Hовейшие достижения в области геодезии

Введение

Геодезия - наука  об измерениях на земной поверхности. В геодезии применяются преимущественно  линейные и угловые измерения. Такие  измерения необходимы для определения  формы и размеров нашей планеты - Земли и её частей, для определения  координат пунктов, создания карт, планов и профилей и для строительства различных сооружений. Геодезические измерения производятся также под земной поверхностью (в связи с горными работами, сооружением тоннелей и т.п.), под водой (при съёмках дна морей, океанов, озёр) и в околоземном пространстве. Геодезия при решении поставленных перед нею задач пользуется достижениями ряда других наук и прежде всего математики и физики.

Материалы геодезических  работ в виде планов, карт и числовых величин (координат и высот) точек  земной поверхности имеют большое применение в различных отраслях народного хозяйства. Всякое сооружение проектируют с учетом имеющихся на местности контуров сооружений, дорог, водных источников, почвы, грунта. Поэтому для проектирования необходим план местности с подробным отображением всех деталей. Проектирование и строительство сел, городов, железных и шоссейных дорог нельзя выполнять без геодезических материалов.

1. Развитие геодезии

Геодезия, как наука, которая изучается  в наше время, берет начало своего развития с 17 века. Способствовало тому два научно-технических достижения того времени: в области оптики была изобретена зрительная труба, дающая возможность наблюдения объектов на большом расстоянии; в области математики и геометрии разработан метод триангуляции, давший основу для метода определения опорных геодезических пунктов при геодезических съёмках в геодезии. Самым революционным шагом в развитии геодезии стало появление теодолита - инструмента, который сделан, как сочетание зрительной трубы с вертикальным и горизонтальным угломером. Поле зрения теодолита снабжено градуированной сеткой, что сильно повысило точность угловых измерений при проведении триангуляции на местности. В том же 17 веке был изобретен барометр, который в геодезии используют для определения высоты точки земной поверхности. Тогда же появились современные графические методы геодезической съёмки и составления топографических карт.

Коренным образом  изменило геодезию открытие действия сил тяготения или гравитации. Исследования колебаний физического маятника, установления зависимости частоты колебаний от его длины и ускорения силы тяжести привело к открытию явления, что с изменением широты места меняется частота и отсчет времени. Благодаря многочисленным измерениям и изучению статистики результатов, был обоснован постулат о форме Земли, как геоида – шара, сплюснутого в направлении полюсов. Учет этого обстоятельства позволил сделать картографию более точной, учесть изменения кривизны земной поверхности в зависимости от широты и долготы местности.

На сегодняшний  момент развитие геодезии идет по пути совершенствования методов измерений, в соответствии с научно-техническим  прогрессом и развития техники. Характерен массовый переход от наземных к спутниковым  определениям контуров и расстояний на местности, что сокращает и упрощает геодезию земельных участков. Вместе с временем работы сокращается и число её исполнителей, результат определения координат и расстояний на местности делается в виде электронной цифровой карты. Это существенно изменило качество и количество информации для специалистов геодезии земли, активно способствовало созданию и развитию географических информационных систем для анализа и моделирования географического пространства, создания цифровых электронных карт и моделей местности. Технические возможности развития геодезии неуклонно расширяются и совершенствуются.

1.1. История развития геодезии в древности

Геодезию считают одной из самых  древних наук, которая не только возникла, но и развивалась, потому что человек остро нуждался в ней. Геодезия развивалась на протяжении многих веков, но существует ряд главных факторов в развитии геодезической науки, на которые стоит обратить особое внимание.

Чтобы разделить  нашу планету Земля на отдельные  земельные участки, которые позже  были названы материками, геодезические измерения за несколько столетий до нашей эры производились не только Египте и Китае, но и ученными других стран. В долине Нила были сооружены оросительные системы и каналы, о существовании которых знает весь мир, а ведь их строительство не могло проводиться без предварительного проведения геодезических работ. В это же время определяются и разбиваются земельные участки для строительства дворцов и храмов. Но самое главное, начинают строиться пирамиды, для которых земля определяется самым точным образом.

