!!! Метрологія іц ставндартизація PosibnykA5k

партій, призначених для серійного виробництва, або зразків, призначених для імпорту партіями, з метою встановлення їх відповідності вимогам нормативнотехнічної документації.

Державні приймальні випробування засобів вимірювальної техніки мають на меті визначення метрологічних характеристик засобів вимірювань, призначених для серійного виробництва або ж для зразків імпортних поставок з подальшим затвердженням їх типів і визначенням доцільності поставки імпортних засобів вимірювання.

Державна приймальна комісія (або відповідний метрологічний орган) на основі вивчення і аналізу зразка засобу вимірювання технічної документації на нього, результатів випробувань і експериментальних висновків, які подає організація-розробник (виготовлювач) випробуваного зразка, ухвалює рекомендації про доцільність випуску засобів вимірювання певного типу.

Держстандарт України розглядає матеріали комісії державних випробувань і ухвалює рішення про затвердження типу засобу вимірювання до випуску та обігу в державі. Після затвердження тип засобу вимірювання заноситься до Державного реєстру мір і вимірювальних засобів України.

Державні контрольні випробування як правило проводяться для серійно виготовлюваних засобів вимірювальної техніки з метою підтвердження їх відповідності встановленим вимогам та метрологічним нормам.

Вимірювальні засоби, для яких не проводяться державні випробування, при необхідності визначення їх метрологічних характеристик підлягають метрологічній атестації.

Метрологічна атестація засобів вимірювальної техніки – це дослідження з метою визначення їх метрологічних характеристик та видачі відповідного документа. Метрологічна атестація проводиться метрологічними організаціями на основі поданих документів та актів випробувань заводу, виготовлювача.

7.10. Повірка, ревізія та експертиза засобів вимірювальної техніки

Система метрологічного нагляду за засобами вимірювальної техніки є комплекс правил, положень, вимог технологічного, економічного і правового характеру, які визначають організацію і порядок проведення повірки, ревізії й експертизи засобів вимірювань.

Повірка, ревізія та експертиза проводяться відповідно до постанов Держстандарту України і поширюються на всі засоби вимірювальної техніки, які перебувають в експлуатації та обігу в державі.

Повірка засобів вимірювальної техніки – це процес порівняння показників засобів вимірювальної техніки, що повіряють з показниками більш точних засобів вимірювань (зразкових, еталонних) з метою визначення їхнього класу точності та встановлення придатності до застосування.

Залежно від рівня метрологічної служби повірки можуть бути державними та відомчими, а за призначенням – первинними, періодичними,

51

інспекційними, позачерговими, комплексними, поелементними, вибірковими та ін.

Державна повірка засобів вимірювальної техніки – це повірка органами державної метрологічної служби або ж за їх дорученням засобів вимірювальної техніки, які використовуються у сферах, що підпадають під державний метрологічний нагляд.

Відомча повірка засобів вимірювальної техніки – це повірка відомчими метрологічними службами засобів вимірювальної техніки, що не підлягає державній повірці. Наприклад, повірка технічних засобів вимірювань на підприємствах галузі за допомогою зразкових засобів вимірювань, які своєчасно пройшли державну повірку в обласних чи міських територіальних органах і мають свідоцтва про повірку.

Первинна повірка засобів вимірювальної техніки – повірка, яка виконується вперше після виготовлення засобів вимірювальної техніки або після їх ремонту чи за умови імпортних поставок партій засобів вимірювань.

Періодична повірка засобів вимірювальної техніки проводиться при експлуатації або збереженні засобів вимірювань через певний проміжок часу (міжповірковий інтервал) з метою встановлення їх придатності для експлуатації або ж при пошкодженні клейма, пломби чи втраті документації.

Інспекційна повірка – повірка засобів вимірювальної техніки органами державного нагляду з метою виявлення метрологічних недоліків у засобах вимірювань, що перебувають в експлуатації, на складах і базах постачання.

