Топография мен геодезияның даму тарихы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

РЕФЕРАТ

Тақырып: Жердің көлемі мен пішіні.

Дәлелбек Разихан

ДОТҚ 3 Ж

Тақырып: Жердің көлемі мен пішіні.

Топография (геодезия) пәні туралы жалпы түсінік.
Топография мен геодезияның басқа ғылымдарымен байланысы және шаруашылықтағы маңыздылығы.
Топография мен геодезияның даму тарихы.
Жалпы мәліметтер. Жердің көлемі мен пішіні.
Жердің көлемі мен пішінін анықтау әдістері туралы түсінік.

1. Топография (геодезия) пәні туралы жалпы түсінік.

Топография - ірі масштабты (топографиялық) карта жасау мақсатында жергілікті жерді географиялық және геометриялық зерттеу әдістерін дамытатын ғылым.

Топографияның негізіг ғылыми және қолданбалы мәселелері - топографиялық карта жасау әдістерін, картада жер бетін бейнелеу тәсілдерін, топографиялық карталарды пайдалану тәсілдері мен қағидаларын жетілдіру.

Геодезия - жер бетін жоғары дәльдікпен зерттеу және онда әр түрлі өлшеу жұмыстарын жүргізу үшін координаттық жүйелер жасау әдістерін дамытатын ғылым. Бұл әдістер топографиялық жұмыстардың негізін құрайды. Сонымен қатар геодезия жер қыртысының қозғалыстарын бақылау үшін, теңіздер мен мұхиттар жаңа сызықтарының өзгеруін тағы басқа да көптеген инженерлік мақсаттағы мәселелерді шеші үшін жер бетіндегі өлшеулер әдістерін қарастырады.

Топография геодезия негіздерімен пәнінде топографиялық карта мен план жасау әдістері, топографиялық түсіру жұмыстары кешені, геодезиялық өлшеу аспаптары қарастырылады.

2. Топография мен геодезияның басқа ғылымдарымен байланысы және

шаруашылықтағы маңыздылығы.

Топография мен геодезия табиғат және қоғам туралы ғылымдарымен тығыз байланыста дамиды. Топография мен геодезияның картографиямен байланысы аса маңызды, бұл ғылымдардың жалпы бір бағыты бар, картография - картографиялық бейнелеу арқылы табиғаттағы мен қоғамдағы құбылыстарды көрсету мен зерттеу туралы ғылым, ал топографиялық карта осындай бейнелерге жатады.

Топографиялық карталар геологиялық ғылымдар жүйесі, топырақтану, ландшафттану, ботаника мен зоология тағы басқа да ғылымдар үшін аса маңызды болып табылады. Топографиялық карталар қолданбалы ғылымдар, әсіресе инженерлік ғылымдар үшін, өте қажетті болып табылады. Топографиялық түсіру жұмыстары көптеген ғылыми зерттеулерде қажетті болып келеді, мысалы неотектникалық қозғалыстарын анықтау үшін қайталау топографиялық түсірістерді жүргізеді. Әр түрлі құрылыс мәселелерін шешуде топографиялық карта мен план негіз болып табылады. Ауыл шарушалық жерлерді жоспарлауда, гидротехникалық құрылыс жүргізуде топографиялық карталардың маңыздылығы өте жоғары.

Топографиялық карталар әскери мақсатта өте үлкен роль атқарады. ХХ ғасырда болған соғыстар және соңғы жылдарда болған көптеген әскери соқтығыстар әскери оқиғалар болып жатқан аудандардың толық топографиялық карталардың қажеттілігін көрсетті.

Қазақстан Республикасында пайдалы қазбаларды барлау, жер ресурстарын тиімді пайдалану, табиғатты қорғау мақсатында жер бетінің жоғары дәльдікпен бейнеленген топографиялық карталар қажет. Мұндай топографиялық карталар басым ел қоныстанған жерлерге жасалынған, ал халық сирек тұратын, бірақ пайдалы қазбалар көп, жер ресурстары жеткіліті жерлер ұшін толықтырылған карталар аз.

