9.11. Средства вычислений

При математической обработке результатов угловых измерений применялись логарифмический метод, различные таблицы, номограммы, арифмометры, счеты (вплоть до 60-х годов), затем настольные электромеханические вычислительные машины и с 60-х годов - электронные вычислительные машины (ЭВМ) и позднее – микрокалькуляторы и персональные компьютеры.

-*-

Тема № 10. История картографии в СССР

10.1. Развитие картографии в СССР

История картографии в СССР началась с Декрета СНК РСФСР от 14.09.1918г. о переходе к метрической системе мер и весов. Это вызвало необходимость перехода к метрическим масштабам карт и к новому их оформлению. В конце 1918г. был разработан проект разграфки карт и съемочных планшетов и новый метрический масштабный ряд топографических карт: 1:25000,1:50000, 1:100000, 1:200000, 1:500000,1:1000000, вместо верстовых масштабов карт: 2,3,5, 10, 20, и 25 верст в дюйме. После активного обсуждения и одобрения специальной комиссией и заинтересованными организациями этот масштабный ряд был утвержден и к 1923г. вполне установился) и практически начался переход к метрическим масштабам карт. После введения в 1928. Равноугольной поперечной цилиндрической проекции Гаусса была окончательно принята действующая и поныне номенклатура топографических карт, отличающаяся простотой и наглядностью. Для создания карт в новой системе были разработаны новые условные знаки. Составление новых карт стали делать в масштабах 1:100000 и 1:200000.Применение новых карт позволило выявить достоинства и недостатки нового масштабного ряда и перейти к строгой и стройной системе разграфки и номенклатуры карт, выбрать наиболее подходящие масштабы для условий СССР. Вместе с тем повсеместно использовали старые карты пока не были созданы новые (до конца 30-х годов). В 1923г.в Московском межевом институте была открыта картографическая специальность.

В последующие годы постепенно улучшалась техника издания карт, укреплялась производственная база поступлением импортного оборудования. В конце 20-х – начале 30-х годов произошла организационная перестройка всей топографо-геодезической и картографической отрасли, в целом отрицательно отразившаяся на деятельности Главного геодезического управления (ГГУ) и картографического отдела. В период с 1922г. по 1932г. были выпущены карты и атласы различного содержания и назначения (железные дороги, земледелия, этнографические, административные и др.

В 1934г. был окончательно утвержден масштабный ряд топографических карт, были проанализированы (в ЦНИИГАиК) требования к топографическим картам ведущих отраслей народного хозяйства. С учетом этого были установлены стандартные масштабы, допуски к точности карт, масштабы аэрофототопографических съемок. Были разработаны топографические и картографические инструкции, обязательные для всех ведомств и учреждений, выполнявших топографические и картографические работы. Высокие темпы социалистического строительства в годы пятилеток (1925-1937гг.) обусловили огромную потребность в картах, особенно топографических и тематических. Новое политико-административное деление страны обусловило издание политико-административных карт и атласов. Переделы земли в аграрном секторе , коллективизация и переход к крупному машинному земледелию подняли значение почвенных, землеустроительных и вообще сельскохозяйственных карт, стали востребованными комплексные атласы. Это потребовало создание отечественного производства офсетных машин, выпуск которых начался в 1937г. Это позволило картографическим фабрикам выпускать ежегодно миллионы экземпляров карт различной красочности и с 1935 по 1939гг. выпуск карт возрос в 7 раз при увеличении числа работников только в 3 раза. Издавались большими тиражами школьные карты и атласы. В 19з7г. был издан первый том «Большого советского атласа мира», (БСАМ), в 1940 – второй том. Это был самый полный атлас того времени. Созданная Обзорно-топографическая карта миллионного масштаба в 1947г. была отмечена Большой золотой медалью Географического общества. Атласы – это наиболее сложная и совершенная картографическая продукция. Кроме БСАМ были изданы Атлас командира РККА, Малый атлас СССР (в 1946,1947гг.), Географо-исторический атлас офицера и др.

