Дәріс 1 Геодезия және топография туралы жалпы мәліметтер

Дә ріс кешені

(міндетті компоненті)

Орал – 2009ж.

Қ ұ растырушылар: т.ғ.к., доцент Оң аев М.Қ.

«Жерге орналастыру жә не кадастр» кафедрасы

«Политехникалық факультет, аудитория №318»

Кредит саны – 2

Дә ріс – 10 сағ ат

Бақ ылау тү рі – емтихан

Кафедра отырысында талқ ыланды «___» ____________2009 ж. №__ хаттама

Апта 2

Дә ріс 1 Геодезия жә не топография туралы жалпы мә ліметтер

Геодезия пә ні жә не оның міндеттері. Геодезия — жер туралы ө те ежелгі ғ ылымдардың бірі. Адамзаттың бағ зы заманда жер бетінде қ ашық тық пен ауданды ө лшеудегі ашқ ан заң дылық тары геометрия мен геодезияның ғ ылым ретінде дү ниеге келуіне негіз болды. Грек тілінен аударғ анда «геодезия» сезі «жерді бө лу» деген мағ ынаны білдіреді. Қ азіргі заманғ ы геодезияның жерді бө лу мағ ынасы шең берінен ә лдеқ ашан шық қ аны тү сінікті.

Геодезия — жердің немесе оның жекелеген бө ліктерінің пішіні мен кө лемін, жерді карталар мен пландарғ а тү сіру, сол сияқ ты адамның инженерлік қ ызметінің сан алуан міндеттерін атқ ару мақ сатында жер бетін ө лшеу ә дістерін зерттейтін ғ ылым.

Адамзат қ оғ амының дамуына жә не ғ ылым мен техниканың ө суіне байланысты, геодезияның мазмұ ны да ө згеріп отырды. Соның нә тижесің де ө зінің даму процесінде геодезия бірсыпыра дербес ғ ылыми жә не ғ ылыми-техникалық пә ндерге бө лінеді:

1. Жоғ арғ ы геодезия — жердің жә не планеталардың фигуралары мен келемдерін зерттеу, сондай-ақ геодезиялық негізгі тірек жү йелерін қ ұ ру женіндегі міндеттерді шешеді. Жоғ арғ ы геодезия міндеттерін шешу ә дістерін егжей-тегжейлі зерттеу устінде одан жеке пә ндер болып геодезиялық астрономия, геодезиялық гравиметрия жә не ғ арыш геодезнясы бө лінеді.

Геодезиялық астрономия — геодезиялық тірек жү йелері ү шін аспан шырақ тарын бақ ылау негізінде координаталық бастапқ ы мә ліметтерді анық тап беру мә селелерімен айналысады.

Геодезиялық гравиметрия — жер бетінің жекелеген нү ктелерінің ауырлық кү шін арнайы аспаптармен ө лшеу арқ ылы жердің фигурасын зерттеумен шұ ғ ылданады.

Ғ арыш геодезиясы —жердің жасанды серіктерінің кө мегімен жер беті нү ктелерінің геометриялык арақ атынастарын зерттейді.

2. Геодезия немесе топография жер бетінің біршама шағ ын учаскелерін тү сірумен байланысты мә селелерді зерттейді.

3. Картография жер бетінің едә уір территорияларының кескіндерін ә р тү рлі мақ саттағ ы карталар тү рінде жасау ә дістері мен процестерін, оларды жасау жә не кө бейту технологиясын зерттейді.

4. Аэрофототопография жердің карталары мен пландарын фотосуреттер жә не ә уеден тү сірген фотосуреттер бойынша жасаудын ә дістерін талдаумен айналысады.

5. Тең із геодезиясы мұ хиттар мен тең іздер тү бінің табиғ и корларын барлау мен картағ а тусіруге байланысты арнайы ө лшеу ә дістерін талдап жасайды.

