МОДУЛЬ 1. ОСНОВЫ КАРТОГРАФИИ. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ РОССИИ. Лекция 1. Предмет геодезия и его значение. Преподаватель кафедры месторождений полезных ископаемых Рыбин Илья Валерьевич

План лекции. I. ГЕОДЕЗИЯ – НАУКА О ЗЕМЛЕ. II. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ГЕОДЕЗИИ. III. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ.

I.ГЕОДЕЗИЯ – НАУКА О ЗЕМЛЕ. ГЕОДЕЗИЯ – наука об измерениях, проводимых для определения формы, размеров Земли и изображения ее на плоскости. В переводе с греческого означает землеразделение. Геодезия возникла, когда появилась необходимость установки границ земельных участков, строительства оросительных каналов, осушения земель, открытие и освоение новых земель. Результатом геодезических измерений и съемок являются карты, планы, профили. Для решения задач геодезии выполняют: 1) полевые работы - геодезические измерения на местности. 2) камеральные работы - математическая обработка результатов измерений и изображение поверхности Земли на плоскости карты или плана. Планы и карты необходимы для решения научных, научно-технических задач, для определения границ землепользований, при строительстве и т.д. Геодезия тесно связана с математикой, физикой, астрономией, гидрографией, геологией, географией, мелиорацией, дорожным и железнодорожным делом, строительством, дноуглубительными работами, мореплаванием.

II. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ГЕОДЕЗИИ. НАУЧНЫЕ ЗАДАЧИ ГЕОДЕЗИИ – геодезические измерения для исследования деформаций суши, перемещений береговых линий, движения земных полюсов, разности уровней морей и океанов. НАУЧНО – ТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ГЕОДЕЗИИ – создание государственной геодезической сети. Геодезия состоит из следующих разделов: 1. ВЫСШАЯ ГЕОДЕЗИЯ – изучает форму и размеры Земли, разрабатывает методы точного определения координат точек земной поверхности. 2. КОСМИЧЕСКАЯ ГЕОДЕЗИЯ – решает вопросы высшей геодезии с помощью искусственных спутников Земли и космических аппаратов. 3. КАРТОГРАФИЯ – наука о составлении, издании, использовании географических карт. Картография разрабатывает картографические проекции для создаваемых карт. 4. ТОПОГРАФИЯ – изучает методы измерений и составлений топографических карт и планов. 5. АЭРОФОТОГЕОДЕЗИЯ – изучает методы создания топокарт и планов по материалам аэрофотосъемки. Аэрофотогеодезия возникла в 1924 г. 6. МОРСКАЯ ГЕОДЕЗИЯ – изучает методы создания топокарт шельфа и дна Мирового Океана. 7. ПРИКЛАДНАЯ ГЕОДЕЗИЯ – изучает методы геодезических измерений при проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

III. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ. Для решения геодезических задач надо знать форму и размеры Земли. Поверхность твердой оболочки Земли (литосфера) называется ФИЗИЧЕСКОЙ (ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ) ПОВЕРХНОСТЬЮ ЗЕМЛИ. Она очень сложная, не является правильной геометрической поверхностью. Представляет собой возвышенности и углубления, заполненные водой. Средняя глубина океана 3800 м, средняя высота суши 875 м. Поверхность воды под действием силы тяжести образует уровенную поверхность, которая в каждой точке перпендикулярна отвесной линии. Отвесной линией называется линия, совпадающая с направлением силы тяжести. Направление отвесной линии можно определить с помощью отвеса. (Отвес - это груз конической формы, подвешенный на гибкой нити). Поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и равновесия и мысленно, продолженная под материками, называется ОСНОВНОЙ УРОВЕННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ. Все измерения высот выполняют относительно уровня моря.

Фигура Земли, ограниченная основной уровенной поверхностью называется ГЕОИДОМ. Из-за неравномерности распределения масс внутри Земли, поверхность геоида имеет сложную, неправильную форму. При расчетах, геодезисты используют математически точную фигуру близкую к геоиду - эллипсоид вращения. Земной эллипсоид мысленно располагают (ориентируют) в теле Земли. Эллипсоид вращения – это тело, образованное вращением эллипса вокруг его малой оси. Малая ось эллипсоида совпадает с полярной осью Земли. Малая полуось меньше экваториальной полуоси на 21.4 км.

В VI веке до нашей эры теорию шарообразности Земли первым выдвинул древнегреческий ученый Пифагор, а в III веке до н.э., египетский математик и географ Эратосфен первым вычислил радиус Земли по высоте Солнца (R = 6290 км.). После открытия Ньютоном закона всемирного тяготения, пришли к выводу, что Земля вследствие суточного вращения сплюснута у полюсов и принимает форму, близкую к фигуре ЭЛЛИПСОИДА ВРАЩЕНИЯ. Размеры земного эллипсоида характеризуются длинами большой полуоси (a), малой полуоси (b) и относительным сжатием (α)

Земной эллипсоид, размеры которого вычислены по градусным измерениям, выполненным в данной стране и ориентированный в теле Земли так, что поверхность эллипсоида максимально приближена к поверхности геоида на территории данной страны и принимаемый для обработки геодезических измерений и для установления системы геодезических координат в данной стране, называется РЕФЕРЕНЦ-ЭЛЛИПСОИДОМ. В нашей стране для работ по высшей геодезии и картографии принят референц-эллипсоид Красовского Ф.Н. и Изотова А.А., размеры которого: большая полуось, а = м, малая полуось b = м, полярное сжатие α = 1/ Для решения многих практических задач инженерной геодезии и топографии условно считают, что Земля имеет форму шара с радиусом 6371,1 км.