Жердің пішіні мен өлшемі, оларды анықтау әдістері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Картинки по запросу әл фараби университет

Факультеті: «География және табиғатты пайдалану»

Кафедрасы: «Кадастр және жерге орналастыру»

СӨЖ

Тақырыбы: Жердің пішіні мен өлшемі, оларды анықтау әдістері

Алматы, 2021ж

Мазмұны:

Жер фигурасы туралы алғашқы қалыптасқан көзқарастар
Деңгейлік бет
Эратосфеннің градустық өлшемдері
Ф. Н. Красовскй эллипсоиды өлшемдері
Жердің фигурасы мен өлшемін анықтау әдістері

Астрономо-геодезиялық әдіс
Триангуляция әдісі
Геофизикалық (гравиметриялық) әдіс
Ғарыштық әдіс

Жер фигурасы туралы алғашқы қалыптасқан көзқарастар

Жердің сыртқы түр-пішіні туралы алғашқы көзқарастар біздің эрамызға дейінгі уақыттан бұрын қалыптасты. Оның шар тәрізді екендігі туралы алғашқы ойлар Пифагор (біздің эрамызға дейін 530 ж. ) мен Аристотельдің (біздің эрамызға дейінгі IV ғ. ) еңбектерінде жазылған. Аристотель Айдың тұтылуын байқау кезінде Жердің Айға түсірген көлеңкесі доға тәрізді болып шектелетіндігіне көңіл аударған.

Геодезиялық өлшеу жұмыстарының нәтижесі Жердің сыртқы пішіні үш осьті эллипсоидқа (сфероид) жақын екендігін көрсетеді. Жердің полярлық радиусы (Кп) - 6356, 8 км, экваториалдық радиусы (Кэ) -6378, 2 км, ал полярлық сығым мөлшері а=(Кэ-Кп) : Кэ-1/298, 2 (Ф. Н. Красовский, А. А. Изотов) . Жердің орташа радиусы 6371, 11 км шамасында деп есептеледі.

Жердің шын мәніндегі бейнесі өте күрделі. Ол ешқандай да геометриялық фигураға ұқсамайды. Сондықтан неміс ғалымы - физик И. Люстихтың (1873 ж. ) ұсынысы бойынша Жер геоид (жерге ғана тән өзіндік пішін) пішінді деп саналады.

Геоид және сфероид пішіндері бір-біріне сәйкес келмейді. Олардың беткі қабаттарынық аралық қашықтығының айырмашылықтары 160 м; ТМД территориясында 100 м. Геоид және сфероид аралығындағы айырмашылықты анықтау гравиметриялық және ғарыштық өлшеулер арқылы жүргізіледі.

Студопедия — Геометрическая сущность картографического изображения.

Жер бетiнiң едәуiр территориясын кескiндеу жердiң деңгейлiк бетiне жасалынады, бұл жағынан оған тік сызықтар нормаль болып есептеледi.

Деңгейлік бет

ХІХ ғасырда Жердің нақты фигурасы белгілі болды, ол шарға да эллипсоидқа да ұқсас емес, үш осьті кардиоидқа жақын, дұрыс геометриялық дене емес.

Геоидті неміс ғалымы И. Листинг 1873 ж. ұсынған. Жер фигурасының нақты шартты аты Ньютон Жердің сығылу себебін түсіндіріп қана қойған жоқ, ол оны есептеп шығарды. Ньютонның есебіне қарағанда Жердің полярлық жартылай осі экваторлыққа қарағанда 24 км қысқа болып шықты.

Эллипсоидтық айналу - тығыздығы біркелкі тараған немесе біртекті дене айналған кезде түзілетін дұрыс фигура. Жер мұндай дене бола алмайды, оның денгейлік беті эллипсоидтың бетімен сай келмейді. Деңгейлік бетті әр деңгейде өте көп жүргізуге болады. Олар бір-бірін қиып өтпейді, бірақ олардың арасындағы қашықтық көп те, аз да болуы мүмкін, ол ауырлық күші өрісінің кернеуіне байланысты. Олардың ішінде, жер эллипсоиды бетіне жақын келетіні геоид беті деп аталады. Геоидті неміс ғалымы И. Листинг 1873 ж. ұсынған. Жер фигурасының нақты шартты аты («геоид» жер тәріздес) . Геоидтің бетінің ауытқуы эллипсоидтың бетінен әрі кеткенде ± 100 м аспайды. Геоид дұрыс геометриялық дене емес. Оның формасын анықтау үшін арнаулы өлшеулер қажет, ал эллипсоид үшін оның бір меридианының қисығын өлшеудің өзі де жеткілікті.

