Что такое геодезия и какие вопросы она решает. Геодезия

Геодезия это-…

- Здравствуйте, вы геодезией занимаетесь?
-Да.
-Мне нужно скважины пробурить, и посмотреть, что у меня под землей, что бы дом поставить….

-Ты кем работаешь?
-Геодезистом.
-А чего так плохо погоду предсказываете?!!

-Скажите, а сколько будет стоить сделать фасадную съемку?
-От 25 рублей за 1 кв.м.
-Ой, а чего так дорого, что там делать, приехал сфотографировал и все…..

Вот такие звонки подчас поступают к нам на фирму.
Так что же такое геодезия и почему геодезические работы так дорого стоят? Давайте разбираться.

Геодезия – это наука о методах производства измерений на земной поверхности, проводимых с целью изучения размеров и форм Земли, изображение всей земли и ее частей на картах и планах, а так же о методах специальных измерений необходимых для решения различных инженерных и экономических задач.
Известный ученый- геодезист В.В.Витковский так охарактеризовал геодезию: " Геодезия представляет одну из полезнейших отраслей знания; все наше земное существование ограничено пределами Земли, и изучать ее вид и размеры человечеству так же необходимо, как отдельному человеку - ознакомиться с подробностями своего жилья".

Геодезия , динамично развивающаяся наука, в процессе развития науки и техники, а так же в связи с разнообразием поставленных задач, разделилась на ряд самостоятельных дисциплин.

Высшая геодезия - изучает форму и размеры Земли, а также методы высокоточного определения координат точек земной поверхности и изображения их на плоскости.

Геодезия, или топография , изучает форму и размеры земной поверхности для изображения ее на картах, планах и профилях.
Космическая геодезия - изучает геометрические соотношения между точками земной поверхности при помощи искусственных спутников Земли. В настоящее время в связи с новыми достижениями в области техники наблюдений и измерений к числу исследований на Земле прибавились решения научных задач по изучению формы и размеров Луны и планет Солнечной системы и их гравитационных полей.

Фотограметрия изучает методы составления карт и планов по фотоснимкам, полученным при фотографировании местности с самолета (аэрофотосъемка) или с земли (наземная фототеодолитная съемка).

Инженерная геодезия,или прикладная геодезия , изучает комплекс геодезических работ. выполняемых при изысканиях, строительстве и эксплуатации различных зданий и сооружений.

Картография изучает методы и процессы создания и использования различных карт.

Маркшейдерское дело , геодезические работы, выполняемые в недрах Земли, шахтах, тоннелях, карьерах.

Геодезия - одна из древнейших наук (geodezy греч.) в переводе на русский язык означает землеразделение). Геодезия возникла и развивалась, как и другие науки, для удовлетворения практических потребностей человеческого общества. Народы Египта, Греции, Индии, Китая, Персии, Средней Азии и других стран за несколько тысячелетий до нашей эры вели геодезические работы . для строительства каналов, тоннелей, возведения сооружений, разделения земельных участков.
Первые геодезические измерения в России были выполнены в XI в. - по льду была измерена ширина Керченского пролива. Начиная с XII в. для изучения территории, создания описаний и карт, были организованы многочисленные экспедиции в Сибирь, к побережью Северного Ледовитого океана, на Дальний Восток и Камчатку, на Новую Землю.
В 1570 г. было закончено составление первой карты Московского государства, известной под названием Большого чертежа.
Работы по составлению карт получили большое развитие при Петре I (1672-1725 гг.). В Москве в 1701 г. началась подготовка геодезистов в школе «математических и навигационных наук». В 1739 г. был учрежден Географический департамент Петербургской академии наук, занимавшийся работами по составлению карт страны. С 1758 по 1763 гг. этим департаментом руководил М. В. Ло¬моносов. За это время географический департамент выпустил несколько новых карт и исправил десять карт «Атласа Российского» по новым данным.
Крупной работой, проведенной на большой территории, явилось генеральное межевание, начатое в 1765 г. и законченное в 1855 г. Межевание покрыло Европейскую Россию и Крым. Углы измерялись астролябией, а линии - железной десятисаженной цепью.
Для подготовки специалистов в 1779 г. в Москве было открыто Константиновское землемерное училище, преобразованное в 1835 г. в Константиновский межевой институт.
С середины XVIII в. все крупные страны приступили к топографическим съемкам своих территорий. С XIX века совершен¬ствуется техника геодезических измерений, появляются угломерные приборы с высокоточными отсчетными устройствами, прибор для измерения расстояний подвесными проволоками. Все это позволило повысить точность результатов геодезических измерений.
Особую роль в развитии геодезии сыграли измерения дуги меридиана протяженностью 25°, проведенные в 1816-1831 гг. русскими геодезистами В. Я. Струве и К. И. Теннером. К концу XIX в. относятся первые гравиметрические наблюдения в России.
В 1822 г. был учрежден Корпус военных топографов, задачей которого явилось проведение геодезических и астрономических работ, топографических съемок , составление и издание карт. Им были выполнены съемки значительных по тому времени территорий преимущественно в пограничных районах Европейской части России, Крыма, Кавказа и Забайкалья.
Кроме Корпуса военных топографов съемки осуществляли Переселенческое управление, Межевое ведомство, Главное гидрографическое управление, Геологический комитет, Горное ведомство и Русское географическое общество.
Однако указанные ведомства выполняли съемочные работы несогласованно между собой, да и в небольших объемах, что не способствовало быстрому развитию топографической изученности России.
Начало советской геодезии было положено 15 марта 1919 г., в этот день был подписал Декрет об учреждении Высшего геодезического управления, реорганизованного впоследствии в Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР (ГУГК).
За годы Советской власти выполнен огромный объем геодезических и топо¬графических работ на территории СССР, была развита государственная геодезическая сеть высокой точности, выполнены съемочные картографо- геодезические работы и составлены планы и карты в различных масштабах.
Важно отметить, что постановка геодезических и съемочных работ в СССР базировалась на современной научной основе, разработанной советскими геодезистами во главе с выдающимся ученым членом-корреспондентом АН СССР Ф. Н. Красовским.
Ф. Н. Красовским были получены новые параметры фигуры Земли, М. С. Молоденским разработана новая теория изучения фигуры Земли и ее внешнего гравитационного поля, поставившие геодезию в области теории решения ее основной научной проблемы на первое место в мире. В развитии отечественной геодезии и картографии большие заслуги так же принадлежат ученым М. Д. Бонч- Бруевичу, А. А. Михайлову, М. С. Молоденскому, А. С. Че¬ботареву, Н. М. Алексапольскому, Ф. В. Дробышеву, А. С. Скиридову, Н. Н. Воронкову, А. Н. Лобанову, М. Д. Кон-шину, В. Д. Большакову и др.

