Overgangswaterpassingen op een
nieuw niveau
Het met hoge kwaliteit overbrengen van hoogtes over brede watergangen bij geodetische netwerken
is een van de grootste uitdagingen in het waterpassen. Deze zogenaamde overgangswaterpassingen
worden, dankzij speciale procedures met total stations of waterpasinstrumenten, weliswaar succesvol
uitgevoerd, maar zelden met een eerste-orde kwaliteit bij afstanden van een kilometer of meer. Een nieuwe
methode, bestaande uit een combinatie van conventionele waterpasinstrumenten, digitale camera's en
beeldverwerkingssoftware, maakt het nu mogelijk ook bij deze afstanden eerste-orde nauwkeurigheden te
behalen.
Instrumentkeuze
Camerakeuze
Waarnemingsprincipe
N. de Hilster, Starmountain Survey Consultancy BV
De aanzet voor de nieuwe methode werd
afgelopen juni gegeven door Henk ten
Damme, voormalig medewerker van de
afdeling NAP van de Meetkundige Dienst
(nu DID) van Rijkswaterstaat, en Ad van
Vliet, adviseur bij dezelfde dienst. Zij
kwamen met de vraag of het mogelijk was
overgangswaterpassingen te innoveren.
Ten Damme's idee was om een waterpas
instrument van een digitale camera te
voorzien en de beelden door software te
laten analyseren. Het doel was data van
een tweetal instrumenten tegelijkertijd te
verzamelen met een hogere objectiviteit
dan mogelijk is door menselijke waarne
ming. Daarnaast was de wens het proces
dusdanig te automatiseren dat de resulta
ten bekend zijn voordat de meetploeg de
meetlocatie zou verlaten.
Ten einde een hoge nauwkeurigheid te
kunnen realiseren was het duidelijk dat
alleen de beste instrumenten hiervoor in
aanmerking kwamen. Daarbij is overwogen
om gebruik te maken van moderne digitale
waterpasinstrumenten, maar proeven uit
het verleden hebben aangetoond dat, zelfs
bij gebruik van uitvergrote barcodebaken,
eerste-orde nauwkeurigheid bij deze instru
menten beperkt was tot circa een halve
kilometer [Takalo en Rouhiainen, 2006]. Om
deze reden is besloten terug te grijpen op
conventionele niet-elektronische instru
menten met een hoge inspeelnauwkeurig-
heid van de vizierlijn. Gedacht werd aan het
gecompenseerde Zeiss Nioo2 waterpasin
strument (inspeelnauwkeurigheid 0.05"),
de ongecompenseerde Wild T4 theodoliet
(0.10") en het ongecompenseerde Wild N3
waterpasinstrument (0.20", zie figuur 1).
Fig. 7. Een van de gebruikte Wild N3's uit 1960.
Hieruit werd uiteindelijk de Wild N3
gekozen, aangezien de beschikbaarheid
van Wild T4 theodolieten en Zeiss Nioo2
waterpasinstrumenten beperkt was, terwijl
met een gewicht van 60 kilogram deT4
niet erg praktisch is. Uit tests met gecom
penseerde waterpasinstrumenten is verder
gebleken dat deze vrij gevoelig zijn voor
temperatuurveranderingen [Damme en
Lentjes, 1986].
De camera dieTen Damme voorstelde is
een USB camera die speciaal gebouwd is
voor gebruik bij microscopen en daarbij op
het oculair geklemd wordt. Het bestaat uit
een 1.3 megapixel CMOS chip en een lens
met een vergrotingsfactor van 7.2X. Dit, in
combinatie met de vergrotingsfactor van
42X van de Wild N3, resulteert in een totale
vergrotingsfactor van circa 300X. Aangezien
de standaard adapter niet geschikt was
voor waterpasinstrumenten, is in eigen
werkplaats voor de N3 een adapter vervaar
digt voor het koppelen en uitlijnen van de
USB camera (zie figuur 2).
Fig. 2. Wild N3 voorzien van camera.
Voor de meting werden tevens nieuwe
richtmerken ontworpen, die bestaan uit
twee evenwijdige balken, waartussen de
kruisdraad gemikt dient te worden (zie
figuur 3). Dit idee op zich was niet nieuw en
is voor het eerst beschreven in 1594 door de
Engelse wiskundige Thomas Harriot [Hilster,
2010].
Geo-lnfo 2012-2 17
