Топографічні плани та карта

 

ТОПОГРАФІЧНІ ПЛАНИ ТА КАРТИ

 

Тема 1. Загальні відомості з геодезії

1.1. Предмет геодезії.

1.2. Завдання і роль геодезії в народному господарстві.

1.3. Короткий історичний огляд розвитку геодезії та уявлення про форму та розміри Землі.

1.4. Розвиток геодезії в Україні та організація геодезичної служби.

1.5. Поняття про форму і розміри Землі.

 

1.1. Предмет геодезії

 

Геодезія – це наука про методи визначення фігури, розмірів та гравітаційного поля Землі, зображення її поверхні на планах і картах, а також способи виконання геодезичних вимірювань і їх математичну обробку для розв’язання різних задач народного господарства та оборони країни.

Геодезія, як наука про Землю, тісно пов’язана з такими дисциплінами, як астрономія, географія, геологія, геоморфологія, геофізика та ін. Методи розв’язання задач ґрунтуються на широкому використанні математики, фізики та радіоелектроніки.

Різноманітність наукових і практичних завдань, які вирішуються геодезією, призвела до виділення фундаментальних розділів, а саме: топографія, вища геодезія, інженерна (прикладна) геодезія, супутникова геодезія, картографія, геодезична астрономія, маркшейдерія.

Топографія займається детальним вивченням земної поверхні та об’єктів, які знаходяться на ній в просторовому відношенні, розробкою методів знімання та зображення великих і малих ділянок земної поверхні на топографічних планах і картах

Вища геодезія – це наука про форму та розміри Землі, її зовнішнє гравітаційне поле, рухи земної кори,

створення астрономо-геодезичної, гравіметричної та нівелірної мереж.

Картографія займається методами зображення сферичної поверхні Землі на площині у вигляді карт та технологією їх виробництва.

Прикладна (інженерна) геодезія використовує методи вищої геодезії та досліджує нові при вишукуваннях, проектуванні, будівництві та експлуатації інженерних споруд, монтажі та експлуатації технологічного устаткування тощо.

Супутникова геодезія – розділ геодезичної науки, в якому вивчаються питання використання спостережень штучних та природних супутників Землі для розв’язання наукових та народногосподарських задач.

Маркшейдерія – розділ науки, яка займається геодезичними роботами в підземних гірничих копальнях для складання карт і розв’язання різних інженерно - технічних задач.

 

1.2. Завдання і роль геодезії в народному господарстві

 

Задачі геодезії можна розділити на наукові та науково-технічні, які забезпечують розвиток народного господарства.

Управління країною, зростання продуктивних сил неможливе без достовірних відомостей про територію та об’єкти, які знаходяться на ній. Точний облік та оцінка ділянок земель різного призначення, їх раціональне використання базується на даних геодезичних робіт в комплексі з правовими та економічними аспектами. Це робить можливим введення кадастру як земель, так і нерухомості (будинки, заводи, обладнання тощо, а також землю).

В даний час, використовуючи комп’ютерні технології, необхідно створювати такі геоінформаційні системи, за допомогою яких можна було б вирішувати будь-які правові, економічні, державні, соціальні та інші проблеми. Геоінформатика вивчає і розробляє принципи, методи і технології збирання, накопичення, передачі, обробки даних, а також їх представлення для одержання нової інформації та знань про просторово-часові явища як у геометричному, так і у суспільному відношенні.

Термін “дані” виходить від “datum” – факт і визначає зареєстровані факти, опис явищ реального світу або ідей, які є достатньо важливими для того, щоб їх сформулювати і точно зафіксувати. Більшість таких даних для ГІС дають геодезичні методи.

Проектування, будівництво, експлуатація будь-якої споруди не може обійтись без виконання геодезичних робіт.

Особливо велика роль геодезії при будівництві унікальних споруд (прискорювачі ядерних часток, магніти, автоматичні лінії великої довжини і т.п.). Тут потрібні вимірювання дуже високої точності, які якраз можуть забезпечити геодезичні методи.

Оборона країни потребує карт різних масштабів, без яких не можливе успішне управління військом.

У наш час важко назвати галузь народного господарства, в якій геодезія і геодезичні роботи не мали б суттєвого значення.

 

1.3. Короткий історичний огляд розвитку геодезії та уявлення про форму та розміри Землі

 

Геодезія, як і астрономія, дуже древня наука. Єгиптяни, греки мали знання з геодезії за декілька тисячоліть до н.е., про що свідчать пам’ятки історії.

