Matavimų inžinerija. Kas tai?

EGIPTIEČIAI juos vadino virvėtempiais. Kas jie? Tam tikra grupė žmonių, kurie atslūgus Nilui mokesčių tikslais turėjo iš naujo atmatuoti žemės sklypus. Tai buvo mūsų laikų matininkų pirmtakai.

Dabar matininkus dažnai sutinkame palei greitkelius arba statybvietėse. Tikriausiai tau būtų įdomu sužinoti daugiau apie jų specialybę — matavimų inžineriją?

Leidinyje Science and Technology Illustrated rašoma: „Matavimų inžinerijos pagrindinės veiklos sritys yra dvi: 1) išmatuoti tai, kas jau yra, nurodyti koordinates ir panaudoti tuos duomenis žemėlapiui sudaryti arba kokiems nors aprašymams; 2) pagal sudarytą planą ar aprašymą sustatyti sienų riboženklius arba vadovauti statyboms. Matininkai nustato ir pažymi taškų padėtį ant, žemiau arba virš Žemės paviršiaus.“

Matavimų inžinerijos istorija

Pirmasis nužymėtas žemės sklypas tikriausiai buvo Edeno sodas. Biblijoje rašoma, kad Izraelyje irgi buvo matininkų, kurie nustatydavo nuosavybės ribas ir teises. Patarlių 22:28 sakoma: „Neperkelk ežią ženklinančio senojo akmens, kurį padėjo tavo protėviai.“ O romėnai turėjo net žemės ribas saugantį dievą, vardu Terminas, kurio simbolis buvo akmuo.

Apie senovės romėnų laimėjimus matavimų srityje byloja iki šių dienų išlikę akvedukai ir keliai. Net nedaug įrankių turėdami pirmieji matininkai atliko įspūdingų darbų. Pavyzdžiui, apie 200 m. p. m. e. graikų astronomas, matematikas ir geografas Eratostenas apskaičiavo Žemės perimetrą.

Maždaug 62 m. e. m. Heronas Aleksandrietis knygoje „Apie dioptrą“ aiškino, kaip matavimų inžinerijoje pritaikyti geometriją (reiškia „žemės matavimas“). 140—160 m. e. m. Klaudijas Ptolemėjas, taikydamas Hiparcho atrastą metodą, surašė maždaug 8000 žinomų geografinių vietų ir nurodė jų koordinates — platumą ir ilgumą.

XVIII amžiuje Kasinių šeimos keturių kartų atstovai sėkmingai užbaigė pirmąjį mokslinį darbą Prancūzijoje — padarė šalies menzulinę nuotrauką ir išleido žemėlapį La Carte de Cassini. Knygoje The Shape of the World rašoma, kad „kartografijos srityje pirmavo Prancūzija, antra buvo Didžioji Britanija, nedaug nuo jos atsiliko Austrija bei Vokietija. Kitose Europos šalyse tokie matavimai išpopuliarėjo pirmaisiais XIX amžiaus dešimtmečiais“. O už Europos  ribų 1817 metais buvo pradėtas Didysis trigonometrinis matavimas Indijoje, siekiant nubraižyti jos žemėlapį. Darbams vadovavo Džordžas Everestas, kurio vardu pavadintas aukščiausias kalnas pasaulyje.

Ne visuomet pirmųjų matininkų darbo sąlygos būdavo idealios. Leidinyje Historical Records of the Survey of India aprašomi matavimo darbai Indijoje iki 1861 metų bei pasakojama apie vieną 70 matininkų grupę, kurią išguldė šiltinė ir tik vienas jos narys grįžo į Angliją. Kitus matininkus užpuldavo žvėrys arba jiems tekdavo alkanauti. Vis dėlto tuos vyrus traukė darbas atvirame ore ir šiokia tokia jo teikiama laisvė.

Viena grupė indų, vadinamų mokytojais, įėjo į istoriją dėl savo įdomios veiklos Nepale ir Tibete. Įvairūs įstatymai ir sutartys draudė svetimšaliams atvykti į šias šalis, todėl tie matininkai apsimetė budistų dvasininkais lamomis, kad galėtų ten patekti. Kiekvienas matininkas ruošdamasis šiam slaptam darbui turėjo išmokti 2000 žingsnių nužingsniuoti vieną mylią (1,6 kilometro). Žingsniams skaityti ir atstumui apskaičiuoti buvo naudojamas šimto karoliukų rožinis.

Kurį laiką matavimų srityje darbavosi ir JAV prezidentai Vašingtonas, Džefersonas bei Linkolnas. Kai kurių nuomone, Linkolnas sėkmingą politinę karjerą padarė dar ir dėl to, kad dirbo matininku ir taip suartėjo su tėvynainiais.

Matavimų inžinerija šiandien

Dabar dažniausiai būna atliekami trijų rūšių matavimai. Pirma rūšis — kadastrinis matavimas, susijęs su teisiniu nuosavybės ribų nustatymu. Kada reikia sklypų namams statyti arba vyriausybė nori tiesti naujas gatves, kelius ar greitkelius, žemę padalina ir teisinius planus sudaro kviesti matininkai.

