Rys. 1: Wybór opcji podczas instalacji GTK+ w systemie Ms Windows
Z uwagi dużą ilość oferowanych przez program obliczeń, przedstawiony opis nie jest pełną instrukcją obsługi. W rozdziale zawarto jedynie informacje pomocne w trakcie instalacji aplikacji oraz przedstawiono typową sesję użytkownika obejmującą: założenie projektu, import danych i dokonanie przykładowych obliczeń. Przytoczony opis powinien być jednak wystarczający, aby rozpocząć pracę z programem i samodzielnie poznać pozostałe z oferowanych funkcji.
Program został przygotowany do pracy w środowisku Linux oraz Windows 9x, 2000, XP. Powinien działać poprawnie w systemach z rodziny UNIX. W systemie operacyjnym Linux wymagana jest obecność serwera graficznego X Window. Przed uruchomieniem programu należy upewnić się, że w systemie zainstalowane są biblioteki GTK+ w wersji przynajmniej 2.4 oraz SQLite w wersji 3.2 lub nowszej. Wymagania sprzętowe nie różnią się od zaleceń koniecznych do uruchomienia danego systemu operacyjnego.
# rpm -Uvh ./geodetka-*.i386.rpm
Jeżeli przygotowany pakiet instalacyjny nie jest do końca zgodny z naszą dystrybucją bądź zależy nam na optymalizacji, można samodzielnie przygotować plik RPM w oparciu o plik źródłowy SRPM. Niezbędne może okazać się wtedy doinstalowanie dodatkowych plików gtk2-devel i sqlite3-devel dostępnych wraz z daną dystrybucją Linuksa. Do przebudowania pakietu źródłowego z programem służy polecenie:
# rpmbuild --rebuild ./geodetka-*.src.rpm
W sytuacji, gdy nie możemy posłużyć się menadżerem pakietów RPM, pozostaje możliwość samodzielnej kompilacji kodu źródłowego. Po wypakowaniu wszystkich plików z archiwum geodetka-1.1.tar.gz do dowolnego katalogu na dysku twardym i przejściu do niego należy wykonać kolejno polecenia:
$ ./configure
$ make
# make install
Należy zwrócić uwagę, że ostatnie polecenie wymaga uprawnień administratora. Podobnie jak w przypadku pliku SRPM, w systemie musi być dostępny kompilator i odpowiednie pliki devel. Cały proces kompilacji i instalacji może zająć, w zależności od szybkości komputera, nawet kilkanaście minut.
Ostatnia z przedstawionych metod umożliwia instalację programu w każdej odmianie Linuksa.
Pomimo, że program przeznaczony jest głównie do użytkowania w systemie Linux, możliwa jest jego kompilacja i uruchomienie w systemie Ms Windows. Na płycie CD w katalogu win znajduje się skompilowana wersja programu przeznaczona dla tego systemu. Skompresowane archiwum geodetka-1.1-win32.zip należy rozpakować w dowolnym katalogu na dysku twardym komputera. Przed pierwszym uruchomieniem konieczne jest zainstalowanie biblioteki GTK+. Potrzebny w tym celu program instalacyjny gtk+-2.6.9-setup.exe zawarty jest w internecie na stronie projektu. W trakcie instalacji zalecane jest pominięcie instalacji opcjonalnego składnika GTK-Wimp (rys. 1). W przeciwnym razie pojawić się może problem uniemożliwiający uruchomienie aplikacji wykorzystujących GTK+, występujący przy niektórych konfiguracjach systemu. Po zakończeniu instalacji należy ponownie uruchomić komputer.
Rys. 1: Wybór opcji podczas instalacji GTK+ w systemie Ms Windows
Uruchomienie programu w systemie Linux następuje poprzez wpisanie w wierszu poleceń geodetka bądź wybranie z menu odpowiedniego skrótu. W systemie Ms Windows należy uruchomić plik geodetka.exe znajdujący sie w katalogu z programem, ewentualny skrót w Menu Start bądź Pulpicie należy przygotować samodzielnie.
Podczas pierwszego uruchomienia programu, trwającego zwykle nieco dłużej, tworzona jest baza danych geodetka.sq3. W pliku tym zapisywane są wszystkie informacje gromadzone przez użytkownika, jak również przechowywana jest konfiguracja. Po zakończeniu procesu tworzenia bazy, pojawi się główne okno aplikacji (rys. 2). Poprzez menu mamy dostęp do wszystkich funkcji obliczeniowych programu, możemy także przeglądać listę przechowywanych punktów i obserwacji. Prezentowane bezpośrednio informację dotyczą aktualnie wybranego zbioru roboczego, jednostki kąta i układu współrzędnych (lokalny/zewnętrzny).