Послевоенный период

В послевоенные десятилетия развитие картографии шло по пути совершенствования методов, приборов, технологий, расширения ассортимента продукции в целях удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения в высококачественной разнообразной картографической продукции при высокой экономической эффективности картографического производства.

Важную роль в решении этих задач имеют нормативно-технические документы (НТД). В 1946-1955гг. были разработаны и внедрены «Основные положения по созданию топографических карт масштабов 1:10000,1:25000, 1:50000 и 1:100000» . В тот же период было завершено картографирование территории СССР в масштабе 1:100000 и принято решение о картографировании в масштабе 1:25000, а в ряде районов – в масштабе 1:10000.

Внедрение в картографическое производство новых способов изготовления названий и цифр с помощью фотонабора, гравирование элементов содержания карты на прозрачных пластиках вместо вычерчивания на ватмане, использование диапозитивов на пластиках, биметаллических печатных форм, изготовление диапозитивов фоновых элементов карт способом маскирования и вымывного рельефа, позитивное копирование, использование тонких пластических материалов для изготовления диапозитивов штриховых и фоновых элементов карт, бесшвейный метод скрепления блоков атласов, применение гипсометрического способа изображения рельефа, использование сухих бромосеребряных пластин (вместо мокроколлоидного способа) и др. способствовало улучшению качества карт, их красочности.

50-е-60-е годы в целом были годами технического перевооружения картографического производства: был почти полностью обновлен парк печатных машин, репродукционное оборудование и станки. Были выпущены выдающиеся картографические произведения: Атлас мира, большого и малого формата (1954г.), Морской атлас в трех томах(1950-1963гг.), Физико-географический атлас мира (ФГАМ), а также Климатический атлас мира, атласы Экономической географии СССР (1951) и Зарубежных стран (1954), Атлас сельского хозяйства СССР, Атласы союзных республик, Тектоническая карта Европы и Евразии. Ежегодно миллионными тиражами издавались учебные карты и атласы. Большими тиражами издавались также туристские карты-схемы, справочные карты и мн. др.

В первом томе Морского атласа (1950), именовавшемся Навигационно-географическим, были помещены 202 карты океанов, морей, заливов, проливов и др. важных в навигационном отношении районов, а также 220 главнейших портов мира. В тоже время карты атласа являются общегеографическими, детально отображающими основные элементы суши. На них был изображен рельеф морского дна, навигационные опасности, фарватеры, рекомендованные курсы, маяки, сведения о льдах, течениях, приливах и др. Впервые был показан гипсометрическим способом рельеф всей земной поверхности.

Второй том Морского атласа – Физико-географический вышел из печати в 1953г. третий – Военно-исторический – в 1958г. К первому тому был выпущен отдельной книгой Указатель, содержавший более 110 тысяч географических названий. К двум другим томам Указатели были сброшюрованы вместе с картами.

В 70-ых годах 20в. в геодезической отрасли началась разработка различных информационных систем (ИС) – баз и банков данных и систем автоматизации. Было освоено изготовление рельефных карт, а в 1982г. был организован массовый выпуск пластмассовых глобусов. Была создана автоматизированная система крупномасштабного картографирования – АСК-1.

Особенно бурно картографическое производство развивалось в 70-80-е годы . Внедрялись новые технологии, закупались новая техника и материалы, строились новые или реконструировались старые производственные здания, создавались принципиально новые виды картографической продукции.

В последнем десятилетии были созданы почвенные карты. Обновлено полиграфическое оборудование на Уральской картфабрике. Началось внедрение компьютерных технологий, которое позволило объединить графические работы составительского и оформительского этапов создания карт, сократить время на их выполнение, упростить организацию работ. На начало 1999г. Производственное картографическое объединение (ПКО) «Картография» лишь только 40% продукции выпускало по традиционной (старой) технологии.

