Назовите способы изображения земли

Тема: Общие сведения по геодезии. Предмет геодезии

1. Что такое геодезия

_______ Геодезия – это наука об измерениях на земной поверхности, выполняемых для изучения общей фигуры Земли, для составления планов и карт, для решения инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

_______ 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.

_______ 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.

_______ 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.

4.1. Географические координаты

_______ 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.

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

Виды изображения земной поверхности

С древнейших времен у людей была потребность в передаче графических сведений о поверхности земли, ее очертаниях, составе населения и прочем. Причем люди научились передавать эти сведения задолго до появления карт и других графических систем. Чаще всего для этого использовались кости, наскальная живопись и тому подобное. Современные виды изображения земной поверхности включают в себя:

• Глобусы.
• Карты и планы.
• Атласы.
• Аэрокосмическая и топографическая съемка.

Глобусы

Глобус (от латинского Globe — шар) представляет собой копию Землив меньших размерах. Впервые было доказано, то земной шар имеет форму круга, в Древней Греции. С тех пор считается, что для корректного отображения земной поверхности нужно использовать глобус, как элемент, полностью повторяющий структуру.

Главное преимущество глобуса — он предоставляет данные без искажений (искажений, прежде всего, лишена земная кора). Работая с ним мы получаем точное расположение и очертание морей, континентов, океанов, островов и других объектов. К недостаткам этого вида отображения поверхности следует отнести ограниченность по размерам. Глобусы, в большинстве своем, небольшого размера, поэтому детально исследовать местность по нему не выйдет.

Карты и планы

План — чертеж, на котором подробно изображен определенный элемент. Как правило, это делается з асчет использования условных обозначений. За счет того, что изучается только ограниченное пространство нет необходимости в работе учитывать шарообразную форму земли.

Карта — способ изображения поверхности Земли в уменьшенном формате с использованием условных знаков и обозначений. Карты различаются по охвату территории, масштабу и содержанию. В отличие от плана исследуют обект более детально.

Чем они отличаются

План и карта отличаются исключительно по охвату территории. Планы всегда ограничены небольшими объектами (план дома, улицы, города, деревни, леса, реки и так далее), в то время как карты бывают разными по охвату, отображая графически как локальные объекты, так и земной шар в целом. В то же время на картах из-за большого пространства наносимых на поверхность неизбежно возникают погрешности.

Таблица: Отличия плана и карты

Особенность	План	Карта
Охват территории	небольшой	вплоть до Земли
Искажения	незначительные	чем объемнее охват тем больше
Что позволяют	подробно изучать небольшие объекты	измерять расстояния, определять размеры

Атласы

Атлас — сборник карт. Если сегодня атласы являются чем-то обыденным (они есть у каждого школьника и с ними можно работать лего), то еще в средневековье атласы представляли собой настоящие энциклопедии, доступ к которым был далеко не у всех.

Принято считать, что первые атласы появились в древнем Риме. Так это или нет неизвестно, но впервые понятие «атлас» было введено в 16 веке в Нидерландах Герардом Меркатором.Современные географические атласы различаются:

• атласы по охвату территории (атлас мира, атлас стран(страны), атлас города и так далее.
• атласы по назначению (учебные, дорожные, краеведческие и так далее.
• атласы по назначению (настольные, книжные, карманные и другие).

Отличия глобуса от карты

Рассмотрим чем глобус отличается карты. Это два основных вида изображения земной поверхности и важно правильно определять различия между ними.

Таблица: Отличия глобуса и карты

Отличие	Глобус	Карта
Полная копия земли	да	нет
Искажения	нет	есть
Удобство	не удобно	удобно

Главное отличие между глобусом и картой — точность. Глобус благодаря тому, что повторяет форму строения земли, лишен искажений. У карт они есть. С другой стороны глобусы это уменьшенная Земля в миллионы раз, поэтому детально работать с ними не удобно. Глобусы небольшие по размеру, а с очень крупными работать нельзя. У карт этих недостатков нет. Благодаря различным масштабам появляется возможность досконально исследовать любые объекты.

Глобус и карта — отличия

И глобусы и карты при этом имеют абсолютно идентичные типы:

• Политический. Отображает политическое устройство мира — страны.
• Физический. Отображает общую структуры планеты.
• Рельефный. Модификация физического вида карты и глобуса, где все объекты представлены в виде выпуклой поверхности. Напоминает 3D модель.
• Астрономический. Позволяют изучать небо.
• Контурный. Сегодня распространены контурные карты, но и контурные глобусы также существуют.

Мы рассмотрели основные виды изображения земной поверхности. В дальнейших материалах более детально остановимся на вопросах картографии.

Аэрокосмическая съемка

Этот вид отображения земной поверхности считается более точным в сравнении с картами и планами, поскольку делается сверху с помощью спутника или другого специального оборудования. Благодаря съемкам из космоса и с воздуха появляется возможность детального изучения любых объектов, доступность которых раньше была под вопросом. Результаты таких съемок немного отличаются от того, что мы привыкли видеть на картах (глобусе) и для работы с такими снимками часто используют дешифрирование.

Сегодня многие из нас пользуются гугл картами или яндекс картами. Это и есть предоставление аэрокосмической съемки.

Источник