Rys. 2: Główne okno programu GeodeTKa
Pierwszym etapem pracy z programem powinno być ustawienie preferencji (Plik -> Preferencje). W oknie konfiguracji (rys. 3) możliwe jest zdefiniowanie m.in.: jednostek, sposobu postępowania w przypadku dodawania punktów o takim samym numerze oraz danych na temat wykonawcy wykorzystywanych przy tworzeniu raportów.
Rys. 3: Okno konfiguracji programu GeodeTKa
W obrębie zbioru roboczego (zwanego w programie projektem) gromadzone są współrzędne punktów i wykaz obserwacji, tworzony jest także wykaz historii poleceń. Przy pierwszym uruchomieniu jako aktywny ustawiany jest projekt DOMYŚLNY. W przypadku rozpoczęcia obliczeń związanych z konkretną pracą geodezyjną, należy zdefiniować nowy projekt i wybrać go jako zbiór roboczy. Okno, w którym możliwe jest definiowanie i wybór projektów (rys. 4) dostępne jest poprzez menu Plik -> Projekty bądź za pomocą skrótu klawiaturowego Ctrl+o.
Rys. 4: Okno wyboru projektu
W momencie tworzenia nowego zbioru musimy podać jego nazwę. Choć nie jest to wymagane, zaleca się aby była ona unikalna. Pole ID i data modyfikacji aktualizowane są w programie automatycznie. Pozostałe informacje podawane w trakcie zakładania nowego projektu są nieobowiązkowe i mają charakter informacyjny. Mogą zostać wykorzystane m.in. przy tworzeniu zgłoszenia pracy geodezyjnej do ośrodka dokumentacji. Późniejsza modyfikacja wprowadzonych szczegółów możliwa jest po wybraniu przycisku Modyfikacja w głównym oknie programu, po uprzednim wybraniu projektu jako roboczy.
W programie możliwy jest import współrzędnych i danych pomiarowych zapisanych w plikach tekstowych ASCII.
Okno importu współrzędnych dostępne jest poprzez menu Plik -> Importuj -> punkty. Wśród dostępnych opcji (rys. 5) możliwe jest ustawienie kolejności kolumn reprezentujących dane w pliku tekstowym. W przypadku, gdy importowany plik posiada kolumny o stałej szerokości znaków, należy zaznaczyć opcję: 'sąsiadujące znaki separatora traktuj jako jeden'. Po wybraniu parametru ignoruj pominięte kolumny' wszystkie niezaznaczone kolumny nie będą miały wpływu na kolejność ustawienia. W sytuacji, kiedy dane tego typu znajdują się fizycznie w pliku, a nie chcemy ich jedynie importować, należy pozostawić tą opcję niezaznaczoną. Jako separator przy zapisie liczb rzeczywistych można stosować zarówno kropkę, jak i przecinek. Poszczególne wartości muszą być rozdzielone za pomocą spacji, tabulatora bądź średnika. Z uwagi na dwojaką możliwość zapisu liczb rzeczywistych nie jest możliwe stosowanie w tym przypadku przecinka.
Rys. 5: Okno importu punktów
Edycja i przeglądanie wprowadzonych do bazy punktów pomiarowych możliwe są w oknie Plik -> Edytuj punkty (rys. 6).
Rys. 6: Wykaz punktów
Plik testowy zawierający importowane obserwacje musi zawierać cztery kolumny danych oddzielone za pomocą spacji, tabulatora bądź średnika. Pierwsze trzy kolumny powinny być zgodne z przyjętym w programie systemem ekstrakodów (tabela 1). W czwartej kolumnie musi znajdować się wartość parametru (odczyt). Jednostka i sposób zapisu kątów w pliku tekstowym muszą być zgodne z aktualnie ustawionymi preferencjami programu. W przypadku posługiwania się miarą stopniową, poszczególne wartości należy oddzielić w pliku za pomocą kropki (przykładowo 23°45'17,1'' zapisujemy jako 23.45.17,1). Wyboru pliku z importowanymi obserwacjami dokonujemy poprzez menu Plik -> Importuj -> obserwacje.
