Что принимается за начало отсчета абсолютных высот
Тема: Общие сведения по геодезии. Предмет геодезии
1. Что такое геодезия
_______ Геодезия – это наука об измерениях на земной поверхности, выполняемых для изучения общей фигуры Земли, для составления планов и карт, для решения инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.
_______ В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, топографию, инженерную геодезию, аэрофотогеодезию, картографию и космическую геодезию.
_______ Высшая геодезия занимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей.
_______ Топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности.
_______ Инженерная геодезия занимается вопросами геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при монтаже оборудования, при наблюдениях за вертикальными и горизонтальными смещениями инженерных сооружений и технологического оборудования.
_______ Аэрофотогеодезия занимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материалам фотографирования Земли.
_______ Картография занимается изучением методов составления, издания и использования карт.
_______ Космическая геодезия занимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орбитальных станций и межпланетных кораблей.
_______ Геодезия имеет тесную связь с другими научными дисциплинами: математикой, астрономией, физикой, механикой, автоматикой, электроникой, географией, фотографией и черчением.
2. Предмет геодезии. Понятие о форме и размерах Земли
_______ Геоид – это геометрическое тело, ограниченное уровенной поверхностью.
 |
_______ Уровенная поверхность – поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах, которые находятся в спокойном состоянии, продолженная под материками.
 |
3. Способы изображения земной поверхности. Метод проекций в геодезии
_______ При изучении действительной поверхности Земли точки местности проецируют отвесными линиями на поверхность земного эллипсоида. Так как уровенная поверхность радиусом до 20 км может быть заменена плоскостью, при относительно небольших площадях, точки местности проецируют на горизонтальную плоскость. Положение полученных проекций точек может быть определено координатами.
_______ В результате перенесения точек на плоскость длины линий заменяют их горизонтальными проекциями, называемыми горизонтальными проложениями ; пространственные углы заменяются плоскими, и вся фигура заменяется проекцией на горизонтальную плоскость (рис. 2).
 |
4. Системы координат, принятые в геодезии
_______ В геодезии применяются следующие системы координат:
• Географическая система координат,
• Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера,
• Полярная система координат.
4.1. Географические координаты
 |
_______ С помощью географических координат, то есть широт ( φ ) и долгот ( λ ), определяют положение точки относительно экватора и начального меридиана.
_______ Широтой (φ) точки называется угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора.
_______ Долготой (λ) точки называется двугранный угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью начального меридиана.
4.2. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера
_______ Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс (x), изображение экватора – за ось ординат (y). За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором.
Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера
 |
 |
_______ Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоугольные координаты, и, наоборот.
4.3. Полярная система координат
_______ В полярной системе координат используются полярные углы и расстояния. Подробнее эта система будет рассмотрена в последующих лекциях.
5. Системы высот, принятые в геодезии
_______ Абсолютная высота – длина перпендикуляра, опущенного из точки на уровенную поверхность, принятую за начало отсчета (поверхность эллипсоида).
 |
 |
 |
6. Ориентирование линий
_______ Ориентировать линию – значит определить ее направление относительно исходного меридиана.
_______ Азимуты изменяются от 0º до 360º.
_______ Азимут одной и той же линии в разных ее точках различен. Меридианы разных точек не параллельны между собой, так как они сходятся в точках полюсов. Отсюда азимут линии в разных ее точках имеет разное значение. Угол между направлениями двух меридианов называется сближением меридианов и обозначается γ.
 |
_______ Для перехода от магнитного азимута к истинному надо знать величину и название склонения магнитной стрелки δ. Склонение магнитной стрелки указывается в зарамочном оформлении листа топографической карты.
_______ Дирекционным углом называется горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии ему параллельной по часовой стрелке до направления данной линии. Обозначается буквой α.
_______ Дирекционные углы бывают прямыми и обратными (рис.10).
 |
_______ Обратный дирекционный угол вычисляется по формуле:
 |
_______ Румбом называется острый угол, отсчитываемый от ближайшего направления осевого меридиана (северного или южного) до данной линии (r).
Румб всегда сопровождается названием четверти, в которой расположена линия (рис. 11).
 |
7. Съемки
_______ Для составления планов и карт необходимо на местности производить геодезические измерения. Комплекс таких измерений называется съемкой.
Абсолютная и относительная высота
Что такое абсолютная и относительная высота
Для более точного изображения рельефа при составлении топографических карт и планов местности используются специальные условные обозначения.
Поскольку Земля имеет неоднородную поверхность – горы, равнины, холмы и впадины, то каждый объект, находящийся на планете, имеет собственные координаты и определение уровня высоты, которые помогают человеку более точно описать особенности земной поверхности.
