Геодезия что это такое в строительстве

_______ В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, топографию, инженерную геодезию, аэрофотогеодезию, картографию и космическую геодезию.

_______ Высшая геодезия занимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей.

_______ Топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности.

_______ Инженерная геодезия занимается вопросами геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при монтаже оборудования, при наблюдениях за вертикальными и горизонтальными смещениями инженерных сооружений и технологического оборудования.

_______ Аэрофотогеодезия занимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материалам фотографирования Земли.

_______ Картография занимается изучением методов составления, издания и использования карт.

_______ Космическая геодезия занимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орбитальных станций и межпланетных кораблей.

ВСЁ что НУЖНО ЗНАТЬ ГЕОДЕЗИСТУ! Практическое пособие по ГЕОДЕЗИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. Часть #1

_______ Геодезия имеет тесную связь с другими научными дисциплинами: математикой, астрономией, физикой, механикой, автоматикой, электроникой, географией, фотографией и черчением.

2. Предмет геодезии. Понятие о форме и размерах Земли

_______ Предметом геодезии является планета Земля . Общая площадь Земли – 510 млн. км 2 ; 71% поверхности Земли – это моря и океаны, 29% – суша. При определении положения точек земной поверхности обычно относят их к общей фигуре Земли, которую называют геоидом .

_______ Геоид – это геометрическое тело, ограниченное уровенной поверхностью.

_______ Уровенная поверхность – поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах, которые находятся в спокойном состоянии, продолженная под материками.

_______ Уровенная поверхность в каждой своей точке перпендикулярна к отвесной линии, проведенной через эту точку.

_______ Фигура геоида в геометрическом отношении является весьма сложной, однако она очень близка к эллипсоиду вращения. Такой эллипсоид получается в результате вращения вокруг малой полуоси эллипса РQP1Q1 (рис. 1).

_______ Эти величины определяют форму и размеры Земли. В 1946 году были приняты размеры земного эллипсоида, вычисленные группой российских ученых под руководством профессора Ф.Н. Красовского . Эти размеры: а = 6378245 м и b = 6356863 м.

3. Способы изображения земной поверхности. Метод проекций в геодезии

_______ На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются пространственными формами, изобразить их на бумаге в виде плоской карты или плана достаточно непросто. Способы изображения земной поверхности на плоскости основываются на методе проекций .

_______ При изучении действительной поверхности Земли точки местности проецируют отвесными линиями на поверхность земного эллипсоида. Так как уровенная поверхность радиусом до 20 км может быть заменена плоскостью, при относительно небольших площадях, точки местности проецируют на горизонтальную плоскость. Положение полученных проекций точек может быть определено координатами.

_______ В результате перенесения точек на плоскость длины линий заменяют их горизонтальными проекциями, называемыми горизонтальными проложениями ; пространственные углы заменяются плоскими, и вся фигура заменяется проекцией на горизонтальную плоскость (рис. 2).

4. Системы координат, принятые в геодезии

_______ В геодезии применяются следующие системы координат:
• Географическая система координат,
• Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера,
• Полярная система координат.

_______ С помощью географических координат, то есть широт ( φ ) и долгот ( λ ), определяют положение точки относительно экватора и начального меридиана.

_______ Широтой (φ) точки называется угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора.

_______ Долготой (λ) точки называется двугранный угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью начального меридиана.

_______ Широта отсчитывается по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от 0° до 90°. К северу от экватора широта называется северной, к югу – южной.

_______ Долгота отсчитывается от меридиана, проходящего через Гринвич на окраине Лондона. Долгота отсчитывается по дуге экватора или параллели от начального меридиана в сторону востока и запада от 0° до 180°. Долгота к востоку от Гринвичского меридиана называется восточной долготой, к западу – западной. Широты и долготы определяют положение любой точки на земной поверхности и выражаются в угловой мере. Географические координаты определяются из астрономических наблюдений и, а также с помощью геодезических измерений.

