История развития геодезии и топографии

Становления геодезии как самостоятельной науки о Земле. Значение работ К. Птолемея. Эпоха Великих географических открытий (последние годы XV века – вторая половина XVI века). История развития топографии. Начало современного периода развития геодезии.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Сущность геодезии

2 История развития геодезии

2.1 Древний Египет

2.2 Древняя Греция

2.3 Средние века

2.4 Период возрождения геодезии (XVI-XVII в.в.)

2.5 Современная геодезия

3 Развитие топографии как науки

3.1 Определение понятия "топография"

3.1 История развития топографии

Заключение

Список использованной литературы



ВВЕДЕНИЕ

В научно-техническом прогрессе, в познании мира измерения всегда занимали большое место. Техника измерений, их точность и разнообразие, как правило, соответствовали своему времени, эпохе и зависели от общего уровня научно-технического развития вообще и в данной сфере, в частности. Д.И.Менделееву принадлежат известные слова: «В природе мера и вес суть главные орудия познания. Наука начинается тогда,когда начинают измерять». При этом среди всех видов измерений роль геодезических в общем социально-экономическом и научно-техническом прогрессе всегда имела большое значение.

Ф.Н.Красовский даже отмечал: «успехи геодезии были необходимым обоснованием больших движений мысли в области физики, механики и астрономии».

Значение же непосредственного изучения истории геодезии подчеркивал А.А.Изотов, утверждая, что «как старые, так и новые проблемы геодезической науки могут быть правильно поняты и истолкованы только при рассмотрении их в процессе возникновения и развития. Изучение истории геодезии дает возможность во всей полноте оценить ее вклад в человеческие знания, определить ее значение и место среди других фундаментальных и прикладных наук».

Не многие из современных наук обладают столь древней историей как геодезия. Не относясь изначально к фундаментальным наукам, геодезия дала жизнь некоторым из них и этот феномен даже у историков не нашел еще должного, достаточно разумного и приемлемого объяснения. В историческом же плане очень важными являются связи геодезии с геометрией, астрономией и географией.

Поскольку человеческая цивилизация существует в мире универсальных категорий и понятий -- пространстве, времени и движении, то уровень ее эффективности и скорость развития зависели всегда от умения физически оценивать и измерять соответствующие три величины. Взаимосвязанность и взаимообусловленность пространства, времени и движения предопределили взаимосвязь и первых наук и прогресс в теории познания и практике.

Геодезия первоначально изучала пространство в отрыве от времени и движения, используя лишь второстепенные системы ориентации и отсчета.

Поэтому естественно, что к настоящему времени она стала одной из фундаментальных систем знаний о пространстве.



1. Сущность геодезии

Геодезия -- наука об измерениях, проводимых в целях изучения формы, размеров и внешнего гравитационного поля Земли, изображения отдельных частей ее поверхности в виде планов, карт и профилей, а также решения инженерных задач на местности.

Впервые слово «геодезия» встречается у Аристотеля. В сочинении «Метафизика», где Аристотель рассматривал вопросы, относящиеся к проблемам бытия и познания, он лишь единожды упомянул термин «геодезия», которое образовано из греческих слов «ге» -- Земля и Определение в научном плане суженное. Вот определение XX века:

«Геодезия -- наука, применяющая специализированные методы для определения и контроля окружающего пространства и его элементов, отображения метрической структуры в цифровые и геометрические модели, а также изыскания и перенесения метрики проектных структур в натуру».

Это очень тяжеловесное определение, авторам больше нравится такое определение геодезии: геодезия -- наука об определении пространственного положения систем и объектов и об измерении их геометрических характеристик.

Коротко и ясно, включена сюда и наша планета как один из объектов изучения. Геодезия связана со множеством других наук. По существу, найдется мало наук, которые не использовали бы графический и цифровой материал, поставляемый геодезией. Н.И.Лобачевский говорил, что все, что существует в природе, подчинено необходимому условию быть измеряемым. Действительно, без геодезии невозможно развитие горно-рудной промышленности, строительства, транспорта. Или, к примеру, укажем на связь геодезии с юриспруденцией: без кадастровых съемок невозможно юридически обосновать права владения землей.



2. История развития геодезии

Начатки всех наук надо искать в глубине веков, там, где зарождалась человеческая культура. Геодезия -- одна из старейших наук. Первые ростки геодезии появились в эпоху палеолита, примерно 25 тыс. лет назад. Она была тесно связана с повседневной жизнью человека. Кочевые племена занимались охотой и бортничеством, а охота зависела от сезонных миграций животных, поэтому насущной потребностью было умение ориентироваться на местности по небесным светилам.