Обов’язковій державній повірці підлягають:

засоби вимірювальної техніки державної метрологічної служби;

зразкові засоби вимірювальної техніки, які використовуються метрологічними службами міністерств і відомств як вихідні засоби при градуюванні та повірці;

засоби вимірювальної техніки, які використовуються при обліку матеріальних цінностей, взаєморозрахунків і торгівлі;

засоби вимірювальної техніки, які використовуються при державних випробуваннях нових засобів вимірювань та при державних атестаціях якості продукції;

засоби вимірювальної техніки, результати яких використовуються у наукових дослідженнях та при реєстрації спортивних міжнародних і національних рекордів тощо.

Позитивні результати повірки закріплюються повірочним тавро або ж виданням свідоцтва про повірку зразкових засобів вимірювань.

Повірочне тавро – знак встановленої форми, що його наносять на засоби вимірювальної техніки, які визнані придатними для застосування в результаті їх повірки.

Однією з важливих форм метрологічного нагляду за засобами вимірювальної техніки є метрологічна ревізія підприємств, які виготовляють,

52

ремонтують, експлуатують, а також зберігають і торгують засобами вимірювальної техніки.

Метрологічна ревізія полягає у перевірці стану засобів вимірювальної техніки, у контролі за виконанням правил їхньої повірки та використанням органами державної метрологічної служби.

Метрологічна ревізія як форма контролю за повсюдним додержанням єдності вимірювань охоплює не тільки засоби вимірювальної техніки, а й контролює правильність документального їх відображення.

Результати метрологічної ревізії оформляються актом, у якому відображають результати перевірки. При суперечливих результатах метрологічної ревізії або на письмову вимогу органів суду, прокуратури, арбітражу призначається метрологічна експертиза.

Метрологічна експертиза документації – це аналіз і оцінка правильності прийнятих у документації технічних рішень щодо реалізації метрологічних норм і правил.

7.11. Державна служба єдиного часу і еталонних частот

Державна служба єдиного часу і еталонних частот є складовою частиною Держстандарту України, на яку покладено виконання таких завдань:

передача сигналів точного часу;

встановлення мережі установ щодо визначення і приймання сигналів точного часу та збереження одиниці часу;

проведення робіт з визначення, розподілу, зберігання та передачі еталонних частот;

координація робіт окремих відомств у галузі частот;

розробка і введення в дію державного еталона часу і частот в Україні. Для більш повного використання світлового добового часу для роботи і з

метою економії електроенергії на освітлення у темний період доби в різних країнах, проводиться переведення стрілок годинника на 1 годину вперед на літній період.

У 2011 році Верховна Рада України відмінила практику переводу годинників. А 25 березня 2012 року в зв’язку з Постановою Кабінету Міністрів Україна перейшла на літній час. У проекті закону “Про порядок обчислення часу на території України” було запропоновано перевести годинникову стрілку весною на літній час, а восени відмінити дію літнього часу та вже не переводити годинникову стрілку, тобто ввести на території України час другого годинникового поясу без щорічного переводу годинникової стрілки. 28 жовтня 2012 року Україна перейшла на зимовий час. Питання про перевід стрілок на території України лишився відкритим.

53

7.12. Державна служба стандартних зразків складу і властивостей речовин та матеріалів

Головною метою Державної служби стандартних зразків складу і властивостей речовин та матеріалів є забезпечення єдності вимірювань хімічного складу, фізичних, фізико-хімічних, експлуатаційних та інших властивостей речовин та матеріалів.

Стандартні зразки широко використовуються для градуювання і повірки засобів і методів вимірювань, а також для контролю якості промислової продукції методом безпосереднього звіряння. Зразки використовуються в основних галузях промисловості з метою контролю за якістю хімічного складу сировини, механічними, теплофізичними, оптичними, електричними, магнітними, радіоактивними та іншими властивостями.

При атестації стандартного зразка точність його встановлюється у залежності від призначення. Допустимі похибки атестованого стандартного зразка властивостей, а також його розряд чи клас точності встановлюється відповідними нормативними документами. Кожний позитивно атестований зразок як стандартний зразок властивостей чи складу речовин та матеріалів реєструється у державному реєстрі стандартних зразків України. На атестовані стандартні зразки оформляються відповідні документи (свідоцтва) або наноситься тавро про відповідне значення атестованої величини.