Высота является одним из самых важных географических показателей, определяющих положение объекта на местности для создания объемного рельефа на плоской карте.
Что такое нулевая поверхность
Любые объекты на карте имеют особую отметку высоты – «над» или «ниже» уровня моря. Что это за точка и как она определяется?
Уровень моря – это средняя величина, вычисляемая из уровней всех водоемов Мирового океана, находящихся в спокойном состоянии.
Измерения проводятся при помощи специальных приборов, отмечающих уровень воды по отношению к отвесной линии.
Поскольку уровень мирового океана зависит от многих факторов, то для определения среднего значения необходимо сверять данные на протяжении многих лет.
Учеными выделено несколько уровней: прилив, отлив, среднесуточный, среднегодовой и т.д. После чего, на основе многолетних исследований вычисляется среднемноголетний уровень мирового океана, который и принимается за начальную точку отсчета при измерении высот.
Опираясь на заключения специалистов, на картах и планах ставятся пометки «выше» или «ниже» уровня моря.
Из этого следует, что определение размещения объекта в пространстве по отношению к уровню моря является разницей между нулевой координатой и конечной точкой измерения.
Что такое абсолютная и относительная высота
Абсолютная высота – это расстояние от начальной координаты, где точкой отсчета является среднегодовой уровень моря или океана, до измеряемого объекта.
Относительная высота – это расстояние от любой точки, принимаемой за нулевую отметку, до измеряемого объекта.
Разница между относительной и абсолютной высотой называется нивелированием.
Чем относительная высота отличается от абсолютной
Исходя из определений высот, становится понятно, что различие между абсолютной и относительной высотой заключается в начальной точке отсчета. В случае с абсолютной высотой за начальную точку принимается среднегодовой уровень моря или океана, находящегося в спокойном состоянии. Также отличительной чертой абсолютной высоты является то, что она может иметь как положительное (если объект расположен выше точки отсчета), так и отрицательное значение (если объект расположен ниже уровня моря).
В то же время при определении относительной высоты, точкой отсчета является произвольная плоскость, имеющая координаты, отличные от уровня моря. Из этого следует, что относительная высота может иметь только положительное значение, поскольку является высотой одного объекта только по отношению к другому, расположенному на земной поверхности.
Как определяется абсолютная высота
Для определения абсолютной высоты ученые используют уровень моря, который принимается за нулевую отметку. В некоторых местах, удаленных от водоемов, устанавливаются знаки с обозначением абсолютных координат, от которых, при необходимости, можно отталкиваться при измерении точного уровня вертикальной плоскости до нужной отметки.
Как определяется относительная высота
Для определения относительной высоты используется специальная линейка – нивелир, представляющий собой рейку, высотой 1метр. К ее верхней части под прямым углом прикреплена короткая планка, которая позволяет установить рейку перпендикулярно измеряемого объекта.
Для измерения высоты нивелир устанавливается в начальной точке, принимаемой за нулевую отметку, и, развернув планку в сторону объекта измерения для проведения визуальной линии – горизонтального продолжения планки. Верхняя точка отрезка является следующей отправной точкой измерения. Таким образом, действия нужно повторять до достижения вершины измеряемого объекта. Путем сложения количества высот переставляемого нивелира вычисляется общая высота объекта.
При отсутствии специальной линейки можно воспользоваться любым другим предметом с известной высотой. Кроме того, измерить относительную высоту можно даже при помощи собственного роста.
Как определяется абсолютная высота в России
Поскольку ученые выяснили, что уровень водной поверхности в разных странах имеет некоторые отличия, то на территории России и стран бывшего СССР для определения абсолютной высоты объектов используется среднемноголетний уровень Балтийского моря и сообщающихся с ним водоемов, который принимается за начальную точку отсчета. Для его определения ученые используют специальный прибор – футшток, который установлен в г.Кронштадт.
Самые высокие абсолютные высоты мира
Гора Джомолунгма
Эта гора занимает первое место среди горных вершин земной поверхности, ее высота составляет 8848м. Она является частью горной системы Гималаи, разделяющий Тибетский автономный округ (Китай) и Непал. Поскольку для многих это место тесно связано с религией, гора имеет множество названий, данных разными народами, но самое популярное среди них – Эверест. Кроме того, гора входит в состав национального парка Непала –Сагарматха.
Из-за своей высоты, гора кажется непокорной человеку, что ежегодно манит все больше новых искателей приключений. Но, не смотря на грозный и неприступный вид, подъем на Эверест не несет большой опасности профессиональным альпинистам, но и не будет для них очень легким, поскольку со всех склонов периодически сходят ледяные лавины, формирующиеся на высоте около 5000м.
