История землеустройства и земельных отношений. Учебное пособие

11

составления карт при географических описаниях, при строительстве пирамид, оросительных систем, зданий, сооружений и др.

С развитием и расширением землеустроительных и строительных работ накапливался опыт геодезических измерений. Большой вклад в развитие техники землемерного дела и геодезических измерений в древние времена внесли представители арабской, греческой и римской науки.

Строительство древних культовых, дворцовых, общественных сооружений отличается характерными особенностями: осевой композицией, модульностью подсистем, точной ориентировкой. Отсюда исходили требования к геодезическому обеспечению строительства – ось являлась основной координатной линией, относительно которой проводились разбивочные работы: она строго ориентировалась по странам света, как это было при сооружении пирамид и отдельных сооружений Древнего Египта, Греции и Рима или применительно к условиям местности и рельефа по небесным светилам на определенную дату и время года, как при сооружении храма Рамзеса II в Абу-Симбеле (XIV—XIII вв. до н. э.)

Для разбивки оси выбирался, очевидно, главный пункт или площадка, на которых определялось в произвольный день или на определенные дату и время (например, день весеннего равноденствия) направление, закреплявшееся на местности

Длина прямых могла задаваться на десятки километров. Так, осевое расположение характерно для заупокойных храмов Аменемхета III и Хатшепсут в Дейр-эль-Бахри, где к первому сооружению этого комплекса вела километровая аллея сфинксов. По главной координатной оси проводилась тщательная нивелировка, в соответствии с которой выравнивались строительные площадки, вырубались террасы

Из Египта геодезические работы перешли в Древнюю Грецию.

В строительстве отдельных сооружений (театров, цирков, пантеонов) большое значение имела не только осевая композиция, но и модульный принцип. Знаменитый Колизей Рима — гигантский амфитеатр, вмещавший 50 тыс. зрителей, был построен за пять лет .Размеры овальной чаши Колизея составляли по осям 189х156 м, высота 49 м, размеры арены — 54х86 м .Зрительный зал имел пять ярусов и четыре сектора. Строительство осуществлялось одновременно в четырех секторах, что подтверждает использование принципа модульности. При строительстве особое значение имел геометрический контроль пропорций и горизонтальности ярусов и рядов

12

Примерно к сер. 3 тыс. до н. э. относится появление мерной веревки (шеста), земельного креста. Древнейший геодезический инструмент можно увидеть на памятниках Египта эпохи фараонов: наместники изображаются с мерным шнуром – средством распределения земельных наделов, которое быстро стало одним из символов их власти. При точно зафиксированных узлах, разделяющих шнур в пропорции 5:4:3, он позволяет быстро построить и прямой угол, сложив треугольник с гипотенузой длиной 5 и катетами.

Вместе с тем, мерный шнур был не слишком надежным инструментом. Он подвержен износу, а при намокании и высыхании заметно меняет длину. Мерные шнуры закреплялись между двумя вбитыми в землю колышками, и длительное время выдерживались в растянутом виде, смачивались и высушивались. По словам греческого математика и механика Герона, по точности такие шнуры практически не отличались от более надежных – но и более тяжелых и дорогих – мерных цепей. В XI-X в. до н. э. производились измерения «всей Земли» с применением мерных цепей. I в. до н. э. В Китае в VII в. при измерении расстояний использовались мерное колесо с барабанщиками, встроенное в тележку.

Самыми древними единицами были субъективные единицы. Так, например, моряки измеряли путь трубками, т. е. расстоянием, которое проходит судно за время, пока моряк выкурит трубку. В Испании похожей единицей была сигара, в Японии – лошадиный башмак, т. е. путь, который проходила лошадь, пока не износится привязанная к ее копытам соломенная подошва, заменявшая подкову.

Впрограмме Олимпийских игр Древней Эллады был бег на стадию. Установлено, что греческая стадия (или стадий) это длина стадиона в Олимпии – 192,27 м. Стадий равняется расстоянию, которое проходит человек спокойным шагом за время от появления первого луча солнца, при его восходе, до момента, когда диск солнца целиком окажется над горизонтом. Стадий, как единица измерения расстояний, был и у римлян (185 см), и у вавилонян (около 195 см), и у египтян

(195 см).

