Ģeodēzija. Kas tas ir?

ĒĢIPTIEŠI viņus sauca par auklu vilcējiem. Kas bija šie cilvēki? Senas profesijas pārstāvji, kas katru gadu pēc tam, kad Nīlas plūdu ūdeņi bija noskrējuši, nodokļu ievākšanas vajadzībām par jaunu atzīmēja zemes gabalu robežas. Šie cilvēki bija mūsdienu mērnieku priekšteči.

Tagad ģeodēzistus bieži var redzēt ceļu malās vai būvlaukumos. Varbūt jūs kādreiz esat domājis: ”Ko viņi dara?”

Ģeodēzija veic daudzus uzdevumus. Divi no galvenajiem ir aprakstīti Ilustrētajā zinātnes un tehnoloģijas enciklopēdijā (angļu val.): ”1. Uzmērīt dabā esošos objektus, noteikt to atrašanās vietu un izmantot iegūtos datus kartes vai apraksta veidošanā vai pēc kartēm noteikt objektu atrašanās vietu. 2. Ar īpašām zīmēm iezīmēt robežas vai pēc projekta vadīt būvniecību.” Ar ģeodēziskiem mērījumiem tiek noteikts Zemes virsmas punktu savstarpējais stāvoklis — tiek veikti attāluma, leņķa un augstuma starpības mērījumi.

Vēsture

Pirmā zemes platība, kurai bija noteiktas robežas, acīmredzot bija Ēdenes dārzs. Runājot jau par vēlākiem laikiem, Bībelē stāstīts, cik liels mērniecības darbs tika veikts senajā Izraēlā, kad tika noteiktas īpašumu robežas. Salamana Pamācību grāmatas 22. nodaļā, 28. pantā, ir rakstīts: ”Nepārstati senās robežas, kādas tavi tēvi ir nosprauduši.” Senajiem romiešiem pat bija robežu dievs Termins, kura simbols bija robežakmens.

Romiešu akvedukti un ceļi, no kuriem daudzi pastāv vēl šobaltdien, liecina par viņu apbrīnojamajiem sasniegumiem ģeodēzijas jomā. Ar vienkāršiem līdzekļiem tika gūti patiešām pārsteidzoši panākumi. Apmēram 200. gadā p.m.ē. sengrieķu astronoms, matemātiķis un ģeogrāfs Eratostens aprēķināja zemeslodes apkārtmēru.

Mūsu ēras 62. gadā Aleksandrijas zinātnieks Hērons savā darbā Par dioptru aprakstīja, kā zemes mērīšanā izmantot zināšanas par ģeometriju, kas grieķu valodā nozīmē ’zemes mērīšana’. Starp 140. un 160. gadu mūsu ērā Klaudijs Ptolemajs, lietodams Hiparha izstrādāto metodi, norādīja 8000 Zemes virsmas punktu ģeogrāfisko platumu un garumu.

18. gadsimtā bija pilnībā pabeigta pirmā zinātniskā Francijas uzmērīšana, ko bija veikuši franču astronomi Kasīni četrās paaudzēs, un tika sastādīta Kasīni karte. Grāmatā The Shape of the World (Pasaules forma) ir paskaidrots, ka ”Francija bija pirmā valsts”, kur tika izveidotas precīzas topogrāfiskās kartes, ”tai sekoja Lielbritānija, un pavisam drīz pēc tam — Austrija un Vācija. Pārējās Eiropas valstīs  topogrāfiskās kartes tika veidotas deviņpadsmitā gadsimta pirmajā pusē.” Pētnieki ķērās pie darba arī ārpus Eiropas — 1817. gadā tika organizēta Lielā trigonometriskā Indijas uzmērīšana ar nolūku sastādīt Indijas karti. Šo pasākumu vadīja Džordžs Everests, kura vārdā tika nosaukta pasaules augstākā kalnu virsotne.