7.13. Державна служба стандартних довідкових даних про фізичні сталі та властивості речовин і матеріалів

Державна служба стандартних довідкових даних про фізичні сталі та властивості речовин і матеріалів – це спеціалізована державна система, яка забезпечує на основі єдиних наукових, методичних і організаційних положень визначення, збір, опрацювання, зберігання та стандартизацію даних про фізичні константи і властивості речовин і матеріалів та довідково-інформаційне обслуговування споживачів (абонентів) цими даними.

У сучасній науці й техніці використовується велика кількість речовин і матеріалів, властивості яких змінюються з часом (старіння матеріалів) та залежно від умов їх застосування і зберігання (тиск, температура, вологість, середовище тощо). Сьогодні відомо близько 3,5 млн речовин і матеріалів і близько 1000 їхніх властивостей у різних зовнішніх умовах. Тому не викликає сумнівів актуальність організації служби стандартних довідкових даних про фізичні властивості і сталі речовин та матеріалів.

Державна служба стандартних довідкових даних про фізичні сталі та властивості речовин і матеріалів повинна дбати про своєчасну публікацію та розповсюдження довідників, таблиць, інформаційних оглядів тощо.

54

Контрольні запитання:

1.Із чим пов’язане прагнення до єдності вимірювань?

2.Що є основою метрологічного забезпечення єдності вимірювань: науковою, технічною, організаційною?

3.Які основні об’єкти стандартизації метрологічного забезпечення єдності вимірювань?

4.Які основні завдання метрологічного забезпечення?

5.Які структурні підрозділи входять до Державної метрологічної служби?

6.Які заходи організовує та проводить Державна метрологічна служба для забезпечення єдності вимірювань?

7.Які дослідження відносять до державних випробувань засобів вимірювальної техніки?

8.Із чим пов’язана процедура порівняння засобів вимірювальної техніки зі зразковими засобами вимірювальної техніки? Що таке повірка, ревізія та експертиза?

9.Які завдання покладено на Державну службу єдиного часу та еталонних частот, як складову частину Держстандарту України?

10.Яка головна мета роботи Державної служби стандартних зразків складу

івластивостей речовини та матеріалів, як складової частини Держстандарту України?

11.Які завдання покладено на Державну службу стандартних довідкових даних про фізичні сталі та властивості речовин і матеріалів, як складову частину Держстандарту України?

55

Розділ 8

_____________________________________________________________________

СИСТЕМА МЕТРИЧНИХ ДИСЦИПЛІН В КАРТОГРАФІЇ

8.1. Картографічні зображення

Перш ніж розглянути метричні дисципліни картографії необхідно розібратись на яких саме картографічних зображеннях виконують вимірювання. Виразно розрізняються дві основні групи картографічних зображень:

1)фіксовані картографічні зображення, до яких можна віднести усі традиційні карти на папері, плівці та ін. жорстких носіях;

2)програмно-керовані карти, атласи, динамічні картографічні зображення, що відтворюють програмними та технічними засобами комп’ютерної графіки.

Якщо фіксовані картографічні зображення забезпечують довготривале

існування зображень, то програмно керовані можливо оперативно генерувати та перетворювати. Взаємозв’язок між ними відбувається, головним чином, на рівні аналогово-цифрових перетворень та вводу/виводу зображень до комп’ютерного пристрою мережі.

На відміну від фіксованих картографічних зображень, що існують багато століть, розвиток програмно-керованих картографічних зображень відбувається на наших очах та характеризується деякими примітними закономірностями. Комп’ютерна картографія, почавши з достатньо елементарних статичних картограм, поступово практично досягла наближення електронних зображень до карт, що складали вручну за точністю, витонченістю малюнка, різноманітністю умовних знаків, способів оформлення та ін.