6. Колданбалы геодезия іздеулер, қ ұ рылыстар мен инженерлік ғ имараттарды салу жә не пайдалану, жабдық тарды монтаждау, сонымен катар еліміздің табиғ ат байлық тарын пайдалану кезінде атқ арылатын геодезиялық жұ мыстардың ә дістерін зерттеумен айналысады. Қ олданбалы геодезия ө зінін жұ мыс барысында геодезия ә дістерін кең пайдаланады, ал кейбір жағ дайларда оны ө з тә сілдері мен қ ү ралдары арқ ылы шешеді.

Геодезия мен топография пә нінің негізгі ғ ылыми-техникалық міндеттеріне мына тө мендегідей жұ мыстар жатады:

а) жер бетің дегі жекелеген нү ктелердің орындарын тандап алынғ ан координаталар жү йесінде анық тау;

б) ә р тү рлі инженерлік ғ имараттарды жобалау жә не салу кезінде сонымен қ атар ауыл шаруашылығ ы ө ндірісінде, жер бетінің жә не қ ойнауының табиғ ат байлық тарын пайдалануда кажет болатын тү рі, сипаты, дә лдігі жағ ынан алуан тү рлі ө лшеулерді жер бетінде немесе жер астында атқ ару;

г) еліміздің қ орғ аныс мұ қ таждығ ын геодезиялык мә ліметтермен қ амтамасыз ету.

Халық шаруашылығ ын дамытудағ ы геодезияың ролі. Геодезияның халық шаруашылығ ының тү рлі-тү рлі салалары ү шін практиқ алық ү лкен маң ызы бар. Мә селен, геодезиялық ө лшеулер жолдар, каналдар, жер асты кұ рылыстары (метро, кабельдер, қ ұ бырлар), ә уе желілері (электрлік беріліс, байланыс желілер) трассаларын белгілеу кезінде, пайдалы кен орындарын барлау жә не пайдалану кездерінде кең қ олданылып келеді. Геодезия жеке ауыл шаруашылығ ын орналастыруда, жерді қ ұ рғ ату мен суландыруда, орман шаруашылығ ын жү ргізу кезінде қ олданылады. Карта ә скери істе белгілі бір жерді зерттеу, оның бетіне ә скери жағ дайды бейнелеп тү сіру, жауынгерлік операцияларғ а талдау жасау жә не т. б. ү шін пайдаланылады.

Геодезия біршама ғ ылыми пә ндерге, яғ ни математика, физика, астрономия, автоматика, телемеханика, радиотехника, география, геология, геоморфология, гравиметрия жә не геофизика жетістіктеріне сү йенеді. Сондық тан геодезияның осы ғ ылымдармен тығ ыз байланыстылығ ы кү мә н туғ ызбайды.

Математика геодезияны ә р тү рлі геодезиялық есептердің аналитикалық тү сіндірмелерінің тә сілдерімен, сондай-ақ ө лшеулердің нә тижелерін ө ң деудің талдауларымен, ә дістерімен қ аруландырады. Физика геодезияны электроникамен жә не электротехникамен катар оптикалық, оптикалық -механикалық жә не электронды-оптикалық аспаптар мен жү йелердің жобалау есептерінің негіздерімен толық тырады. Астрономия геодезияны геодезиялық тірек жү йелерін дамыту ү шін бастапқ ы мә ліметтермен қ амтамасыз етеді. Автоматика, телемеханика жә не радио-электроника салаларындағ ы ғ ылым мен техника жетістіктерінің негізінде аса жана геодезиялық аспаптар қ ұ растырылады. Географияны білу жер бедерін қ ұ райтын ландшафт элементтерін, жер бетінің табиғ и жамылғ ыларын жә не адам қ ызметінің нә тижелерін дұ рыс тү сіндіруді қ амтамасыз етеді. Жер бедерінің пішіндерін жә не олардың ө згеру заң дылық тарын танып-білуде геология мен геоморфология кемекке келеді. Жердің фигурасын зерттеу оның сыртқ ы гравитациялық ө рісіне зерттеулер жү ргізумен байланысты. Ал гравиметрияның заң дары мен аспаптарын пайдаланбай, мұ ндай зерттеулер жү ргізу мү мкін емес. Пландар мен карталарда графикалық сапалы безендіру топографиялық сызу тә сілдерін білуді қ ажет етеді.

