1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. Предмет и задачи геодезии.
- Краткая история развития науки
- Содержание, задачи, значения
- Связь геодезии с другими дисциплинами
- Области применения геодезии
- Задачи геодезии
- Дисциплины, возникшие из геодезии
- Виды геодезии
- Процессы производства геодезических работ
Тема 1.1. Дисциплина и задачи «Геодезии с основами картографии».
Геодезия — наука об измерениях, средствах измерений и математической обработке результатов этих измерений, выполняемых для решения различных научных, производственных и оборонных задач: для определения формы, размеров и гравитационного поля Земли и планет Солнечной системы, для определения координат точек на поверхности Земли и в околоземном пространстве, для создания планов, карт, профилей и математических моделей местности, для выполнения инженерно-геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.
Геодезия — наука о производстве измерений на местности, определении фигуры и размеров Земли и изображении земной поверхности в виде планов и карт.
Краткая история развития геодезии
Геодезия — одна из древнейших наук о Земле, которая возникла исходя из практических потребностей человека, связанных с измерениями земной поверхности для строительства различных инженерных сооружений, ведения сельского хозяйства, учета земель, создания карт и планов.
Геодезия возникла в глубокой древности и как наука складывалась и развивалась тысячелетиями. За много веков до нашей эры в Египте и Китае имелись навыки в измерении земельных участков . Приемы измерения земли были известны и в древней Греции, где они получили теоретическое обоснование и положили начало геометрии, что в переводе с греческого означает земле измерение. Геодезия и геометрия долго взаимно дополняли и развивали одна другую.
Потребность в измерении Земли возникла на Руси еще в очень отдаленные времена.
В 1068 г., т. е. в XI веке, было измерено расстояние между городами Таманью и Керчью через Керченский пролив по льду.
В старейшем русском законодательном памятнике XII века «Русская Правда» содержатся постановления о межах, т. е. о границах земельных владений.
Позже, в XV веке, описания земель и границ владений сопровождались измерениями. При Петре I (1672—1725 гг.) понадобились более совершенные карты в связи с развитием торговли, мореплавания, усилением обороны страны и развитием строительства заводов и фабрик. Первые топографические съемки в России были начаты в 1696 г. на реке Дону, а в 1715 г.—на реке Иртыше. В 1718—1722 гг. геодезисты И. М. Евреинов и Ф. Ф. Лужин выполнили топографические и географические работы на Камчатке и на Курильских островах.
Геодезия развивается в тесной связи с другими научными дисциплинами.
Математика вооружает геодезию средствами анализа и методами обработки результатов измерений. ( Проектирование и подсчёт объёма земляных работ при строительстве земляных сооружений (на топопланах и профилях))
На основе физики рассчитывают оптические приборы и инструменты для геодезических измерений.
Астрономия обеспечивает необходимые в геодезии исходные данные. Определение положения точек земной поверхности из астрономических наблюдений )
Знание географии обеспечивает правильную трактовку элементов ландшафта,
который составляют: рельеф, естественный покров земной поверхности (растительность, почвы, моря, озера, реки и т. д.) и результаты деятельности людей (населенные пункты, дороги, средства связи, предприятия и т. д.).
При помощи геологии и геоморфологии познаются формы рельефа и закономерности их изменения. (Составление тематических карт – геологических, тектонических, геофизических, метеорологических, почвенных ит.д., разведка полезных ископаемых)
Применение фотоснимков в геодезии требует знания фотографии. (Крупномасштабные съёмкаи при изучении деформации инженерных сооружений, кадастровые съёмки)
Для графического оформления планов и карт необходимо изучение приемов топографического черчения.
Геодезия используется
при строительстве зданий, мостов, тоннелей, метрополитенов, шахт,
гидротехнических сооружений,
железных и автомобильных дорог,
трубопроводов,
аэродромов,
линий электропередач,
при определении деформаций зданий и инженерных сооружений,
при строительстве плотин,
при решении задач оборонного характера.
Топографические карты используют
при планировании и размещении производительных сил государства,
при разведке и эксплуатации природных ресурсов,
в архитектуре и градостроительстве,
при мелиорации земель,
землеустройстве,
лесоустройстве,
земельном и городском кадастре,
крупномасштабные съёмки при изучении деформации инженерных сооружений,
кадастровые съёмки
Задачи геодезии:
• определение фигуры, размеров и гравитационного поля Земли,
• распространение единой системы координат на территорию отдельного государства, континента и всей земли в целом,
• изображение участков поверхности земли на топографических картах и планах,
• изучение глобальных смещений блоков земной коры. Ко вторым в настоящее время относятся:
• создание и внедрение ГИС - геоинформационных систем,
• создание государственных и локальных кадастров: земельного, водного, лесного, городского и т.д.,
• топографо-геодезическое обеспечение делимитации (определения) и демаркации (обозначения) государственной границы России,
• разработка и внедрение стандартов в области цифрового картографирования,
• создание цифровых и электронных карт и их банков данных,
• разработка концепции и государственной программы повсеместного перехода на спутниковые методы автономного определения координат,
• создание комплексного национального атласа России и другие.