Tabela 1: Ekstrakody przy zapisie parametrów i obserwacji geodezyjnych
| L | S | P | Rodzaj |
|---|---|---|---|
| Nr | Nr | Nr | kąt o ramionach SL i SP |
| $Nr | $Nr | $Nr | odległość od S rzutu L na prostą SP (bieżąca) |
| $Nr | $Nr | Nr | odległość L od prostej SP (domiar) |
| $x | Nr | - | współrzędna X |
| $y | Nr | - | współrzędna Y |
| $z | Nr | - | współrzędna Z (H) |
| $Ox | Nr | - | obrót wokół osi Ox |
| $Oy | Nr | - | obrót wokół osi Oy |
| $Oz | Nr | - | obrót wokół osi Oz |
| $dx | Nr | Nr | przyrost współrzędnej X pomiędzy SP |
| $dy | Nr | Nr | przyrost współrzędnej Y pomiędzy SP |
| $dz | Nr | Nr | przyrost współrzędnej Z pomiędzy SP, przewyższenie |
| $dl | Nr | Nr | odległość pozioma pomiędzy S i P |
| $ds | Nr | Nr | odległość skośna pomiędzy S i P |
| $az | Nr | Nr | azymut odcinka pomiędzy S i P |
| $v | Nr | Nr | kąt pionowy pomiędzy S i P (odczyt V) |
| $hz | Nr | Nr | kierunek poziomy pomiędzy S i P (odczyt Hz) |
Wprowadzone do programu obserwacje można przeglądać i usuwać w oknie Baza -> Wykaz obserwacji (rys. 7).
Rys. 7: Okno Obserwacje
Obliczenia realizowane w programie stanowią zestaw najczęściej stosowanych w geodezji zadań i konstrukcji pomiarowych. Dostęp do poszczególnych funkcji możliwy jest poprzez menu głównego okna. Celem sprawniejszego posługiwania się całym programem, przyjęto zasadę, że w danym momencie otwarte może być tylko jedno okno realizujące obliczenia tego samego typu. Wykaz wszystkich zadań rachunkowych realizowanych przez program oraz ich lokalizację w strukturze menu zamieszczono w tabeli 2.
Tabela 2: Funkcje obliczeniowe w programie GeodeTKa
| Funkcja | Pozycja menu |
|---|---|
| Azymut | Obliczenia -> Azymut i długość |
| Ciąg poligonowy | Pomiary -> Ciąg poligonowy |
| Domiary prostokątne | Pomiary -> Domiary |
| Kąt | Obliczenia -> Kąt |
| Miary biegunowe | Tyczenie -> Miary biegunowe |
| Odległość | Obliczenia -> Azymut i długość |
| Pole powierzchni | Obliczenia -> Pole powierzchni |
| Przecięcie okręgów | Tyczenie -> Przecięcia |
| Przecięcie okręgu z prostą | Tyczenie -> Przecięcia |
| Przecięcie prostych | Tyczenie -> Przecięcia |
| Rzutowanie punktu na prostą | Tyczenie -> Rzutowanie na prostą |
| Styczna do okręgu przechodząca przez punkt | Tyczenie -> Styczna do okręgu |
| Styczna do okręgu prostopadła do prostej | Tyczenie -> Styczna do okręgu |
| Styczna do okręgu równoległa do prostej | Tyczenie -> Styczna do okręgu |
| Styczna do dwóch okręgów | Tyczenie -> Styczna do okręgu |
| Tachimetria | Pomiary -> Tachimetria |
| Transformacja Helmerta | Obliczenia -> Transformacja Helmerta |
| Tyczenie punktów na okręgu | Tyczenie -> Okrąg |
| Wcięcie azymutalne w przód | Pomiary -> Wcięcia |
| Wcięcie azymutalne wstecz | Pomiary -> Wcięcia |
| Wcięcie kątowe | Pomiary -> Wcięcia |
| Wcięcie liniowe | Pomiary -> Wcięcia |
| Wcięcie wstecz | Pomiary -> Wcięcia |
| Wyznaczenie środka okręgu na postawie 3 punktów leżących na okręgu | Tyczenie -> Wpasowanie okręgu |
| Wyznaczenie środka okręgu stycznego do dwóch prostych | Tyczenie -> Wpasowanie okręgu |
| Zadanie Mareka | Pomiary -> Zadanie Mareka |
Na rys. 8 przedstawiono typowe okno, w którym realizowane są obliczenia. W przykładzie tym dotyczą one konstrukcji zwanej zadaniem Mareka. W celu wprowadzenia współrzędnych już istniejącego w bazie danych punktu, wystarczające jest podanie jego numeru. Wartość X i Y uzupełniona zostanie w tym przypadku automatycznie. Gdy kursor znajduje się w polu Nr, możliwe jest także wybranie punktu z listy dostępnej po naciśnięciu klawisza F1 bądź szybkie wprowadzenie do bazy nowego poprzez naciśnięcie klawisza Insert. Informuje o tym odpowiedni komunikat na pasku statusu.