10.2.Электронно-цифровая революция в картографии и комплексные технологии. Спутниковая картография.

Наиболее революционное влияние на картографию, на ее качественные преобразования в 20в. оказали компьютеры (ЭВМ) и искусственные спутники Земли (ИСЗ). Они породили компьютерные технологии, в частности Геоинформационные системы (ГИС) и ГИС- технологии, компьютерную картографию, Электронные карты, а также GPS-технологию и космическую картографию, технологию космического и спутникового картографирования, карты различных космических объектов – Луны, Венеры, Марса и др. Луна была первым космическим объектом, на который были созданы карты.

В 1970г. было выполнено фотографирование поверхности Земли из космоса, по снимкам составлены космические фотокарты в масштабе 1:1000 000 и проведено обновление основных элементов общегеографических карт. С 1979г. на предприятиях ГУГК стали внедрять обновление топографических карт масштабов от 1:100 000 до 1:1000 000 по снимкам, полученным фотографированием из космоса с ИСЗ.

70-е – 80-е годы были периодом запуска ресурсных и метеорологических спутников –Ландсат (ERTS), «Метеор-Природа» и др. В СССР в картографических целях производилась фотосъемка со спутников серии «Космос», С пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций «Союз», «Салют», «Скайлэб», «Мир».Материалы космических съемок использовались в народном хозяйстве, науке, образовании, в картографии в формировании цифрового картографирования.

В США с 1972г. запускали ИСЗ серии Landsat (1, 2, 3, 4, 5, 6) с целью тематического картографирования. В топографических целях были запущены спутники Спейслаб (1983г.) – Европейский, SPOT (Франция, 1986г.). Использование материалов космофотосъемки в картографии уже в начальной стадии стало приносить значительный экономический эффект. Время на создание карт сократилось в 3 и более раз, а затраты от 30% до 300%.

В 80-е годы были отработаны технологические схемы создания карт по космическим снимкам, полученных с пилотируемых космических кораблей и с орбитальных станций. С ресурсных и метеорологических спутников съемку вели телевизионную, сканерную и тепловую (в тепловом диапазоне). Для обработки космической информации был организован Госцентр «Природа» и Гос НИЦ ИПР (Государственный научно-исследовательский центр исследования природных ресурсов).

К концу 20 столетия качество космических снимков и их разрешающая способность стали такими, что их можно использовать при создании топографических карт масштаба 1:25000 и даже 1:10000.

Использование космической информации позволило ввести базу геодезической службы «Дежурство карт».

Формирование и использование материалов космических съемок происходит по 3 направлениям: 1) для обновления и создания топографических, общегеографических и тематических карт; 2) для разработки новых типов карт; 3) в целях комплексного картографирования природных условий и ресурсов. Среди используемой продукции, полученной по материалам космической съемки, широкое применение нашли фотокарты, как в нашей стране, так и за рубежом.

Автоматизация в картографии

Автоматизация в картографию пришла через внедрение электронной техники – ЭВМ, компьютеров, а вместе с ними и цифровых моделей местности (ЦММ). Начало разработки цифровых моделей относится к 70-м годам 20в. Автоматизация процессов осуществлялась путем разработки методов и технологий представления геодезической и картографической информации в виде цифровых моделей. Разработка систем автоматизированного картографирования связана с цифровыми картами (ЦК), составляющими тих основу, и электронными картами (ЭК). В начале 90-х годов электронные карты создавались программно-техническими средствами на основе цифровых карт, записанных в растровом или векторном формате. С появлением компьютеров наступило время цифрового картографирования в масштабе всей страны. Так как карты были созданы в графическом виде, необходимо было преобразовать их в цифровой вид, т.е. выполнить цифрование.

