Географія. З поглибленим вивченням географії. 8 клас. Пестушко

Тема 3. Введення в геодезію та основи топографії

Опрацювавши матеріали теми «Введення в геодезію та основи топографії», ви будете краще вміти користуватися топографічними картами та гаджетами, що їх використовують. Також зможете пояснювати особливості читання топографічної карти, описувати географічні об’єкти, що зображуються на ній.

Ви навчитеся краще розпізнавати умовні знаки, вимірювати азимути та дирекційні кути, румби, відстані, географічні, прямокутні координати, абсолютні та відносні висоти точок, що допоможе виконувати різноманітні завдання за топографічною картою.

Ви зможете застосовувати отримані знання для орієнтування на місцевості за допомогою топографічної карти, плану, схеми. Ви краще зрозумієте можливості використання у своєму житті цих карт.

Ви також зможете оцінити значення топографічних карт для господарської діяльності людини та її повсякденного життя.

§ 12. Фігура та розміри землі

ПРИГАДАЙТЕ

• У чому особливості зображення земної поверхні на карті та глобусі?
• Як виглядає наша планета з космосу?

• Фігура та розміри Землі. Земля, попри поширене уявлення, не є абсолютно кулястою. Дослідження нашої планети показали, що вона сплюснута біля полюсів та розтягнута по екватору. Тому за математичну поверхню приймається поверхня еліпсоїда обертання, тобто тіла, що виходить від обертання еліпса навколо його малої осі.

Причиною відхилення від кулястої форми є дія відцентрової сили, яка виникає під час обертання Землі навколо своєї осі. На полюсі відцентрова сила дорівнює нулю, на екваторі, де радіус обертання є найбільшим, вона інтенсивніша. Через це речовина «відпливає» від полюсів до екватора: на полюсі земна поверхня осідає, а на екваторі піднімається. Ось чому фігура Землі перетворюється в еліпсоїд обертання - геометричне тіло, утворюване обертанням еліпса навколо його малої осі (мал. 21).

Розміри еліпсоїда обертання характеризуються довжиною великої півосі а, малої півосі b і «стисненням» α, де α = (a - b) /a.

Мал. 21. Еліпсоїд обертання

Через неоднорідність речовинного складу та розподілу маси Земля має невелике сплющення й на екваторі. Крім того, у Південній півкулі між паралелями 50-60° поверхня Землі вища, а в Північній півкулі, на таких самих широтах - нижча за поверхню еліпсоїда. Південний полюс на 30 метрів нижчий, а Північний - на стільки ж вищий від тієї самої поверхні еліпсоїда. Отже, справжня геометрична форма Землі неправильна і її назвали геоїдом, що дослівно означає «землеподібний» (мал. 22). Поверхня геоїда складна й не виражається математичною поверхнею, її також не можна показати математичною формулою.

Поверхня геоїда збігається з поверхнею води Світового океану, яку умовно приймають для відліку висот рельєфу. Відхилення геоїда від форми кулі не перевищує 0,0015%, через це в географії частіше й використовують термін «земна куля».

Стосовно розмірів Землі, то за сучасними даними, які обчислено на основі численних вимірювань, планета має такі параметри (мал. 21):

• екваторіальний радіус (а) 6 378,2 км
• полярний радіус (b) 6 356,8 км
• різниця між ними (а - b) 21,4 км
• середній радіус 6 371,1 км
• площа земної поверхні 510 млн км²
• довжина кола за меридіаном 40 008,5 км
• довжина кола за екватором 40 075,6 км

Мал. 22. Геоїд

• Топографія та геодезія. Топографія (грец. τοποσ - місце, місцевість і γράφω - пишу, зображую) - наука про Землю, яка вивчає геометрію елементів земної поверхні, їхнє просторове розміщення та властивості. Земну поверхню при цьому розглядають з природними компонентами (рельєф, водні об’єкти, ґрунти, рослинний покрив) і соціально-економічними об’єктами (населені пункти, промислові, сільськогосподарські виробництва, транспортні шляхи тощо), що на ній розташовані.

Основний метод топографічного вивчення земної поверхні - топографічна зйомка. Така зйомка здійснюється для отримання даних про рельєф певної ділянки суходолу та точних координат об’єктів на ній. Це потрібно для складання детальних карт і планів місцевості, що використовуються архітекторами, проектувальниками та будівельниками.

Топографія тісно пов’язана з геодезією - наукою, що вивчає форму та розміри Землі, створює координатні системи для детального вивчення земної поверхні й здійснює на ній різні вимірювання (лінійні, кутові та інші). Координатні системи дозволяють визначати положення різних точок земної поверхні та їхню висоту відносно рівня моря. Геодезія розробляє і методи вимірювань на земній поверхні, які необхідні для спостережень за рухом і змінами земної кори, берегової лінії морів та океанів, вивчення руху земних полюсів. Результати геодезичного дослідження території (геодезичної зйомки) використовують для розв’язання завдань житлового, промислового, транспортного та інших видів будівництва, а також військового характеру.