Пізніше стало виразно проявлятися прагнення зробити електронні картографічні зображення якомога більш наочними, наблизити їх до реального образу простору, звичному людині. Це призвело до створення безлічі трьохмірних зображень – блок-діаграм, дисплейних стерео моделей та анагліфів, віртуальних картографічних зображень, до пошуку найбільш вигідних ракурсів та перспектив.

Одночасно посилилися тенденції створення синтезованих фотозображень, зокрема фотопортретів місцевості, які так само націлені на найбільш адекватне передавання об’єму, кольору, освітлення реального світу. З’явилась можливість формувати комп’ютерні фотозображення, тобто особливі моделі, які можна назвати псевдофотозображеннями. Автоматично оброблені, трансформовані та класифіковані кольорові знімки стали поєднувати з трьохмірними моделями, отримуючи тематичні фотоблок-діаграми, на яких об’єкти що зображуються (реальні чи абстрактні) представляють у ще більш наочній формі, що добре упізнається та легко сприймається.

56

Далі настала черга динамічного картографування, коли розробники приступили до рішення не тільки задач відтворення структури реального світу, але й процесів, змін, еволюцій, що в ньому відбуваються. Динамічні електронні карти та анімації зробили технічно можливим показ змін в часі, наближеному до реальності. Тобто, зусилля дослідників у першу чергу зосереджені на створенні картографічних зображень, що володіють високою наочністю, отже, легко сприймаються читачем. В принципі, прагнення отримати картографічне зображення якомого більш адекватне особливостям зорового сприйняття можна відмітити на протязі багаторічної науковотехнічної еволюції. Наприклад, так звані пейзажні карти, що застосовувались будівельниками та ландшафтними архітекторами для проектування на місцевості інженерних споруд та оцінки їх впливу на оточуюче середовище.

Так поступово засоби машинної графіки розвиваються у напрямку забезпечення максимального ефекту наочності, просторово-часової подібності та високої геометричної точності картографічних зображень.

З урахуванням викладеного, логічно постає питання співвідношення наочності та метричності картографічних зображень.

8.2. Співвідношення наочності та метричності картографічних зображень

Проблеми візуалізації неможливо розглядати без аналізу наочності, важливої властивості будь-якого картографічного зображення. В картографії наочність трактується як доступність зображення для безпосереднього сприйняття глядача та розуміння, як прямий наслідок образності карти. Ступень наочності визначається простотою та швидкістю сприйняття географічних образів.

Доцільно розглянути співвідношення властивостей наочності та метричності картографічних зображень на прикладах картографування рельєфу та віртуального моделювання.

З найдавніших часів до зображення рельєфу на картах пред’являлися дві основні вимоги: пластичність, тобто наочна передача нерівностей рельєфу, що формує у читача зоровий образ місцевості; і метричність, яка забезпечує отримання по картах абсолютних висот і перевищень, характеристик кутів нахилу, розчленування та ін. На різних історичних етапах на перший план виходили задачі створення пластичного, об’ємного або метрично точного зображення, а іноді поєднання цих вимог.

На старих картах рельєф передавали схематичним перспективним рисунком у вигляді окремих гірок і хребтів, для більшої виразності вони покривалися тінями - цей спосіб називали картинним зображенням рельєфу. Він не вимагав знання абсолютних або відносних висот, крутизни схилів, було достатньо передати лише загальне розташування вододілів, напрямок основних

57

гряд і долин. Зображення було досить наочним, але, звичайно, ні про яку геометричну точність не було й мови.

Схематичні перспективні зображення рельєфу ще у XVIII ст. перестали задовольняти армію - основного споживача карт. Пересіченість місцевості і крутизна схилів визначали маневрування піхоти і кавалерії, і це стало основною причиною переходу до шкал штрихів крутизни. Їх будували за простим принципом, чим крутіше схил, тим товщі і щільніше штрихування. Вперше шкалу штрихів крутизни створив в 1799 р. саксонський картограф І.Леман для гірського альпійського рельєфу, а в Росії були в ходу аналогічні шкали А.П. Болотова і Головного штабу, які добре передавали рівнинний рельєф. Основні топографічні карти Європейської Росії XIX ст. дають прекрасні зразки застосування штрихів, виконаних способом гравюри. Малюнок рельєфу має особливу тонкість і художність, карти наочно відображають морфологію і пластику місцевості і виглядають як твори мистецтва.

