Σύγκριση μεθόδων ελαχίστων δεσμεύσεων συνόρθωσης τριδιάστατου δικτύου ελέγχου μετακινήσεων. Ανάλυση δεδομένων συνεχούς παρακολούθησης. Εφαρμογή στο δίκτυο του Ιερού Κουβουκλίου του Παναγίου Τάφου

Ζάχος, Δημήτριος; Zachos, Dimitrios

dc.contributor.author	Ζάχος, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Zachos, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2019-03-14T09:21:25Z
dc.date.issued	2019-03-14
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48437
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16375
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Συνόρθωση	el
dc.subject	Ελάχιστες δεσμεύσεις	el
dc.subject	Ελεύθερο δίκτυο	el
dc.subject	Ελλειψοειδές	el
dc.subject	Παρακολούθηση	el
dc.subject	Ellipsoid	en
dc.subject	Adjustment	el
dc.subject	Free network	el
dc.subject	Minimum constraints	el
dc.subject	Monitoring	el
dc.title	Σύγκριση μεθόδων ελαχίστων δεσμεύσεων συνόρθωσης τριδιάστατου δικτύου ελέγχου μετακινήσεων. Ανάλυση δεδομένων συνεχούς παρακολούθησης. Εφαρμογή στο δίκτυο του Ιερού Κουβουκλίου του Παναγίου Τάφου	el
dc.title	Comparison of the minimum constraints least squares adjustment methods in a 3D monitoring network. Analysis of successive monitoring data. Application on the network of the Holy Sepulcher of the Holy Tomb	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Γεωδαισία	el
heal.classification	Geodesy	en
heal.dateAvailable	2020-03-13T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-18
heal.abstract	Στην εργασία αυτή μελετώνται και συγκρίνονται οι μέθοδοι ελαχίστων δεσμεύσεων των ελαχίστων τετραγώνων που χρησιμοποιούνται για τη συνόρθωση ενός τριδιάστατου γεωδαιτικού δικτύου. Η σύγκριση αυτή εφαρμόζεται για το τριδιάστατο γεωδαιτικό δίκτυο που ιδρύθηκε στο χώρο του Ιερού Κουβουκλίου του Παναγίου Τάφου στα Ιεροσόλυμα, κατά τις εργασίες αποκατάστασης (2016 – 2017), τις οποίες ανέλαβε διεπιστημονική ομάδα του ΕΜΠ. Επιπρόσθετα αναλύονται τα δεδομένα συνεχούς παρακολούθησης του δικτύου, ώστε να μελετηθεί η κινηματική συμπεριφορά του μνημείου. Το δίκτυο σημάνθηκε με ειδικό τρόπο και μετρήθηκε με ολοκληρωμένο γεωδαιτικό σταθμό που παρέχει αβεβαιότητα ±1’’ στη μέτρηση των διευθύνσεων και ±1 mm στη μέτρηση του μήκους. Μετρήθηκε σε οκτώ χρονικές στιγμές , ώστε να είναι δυνατός ο έλεγχος παραμορφώσεων - μετακινήσεων. Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται μια αναδρομή με τα σημαντικότερα ιστορικά στοιχεία του Ιερού Ναού της Αναστάσεως. Αναφέρονται τα ιστορικά και αρχιτεκτονικά στοιχεία του Ιερού Κουβουκλίου και παρουσιάζεται το έργο της αποκατάστασης. Στο δεύτερο κεφάλαιο, περιγράφεται το γεωδαιτικό δίκτυο, η μορφή του, ο ειδικός τρόπος υλοποίησης των κορυφών του, ο γεωδαιτικός εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε και ο προγραμματισμός των μετρήσεων σε οκτώ χρονικές στιγμές. Προχωρώντας στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται οι μέθοδοι ελάχιστων εξωτερικών και εσωτερικών δεσμεύσεων, για τοποκεντρικό και μη τοποκεντρικό δίκτυο και συνορθώνεται το δίκτυο για τις οκτώ φάσεις μέτρησης σε μια ενιαία τριδιάστατη επίλυση, χρησιμοποιώντας και τις δυο μεθόδους ελαχίστων δεσμεύσεων, παρόλο που οι δυο μέθοδοι έδωσαν τα ίδια αποτελέσματα. Συνορθώνοντας το δίκτυο με τις εξωτερικές δεσμεύσεις, οι συντεταγμένες προσδιορίζονται με αβεβαιότητα καλύτερη από ±1mm για επίπεδο εμπιστοσύνης 95%, ενώ η αντίστοιχη αβεβαιότητα με τις εσωτερικές δεσμεύσεις δεν ξεπερνά τα ±0.5mm. Γίνονται στατιστικοί έλεγχοι αξιοπιστίας, αλλά και έλεγχοι με τη μέθοδο Baarda, για επίπεδο εμπιστοσύνης 