Геодезия, жер қыртысының қозғалысын және деформациясын, мұхиттар мен теңіздердің жаға бойының өзгеруін бақылау, теңздердің биіктігін және олардың арасындағы айырмашылықтарын анықтау, жер полюстерінің қозғалыстарын зерттеу үшін, сонымен қатар азаматтық, өнеркәсіптік, ауыл шаруашылық, көліктік құрылыстағы т. с. с. инженерлік алуан түрлі мәселелерін шешу үшін жер бетін өлшеу әдістерін дамытады.

3. Топография мен геодезияның даму тарихы.

Топография мен геодезия ғылымдары шаруашылықтағы маңыздылығы өте жоғары болғандықтан ерте заманнан пайда болған. Жер бетін бейнелеу алғашқы адамдар бастады, мұндай мақұлдауды жазуды білмейтін халықтардың картографиялық сүреттері куә болып келеді. Мысалы, Солтүстік Американың эскимостардың кептірілген балықтағы, Мұхит аралдарының микронезийліктердің ағаш қабығындағы суреттері. Сонымен қатар үңгірлердің қабырғаларында кездесетін алғашқы қауым кезеңінде өмір сүрген адамдардың жер туралы суреттері. Мұндай суреттер Солтүстік Италияда орналасқан үңгірдің қабырғасында, Солтүстік Кавказда Майкоп қаласы жанында жүргізілген археологиялық қазу жұмыстары барысында табылған күміс құмыраның бетінде жергілікті жердің суреті салынған. Бұл суреттерде адамдар қолданбалы қажеттілікті сурет түрінде берген, яғни көрсетілген жергілікті жер кімнің жері, бұл жерде қандай шаруашылық дамыған т. с. с., кейбір суреттер хабарлаушы болып келеді, яғни аң, балық аулау жерлерді, жайлаудың орналасқан жерін көрсетеді т. с. с.

Егіншілік, әсіресе суармалы егіншілік жерді тегістеу, яғни жобаластыру жұмыстарын талап етті. Осыған байланысты жергілікті жердің жоспарлы және оның биіктікті көрсеткіштерін анқытауын қажет болды, яғни топографиялық түсіру жұмыстарына даму мұмкіндік болды.

Ежелгі Мысыр, Вавилон, Қытай, Үндістан елдерінде суармалы егін шаруашылығында «жерге өлшеулер жүргізу барысында тәжірибе жинақтауға алып келді, сөйтіп «жерді өлшеу» - геометрия және «жерді бөлу» - геодезия саласындағы теориялық білімінің тез дамуына септігін тигізді. Біздің заманымызға дейінгі XIV - XII ғасырларда Қытайда «бүкіл жерді» зерттеу мақсатында геодезиялық жұмыстар жүргізілді: бұл жұмыстар жер танаптарын өлшеуіш тізбектер мен өлшеу шеберліктерін болғандығын көрсетті» [123] .

Бүгінгі ғылымдар Ежелгі Грециядан дамып бастайды, соның ішінде топография мен геодезияның негіздері салынған. Оның дәлелі біздің уақытқа дейін жеткен Александриялық Геронның «Диоптрия туралы» және «Ауданды өлшеу» деген еңбектері.

Ежелгі Рим кезінде топография мен геодезияның қолданбалы мәселелері дамыған, себебі өте үлкен империя болғандықтан ел туралы толықтырылған карталар қажет болған. Мұндайдың куәсі «Пейтингер кестесі» деп аталатын жол карталары. Ежелгі Римде алыс провинцияларымен байланыс жүргізу мақсатында, елді мекендер арасындағы жолдар картасы жасалынған және маршруттарға жалпы баяндама берілген. Мұндай карта бір көшірмесі ғана сақталған, оны XVI ғасырда Аугсбург қаласында Пейтингер деген неміс тарихшысы тапқан, сондықтан оны «Пейтингер кестесі» деп атаған.

Топография мен геодезияның келесі даму кезеңі Еуропада XVI - XVIII ғасырларда ірі мемлекеттер пайда болумен және шаруашылық пен сауданың дамуына байланысты. Осыңан орай территориялардың толықтырылған карталары жасалынды. Бұл түсірістер қарапайым аспаптармен жасалынған - компас, жіп немесе өлшеуіш-дөңгелек. Ара қашықтар мен бұрылыстардың бұрыштары тек ғана жолдармен жүргізілген, ал жергілікті жерді қоршаған объектілер көз мөлшерімен түсірілген.