Šiem agrīnajiem ģeodēzistiem reizēm bija jāstrādā ļoti smagos apstākļos. Kā rakstīts vēsturiskos avotos, viņus bieži mocīja drudzis, un Anglijā esot atgriezies vidēji tikai viens no septiņdesmit pētniekiem (Historical Records of the Survey of India). Viņiem bija jādzīvo pusbadā, kā arī jāpieredz zvēru uzbrukumi. Tomēr pat šādi apstākļi neatbaidīja vīrus, kuriem patika darbs brīvā dabā un neatkarība, ko tas sniedza.

Kāda indiešu grupa, kas kļuva pazīstama ar nosaukumu panditi, ir pelnījusi, ka to īpaši piemin saistībā ar pašaizliedzīgo darbu Nepālā un Tibetā. Ārzemniekiem bija ar likumu aizliegts ieceļot šajās zemēs, tāpēc šie uzņēmīgie indieši izlikās par lamām jeb budistu priesteriem, lai tur iekļūtu. Gatavojoties savam slepenajam darbam, ikviens no viņiem iemācījās spert tieši tik garus soļus, lai 2000 soļi sakristu ar vienas jūdzes garumu (apmēram 1,6 kilometri). Viņi izmantoja lūgšanu krelles, kurās bija simts krellītes, lai skaitītu soļus un aprēķinātu attālumu.

Daudzi cilvēki, piemēram, ASV prezidenti Vašingtons, Džefersons un Linkolns, savā dzīvē bija nodarbojušies ar mērniecību. Daži pat uzskata, ka Linkolna panākumi politikā daļēji bija saistīti ar viņa mērnieka darbu, kura laikā viņš bija ciešā kontaktā ar iedzīvotājiem.

Ģeodēzija mūsu laikos

Parasti ar ģeodēzistiem iznāk saskarties trijos gadījumos. Pirmkārt, tas notiek tad, kad tiek veikta zemes ierīkošana, proti, zemes gabala robežpunktu nospraušana dabā. Ja kāda teritorija ir jāsadala, lai uz tās varētu celt mājas, vai ja valsts vēlas būvēt jaunas ielas, ceļus vai šosejas, mērnieki sadala zemi un izveido zemes gabalu robežplānus.

Vēl tiek veikta topogrāfiskā uzmērīšana. Topogrāfiskajos plānos un kartēs tiek atzīmēti kāda apvidus elementi un objekti — ceļi, žogi, koki, ēkas, saimniecības objekti utt. —, kā arī to izmēri, kontūras un augstums. Arhitekti, būvinženieri un citi speciālisti šajos plānos norādītos datus par visu to, kas atrodas uz attīstībai paredzētā zemes gabala vai šī gabala tuvumā, izmanto projektēšanā. Topogrāfiskais plāns viņiem palīdz izveidot rasējumus un iekļaut tajos topogrāfiskā plāna detaļas.

Kad celtniecības plāni ir gatavi un projekts ir saskaņots ar vajadzīgajām iestādēm, tas ir jānosprauž dabā. Šo darbu bieži redz garāmgājēji. Inženierģeodēzisti precīzi atzīmē augstumu un vietu, kur saskaņā ar projektu ir jāatrodas ēkai, komunikācijām, ceļam vai citiem objektiem.

Ja tiek uzmērīta neliela Zemes virsmas daļa, kuras izmēri nav lielāki par kādiem 20 kilometriem, tad to uzskata par plakni, un ar šādu  uzmērīšanu nodarbojas ģeodēzijas nozare, ko sauc par topogrāfiju. Taču ar lielākas Zemes virsmas daļas uzmērīšanu un attēlošanu, kad ir jāņem vērā zemeslodes forma, nodarbojas augstākā ģeodēzija. Šī ģeodēziskā izpēte notiek saskaņā ar valsts ģeodēzisko tīklu, kas saistīts ar ģeogrāfisko garumu un platumu *. Ģeodēziskie mērījumi tad tiek izdarīti ar sevišķi lielu precizitāti.

