Menu

Historia geodezji

 

Początki geodezji sięgają 3-5 tysięcy lat przed naszą erą, kiedy to stało się istotne zmierzenie odległości, kąta prostego czy powierzchni kawałka pola uprawnego. Od początku ludzie zadawali sobie pytania o kształt i rozmiary Ziemi, a dzięki odkryciom geodezyjnym poznano jej prawdziwy kształt.

Greccy uczeni tacy jak: Anaksymander (ok. 610- 546r. p.n.e.), Pitagoras (ok.572- 497r. p.n.e.) i Arystoteles (384- 322r. p.n.e.) sformułowali tezę o kulistości naszej planety. Pierwszego pomiaru promienia Ziemi dokonał Eratostenes z Cyreny (ok. 275- 194r. p.n.e.), a następnie Posidonus. Eratostenes zauważył, że w czasie przesilenia letniego tyczka wbita pionowo w ziemię rzuca cień o różnej długości w miastach Syena i Aleksandria. Wykonując odpowiednie pomiary okazało się, że bardzo dokładnie obliczył odległość, która wynosiła 7420 km. Jedna z najstarszych map została znaleziona w wykopaliskach ruin miasta Go-Sur w Mezopotamii datowana na około 2400 – 2200 lat p.n.e. W III w. p.n.e. Heron (285-222 p.n.e) napisał pierwszy podręcznik geodezji praktycznejpt Dioptryko, a wiek później zostały ustalone pojęcia współrzędnych geograficznych.

W starożytnym Egipcie istniał podręcznik prezentujący zasady miernictwa, natomiast
w starożytnych Chinach istniała instytucja pomiaru i sporządzania map. W starożytnym Rzymie prace geodezyjne były wykonywane przy budowie drógi akweduktów. Zajmowały się tym osoby zwane agrimensori, których można uznać za prekursorów współczesnych geodetów. W okresie wczesnego średniowiecza Arabowie rozwinęli pomiary hydrograficzne, prowadzili obserwacje astronomiczno – geodezyjne. Około 1450 roku posługiwali się kompasem.

Wraz z rozwojem technologicznym, kiedy odkrywano nowe tereny, zadania geodety ulegały poszerzeniu o konieczność sporządzania map nowoodkrytych obszarów, dokładnego badania kształtu i rozmiarów Ziemi oraz badaniu dynamicznych zjawisk zachodzących w przyrodzie. Rozwój geodezji w Europie był wynikiem wzrastających potrzeb gospodarczych. Pod koniec XVI wieku Pedro Nunez wynalazł noniusz, co pozwoliło zwiększyć dokładność pomiaru kątów. Francuski uczony J. Fernel w 1528 roku wykonał pierwsze pomiary południka w Europie. W. Snellius w latach 1615 -1617 stworzył, w celu pomiaru południka, metodę triangulacji. Jest to metoda polegająca na określeniu wielkości wszystkich kątów i jednej długości w sieci składającej się z trójkątów. Służy on do określenia współrzędnych wszystkich punktów sieci triangulacyjnej.

Gerard Merkator (właściwie Geert de Kremer) był XVI-wiecznym flamandzkim geografem, który zasłynął jako autor mapy opartej na tzw. odwzorowaniu walcowym równokątnym. Zgodnie z tym pomysłem następuje prosty rzut powierzchni Ziemi na kształt walca, a następnie jego „rozwinięcie” w formę mapy. Południkom i równoleżnikom faktycznie znajdującym się na planecie na płaskiej mapie odpowiadają odcinki, pomiędzy którymi znajdują się kąty proste.

Dokładności w odwzorowaniu Merkatora na przykładzie Rosji.

W 1832 roku Carl Friedrich Gauss opracował układ jednostek i miar CGS (Centymetr Gram Sekunda), jak również odwzorowanie kartograficzne elipsoidy obrotowej na płaszczyznę.

W wieku XIX, XX i XXI wszechstronny rozwój nauki i techniki przyczynił się do dalszego rozwoju w geodezji. Powstały nowe dziedziny, takie jak fotogrametria i teledetekcja. Współczesny rozwój geodezji, dzięki możliwości stosowania komputerów i aparatury elektronicznej, skierowany jest na automatyzację zarówno czynności pomiarowych i obliczeniowych, jak i procesu graficznego opracowania wyników. Początek XXI wieku to wkroczenie geodezji w erę pomiarów satelitarnych.

Mapa AuthaGraph może wyglądać dziwnie, jest jednak najbardziej dokładną mapą, oddającą rzeczywisty obraz Ziemi oraz właściwe odległości na lądach i morzach. Prostokątna mapa świata AuthaGraph opracowana przez Hajime Narukawę w 1999 roku jest, obok mapy Dymaxion Buckminstera Fullera z 1946 roku,  kolejną współczesną próbą odwzorowania kuli ziemskiej na płaskiej powierzchni z możliwie jak najmniejszą ilością zniekształceń.

Geodezja jako nauka

W Polsce geodezja zaliczana do nauk technicznych albo do nauk o Ziemi jako część geografii, której częścią jest kartografia. 

Pochodzenie nazwy

Nazwa wprowadzona przez Arystotelesa, pochodzi z języka greckiego geo – Ziemia i daiso – będę dzielił.