XVII ғасыр геодезия үшін өте маңызды болды, 1609 жылы Г. Галилей италияндық астроном - геодезиялық бұрыш өлшеу және ара қашықтықты өлшеу аспаптардың негізгі бөлігін - астрономиялық көру дүрбісін ойлап тапты. 1616 жылы голландық Снеллиус өзі ойлап тапқан триангуляция тәсілімен алғашқы градустық өлшеулерді жүргізді. XVIII ғасырдың екінші жартысында (1783 ж) ағылышын Рамсден алғашқы теодолитті жасап шығарған.

XV - XVIII ғасырларда топография мен геодезияға аса маңызды көптеген картографиялық жұмыстар жүргізілген, жер бетінің ұсақ масштабты карталары, глобустар, атластары жасалынған. Жердің пішіні шар тәріздес екендігі дәлелденді.

1740 жылы Ц. Кассини Франция территориясы үшін трингуляцияның тіреу пунктер желісін жасау жұмыстарын бастады. Жасалынған желісі негізінде Францияның бүкіл территориясына 1:86400 масштабтағы мензулалық түсіріс жүргізіліп 1789 жылы аяқталды. Бұл түсіріс негізінде 1815 жылы топографиялық карталары жарық көрді (жалпы 182 карта) .

Трингуляцияны пайдалану топографиялық карталардың дәльдігін көтерді. Мұндай тәжірибе барлық еуропалық елдер бойынша тарады. Мұндай карталар алғаш рет әскери мақсатта пайдалан бастады. Осындай карталардың қажеттілігі көптеген еуропалық елдерде мемлекеттік картографиялы-геодезиялық мекемелердің пайда болуына алып келді. Осының салдарынан еуропалық мемлекеттерде топографиялық карталар шыға бастады. Бұл карталарда жер бедері пішіні штрих (бояу) тәсілімен көрсетілген, яғни жер бедерінің элементтері толық көрсетілмеген, әсіресе беткейлердің еңкістігі, жер бетінің абсолюттік биіктіктері. Бұл мәселе ХІХ ғасырдың екінші жартысында жер бедері пішіндері изогипс немесе горизонталдар арқылы көрсетумен шешілген.

Топография және геодезия ғылымдарының Ресейдегі дамуы Қазақстан үшін аса маңызды болды. Ресейдегі топография мен геодезияның дамуы XVII ғасырда «Мәскеу мемлекетінің Үлкен сызбасы» деген еңбектен басталады десек қателеспейміз. Осы ғасырда орыс патшаларының шығыс жерлерді басып алу саясаты, ол территорияда карталастыру жұмыстарының дамуына алып келеді. 1667 жылы Тобыл әкімі П. Годунов Сібір картасын жасап шығады, 1701 жылы Семен Ремезовтың «Сібірдің сызба кітабы» атты 23 картадан тұратын алғашқы орыс географиялық атласы шығады. Бұл карталардың маңыздылығы олардың масштабында, басым бөлігі ірі масштабты, бүгінгі шолу топографиялық карталардың масштабына сәйкес - 1:200 000-тан 1:400 000 дейін.

1701 жылы І Петрдің бұйырығымен Мәскеу қаласында алғашқы математикалық-навигациялық мектеп ашылады, мұнда геодезисттерді дайындаған. 1715 жылы сол кездегі Ресей империясының батыс облыстарында топографиялық түсіру жұмыстары басталады. Нәтижеде 1:21000 тан бастап 1:84000 масштабқа дейін топографиялық карталар жарық көреді.

Топография мен геодезия ғылымдары даму үшін аса маңызды болған 1739 жылы ашылған Географиялық департамент, нәтижеде геодезия бойынша алғашқы С. К. Котельниковтың «Жас геодет немесе геодезияның алғашқы негіздері» деген геодезия бойынша оқулығы жарық көрді.

