία εφαρμογής της επιστήμης της Γεωδαισίας. Δίνει τη δυνατότητα παρουσίασης των γεωμετρικών χαρακτηριστικών στο χώρο των τριών διαστάσεων και αποτελεί τη βάση για οποιονδήποτε σχεδιασμό ή παρέμβαση (αναστήλωση).

Η εξέλιξη των συστημάτων μέτρησης στον τομέα της γεωδαισίας με την ανάπτυξη των επίγειων σαρωτών laser αλλά και των χωροεικονογεωδαιτικών σταθμών, επιτρέπει την πληρέστερη και ορθότερη δημιουργία τριδιάστατων μοντέλων απεικόνισης επιφανειών, βελτιώνοντας παράλληλα το χρόνο που απαιτείται για τέτοιου είδους εργασίες. Επιπλέον η εξέλιξη της τεχνολογίας τριδιάστατης εκτύπωσης, επιτρέπει την παρουσίαση – αναπαράσταση τέτοιων απεικονίσεων με πληρέστερο τρόπο.

Στην εργασία παρουσιάζεται η μεθοδολογία που ακολουθείται για τη γεωμετρική τεκμηρίωση μη γεωμετρικών επιφανειών με τη χρήση χωροεικονογεωδαιτικών σταθμών (Image Assisted Total Stations, IATS). Οι σταθμοί αυτοί έχουν τη δυνατότητα καταγραφής των συν/νων σημείων κάθε σάρωσης σε κοινό σύστημα αναφοράς. Έτσι αποφεύγονται οι συνενώσεις μοντέλων, που επιβαρύνουν την αβεβαιότητα του τελικού παραγώγου, ενώ αποφεύγεται η τοποθέτηση ειδικών στόχων κατά τη συλλογή των μετρήσεων. Χρησιμοποιείται η μέθοδος Monte Carlo για τον a-priori προσδιορισμό του βήματος μέτρησης με σκοπό την ελαχιστοποίηση του χρόνου μέτρησης, ανάλογα με την αβεβαιότητα του τελικού αποτελέσματος.

Τέλος παρουσιάζεται μια εφαρμογή που πραγματοποιήθηκε για τη ολοκληρωμένη γεωμετρική τεκμηρίωση του κρατήρα Στέφανος του ηφαιστείου της Νισύρου. Δημιουργήθηκε το τριδιάστατο μοντέλο του κρατήρα, ελέγχθηκε η γεωμετρική του ορθότητα και απεικονίστηκε χρησιμοποιώντας την τεχνική της τριδιάστατης εκτύπωσης.

Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται, η μεθοδολογία και τα αποτελέσματα με τη μορφή διαγραμμάτων και πινάκων της συστηματικής παρακολούθησης της κινηματικής συμπεριφοράς του Ιερού Κουβουκλίου του Παναγίου Τάφου στα Ιεροσόλυμα, κατά τη διάρκεια των εργασιών αποκατάστασης (2016 - 2017), οι οποίες πραγματοποιήθηκαν από ερευνητική ομάδα του ΕΜΠ, σε χρονικό διάστημα λιγότερο του ενός έτους.

Για τις ανάγκες της παρακολούθησης (monitoring) εγκαταστάθηκε ένα τριδιάστατο γεωδαιτικό δίκτυο, του οποίου οι κορυφές σημάνθηκαν με ειδικό τρόπο. Η παρακολούθηση υλοποιήθηκε με δυο διαδικασίες, με τη χρήση κατάλληλου ολοκληρωμένου γεωδαιτικού σταθμού που παρέχει αβεβαιότητα ±1’’ στη μέτρηση των διευθύνσεων και ±1mm στη μέτρηση του μήκους.

Στην πρώτη διαδικασία (στατική) το δίκτυο μετράται σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές, επιλύεται ως τριδιάστατο και γίνεται έλεγχος απόλυτης και σχετικής μετακίνησης των κορυφών του.

Η αβεβαιότητα προσδιορισμού (1σ) των συντεταγμένων x, y κυμαίνεται από ±0.1mm – ± 0.3mm και Η από ±0.1mm – ±0.2mm. Αυτό σημαίνει ότι το δίκτυο μπορεί να ανιχνεύσει μετακινήσεις της τάξης του 1mm για επίπεδο εμπιστοσύνης 95%. Με ειδική μεθοδολογία προσδιορίζεται το ύψος οργάνου του γεωδαιτικού σταθμού, όταν αυτός τοποθετείται στις κορυφές του δικτύου με αβεβαιότητα 0.3mm.

Στη δεύτερη διαδικασία (δυναμική), πραγματοποιείται συνεχής μέτρηση -παρακολούθηση συγκεκριμένων σημείων του δικτύου. Ο γεωδαιτικός σταθμός τοποθετείται μόνιμα σε μια κορυφή του τριδιάστατου γεωδαιτικού δικτύου, επικοινωνεί ενσύρματα με φορητό υπολογιστή που βρίσκεται τοποθετημένος δίπλα του.

Με τη χρήση κατάλληλου λογισμικού επιτυγχάνεται, η οργάνωση του σεναρίου παρακολούθησης, η καταγραφή των μετρήσεων που πραγματοποιούνται προς τα επιλεγμένα σημεία, ο έλεγχος των μετρήσεων και η διαχείριση των αποτελεσμάτων. Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων της μεταβολής της θέσης των σημείων ελέγχου πραγματοποιείται σε πραγματικό χρόνο, είτε με τη μορφή πινάκων, είτε με τη μορφή διαγραμμάτων ώστε να είναι δυνατή η άμεση λήψη αποφάσεων για την αποφυγή αστοχίας του μνημείου.