Специальные школы  дают одаренным ученикам знания не только по геодезии, но и географии. Учениками измеряется земля, и составляются схемы каналов, вычисляются размеры  и объёмы прудов, ведется кадастр  и рассчитываются налоговые ставки. Таким образом, можно отметить, что в Древнем Египте зародилось не только правовое регулирование геодезии, но и землеустройства. Все эти работы выполнялись при помощи элементарных геодезических приборов – мерных жезлов и шнуров, отвесов, линейки и циркуля. Кроме того, применялся прибор ватерпас, который необходим был для нивелирования.

После того, как  египтяне научились планировать  земельные участки, они начинают составлять географические карты. Были найдены папирусы, которым более 3 800 лет – в них содержатся правила, как проводить съёмку местности. При составлении карт, египетские картографы пользовались данными, предоставляемыми купцами, которые вели торговлю в соседних государствах. Военачальники, которые вели постоянные войны за захват государств, передают картографам сведения, насколько богата земля у соседей, какое количество населения соседней страны и ее природные условия.

Возводить пирамиды невозможно было строить без геодезических  работ, которые на сегодня выполняет  Земельная Кадастровая Компания. Современные ученные провели измерения пирамид – оказалось, что относительно пирамиды Хеопса, максимальная ошибка ориентирования пирамиды по странам света составила всего-навсего 5,5 минут, то есть древние египтяне достаточно хорошо были знакомы с геодезией, как наукой.

1.2. Современное  развитие прикладной геодезии

В 19 веке геодезия была подразделена на два основных вида – высшая геодезия и топография или просто геодезия, но в ХХ веке появился еще один вид, который был назван прикладная геодезия. Последняя ветвь науки призвана решать различные инженерные задачи во всех отраслях народного хозяйства. Прикладная геодезия успешно решает вопросы сельского хозяйства, когда необходимо определить земельные участки, их посевную площадь, площади лесных порубок и установление их границ. Строительство железных и шоссейных дорог в транспортном хозяйстве не может обходиться без методов инженерной геодезии, благодаря которым определяется выбор трассы или магистрали, а также снимается земля, расположенная полосой вдоль трасс. Таким образом, строители могут прокладывать туннели, строить мосты и путепроводы.

Наиболее тщательно изучаются земельные участки, по которым прокладываются как газопроводы, как и трубопроводы. Инженерная или прикладная геодезия широко применяется в речном судоходстве – здесь изучается земля, покрытая водной кладью, чтобы определить наклон дна реки и поперечные сечения русла реки. Также снимаются земельные участки, находящиеся в долине реки. Поскольку развитие геодезии в России проходило постепенно, то и задачи, которые ставились перед прикладной наукой, постоянно усложнялись. В прошлом веке понадобились геодезические работы, чтобы отыскивать все новые месторождения полезных ископаемых. При этом земля подвергалась как геологической, так и геофизической разведке, чтобы определить запасы полезных ископаемых и правильно проводить их добычу.

Сегодня геодезические работы проводят многие российские компании, в том числе и Земельная Кадастровая Компания, которая выполняет геодезические работы в строительстве инженерных сооружений и жилых строений. Невозможно представить на сегодняшний день, как бы строители воплощали в жизнь проекты домов, и как бы их выполняли архитекторы, если бы не было такой науки, как прикладная или инженерная геодезия. При составлении топографического плана, без которого не строится ни одно здание, на него наносят подземные и наземные сооружения. Благодаря топографическому плану планируются улицы и кварталы, при этом на топографическом плане наносится рельеф местности. Геодезические измерения имеют неоценимое значение, когда земля будет оборудоваться плотинами и водохранилищами, судоходными шлюзами и водозаборными сооружениями.