1779 жылы Мәскеу қаласында Межа мектебі, жер өлшеуіш мамандарды дайындайтын оқу орны ашылды.

1797 жылы карталар Депосы ашылады, кейін 1812 жылы Әскери-топографиялық депо деп аталады, ал 1822 жылдан бастап әскери топографтар корпусына айналады.

1845 жылы А. П. Болотов «Геодезияның жоғары және алғашқы курсы» деген оқулық жариялайды.

Кеңес үкіметі кезінде топография мен геодезия дамудың жаңа кезеңі басталады, ол 1919 жылы 15 наурызда «Геодезия мен картографияның бас басқармасы» құру туралы декретке В. И. Лениннің қол қоюынан басталады десек болады. Басқарманың алғашқы шаралырының бірі бұрыңғы орыс өлшемдерде берілген картографиялық материалдарды халықаралық метрикалық жүйеге келтіру болды. 1923 жылы барлық топографиялық карталар үшін метрмен көрсететін масштабтар бектілді. Осы жылдары топографиялық түсіру жұмыстары негізіне аэрофототопографиялық түсіру әдістері енгізілді.

20-шы жылдары Ф. Н. Красовский мемлекеттік геодезиялық желісін дамыту бағдарламасын жасап шықты.

1945 жылы масштабы 1:1 мемлекеттік топографиялық карта жасау жұмыстары аяқталды. Ал 50-шы жылдарының ортасында ҚСРО территориясының 1:1 масштабтағы тпографиялық карталары жасалынған.

ХХ ғасырдың екінші жартысында жаңа геодезиялық инструменттер, аэрофототопографиялық әдістердің қарқынды дамуы ҚСРО территориясының басым бөлігіне 1:25000 масштабтағы топографиялық карталарын жасауға мүмкіндік берді.

Қазақстандағы топография мен геодезияның, сонымен қатар картографияның дамуы 1945 жылы Қазақ аэрогеодезиялық мекемесі және Семей қаласындағы топографиялық техникумның пайда болуынан басталады. Қазақ аэрогеодезиясы 50-шы жалдарға дейін Қазақстан территориясына масштабы 1:1 топографиялық карталарын жасап шықты. Кейін 1:25000 және 1:1 масштабтағы топографиялық карталарын жасау жұмыстарын жалғастырды.

Жаңа технологиялар, ғарыштық түсірістің дамуы топография мен геодезия ғылымдарын жоғарғы деңгейге көтерді. Бүгінгі таңда ғарыштан түсіру, GPS арқылы кез келген нүктенің географиялық координаттарын, биіктіктерін анықтауға мүмкіндік береді. Электрондық геодезиялық инструменттер пайда болған соң топографиялық және геодезиялық түсірістердің дәльдігі аса маңызды өсті.

Тәуелсіздік алған жылдары Қазақстандағы мекемелер негізінде Қазақстанның геодезия және картографияның бас басқармасы ұйымдастырылды, кейін бұл басқарма Қазақстан Республикасы жер ресурстарын басқару агенттігіне өтті. Жаңа карталарды шығару міндеті «Картография» деген мемлекеттік мекемеге, ал 2002 жылы маусым айының 6 жұлдызынан «Ұлттық картографиялық-геодезиялық қорына» өтті. 2002 жылы 3 шілдеде «Геодезия және картография туралы» деген заң қабылданды. Осы жылдан бастап Қазақ ұлттық университетінің география факультетінде инженер-картограф мамандарын дайындап бастады.

4. Жалпы мәліметтер. Жердің көлемі мен пішіні.

Географиялық картаның негізгі элементтері. Географиялық картаның негізгі элементтері: картографиялық бейне және математикалық негіз.

Картографиялық бейне деген нақтылықтың (шындықтың) объектілері мен құбылыстарын картада бейнелейтін шартты белгілер. Картографиялық бейненің геометриялық қасиеттері, яғни географиялық объектілердің көлемі және пішіні, жекелеген пунктердің арасындағы ара қашықтық, бағыттар - картаның математикалық негізімен анықталады. Картаның математикалық негізінің құрамдас бөліктері - геодезиялық негіз, масштаб және картографиялық проекция . Көрсетілген математикалық негіздің құрамдас бөліктерінің маңыздылығын түсіну үшін, жер беті карта бетіне түсуге дейін қанша өзгеріске ұшырайтынын көз алдына елестету қажет.