4.2. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера

_______ При геодезических работах на больших территориях применяется зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера (рис. 4). Для этого земной шар делится меридианами на шестиградусные или трехградусные зоны (рис. 3). Счет зон ведется к востоку от Гринвичского меридиана.

Каждая зона проецируется на плоскость таким образом, чтобы средний меридиан зоны был изображен прямой линией. Средний меридиан зоны называется осевым меридианом .

_______ Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс (x), изображение экватора – за ось ординат (y). За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором.

_______ Чтобы не иметь отрицательных ординат, ординату осевого меридиана принимают равной 500 км . Перед ординатой точки указывается номер зоны, в которой точка расположена.

Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера

_______ Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоугольные координаты, и, наоборот.

4.3. Полярная система координат

_______ В полярной системе координат используются полярные углы и расстояния. Подробнее эта система будет рассмотрена в последующих лекциях.

5. Системы высот, принятые в геодезии

_______ Для полного определения положения точек земной поверхности необходимо знать высоты точек над принятой уровенной поверхностью. Высоты точек, которые определяются относительно поверхности эллипсоида (по отвесной линии), называются абсолютными высотами .

_______ Абсолютная высота – длина перпендикуляра, опущенного из точки на уровенную поверхность, принятую за начало отсчета (поверхность эллипсоида).

_______ За начало счета абсолютных высот принимается нуль Кронштадтского футштока (средний уровень воды в Балтийском море). Такая система высот называется Балтийской .

_______ Уровень Балтийского моря установленный по данным многолетних наблюдений и отмеченный награвированной чертой на металлической пластине, вмурованной в гранитный устой одного из мостов через обводной канал в Кронштадте, является началом счета высот уже третий век. Если счет высот ведется от другой уровенной поверхности, такая высота называется относительной высотой .

_______ Числовые значения абсолютных высот точек земной поверхности называют отметками . Разность абсолютных высот двух любых точек называют превышением ( h ).
_______ В строительстве для отдельных зданий счет высот ведется от чистого пола первого этажа.

6. Ориентирование линий

_______ Ориентировать линию – значит определить ее направление относительно исходного меридиана.

_______ В качестве исходного направления служит меридиан начальной точки линии, или осевой меридиан зоны. Для ориентирования линий служат углы, называемые азимутами, дирекционными углами и румбами .

_______ Азимутом — горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до направления данной линии.

_______ Азимуты изменяются от 0º до 360º.

_______ Азимутом называется истинным , если он отсчитывается от истинного меридиана, и магнитным , если отсчитывается от магнитного меридиана. Направление истинного меридиана в данной точке определяется из астрономических наблюдений, а направление магнитного меридиана – при помощи магнитной стрелки.

_______ Азимут одной и той же линии в разных ее точках различен. Меридианы разных точек не параллельны между собой, так как они сходятся в точках полюсов. Отсюда азимут линии в разных ее точках имеет разное значение. Угол между направлениями двух меридианов называется сближением меридианов и обозначается γ.

_______ Для определения положения магнитного меридиана в геодезии применяют буссоль . Буссоль применяется в комплекте геодезических приборов (теодолитов, тахеометров и т.д.)

_______ Для перехода от магнитного азимута к истинному надо знать величину и название склонения магнитной стрелки δ. Склонение магнитной стрелки указывается в зарамочном оформлении листа топографической карты.

_______ В зональной системе координат Гаусса-Крюгера за исходное направление принимается осевой меридиан зоны, поэтому для ориентирования используют дирекционные углы .

_______ Дирекционным углом называется горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии ему параллельной по часовой стрелке до направления данной линии. Обозначается буквой α.

_______ Дирекционные углы бывают прямыми и обратными (рис.10).

_______ Обратный дирекционный угол вычисляется по формуле:

_______ Румбом называется острый угол, отсчитываемый от ближайшего направления осевого меридиана (северного или южного) до данной линии (r).
Румб всегда сопровождается названием четверти, в которой расположена линия (рис. 11).