1.3. Развитие геодезии в России

Основное развитие геодезия, как  наука в России, получила в середине прошлого тысячелетия, когда значительно  оживились торговые связи между  континентами и отдельными государствами. Именно тогда потребовались мореплавателям и торговцам географические карты, для получения которых требовались знания в области математики, инструментальной техники и, конечно же, геодезии. Таким образом, история развития геодезии зависела от потребностей человека, которому требовалось все больше знаний, чтобы развивать свои сферы деятельности. Впервые геодезические измерения в России, такие как сейчас выполняет Земельная Кадастровая Компания, были зафиксированы в 11 веке – измерили ширину Керченского пролива. Петр Первый значительно усовершенствовал составление карт – измерялись огромные земельные участки, которые затем наносились на бумагу в соответствующем масштабе.

В начале 19 века в России, да и во всей Европе шли глобальные военные  действия, которые требовали реорганизации и усовершенствования военного дела. Отечественная война 1812 года выявила скверное обеспечение в Российском государстве географическими картами. После этого была совершена огромнейшая работа – земельные участки территорий России подвергались топографическим съемкам, которые необходимы были, чтобы правильно разрабатывать стратегию военных действий. Исполнителем съемок был Корпус военных топографов, который образовался в начале XIX века.

Российскими геодезистами, руководителем  которых был Ф. Н. Красовский, были получены совершенно новые параметрические данные нашей планеты Земля. Кроме того, была создана российская школа, которая могла снимать участки земельные участки при помощи аэрофотосъемки. В это же время, появляется совершенно самостоятельная ветвь геодезии – прикладная геодезия, которая в настоящее время широко применяется в строительстве и прочих сферах деятельности человека.

Прошло немного времени, и человек  научился снимать обширные земельные  участки с космоса. Благодаря  запущенным в космос спутникам, земля снимается, как в целом, так и отдельные ее участки. В Современной Российской Федерации, Федеральная служба геодезии и картографии появилась в сентябре 1992 года. Спустя 12 лет было образовано Федеральное агентство геодезии и картографии, которое подчиняется Министерству транспорта России. В России также был утвержден официальный праздник геодезиста, который отмечается ежегодно 13 марта.

2. Hовейшие достижения в области геодезии

С развитием радиотехники были разработаны новые методы свето- и радиодальномерных измерений, на основе которых в 20-м столетии созданы светодальномеры и радиодальномеры. До изобретения электронного тахеометра было еще далеко, но, тахеометры были изобретены чуть позже и теперь инженеры-геодезисты всего мира производят свои вычисления и съемки с помощью электронного тахеометра.

Тахеометр — геодезический прибор для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. Используется для определения координат и  высот точек местности при  топографической съёмке местности, при разбивочных работах, выносе на местность высот и координат проектных точек.

Использование светодальномеров и радиодальномеров позволило резко  повысить производительность линейных измерений, которые были весьма трудоемкими  и малопроизводительными, так как выполнялись до этого механическими мерными приборами. Сейчас, используя любой электронный тахеометр в повседневной работе и наслаждаясь удобством и продуманностью этого прибора, страшно себе представить как приходилось строителям раньше, до изобретения электронного тахеометра.

В дальнейшем на основе новейших достижений науки и техники были созданы  тахеометры, не только превосходящие  во много раз по точности и производительности традиционные, но и позволяющие решать задачи, которые ранее не могли быть выполнены с такой точностью и скоростью. В основу работы большинства из тахеометров заложены ранее используемые принципы светодальномерных и радиодальномерных измерений. С появлением компьютеров, плоттеров, сканеров, мощного программного обеспечения обработка результатов полевых измерений также стала во много раз эффективней и быстрее.

Заключение

Геодезия - очень важная наука, применяемая  в различных областях и необходимая  при выполнении различного рода задач  для других областей. К примеру, данные, извлекаемые со спутников Земли, применяются не только в географии. Невозможно не отметить тот факт как данная наука развивалась в России, так и в мире.

В дальнейшем было рассмотрено и  изучено дальнейшее ее развитие, а  именно - перспективы развития геодезии. А в настоящее время непосредственное влияние на развитие и становление данной науки влияют информационные технологии.

Список литературы:

1. Маслов А.В., Гордеев А. В., Батраков Ю.Г.  Геодезия . - М.:КолосС, 2006.

2. Захаров А.  И. «Геодезические приборы» - Москва «Недра», 1989.