ВСибири в стародавние времена употреблялась мера расстояний

–бука. Это расстояние, на котором человек перестает видеть раздельно рога быка. У многих народов для определения расстояния использовалась единица длины стрела – дальность полета стрелы.

Длину веревки или ткани неудобно измерять шагами или стадиями. Для этого оказались пригодными встречающиеся у многих народов

13

единицы, отождествляемые с названиями частей человеческого тела. Локоть – расстояние от конца пальцев до локтевого сустава.

С древности мерой длины и веса был сам человек. Так, мерой длины для тканей, веревок и т.п. наматывающихся материалов у многих народов был двойной локоть. Система древнерусских мер длины состояла из следующих мер:

-верста 1,0668 км

-сажень 213,36 см

-аршин 71,12 см

-локоть 45 см

-пядь 17,78 см

-вершок 4,4 см

На Руси долгое время в качестве единицы длины использовали аршин (примерно 71 см). Для измерения меньших длин применяли пядь – расстояние между концами расставленных большого и указательного пальцев. Пядь или, другое ее название - четверть (18 см) составляла 1 / 4 аршина, а 1/ 16 аршина равнялся вершок (4,4 см).

Одной из самых распространенных единиц длины была сажень. Впервые упоминание о ней встречается в XI в. С 1554 г. сажень устанавливают равной 3 аршинам (2,13 м) и она получает название царской (или орленой, печатной) в отличие от произвольных – маховой и косой. Маховая сажень – размах рук – равна примерно 2,5 аршинам. Косая сажень – расстояние от конца вытянутой вверх правой руки до носка левой ноги, она примерно равна 3,25 аршинам.

В странах Западной Европы издавна применяли в качестве единиц дюйм (2,54 см) – длина сустава большого пальца (от голл. «дюйм» – большой палец) и фут (30 см) – средняя длина ступни человека (от англ. «фут» – ступня).

Локоть, вершок, пядь, сажень, дюйм, фут и т. д. очень удобны при измерениях. Но единицы длины, соответствующие частям человеческого тела, обладают большим недостатком: у различных людей пальцы, ступни и т. д. имеют разную длину. Чтобы избавиться от произвола, в XIV в. субъективные единицы начинают заменять набором объективных единиц. Так, например, в 1324 г. в Англии был установлен законный дюйм, равный длине трех приставленных друг к другу ячменных зерен, вытянутых из средней части колоса. Фут определили как среднюю длину ступни шестнадцати человек, выходящих из церкви, т. е. обмером случайных людей стремились получить более постоянное значение единицы – среднюю длину ступни.

14

Определение единицы длины – метра

ВЕвропе, со времен распада империи Карла Великого, не существовало общих стандартных мер длины. Они стандартизировались в пределах одной юрисдикции (которая зачастую имела размеры одного торгового городка), но единых мер не было, и каждый регион мог иметь свои собственные. Причиной этого явления были обусловлены тем, что меры длины использовались в налогообложении (налог, например, мог измеряться в определенной длине полотна). Поскольку каждый местный правитель вводил свои налоги, то для соответствующей местности законами устанавливались свои единицы измерений. С развитием науки в XVII в. стали раздаваться призывы к введению «универсальной меры» или «католического метра» итальянского ученого и изобретателя Тито Ливио Бураттини. Меры, которая основывалась бы на каком-либо естественном явлении, а не на постановлениях представителей власти, и которая была бы, десятичной.

В1791 г. во Франции было принято решение создать десятичную метрическую систему мер. Основными величинами в этой системе были выбраны длина и масса. Комиссия, в которую входили крупнейшие французские ученые, предложила принять за единицу длины 1/40000000 часть длины земного меридиана, проходящего через Париж. Измерить длину меридиана было поручено астрономам Мешену

иДеламберу. Работа продолжалась шесть лет. Ученые измерили часть длины меридиана, расположенную между городами Дюнкерком и Барселоной, а затем вычислили полную длину четверти меридиана от полюса до экватора.

На основании полученных данных был изготовлен из платины эталон новой единицы. Эту единицу назвали метром – от греческого слова «метрон», что значит «мера».