Высота г.Чогори составляет 8614м, что позволяет ей занимать 2-е место по высоте среди мировых горных вершин, хотя много лет назад она считалась самой высокой горой Земли. Чогори расположена на границе Пакистана и Китая и входит в состав горной системы Каракорум.
Естественно, альпинисты всего мира пытались покорить неприступную гору еще с начала XX века, но достичь ее вершины впервые смогли итальянцы в 1954г. Самым сложным и опасным маршрутом долгое время считалось восхождение по западному склону, но и его вскоре одолели альпинисты-экстремалы.
Горный массив Канченджанга
Канченджанга – это объединенный участок горной системы, имеющий 5 вершин, 4 из которых высотой более 8 тыс.м. Самая высокая из них имеет высоту более 8586м и занимает 3-е место среди высочайших гор на поверхности Земли. Находится горный массив в Гималаях и каждая вершина имеет собственное название: самая низкая – Кангбачен (7900м), а остальные – Канченджанга Центральная (8480 м), Канченджанга Южная (8490 м), Канченджанга Западная (8500 м).
Канченджанга является одной из самых опасных гор, где во время восхождений погибает почти каждый 5-й альпинист. Несмотря на опасность, в 1955г. участники экспедиции из Великобритании впервые смогли подняться на вершину Канченджанга.
Гора Лхоцзе
Одна из вершин горной цепи Гималаи – г.Лхоцзе по праву занимает 4-е место среди самых высоких гори является одной из самых труднодоступных гор для восхождения. Также как и Эверест, она граничит с Китаем и Непалом, а также является частью национального парка Сагарматха.
Гора имеет форму пирамиды с 3-мя гранями, которые разделены скалистыми образованиями – гребнями. Самым высоким считается восточный гребень, увенчанный 3-мя вершинами, превышающими высоту 8000м: Лхоцзе-Шар (8380 м), Лхоцзе Средняя (8410 м) и Лхоцзе Главная (8520 м). Высотой горы принято считать ее наивысшую отметку – 8520м.
К началу 2000-х гг.не более 250 человек решились покорить горную вершину Лхоцзе, но удачно завершили восхождение только ¼ часть пытавшихся. К сожалению, не менее 10 человек погибли при попытке покорить вершину горы.
Гора Макалу
Гора Макалу, расположенная в 20км от Эвереста, занимает 5-е место среди самых высоких гор Земли. Также является частью горной цепи Гималаи и граничит с Непалом и Китаем.
В горный массив включены 2 вершины, высота которых превышает отметку в 8000м: Восточная, с высотой 8010м и Главная – высотой 8480м. высота главной вершины считается абсолютной высотой горы.
Не смотря на то, что гора не является самой высокой, далеко не каждый альпинист решиться на покорение ее вершины. Из тех, кто попробовал достичь верхней точки, желаемого добивались лишь 1/3 часть любителей экстрима.
Самые высокие абсолютные высоты России
Множество вершин, признанных самыми высокими горами России, являются частью одной системы гор – Большой Кавказ, разделяющей Каспийское и Черное море.
Эльбрус
Гора Эльбрус является не только самой высокой точкой на территории России, ее абсолютная высота достигает отметки 5640м, но и затухшим древним вулканом, который когда-то внушал неподдельный ужас, но на сегодняшний день покрытым ледяной коркой, местами достигающей толщины более 200м. Эльбрус входит в состав Бокового хребта Кавказского массива гор и имеет 2 вершины – восточная и западная. Их высота отличается всего лишь на 20м.
Дыхтау
Это 2-я по высоте гора в России, ее вершина находится на расстоянии 5200м выше уровня моря. В переводе с балкарского название горы звучит как «крутая гора», что точно определяет ее суть. Со стороны гора выглядит очень строго – темные гранитно-гнейсовые породы разбавлены полосами жемчужно-белого снега и увенчаны сизыми облаками, которые скрывают вершину горы, уходящую далеко за их пределы.
По сложности восхождения Дыхтау не уступает ощущениям при первом взгляде на чопорную красавицу, облаченную в мрачные одежды. Альпинисты проложили не менее 10 различных маршрутов к вершине, но каждый имеет свои нюансы и ни один из них не подходит для новичков, для его покорения необходимо иметь уровень подготовки выше среднего.
Коштантау
Третьим лидером по высоте в России является г.Коштанау. Ее высота составляет 5150м над уровнем моря. Иногда гора одаривает посетивших ее скалолазов прекрасными погодными условиями и относительной легкостью преодоления пути, но чаще всего гора покрыта плотным ледяным покрывалом, что значительно осложняет восхождение альпинистов-покорителей.