С целью получения ЦК и ЭК, цифровых кадастров, банков геоинформации, возможности разрабатывать и внедрять ГИС различного назначения в структуре ФСГК России (Постановление № 353 Правительства РФ от 28. 05.1992г.) был создан в Москве Российский научно-производственный центр информации (Росгеоинформ) и региональные ГИЦ в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Новосибирске, Иркутске и Хабаровске. Уже на конец 1994г. было выполнено цифрование карт масштаба 1:1000000. Вначале применяли технологию создания ЦК методом полуавтоматической дигитализации с помощью ручных дигитайзеров (ЕС6052) и ПЭВМ типа РС АТ. Менее чем через год началось внедрение технологии создания ЦК с использованием растросканирующих устройств (сканер УВГИ) и методов автоматической структуризации и производительность труда выросла в 3 раза. В 1995г. было завершено создание цифровой топографической карты масштаба 1:1000000, в 1996 – 1:200000, с 1997г. начались работы по цифрованию карт масштабов 1:100000 и 1:25000. Для этого в 1995г. Роскартография приняла модернизированную технологию цифрования топографических карт масштабов от 1:10000 до 1:100000.

В последнем десятилетии 20в. быстрыми темпами стала осуществляться автоматизация картографического и полиграфического производства. В полиграфии появились цифровые печатные машины, цифровые устройства для изготовления цветных проб, планшетные сканеры, программные и сетевые системы для организации издательских работ на ограниченных площадях, средства для создания и распространения изданий в электронной форме по глобальным компьютерным сетям. В картографическом производстве возникло новое технологическое направление – Компьютерная картография, основу которой составляют компьютерные картографические системы (ККС), содержащие в себе много баз данных.

- * -

Список литературы

1.Г.Н.Тетерин. История геодезии с древнейших времен. Новосибирск: СГГА, 2001.—432с.

2. Г.Н.Тетерин. История геодезии – двадцатый век (Россия, СССР). Новосибирск: Агентство «Сибпринт», 2001. – 324с.

3.Выгодский М.Я. Математика древних вавилонян //Успехи математических наук. – 1940 вып.7, 1941 – вып.8

4. Тураев Б.А. История древнего Востока. – М.,1935. – т.1.

5. Цейтен. История математики в древности и в средние века. М-Л. ГТТИ, 1938 – 232с.

6. Хренов Л.С. Хронология отечественной геодезии с древнейших времен и до наших дней. – М. 1987, 291с.

7. Нарходжаев К.Н. Геодезические работы Беруни. Ташкент: Узбекистан.1977. – 110с.

8. Селиханович В.Г. Алексей Павлович Болотов – военный геодезист и педагог. М., 1958. – 66с.

9. Селиханович В.Г. Дмитрий Данилович Гедеонов – военный геодезист и астроном. – М.,1959

10. Сираджинов С.Х. , Матвиевская Г.П. Ал – Хорезми – выдающийся математик и астроном средневековья. – М., 1983. – 80с.

11. Стебницкий И.И. Иосиф Иванович Ходзько //Известия РГО,1881 – Т. ѴΙΙ

12. Налбандян МС.К. Из истории развития геодезических работ в России.//Труды МИИГАиК. – 1959. – Вып.ѴΙΙΙ. – с. 37-44.

13. Нейгебауер О. Лекции по истории античных математических культур. – М-Л.: ОНТИ. 1937, - Т.Ι.

14. Нейгебауер О. Точные науки в древности. - М., Наука, 1968.

15. Новокшанова-Соколовская З.К. Картографические и геодезические работы в России вХΙХ-начале ХХв. – М. : Наука. – 1967. – 267с.

16. Новокшанова З.К. Карл Иванович Теннер. – М.,1957.

17. Новокшанова З.К. Василий Яковлевич Струве. – М.,1964.

18. Папковский П.П. Из истории геодезии, топографии и картографии в России. – М.: Наука, 1983. – 160с.

19. Двухсотлетие Московского института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (1779-1979).М.,1979.