Спосіб штрихів, однак, не дозволяв визначати абсолютні і відносні висоти. Крім того, гравірування було вельми трудомістким, а друк карт вимагав високої поліграфічної техніки. Впровадження у видання карт фоторепродукційних процесів і плоского друку сильно ускладнило відтворення штрихів, тонкі лінії при друку рвалися, а товсті штрихи розчавлювались і зливалися. До того ж застосування у військовій справі артилерії вимагало точного знання висот місцевості і змусило картографів шукати інші способи зображення рельєфу. Тоді на картах з’явилися горизонталі, головне достоїнство яких - висока метричність. Саме завдяки горизонталям карти рельєфу стали цінним джерелом морфометричної та статичної інформації і основою для створення цифрових моделей рельєфу. Можна навіть сказати, що перехід до способу горизонталей сприяв розвитку морфометрії. Морфометрія - галузь геоморфології, присвячена методам визначення числових характеристик форм рельєфу земної поверхні (довжини, площі, об’єму, висоти, глибини, щільності розчленувань та ін.). Морфометричні показники отримують т.ч. з результатів обробки топографічних карт та аерофотоматеріалів.

Однак метричні горизонталі позбавлені тієї наочності і пластичності, якою володіли перспективні малюнки і штрихові зображення. Для підвищення читаності і виразності їх стали доповнювати однобарвним або багатобарвним пошаровим гіпсометричним забарвленням та умовними знаками.

На нинішньому етапі відбувається черговий виток розвитку способів зображення рельєфу, і знову на перше місце ставлять передачу його пластичності. Крім того, намагаються показати рельєф в природних, а не умовних кольорах, як ніби місцевість бачиться з космосу. Велику виразність зображенню надає тіньова пластика, коли форми рельєфу як би покриваються тінями. Легка сіра відмивка доповнює горизонталі та багатобарвне гіпсометричне забарвлення. Тим самим досягають максимальної пластичності і високої естетичної якості зображення рельєфу.

58

Цей художній прийом легко піддається автоматизації. Аналітичне відмивання виконують на основі цифрової моделі рельєфу. Для всіх елементарних осередків автоматично розраховують кути нахилу і у відповідності з ними наносять растр - точки різної величини, які у сукупності створюють ефект напівтонового зображення.

Отримав нове народження і картинний малюнок рельєфу: на картах стали застосовувати перспективне зображення, особливі художні знаки, але вже на геометрично точній основі. Новий спосіб названий фізіографічним, він виявляє фізіономічні риси рельєфу, його морфологію. Спосіб застосовують для показу рельєфу дна океанів, поверхонь інших планет, використовують в туристських буклетах і деяких популярних виданнях. Об’ємні зображення дуже наочні, схожі на блок-діаграми або на художні панорами, однак вони зовсім не призначені для вимірювань. Це завжди “штучні” картографічні твори, їх створення вимагає мистецтва.

Так, розвиток способів перспективного зображення рельєфу йшов від примітивних картинних зображень, які залишилися в далекому минулому, до сучасних фізіографічних карт, що добре передають пластику, об’ємність, тривимірність рельєфу, його натуральне забарвлення. Але одночасно з посиленням наочності відбувається певне зниження знакових властивостей карти, що веде до втрати метричності. Створюється враження, що рішення метричних задач, кількісний аналіз та математично-картографічне моделювання переносяться на цифрові моделі, а за наочними картографічними зображеннями залишаються лише ілюстративні функції.

Мабуть, це методологічний прорахунок. Ніщо не заважає доповнювати фізіографічні моделі, пейзажні та “ландшафтні” зображення рельєфу горизонталями і умовними позначеннями, подібно до того як це робиться на ортофотокартах. Поєднання картинних і знакових засобів здатне забезпечити оптимальне зображення рельєфу. Весь попередній досвід свідчить про те, що на наступному витку розвитку метричність та знаковість знову привернуть увагу картографів.