95%, ενώ ακόμα ελέγχονται όλες οι φάσεις για παραμορφώσεις - μετακινήσεις, με τη βοήθεια τριαξονικών ελλειψοειδών σφάλματος απόλυτης και σχετικής μεταβολής θέσης. Το τέταρτο κεφάλαιο της εργασίας αφιερώνεται στην εκτενή σύγκριση των δυο μεθόδων ελαχίστων δεσμεύσεων για το τριδιάστατο δίκτυο, με XX παρουσίαση πινάκων και διαγραμμάτων για την καλύτερη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Με διαφορές συντεταγμένων μεταξύ των δυο μεθόδων που κυμαίνονται από 1.3mm για τις x και z συντεταγμένες, έως 3.6mm για τις y, το μεγαλύτερο ενδιαφέρον επικεντρώνεται στη σύγκριση του μεγέθους των ελλειψοειδών απόλυτης μετακίνησης που προκύπτουν για τις δυο μεθόδους. Αποδεικνύεται ότι χρησιμοποιώντας τις εσωτερικές δεσμεύσεις προκύπτουν ελλειψοειδή με μέγεθος 40% μικρότερο, σε σχέση με τις εξωτερικές δεσμεύσεις, με τα διανύσματα μετακίνησης να μην διαφοροποιούνται σημαντικά. Το πέμπτο κεφάλαιο ασχολείται με την ταξινόμηση των δεδομένων που προέκυψαν από τη συστηματική παρακολούθηση (monitoring) του δικτύου. Περιγράφεται αρχικά η εγκατάσταση ενός μόνιμου συστήματος παρακολούθησης μετακινήσεων στο χώρο του μνημείου για τις ανάγκες του έργου, με τη βοήθεια κατάλληλου εξοπλισμού και λογισμικού. Στη συνέχεια, γίνεται λεπτομερής ανάλυση των διαγραμμάτων μεταβολής θέσης που αποτελούν τα δεδομένα του monitoring, και η ταξινόμηση των δεδομένων αυτών, με σκοπό εν τέλει τη μελέτη της κινηματικής συμπεριφοράς του μνημείου. Η ταξινόμηση γίνεται λαμβάνοντας υπόψιν το εύρος τιμών των οριζοντιογραφικών και υψομετρικών μεταβολών θέσης κάθε κορυφής, αλλά και το συνολικό μέγεθος των μεταβολών αυτών διαχρονικά για κάθε κορυφή. Στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο του τεύχους παρατίθενται τα συμπεράσματα για το σύνολο των μεθόδων, υπολογισμών και αποτελεσμάτων. Το ενδιαφέρον εστιάζεται στο γεγονός ότι όταν ένα τριδιάστατο δίκτυο συνορθώνεται με τις ελάχιστες εσωτερικές δεσμεύσεις, τότε αυξάνεται η ευαισθησία του, δηλαδή η ικανότητά του να ανιχνεύσει μετακινήσεις, για ένα δεδομένο επίπεδο εμπιστοσύνης, σε σχέση με την επιλογή των εξωτερικών δεσμεύσεων. Ωστόσο, για την εφαρμογή των εσωτερικών δεσμεύσεων απαιτείται η γνώση συντεταγμένων από προηγούμενη επίλυση του δικτύου ή η γνώση του κέντρου βάρους του. Τελικώς, δίνονται προτάσεις για μελλοντικές πρόσθετες γεωδαιτικές έρευνες γύρω από το τριδιάστατο δίκτυο ελέγχου.	el
heal.abstract	This diploma thesis deals with the comparison of the minimum constraints of the least squares methods that are used for the adjustment of a three-dimensional geodetic monitoring network. The comparison is applied for the 3D geodetic network that was established in the site of the Holy Aedicule of the Holy Sepulcher in Jerusalem during the rehabilitation works (2016 - 2017). This project was completed by the interdisciplinary team of NTUA. Furthermore, analysis of successive monitoring data is carried out in order to study the kinematic behavior of the monument. The network was implemented with special benchmarks and the observations were accomplished using an integrated geodetic total station that provides uncertainty of ±1'' in the angles and ±1mm in the distance measurements. Measurements were held in eight different time intervals, in order to allow the displacements’ control of the network. In the first chapter, an overview of the most important historical information of the Church of the Holy Sepulcher is done. Historical and architectural elements of the Holy Aedicule are referred and the project of the rehabilitation is