Билет №1. Предмет и задачи геодезии. Её связь с другими науками.

Билет №1. Предмет и задачи геодезии. Её связь с другими науками.

Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности и в околоземном пространстве, проводимых для определения формы и размеров Земли, отображения ее поверхности или отдельных частей в виде обычных карт, планов, профилей или цифровых компонентов геоинформационных систем, используемых для инвентаризации, проектирования, строительства и управления объектами и сооружениями.

В теории и практике геодезии широко используются средства и методы математики, астрономии, информатики и геоинформатики, физики, электроники, географии, геофизики и других смежных наук.

Билет №2. Инженерная геодезия и геоинформатика, их задачи и место при изыысканиях, строительстве и эксплуатации железных дорог, мостов и транспортных тоннелей.

Инженерная геодезия – комплекс геодезических работ, выполняемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений и монтаже технологического оборудования.

Геоинформатика – наука, изучающая все аспекты сбора, обработки и представления информации об объектах, процессах и явлениях, происходящих на Земле во времени и пространстве.

Инженерная геодезия и геоинформатика на стадии инженерно-геодезических изысканий обеспечивают полную топографо-геодезическую геоинформацию, необходимую для проектирования и реконструкции сооружений, в виде карт, планов, цифровых моделей местности, которые и являются основой проектирования любых сооружений.

Билет №3. Форма и размеры Земли. Отвесная линия. Уровенная поверхность. Геоид. Референц-эллипсоид.

За форму Земли принято тело, ограниченное поверхностью океанов в их спокойном состоянии, продолженной и под материками, и называемое геоидом.

Поверхность, в каждой своей точке перпендикулярная к отвесной линии (направлению силы тяжести), называется уровенной поверхностью. Из множества уpовенных поверхностей одна совпадает с поверхностью геоида.

Из-за неравномерности распределения масс в земной коре геоид имеет неправильную геометрическую форму, и его поверхность нельзя выразить математически, что необходимо для решения геодезических задач. Поэтому геоид заменяют близкими к нему геометрически правильными поверхностями.

Так, для приближенных вычислений Землю принимают за шар. Радиус шара, равного по объему геоиду, равен R = 6371,11 км.

Ближе к форме геоида подходит эллипсоид – фигура, получаемая вращением эллипса вокруг его малой оси. Размеры земного эллипсоида характеризуют следующими основными параметрами: a - большая полуось, b - малая полуось и - полярное сжатие.

Различают общеземной эллипсоид и референц-эллипсоид.

Центр общеземного эллипсоида помещают в центре масс Земли, малую ось совмещают со средней осью вращения Земли, а размеры принимают такие, чтобы обеспечить наибольшую близость поверхности эллипсоида к поверхности геоида. Общеземной эллипсоид используют при решении глобальных геодезических задач, и в частности при обработке спутниковых измерений. Референц-эллипсоид – эллипсоид, принятый для конкретной страны, как наиболее близкий к ее поверхности. При определении параметров референц-эллипсоида совмещения центров эллипсоида и Земли не добиваются.

В России с 1946 г. в качестве референц-эллипсоида используется эллипсоид Красовского с параметрами: а = 6 378 245 м, в = 6 356 863 м(малая полуось), a=(а-в)/а = 1/ 298,3.

Билет №5. Геоцентрические пространственные прямоугольные координаты.

Это пространственная прямоугольная система координат, представляющая собой геоцентрическую экваториальную систему координат, ось Z которой направлена на северный полюс Земли, а ось X – в точку гринвича G пересечения гринвичского меридиана с экватором. Полученная система координат (OXYZ) участвует в суточном вращении Зеемли, оставаясь неподвижной относительно точек земной поверхности, и потому удобна для определения положения объектов земной поверхности.

Билет №6. Система зональных прямоугольных координат.

Для решения задач инженерной геодезии от пространственных и геодезических координат переходят к более простым - плоским координатам, позволяющим изображать местность на плоскости и определять положение точек двумя координатами х и у.