Karta z książki Stanisława Grzepskiego „Geometria to jest miernicka nauka” wydanej w jęz. polskim w 1566 roku. W miarę rozwoju osadnictwa i zawłaszczania ziemi granice miały tendencje do przechodzenia od pasów rubieżnych do coraz ściślejszych granic linearnych.
Na ziemiach polskich wyznaczanie granic odbywano już w XII wieku w formie publicznej (tzw. ujazd, objazd), kiedy to panujący lub jego wysłannik oficjalnie obchodził lub objeżdżał granice, zlecając umieszczanie w wyznaczonych miejscach znaków granicznych. Ujazdy pojawiły się w okresie umacniania prawa własności ziemi oraz zanikania połaci ziemi nie eksploatowanej. Jeśli przebieg granicy nie pokrywał się z żadną naturalną wyodrębnioną formą terenową, tam zachodziła potrzeba wyznaczenia jej w sposób sztuczny. W tym celu np. ryto znaki na drzewach i kamieniach, splatano korony drzew, wkopywano drewniane pale i kamienne słupy, usypywano stożki ziemne lub kamienne, ustawiano głazy, kapliczki i krzyże. Bywało, że przebieg granicy utrwalano w ludzkiej pamięci specjalnymi ceremoniami, bo nie zawsze na okazję jej wytyczenia sporządzano dokument.
Dawniej do wyznaczania własności gruntu wykorzystywano również roślinność, którą obsadzano granice posiadłości. Do tego celu wykorzystywano powszechnie tarninę[3], co wpłynęło z kolei na nazewnictwo miejscowości w Polsce, które swoje nazwy wywodzą od tej rośliny; są to np.: Tarnów Opolski, Tarnowskie Góry oraz liczne miejscowości o nazwie Tarnów. Pierwszą książkę w języku polskim o geodezji oraz miernictwie, która poruszała praktyczne kwestie dotyczące wymierzania gruntu w budownictwie była wydana w 1566 roku „Geometria to jest miernicka nauka” Stanisława Grzepskiego. Kolejne dzieło o tej tematyce Geodesia distantiarum napisał w 1610 polski matematyk Jan Brożek, który na Uniwersytecie Krakowskim założył pierwszą w Polsce katedrę geodezji.

Obraz4

Geodezja (gr. γῆ gē „ziemia”, δαίω daiō „dzielę”)

Zadania geodezji

Uzyskanie, przetworzenie oraz rozpowszechnienie informacji o Ziemi jako planecie i środowisku geograficznym. Przekształcenie struktur przestrzennych z myślą o racjonalnej gospodarce przestrzennej z dominacją ładu przestrzennego i ekologicznego. Zapewnienie bezpiecznej eksploatacji budowli, a także wielu skomplikowanych konstrukcji.

Współczesne instrumenty pomiarowe

Uzyskanie, przetworzenie oraz rozpowszechnienie informacji o Ziemi jako planecie i środowisku geograficznym. Przekształcenie struktur przestrzennych z myślą o racjonalnej gospodarce przestrzennej z dominacją ładu przestrzennego i ekologicznego. Zapewnienie bezpiecznej eksploatacji budowli, a także wielu skomplikowanych konstrukcji.

Tachimetr elektroniczny umieszczany na statywie – instrument do pomiaru kątów i odległości.

Niwelator – instrument służący do niwelacji terenu

Zestaw do pomiaru GPS

Dron wirnikowiec

Dron płatowiec

Scanner stacjonarny

Scanner mobilny

Podział geodezji

Współczesna geodezja dzieli się na:

• geodezję niższą (geodezja ogólna, szczegółowa, miernictwo) – naukę o pomiarach wykonywanych na powierzchniach małych, o promieniu nie większym niż 15,6 km co obejmuje około 750 km², bez uwzględniania kulistości Ziemi.

• geodezję wyższą – naukę o pomiarach wykonywanych na wielkich obszarach, o powierzchni ponad 750 km², uwzględniających kulistość Ziemi,

Częściowo w ramach, a częściowo obok powyższego podziału wyróżniamy również inne działy geodezji, takie jak: astronomia geodezyjna (geodezja astronomiczna), fotogrametria i teledetekcja, geodezja gospodarcza, geodezja satelitarna, geodezja fizyczna i grawimetria geodezyjna, kartografia, rachunek wyrównawczy, topografia.

Działy geodezji możemy klasyfikować także ze względu na:

• rodzaj pomiarów:

o pomiary sytuacyjne (poziome)
o pomiary wysokościowe (pionowe)

• cel pomiarów:

o pomiary miejskie
o pomiary komunikacyjne
o pomiary hydrograficzne
o pomiary osnów
o pomiary topograficzne
o pomiary rolno-leśne (geodezja rolna, geodezja leśna)
o pomiary górnicze (geodezja górnicza)
o pomiary inwentaryzacyjne i realizacyjne (geodezja inżynieryjno-przemysłowa)

• stosowane metody:

o pomiary triangulacyjne
o pomiary poligonowe
o pomiary niwelacyjne
o pomiary tachimetryczne
* pomiary za pomocą scanningu laserowego
* pomiary z wykorzystaniem zdjęć lotniczych
* pomiary z wykorzystaniem systemów satelitarnych
o pomiary z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych

• wykorzystywane narzędzia:

o pomiary busolowe
o pomiary stolikowe
o pomiary teodolitowe
o pomiary niwelatorowe
o pomiary GPS z wykorzystaniem sieci (ASG EUPOS, TPI Net PRO, …) i systemów satelitarnych
(Gps, Glonass, Galileo, Compas, Beidou, …)
o pomiary z wykorzystaniem statków powietrznych (lotnicze i satelitarne)
* pomiary laserowe (stacjonarne i mobile)
* pomiary z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych (wirnikowce i płatowce).