Первое восхождение по склонам Коштанау закончилось гибелью нескольких альпинистов. С того времени, все маршруты, проложенные к вершине горы имеют повышенный уровень сложности.
Пик Пушкина
Пик Пушкина – это вершина горы, находящейся в центре Бокового Кавказского хребта и расположенной в Кабардино-Балкарии в составе массива гор Дыхтау. Ее высота достигает отметки в 5100м над уровнем моря.
Начинающие альпинисты предпочитают покорять вершину по южному склону, в то время как северная сторона открывает путешественникам наиболее живописные пейзажи, припрятав дополнительные трудности во время восхождения.
Джангитау
Джангитау, что в переводе означает «новая гора» – это одна из горных вершин срединной части Главного Кавказского хребта, разделяющей Грузию и Россию и 5-я по высоте гора на территории РФ. Высота ее основной вершины составляет 5090м над уровнем моря. Гора Джангитау является центральной точкой горного массива Безенгийская стена и самой опасной горой для альпинистов. Проложенные тропы подходят для восхождения только самым опытным альпинистам, поскольку уровень сложности маршрутов достигает критичной отметки. Многие восхождения имели трагический финал.
Еще одной точкой для определения высоты является центр Земли. Такой способ используется крайне редко. При этом, из-за сжатия Земли в районе полюсов, идентификация высот над уровнем моря теряет свою актуальность. В этом случае самой удаленной точкой от центра земного шара становится вулкан Чимборассо, расположенный в Республике Эквадор.
Тема: Системы координат и высот принятые в геодезии
ЛЕКЦИЯ 1
Тема: Общие сведения по геодезии. Предмет геодезии
1. Что такое геодезия
Геодезия– это наука об измерениях на земной поверхности, выполняемых для изучения общей фигуры Земли, для составления планов и карт, для решения инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.
В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, топографию, инженерную геодезию, аэрофотогеодезию, картографию и космическую геодезию.
Высшая геодезиязанимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей.
Топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности.
Инженерная геодезия занимается вопросами геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при монтаже оборудования, при наблюдениях за вертикальными и горизонтальными смещениями инженерных сооружений и технологического оборудования.
Аэрофотогеодезиязанимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материалам фотографирования Земли.
Картография занимается изучением методов составления, издания и использования карт.
Космическая геодезиязанимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орбитальных станций и межпланетных кораблей.
Геодезия имеет тесную связь с другими научными дисциплинами: математикой, астрономией, физикой, механикой, автоматикой, электроникой, географией, фотографией и черчением.
2. Предмет геодезии. Понятие о форме и размерах Земли
Предметом геодезии является планета Земля. Общая площадь Земли – 510 млн км 2 ; 71% поверхности Земли – это моря и океаны, 29% – суша. При определении положения точек земной поверхности обычно относят их к общей фигуре Земли, которую называют геоидом.
Геоид– это геометрическое тело, ограниченное уровенной поверхностью.
Уровенная поверхность – поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах, которые находятся в спокойном состоянии, продолженная под материками.
Уровенная поверхность в каждой своей точке перпендикулярна к отвесной линии, проведенной через эту точку.
Фигура геоида в геометрическом отношении является весьма сложной, однако она очень близка к эллипсоиду вращения. Такой эллипсоид получается в результате вращения вокруг малой полуоси эллипса РQP1Q1 (рис. 1).
Эти величины определяют форму и размеры Земли. В 1946 году были приняты размеры земного эллипсоида, вычисленные группой российских ученых под руководством профессора Ф.Н. Красовского. Эти размеры: а = 6 378 245 м,
b = 6 356 863 м.
3. Способы изображения земной поверхности. Метод проекций в геодезии
На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются пространственными формами, изобразить их на бумаге в виде плоской карты или плана достаточно непросто. Способы изображения земной поверхности на плоскости основываются на методе проекций.
При изучении действительной поверхности Земли точки местности проецируют отвесными линиями на поверхность земного эллипсоида. Так как уровенная поверхность радиусом до 20 км может быть заменена плоскостью, при относительно небольших площадях, точки местности проецируют на горизонтальную плоскость. Положение полученных проекций точек может быть определено координатами.
В результате перенесения точек на плоскость длины линий заменяют их горизонтальными проекциями, называемыми горизонтальными проложениями; пространственные углы заменяются плоскими, и вся фигура заменяется проекцией на горизонтальную плоскость (рис. 2).
4. План, карта, профиль.