Перші відомості в Україні про геодезичні роботи відносяться до XI століття, коли князь Гліб міряв Керченську затоку.

Перше визначення радіусу Землі виконано Ератосфеном в III ст. до н. е.

Питаннями фігури та розмірів Землі займались багато вчених і серед них російський вчений Струве, який перший виміряв велику дугу біля 25о. В радянський період вчені-геодезисти Красовський Ф.М. та Ізотов А.А. завершили роботу з встановлення нових параметрів Землі за матеріалами астрономо-геодезичних та гравіметричних даних на території СРСР. Радянські вчені Молоденський М.С., Красовський Ф.Н., Ізотов А.А., Лебедєв М.М., Левчук Г.П., Відуєв М.Г., Островський А.Л. внесли великий вклад в розвиток геодезичної науки.

З Львівської школи найбільш відомими науковцями у сфері геодезії є: М.К. Мігаль; А.Л. Островський, І.Ф.

Монін;; Г.О. Мещеряков.

 

1.4. Розвиток геодезії в Україні та організація геодезичної служби

 

На сучасному рівні роль та розвиток геодезії в Україні має велике значення. Всі дані, які стосуються управління територіями отримують геодезичними методами. Тому організація геодезичної служби в країні є одним із головних завдань.

В Україні створено Головне управління геодезії, картографії та кадастру (ГУГКК), на яке покладено завдання виконання геодезичних робіт та забезпечення країни необхідною картографо-геодезичною продукцією. Для вирішення цих задач при ГУГКК створено ряд підприємств, а саме, “Київгеоінформатика”, “Донбасмаркшейдерія”, Вінницька картфабрика, експериментальний оптико-механічний завод та НВП “Пошук” та ін. В кожному обласному центрі створені державні підприємства (у Рівному „Рівнегеокадастр”).

У даний час видаються науково-технічні журнали, наприклад, „Вісник геодезії та картографії”.

Створено науково-дослідний виробничий інститут геодезії та картографії (НДІГіК), що дозволить підвищити науковий рівень та якість виконання геодезичних робіт.

 

1.5. Поняття про форму і розміри Землі

 

Найбільш достовірні дані про форму та розміри Землі вкрай необхідні для різних галузей народного господарства і особливо для розвитку науки. Коли стало відомо, що Земля в першому наближенні є еліпсоїдом обертання, вчені почали займатись визначенням його розмірів. До 1946 року в СРСР використовувався еліпсоїд Бесселя (німецький астроном, геодезист, математик). З 1946 року Красовський Ф.Н. та Ізотов А.А. визначили нові розміри земного еліпсоїда (рис.1.1).

Рис.1.1. Земний еліпсоїд

Розміри еліпсоїда характеризуються довжинами його півосей: а – велика піввісь, b – мала піввісь і полярним стисненням α.

Розміри еліпсоїда Красовського:

Полярне стиснення:

Еліпсоїд Красовського є референц-еліпсоїдом. Елементи референц-еліпсоїда встановлюють за умови найкращої відповідності його фігури Землі на певній частині її поверхні.

Фігура Землі представляє дуже складну поверхню, яка не є простою геометричною фігурою. Таку складну фігуру німецький фізик Лістинг назвав геоїдом. Геоїд – це рівнева поверхня реального потенціалу сили ваги, що збігається з незбуреним середнім рівнем океану, уявно продовжена під материками так, щоб напрями прямовисних ліній перетинали її завжди під прямим кутом. Прямовисні лінії не перетинаються в центрі Землі, тому що їх напрямок залежить від розподілу мас у тілі Землі.

В 50-х роках М.С.Молоденський доказав, що форма геоїда не може бути точно визначена без знань внутрішньої будови Землі. Він запропонував замінити геоїд - квазігеоїдом (близьким). Поверхня квазігеоїда на морях і океанах співпадає з геоїдом, а на суші відрізняється на декілька метрів. Важливим є те, що квазігеоїд може бути побудований без знань про внутрішню будову Землі.

 

Запитання для самоперевірки

 

1. Що вивчає геодезія?

2. Які розділи геодезії Ви знаєте?

3. Якими є завдання та роль геодезії у народному господарстві?

4. Охарактеризуйте історичний розвиток геодезії.

5. Що Ви знаєте про геодезичну службу в Україні?

6. Яку форму має Земля та які її розміри?