Развитие космонавтики открыло новый этап в изучении природных ресурсов Земли. Космическая информация широко используется для картографирования территории страны. А системы глобального позиционирования GPS и глонас намного упростили геодезические работы в трудно доступных местах, где еще не создана геодезическая основа.
Исключительно важное значение в геодезии имеет геодезическая техника. Созданием геодезических приборов в России занимаются ЦНИИГАиК и Экспериментальный оптико-механический завод (ЭОМЗ), а также другие заводы. Постоянно развивалась и система подготовки кадров. К сожалению в наше время практически все электронные геодезические инструменты, которыми пользуются геодезисты они покупают у иностранных фирм.
В настоящее время в Российской Федерации подготовку специалистов в области геодезии осуществляют Московский Государ¬ственный университет геодезии и картографии, Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, ряд других университетов и вузов, топографические техникумы и колледж. Подготовка техников-геодезистов ведется также в ряде строительных, геологоразведочных и других техникумах.

Необходимо отметить, что специалистами картографо-геодезической службы проделана огромная работа и получены выдающиеся результаты.
В настоящее время на всю территорию России создана единая геодезическая сеть.
Создание топографической карты в масштабе 1: 100 ООО (в 1 см - 1 км) на всю территорию страны было закончено к середине пятидесятых годов.
В настоящее время завершено картографирование страны в масштабе 1: 25 ООО (в 1 см - 250 м). Промышленные и сельскохозяйственные районы покрыты топографическими съемками I» масштабе 1: 10 000 (в 1 см - 100 м). На города и поселки создаются топографические планы в масштабах 1: 5000, 1: 2000 и крупнее.
Большой вклад внесли геодезисты и картографы в изучение Антарктиды. На континенте выполнен комплекс астрономо-геоде- зических, топографических и аэрофотосъемочных работ, составлена карта Антарктиды с использованием материалов космических съемок.

Велики успехи и картографии. Создан целый ряд картографических произведений, имеющих важное научное и народнохозяйственное значение: Атлас мира, Большой советский атлас, Физико-географический атлас мира, Атлас Антарктиды, атласы республик, Атлас офицера и др. Систематически обновляются и издаются политические, политико-административные и многие другие карты, необходимые народному хозяйству, науке и культуре.
Достигнутые успехи в геодезической науке и практике упрочили положение отечественной геодезии на передовых позициях в мире по всем направлениям.
Большие задачи стоят перед картографо-геодезической службой и в настоящее время.
Особая роль отводится выполнению топографо-геодезических и картографических работ, предназначенных для ведения государственного земельного кадастра.
В больших объемах обновляются топографические карты, а также создаются карты для внутренних водоемов и прибрежной полосы морей и океанов (съемка шельфа).
Должны быть полностью обеспечены различными атласами и картами потребности школ, научно-производственных организаций и населения страны.
Правовое регулирование в области геодезической и картографической деятельности осуществляется в соответствии с Конституцией Российской Федерации, настоящим Федеральным законом(Федеральный закон от 26 декабря 1995 г. N 209-ФЗ "О геодезии и картографии" (с изменениями от 10 января 2003 г., 22 августа 2004 г.,

3 июня 2005 г., 18 декабря 2006 г., 26 июня 2007 г., 23 июля, 30 декабря 2008 г., 27 июля 2010 г.)Принят Государственной Думой 22 ноября 1995 года), законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации.
Для успешного решения перечисленных и многих других задач активно используется в топографо-геодезических и картографических работах электронно-вычислительная техника, широко при¬меняются материалы космической съемки, внедряется цифровое картографирование. Последние годы характеризуются стремительным внедрением электроники в область геодезического приборостроения. Открылись широкие возможности для создания точных, высокопроизводительных с высоким уровнем автоматизации при-боров и систем.

