Исторические сведения

Поскольку геодезия возникла в глубокой древности, точно установить время ее появления не представляется возможным. Первые документально подтвержденные геодезические работы относятся к 7веку до н. э. Так, при археологических раскопках на территории Вавилона и Ассирии были обнаружены глиняные таблички с планами земельных участков, датируемые 7 веком до н. э. Выполнение указанных геодезических работ было связано с ежегодными разливами рек (Тигра и Евфрата).

Выше отмечалась связь геодезии с геометрией. Более того, и возникновение геометрии, что дословно переводится как “ землемерие ”, было связано с необходимостью измерений и решения задач на земной поверхности. В математическом энциклопедическом словаре геометрия трактуется как “часть математики, изучающая пространственные отношения и формы, а также другие отношения и формы, сходные с пространственными по своей структуре” [МЭС]. Там же приводится ссылка на Евдема Родосского (4 в. до н. э.), объяснявшего возникновение геометрии следующим образом: “Геометрия была открыта египтянами и возникла при измерении Земли. Это измерение было им необходимо вследствие разлива р. Нила, постоянно смывавшего границы” [МЭС]. Еще одной причиной развития геометрии явилась необходимость определения площадей и объемов в процессе земляных и строительных работ.

Но уже древние греки осознали универсальный характер пространственных форм и отношений, значимость для других областей человеческой деятельности, сделав их изучение предметом особой части математики, за которой оставили прежнее название – “геометрия”. Поэтому позднее выдающийся энциклопедист Древней Греции Аристотель (384 – 322 до н. э.) был вынужден для обозначения собственно землемерия ввести термин геодезия, т. е. землеразделение.

Но поскольку самое раннее (вероятнее всего, не самое первое) сочинение, содержащее сведения из геометрии, датируется примерно 17 в. до н. э., постольку можно считать, что геометрия и геодезия возникли еще раньше. Таким образом, геодезия является одной из древнейших наук, что вполне объяснимо, если учесть важность изучения географического пространства, в котором обитает человек.

Но возникновение геодезии объясняется не только перечисленными выше чисто утилитарными потребностями человечества. Его в не меньшей мере интересовали вопросы мироздания, устройства реального физического мира. Первым шагом в этом направлении явилась высказанная в 6 веке до н. э. древнегреческим математиком Пифагором гипотеза о шарообразности Земли. В 3 веке до н. э. другим древнегреческим математиком Эратосфеномбыло выполнено первое определение радиуса земного шара (рис. 1.1). Подобные определения радиуса Земли позднее получили название градусных измерений. Затем достижения древнегреческих ученых были забыты на многие сотни лет, поскольку католическая церковь рассматривала науку Древней Греции как языческую. И лишь в начале 9 века повторные определения размеров Земли были выполнены багдадским халифом Мамуном.

Суть выполненных Эратосфеном градусных измерений состоит в следующем. В двух точках A и B земной поверхности, находящихся на одном меридиане, в один и тот же момент времени измеряются углы a и b между линией горизонта и направлением на Солнце. Так как расстояние до Солнца (150 000 000 км) очень велико по сравнению с расстоянием между точками A и B, то направления на Солнце можно считать параллельными линиями. Тогда угол j между радиусами OA и OB будет равен разности углов

.

Если теперь измерить длину дуги s между точками A и B, то можно найти радиус r земного шара из соотношения

,

где j - значение угла в радианах.

Рис. 1.1. Градусное измерение

В 16 веке шарообразность Земли была установлена эмпирически в результате кругосветного плавания Магеллана. До плавания Магеллана знания о шарообразности Земли были теоретическими, и как таковые нуждались в доказательстве. После Магеллана такие доказательства уже не требовались: любой желающий мог повторить указанный эмпирический опыт и убедиться в правильности гипотезы Пифагора. Но открытие Магеллана поставило новые вопросы. Если Земля круглая, то что удерживает тела на ее поверхности? Ответом на них явился ньютоновский закон всемирного тяготения. Таким образом, открытие шарообразности Земли послужило стимулом для новых научных исследований и открытий.

В дальнейшем Ньютон не только первым высказал гипотезу о сжатии Земли с полюсов (эллипсоидальности Земли), что следовало из открытого им закона всемирного тяготения, но и теоретически вычислил величину такого сжатия.

Таким образом, достижения геодезии определенным образом влияли на развитие других областей человеческого знания. В свою очередь, достижения и результаты других наук и изобретения находили применение в геодезии.

Вероятно, самым первым изобретением, нашедшим применение в геодезии, стало изобретение компаса в Древнем Китае. С его применением появилась возможность ориентироваться на земной поверхности по отношению к сторонам света, определяя направления относительно магнитного меридиана.

В начале 17 века была изобретена зрительная труба, нашедшая в геодезии самое широкое применение и позволившая существенно увеличить точность измерения угловых величин. Кроме того, в начале того же века (1615-1617 г.г.) голландец Снеллиус предложил создавать геодезические сети в виде триангуляции – сплошной сети треугольников, в которой измеряются все углы каждого треугольника и одна или несколько сторон (базисов) во всей сети. Изобретение триангуляции позволило относительно быстро создавать на большие территории геодезические сети – плановую основу для выполнения всех последующих геодезических работ и топографических съемок в единой системе координат.

Изобретение барометра позволило определять высоты точек земной поверхности методом так называемого барометрического нивелирования. Изобретение гравиметра явилось причиной образования в геодезии новой ветви, получившей название физической геодезии, дало возможность измерять значения силы тяжести на земной поверхности и уточнять фигуру Земли в целом. Изобретение гироскопа предоставило возможность определения истинных азимутов как на земной поверхности, так и под ней, что имеет важное значение при выполнении подземных работ (добыче полезных ископаемых подземным способом, строительстве тоннелей, линий метро и т. п.).

Уже в 20 веке разработка и внедрение в геодезическое производство радио - и светодальномеров увеличило производительность труда при измерении расстояний в десятки раз. Наконец, на базе космической техники, радиогеодезии и вычислительной техники в конце 1900-х годов созданы спутниковые системы автономного определения координат, называемые также глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС), позволяющие быстро и с высокой точностью определять положение любой точки земной поверхности в единой системе координат и высот.

В России первая карта Московского государства (Большой чертеж) была создана в 1598 г. Значительное влияние на развитие геодезии и картографии в России оказал такой реформатор как Петр I. В 1739 г. при Академии наук был образован Географический департамент во главе с Ломоносовым М. В. и уже в 1745 г был выпущен первый географический Атлас России. 1822 г был отмечен созданием Корпуса военных топографов (КВТ), задачей которого являлось выполнение топографических съемок на территории России. В 1916 г. академик Вернадский В. И. предложил образовать институт, который занимался бы планомерным изучением территории России. В 1919 г (15 марта) председателем Совнаркома Лениным В. И. был подписан декрет о создании Высшего геодезического управления (ВГУ), позднее переименованного в Главное управление геодезии и картографии (ГУГК) при Совете Министров СССР. Указанная дата в СССР являлась профессиональным праздником геодезистов и картографов. В настоящее время в России день работников геодезии и картографии отмечается в … воскресенье марта.

В 1992 г было закончено картографирование всей территории СССР в масштабе 1:25000. Общее число номенклатурных листов топографических карт масштаба 1:25000 составило 240 000. Тогда же было закончено картографирование Антарктиды в масштабе 1:100 000. Крупномасштабные съемки в городах в СССР выполнялись преимущественно трестами инженерно-строительных изысканий. В настоящее время основные геодезические и топографические работы на территории России выполняются Роскартографией, ее аэрогеодезическими предприятиями.

Поиск по сайту: