ЛЕКЦИЯ №1

Введение Тема: Введение. Дисциплина «Топографо-геодезические изыскания. История геодезии и топографии.

Геодезия – наука о производстве измерений на местности, определении фигуры и размеров Земли и изображении земной поверхности в виде планов и карт.

Геодезия изучает физическую поверхность Земли, ее форму, пространственное размещение и размеры имеющихся на ней природных объектов (рельеф, растительности, гидрографии и т.п.) и социально экономических, созданных человеком элементов местности (промышленных и сельскохозяйственных объектов, населенных пунктов и т.п.).

Геодезия – слово греческое и в переводе на русский язык означает «землеразделение».

Название предмета показывает, что геодезия как наука возникла из практических потребностей человека. Однако это слово не соответствует современному значению и характеризует историю его возникновения. Современный смысл слова «геодезия» очень широк и к настоящему времени сформировался в результате ее развития как отрасль науки и техники.

Геодезия развивается в тесной связи с другими научными дисциплинами. Огромное влияние на развитие геодезии оказывает математика, физика, астрономия. Математика вооружает геодезию средствами анализа и методами обработки результатов измерений. На основе физики рассчитываются оптические приборы и инструменты для геодезических измерений. Астрономия обеспечивает необходимые в геодезии исходные данные.

Тесную связь геодезия имеет также с географией, геологией и в особенности с геоморфологией. Знание географии обеспечивает правильную трактовку 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.). Формы рельефа и закономерности их изменения познаются при помощи геологии и геоморфологии.

Основными научными задачами геодезии являются: определение фигуры и размеров Земли, измерение разностей уровней морей и океанов, а также ряд задач, связанных с исследованием космоса.

Геодезия решает или участвует в решении многих задач прикладного характера, возникающих при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных объектов народного хозяйства, в том числе и горно-промышленных объектов (карьеров, рудников, шахт и др.).

При проектировании и строительстве различных инженерных сооружений необходимо предварительно иметь топографические планы и карты, т.е. ту топографическую основу, на которую наносят объекты и по которой производятся геодезическая подготовка исходных данных для выноса запроектированных объектов на местность. Поэтому специалист в области горного дела обязан уметь разбираться в содержании топографического плана или карты, знать основные процессы геодезических полевых и камеральных работ, уметь самостоятельно выполнять наиболее типичные геодезические измерения при помощи основных геодезических приборов: теодолитов, нивелиров, дальномеров и др.

Среди многих задач геодезии можно выделить долговременные задачи и задачи на ближайшие годы.

К первым относятся:

• 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 Постановлении коллегии Федеральной службы геодезии и картографии России от 20 февраля 1995 года.

В связи с необходимостью решения широкого круга разнообразных проблем научного и практического характера современная геодезия разделена на ряд научных дисциплин.

Топография ("топос" - место, "графо" - пишу; дословно - описание местности) занимается изучением методов съемки сравнительно небольших участков земной поверхности с целью изображения их на картах и планах.

Картография рассматривает методы изображения на плоскости всей поверхности Земли или значительных ее частей в виде карт различного назначения, разработку новых типов карт, технологию их производства и размножения.

Высшая геодезия разрабатывает методы определения формы и размеров Земли, исследования деформаций земной коры, точного определения координат отдельных точек земной поверхности.

Фототопография изучает методы создания топографических планов и карт с использованием материалов фотосъемки, полученных с Земли, с воздуха и из космического пространства.

Прикладная (инженерная) геодезия занимается разработкой методов специальных геодезических работ, предназначенных для решения многочисленных задач, возникающих при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации разнообразных инженерных сооружений.

Космическая геодезия использует наблюдения искусственных спутников Земли, орбитальных пилотируемых станций, межпланетных кораблей для решения различных задач геодезии.

Понятно, что четко обозначенных границ между перечисленными дисциплинами нет. Так, топография включает в себя элементы высшей геодезии и картографии, инженерная геодезия использует разделы практически всех остальных геодезических дисциплин и т.д.

Геодезические измерения выполняются при помощи различных специальных приборов, поэтому в геодезии большое внимание уделяют их теории, устройству, исследованиям и поверкам.

История Геодезии.

Геодезия возникла в глубокой древности. Так дошедшие до нас памятники свидетельствуют о том, что за много веков до нашей эры в Египте и Китае имелось представление о том, как в различных случаях измерять земельные участки, строились оросительные системы; все это выполнялось с участием геодезистов. Приемы измерения земли были известны и в древней Греции, где они получили теоретическое обоснование и положили начало геометрии, что в переводе с греческого означает «землеразделение». Геодезия и геометрия долго взаимно дополняли и развивали одна другую. Геодезия как наука складывалась и развивалась тысячелетиями.

Потребность в измерении Земли возникла и в Руси еще в очень отдаленные времена. В Государственном Эрмитаже (Санкт-Петербурге) хранится камень на котором высечена надпись: «В лето 6576 Глеб князь мерил морем по льду от Тмутороканя до Корчева 11 тысяч сажен». Это означает, что в 1086 г., т.е. в XI веке, было измерено расстояние между городами Таманью и Керчью через Керченский залив 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, а в XVIII и XIX веках производилось сплошное генеральное межевание земель.

Русская землеизмерительная техника развивалась также под влиянием потребности государства в географической карте. Карта Московского государства «Большой чертеж» Была первой русской картой. Время составления ее точно неизвестно. Изготовленная в одном экземпляре, она несколько раз пополнялась и исправлялась, а в 1627 г. за ветхостью была вычерчена заново. Первая карта Сибири была составлена в 1667 г. при Тобольском воеводе П.И. Годунове. На этой карте была изображена территория от Уральского хребта до Тихого океана. В 1697 г. подробная карта Сибири была составлена сибирским летописцем С.Е. Ремезовым. Карта размером около 2х3 м исполнена на холсте. «Большой чертеж» и карты Сибири являются главнейшими картографическими работами, исполненными в России в допетровскую эпоху.

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 Курильских островах. В 1739 г. был учрежден Географический департамент Академии наук, объединивший картографические работы в стране. В период с 1757 по 1763 г. во главе Географического департамента стоял Михаил Васильевич Ломоносов.

Первоначальной основой для карт служили астрономические пункты¸ положение каждого из которых на земной поверхности определялось широтой и долготой, полученными из астрономических измерений. Позже для той же цели стали применять более совершенную основу, получаемую при помощи геодезических измерений и называемую геодезической опорной сетью.

К концу XVIII века в России было определено 67 астрономических пунктов. Это было большим достижением для того времени. Ни одно государство Западной Европы не имело тогда такого числа астрономических пунктов.

ЛЕКЦИЯ №2