Можно сказать, что сегодня геодезия – это одна из интереснейших и динамично развивающихся наук. При этом каждый специалист может найти себя в ней.

На свете существует много наук. Одна из них - геодезия. Что это за наука? Что она изучает? Где можно ей научиться? Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в этой статье.

Геодезия - что это?

Как и астрономия, геодезия - это одна из древнейших наук. Однако если об астрономии знает каждый школьник, то о такой науке, как геодезия, большинство людей никогда не слышали. А в то же время без использования геодезических знаний развитие современного общества немыслимо.

Геодезия - что это? Что собой представляет Если сказать кратко, то это наука об изучении и измерении поверхности Земли.

Геодезия - это наука о том, как производить измерения на поверхности земли, которые проводятся с целью изучения форм и размеров Земли, а также для изображения всей планеты и ее частей на планах и картах. Кроме того, геодезия занимается методами специальных измерений, которые необходимы для решения экономических и инженерных задач.

Отрасли геодезии

Геодезия - что наука, которая динамично развивается. Так, в процессе развития науки и техники она разделилась на ряд дисциплин.

Высшая геодезия изучает размеры и форму Земли, а также методы, с помощью которых можно с высокой точностью определить координаты точек поверхности планеты и изобразить их на плоскости.

Изучением размеров и форм земной поверхности с целью изображения ее на картах, профилях и планах занимается раздел геодезии - топография.

Геодезия и картография изучают процессы и методы создания и использования разнообразных карт.

Фотограмметрия занимается решением задач измерения по космическим и аэрофотоснимкам для разнообразных целей, например для обмеров сооружений и зданий, для получения планов и карт и прочее.

Прикладная, или инженерная, геодезия изучает целый комплекс , которые выполняются при строительстве, изысканиях и эксплуатации разнообразных сооружений и зданий.

Геометрическое соотношение между точками поверхности земли с помощью искусственных спутников Земли изучает космическая геодезия. Сейчас, в связи с тем, что появились новые достижения в области техники измерений и наблюдений, к числу исследований на Земле прибавились еще и проблемы решения научных задач по изучению размеров и формы Луны, а также остальных планет Солнечной системы и их полей гравитации.

Морская геодезия и картография занимаются решением как научных, так и прикладных геодезических задач на море. Главной задачей было и остается определение поверхности Земли и ее гравитационного поля в морях и океанах. Морская геодезия решает следующий ряд задач: строительство гидротехнических сооружений, эксплуатация и разведка подводных ресурсов и прочее. Однако важнейшей задачей подобного обеспечения является картографирование, которое сопровождается фотографированием, и геодезическая привязка.

Развитие геодезии как науки

Геодезия, как и многие другие науки, возникла в глубокой древности. Прогресс в точных и естественных науках, изобретение телескопа, маятника и прочих инструментов - все это способствовало ее развитию.

Однако стоит отметить, что за последние полвека эта наука добилась больших успехов, чем за все время своего существования. Это связано, например, с тем, что инженерная геодезия теперь может получить данные с искусственных спутников, а также с тем, что появилось множество электронных измерительных приборов и электронно-вычислительных машин.

Современный компьютер позволяет провести анализ огромного объема информационных данных, применить новые математические разработки, которые дали новый импульс развитию теоретический геодезии, проходящему параллельно с прогрессом теории информации и математики.

Прикладная геодезия: аспекты

Геодезические данные используются в различных областях, например в навигации, картографии и землепользовании. Что они позволяют узнать? Например, определить местоположение на шельфе, зону затопления после сооружения плотины, точное положение административных и государственных границ разного рода и прочее. Стратегические системы наведения и навигация в равной степени зависят от того, насколько точна информация о положении цели и адекватности физических моделей, которые описывают гравитационное поле Земли. Измерения, полученные геодезистами, используются при изучении тектоники плит и сейсмологии. При поиске многих полезных ископаемых (в том числе и нефти) применяется гравиметрическая съемка.

Где получить профессию геодезиста?

Сегодня в России существует большое количество учебных заведений, которые позволят получить профессию геодезиста. В области этой науки на разных уровнях освоения этой достаточно сложной специальности может работать специалист, который окончил как среднее учебное заведение - техникум или колледж геодезии, - так и высшее - академию, институт или университет.

Образование в этой сфере можно выбрать на свой вкус. Будущий специалист может окончить специализированный университет или институт геодезии. Например, МИИГАиК - это один из самых старейших и престижных специализированных вузов в России. Или же можно получить среднее образование: пойти учиться в Санкт-Петербургский или Новосибирский техникум геодезии и картографии.

После окончания средне-специального учебного заведения по специальности «геодезист» выпускник может рассчитывать на должность помощника геодезиста или техника-геодезиста. Кроме того, при желании он может продолжить совершенствовать свои знания в этой области, поступив в высшее учебное заведение.

Окончание вуза дает выпускнику право на самостоятельную работу, а окончание аспирантуры позволяет дальше продвигаться в карьере в научном и практическом направлении.

Чем занимается геодезист?

Среди многообразия видов деятельности можно выделить следующие направления:

Геодезист может заниматься наблюдением и измерением изменения земной поверхности как на локальном, так и на глобальном уровне.
Выполнять различные измерения ландшафта.
Составлять топографические планы и карты.
Создавать водные, лесные, земельные и прочие виды кадастров.
Заниматься определением и обозначением государственных границ.
Готовить отчеты о проведенных исследованиях.

