Veldwaarnemingen uitbreiden met metingen

Elly Waterman - NS Technisch Onderzoek - juli 2000

In dit digitale tijdperk worden we met de dag afhankelijker van gegevens die we aangeleverd krijgen. Meerdere keren heb ik van akoestische adviseurs te horen gekregen: Deze woning is zo nieuw, die staat niet op de digitale ondergrond. Of: de hoogte van het spoortalud ken ik niet, ik moet maar wat inschatten.

Terwijl er veel inspanning wordt gestoken om het akoestisch rekenmodel zo goed mogelijk te laten lijken op de werkelijkheid, worden essentiŽle gegevens als afstand, maar vooral ook hoogte, grof ingeschat. Hiermee worden - onnodig - flinke onnauwkeurigheden geÔntroduceerd in de rekenresultaten.

Het is misschien eens goed om te laten zien dat het in het veld goed mogelijk is om afstanden en hoogtes met redelijke nauwkeurigheid te meten. Ook in situaties dat het te meten object niet te bereiken is. Al in de oudheid kon men nauwkeurig afstanden en hoogtes meten. Met eenvoudige technieken kunnen we dat nu nog. 

Pont du Gard, Nimes, Frankrijk
Figuur 1. In de oudheid kon men al hoogte en afstand meten in moeilijk terrein.
Dit is de Pont du Gard, een aquaduct om water te vervoeren naar Nimes.
Het benodigde verval over grote afstand werd nauwkeurig bepaald.

Metingen van afstanden kan men doen op basis van driehoeken. Als 2 eigenschappen van een driehoek bekend zijn, kunnen alle afmetingen berekend worden. Liefst gebruiken we driehoeken met één rechte hoek, want dan kunnen we de ook eeuwenoude stelling van Pythagoras gebruiken. Aan de hand een voorbeeld wordt dit duidelijk.

De afstand van een woning tot een spoorlijn
Stel, er is een nieuwe woning gebouwd die nog niet op de beschikbare digitale ondergrond staat. Door zoals figuur 2 aangeeft een aantal hoeken te meten ten opzichte van de horizontaal kan de afstand van de woning tot de spoorbaan bepaald worden. Er wordt dan uitgegaan van de vaste hoogte h van de rijdraad van de bovenleiding tot aan de spoorstaven. Deze hoogte bedraagt in Nederland gemiddeld 5,50 m. Bij viaducten kan deze hoogte echter afwijken. Let er wel op dat er meerdere draden boven het spoor gespannen zijn. De rijdraad is hiervan de onderste, het is de draad waar de pantograaf van de treinen overheen loopt.

De hoeken 1 en 2 moeten gemeten worden. Hiervoor kan een eenvoudig hulpmiddel gebruikt worden (zie hierna). Op basis van deze gegevens kan nu zowel de hoogte van de bovenkant van de spoorstaaf bepaald worden, ten opzichte van het oog van de waarnemer. Ook kan de afstand van de waarnemer tot de bovenleidingdraad worden bepaald.

 

afstand bepalen door hoekmetingen
Figuur 2. Afstand bepalen door hoekmetingen.

Eenvoudig hulpmiddel voor het meten van hoeken
De aangegeven hoeken kunnen gemeten worden met een eenvoudig te maken hulpmiddel, zie figuur 3.

vertikale hoeken bepalen
Figuur 3. Het meten van hoeken met plankje en schietlood.

Neem een rechthoekig stuk karton, prik daarin een gaatje C en laat daardoor een draad CM hangen, op een of andere wijze bezwaard en als schietlood dienend. De waarnemer richt de zijde AB nauwkeurig naar het punt waarvan de hoek ten opzichte van de horizontaal gemeten moet worden, zwenkt het karton even, zodat de slinger eerst vrij hangt en dan zacht tegen het karton aandrukt. Op het karton zijn de lijnen CD (loodrecht op AB) en DF (evenwijdig aan AB) getrokken, de eerste liefst 10 cm lang, de laatste in cm en mm verdeeld (het kan bijvoorbeeld een reepje millimeterpapier zijn). De hoek DCM is gelijk aan de hoek van AB met het horizontale vlak; hij is af te lezen op een papieren graadboog die we op ons karton geplakt hebben om uit zijn tangens TD/CD te berekenen. Bron: Minnaert, De natuurkunde van 't vrije veld, deel 3

Beperkingen aan de nauwkeurigheid.
De nauwkeurigheid waarmee hoeken met bovenstaand hulpmiddel gemeten kunnen worden bedraagt ongeveer 0,5 graad. Bovendien varieert de horizontale positie van de rijdraad ten opzichte van de spoorstaven. De gemiddelde hoogte van de rijdraad is 5,5 m boven de bovenkant van de spoorstaven. Deze hoogte kan varieren met + 20 cm. En bij viaducten kan de hoogte anders zijn. 

Na lezing van het bovenstaande zal het hopelijk iedereen duidelijk zijn dat modelleren zonder digitale ondergronden goed mogelijk is. En met wat ervaring kan het inmeten in het veld ook best snel gebeuren. 

home...