7. Съемки

_______ Для составления планов и карт необходимо на местности производить геодезические измерения. Комплекс таких измерений называется съемкой.

В зависимости от приборов и методов работы съемка бывает теодолитной , тахеометрической , фототопографической и т.д.
Геодезические измерения, выполняемые на местности, называют полевыми работами . Обработка результатов измерений, вычислений и графические работы по составлению карт и планов называют камеральной обработкой полевых измерений.

Источник: geo-s.sibstrin.ru

Что такое геодезия: история развития и основные направления

На протяжении всей своей истории человек исследует окружающий его мир. Со временем простые наблюдения переросли в целые научные дисциплины, которые развивались сотни, а то и тысячи лет. Геодезия относится к наиболее древним из них. Попробуем же выяснить, что она изучает и где востребована больше всего.

Что же такое геодезия?

Само слово геодезия можно перевести с древнегреческого как «деление земли». Данная дисциплина занимается изучением земной формы, ее внешнего гравитационного поля, а также параметров вращения и их изменений во времени.

Разработка новых методов изучения поверхности Земли и ее отображения на картах и планах входит в число основных задач геодезии. Немаловажную роль играет и ее технологический аспект, суть которого заключается в получении координат и составлении из них единых систем, используемых в самых разных сферах человеческой деятельности. Геодезия – точная наука, поэтому тесно связана с математикой, астрономией и физикой.

Геодезия как неотъемлемая часть истории

Зародилась геодезия тысячи лет назад и до нас дошло множество археологических свидетельств того, что во многих развитых в тот период государствах создавались карты и планы географического и экономического характера.

Более точное ее определение смог дать Аристотель в IV веке до н.э. в своем знаменитом труде «Метафизика», а знаменитые слова Платона «Боги любят геометрию», несомненно, подчеркивают важность геометрии и геодезии в жизни древнего общества.

Немало для развития этой науки также сделал Пифагор, который предположил шарообразную форму Земли и Коперник, научно подтвердивший его теорию. Великие географические открытия, промышленная революция и последующий за ними технический прогресс окончательно сформировали ее сегодняшний облик.

Однако трудно сказать, откуда именно она берет свое начало. Вероятнее всего, с того самого момента, когда человек осознал, что пространство и время, в котором он существует, должно быть ориентировано. Необходимость в делении земли также могло появиться с развитием аграрной деятельности.

Геодезия в России

Первые геодезические работы в России датируются примерно Х веком. Сборник законов «Русская Правда», выпущенный между XI-XII веками, постановил определять границы участков посредством натурных измерений. В XVI веке создается Большой чертеж – одна из первых карт Московского государства. При ее разработке использовались маршрутные съемки и опросные данные.

Нельзя не упомянуть и открытие Петром I астрономической обсерватории и Школы математических и навигационных наук в 1701 году. Он также подчинил Сенату проведение всех топографических изысканий, а в 1765 году выходит манифест о генеральном межевании и создании планов землевладений.

Окончательно сформировать геодезическую отрасль в России удалось после Октябрьской революции и периода СССР. Еще при В.И. Ленине начали открываться управления геодезии и картографии, регулировавшие их деятельность на государственном уровне.

Были организованы масштабные съемки, которые помогли решить множество научных вопросов и практических геодезических задач. В других странах они даже не рассматривались. Это поспособствовало активному развитию землеустройства, строительства городов, а также промышленных объектов.

Основные задачи

Абсолютно закономерно, что геодезия сегодня представляет собой достаточно разностороннюю дисциплину, без которой не обходится ни одна экономическая и хозяйственная отрасль.

Примерно в XVIII веке был сформирован ключевой принцип геодезии «от общего к частному», но его повсеместное распространение началось лишь в XIX веке. Он же стал основой для триангуляции – метода построения единой сети опорных геодезических пунктов с установленными координатами.