Что сдавать, чтобы поступить на геодезиста?

Школьнику, который собирается в будущем посвятить себя геодезии, необходимо максимально хорошо знать некоторые общеобразовательные предметы, например математику, географию, русский язык, историю, обществознание, а также информатику и информационно-коммуникационные технологии. Как правило, именно эти дисциплины сдают на вступительных экзаменах в средних и высших учебных заведениях по геодезическим специальностям.

При поступлении на специальность, связанную с геодезией, обычно сдают какие-то три из шести вышеперечисленных предметов, однако какие именно предметы это будут - зависит от учебного заведения, факультета и вида специальности.

Принимать экзамены могут по результатам ГИА или ЕГЭ или же провести тестирование для абитуриентов по всем предметам, кроме истории и обществознания - они принимаются устно.

Некоторые колледжи и техникумы вообще не требуют сдачи вступительных экзаменов. Примером служит Новосибирский или НТГиК. В этом учебном заведении готовят специалистов по следующим специальностям: прикладная геодезия (геодезист-техник), картография (техник-картограф) и аэрофотогеодезия (аэрофотогеодезист-техник).

Востребованность профессии на рынке труда

Специалисты в области геодезии и картографии нередко требуются в разнообразных видах производства. Поэтому в вузовской и среднеспециальной подготовке этих специалистов наблюдается наличие разных уклонов, которые в дальнейшем определят практическую направленность работы геодезиста. Кроме того, на это накладывают отпечаток еще и традиции, которые исторически сложились в стенах учебного заведения.

Неудивительно, что существующие вузы готовят студентов по-разному. В любом учебном заведении есть своя специфика подбора уже имеющихся направлений по специальности. Однако любой вуз, техникум или колледж даст фундаментальную подготовку, которая в дальнейшем даст возможность изменить направление работы, переквалифицироваться и перейти на смежную специализацию.

Таким образом, можно сделать вывод, что геодезия сегодня является одной из интереснейших и развивающихся наук. Каждый специалист сможет найти себя в ней.

Область геодезических знаний делится на высшую геодезию и геодезию, которые сами подразделяются на более или менее самостоятельные разделы. Основной задачей геодезии является определение фигуры, размеров и гравитационного поля Земли, а также изучение теорий и методов её решения.

В задачи геодезии входит также изучение теорий и методовосновных геодезических работ, служащих для построения опорной геодезической сети и доставляющих данные для решения научных и практических задач геодезии. Геодезическая сеть представляет, систему надлежаще выбранных и закрепленных на земной поверхности точек, называемых опорными геодезическими пунктами взаимные положения и высоты которых определены в принятой системе координат и счёта высот. Положения опорных геодезических пунктов определяют преимущественно методом триангуляции, в основе которой лежит тригонометрический принцип измерения расстояний.

Метод триангуляции состоит в построении на местности рядов и сетей треугольников, последовательно связанных между собой общими сторонами. Измерив в каком-нибудь из треугольников одну сторону, называемую базисом или базисной стороной, и в каждом из них не менее 2 углов, длины сторон всех треугольников определяют путём тригонометрических вычислений. Обычно в каждом треугольнике измеряют все 3 угла, а в любой триангуляции, покрывающей значительную территорию, измеряют большое количество базисов, которые размещаются на определённом расстоянии друг от друга. Для построения геодезической сети применяется и метод полигонометрии, который состоит в измерении на местности длин последовательно связанных между собой линий, образующих полигонометрический ход, и горизонтальных углов между ними. Зная положение одного пункта и направление одной связанной с ним линии полигонометрического хода, путём вычислений последовательно определяют положение всех пунктов хода в принятой системе координат. Иногда положение опорных геодезических пунктов определяют методом трилатерации измеряя все три стороны всех треугольников, образующих геодезическую сеть. Геодезические пункты располагаются на возвышенных точках местности, которые выбирают рекогносцировкой. Каждый пункт закрепляется на местности закладкой на некоторую глубину бетонного блока с вделанной в него маркой, обозначающей вершину треугольника, и постройкой деревянной или металлической вышки, служащей штативом для угломерного инструмента и визирной целью при измерении углов. Иногда геодезические пункты совмещаются с наиболее выделяющимися местными предметами, такими, как водонапорные башни, шпили высоких зданий.

В зависимости от последовательности построения и точности измерений геодезической сети подразделяются на классы. Так, государственная геодезическая сеть СССР делится на I, II, III и IV классы. Государственная триангуляция I класса в СССР строится из рядов приблизительно равносторонних треугольников со сторонами 20--25 км, расположенных примерно по направлению земных меридианов и параллелей через 200--250 км. Пространства, ограниченные рядами триангуляции I класса, покрываются сплошными сетями треугольников II класса со сторонами около 10--20 км. Дальнейшее сгущение сети геодезических пунктов производится построением треугольников III и IV классов.

В местах пересечения рядов триангуляции I класса и в сетях триангуляции II класса измеряют базисы длиной не менее 5--6 км или базисные стороны. Базисы измеряют мерными проволоками путём последовательного откладывания их по линии базиса, причём ошибки измерений не превышают 1:1000000 доли длины базиса. Базисные стороны измеряют непосредственно электрооптическими дальномерами с ошибкой не более 1:400000. Для измерения линий в полигонометрических ходах и сторон треугольников в три латерации применяют также радиодальномеры.

