Геодезическая съемка. Что это такое?

ЕГИПТЯНЕ называли их «натягивальщиками веревок». Кто это были? Люди, которые каждый год после разлива реки Нил переустанавливали границы земельных участков, облагавшихся налогами. Они были предшественниками современных геодезистов.

Сегодня геодезистов за работой можно часто увидеть неподалеку от автомагистралей и на стройплощадках. Вам, наверное, интересно, чем они занимаются?

«В геодезии есть два основных направления,— говорится в одной книге.— Это 1) измерение существующих объектов, определение их координат и использование этих данных для составления карт и описаний; и противоположное ему 2) установка наземных ориентиров, которые необходимы при проведении границ, а также при осуществлении строительных работ по геодезическому плану или описанию. Геодезист определяет, или отмечает, координаты объектов, находящихся на земле, под землей и даже над землей» («Science and Technology Illustrated»).

История геодезии

Первым участком земли с очерченными границами был Эдемский сад. Из Библии мы узнаем, что в Израиле были землемеры, которые определяли границы владений и собственности. В Притчах 22:28 говорится: «Не передвигай межи давней, которую провели отцы твои». А у римлян даже был бог границ, Термин, символом которого служил камень.

Римские акведуки и дороги, многие из которых сохранились до наших дней, свидетельствуют о больших достижениях древних римлян в области геодезии. Имея в своем распоряжении лишь ограниченные средства, первые геодезисты добивались поразительных результатов. Приблизительно в 200 году до н. э. греческий астроном, математик и географ Эратосфен вычислил длину окружности Земли.

Около 62 года н. э. Герон Александрийский в своей книге «Диоптра» продемонстрировал, как в геодезии можно применить искусство геометрии (что буквально означает «Землю измеряю»). А между 140 и 160 годами н. э. Клавдий Птолемей, воспользовавшись методом, предложенным Гиппархом, составил список 8 000 известных мест мира с указанием их широты и долготы.

В XVIII веке четыре поколения семьи Кассини произвели первое научное геодезическое измерение всей Франции и составили карту «La Carte de Cassini». В книге «Очертания мира» говорится, что «лидером в научном картографировании была Франция; за ней следовала Великобритания; а потом почти без отрыва шли Австрия и Германия. В остальной части Европы геодезическая съемка территории всей страны стала популярной в начале XIX века» («The Shape of the World»). Геодезия шагнула и за пределы Европы. Так, в 1817 году с целью составить карту Индии было произведено Великое тригонометрическое измерение. Его проводил Джордж Эверест, в честь которого была переименована высочайшая горная вершина мира.

 Условия, в которых велись эти первые геодезические съемки, были далеко не идеальными. В «Исторических сообщениях об измерении Индии» периода до 1861 года упоминается, что геодезистов часто преследовала лихорадка и что из 70 человек едва ли один вернулся в Англию («Historical Records of the Survey of India»). Другие геодезисты подвергались нападениям диких животных и страдали от голода. Но, даже несмотря на такие сложности, возможность работать на природе и определенная свобода привлекали людей к этой профессии.

Одна группа индийцев, известных как пандиты, прославилась в истории благодаря небывалой работе, проделанной ею в Непале и Тибете. Въезд в эти страны иностранцам был запрещен из-за различных указов и договоров, поэтому, чтобы попасть туда для проведения геодезических работ, пандитам пришлось выдать себя за буддийских лам, или священников. Готовясь к своей тайной миссии, каждый из них научился проходить милю ровно за 2 000 шагов. Они пользовались четками с сотней бусинок, чтобы считать свои шаги и измерять расстояния.

Многие известные люди такие, как бывшие президенты США Вашингтон, Джефферсон и Линкольн, когда-то были геодезистами. Некоторые даже считали, что политический успех Линкольна отчасти связан с его занятиями геодезией, так как благодаря им он приобрел известность среди соотечественников.

Геодезические исследования сегодня

Геодезические измерения, проводимые в наше время, можно разделить на три вида. Прежде всего, существует кадастровая съемка, которая проводится с целью определения юридических границ собственности. Если потребуется выделить участок земли под строительство домов или если властям нужно будет решить, где проложить новые улицы, дороги или автомагистрали, то геодезисты помогут в распределении земли и создании чертежей, являющихся правовыми документами.

