Геодезия — обширная наука, исследующая основные параметры Земли, а также отдельных районов ее поверхности.
В указанном научном направлении создаются различные способы и принципы измерений для решения сложных практических и научных задач, непосредственно связанных с установлением формы и размеров нашей планеты, изображения отдельных частей ее на картах и планах, выполнения практических работ, необходимых для нахождения важных производственно-технических концепций. В геодезии используются в основном угловые и линейные измерения.
В процессе собственного становления геодезия разделилась на ряд научно-технических дисциплин:
- высшую геодезию;
- топографию;
- картографию;
- фотограмметрию;
- инженерную геодезию.
Топография — дисциплина, которая занимается профессиональной съемкой земной поверхности и созданием методов точного описания изучаемой поверхности на плоскости в виде топографических схем.
Такими съемками называются все практические работы по разработке оригинального и объективного плана. В зависимости от используемых при этом технических средств виды съемочного процесса подразделяют на мензульную, тахеометрическую и аэрофототопографическую съемку.
Задачи топографии и геодезии
Рисунок 1. Прямая геодезическая задача. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
К основным задачам геодезии относятся безошибочное определение размеров и форм земной поверхности, тщательное исследование гравитационного поля планеты, установление на Земле взаимного расположения точек, которые образуют мощную государственную геодезическую сеть, важную для изучения территорий и точного картографирования их на плоскости с учетом сформированных при этом искажений.
В начале 1960 года начала стремительно развиваться новая область геодезии – космическая наука. Целями данной дисциплины являются изучение центральных параметров и внешнего гравитационного поля, а также других планет Солнечной системы с помощью заданных координат в геоцентрической концепции отсчета.
В задачу топографии входят следующие вопросы:
- методы изображения на плоскости частей земной поверхности;
- разработка процессов создания и применения различных карт;
- картографирование природной среды.
Значение топографических систем для науки и мировой практики невозможно переоценить. Описания определенной местности не могут заменить карт топографии, на которых наглядно объясняются все нюансы исследуемой местности. Указанные схемы считаются необходимыми при проведении экспедиционных полевых работ и являются незаменимыми при выполнении точных картометрических исследований. Разработанные топографические планы применяются в качестве основного материала для составления детализированных общегеографических карт.
Единицы мер в топографии и геодезии
Совокупность параметров физических величин, которые принятых в стране для измерений называется в науке системой мер.
При определении основных геодезических измерений единицей основного угла выступает градус, который равен 1/360 части окружности. Параллельно градусной концепции мер в некоторых государствах часто употребляется децимальная иди десятичная система, в которой прямой угол возможно разделить на 100 одинаковых частей, называемых градами. Каждый град дробится на 100 минут, а минута – на 100 секунд. Значение изучаемого угла может выражается в радианном параметре. Радиан является центральным коэффициентом, соответствующим общей длине дуге окружности.
Единица длины в геодезии и топографии – метр (м), за который принят параметр “архивного метра” жезла, охраняемый международным бюро весов и мер на территории Франции. Длина указанного объекта считается равной одному десятимиллионному отрезку четверти Парижского меридиана. В 1889 году была представлена 31 копия «архивного предмета». Для разработки достоверно воспроизводимого эталона метра в конце 1960 года было решено определять его посредством длины световых волн. Следом ученые приняли новое определение этой величины, согласно которому метр приравнивается расстоянию, условно проходящему в вакууме плоской электромагнитной волной за 1/399 892 458 доли секунды.
Единица времени в геодезии выражается секундой, равной 9 192 631 770 периодам светового излучения, соответствующего перехода между двумя основными сверхтонкими этапами состояния атома Цезия-133. Единица температуры в топографии выступает в качестве градуса по шкале Цельсия (°С).
Коэффициентом массы является килограмм (кг), а единица силы – ньютон(Н). Давление в геодезии и топографии измеряется в паскалях (Па). Данный параметр равен давлению, которое формируется силой ньютона, равномерно разделенной по нормальной к ней поверхности площадью.
Ориентирование направлений в топографии и геодезии
Ориентирование линий в геодезии">
Рисунок 2. Ориентирование линий в геодезии
Ориентировать точку местности – значит установить ее начальное направление относительно другого показателя, принятого за исходное. В топографии и геодезии исходными линиями для ориентирования выступают магнитный меридиан, географический меридиан и вектор геодезической сети, которые на топографических схемах соответственно обозначаются: – линией со звездочкой $(*)$ и линией с угольником на конце $(U)$.
Направление географического меридиана возможно получить из астрономических наблюдений, а положение магнитного коэффициента определяют посредством свободно подвешенной и стабильной магнитной стрелки. Ось линии в каждой точке поверхности Земли совпадает с исходным направлением магнитного меридиана.
Рисунок 3. Взаимозависимость между магнитным азимутом, дирекционным углом и геодезическим азимутом. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Географическим азимутом называется в геодезии горизонтальный угол, который измеряется исключительно по ходу часовой стрелки, идущей от северного географического меридиана, через определенное положение до ориентируемой прямой. По абсолютному показателю азимуты трансформируются от 0 до 360°.
Магнитное хаотическое склонение является восточным – всегда положительным, если северная точка магнитного меридиана расположена ближе к востоку от географического, а также западным – отрицательным, если северный курс магнитного меридиана движется от географического к западному.
Склонение действующей стрелки способно изменяться в зависимости от начального места и времени. Кроме того, данный показатель модифицируется под воздействием магнитных бурь, напрямую связанных с солнечной активности, полярным сиянием и природных аномалий. Суточные колебания наклонения магнитного указателя не превышают 5–15¢. В результате этого, ориентирование по указанному азимуту осуществляется только в тех случаях, когда нет необходимости в максимальной точности.
В топографии и геодезии используются также нацеливание линий относительно северного коэффициента оси абсцисс в концепции прямоугольных объектов. Отсчитываемый от северного направления угол всегда параллелен абсциссе или точке, которые по ходу часовой стрелки являются дирекционными углами, изменяемые от 00 до 3600.
Большое значение геодезические работы имеют в стремительно развивающемся сельском хозяйстве, с которым исследуемое научное направление связано с древних времен.
Проведение различных землеустроительных мероприятий, нацеленных на рациональное применение аграрных ресурсов, корректный учет сельскохозяйственных земель и их основных качества, возведение гидротехнических и гидромелиоративных устройств – все это тесно взаимосвязано с топографическими измерениями.
Особая роль принадлежит геодезии в вопросах, имеющих отношение к обороноспособности страны. Топографические схемы часто используются для исследования местности, при создании масштабных военных операций и точного отображения на них реальной боевой обстановки.