Углы треугольников и углы поворота полигонометрических ходов измеряют при помощи угломерных геодезических инструментов, представляющих собой сложные оптико-механические устройства. При этом под углом между направлениями на 2 наблюдаемых предмет, а в данной точке понимается угол между плоскостями, проходящими через эти предметы и отвесную линию в данной точке. Погрешности измерений углов треугольников в триангуляции I и II классов обычно не превышают 0,7».

Для построения сети опорных геодезических пунктов и определения их положения используют также результаты наблюдений за движением искусственных спутников Земли. Наблюдения спутника состоят в фотографировании его на фоне звёзд, положения которых известны, либо в измерениях расстояний до него с точек стояния при помощи радиотехнических средств или же в выполнении тех и других операций одновременно. Если законы движения спутника хорошо изучены, то он в этом случае служит подвижным геодезическим пунктом, координаты которого на каждый данный момент времени известны. Если же законы движения спутника не изучены, то он служит лишь промежуточным геодезическим пунктом, так что для определения неизвестной точки земной поверхности наблюдения спутника необходимо выполнять строго одновременно как в этой точке, так и в нескольких известных геодезических пунктах. Рассмотрение теорий и методов использования спутников для решения научных и практических задач геодезии составляет содержание спутниковой геодезии.

В конечных точках базисов и базисных сторон триангуляции I и II классов определяют широту и долготу этих точек, а также азимут направления на избранный земной предмет путём астрономических наблюдений. Астрономические широты и долготы определяют также на промежуточных пунктах триангуляции I класса, выбираемых не реже чем 70--100 км. Астрономические определения на пунктах опорной геодезической сети превращают её в астрономо-геодезическую сеть, которая доставляет основные данные для исследований фигуры и размеров Земли и служит для распространения единой системы координат на всю территорию страны. Рассмотрение теории и методов определения географического положения места из астрономических наблюдений относится к геодезической астрономии.

Плановое положение геодезических пунктов определяют геодезическими координатами, а именно широтами и долготами их проекций на поверхности некоторого земного эллипсоида референц-эллипсоида. В каждом геодезическом пункте вместе с его координатами определяют также направления на смежные пункты относительно меридиана. Эти направления называют геодезическими азимутами и служат для ориентировки на местности.

Геодезические координаты одного из пунктов, являющегося исходным пунктом опорной геодезической сети, и геодезический азимут направления на один из смежных с ним пунктов устанавливают определением его астрономических координат и астрономического азимута того же направления исправлением их за влияние отклонения отвеса. Полученные данные, а также высота геоида над поверхностью референц-эллипсоида в исходном пункте характеризуют положение принятого эллипсоида в теле Земли и называются исходными геодезическими датами. Геодезические координаты и азимуты остальных пунктов получают путём вычисления по результатам геодезических измерений, приведённых к поверхности референц-эллипсоида.

Геодезия - это наука о земле, о способах её измерений. Геодезия как практическая отрасль деятельности человека сформировалась и находила применение еще с древних времен. Приходившие со временем умения и навыки переходили в опыт и устойчивые знания. Но эти знания складывались не системно, были не структурированы и, если можно так сказать, до теоретическими. Начиная с Древней Греции, на основе общего начального знания возникает абстрактное и теоретическое мышления, которые предопределяют появление первых научных дисциплин. Среди них одной из первых считается наука геометрия, возникшая на базе знаний об измерении земли. Ее, естественно, можно назвать прародительницей будущей науки геодезия, которая за многие годы видоизменяла свое определение.

Возникновение математической науки позволило методами наблюдений и математических абстракций выдвигать новые понятия, выводить из них аксиомы, на основе которых путем логического мышления обосновывались другие новые положения и понятия. Таким образом, начинался зарождаться будущий математический аппарат для обеспечения всех вычислительных процессов в геодезии.

Дословно геодезия имеет свое происхождение из Древней Греции и состоит из двух частей. Первая часть «geo » означает «земля», вторая - «d ае zio » имеет такое значение, как «разделять». В результате получаем дословный перевод «землеразделение».

Интересные факты и этапы развития геодезии

Первым человеком, предположившим шарообразную форму нашей планеты, был древнегреческий математик и философ Пифагор (570 - 490 годы до нашей эры). Его идея о вращении Земли вокруг оси в течение суточного периода, а за год вокруг Солнца, получила научное подтверждение польским астрономом Николаем Коперником (1473-1543). Его учение о гелиоцентрической системе стала своего рода началом первой научной революции.

Выдающимся событием следует считать деятельность персидского астронома, математика, геодезиста и философа Аль-Бируни (973-1048годы). В области геодезии он производил расчеты по определению радиуса Земли. Удивительные результаты вычислений Аль-Бируни получил при определении длины дуги меридиана угловой величиной в один градус на 32 параллели северной широты значением в 110,278км. При современных измерениях были получены линейные значения дуги в 110,895км.

Эти яркие события по определению формы и размеров Земли, измерениям на ее поверхности характерны по своему предмету исследований учеными в первый период развития геодезии.