Другой вид геодезических работ называется топографической съемкой. Он включает в себя измерение и определение размера, формы и наклона участка земли, а также определение местоположения дорог, оград, деревьев, существующих зданий, инженерных сооружений и так далее. Разработчики генпланов, архитекторы, инженеры-конструкторы и другие специалисты пользуются точными сведениями об этих объектах, расположенных на участке, который они собираются застраивать, а также на территории вокруг него. Эта информация позволяет им правильно составить чертежи, а в некоторых случаях включить эти объекты в свои проекты.

Когда чертежи, документы, планы и все остальное готово для начала строительства, необходимо знать, где в точности должны разместиться постройки. Люди, идущие мимо стройплощадки, могут увидеть, как производится третий вид съемки — инженерная съемка. Геодезисты наносят на чертежи все важные точки, линии, отметки высоты для строителей, чтобы инженерные сооружения, дороги и другие объекты располагались именно там, где им надлежит быть по плану.

Геодезические работы небольшого масштаба, проводимые в пределах 19 километров, называются горизонтальной съемкой. Но работы,  проводимые на больших территориях, где необходимо учитывать искривленность земной поверхности, называются геодезической съемкой. Обычно такая съемка производится в системе координат, принятой в стране и связанной с системой параллелей и меридианов *. Эта работа выполняется с очень высокой точностью.

В современной геодезии также начали применять специальные спутники, входящие в глобальную систему местоопределения. Пользуясь портативными приборами, теперь геодезисты могут быстро и с удивительной точностью определять местонахождение объектов на поверхности земли. К другим видам геодезических работ, с которыми непрофессионалы обычно не знакомы, относятся фотограмметрия — фотосъемка местности особыми камерами, установленными на спутниках, а также гидрографическая съемка, с помощью которой определяют береговые линии, глубины и физические особенности рек, океанов, а также озер и других водоемов.

Важность для нас

Мост «Золотые ворота» в Калифорнии (США), построенный в 1937 году, был повторно измерен геодезистами в 1991 году с целью установить его точные координаты. Теперь, если произойдет землетрясение и мост сдвинется, то можно будет сделать расчет нагрузки на мост и провести корректировочные работы, чтобы обеспечить устойчивость конструкции, а вместе с ней и общественную безопасность. Среди менее масштабных проектов можно назвать горнолыжный курорт в Вермонте. Там геодезисты трудились над повышением безопасности склонов и созданием горнолыжных спусков мирового класса.

Используя данные спутниковой съемки, в Китае можно будет вести постоянное наблюдение за изменениями в земной коре. Возможно, это поможет снизить ущерб, причиняемый населению этой страны землетрясениями *. К тому же дом, в котором вы живете, дороги, по которым вы ездите, здание, в котором вы работаете, или школа, в которую вы ходите,— все это строилось, скорее всего, с привлечением геодезистов.

Геодезисты вносят в нашу жизнь реальный вклад. Когда-то при помощи веревок, а теперь при помощи спутников они стремятся внести смысл и порядок в наш сложный мир. И пока мы будем заниматься строительством и познавать наземный и подземный мир, без геодезистов будет просто не обойтись. В следующий раз, когда вы увидите геодезистов, работающих вдоль дороги, у вас будет немного больше знаний об их нелегкой профессии.

[Сноски]

[Рамка/Иллюстрация, страница 22]

Ценные инструменты

Электрооптический дальномер — измеряет расстояния с помощью светового луча или импульса, отражающегося от специальных зеркал, установленных в том месте, координаты которого требуется определить.

Теодолиты и тахеометры — теодолит (слева) используется для измерения углов; благодаря имеющемуся в нем микроскопу, позволяет через систему линз, внутренних зеркал и призм получить внутри прибора значительно увеличенное изображение измерений угла. При помощи некоторых особо точных теодолитов можно измерить углы с точностью до одной секунды дуги, что равняется части окружности, разделенной на 1 296 000 одинаковых сегмента. В тахеометре (справа) измерения производятся с использованием электроники. Этот прибор позволяет записывать данные полевых исследований (величины углов, расстояния и описания объектов), которые потом можно перенести в компьютер для вычислений и составления чертежей.

[Иллюстрация, страница 21]

Старинный нивелир.

[Иллюстрация, страница 21]

Египетские «натягивальщики веревок» были предшественниками современных геодезистов.

[Сведения об источнике]

Borromeo/Art Resource, NY