«Геодезия» - что это, предмет её изучения, задачи и структура

«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 - «dаеzio» 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;
• картография;
• фотограмметрия;
• 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;
• геоинформационные системы;
• картография;
• 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.