Геоидтің беті Мұхиттың тыныш жатқан бетіне сай келеді, ал материктерде ол ауырлық күшін өлшеу нәтижесіне қарай шамалас анықталуы мүмкін. Жердің бетіне әсерін тигізетін ішкі және сыртқы күштер оның деңгейлік беттен ауытқуын болдырады. Олардың әрекеті тоқтаған кезде судың беті тез деңгейлік қалыпқа келеді, ал құрылық бетінің тегістелуі салыстырмалы баяу келеді. Біз көретін жердің беті сыртқы және ішкі процестердің әрекетімен күрделенген және ол Жердің нақты физикалық бетін құрайды. Ол эллипсоидтың бетінен кейбір жерлерде бірнеше километр ауытқиды.

Жердің пішіні. Тұтас сызықтар- жер эллипсоидысының бетіне түсі-рілген перпендиқулярлар. Геоид бетіне перпендикуляр түсірілген тіктеуіштердің бағыты пунктир сызықпен көрсетілген (Н. П. Неклюкова бойынша)
Ауырлық күші үнемі нақты физикалық бетті тегістеуге, оны деңгейлік бетпен теңестіруге бағытталған. Алайда геоидтің беті де өзгеріссіз қалмайды: оған Жердің айналу жылдамдығының өзгеруі және жер массасының қайта бөлінуі әсер етеді.

Геоид 1 : 298, 2 сығылумен эллипсоидқа өте жақын. Оңтүстік полюс облысына қарағанда солтүстік полюс облысындағы геоид эллипсоидтан 20-30 м жоғары екен. Эллипсоидтан әсіресе қашыктай түсетін экваторлық белдеудің учаскелері: 6-10° б. б., . 174-170° ш. б. Осы бағытта геоидтің үлкен экваторлық осі орналасқан. Геоид полярлық қана емес, сонымен бірге экватор бойымен сығылған екі ості емес, үш ості эллипсоидқа жақын тұратындығы анықталды.

Жер эллипсоиды беті Жердің фигурасына сәйкес келетін эллипсоид айналымы беті.

Жердің пішіні мен көлемін зерттеу жер бетін картада дұрыс кескіндеуге мүмкіндік туғызады және ол ғылым мен техниканың көптеген міндеттерін шешу (жасанды серіктерді жэне ғарыш кемелерін ұшыру, теңізде жүзу, авиация, радиобайланыс және т. б. ) үшін қажет.

Жердің физикалық бетінің жалпы ауданы 510 млн км ² -қа тең және геометрия жағынан алғанда пішіні күрделі. Орасан кеңістікті (жер бетінің 71%-ін) мұхиттар мен теңіз шұңқырлары алып жатыр, олардың тереңдігі 11000 м-ге дейін жетеді. Дүние жүзілік мүхиттың орташа тереңдігі -3800м-ге жуық. Құрылықта тау жоталары, шатқалдар, жазықтар, өзен алқаптары және жыра-сайлар бар. Кейбір таулардың, мәселен, Эверестің (Джомолунгма) биіктігі 9000 мге жуық. Құрылықтың теңіз деңгейінен орташа биіктігі 875 м-ге тең. Сонымен, құрлықтың көлемі дүние жүзілік мұхитқа қарағанда аз ауданды алып жатқандықтан, сондай-ақ құрлықтың мұхит тереңдігіндегі қыраттармен салыстырганда онша биік болмайтындықтан, мұхит деңгейін жердің фигурасы ретінде қабылдауымыз керек

Жер эллипсоиды ( Т. Қалыбеков бойынша)

Геоид пішіні күрделі, дегенмен осы фигура жалпы сфероидқа, яғни PQ ₁ P ₁ Q (3-ші сурет) эллипстің РР ₁ төңірегінде айналуынан шығатын айналу эллипсоидына жақын. Сфероид бетін РР айналу осі арқылы өтетін жазықтықтармен қиғанда меридиандар деп аталатын эллипстер(РК Р ₁ К ₁ ) пайда болады. РР ₁ айналу осіне перпендикуляр жазыктық қималар параллель шеңберлерін түзеді. Сфероидтың центрі (0) арқылы өтетін жазықтық параллель QKQ ₁ K ₁ экватор деп аталады. Экватордың QQ ₁ =а радиусы және ОР =b кесіндісі сфероидтың үлкен және кіші жартылай осьтерін құрайды. α= (а-b) /а шамасы сфероидтың сығылушылығы деп аталады. а, b және α шамаларын градустық өлшеулер арқылы анықтауға болады, ол үшін меридиан доғасының ұзындығын әрбір 1° сайын өлшеу керек. Меридианның әр түрлі жеріндегі градустың ұзындығын біле отырып, жердің пішіні мен көлемін анықтауға болады.

Жердің фигурасына мейлінше жақын келетін эллипсоидты жер эллипсоиды деп атайды. Жер эллипсоидының көлемдерін анықтау үшін жер бетінің барлық жерінде геодезиялық өлшеулер жүргізілуге тиіс. Әзірше мұндай өлшеулер толық жүргізілмегендіктен, жер эллипсондының дәл параметрлерін анықтауға мүмкіндік болмай отыр. Осы орайда кейбір елдерде геодезиялық өлшеулерді өңдеу барысында геодезиялық жұмыстардың нәтижелері бойынша шығарылған өз эллипсоидтары колданы-лады; олар сол елдің немесе бірнеше елдің территориясын толық не ішінара қамтиды. Осындай эллипсоид референц-эллипсоид деп аталады. Референц-эллипсоид дегеніміз нақты бір елде геодезиялық елшеулерді өңдеу үшін қолданылатын, жер денесінде белгілі түрде бағдарланған, нақты көлемі анықталған эллипсоид.