Tagad tiek izmantoti arī ģeodēziskie pavadoņi, kas ietilpst globālajā pozicionēšanas sistēmā (GPS). Izmantojot pārnēsājamas ierīces, ģeodēzisti ātri un ļoti precīzi spēj noteikt dažādu Zemes virsmas punktu koordinātas. Mazāk pazīstamas ģeodēzijas nozares ir kosmiskā ģeodēzija (Zemes virsma ar speciālām kamerām tiek fotografēta no kosmosa) un hidrogrāfiskā ģeodēzija, kuras uzdevumos ietilpst precīzi noteikt ūdens objektu krasta līnijas, noteikt upju, ezeru un okeānu dziļumu un kartografēt ūdens objektu gultni.

Cik svarīgs ir ģeodēzistu darbs

Lūk, daži piemēri. Kalifornijas (ASV) Zelta Vārtu tilts tika atklāts 1937. gadā. 1991. gadā tas tika uzmērīts vēlreiz, lai precizētu tā atrašanās vietu. Ja notiktu zemestrīce un tilts izkustētos, būtu iespējams aprēķināt tilta spriegumu un nekavējoties rīkoties, lai atkal nodrošinātu tilta stabilitāti. Ģeodēzistus uzaicināja arī kāds slēpošanas kūrorts, kas atrodas Vermontā (ASV), lai uzlabotu trašu drošību un sagādātu pasaules klases slēpošanas apstākļus.

Cerībā, ka būs iespējams samazināt postu, kādu zemestrīces nodara Ķīnas iedzīvotājiem, no pavadoņiem iegūtie dati tiks izmantoti, lai novērotu Zemes garozas pārmaiņas šajā zemē. * Ģeodēzisti acīmredzot ir bijuši iesaistīti arī jūsu mājas, biroja, fabrikas vai skolas celtniecībā, un tāpat ielas vai ceļi, pa kuriem jūs braucat, nav uzbūvēti bez ģeodēzistu palīdzības.

Tātad ģeodēzistu darbs tieši ietekmē cilvēku dzīvi. Ir mainījušies viņu instrumenti — kādreiz tās bija vienkāršas auklas, bet tagad tiek izmantoti satelīti —, taču nav mainījusies viņu darba jēga: ienest kārtību sarežģītajā pasaulē. Kamēr vien cilvēki kaut ko būvēs un padziļinās savas zināšanas par apkārtējo pasauli, neapšaubāmi būs vajadzīgi ģeodēzisti. Nākamreiz, kad pamanīsiet ceļa malā strādājam ģeodēzistus, jūs jau zināsiet vairāk par viņu profesiju un par šo precīzo zinātnes nozari — ģeodēziju.

[Zemsvītras piezīmes]

[Papildmateriāls/Attēls 22. lpp.]

Ģeodēzijas instrumenti

Elektronoptiskie tālmēri. Tie aprēķina attālumu, izstarojot elektronisku staru vai impulsa signālu, ko atstaro īpaši atstarotāji, kas izvietoti punktā, kura koordinātas jānosaka.

Teodolīti un tahimetri. Ar teodolītiem (attēlā pa kreisi) mērī leņķus, un tajos ietilpst lēcu sistēma, iekšējie spoguļi, prizmas un mikroskops, ar kuru nolasa vissīkākās mērījumu iedaļas. Daži no visprecīzākajiem teodolītiem var mērīt pat tādus leņķus, kuru lielums ir tikai viena sekunde — tā atbilst riņķa vienai 1 296 000. daļai. Elektroniskie tahimetri (attēlā pa labi) mērī attālumu, kā arī leņķus un uzglabā mērījumu rezultātus kopā ar objekta aprakstu. Pēc tam šo informāciju var ievadīt biroja datorā un izmantot aprēķiniem un rasēšanai.

[Attēls 21. lpp.]

Veclaicīgs līmeņrādis

[Attēls 21. lpp.]

Ēģiptiešu auklu vilcēji bija mūsdienu mērnieku priekšteči

[Norāde par autortiesībām]

Borromeo/Art Resource, NY