Rys. 8: Zadanie Mareka - okno
Po wprowadzeniu wszystkich wymaganych punktów osnowy i oznaczeń stanowisk, automatycznie przeszukiwana jest baza zgromadzonych obserwacji. W przypadku odnalezienia wymaganych danych, pozostałe pola zostają natychmiastowo wypełnione, w przeciwnym - należy je dodatkowo uzupełnić. Wprowadzane wartości muszą być podawane w jednostkach aktualnie stosowanych w programie. W przypadku podawania wartości kąta w stopniach, minutach i sekundach, poszczególne wartości oddzielamy za pomocą spacji bądź przecinka (przykładowo 10°23'23,7'' zapisujemy jako 10 23 23,7). Obliczenia realizowane są dopiero po naciśnięciu w menu przycisku Wykonaj. Ewentualny komunikat błędu wynikający z niewłaściwych bądź niekompletnych danych pojawia się na pasku statusu w dolnej części okna.
Przed dodaniem wyliczonych współrzędnych do bazy za pomocą przycisku Dodaj, warto punktom przypisać kody. Lista dostępnych oznaczeń zgodnych z Instrukcją techniczną K1 dostępna jest po naciśnięciu w polu Kod klawisza F1.
Nieco inaczej wygląda wprowadzanie danych w przypadku obliczeń, w których wynikiem jest zwykle większa, z góry nie określona liczba punktów. Przykładem jest Transformacja Helmerta (rys. 9). W takiej sytuacji obliczenia dokonywane są w momencie dodawania punktu do tabeli. Jeżeli w chwili wprowadzania punktu zaznaczona została odpowiednia opcja, zostanie on automatycznie zapisany w bazie danych. W przypadku ponownego przeliczenia wyników (np. po modyfikacji parametrów), współrzędne uprzednio zapisanych punktów zostaną uaktualnione. Możliwe jest także jednorazowe dodanie wszystkich znajdujących się w bazie punktów spełniających warunki zadania. W przypadku punktów dostosowania będą to np. wszystkie punkty posiadające jednocześnie współrzędne w układzie lokalnym i zewnętrznym, a dla metody domiarów prostokątnych te punkty, dla których znana jest jednocześnie miara bieżąca i odległość od rozważanej prostej.
Rys. 9: Transformacja Helmerta
Dla każdego projektu roboczego tworzona jest automatycznie historia wszystkich wykonywanych operacji. Korzystając z oferowanych w oknie historii (Baza -> Historia operacji) poleceń, istnieje możliwość wygenerowania wspólnego raportu z obliczeń oraz modyfikacji i ponownego przeliczenia wszystkich zadań (rys. 10). Umożliwia to szybkie poprawienie i uaktualnienie powiązanych ze sobą obliczeń, istotne np. przy pracach projektowych.
Rys. 10: Historia operacji
Każdy wyliczony punkt może zostać dodany do bazy danych za pomocą przycisku Dodaj. W przypadku obliczeń grupowych (jak np. domiary prostokątne) chęć zapisania punktu do bazy musi zostać zadeklarowana już w momencie dodawania punktu do tabeli. Ponowne przeliczenie powoduje w tym przypadku aktualizację współrzędnych już wprowadzonego punktu.
Rys. 11: Raport z obliczeń
Dodatkowo w każdym oknie dostępne są ikony umożliwiające wyświetlenie raportu z obliczeń i graficzną prezentację wyników (rys. 11 i 12). Raport z obliczeń uzupełniany jest o podstawowe dane na temat wykonawcy i opracowywanego obiektu. W oknie historii operacji Baza -> Historia operacji możliwe jest wygenerowanie raportu na podstawie wszystkich dokonanych obliczeń.
Rys. 12: Prezentacja graficzna obliczonej konstrukcji geodezyjnej
W menu Plik -> Eksport znajdują się polecenia pozwalające na zapisanie przechowywanych w programie punktów i obserwacji do osobnych plików tekstowych. Możliwe jest zatem późniejsze wykorzystanie rezultatów obliczeń w innych aplikacjach.
Opracowany program GeodeTKa w wersji 1.1 został udostępniony zgodnie z licencją GNU GPL. Możliwe jest zatem bezpłatne kopiowane i rozpowszechnianie programu nawet do zastosowań komercyjnych. Program zarówno w wersji binarnej dla środowisk Linux i Ms Windows, jak i w postaci kodu źródłowego znajduje się na płycie CD stanowiącej załącznik do niniejszej pracy. Umieszczony został także w internecie na specjalnie do tego celu przygotowanej stronie http://geodetka.prv.pl.