Жер эллипсоидьшың көлемін әлденеше рет әр түрлі елдердің ғалымдары анықтады. 1946 жылға дейін ТМД-да 1841 жылы неміс ғалымы Ф. В. Бессель есептеп шығарған жер эллипсоидының көлемі қолданылды (а = 6377 397 м, b = 6356079 м, α =1:299, 2) . 1945 жылдан бастап геодезиялық және картографиялық жұмыстар үшін Ф. Н. Красовскийдің референц-эллипсоидының мынадай көлемдері бекітілді: а=6378245 м, b= 6356863 м, α = 1 :298, 3. Батыс Европаның және АҚШ-тың гравиметриялық және астрономиялық материалдарының өңдеуден алынған градустық өлшеулері осы эллипсоидтың көлемдері қолданылған материалдардан аумағы жағынан да, оларды өңдеудің дәлме-дәлдігі жағынан да неғүрлым басымырақ болып табылады.

Көптеген есептерді шығарғанда сфероид сығылушылығының аз (α=1 :300) болғандығынан жердіқ фигурасы үшін радиусы 6371, 11 км сфераны қолдануға болады. Кейбір жағдайларда, жер учаскелерінің ұзындықтары 20-30 км-ден аспаған кезде, жердің сфералылығын елемеуге де болады.

Эратосфеннің градустық өлшемдері

Ал біздің эрамызға дейінгі II ғасырда Эратосфен Киренский Асуан (Сиена) мен Александрия аралығындағы меридианның кесіндісін (доғасын) градусын (бұрыштық қашықтығы) жергілікті жерде өлшеп, меридианның бір градусының ұзындығы 110, 6 км тең екендігін есептеп шығарған. Мұның өзі шын орташа өлшеміне (111, 2 км) жақын келеді.

Бұрышты өлшеу Эратасфеннің өзі ойлап тапқан скафис аспабы арқылы өлшенді. Александриядағы күн сәулесінің құлау бұрышы зениттік бұрыштан 7°12'-қа ауытқыды. Екі қала аралығындағы меридиан ұзындығы анықталды. Ол кезде гректер ара қашықтықты стадиямен өлшейтін. (Стадия- ол 125 қос адымның немеме 192, 2 м-ге тең өлшем бірлігі) Екі қала аралығы 5000 стадия болды. 5000 стадиядағы доға 7°12'-қа сәйкес келетінін біле отырып, үлкен доғаның 1° шамасын анықтау қиын емес еді, соңынан радиус пен меридиан ұзындығы есептелді. Эратасфен өлшеген Жер радиусы 6120 км (6371 км), экватордың ұзындығы 39 500 км.

Қазіргі кезде біз Жер өлшемін айтқанда Ф. Н. Красовскийдің эллипсоид өлшемін қолданамыз.

Ф. Н. Красовскй эллипсоиды өлшемдері

Жер эллипсоиды элементтері

Өлшемдері

Жер эллипсоиды элементтері: Үлкен жарты шеңбер (экваториялдық радиус) - а

Өлшемдері: 6 378 245 м

Жер эллипсоиды элементтері: Кіші жарты шеңбер (полярлық радиус) -b

Өлшемдері: 6 356 863 м

Жер эллипсоиды элементтері: Сығылуы

Өлшемдері: 1:298, 3

Жер эллипсоиды элементтері: Шар түріндегі, Жердің орташа радиусы

Өлшемдері: 6 371 117, 7 м

Жер эллипсоиды элементтері: Меридиан ұзындығы

Өлшемдері: 40 008 548 м

Жер эллипсоиды элементтері: Экватор ұзындығы

Өлшемдері: 40 075 704 м

Жер эллипсоиды элементтері: Жер беті

Өлшемдері: 510 083 000 км ²

Жер эллипсоиды элементтері: Жер көлемі

Өлшемдері: 1 083 320 000 000 км ³

Жердің пішіні мен өлшемін анықтағанда келесі әдістер қолданылды:

Астрономо-геодезиялық әдіс

Жердің пішіні мен мөлшерін анықтау градус өлшемдерін қолдануға негізделген, оның мәні меридиан доғасының бір дәрежесінің сызықтық мәнін және әр түрлі ендіктерде параллельді анықтау болып табылады. Алайда жер бетінде едәуір дәрежеде тікелей сызықтық өлшеу қиын, оның дұрыс еместігі жұмыс дәлдігін едәуір төмендетеді.
Триангуляция әдісі

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.