Antra rūšis — topografinis matavimas. Išmatuojamas žemės sklypas, nustatomas jo dydis, forma ir nuožulnumas bei visų jame esančių kelių, tvorų, medžių, pastatų, komunalinių įstaigų ir kitų objektų vieta. Tokių tikslių duomenų apie tam tikrą žemės plotą, kuriame ketinama ką nors daryti, ir jo apylinkes reikia inžinieriams statybininkams, architektams, konstruktoriams bei kitiems specialistams. Ta informacija padeda paruošti atitinkamus planus atsižvelgiant į teritorijoje esančius objektus, kad galutinis bendras vaizdas būtų gražus.

Kai projektai, planai parengti bei patvirtinti ir viskas paruošta statyboms, reikia atlikti dar šį tą. Dabar praeivis gali išvysti, kaip daromi statybiniai matavimai (trečia matavimų rūšis). Matininkai statybininkams sužymi visus svarbius taškus, atstumus tarp jų bei iškilimus ir taip patikina, kad visos įstaigos, keliai ir kiti objektai yra ten, kur nurodyta plane.

Dar viena matavimų rūšis — plokštuminis matavimas, pasitelkiamas esant mažiems  plotams (iki 19 kilometrų). Tačiau dideliam žemės plotui išmatuoti dėl paviršiaus nelygumų taikytini geodeziniai matavimai. Paprastai jie derinami su šalies koordinatinio tinklelio sistema, susijusia su ilgumos ir platumos linijomis. * Šis darbas atliekamas ypač kruopščiai.

Šiuolaikinė matavimų inžinerija pradėjo naudotis specialiais palydovais, sudarančiais globalinę padėčių nustatymo sistemą. Nešiojama įranga leidžia matininkams greitai ir labai tiksliai nustatyti žemės paviršiaus objektų padėtį. Kitos mažiau žinomos matavimų rūšys yra fotogrametriniai matavimai, kai vietovė fotografuojama iš specialių palydovuose įmontuotų fotoaparatų, ir hidrografiniai matavimai, kurie atliekami siekiant apibrėžti upių, ežerų, vandenynų ir kitų vandens telkinių kranto linijas, nustatyti tų vandens telkinių gylį bei užimamą teritoriją.

Kuo svarbu mums

1937-aisiais Kalifornijoje (JAV) pastatytas Aukso Vartų tiltas buvo iš naujo išmatuotas 1991 metais — norėta nustatyti tikslią jo padėtį. Tad jei kiltų žemės drebėjimas ir tiltas pakryptų, būtų galima apskaičiuoti jam tekusią apkrovą ir imtis taisymo darbų, kad būtų užtikrintas tilto tvirtumas bei žmonių saugumas. Mažesni matavimo darbai buvo atlikti vienoje Vermonto valstijos slidinėjimo bazėje. Matininkai turėjo padidinti slidinėjimo takų saugumą ir sudaryti slidinėjimo sąlygas, kurios atitiktų pasaulinius standartus.

Be to, iš palydovų gauti duomenys padės Kinijoje stebėti žemės plutos pokyčius ir taip pamėginti bent kiek sumažinti žemės drebėjimų padarinius gyventojams. * Tikriausiai matininkas darbavosi ir statant tavo namą, darbovietę ar mokyklą bei tiesiant kelius, kuriais važinėji.

Akivaizdu, kad matininkų darbas mums labai svarbus. Tiek naudodamiesi virvėmis, tiek palydovais mūsų sudėtingą pasaulį jie stengiasi padaryti prasmingesnį ir tvarkingesnį. Ir kol ką nors statysime ar mėginsime pažinti tai, kas yra virš žemės ir po žeme, matininkų tikrai reikės. Tad kitą sykį išvydęs palei kelkraštį triūsiančius matininkus tu jau šiek tiek žinosi apie sunkų jų darbą.

[Išnašos]

[Rėmelis/iliustracija 22 puslapyje]

Tikslūs instrumentai

Elektroninis atstumų matavimo prietaisas. Apskaičiuoja atstumą pasiųsdamas signalą arba elektroninį spindulį, kurį atspindi norimu išmatuoti atstumu pastatyti veidrodžiai.

Teodolitai ir tacheometrai. Teodolitas (kairėje) matuoja kampus, o jo mikroskopas leidžia lęšių, vidinių veidrodžių ir prizmių sistemai parodyti labai išdidintus kampo matmenis. Kai kurie tikslesni teodolitai gali parodyti kampą lygų vienai lanko sekundei — tai prilygtų vienai daliai apskritimo, padalyto į 1296000 lygių dalių. Tacheometrai (dešinėje) taip pat matuoja elektroniškai ir gali užfiksuoti per praktinį tyrimą surinktus duomenis, kampų, atstumų ir daiktų aprašymus. Paskui informacija pristatoma į žinybą ir perkeliama į kompiuterį apdoroti.

[Iliustracija 21 puslapyje]

Senovinis gulsčiukas

[Iliustracija 21 puslapyje]

Egipto virvėtempiai buvo mūsų dienų matininkų pirmtakai

[Šaltinio nuoroda]

Borromeo/Art Resource, NY