К ее главным практическим задачам можно отнести:

1. Создание пунктов государственной геодезической сети (ГГС) в единой координатной системе
2. Выполнение топосъемки и других поверхностных измерений с целью создания планов, карт и прочих графических материалов на основе их результатов.
3. Геодезическое обеспечение строительной деятельности.
4. Определение деформационных процессов грунта (просадки, сдвигов и крена конструкции сооружения).
5. Изучение процессов смещения тектонических плит.
6. Маркшейдерские работы (строительство подземных сооружений, разведка месторождений полезных ископаемых и т.д.).
7. Обеспечение навигации для автомобилей, самолетов, судов и других транспортных средств.

Направления и разделы геодезии

Как и любая другая область человеческой деятельности геодезия постоянно развивалась, что привело к ее разделению на отдельные направления, которые занимаются решением определенных задач. К основным разделам геодезии относятся:

• инженерная (практическая);
• топография (элементарная геодезия или низшая);
• картография;
• высшая (теоретическая);
• маркшейдерия;
• военная и морская;
• фотограмметрия, гравиметрия и т.д.

Инженерная геодезия: что это такое и в каких сферах применяется

Именно посредством изысканий можно получить достоверную информацию о параметрах земной поверхности. Проводятся они с целью составления карт, планов, а также профилей земельных участков, площадок и трасс.

На основе данных, полученных в результате проведения инженерно-геодезических изысканий, можно спроектировать ход развития будущих строительных работ. Их выполнение подразумевает использование специального измерительного оборудования:

• теодолита;
• нивелира; ;
• GPS-приемника;
• светодальномера, рулетки и т.д.

Выбор оборудования обусловлен в первую очередь требованиям к точности измерений. Рассмотрим конкретней, какие же задачи выполняет геодезия в строительстве, маркшейдерии, землеустройстве, а также картографии и топографии.

Строительство

1. Топографо-геодезические работы. Съемка местности и составление ее плана в определенном масштабе.
2. Разбивочные работы. Создание единой системы геодезических знаков с известными координатами, которые закреплены к пунктам ГГС. Сохраняются на протяжении всего периода строительства и позволяют проконтролировать их качество.
3. Исполнительная съемка. Проводится в течение всего строительства для того, чтобы осуществить контроль над соответствием возводимой конструкции ее проекту. Выполнение этих работ по геодезии необходимы для изготовления итоговой строительной документации (акты приема-передачи и т.д.).
4. Мониторинг за деформацией и смещаемостью конструкции. Проводится во время строительства и после его завершения. Помогает своевременно выявить следующие деформационные процессы:

• крен или прогиб фундамента;
• осадку здания;
• отклонение конструктивных элементов сооружения от монолита и т.д.

Также геодезистами осуществляется наблюдение за тем, как возведенное здание влияет на соседние строения и наоборот.

1. Съемка подземных сетей. Проводится с целью определения местоположения и характеристик всех подземных коммуникаций (колодцев, дренажных систем, коммуникаций и т.д.), а также их пересечения с другими инженерными объектами.

Важно провести съемку подземных сетей до того, как они будут скрыты из видимости в процессе строительных работ. Это позволит избежать их повреждений во время ремонта или возведения новых сооружений, а также поможет определить их точное местоположение.

Маркшейдерия

Маркшейдерия представляет собой раздел горной науки и тесно связана не только с математикой и физикой, но также геологией, гидрологией и геоморфологией. Ее также принято называть «подземной геодезией», поскольку она сопровождается выполнением аналогичных процедур, но только не на земле, а под ней.

Эта дисциплина связана с горным производством и геодезическими научными дисциплинами. На основе проведенных измерений и обработки их результатов определяется структура месторождения полезных ископаемых в недрах Земли, наличия в них полезных и вредных компонентов, а также свойств породы.

Маркшейдер осуществляет полный контроль над процессами строительства шахт, метро и других подземных сооружений с соблюдением их проектных параметров. Надзор за их деформацией также является неотъемлемой частью его работы.