В1869 г. Петербургская академия наук обратилась к научным учреждениям всего мира с призывом сделать предложенную французскими учеными десятичную метрическую систему мер международной. Метр, хранившийся во французском архиве (архивный метр) был принят за прототип – первый образец и изготовить с него возможно точные и устойчивые копии для разных стран, сделав этим метрическую систему мер международной.

ВРоссии в 1899 г. был принят закон, подготовленный Д. И. Менделеевым, по которому наравне с российскими мерами разрешалось применять в России международный метр и килограмм, а также кратные им единицы – грамм, сантиметр и др.

15

Вопрос об использовании метрической системы мер в России был окончательно решен уже после Великой Октябрьской социалистической революции. 14 сентября 1918 г. Советом Народных Комиссаров РСФСР было издано постановление, согласно которому в основу всех измерений была положена международная метрическая система мер и весов с десятичными подразделениями и производными.

Мерные приборы и способы измерения расстояний

Для непосредственного измерения линий издавна использовались специальные приборы. Приборы, используемые для линейных измерений, условно делят на две большие группы: механические и физикооптические.

Одним из древнейших приборов непосредственного измерения линий является одометр. Одометр – устройство точного подсчета расстояний. Напоминает тачку с 2-мя зубчатыми колесами. Формой напоминает тачку, имеет два зубчатых колеса: вертикальное проходит одну зарубку всякий раз, как поворачивается ступица колеса на земле. Каждый раз, как вертикальное зубчатое колесо заканчивает оборот, внутренний выступ двигает другое, горизонтальное колесо. В нем есть отверстия, через которые выпадает в специальный контейнер камень или мяч, когда устройство проходит еще одну зарубку. Сбор и подсчет этих камней дает возможность сосчитать количество оборотов колеса на земле и тем самым измерить расстояние. Для того, чтобы узнать, какое расстояние было пройдено, нужно было лишь подсчитать количество камешков в лотке.

На современном этапе развития для измерения длин линий посредством откладывания мерного прибора используют стальные мерные ленты, рулетки, тросы, длинномеры, инварные проволоки и др.

Землемерные ленты изготавливают длиной 20 м, 24 м и 50 м. Обозначают землемерные ленты буквами ЛЗ (лента землемерная) и ЛЗШ (лента землемерная штриховая). Изготавливают их из стальной полосы, которая наматывается на барабан. На обоих концах ленты имеются рукоятки, предназначенные для выравнивания полосы на поверхности земли и обеспечения необходимого натяжения при измерениях силой

10 кг.

Для измерения расстояний на местности применяют рулетки, изготовленные из различных материалов: тесьма, ПВХ, стекловолокно, сталь и др. Длина рулетки может составлять от 3 до 100 м.

Длинномер - относят к подвесным мерным приборам. В длинно-

16

мере стальную проволоку натягивают между двумя фиксированными на местности точками. По проволоке в процессе измерения прокатывают устройство, основными элементами которого являются мерный диск и счетный механизм, позволяющий установить количество оборотов диска на прокатываемом отрезке проволоки.

Инварная проволока (сплав железа с никелем, обладает малым температурным коэффициентом линейного расширения), как и длинномер, представляет собой подвесной мерный прибор. В процессе измерения, ее основная часть – 24-метровая проволока, последовательно натягивается между соседними штативами, равномерно расставленными вдоль линии. Измерение длин линий инварными проволоками отличается высокой точностью, но требует больших затрат труда и времени.

Жезлы представляют собой профилированные металлические линейки с делениями 0,1 мм и встроенным в корпус линейки термометром. В длину жезла вводят поправку за температуру, если она будет отличаться от температуры, при которой определялась длина жезла при компарировании.

Физико-оптические приборы – это вторая группа приборов для линейных измерений. Оптическим дальномером называют прибор, в котором для определения расстояний используются оптические элементы. Из оптических дальномеров наибольшее распространение получили нитяный дальномер и дальномеры с переменной базой и переменным параллактическим углом.

Достоинство светодальномеров заключается в возможности сведения светового потока с помощью сравнительно простых и небольших по размерам оптических систем (антенн) в узконаправленный луч с высокой плотностью энергии (использование лазерных источников излучения). Для светодальномеров характерна практическая прямолинейность светового луча. При использовании лазерных источников излучения практическая дальность действия в чистой атмосфере составляет 40-60 км.