presented. In the second chapter, there is a description of the geodetic network and its form, the special implementation method of the benchmarks, the geodetic equipment that was used and the programming of the eight time phases. Moving on to the third chapter, the methods of the minimum external and inner constraints are presented. Especially for the case of inner constraints, there are two different methods of adjustment, considering that the centroid of the network is constant or changing. The network is being adjusted in the 3D space for every interval, using both methods of minimum constraints, although the two methods give the same results. Adjusting the network with the external constraints, the uncertainty of the determination is better than ±1mm for 95% confidence level, while for the method of inner constraints this uncertainty is better than ±0.5mm for the same confidence level. Statistical verification tests and tests based on Baarda method are held for 95% confidence level. For every phase, the absolute and relative displacements of the benchmarks are calculated for the same confidence level, using triaxial error ellipsoids. The forth chapter of the thesis is devoted to the extensive comparison of the two methods of minimum constraints for the 3D network of the Holy Aedicule, with tables and diagrams for the better evaluation of the results. With coordinate differences between the two methods, which fluctuates from 1.3mm for the x and z coordinates to 3.6mm for y, the most interesting part is the comparison of the size of the error ellipsoids for the absolute displacements using the two methods. It is proven that using inner constraints lead to ellipsoids 40% smaller than using external constraints, while the displacement vectors do not differ notably. The fifth chapter deals with the classification of the network’s successive monitoring data. The installation of a permanent monitoring system in the site of the monument, by using appropriate equipment and software, is outlined. After that, the diagrams of the position change of the control points are analyzed in detail and then the monitoring data are classified in order to study the kinematic behavior of the monument. Classification is applied depending on the range of position changes values for every benchmark, and on the total position changes in relation to time. In the sixth and last chapter, the conclusions for all methods, calculations and results are listed. The interest is focused on the fact that when a 3D geodetic network is adjusted with the inner constraints method, then its sensitivity increases for a standard confidence level, compared with the external constraints method. However, for the inner constraints, known coordinates from previous adjustment of known coordinates of the centroid of the network are required. Last but not least, suggestions for future additional geodetic surveys around the 3D control network are given.	en
heal.advisorName	Πανταζής, Γεώργιος	el
heal.advisorName	Pantazis, George	en
heal.committeeMemberName	Πανταζής, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Λάμπρου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Αραμπατζή, Ορθοδοξία	el
heal.committeeMemberName	Pantazis, George	en
heal.committeeMemberName	Lamprou, Evangelia	el
heal.committeeMemberName	Arabatzi, Orthodoksia	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας. Εργαστήριο Γενικής Γεωδαισίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	497 σ.
heal.fullTextAvailability	true