Началом второго этапа в эволюционировании геодезической науки считаются времена морских путешествий и географических открытий: четырех экспедиций в Америку Христофора Колумба (1492-1504), трех мореплаваний в Индию Васко да Гама (1497-1524), кругосветки Фернана Магеллана (1519-1522).

В это период происходят важнейшие изобретения в геодезии:

зрительной трубы итальянца Галилея (1609 год);
метода триангуляции нидерландца Снелиусса (1614 год);
первое применение сетки нитей в приборах французом Пикаром;
выход в свет научного труда англичанина Ньютона, в котором теоретически обосновывается полюсное сжатие и определяется его величина.

Третий период характерен разрешением многих геодезических задач:

нахождением размеров эллипсоида Земли;
определением геоида;
математической обработки измерений различными методами наименьших квадратов;
возникновением новых геодезических приборов , новых направлений наук геофизики, гравиметрии.
определения фигуры физической поверхности Земного шара.

В современный период значительным продвижением в геодезической отрасли являются использование спутниковых технологий, появление глобальных навигационных систем позиционирования, новых физических методов измерений, геоинформационных и компьютерных систем.

Что изучает геодезия

Современная геодезия представляет собой многогранную отрасль, которые складываются в результате научных и учебно-методических отношений, производственных и технологических процессов между частными лицами и юридическими субъектами, государственными учреждениями и различными организациями, занимающимися вопросами, связанными с деятельностью по изучению, использованию земной поверхности Земли в различных направлениях и обязательному геодезическому контролю.

Предметом изучения геодезической науки служит:

формы Земли , с периодическими определениями их размеров;
физическая поверхность Земли с выполнением на ней измерений;
геодинамических процессов, происходящих в земной поверхности;
определение действия сил тяжести Земли в разных ее точках;
установление точек и систем отсчета, координат для всей территории государства и планеты, требующихся для единого пространственного положения с целью решения системных планетарных задач разностороннего характера;
математические методы построения геодезических сетей для формирования единства систем координат на земной поверхности;
физические и математические способы геодезических измерений ;
математических методов обработки полевых измерений и теоретических уравнительных их вычислений.

Основные задачи геодезии

Невозможно представить себе ни одного хозяйствующего субъекта, ни одну область экономики без присутствия и участия в них практической геодезии. По правде сказать, многие из них не подозревают или не знают о такой связи. Главное, что геодезическая отрасль востребована и решает многие практические задачи:

создания пунктов геодезических сетей разного уровня тем самым формирую государственную систему координат ,
исполнения топографических съемок для изыскательских и картографических работ ;
составления карт и топографических планов;
обеспечения геодезических процессов при строительстве объектов материального производства;
определения геодезическими способами деформаций грунта, просадок, сдвига фундаментов и крена конструкций сооружений;
геодезическо-маркшейдерское обслуживание подземных и открытых горных работ в шахтах и рудниках, карьерах и полигонах;
исследования и разведки природных ресурсов и полезных ископаемых;
при ведении землеустроительных работ и кадастрового учета ;
обеспечение космической, воздушной, наземной и морской навигаций всевозможных летательных аппаратов, кораблей и автомобильной техники.

Структура геодезии

С эволюцией человеческой деятельности в разных областях, научно-технического и технологического прогресса геодезическая наука развивалась. В ней сформировались новые направления. В ее состав входят многие научные и практические области, которые решают свои задачи. К таким относятся:

топография , ранее низшая геодезия;
высшая геодезия (теоретическая);
прикладная (инженерная) геодезия;
геодезическая астрономия;
космическая геодезия;
военная топография ;
морская геодезия;
маркшейдерское дело;
гравиметрия;
приборостроение геодезического оборудования ;
метрологическое обеспечение единства измерений.

Связи геодезии с науками

В настоящее время настолько широки, что можно все и не перечислить. Несомненно, первой наукой, из которой можно сказать, и произошла геодезия это геометрия. Далее перечислим все остальные общие дисциплины, с которыми геодезия находится в контактах:

математика (арифметика, геометрия);
астрономия;
география;
физика (механика, оптика);
геофизика;
геология;
фотография;
топографическое черчение;
информатика;
компьютерные системы.

Правовые отношения в геодезии

В геодезии функционируют на основе многих правовых актов федеральных законов, кодексов, концепций, постановлений, государственных и отраслевых стандартов, приказов, инструкций, положений, норм и правил.

Основополагающим из всех считается Конституция, а именно статья 71 подпункт р), где собственно сказано, что геодезия и картография находится в правовом ведении государства.

Вторыми по степени важности, после главного закона страны, считаются федеральные законы. В них поднимаются такие понятия и вопросы:

отношений объектов и субъектов;
виды геодезической деятельности;
функции государства в отрасли;
единства измерений;
технического регулирования;
географических наименований;
земельных отношений;
кадастрового учета недвижимости и земли.

Производственные отношения в геодезии регулируются техническими и нормативными документами, регулирующими различную геодезическую деятельность. Среди них следует выделить целый список:

ГоСты (государственные стандарты);
СНиПы (строительные нормы и правила);
ОСТы (отраслевые стандарты);
ВСН (ведомственные строительные нормы);
ГКИНП (геодезические картографические инструкции нормы и правила);
технические инструкции;
инструкции по видам геодезических работ ;
методики измерений;
руководства по выполнению;
положения;
приказы;
инструкции по геодезическому надзору.