Одним из наиболее простых и дешевых аппаратов, разработанных учеными и конструкторами, является ультразвуковой дальномер. Подобные приборы еще называет эхолотами. Они нашли довольно широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человечества. Принцип работы данного устройства заключается в том, что испускаемый на определенный предмет звук, находящийся за пределами слышимости людей, отражается от данного предмета и улавливается приемной частью прибора. Скорость прохождения звука в воздухе имеет

17

определенное значение при фиксированной плотности, что позволяет рассчитать расстояние. Для более точного направления звукового пучка на предмет, до которого нужно измерить расстояние, был разработан дальномер ультразвуковой с лазерной указкой. Это значительно повысило удобство проведения работ и точность измерений.

Интерферометры - эта группа приборов предназначена для высокоточного измерения весьма малых расстояний. Интерферометр – это прибор, в котором производится пространственное разделение двух световых лучей и создание между ними разности хода с целью получения интерференционной картины, по которой и определяют измеряемую величину

Изучение геодезического инструментария в историческом аспекте позволяет выявить, что: геодезический инструментарий древних цивилизаций имел измерительную или геометрическую функцию; геодезический инструментарий в основном применялся для определения таких параметров как форма, размер и взаимное положение объектов; геодезический инструментарий широко применялся при построении соответствующих моделей, сперва - приближенных схем, а далее - точных карт и планов. Геодезический инструментарий, как и сама техника измерений, их точность и разнообразие, безусловно, соответствовали своему времени. При этом роль геодезических инструментов и измерений в общем социальном, экономическом и научном прогрессе имела большое значение.

3. ИСТОРИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ КАДАСТРА

Возникновение картографии. Первобытная картография (до 4 тыс. до н.э.)

Развитие картографии в эпоху Древнего мира Средневековая картография Картография Нового и новейшего времени

Возникновение картографии. Первобытная картография (до 4 тыс. до н.э.)

Картография (гр. сhartes – карта, что обозначает бумага из папируса, graphσ – пишу, черчу, рисую) – область науки, техники и произ-

18

водства, охватывающая создание, изучение и использование картографических произведений

Истоки зарождения картографии относятся к глубокой древности. Еще в первобытном обществе, задолго до возникновения письменности появились схематические рисунки (чертежи) расположения участков охоты, рыбной ловли, возделывания земли с указанием дорог к ним, путей кочевок и др., а путешественники обозначали маршрут передвижения. Эти рисунки изображались на скалах, деревьях, стенах пещер, берестяных, костяных или глиняных пластинах. Так, в Сибири по берегам Енисея на скалах обнаружены рисунки -«писанцы». Следовательно, картография появилась, еще в первобытном обществе. Об этом свидетельствует, например, то, что у народов, не имевших письменности в момент их открытия, имелись развитые картографические навыки. Были описания, в виде карт, нарисованных на кусочках коры, на песке или бумаге.

Примеры наскальных рисунков географической направленности или картографического содержания найдены в пещерах Центральной Африки и Европы. Особенно замечательны относящиеся к бронзовому веку наскальные рисунки в долине Камоника (Северная Италия), и среди них план, показывающий возделанные поля, тропинки, ручьи и оросительные каналы. Этот план принадлежит к числу древнейших кадастровых планов.

В пещере Ласко (Франция) обнаружена доисторическая карта звездного неба (пояс Зодиака). Пещера Ласко (Ляско) — один из важнейших палеолитических памятников по количеству, качеству и сохранности наскальных изображений. Иногда Ласко называют «Сикстинской капеллой первобытной живописи». Живописные и гравированные рисунки пещеры появились примерно в 18-15 тысячелетии до н. э. Над головой одного из зубров идентифицированы изображения скопления Плеяд в созвездии Тельца.

Картографический чертеж, выполненный на бивне мамонта был найден в Черкасской области в 70-х годах X в. На чертеже видна картина местности: спуск с горы, стволы деревьев, река, сооружения на берегу (они были обнаружены при раскопках, сложены из костей мамонта). Составлен 15 тыс. лет назад.

