Transcript historia geodezji
Podstawowe wiadomości z geodezji Wykład 1
GEODEZJA
jest jedną z najstarszych dziedzin nauki i techniki.
Etymologia tego greckiego i oznacza
daiso – będę dzielił .
słowa wywodzi się z języka podział Ziemi:
geo – ziemia ,
Terminem tym prace określano zarówno: użytkowe związane z i podziałem posiadłości ziemskich, badania prowadzone w celu otaczającego świata.
pomiarem poznania
GEODEZJA
zajmuje się zagadnieniami związanymi z wyznaczaniem kształtu i rozmiarów globu ziemskiego jako całości, a także odpowiednio małych jego części, dla celów: gospodarczych, naukowych, politycznych, kulturalnych, wojskowych i innych oraz określeniem wzajemnego położenia punktów na jej powierzchni.
PODZIAŁ GEODEZJI:
Geodezję poddaje się klasyfikacji w zależności od: stosowanej powierzchni odniesienia (geodezja wyższa, niższa), rodzaju prac geodezyjnych (pomiary sytuacyjne, wysokościowe, sytuacyjno wysokościowe),
PODZIAŁ GEODEZJI:
celu , jakiemu dane prace geodezyjne mają służyć (pomiary osnów, pomiary topograficzne, inwentaryzacyjne, komunikacyjne, leśne), metody stosowanej w pomiarach geodezyjnych (pomiary poligonowe, niwelacyjne, tachimetryczne), instrumentów użytych w pomiarach (optyczny pomiar odległości, pomiary niwelacyjne)
PODZIAŁ GEODEZJI:
Geodezja jako dyscyplina naukowa, a także jako dziedzina działalności inżynierskiej oraz ze względu na zasięg prac dzieli się na:
geodezję wyższą
,
geodezję niższą
lub miernictwem).
(ogólną, gospodarczą
PODZIAŁ GEODEZJI:
Geodezja wyższa
zajmuje się: badaniem kształtu i rozmiarami Ziemi jako planety lub jej znacznymi obszarami z uwzględnieniem krzywizny powierzchni odniesienia, tworzeniem podstaw opracowania wyników pomiarów na dużych obszarach, zakładaniem podstawowych osnów pomiarowych.
PODZIAŁ GEODEZJI:
Geodezja niższa
zajmuje się pomiarami małych obszarów, które mogą być uznane za płaskie. Będą to pomiary: związane z zakładaniem osnów pomiarowych na małych obszarach; wyznaczające wzajemne usytuowanie szczegółów terenowych; określenie ich kształtu i rozmiarów; ocenę dokładności wielkości mierzonych w terenie.
Na jakim obszarze można uważać, że Ziemia jest płaska???
Na podstawie analizy wielkości zniekształceń długości i wysokości dla różnych wartości promienia poszukiwanego obszaru wpływ zakrzywienia Ziemi można pominąć dla powierzchni o promieniu ~
15 km
, czyli powierzchnię o wielkości ~
700 km 2
można przyjąć za płaszczyznę.
PODZIAŁ GEODEZJI:
Ogólnie geodezję dzielimy na: geodezję wyższą, geodezję gospodarczą (zwaną również techniczną lub miernictwem), topografię, rachunek wyrównawczy, fotogrametrię, kartografię, geodezję satelitarną, grawimetrię,
PODZIAŁ GEODEZJI:
GEODEZJA WYŻSZA
zajmuje się triangulacją podstawową i niwelacją precyzyjną kraju lub kontynentu oraz wszelkimi obliczeniami geodezyjnymi, w których jako powierzchnię odniesienia przyjmuje się kulę lub spłaszczoną elipsoidę obrotową.
PODZIAŁ GEODEZJI:
GEODEZJA GOSPODARCZA
(
miernictwo
) zajmuje się pomiarami mniejszych obszarów, które można uważać za płaskie, oraz sporządzaniem map w dużych skalach dla różnych dziedzin gospodarki narodowej.
PODZIAŁ GEODEZJI:
TOPOGRAFIA
zajmuje się pomiarami terenu ze szczególnym uwzględnieniem jego rzeźby oraz sporządzaniem map w skalach średnich, przeważnie dla celów wojskowych.
RACHUNEK WYRÓWNAWCZY
zajmuje się matematycznym ujęciem wyników pomiarów, z wyrównaniem nieuniknionych błędów pomiarowych i oceną dokładności wyników prac geodezyjnych.
PODZIAŁ GEODEZJI:
FOTOGRAMETRIA
zajmuje się opracowaniem planów i map na podstawie zdjęć fotograficznych (naziemnych i lotniczych). Ważnym działem fotogrametrii jest fotointerpretacja zdjęć fotograficznych wykonywanych różnego rodzaju techniką oraz zdjęć satelitarnych.