Отже, геодезична зйомка - це процес отримання інформації про місцевість. Під час цієї зйомки отримують дані про координати окремих точок та їхні висоти.

УКРАЇНА Й УКРАЇНЦІ У СВІТІ

Топографічні роботи на території України здійснювалися ще за часів Київської Русі. Підтвердженням цього є кам’яна плита, що зберігається в Ермітажі. Її було знайдено поблизу Тамані. На ній був напис про те, що 1068 р. князь Гліб виміряв по льоду Керченську протоку, ширина якої від Тамані до Керчі становила 22,5 км.

У залежності від того, які дані необхідно визначити, розрізняють такі види геодезичних зйомок місцевості:

• 1) Горизонтальна зйомка місцевості, що встановлює координати окремих точок та визначає їхнє розташування на площині.
• 2) Висотна (вертикальна) зйомка місцевості. Відбувається вимірювання висоти окремих точок, визначається їхнє висотне положення.
• 3) Топографічна зйомка передбачає обчислення координат і висот точок місцевості. Визначається їхнє положення як на площині, так і за висотою.

Топографічна зйомка - це один з видів геодезичних вимірювань, результатом яких є складання плану місцевості, топографічної карти. Під час наземної топографічної зйомки інженер-геодезист проводить вимірювання висот, відстаней, поворотних кутів тощо. Топографічна зйомка також може здійснюватися за допомогою літальних апаратів, які знімають поверхню Землі, - космічна або аерофотозйомка.

Різні види геодезичних зйомок передбачають використання різних методів та приладів (мал. 23).

Усі геодезичні прилади можна розділити на декілька типів:

• 1. Теодоліти - прилади для вимірювання горизонтальних та вертикальних кутів.
• 2. Нівеліри - прилади, що використовуються для вимірювання перевищень (висот).
• 3. Далекоміри - прилади для вимірювання довжин ліній.

Також використовується різноманітне додаткове обладнання: штативи, рейки, масштабні лінійки, рівні, рулетки, транспортири та ін.

Сучасна польова геодезична апаратура являє собою поєднання електронного або оптико-електронного устаткування. Обробку результатів вимірювань здійснюють на комп’ютерах у режимі реального часу. На великих за площею територіях геодезичні роботи виконуються з використанням як наземних, так й авіаційних, космічних (супутникових) методів (мал. 24).

Мал. 23. Сучасні геодезичні прилади

Мал. 24. Супутникова геодезія

Існує навіть розділ геодезії, який називається супутникова геодезія, що використовує результати спостережень штучних супутників Землі та інших космічних об’єктів для визначення координат точок земної поверхні, уточнення параметрів гравітаційного поля Землі, а також визначення взаємного положення островів та материків.

ВАША ДУМКА

Розгляньте інформаційний буклет «Космічна система «Січ-2»: завдання та напрями використання» https://www.nkau.gov.ua/docs/vydannya/broshura_SICH2_small.pdf. Виберіть та прокоментуйте приклади застосування національної космічної системи для геодезичних досліджень території нашої країни.

ПІДСУМУЄМО!

• Земля не є абсолютно кулястою. Вона дещо сплюснута біля полюсів та розтягнута по екватору.
• Справжня геометрична форма Землі - геоїд, що дослівно означає «землеподібний».
• Поверхню води Світового океану умовно приймають для відліку висот рельєфу.
• Топографія - наука, яка вивчає геометрію елементів земної поверхні, їхнє просторове розміщення та властивості.
• Геодезія - наука, що вивчає форму та розміри Землі, створює координатні системи.
• Різні види геодезичних зйомок передбачають використання різних методів та приладів.

ТЕРМІНИ ТА ПОНЯТТЯ

Еліпс, еліпсоїд обертання, геоїд, топографія, геодезія, топографічна зйомка, геодезична зйомка, супутникова геодезія.

ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ ТА ВМІННЯ!

• 1. Чи запам’ятали? Які особливості геометричної форми Землі?
• 2. Чи зрозуміли? Чим відрізняється топографія від геодезії?
• 3. Чи можете застосувати? Порівняйте різні прилади (для чого вони призначені), що використовують під час геодезичної зйомки.
• 4. Чи можете проаналізувати? Чому поверхня океану є відправною точкою відліку висот форм рельєфу? Яку систему висот використовують в Україні та інших країнах?
• 5. Чи можете оцінити? Яке значення мають сучасні космічні дослідження Землі для створення карт?