Жердің құрлық бетін физикалық немесе топографиялық бет деп атайды. Жердің мұндай бетін математикалық түрде көрсету өте курделі болады. Сондықтан, карта жасау үшін бұл бетті деңгейлік деген қарапайым, теориялық бетке проектілейді.

Деңгейлік бет, материктер астында ойыша жүргізілген Дүниежүзілік мұхит суларының деңгейіне сәйкес келеді. Бұл деңгейдің және бір шарты бар, Жердің ауырлық күші потенциалының көрсеткіші бұл беттің барлық нүктелерінде бірдей болады, яғни тікшіл сызықтарының (ауырлық күш әсерінің бағытымен бірдей болады) бағыттары деңгейлік беттің кез келген нүктесінде перпендикулярлы болып келеді.

Құрлық беті астында жалғастырылғын Дүниежүзілік мұхиттың бетіне сәйкес келетін деңгейлік бетпен қалыптасқан Жердің пішінін - геоид деп атайды. Геоидтің беті геометриялық қатынаста дүрыс фигура емес, оның күрделі пішіні Жер эллипсоидына (Эллипсоид деп, эллипстың кіші осі төңірегінде айналуынан пайда болған фигура) жақын. Жер эллипсоидының кіші осі (білік) Жердің полярлық осімен сәйкес келеді.

Жер эллипсоидының көлемі a, b жартылай осьтердің ұзындығымен және салыстырмалы қысу көрсеткішімен сипатталады - α = (a - b) /a . Жартылай осьтерді a, b және сығылушылығы (қысу) көрсеткішін α анықтау үшін меридиан доғасы ұзындығын геодезиялық әдіспен өлшейді. Бұл өлшеулерді градустық өлшеулер деп атайды. Градустық өлшеулер бойынша жер эллипсоидының көлемін төмендегідей ғалымдар өлшеген, 1800 жылы Деламбр, 1841 Бессель, 1909 жылы Хейфорд т. б. ҚСРО жер эллипсоидтың көлемін Ф. Н. Красовский, А. А. Изотовтың көмегімен 1940 жылы есептеді. Геодезиялық координаттар жүйесін орнату және геодезиялық өлшеулерді өңдеу үшін қабылданған жер эллипсоидын референц-эллипсоид деп атайды. Қазіргі таңда Қазақстанда және ТМД елдерінде 1945 жылы қабылдаған Ф. Н. Красовскийдің референц-элипсоидының көрсеткіштері төмендегідей:

Үлкен жартылай ось (экватор жазықтығында) - а = 6378245 м

Кіші жартылай ось (Жердің айналу осіне сәйкес) - b = 6356863 м

Жартылай осьтердің айырмашылығы a - b = 21382 м

Сығылушылығы =

\[\frac{a-b}{a}\]

\[\frac{1}{298,3}\]

;

Сығылушылық көрсеткіші өте аз болғандықтан Ф. Н. Красовскийдің шардан айырмашылығы мардымсыз, сондықтан оны сфероид деп атайды.

Үлкен территорияларды қамтитын карталарда жер бетінің көлемі миллиондаған есе кішірейеді, мұндай жағдайда жартылай осьтердің арасындағы айырмашылығының көрсеткіші байқалмайды, сондықтан карта жасауда жердің пішінін шар немесе шар тәріздес деп есептейді, оның радиусы орташа есеппен R _жер = 6371, 1 км.

Қазіргі таңда, жалпы жер эллипсоидының негізгі геометриялық параметрлерін Жердің жасанды серіктерді пайдалана отырып дәлірек анықтайтын болды. Төмендегі кестеде Бессельмен және Крассовскиймен анықталған тағыда WGS - 84 (World Geodetic System 1984) - координатталардың ғаламдық геоорталық жүйесіндегі (глобальной геоцентрической системе координат) жер эллипсоидының көрсеткіштері келтірілген.

1. кесте

Жер эллипсоидының көрсеткіштері

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.