PODZIAŁ GEODEZJI:
KARTOGRAFIA
ich reprodukcją.
zajmuje się zagadnieniami związanymi z odwzorowaniem powierzchni Ziemi na płaszczyznę, opracowaniem map oraz
GEODEZJA SATELITARNA
bryły ziemskiej. zajmuje się badaniem torów sztucznych satelitów Ziemi. Badania te są pomocne w określaniu kształtu
PODZIAŁ GEODEZJI:
GRAWIMETRIA
zajmuje się zagadnieniami wyznaczania kształtu bryły ziemskiej z pomiarów przyspieszenia siły ciężkości na jej powierzchni.
Poszczególne działy geodezji zazębiają się i uzupełniają, tworząc jedną gałąź nauk o Ziemi.
ZADANIA GEODEZJI:
uzyskiwanie
, przetwarzanie i rozpowszechnianie informacji o Ziemi jako planecie i środowisku geograficznym,
przekształcanie
struktur przestrzennych (np. użytkowania gruntów) z myślą o racjonalnej gospodarce przestrzennej,
ZADANIA GEODEZJI:
pozyskiwanie, przetwarzanie i dystrybucja
środowiska.
potrzebnych informacji dla racjonalnej eksploatacji budowli, środków transportu, a także wielu skomplikowanych konstrukcji i urządzeń technicznych w aspekcie bezpieczeństwa i ochrony
ZADANIA GEODEZJI:
Naukowym zadaniem
określenie kształtu i rozmiaru globu ziemskiego, zaś do geodezji jest
zadań praktycznych
należy ustalenie miarowych zależności (liniowych, kątowych i liniowo – kątowych) między punktami znajdującymi się na powierzchni ziemi.
ZADANIA GEODEZJI:
Geodezja niższa
zajmuje się pomiarami ziemi. Pomiary terenów mają między innymi na celu określenie:
powierzchni pól,
ich ukształtowania,
wyznaczenie granic własności działek
itp.
Rodzaje pomiarów w geodezji:
sytuacyjne
(poziome) służące do przedstawienia wzajemnego układu na mapie szczegółów terenowych,
wysokościowe
przedstawienia na mapie ukształtowania (rzeźby) terenu, (pionowe) służące do
sytuacyjno – wysokościowe
, będące połączeniem pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych, na podstawie których wykonywane mapy przedstawiają zarówno sytuację jak i ukształtowanie terenu.
W geodezji i w innych działach gospodarki narodowej, powstał rynek zapotrzebowania na prace geodezyjne i kartograficzne.
Oferta dotyczy
m. in. sprawnego
wykonania pomiarów ,
stosownego
opracowania wyników
w zakresie modernizacji geodezyjnych osnów podstawowych, szczegółowych i realizacyjnych.
W realizacji kompleksowych prac w zakresie pozyskiwania, przetwarzania, gromadzenia, czy udostępniania informacji o terenie obecnie stosowane są:
tachimetry
elektroniczne typu
total-station
,
techniki termalne
, oraz inne nowoczesne
instrumenty geodezyjne połączone z komputerem
.
Połączenie instrumentów geodezyjnych z komputerem pozwala na: automatyczną
rejestrację
danych ,
opracowanie
danych,
wydruk
danych w postaci numerycznej bądź graficznej
mapy
lub stosownych
wykresów
stanowiących geometryczną interpretację wyników pomiarów.
Ważnym użytkownikiem map i geodezyjnych opracowań specjalnych (klasycznych i fotogrametrycznych) jest między innymi budownictwo, czy inżynieria środowiska.
HISTORIA GEODEZJI
Najstarszą mapę znaleziono w wykopaliskach miasta Ga –Sur w Mezopotamii, a jej powstanie szacuje się na 2400 – 2200 lat p.n.e. W starożytnym Egipcie powstał podręcznik, który określał zasady miernictwa, a w starożytnych Chinach istniała instytucja zajmująca się pomiarami i sporządzaniem map.
HISTORIA GEODEZJI
W Babilonie i Asyrii na tabliczkach glinianych były sporządzane mapy. Pierwszy podręcznik praktycznej geodezji pt „ Dioptryka” został napisany przez Herona w III wieku p.n.e. (285 – 222 p.n.e.). W II wieku p.n.e. Hipparch podaje definicje współrzędnych geograficznych.
HISTORIA GEODEZJI
W latach 87 -150 n.e. Ptolemeusz wydaje książkę pt. „Geografia” i mapę zawierające spis około 8000 nazw geograficznych i 400 punktów o wyznaczonej szerokości astronomicznej.
HISTORIA GEODEZJI
W XVI wieku zostały wykonane pierwsze pomiary południka w Europie z dokładnością 0,1 % przez francuskiego uczonego J. Fernela.
HISTORIA GEODEZJI
Znaczący wpływ na rozwój geodezji miały takie wynalazki techniczne jak:
noniusz
w 1550 roku wynaleziony przez portugalskiego matematyka – Nuneza,
stolik mierniczy
przez Praetoriusa w 1537 –1616 skonstruowany
luneta
w 1611 roku wynaleziona przez Keplera,
libella
w 1660 roku skonstruowana przez Thévenota,
HISTORIA GEODEZJI
W latach 1615 –1617 w celu pomiaru południka uczony holenderski W. Snellius stworzył
metodę triangulacji
(ogromny wpływ na dalszy rozwój geodezji), W 1647 roku B. Pascal zastosował
barometr
pomiaru wysokości gór, W 1673 roku Huygens ustalił związek matematyczny pomiędzy okresem wahań wahadła, a jego długością, do
HISTORIA GEODEZJI
W latach 1792 –1798 został wykonany pomiar południka paryskiego (Méchain i Delambre), W 1794 roku Gauss stworzył teorię najmniejszych kwadratów jako podstawę nowoczesnego rachunku wyrównawczego.