При изображении небольшого участка земной поверхности радиусом до 20 км его проецируют на горизонтальную плоскость. Полученную горизонтальную проекцию участка в уменьшенном виде наносят на бумагу. Ошибки, возникающие в этом случае за счет кривизны Земли, находятся в пределах самой высокой точности линейных измерений и поэтому не имеют практического значения.
Чертеж, дающий в подобном и уменьшенном виде изображения горизонтальной проекции участка местности, называется планом.
При изображении на плоскости значительных территорий проектирование их производят уже на сферическую поверхность, которую затем развертывают в плоскость. При этом получают определенные искажения контуров.
Уменьшенные изображения на плоскости значительных участков поверхности, полученные с учетом кривизны Земли, называются картами.
При составлении карт по определенным математическим законам строят сетку меридианов и параллелей, называемую картографической сеткой, внутри которой располагают изображаемые контуры. Наличие такой сетки служит признаком карты. Классификация карт и планов:
Планы и карты с изображением контуров и рельефа называют топографическими. Планы с изображением только контуров называются контурными или ситуационными.Карты, на которых изображены географические объекты, называются географическими.Карты и планы, на которых имеется дополнительная информация называются специальными (например климатические).
Для проектирования сооружений линейного типа необходимо знать рельеф по оси сооружения. В этом случае строится профиль.
Профилемназывается изображение на бумаге в уменьшенном виде вертикального разреза местности.
ЛЕКЦИЯ 2
Тема: Системы координат и высот принятые в геодезии.
Системы координат, принятые в геодезии
В геодезии применяются следующие системы координат:
· Географическая система координат
· Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера,
· Полярная система координат.
4.1. Географические координаты
С помощью географических координат, то есть широт (φ) и долгот (λ), определяют положение точки относительно экватора и начального меридиана.
Широтой (φ) точки называется угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора.
Долготой(λ) точки называется двугранный угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью начального меридиана.
Широта отсчитывается по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от 0º до 90º. К северу от экватора широта называется северной, к югу – южной.
Долгота отсчитывается от меридиана, проходящего через Гринвич на окраине Лондона. Долгота отсчитывается по дуге экватора или параллели от начального меридиана в сторону востока и запада от 0º до 180º. Долгота к востоку от Гринвичского меридиана называется восточной долготой, к западу – западной. Широты и долготы определяют положение любой точки на земной поверхности и выражаются в угловой мере. Географические координаты определяются из астрономических наблюдений и, а также с помощью геодезических измерений.
4.2. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера
При геодезических работах на больших территориях применяется зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера(рис. 3). Для этого земной шар делится меридианами на шестиградусные или трехградусные зоны (рис. 4). Счет зон ведется к востоку от Гринвичского меридиана. Каждая зона проецируется на плоскость таким образом, чтобы средний меридиан зоны был изображен прямой линией. Средний меридиан зоны называется осевым.
Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс, изображение экватора – за ось ординат. За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором.
Чтобы не иметь отрицательных ординат, ординату осевого меридиана принимают равной 500 км. Перед ординатой точки указывается номер зоны, в которой точка расположена.
Зональная система плоских прямоугольных координат
Гаусса–Крюгера
Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоугольные координаты, и, наоборот.
4.2. Полярная система координат
В полярной системе координат используются полярные углы и расстояния. Подробнее эта система будет рассмотрена в последующих лекциях.
5. Системы высот, принятые в геодезии
Для полного определения положения точек земной поверхности необходимо знать высоты точек над принятой уровенной поверхностью. Высоты точек, которые определяются относительно поверхности эллипсоида (по отвесной линии), называются абсолютными высотами.
Абсолютная высота – длина перпендикуляра, опущенного из точки на уровенную поверхность, принятую за начало отсчета (поверхность эллипсоида).
За начало счета абсолютных высот принимается нуль Кронштадтского футштока (средний уровень воды в Балтийском море). Такая система высот называется Балтийской.
Уровень Балтийского моря установленный по данным многолетних наблюдений и отмеченный награвированной чертой на металлической пластине, вмурованной в гранитный устой одного из мостов через обводной канал в Кронштадте, является началом счета высот уже третий век. Если счет высот ведется от другой уровенной поверхности, такая высота называется относительной высотой.
Числовые значения абсолютных высот точек земной поверхности называют отметками. Разность абсолютных высот двух любых точек называют превышением (h).
В строительстве для отдельных зданий счет высот ведется от чистого пола первого этажа.
ЛЕКЦИЯ 3
Дата добавления: 2018-04-05 ; просмотров: 1805 ; Мы поможем в написании вашей работы!