Геодезияның дамуының қ ысқ аша тарихи. Геодезия ө те ерте заманда жер бетін шаруашылық мақ саттар ү шін зерттеу қ ажеттігі туғ ан кезде пайда болды. Ә сіресе, Ежелгі Египетте геодезияның пайда болуы мен дамуына ерекше колайлы жағ дайлар туды. Онда Ніл ө зені алқ абындағ ы егін шаруашылығ ы ө те ерте заманда-ақ пайда болып, кең дамығ ан еді. Астық ө німінің мол болуы кұ нарлы тұ нбалардың шө гуімен байланысты болатын. Ол кезде ә р жыл сайын Ніл ө зенінің су таскыны жер танаптарын шайып кетіп отырды. Египеттіктерге бұ л жерлерді қ айта-қ айта қ алпына келтіріп отыруғ а тура келді. Ә рине, бұ л жағ дай жер танаптарын межелеп бө лу, жерге ө лшеулер жү ргізу кезінде тә жірибе жинақ тауғ а алып келеді, сө йтіп «жерді ө лшеу» (геометрия) жә не «жерді бө лу» (геодезия) саласындағ ы теориялық білімнің тез дамуына септігін тигізді. Біздің заманымызғ а дейінгі XIV-XII ғ асырларда Қ ытайда «бү кіл жерді» зерттеу мақ сатында геодезиялық жұ мыстар жү ргізілді: бұ л жұ мыстар жер танаптарын елшеуіш тізбектер мен ө лшеу шеберліктерінің болғ андығ ын керсетті.

Геодезия атам заманғ ы (антикалық) Грецияда жоғ ары дамығ ан болатын, онда геодезия теориялық жағ ынан негізделді. Оғ ан бізге жеткен Александриялық Геронның «Диоптрия туралы» жә не «Ауданды ө лшеу» атты кітаптары дә лел бола алады. Бұ л кітаптарда геодезиялық жұ мыстар мен геодезиялық қ ұ ралдардың сипаттамалары келтірілген. Грек ғ алымы Эратосфен (б.з.д. 274-194 жылдар) Египетте жердің келемін анық тады. Ол жер шарының радиусы шамамен алты мың километр екен анық тап берді.

Геодезиялық жұ мыстардың Ресейде ғ ылыми жолғ а койылу I Петрдің дә уірінде жү зеге асырылды. Осы кезенде ө неркә сіптің, тенізде жү зудің, ә скери істің жә не сауданың кең дамуы геодезиялық ө лшеулер мен карта жасауғ а жаң а талаптар койды. Осы максатпен мемлекеттің аз зерттелген аудандарында тү сіру жұ мыстарын жасау ү шін арнайы экспедициялар жіберілді. Осының арқ асында Донда, Ертісте, Камчаткада жә не Курил аралдарында алғ ашкы топографиялык тү сірулер жасалынды.

XIX ғ асырдың бірінші жартысында Ресейдегі геодезиялық жұ мыстардың ғ ылыми жағ ынан жоғ ары койылуына кө п ең бек сінірген атақ ты орыс астрономы жә не геодезисі, Пулков астрономиялық обсерваториясының негізін салушы жә не бірінші директоры В. Я. Струве болды.

Геодезиялық қ ызмет Кең ес екіметі жылдарында карқ ындап дами бастады. Осы кезең де негізгі геодезиялық жұ мыстар мен топографиялық тү сірулер жү ргізу ү шін орталық жә не жергілікті геодезиялық ұ жымдар қ ұ рылды. Сол уакыттан бастап геодезияның негізгі міндеті одақ тың ө ндіргіш кү штерін зерттеу мен дамытуғ а жә рдемдесу болды.

