Предмет и задачи геодезии

Предмет и задачи геодезии

    Геодезия - это наука об измерениях на поверхности земли и математической обработке этих измерений.

Геодезия  решает научные и практические задачи. К числу научных задач геодезии относятся:

- определение разности уровня  морей;

- определение формы и размеров  всей земли;

определение внешнего гравитационного поля земли;

- наблюдение за деформациями земной  коры. К числу практических задач  геодезии относятся:

- определение координат и отметок  точек земной поверхности в  единой системе координат;

выполнение  геодезических измерений с целью  построения карт, планов, профилей;

- обеспечение геодезическими данными  другие отрасли хозяйства.

В связи с многообразием решаемых задач геодезия делится на ряд  самостоятельных дисциплин:

высшая  геодезия (изучение фигуры Земли и  ее внешнего гравитационного поля, определение геодезических координат  отдельных точек земной поверхности);

топография (изучение изображения сравнительно небольших участков земной поверхности);

фотограмметрия (изучение объектов фотографирования по фотоснимкам);

- космическая геодезия (изучение  поверхности земли по снимкам  из космоса);

- морская геодезия (изучение прибрежных  участков суши);

- аэрофото геодезия (изучение земли по аэроснимкам);

- картография (изучение и составление  карт планов, атласов)

инженерная  геодезия - разрабатывает методы геодезических  работ, выполняемых при изысканиях, проектировании, строительстве и  эксплуатации разнообразных инженерных сооружений, установке и монтаже  специального оборудования, с целью  разведки, использования и эксплуатации природных богатств

Задачи  инженерной геодезии заключаются в  следующем:

1) получение геодезических материалов, необходимых для составления  проекта работ по строительству  сооружения, путем выполнения полевых  геодезических измерений и вычислительно-графических  работ;

2) определение на местности положения  основных осей и границ сооружений  и других характерных точек  их в соответствии с проектами  строительства;

3) обеспечение геометрических форм  и размеров элементов сооружения  на местности в соответствии  с его проектом в процессе  строительства;

4) обеспечение геометрических условий  установки и наладки специального  оборудования;

5) установление отклонений сооруженного  объекта от его проекта («исполнительные  съемки»);

6) изучение деформаций основания  и тела сооружения, происходящих  под действием различных нагрузок, под влиянием внешних факторов  и деятельности человека;

7) определение расположения на  поверхности Земли (или в ее  недрах) отдельных объектов, элементов  и характеристик, представляющих  интерес для данного вида или  отрасли народного хозяйства.

Инженерно-геодезические  работы, имеющие прикладное значение, являются наиболее обширными. Инженерная геодезия использует методы высшей геодезии, топографии и фотограмметрии, а в  отдельных случаях и свои приемы и средства.

 

1.2 Понятие о форме и размерах  Земли

    Мысль о том, что Земля имеет форму шара, впервые высказал в VI. Веке до н.э. древнегреческий ученый Пифагор, а доказал это и определил радиус Земли египетский математик и географ Эратосфен, живший в IIIвеке до н.э. Впоследствии ученые уточнили, что Земля сплюснутая у полюсов. Такая фигура в математике называется эллипсоидом вращения, получается от вращения эллипса вокруг малой оси.

Земля не является правильным геометрическим телом - ее поверхность представляет собой сочетание возвышенностей и углублений. Большая часть углублений заполнена водой океанов и  морей. Поверхность воды под действием  силы тяжести образует уровенную поверхность, перпендикулярную в каждой точке направлению силы тяжести. Линию, совпадающую с направлением силы тяжести, называют отвесной линией. Если уровенную линию продолжить мысленно под материками, образуется фигура, называемая геоидом (рис.1.1.) (уровенной поверхностью называется поверхность морей и океанов мысленно продолженную по суше).

     Поверхность геоида не может быть представлена достаточно простым уравнением и неудобна для обработки результатов геодезических измерений, так как геоид имеет неправильную форму. С геометрической точки зрения математическая фигура приближенная к геоиду называется эллипсоид (это фигура образованная эллипсом при вращении его вокруг малой полуоси)

В каждой стране применяют свой эллипсоид  максимально приближенный к геоиду данного государства и тогда  такой эллипсоид называетсяреференц-эллипсоидом.

 

.3 Понятие карты, плана, профиля

    При изображении физической поверхности Земли на картах её проектируют на поверхность эллипса, а затем его разворачивают в плоскость. Таким образом, картой называют уменьшенное и закономерно искаженное изображение Земли или отдельных частей её поверхности на плоскости.

Иначе поступают с изображением плана. Физическую поверхность Земли ортогонально проектируют на горизонтальную плоскость. Таким образом, планом называют уменьшенное  и подобное изображение ортогональной  проекции местности, в пределах которой  кривизна уровенной поверхности не учитывается Ортогональная проекция - изображение пространственного объекта на плоскости посредством проектирующих лучей, перпендикулярных к плоскости проектирования. Длина ортогональной проекции линии на горизонтальную плоскость называется горизонтальным проложением. По назначению топографические карты и планы делятся на основные и специализированные. К основным относятся карты и планы общегосударственного картографирования. Эти материалы многоцелевого назначения, поэтому на них отображают все элементы ситуации и рельефа. Специализированные карты и планы создают для решения конкретных задач отдельной отрасли. Так, дорожные карты содержат более детальную характеристику дорожной сети. К специализированным относят и изыскательские планы, используемые только в период проектирования и строительства зданий и сооружений. На этих картах только часть нумерованных объектов изображаются точно, все остальные - схематически. Кроме планов и карт к топографическим материалам относят профили местности, представляющие собой уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности вдоль выбранного направления. Профили местности являются топографической основой при составлении проектно-технической документации, необходимой при строительстве подземных и наземных трубопроводов, дорог и других коммуникаций.

На  топографических картах все объекты  земного изображаются максимальной точностью, независимо от значимости объекта.

Стандартные масштабы

Масштабы  топокарт: Масштабы планов:

1:100000 1:5000

:50000 1:2000

:25000 1:1000

:10000 1:500

 

.4 Масштабы

Отношение длины линии на плане к длине  горизонтального проложения этой линии на местности называется численным масштабом топографического плана. Его обычно представляют в виде правильной дроби, числитель которой равен единице, а знаменатель - некоторому числу N, показывающему, во сколько раз расстояние на плане ab уменьшено по сравнению с соответствующим горизонтальным проложением Ао Во линии местности.

При сравнении численных масштабов  различных планов употребляют термины: «мельче» и «крупнее». Если N1 < N2, то есть знаменатель первого масштаба меньше знаменателя второго, то говорят, что первый масштаб крупнее второго, или второй масштаб мельче первого. Для удобства численный масштаб  часто записывают в виде пояснительного масштаба, например: «в 1 сантиметре 50 метров».