Геодезические измерения для разделения поверхности земли на отдельные участки производились в Египте, Китае, других странах за много столетий до н.э. За 6 веков до н.э. в долине реки Нила существовали оросительные системы и каналы, строительство которых требовало выполнения геодезических работ. Уже в третьем веке до н.э. был определён радиус Земли, которая тогда принималась за шар. Сейчас не располагают достаточно полными данными о развитии геодезии в 1-м тысячелетии нашей эры. Известное развитие геодезических наук и работ последовало в середине текущего тысячелетия - в период оживления торговых связей, расширения мореплавания, возникновения потребностей в картах и планах.

С развитием и расширением землеустроительных и строительных работ опыт этих измерений накапливался. Из Египта геодезические работы перешли в Древнюю Грецию. В этих государствах геодезические знания начали формировать науку. Они получили теоретическое обоснование и положили начало геодезии, что в переводе с греческого означает: “земле измерение”. Геодезия и геометрия долго взаимно дополняли и развивали друг друга. Развитию и совершенствованию методов геодезических работ способствовали научные достижения в области математики, физики, инструментальной техники.

Во все времена истории человечества задача по определению фигуры Земли представляла сложную научно-техническую проблему, привлекала передовые умы человечества и ее решение требовало использования самых передовых технологий. Мысль о шарообразности Земли высказал древнегреческий философ Пифагор Самосский. В его учении утверждалось, что Земля имеет шарообразную форму и вращается вокруг своей оси, вызывая видимое суточное движение звезд, и обращается вокруг Солнца в течение года. По существу, была выдвинута идея гелиоцентрической системы мира, научно обоснованную Коперником через две тысячи лет.

Проблемой определения формы и размеров Земли занимались такие древнегреческие философы и ученые как Аристотель, Архимед, Эратосфен и другие. В дальнейшем работы по определению форм и размеров Земли были выполнены арабскими и туркестанскими учеными такими как Халиб ибн Абдул Малик, Али ибн Муса, Бируни и другими. Так, философ, астроном и геодезист Бируни из Туркестана в 1023 г. определил радиус земного шара из наблюдений понижения горизонта. По Бируни длина одноградусной дуги меридиана на широте 320 с.ш. равна 110,278 км (по современным данным - 110,895 км). Исследования арабских и туркестанских ученых завершают первый период становления геодезии как самостоятельной науки о Земле, занимающейся изучением её фигуры и измерениями на её поверхности.

Начало второго периода в развитии геодезической науки относится к эпохе великих научных и географических открытий. В этот период свои открытия совершили Колумб, Васко да Гама, Магеллан, Кук, Беринг.

В геодезии в это же время происходит ряд замечательных открытий. Так в 1609 г. Галилеем изобретена зрительная труба Нидерландский астроном и математик Снелиус в 1614 году разработал метод триангуляции, который был впервые применен французским астрономом Пикаром при измерении дуги меридиана от Парижа до Амьена. Пикар впервые использовал приборы с сеткой нитей.

В 1687 году вышел монументальный труд Ньютона - гениального английского математика, механика, астронома и физика «Математические начала натуральной философии», в котором на основании открытого им закона всемирного тяготения доказывается наличие полярного сжатия Земли. Ньютон не только установил сплюснулось фигуры Земли по оси вращения, но и теоретически определил величину её полярного сжатия.

Третий период развития геодезии (18 - 19 века) характеризуется тем, что основной научной задачей геодезии становится определение размеров земного эллипсоида. В течение этого времени получили начало такие науки как гравиметрия, геофизика. В это же время ученые - геодезисты пришли к выводу, что сглаженная до уровня Мирового океана фигура Земли не является простой геометрической фигурой, т.е. возникло понятие геоида.

К началу 19 века были накоплены значительные материалы геодезических и астрономических наблюдений. В связи с этим возникла проблема совместной обработки материалов обработки. Метод решения этой проблемы был предложен независимо немецким математиком, астрономом и геодезистом К.Ф.Гауссом и известным французским математиком Лежандром. Этот метод, названный методом наименьших квадратов, находит широкое применение при обработке геодезических сетей. В России метод наименьших квадратов в геодезии и астрономии...