Бү гінгі таң да геодезия жоғ ары ғ ылыми дең гейде, аса жаң а техникалық базада дамып, халык шаруашылығ ының барлық саласының мұ қ таждарын қ анағ аттандыруда. 1925 жылдан бастап бұ рынғ ы одақ та мемлекеттік карталар жасау ү шін жер бетін ә уеден суретке тү сіру қ олданылды, ал ол бү гінгі кү ндері жердің бетін картағ а тү сірудің ең негізгі ә дісі болып табылады. Ал геодезия жұ мыстары ү шін авиацияны колдану қ ысқ а мерзімде (1945 жылғ а дейін) бұ рынғ ы ТМД территориясының 1: 1000000 масштабтағ ы топографиялык карталарын жасауғ а мү мкіндік берді. Соғ ыстан кейінгі кезең дегі геодезиялык қ ызметтің елеулі жетістігі 1954 жылғ а қ арай 1: 100000 масштабтағ ы карталар жасау болды. Қ азіргі кезең 1: 25000 ірі масштабтағ ы карталарды жасаумен сипатталады.

Топографиялық -геодезиялық жұ мыстардың жә не картография ө ндірісінің мұ нан ә рі алғ а қ арай дамуы ғ арыш техникасын қ олданумен тікелей байланысты болып отыр.

Қ елешекте халық шаруашылығ ының шұ ғ ыл ө сіп отыратын қ ажеттерін ғ арыштан суретке тү сірмей жү зеге асыру мумкін емес. Қ азірдің ө зінде-ақ жасалғ ан ғ арышты борттык аппаратуралардың мү мкіндіктері сондай орбитадан қ абылданғ ан бейне-ақ параты ө зіне койылғ ан міндетті шешуге қ абілеттілігі жағ ынан белгіленген масштабтағ ы карталардың кепшілігін жасауғ а мү мкіндік береді, демек олар кең диапазонды масштабтағ ы карталарды тікелей даярлауғ а жағ дай туғ ызып отыр деуге болады.

1974 жылдан бастап шельфті жалпы мемлекеттік картағ а тү сіру одан ә рі дамыды, тең із тү бінің беті координаталар мен биіктіктердің бірың ғ ай жү йесінде кескінделді. Теніз тү бін тү сіру ү шін жер бетін ә уеден суретке тү сірген сиякты теніз тү бінің сурет карталары мен планын алуғ а мү мкіндік беретін қ азіргі заманғ ы техникалық қ ұ ралдар жасалды.

Бірың ғ ай мемлекеттік координаталар жү йесінің теориясын талдап жасау жә не оны практикағ а ендіру саласында Ресей ғ ылым академиясының корреспондент мү шелері Н.Г. Келль жә не Ф.Н. Красовский зор жұ мыстар істеді. Геодезия жә не картография саласындағ ы аса кө рнекті зерттеулер осы ғ алымдардың жә не профессорлар А.А. Михайлов, А.А. Изотов, А.С. Чеботарев, М.С. Молоденский, Н.А. Урмаев, В.В. Данилов, В.В. Попов жә не т. б. еншісіне тиеді.

Геодезиялық жұ мыстарды жү ргізу процестері мен геодезиялық кызметтің ұ йымдастырылуы. Геодезиялық жұ мыстар далалық жә не ғ ылыми ө ң деу жұ мыстары болып бө лінеді. Далалық жұ мыстардың ең басты мазмұ ны ө лшеу процесі болып табылады, ал ғ ылыми ендеу жұ мыстары есептеу жә не графикалық процестерден тұ рады.

Ө лшеу процесіне пландар мен карталар жасау ү шін немесе арнайы мақ саттар, мысалы, трассалар жү ргізу, барлау траншеялары мен қ ұ рылыстарын бө лу ү шін жү ргізілетін жер бетіндегі ө лшеулер жатады.