Темы рефератов по истории геодезии

1. Геодезия в Древности

2. Геодезия в Средневековье

3. Геодезия в Древней Греции

4. Геодезия в Древнем Риме

5. Геодезия Герона Александрийского

6. Развитие геодезии в Китае

7. Древние мерные устройства и инструменты

8. Единицы мер в Древности

9. Геодезии в период Средневековья в Европе

10. Геодезия в Средневековье в Средней Азии и на Среднем Востоке

11. Способы и точность определения размеров Земли с древнейших времен до Новейшего времени

12. Ускоренное развитие геодезии в 17-18вв.

13. Единицы мер длины в России

14. Техника вычислений в Вавилоне и Древнем Египте

15. Геометрические основы Римского кадастра

16. Координатизация пространства в Древнем мире и в Средневековье

17. Градусные измерения, их роль в определении размеров Земли и обеспечении съемок

18. Измерительные средства для нивелирования

19. Геодезическое образование в Древнем Египте, Греции и Риме

20. Геодезия в СССР

21. Эволюция средств вычислений

22. Мобильность пространства

23. Успехи геодезии в России в 20в.

24. Вклад российских ученых в развитие геодезии

25. Спутниковая геодезия

26. Геодезическое образование в России и СССР

27. Спутниковая картография

28. Развитие прикладной геодезии

29. Вклад ученых Древнего мира в развитие геодезии

30. Вклад ученых 13-18 веков в развитие геодезии

31. Геодезическая литература в Новое время в Европе и России

32. Эволюция точности измерений

33. Фотограмметрический метод изучения земной поверхности

Экзаменационныевопросы по «Истории геодезии»

1. Понятие о геодезии и ее дисциплинах.

2. Зачем надо изучать и знать историю геодезии. Роль и значение геодезии в общем социально-экономическом и научно-техническом прогрессе.

3. Периодизация развития геодезии.

4. Теория развития геодезии, ее основные принципы.

5. Факторы, влияющие на развитие геодезии.

6. Условия зарождения геодезии в древнем мире.

7. Предметная историческая общность геометрии и геодезии.

8. Структура и функции геодезического знания.

9. Принцип геометризации окружающего пространства.

10. Координация пространства. Выбор систем координат в древности.

11. Натурная систем координат в Древнем Риме.

12. Системы мер и единицы измерений.

13. Эволюция точности измерений.

14. Социально-экономические условия и причины расцвета геодезии в Древнем Риме и Древней Греции.

15. Геометрия и геодезия в античный период и их разделение.

16. Геодезия Герона Александрийского.

17. Древние устройства и инструменты для измерения расстояний и построения прямых углов.

18. Истоки прогресса геодезии в 17-18вв.

19. Геодезические сети. Метод триангуляции.

20. Приборы для измерения расстояний и углов в триангуляции.

21. Топографические съемки в 17-19вв. Способы изображения рельефа на картах.

22. Геодезия в 18в.

23. Теория и техника обработки измерений в 17-18вв.

24. Геодезическое образование в 17-19вв.

25. Основные направления развития геодезии в 19в.

26.Градусные измерения, геодезические сети в 19в.

27.Развитие приборов и методов линейных и угловых измерений в 19в.

28. Геодезия в России в 11-17вв.

29. Геодезия во времена Петра 1.

30. Геодезия в послепетровский период 18-19вв.

31. Подготовка кадров в 17-19вв.

32. Зарождение и первые успехи фотограмметрии.

33. Создание геодезической службы в СССР.

34.Создание Государственной геодезической сети в СССР.

35. Исходные геодезические даты.

36. Уравнивание астрономо-геодезической сети СССР.

37. Системы высот. Балтийская система высот.

38. Создание государственной гравиметрической сети СССР.

39. Геометрическое нивелирование.

40. Развитие топографических съемок в СССР.

41. Геодезическое приборостроение в России и СССР.

42. Развитие картографии в СССР.

43. Электронно-цифровая революция в картографии и компьютерные технологии.

44. Автоматизация в картографии.

Составил доц. Кривоногов В.Г.

80