1.1. Вступна частина

1.1.1. Предмет топографії

Топографія - наука, що детально, частинами, вивчає фізичну поверхню

Землі в геометричному відношенні і досліджує способи зображення

цієї поверхні у вигляді графічних та цифрових планів і карт або

вертикальних перерізів (профілів), необхідних для розв'язання різних

інженерних задач.

Топографія вивчає лише тверду оболонку планети - сушу; вивчення її

рідкої оболонки - океанів та морів - є предметом гідрографії. Велика територія

суші змушує вивчати її частинами, а дослідження частин вимагає знання цілого.

Відомий російський геодезист, професор В.В. Вітковський, щоб пояснити

різницю між геодезією і топографією, наводив такий приклад: нехай погрібно

детально вивчити поверхню будинку. Оскільки буць-який будинок - це тіло,

обмежене декількома площинами, то передусім вимірюють розміри цих площин

та кути, утворені ними; пізніше починають детально досліджувати кожну

площину - грань. Виявляється, що ці грані складаються з різноманітних кривих

поверхонь, випуклостей та заглиблень, а самі грані є площинами тільки в

загальних рисах.

Цей приклад визначення загального вигляду будинку та розмірів його

граней можна порівняти з визначенням форми й розмірів усієї Землі, чим і

займається геодезія. Детальне вивчення опуклостей та заглиблень на кожній

грані, подібне до дослідження нерівностей - гір, долин та інших форм рельєфу

земної поверхні, і є предметом топографії.

Узагальнюючи цей приклад, зазначимо:

1) під дійсною поверхнею Землі розуміють переважно сушу, на якій

виконують вимірювання, та незбурену поверхню океанів та морів. Безперервне

(суцільне) відображення фізичної поверхні фігури Землі, наприклад, у вигляді

карт не є завданням геодезії (вищої геодезії). Цим займається передовсім

топографія;

2) головне завдання геодезії (вищої геодезії) зазвичай формулюють як

визначення положення деякої опорної мережі точок в єдиній системі

просторових координат. Цю мережу використовують для вивчення фігури та

розмірів Землі;

3) одночасно з фізичною поверхнею Землі в наукових дослідженнях та під

час розв'язування інженерних задач важливу роль відіграє поверхня геоїда, тобто

рівнева поверхня потенціалу сили ваги (сили тяжіння), що збігається в океані з

9

Розділ I

його незбуреним середнім рівнем, уявно продовжена під материками так, щоб

напрямки прямовисних ліній перетинали її завжди під прямим кутом. Напрямок

прямовисної лінії має нитка, на якій підвішений тягар, тобто нитка виска;

4) для того, щоб точно визначити геоїд, потрібно виконувати вимірю-

вання на його поверхні. Фактично вимірювання ведуться на фізичній поверхні

Землі. Фігура геоїда залежить від розподілу мас і їхньої густини в тілі Землі, які,

на жаль, не завжди відомі. Отже, точно визначити фігуру геоїда неможливо.

Тому в 1945 році М.С. Молоденський запропонував перейти до вивчення фігури

квазігеоїда - поверхні, яку можна однозначно визначити за наземними

вимірами, незнаючи законів густини і розподілу мас в тілі Землі. Поверхня

квазігеоїда збігається з геоїдом на океанах і морях та наближається до поверхні

гео'ща на суші (за деякими оцінками розходження не перевищують 2 м). У наш

час геодезисти вивчають і геоїд, і квазігеоїд. Перевага квазігеоїда в можливості

точно визначити його відомими астрономо-гравіметричними методами, а

недолік у фактичній відсутності такої фігури в природі. Геоїд - це реальна

фігура. Сьогодні можна побудувати геоїд за даними наземної і морської гра-

віметрії, даними супутникової альтиметрії тощо;