Топографиялық -геодезиялық ө лшеулер мынадай элементтерді қ амтиды: горизонталь жә не вертикаль бұ рыштар, ең кіш, горизонталь жә не вертикаль қ ашық тық тар. Осыларды ө лшеу ү шін ә р тү рлі геодезиялық аспаптар қ олданылады. Оларғ а мыналар жатады: а) қ ашық тық тарды ө лшеуге арналғ ан аспаптар- ө лшеуіш ленталар, сым, рулеткалар, оптикалық қ ашық тық ө лшеуіштер, жарық кашық тық ө лшеуіштері жә не т. б.; ә) бұ рыш ө лшеуіш аспаптары: теодолиттер, буссольдар, гониометрлер жә не т. б.; б) вертикаль биіктіктерді ө лшеуге арналғ ан аспаптар: нивелирлер, рейкалар, жә не т. б.

Геодезиялық ө лшеулер нә тижелері тиісті журналдарғ а енгізіледі жә не дала жағ дайында тү сірілетін объектінін схемалық сызбалары жасалады, ол абрис (сұ лба) деп аталады.

Есептеу процесі ө лшеулердін сандық нә тижелерін жү йеге келтіру мен ө ндеуден жә не оларды пайдалануғ а неғ ұ рлым жарамды тү рге келтіруден тұ рады. Есептеуді женілдету, керекті нә тижелерді тез табу жә не есептеу жұ мыстарынын дұ рыстығ ын дер кезінде тексеріп отыру ү шін барлық есептеулер белгілі бір схемалар бойынша жү ргізіледі, ал бұ л схемалар есептеулердің ә рбір тү ріне арнайы талдап жасалады. Есептеу жұ мыстарын жең ілдету ү шін ә р турлі қ осымша қ ұ ралдар: кестелер, графиктер, номограммалар, электрондық есептеуіш машиналары жә не т.с.с. қ олданылады.

Графикалық процесс елшеу жә не есептеу нә тижелерін белгіленген шартты белгілерді сақ тай отырып, мә ліметтерді сызба тү ріне келтіруден тұ рады. Геодезияда сызбалар топографиялық жұ мыстардың тү пкі ө німі болып табылады. Одан арғ ы есептеу мен жобалау солардың негізінде жү ргізіледі. Сондық тан сызба тексерілген ә рі дә л мә ліметтер нә тижесінде жасалынуы керек жә не графикалық жағ ынан салынуының сапасы жоғ ары болуы тиіс.

Қ азақ станда топографиялық -геодезиялық жә не картографиялық қ ызметті Геодезия жә не картография бас басқ армасы басқ арады. Бұ л басқ арманың негізгі ө ндірістік міндеттері мынадай:

1. Республика территориясында геодезиялық тірек жү йесін дамыту жә не карталар жасауда қ ажетті топографиялық тү сірулер жасау жө нінде жоғ ары дә лдіктегі жұ мыстарды ұ йымдастыру.

2. Алуан тектегі жә не тү рлі максаттағ ы карталарды, пландар мен атластарды жасау жә не оларды басып шығ ару.

3. Ә р тү рлі мекемелер жасағ ан геодезиялық жә не топографиялық жұ мыстарды ү йлестіріп, мемлекеттік бақ ылау жасап отыру.

Геодезия жә не картография бас басқ армасы жанында республикада атқ арылғ ан картографиялық жә не геодезиялық жұ мыстардың бә рі жиналғ ан Орталык картографиялық қ ор жә не Мемлекеттік геодезиялық қ адағ алау басқ армасы бар. Бұ л мемлекеттік басқ арма топографиялық жә не геодезиялық жұ мыстарды жү ргізуге рұ қ сат береді, олардың орындалу сапасын бақ ылайды, ә рі келешектегі геодезиялық жұ мыстар ү шін бастапқ ы мә ліметтер қ ызметін атқ аратын материалдарды бір жү йеге келтіреді.

Апта 3