1)Предмет и задачи топографии и геодезии.

Топография – одна из наук о Земле, изучающая поверхность суши в геометрическом отношении. Основным методом изучения земной поверхности в топографии служит съемка местности – сложный комплекс измерительных, вычислительных и графических работ, в результате которых создаются топографические карты.

К числу основных задач, решаемых топографией, относится разработка и совершенствование методов создания географических карт, изучение свойств топографических карт и разработка методов и правил их использования в полевых и камеральных условиях.

Геодезия – наука, изучающая фигуру и размеры Земли, ее внешнего гравитационного поля и разрабатывающая методы создания координатных систем для детального изучения земной поверхности. Свои задачи геодезия решает с помощью специальных геодезических измерений.

Задачи, решаемые геодезией, можно условно разделить на научные и технические. К научным задачам относятся определение формы и размеров Земли, ее внешнего гравитационного поля, деформации земной коры, уровней морей, движение полюсов и др. К техническим – создание опорных геодезических сетей.

Геодезия и топография занимаются изучением Земли в геометрическом отношении. Поэтому их часто рассматривают как единую науку, состоящую из двух частей: высшей геодезии и топографии. Объектом изучения высшей геодезии служит планета в целом, а топографии – лишь поверхность суши.

2) Современные представления о форме и размерах Земли.

Земля, как и другие планеты, шарообразна. В результате вращения вокруг своей оси она слабо приплюснута у полюсов. Шар, равномерно приплюснутый у полюсов, называется сфероидом или эллипсоидом вращения. Эллипсоид вращения является математической фигурой Земли. Из-за неоднородного строения недр Земли и неоднородного распределения масс форма Земли отклоняется от правильной формы эллипсоида вращения. Истинная геометрическая фигура Земли получила название геоид (землеподобный). Геоид – фигура, поверхность которой всюду перпендикулярна направлению силы тяжести. Фигуры сфероида и геоида не совпадают. Различия наблюдаются в пределах 50—150 м.

Точные знания о форме и размерах Земли необходимы для геодезических и картографических работ.

В настоящее время приняты следующие размеры Земли:

– экваториальный радиус – 6378,2 км;

– полярный радиус – 6356,8 км;

– средний радиус – 6371 км;

– полярное сжатие – 21,4 км;

– длина окружности меридиана – 40 008,5 км;

– длина окружности экватора – 40 075,7 км;

– площадь поверхности Земли – 510 млн. км2;

– диаметр Земли – 12 750 км.

Фамилия ученого, под руководством которого велись расчеты величины земного эллипсоида, – Ф. Н. Красовский. Поэтому фигура Земли в нашей стране называется земной эллипсоид Красовского.

Форма и размеры Земли имеют большое географическое значение.

Следствия шарообразности Земли :

1) изменяется угол падения солнечных лучей от экватора к полюсам;

2) наблюдается широтная зональность.

Значение размеров и массы Земли заключается в том, что они создают такую силу притяжения, которая удерживает атмосферу и гидросферу, без которых жизнь на планете была бы невозможна.

3. Метод проектирования. Размеры участков, принимаемых за плоские.

Для получения картографического изображения точки земной поверхности предварительно должны быть перенесены на поверхность более простую, чем земная. Её называют поверхностью относимости.

При проектировании небольших участков земной поверхности малую часть уровенной поверхности можно заменить плоскостью Р. В этом случае отвесные линии параллельны между собой, и горизонтальная проекция преобразуется в ортогональную проекцию, т.е. проекцию, полученную проектирующими линиями, перпендикулярными к плоскости проекции. Проекции линии местности S на горизонтальную плоскость называется горизонтальным проложением.

Центральная проекция – проектирование производится линиями, исходящими из одной точки F называемой центром проекции. Многоугольник abce, расположенный на плоскости проекции Q, является центральное проекцией многоугольника ABCE на местности.

Чтобы перейти от изображения значительной по площади территории земной поверхности в горизонтальной проекции (на поверхность эллипсоида) к её плоскому изображению, применяют картографические проекции.

4. Понятие о равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера.

Основные требования к проекции для топографических карт состоит в том, чтобы искажения были минимальными. Этим требованиям отвечает поперечно – цилиндрическая проекция и соответствующая ей система прямоугольных координат Гаусса – Крюгера.

Поверхность Земли разбивается меридианами, проведенными через 6 градусов по долготе, начиная с нулевого меридиана на 60 зон. Счет зон от Гринвического меридиана на восток.

5. Географическая система координат.

Для определения положения точек на земной поверхности могут применяться различные системы координат: географическая, прямоугольная, полярная и др. Наиболее употребительной является система географических координат.

Малая ось эллипсоида пересекает поверхность последнего в двух точках, которые называются северными и южным полюсами. Плоскости, проходящие через ось вращения Земли, называются плоскостями земных меридианов, которые в сечении с поверхностью Земли образуют большие круги, называемые меридианами.

Плоскость, перпендикулярная земной оси и проходящая через центр эллипсоида, называется плоскостью экватора. Большой круг, образующийся от пересечения этой плоскости с поверхностью эллипсоида, называется земным экватором. Плоскости, параллельные плоскости земного экватора в сечении с поверхностью Земли, образуют малые круги, называемые земными параллелями.

Координатными осями системы географических координат приняты: экватор и один из меридианов, принимаемый за начальный; координатными линиями являются земные параллели и меридианы, а величинами, определяющими положение точек, т. е. координатами, географическая широта и географическая долгота.

Географическая долгота - угол, отсчитываемый от нулевого меридиана, от 0° до 180°. Если счет ведется на запад от Гринвича, то это будет западной долготой, если на восток, то восточной. Долгота показывает, насколько точка находиться западнее или восточнее от нулевого меридиана.

Географическая широта показывает насколько точка находится севернее или южнее от экватора, и составляет угол от 0° до 90°,отсчитываемый от плоскости экватора до одного из полюсов - северного или южного. Отсюда следует, что широта также бывает северной и южной.