19

Развитие картографии в эпоху Древнего мира

С возникновением первых цивилизаций Китая, Египта и Древнего Востока (4тысячелетие до н.э.) в процессе составления карт стали применять научный подход. К числу древнейших карт принадлежат:

-Древнейшая из сохранившихся карт, обнаруженная при раскопках вблизи г. Вавилона (3800 лет до н.э.). Древнейшая карта Месопотамии была найдена при раскопках города Га-Сур в 300 км к северу от Вавилона. Это была первая карта, содержащая указание стран света

-Картографический рисунок на серебряной вазе, найденный при раскопках вблизи г. Майкопа на Северном Кавказе в 1897г. и относится к 3 тыс. до н.э.

-Наскальный рисунок бронзового века (2 тыс. до н.э.) в Северной Италии

. До нас дошли древнеегипетские и вавилонские карты, относящиеся к 3-1 тысячелетию до н.э., например Вавилонская карта мира.

Первое представление о Земле и общем ее виде нашло отражение

вкарте, составленной Анаксимандром из Милета (610-540 до н.э.). На ней Земля представлялась в виде овала, вытянутого с востока на запад

вдва раза больше, чем с севера на юг.

Обитамый мир (Ойкумена) по представлению Гекатея (Греция) – одного из родоначальников научной картографии, был запечатлен на карте Обитаемого мира в IVв. до н.э.

Древнегреческий астроном и географ Эратосфен (276–194 до н. э.) построил сетку параллелей и меридианов, и на ее основе составил свою карту обитаемой Земли. Меридианы на карте проведены не через равные промежутки, а через определенные пункты, например через Александрию. Так же произвольно проведены и параллели. Карта Эратосфена была первой картой известного к тому времени мира, составленной с учетом шарообразности Земли. Ею пользовались до конца I в. н.э.

Астроном Гиппарх (ок. 190 – ок. 120 до н.э.) предложил при создании карт наносить градусную сетку, построенную по данным астрономических наблюдений широт и долгот. Он же впервые применил и сам термин «географическая широта» и «географическая долгота», ввел деление окружности на 360˚ и разработал ряд проекций для звездных карт.

В это же время был изготовлен первый глобус примерно в 150 г. до н. э. Кратесом из Пергамы.

20

Научные основы картографии заложил знаменитый древнегреческий ученый математик, астроном, картограф и географ Клавдий Птолемей (ок. 87-165 н.э.) Его знаменитое «Руководство по географии» было, по сути, руководством для составления географических карт. Здесь же он привел первое подробное описание способа изготовления глобуса с географической сеткой. «Руководство» включало карту Ойкумены (всего известного грекам и римлянам мира) и 26 карт различных частей суши (отдельных частей Европы, Африки, Ближнего Востока и Южной Азии), описание известных тогда проекций карт, в том числе и разработанной им конической и псевдоконической проекций. В этом труде появились первые картографические сведения о территории, на которой в настоящее время расположена Беларусь (карта Европейской Сарматии ). Труды Птолемея были вершиной картографического знания того времени.

В Древнем Риме карты широко использовались в военных и экономических целях для транспортных связей с удаленными провинциями и странами. Появились дорожные карты, предназначенные для пользования ими в пути. До нашего времени сохранилась копия с одной из таких карт, найденная в XVI в. немецким коллекционером Конрадом Пейтингером и получившая название «Пейтингерова таблица». Она представляет собой пергаментный лист шириной 33 см и длиной 6,82 м. Карта содержит подробное изображение населенных пунктов, торговых центров, дорог, дорожных станций, расстояний между ними, минеральных источников, центров паломничества.

Средневековая картография

Труды Птолемея и римские дорожные карты явились крупнейшими и последними успехами античной картографии. Кризис античного рабовладельческого общества III - IV вв.н.э. неизбежно повлек за собой упадок и разрушение античной культуры. Падение Римской империи (V в.) стало одновременно концом античной культуры. Средневековый этап становления и развития картографии охватывает огромный временной отрезок с V до середины XVII века, когда по праву её стали причислять к науке. Условно этот период можно разделить на:

-раннее средневековье (V – XI вв.) – монастырская картография;

-средневековье (XII – XIV вв.) – создание карт-портоланов;

-позднее средневековье – картографический ренессанс (XV – XVII вв.) – наивысший расцвет средневековой картографии эпохи Великих географических открытий