Как правило, во всей нормативно-технической документации устанавливаются определенные технические и организационные требования, правила и нормы их исполнения. Все такие документы должны быть утверждены и приняты к исполнению соответствующими структурами и субъектами. Предназначаются для служб и предприятий ведущих геодезическую , маркшейдерскую, землеустроительную, строительную, картографическую и иную деятельность, требования которых распространяется для их выполнения.

ГЕОДЕЗИЯ (греческий γεωδαισ?α, буквально - землеразделение), наука об определении фигуры, размеров и гравитационного поля Земли; об измерениях на земной поверхности для отображения её на планах и картах и решения различного рода практических задач.

Геодезия возникла в глубокой древности, когда появилась необходимость установления границ земельных участков, строительства оросительных каналов, осушения земель. В трудах Аристотеля (4 век до нашей эры) впервые появилось название «геодезии». В 3 веке до нашей эры в Египте Эратосфен впервые вычислил размеры земного шара.

Развитие современной геодезии началось в 17 веке, когда были изобретены зрительная труба, послужившая основой для создания нивелира и теодолита, и барометр, явившийся первым инструментом для определения высот точек земной поверхности. Большим шагом в развитии геодезии стала разработка В. Снеллиусом в 1615-17 годах метода триангуляции, который позволил создать обширные сети геодезических пунктов, являющиеся основой всех видов геодезических измерений.

Для определения фигуры Земли были проведены знаменитые градусные измерения длины дуги меридиана. В 18 веке французский астроном Н. Л. Лакайль произвёл поверку так называемого большого французского градусного измерения от Дюнкерка до Перпиньяна. В 19 веке В. Я. Струве (смотри Струве) и геодезист К. П. Теннер провели измерение дуги меридиана протяжённостью около 3000 км (от Северного Ледовитого океана до устья Дуная), для чего была создана сеть из 265 пунктов (так называемая дуга Струве). Эти и другие геодезические работы были продолжены российскими учёными Ф. Н. Красовским, А. А. Михайловым, М. С. Молоденским, А. А. Изотовым, Н. А. Урмаевым и др.

Объектами изучения и измерения в геодезии в основном являются Земля и её недра, околоземное пространство, объекты на земной поверхности и под ней. Методы геодезии могут применяться также для изучения других планет Солнечной системы. Современная геодезия делится на несколько основных дисциплин: высшую геодезию, космическую геодезию, геодезическую астрономию (астрономогеодезию), топографию, прикладную (инженерную) геодезию и морскую геодезию. Кроме того, развиваются такие направления, как геодезическое обеспечение всех видов земельного кадастра, создание географических информационных систем, цифровых моделей местности, автоматизация геодезических измерений. Каждая из геодезических дисциплин решает свои задачи, используя свои методы и средства для их реализации.

Высшая геодезия изучает фигуру и размеры Земли, методы определения координат точек на её поверхности. Изучением взаимных связей между фигурой Земли и гравитационным полем на её поверхности занимается геодезическая гравиметрия.

При определении фигуры и размеров Земли исходят из понятия об уровенных поверхностях, которые пересекают направления отвесной линии под прямым углом. Направление отвесной линии принимают за одну из координатных линий, т.к. в каждой данной точке оно может быть построено однозначно при помощи уровня или даже простейшего отвеса.

Одной из уровенных поверхностей является поверхность геоида. Вследствие неравномерного распределения масс в земной коре поверхность геоида является настолько сложной, что её нельзя представить каким-либо конечным математическим уравнением. Нельзя и определять относительно неё координаты точек физической поверхности Земли. Поэтому вводится понятие земной эллипсоид, математически правильная поверхность которого принимается близкой по форме к поверхности геоида. Эллипсоид, центр которого совпадает с центром масс Земли, плоскость экватора совпадает с плоскостью земного экватора, а малая ось - с осью вращения Земли, называется общим земным эллипсоидом. Каждое государство принимает для решения внутренних задач страны эллипсоид с такими размерами и расположением (ориентированием) в теле Земли, который бы наилучшим образом представлял территорию данного государства. Подобный эллипсоид называется референц-эллипсоидом. Поверхность референц-эллипсоида (именуемая поверхностью относимости) и является той поверхностью, на которую проектируют (относят) все измерения, выполненные на физической поверхности Земли. В России принят так называемый референц-эллипсоид Красовского.

Положение любой точки земной поверхности задаётся её координатами. В геодезии, как правило, применяются геодезические координаты (эллипсоидальные и прямоугольные) и астрономические координаты (координаты точки на поверхности Земли, определяемые непосредственно из астрономических наблюдений). Астрономические координаты в данной точке, в отличие от геодезических, определяют относительно отвесной линии (направления силы тяжести), которая не совпадает с нормалью к эллипсоиду из-за неравномерного распределения масс внутри Земли. Это несовпадение, называемое уклонением отвесной линии, в горных районах может достигать значительной величины. В геодезических работах, где уклонение отвесных линий незначительно или его можно не учитывать, геодезические и астрономические координаты совпадают. Для полного определения положения точки на земной поверхности, кроме координат в плане, надо знать высоту. В зависимости от выбора начала отсчёта высот различают абсолютные высоты, отсчитываемые от среднего уровня океана (моря), и относительные высоты (условные), отсчитываемые от условной уровенной поверхности. В России отсчёт абсолютных высот ведётся в Балтийской системе от так называемого нуля Кронштадтского футштока, соответствующего среднему уровню Балтийского моря в спокойном состоянии.