Картография, топография и фотограмметрия

Картография – наука, исследующая явления природы и общества с целью их отображения на карте. Кроме того, она осуществляет разработку новых методов создания картографического материала и его использования в человеческой деятельности. Достаточно тесно связана с геодезией, географией и топографией.

Результаты натурных измерений, знаний о математических параметрах Земли и координат в картографии используются как основа для составления карт в различных картографических проекциях.

Топографию можно охарактеризовать как дисциплину, изучающую земную поверхность и ее элементы с целью их подробного отображения на плоскости. К числу ее основных задач можно отнести:

• разработку методов создания топокарт и улучшение существующих;
• создание новых способов отображения местности;
• совершенствование правил пользования топокартами;
• решение прочих задач научного и практического характера.

Благодаря техническому прогрессу активно развивается и фотограмметрия – научно-техническая дисциплина, которая занимается изучением и разработкой способов определения метрических параметров объектов с помощью их фотографического изображения. В специализированном программном модуле “Granulometric” ГИС ГЕОМИКС существует возможность определения размера естественной отдельности пород в массиве и оценки кусковатости взорванной горной массы по фотоснимку.

Фотограмметрия уже активно применяется в геологии, геодезии, строительстве и многих других областях, но особенно востребованной оказалось в топографии. Создание топокарт на основе изображений местности называется фототопографией.

Высшая геодезия

Высшая геодезия – это научная дисциплина, которая изучает точные метрические параметры Земли и ее гравитационное поле. Кроме того, к ее задачам принято также относить изучение так называемой теории ошибок и разработку методов введения поправок для получения наиболее точных данных. Подразумевает комплексный и научный подход к решению таких вопросов:

• улучшение точности измерений;
• разработка новых методов обработки координат;
• создание единой координатной системы.

Помимо этого, она постоянно ищет способы решения многих других практических и научных задач. С начала освоения человечеством космоса и запуска спутников на орбиту у нее появилось новое перспективное направление – космическая геодезия.

Землеустройство и кадастр

Землеустройство обеспечивает изучение состояния земель, планирование их наиболее рационального использования, охраны, описание местоположения и определение границ. Кроме того, оно регулирует рациональное использование земли в сельскохозяйственных целях, как гражданами, так и юрлицами.

Геодезия используется в землеустройстве преимущественно для определения границ участков. Без измерительных работ невозможно составление землеустроительной и другой графической документации, необходимой для получения права на владение землей, согласно требованиям действующего законодательства.

Участку с установленными границами и координатными значениями поворотных точек присваивается кадастровый номер – уникальный код, не повторяющийся на территории государства. Он содержит подробные сведения о его характеристиках, целевом назначении, местоположении и т.д. Без наличия кадастрового номера любые юридические манипуляции с ним по закону становятся невозможны.

Сам же кадастр можно охарактеризовать как систематизированный свод сведений, которые были получены вследствие кадастрового учета земельных участков.

Современная геодезия

Из всего вышеизложенного можно прийти к заключению, что геодезия – это такая научная дисциплина, которая сегодня является неотъемлемой частью информационного развития общества и глобализации. Ее достижения позволяют человеку решить множество инженерных и научных задач.

Активно развивается создание электронных карт и цифровых моделей местности. Кроме того, благодаря современным технологиям теперь можно определить не только свое местоположение в пространстве, но и других объектов в режиме реального времени.

Достаточно перспективным направлением можно назвать геоинформатику. Ее основная задача состоит в анализе данных о Земле и ее пространственном моделировании, а также прогнозировании развития различных ситуаций и поисков их решения.

Современные геоинформационные технологии позволяют полноценно оперировать информацией о пространстве, расположенных на нем объектах и проектировать новые. Это стало возможны благодаря дистанционному зондированию Земли, которое осуществляется при помощи аэрокосмических объектов – спутников.

Сами же процессы зондирования основываются на координатно-временной системе, которая была создана в результате проведения геодезических работ, а также различных методах их компьютерной обработки.

Источник: 2cad.ru