Эти задачи записаны в Постановление коллегии Федеральной службы геодезии и картографии России (от 20 февраля 1995 года).
Геодезия (греч. землеразделение) являясь одной из древнейших наук о Земле, имеет многовековую историю. В процессе своего развития содержание предмета обогатилось, расширилось, и в связи с этим возникло несколько научных и научно-технических дисциплин.
Высшая геодезия, используя результаты высокоточных геодезических, астрономических, гравиметрических и спутниковых измерений, изучает форму, размеры и гравитационное поле Земли и планет Солнечной системы,
занимается созданием государственных опорных геодезических сетей, изучением геодинамических явлений, решением различных геодезических задач на поверхности эллипсоида и в пространстве.
Космическая геодезия — наука, изучающая использование результатов наблюдений искусственных и естественных спутников Земли для решения научно-технических задач геодезии. Наблюдения выполняют как с поверхности планеты, так и непосредственно на спутниках.
Морская геодезия занимается исследованием природных ресурсов континентальных шельфов и картографированием морского дна.
Топография рассматривает измерения, выполняемые для создания планов и карт сравнительно небольших участков земной поверхности.
Фототопография — наука, изучающая методы создания топографических планов, карта, ЦММ и ЭК по материалам фото- или цифровой съемки. Она является составной частью фотограмметрии.
Фотограмметрия изучает формы, размеры, положение, динамику и другие качественные и количественные характеристики объектов по их фотографическим изображениям. Фотограмметрические методы применяют в различных областях науки и техники; в топографии и геодезии, астрономии, архитектуре, строительстве, географии, океанологии, медицине, криминалистике, космических исследованиях и др.
Такое широкое применение объясняется объективностью, достоверностью, быстротой получения информации обо всем объекте или отдельных его частях, возможностью бесконтактных исследований явлений и процессов, высокой
точностью и производительностью.
Инженерная геодезия изучает геодезические работы при изысканиях, проектировании, строительстве, реконструкции, монтаже и эксплуатации различных инженерных сооружений и технологического оборудования, при разведке и добыче природных богатств страны и ее недр, при создании уникальных объектов и т. п. Она использует методы высшей геодезии, топографии, фотограмметрии и материалы всех видов съемок, в том числе и космических.
По способу производства работ различают :
Наземная геодезия объединяет широкий круг методов производства наземных геодезических измерений: ориентирование, вешение и измерение длин линий, геометрическое нивелирование, тахеометрические съемки,
фототеодолитные съемки, наземно-космические съемки и т. д.
При производстве наземных геодезических работ используют как традиционные геодезические приборы (землемерные ленты и рулетки, оптические теодолиты, нивелиры), так и современное электронное оборудование (светодальномеры, электронные тахеометры, лазерные геодезические приборы, приборы спутниковой навигации).
Использование современных геодезических приборов позволяет резко повысить производительность работ и существенно повысить качества получаемых результатов.
Космическая геодезия —Этот вид геодезии находит все большее применение при исследовании природных ресурсов Земли. Современные длиннофокусные аэрофотокамеры обладают высокой разрешающей способностью, что обеспечивает получение надежной информации при высотах фотографирования в несколько сотен километров. Космические съемки оказываются весьма эффективными при картографировании местности, а также при изысканиях инженерных объектов на ранних стадиях проектирования, например при технико-экономическом обосновании (ТЭО) объектов строительства.
Аэрогеодезия широко применяется в при инженерных геодезических работах в последние несколько десятилетий.
Применение современного аэрофотосъемочного и стереофотограмметрического оборудования резко сократило объемы и сроки полевых работ с увеличением камеральных, при широком использовании средств автоматизации и вычислительной техники. Аэрогеодезия в становится одним из основных видов инженерно-геодезических работ при изысканиях линейных объектов строительства.
Подземная геодезия (маркшейдерия) как отдельная специфическая дисциплина получила свое развитие в связи со строительством транспортных и Гидротехнических тоннелей. При производстве подземных геодезических работ используют специальные технологии и парк маркшейдерских приборов с широким применением лазерной техники.
Подводная геодезия обеспечивает получение информации о рельефе дна морей, континентальных шельфов, озер, водоемов и рек. В подводной геодезии находят широкое применение методы ультразвукового эхолотирования. В транспортном и гидротехническом строительстве методы подводной геодезии используют при изысканиях мостовых переходов и других гидротехнических сооружений.