Поскольку выпуклую поверхность Земли изобразить на плоскости без искажений нельзя, введение плоских координат возможно только на ограниченных участках, где искажения так малы, что ими можно пренебречь.

В России принята система прямоугольных координат, основой которой является равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса. Поверхность эллипсоида изображается на плоскости по частям, называемым зонами. Зоны представляют собой сферические двуугольники, ограниченные меридианами, и простирающиеся от северного полюса до южного (рис. 2.3). Размер зоны по долготе равен 6°. Центральный меридиан каждой зоны называется осевым.

Долгота осевого меридиана зоны с номером N равна:l₀ = 6°× N - 3° .

Осевой меридиан зоны и экватор изображаются на плоскости прямыми линиями. Осевой меридиан принимают за ось абсцисс x, а экватор - за ось ординат y. Их пересечение (точка О) служит началом координат данной зоны. Чтобы избежать отрицательных значений ординат, координаты пресечения принимают равными x₀ = 0, y₀ = 500 км, что равносильно смещению оси х к западу на 500 км.

Чтобы по прямоугольным координатам точки можно было судить, в какой зоне она расположена, к ординате y слева приписывают номер координатной зоны.

Билет №11. План и карта. Цифровая модель местности, цифровая и электронная карты.

Планом называется уменьшенное подобное изображение горизонтальной проекции небольшого участка местности.

Для составления плана местности расположенные на ней точки проецируют на уровенную поверхность по направлению отвесных линий. Ввиду малости участка отвесные линии оказываются практически параллельными, а фрагмент уровенной поверхности может рассматриваться как плоскость. Полученную проекцию местности уменьшают и изображают на плане. Степень уменьшения характеризуется масштабом плана.

Картой называют уменьшенное и обобщённое изображение на плоскости всей земной поверхности или значительных её частей. Для изготовления карты объекты местности проецируют на поверхность земного эллипсоида и полученное изображение переносят на плоскость. Такой перенос невозможно выполнить без искажений. Каковы будут искажения, определяется картографической проекцией – законом перехода от геодезических координат объектов к плоским координатам карты. В геодезии чаще всего пользуются равноугольными (или иначе - конформными) проекциями, сохраняющими без искажений углы и очертания малых объектов. Карты классифицируют также по виду изображения на них меридианов и параллелей. В конических проекциях параллели изображаются концентрическими окружностями, а меридианы – радиальными прямыми, углы между которыми пропорциональны разностям долгот. В цилиндрических проекциях линии меридианов и параллелей изображаются взаимно перпендикулярными прямыми.

Топографические карты в России издают в поперечной цилиндрической проекции Гаусса - конформной проекции, в которой прямыми линиями без искажений изображаются осевой меридиан зоны и экватор.

В условиях применения компьютерных технологий, наряду с изображениями местности на бумажных носителях - картами и планами, используются их цифровые аналоги.

Цифровой моделью местности (ЦММ) называется представленное в виде цифровых кодов и хранимое на магнитных носителях логико-математическое описание местности, адекватное по содержанию плану местности. Основным содержанием ЦММ является топографическая информация: координатыи высоты точек, очертания объектов, их свойства. ЦММ содержит и общую информацию - название участка, система координат и высот, номенклатура.

Цифровой картой называют цифровую модель значительного участка земной поверхности, сформированную с учётом генерализации изображаемых объектов и принятой картографической проекции.

Электронной картой называется изображение местности на экране дисплея, полученное на основе цифровой карты

Билет №1. Предмет и задачи геодезии. Её связь с другими науками.

Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности и в околоземном пространстве, проводимых для определения формы и размеров Земли, отображения ее поверхности или отдельных частей в виде обычных карт, планов, профилей или цифровых компонентов геоинформационных систем, используемых для инвентаризации, проектирования, строительства и управления объектами и сооружениями.

В теории и практике геодезии широко используются средства и методы математики, астрономии, информатики и геоинформатики, физики, электроники, географии, геофизики и других смежных наук.