Распространение координат точек по всей территории страны осуществляется построением опорных геодезических сетей, которые традиционно создавались методом триангуляции и полигонометрии. На смену им пришёл метод спутниковых определений: для установления координат точек на поверхности Земли используются спутники, координаты которых в определённой системе известны на любой момент времени (смотри Спутниковая система позиционирования).

Полученные любым из методов координаты точки фиксируются на поверхности Земли в виде геодезических пунктов, основу которых составляет центр геодезического знака.

Космическая геодезия использует результаты наблюдений искусственных и естественных небесных тел. Основными задачами космической геодезии являются: разработка способов определения орбит небесных тел с использованием теории движения небесных тел; обоснование требований к геодезическим спутникам и расположению станций наблюдения; разработка аппаратуры и методов наблюдений, теории математической обработки их результатов; определение положений и изменения со временем координат наземных пунктов; изучение параметров гравитационного поля Земли и его изменений во времени; уточнение некоторых астрономических постоянных; изучение геодинамических процессов, происходящих на Земле.

Астрономогеодезия разрабатывает и применяет теорию и методы высокоточных определений астрономических координат и азимутов направлений, что необходимо для правильной ориентации геодезических сетей на физической поверхности Земли и проектирования их на любой эллипсоид относимости. Кроме того, астрономические долготы, широты и азимуты являются основой для задания исходных геодезических координат при использовании любого из референц-эллипсоидов. Астрономические координаты пунктов необходимы также для изучения фигуры и гравитационного поля Земли. Без определения астрономических координат любые геодезические сети (особенно протяжённые) окажутся расположенными в пространстве совершенно произвольно. Поэтому в схемах построения государственных геодезических сетей любых государств обязательно предусматривается определение с некоторой частотой астрономогеодезических пунктов, на которых из наблюдений светил определяют астрономические координаты и азимуты направлений.

Прикладная (инженерная) геодезия решает задачи геодезического обеспечения проектов строительства и эксплуатации различных инженерных сооружений, к которым относятся жилые и общественные здания, промышленные комплексы, метрополитен, автомобильные и железные дороги, гидротехнические сооружения, магистральные трубопроводы нефти и газа, линии электропередач и связи, тепловые и атомные электростанции, башенные сооружения, ускорители ядерных частиц, гигантские радиотехнические антенны и др.

На разных этапах строительства и эксплуатации сооружений выполняются разные группы работ. Инженерно-геодезические изыскания сводятся к получению геодезических данных для разработки проектов строительства сооружений. Согласно проекту строительства определяют границы сооружений на местности, обеспечивают соответствие проекту геометрических форм и размеров строительных и технологических элементов сооружения. Исполнительные съёмки устанавливают отклонение геометрической формы и размеров возведённого сооружения от проектных. В процессе эксплуатации объекта изучается деформация (смещение) земной поверхности под сооружением, а также самого сооружения или его частей под воздействием природных факторов и деятельности человека. Инженерная геодезия решает также задачи, связанные с изучением, освоением и охраной природных ресурсов.

Морская геодезия обеспечивает выполнение геодезических работ в Мировом океане. Цели данных работ: создание морских опорных геодезических сетей и отдельных пунктов общегеодезического и специального назначения; создание батиметрических карт, являющихся материалом для выяснения тектонического строения подводных областей поверхности Земли и решения различных инженерных задач (например, возведение морских буровых платформ); определение границ территориальных вод и др. Работы на море производятся в основном с судов или других плавсредств на любом удалении от береговой линии. Для решения задач морской геодезии используются различные виды радиогеодезических и радионавигационных систем наземного базирования, спутниковые навигационно-геодезические системы, гидроакустические средства.

Топография рассматривает методы и средства построения сетей сгущения, а также изображения местности на планах и картах (топографическая съёмка). Топографическая съёмка проводится как наземными методами, так и путём фотографирования местности с летательных аппаратов, в том числе со спутников. Обработкой снимков занимается фотограмметрия. Геодезические измерения сопровождаются неизбежными погрешностями. Измерения каждой величины для повышения точности выполняют многократно, а результаты приводят в соответствие с определёнными математическими условиями.

Геодезия постоянно развивается в связи с возникновением новых геодезических задач. К новым направлениям геодезии можно отнести: автоматизацию геодезических работ на основе электронных и компьютерных технологий; геодезическое обеспечение космических систем и реформирования аграрного сектора; создание геоинформационных систем и цифровых моделей местности.

Лит.: Глумов В. П. Основы морской геодезии. М., 1983; Хаимов 3. С. Основы высшей геодезии. М., 1984; Плохов Ю. В., Краснорылов И. И. Геодезическая астрономия. М., 2002. Ч. 1; Крылов В. И. Космическая геодезия. М., 2002; Кузнецов П. Н. Геодезия. М., 2002. Ч. 1; Инженерная геодезия / Под редакцией Д. Ш. Михелева. 4-е изд. М., 2004.

В.В. Шлапак, Д. Ш. Михелев.