Геодезические работы выполняют с установленной заданием точностью. Измерения с более высокой точностью, чем это необходимо, требуют применения высокоточных приборов, больших средств и времени, а измерения с недостаточной точностью считаются браком.
При выполнении геодезических работ следят за сохранением окружающей среды, стремятся не производить излишней рубки леса, не допускать повреждения сельскохозяйственных угодий, загрязнения водоемов. Все геодезические работы производят с обязательным соблюдением правил безопасности производства работ.
Процессы производства геодезических работ
Геодезические работы разделяются на
полевые и камеральные.
Главное содержание
полевых работ составляет
процесс измерений,
камеральных -
вычислительный и графический процессы.
1.
Измерительный процесс состоит из
измерений на местности, выполняемых для получения планов и карт или для специальных целей, например, прокладки трасс, разбивки сооружений.
Объектами геодезических измерений являются: углы - горизонтальные и вертикальные и расстояния - наклонные, горизонтальные и вертикальные.
Для производства этих измерений применяются геодезические инструменты и приборы.
К ним относятся:
а) приборы для измерения линий (мерные ленты, проволоки, рулетки, дальномеры и т. д.);
б) угломерные инструменты (гониометры, буссоли, теодолиты);
в) приборы для измерения вертикальных расстояний (нивелиры, рейки и т. д.).
Результаты измерений заносят в соответствующие журналы по образцам, принятым на производстве. Очень часто при этом составляют на местности схематические чертежи, называемые абрисами.
2. Вычислительный процесс заключается в математической обработке числовых результатов измерений.
Геодезические вычисления производятся по определенным схемам. Удачно составленные схемы позволяют вести вычисления в определенной последовательности, быстро находить требуемые результаты и своевременно контролировать правильность вычислений.
Для облегчения вычислительного труда применяются, различные вспомогательные средства: таблицы, графики и вычислительные машины.
3. Графический процесс заключается в выражении результатов измерений и вычислений в виде чертежа с соблюдением установленных условных знаков.
В геодезии чертеж служит не иллюстрацией, прилагаемой к какому-либо документу, а продукцией производства геодезических работ, на основании которой в дальнейшем производятся расчеты и проектирование. Такой чертеж должен составляться по проверенным и точным данным и обладать высоким качеством графического
исполнения.
В последние десятилетия стремительный технический прогресс и внедрение новой вычислительной техники привели к появлению новых методов и технологий в обработке результатов геодезических измерений.
Появились новые направления в картографировании и создании карт.
Сегодня геодезия – это, по большей части, спутниковая геодезия, основанная на системах GPS (США) и ГЛОНАСС (РОССИЯ). Трудно представить современную геодезию без тесного взаимодействия с аэрокосмическим зондированием, геоинформатикой. Электронные карты и атласы, трехмерные картографические модели и другие геоизображения стали привычными средствами исследования для геодезистов и других специалистов в науках о Земле.
Список использованной литературы:
1. Инженерная геодезия. Учебное пособие, часть I / Е.С. Богомолова, М.Я. Брынь, В.В. Грузинов, В.А. Коугия, В.И. Полетаев; под ред. В.А. Коугия. – СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2006.
2. Глинский С .П., Гречанинова Г. И., Данилевич В. М., Гвоздева В.А., Кощеев А.И., Морозов Б. Н. Геодезия Учебное пособие для техникумов Москва Картгеоцентр-Геодезиздат 1995.
3. Колмогоров В. Г. Основы геодезии и топографии ( Учебное пособие) Новосибирский государственный университет Новосибирск 2004.
4. Карабцова З. М. Геодезия ДГУ ТИДОиТ Владивосток 2002.
5. Г. Г. Поклад, С. П. Гриднев Геодезия. Учебное пособие для вузов М. Академический проект 2007.
6. Перфилов В.Ф. Геодезия Учебник для ВУЗов, Москва. Высшая школа, 2006.
Вопросы к теме. 1.1.
1. Дать определение геодезии, как науке.
2. Перечислить основные задачи геодезии.
3. Назвать науками, тесно связанные с геодезией.
4. Как проявляется связь различных наук с геодезией?
5. Перечислите отрасли в которых применяются геодезические измерения.
6. Перечислите науки возникшие из геодезии и тесно связанные с ней.
7. В чём разница между Аэрогеодезией и Космогеодезией?
8. Перечислить виды геодезий, по способу производства работ.
9. Назовите процессы производства геодезических работ.
10. В чём суть камеральных работ?
11. В чём суть полевых работ?
12. Можно ли поменять местами полевые и камеральные работы? Почему?
13. назовите памятники древности, появившиеся благодаря геодезии.
14. Какие современные спутниковые системы Вы знаете?