HISTORIA GEODEZJI W POLSCE
Za pierwszych „geodetów” żerdników królewskich się pomiarami (XII w Polsce uważa się XIII w.) zajmujących gruntów oraz wytyczaniem powierzchni miast. Ich nazwa pochodzi stąd, że używali takich prostych narzędzi jak kije, czy żerdzie.
HISTORIA GEODEZJI W POLSCE
W 1450 roku powstaje pierwsza książka na temat geodezji (zachowana w dwóch egzemplarzach) napisana przez profesora Akademii Krakowskiej Marcina z Żurawicy.
W 1526 roku została wydana w Krakowie pierwsza mapa Polski opracowana przez Wapowskiego (przyjaciela Kopernika).
HISTORIA GEODEZJI W POLSCE
W
1566
roku została wydana w Krakowie książka Stanisława Grzepskiego
Geometryja, to jest miernicka nauka
(pierwsze dzieło z zakresu geodezji napisane po polsku) W
1573
roku pojawiły się pierwsze wzmianki o
sposobach niwelacji
i instrumencie niwelacyjnym w książce wydanej w Krakowie, napisanej przez Strumieńskiego. W XVII wieku na Akademii Krakowskiej utworzono
katedrę geodezji
. Jej absolwenci nosili tytuł geometry królewskiego.
HISTORIA GEODEZJI W POLSCE
Po rozbiorach Polski ówcześni geodeci wcielani byli do urzędów 3 zaborczych państw, które prowadziły pomiar ziemi na własne potrzeby według różnych reguł.
Spowodowało to, już po odzyskaniu niepodległości w 1918 roku, niespójność systemu pomiarów, jednostek miar, map oraz systemu hipotecznego.
HISTORIA GEODEZJI W POLSCE
W okresie międzywojennym
dokonano regulacji przepisów pomiarowych
potrzeby ewidencji dróg i budynków, na szeroką skalę zastosowano zdjęcia lotnicze, scalono 5,5 mln ha gruntów. , na Po wojnie utworzono centralny urząd koordynujący pracę geodetów. W 1945 roku powołano
Główny Urząd Pomiarów Kraju
.
HISTORIA GEODEZJI W POLSCE
Obecnie sprawami geodezji zajmuje się Główny Urząd Geodezji i Kartografii mający swoją siedzibę w Warszawie przy ul. Wspólnej 2 i nadający uprawnienia do wykonywania zawodu geodety po zdaniu egzaminu przed powołaną przez ten organ komisją.
Uk łady współrzędnych stosowane w geodezji
1. w przestrzeni E3: ortogonalny {XYZ}, sferyczny astronomiczny, geograficzny horyzontalny { ,d,z}; 2. na płaszczyźnie: { { , , }, }, ortogonalny {XY}, biegunowy { ,d} Definicja układu musi uwzględnić: położenie początku układu; orientację osi.
Układy współrzędnych w geodezji geograficzny
szerokość geograficzna,
długość geograficzna
Układ horyzontalny
A – azymut, h – kąt pionowy (wysokość)
Układ współrzędnych geodezyjnych na elipsoidzie
B – szerokość geodezyjna, L – długość geodezyjna
Układy ortogonalne
Globalny geocentryczny, topocentryczny lokalny
Kartezjański płaski układ współrzędnych
Dwuwymiarowy kartezjański układ współrzędnych jest zdefiniowany poprzez dwie prostopadłe do siebie osie x, y powiązanymi z kierunkami geograficznymi: na północ (N) , na wschód (E).
Kąty są liczone zgodnie z ruchem wskazówek zegara
System odniesienia
Geodezja zajmuje się wyznaczaniem pozycji punktów leżących na powierzchni Ziemi lub w jej pobliżu; W tym celu konieczny jest, dobrze zdefiniowany ziemski: -
system odniesienia; układ odniesienia;
-
układ współrzędnych; System odniesienia
czasie; stanowi zbiór zaleceń i ustaleń wraz z opisem modeli niezbędnych do zdefiniowania początku skali i orientacji osi oraz ich zmienności w
UKŁAD ODNIESIENIA
Układ odniesienia
stanowi praktyczną realizację systemu odniesienia: Na układ odniesienia składają się wyznaczone z obserwacji wartości parametrów opisujących początek układu, skalę i orientację osi oraz ich zmienność w czasie.
Układ współrzędnych
Układ współrzędnych
nie zawiera informacji o jego orientacji względem bryły ziemskiej; Układy współrzędnych oraz parametry opisujące ich orientacje względem bryły ziemskiej zwane są geodezyjnymi systemami odniesienia.