У програмно-керованому середовищі зазначені вище тенденції проявляються трохи інакше, але теж цілком чітко. Дальніми попередниками сучасних віртуальних картографічних зображень можна вважати блок-діаграми, які спочатку мали вигляд тривимірних малюнків, а потім фотореалістичних моделей. Головне завдання полягало в тому, щоб надати тривимірному зображенню найбільш природний вигляд. На зміну статичним моделям прийшли анімації з особливими зоровими ефектами та вимогами до умов демонстрації, і блок-діаграми придбали четвертий, часовий вимір.

Нарешті, на шляху виготовлення віртуальних картографічних зображень вдалося вирішити ще два важливі завдання. По-перше, створити моделі, які існують не самі по собі, а в конкретному навколишньому середовищі, тобто змоделювати не тільки об’єкт, але й середовище, в якому він в даний момент функціонуватиме, а по-друге, вдалося реалізувати інтерактивну взаємодію

59

віртуального об’єкта з людиною (глядачем, спостерігачем), за допомогою “обльоту” гірській місцевості або “пропливу” океанічним дном, зміни віртуальних земних покривів (драпіровок) і т.п.

Картографи-геоінформатики домоглися майже повної подібності об’єкта з реальністю. Віртуальні моделі придбали цілком натуральний вигляд, умовні знаки поступилися місцем природним покровам відповідно тій чи іншій порі року. Космічні знімки, “натягнуті” на цифрову модель, відображають реальну рослинність, рідколісся, кам’яні осипи та інші елементи ландшафту, тіньові ефекти імітують сонячне освітлення та ін. Підвищення наочності картографічного зображення, посилення реалістичної “портретності” та “натуральності” моделі спрощує процес комунікації, але одночасно веде до зниження знаковості і умовності. Віртуальні картографічні зображення можуть обходитися навіть без легенди, як обходиться без легенди сама місцевість.

Але як без карти визначити абсолютну висоту місцевості в даній точці? Який напрям ліній стоку? Які типи рельєфу, грунтово-рослинного покриву, ландшафту? Чим представлені поверхневі відкладення і підстилають породи? Без карти дізнатися це неможливо. Потрібно одночасно з наочною віртуальною моделлю мати традиційні топографічну і тематичну карти, де всі особливості місцевості охарактеризовані за допомогою знаків. Очевидно, що пластичні зображення і віртуальні моделі повинні поєднуватись з традиційними знаковими зображеннями. Досягти цього можна принаймні двома способами:

шляхом розміщення звичайної карти поруч з віртуальною моделлю, як це робиться, наприклад, в модулях навігації, коли маршрут “обльоту” місцевості прокладають спочатку по топографічній карті з горизонталями;

за допомогою нанесення умовно-знакового навантаження (горизонталей, границь, тематичних виділів та ін.) безпосередньо на віртуальну або іншу наочну тривимірну модель місцевості.

Другий спосіб кращий, оскільки забезпечує поєднання знаковості і метричності картографічних зображень з наочністю, хоча додаткове навантаження, звичайно, ускладнює сприйняття образу ландшафту.

Діалектика оптимального поєднання наочності і метричності картографічних зображень стосуються не тільки передачі об’ємності і пластики рельєфу, а й багатьох інших аспектів. Відомо, наприклад, що анаморфози (або картографічні схеми, на яких території проектують згідно заданої змінної), маючи велику наочністю, програють в метричності. Велику кількість картографічних проекцій будують так, щоб створити у читача наочне уявлення щодо сферичності Землі навіть ціною значних спотворень довжин і площ. Як відомо, анімації чудово передають динамічні процеси, але для проведення вимірювань краще мати послідовну серію статичних часових зрізів.

Підводячи підсумки аналізу, можна стверджувати, що наочність і метричність - це невід’ємні властиві картографічних зображень в будь якому

графічному середовищі. І вся історія розвитку технологій візуалізації

60