6.2.2. Топографические съемки

Съемкой называется комплекс геодезических измерительных действий, выполняемых на местности с целью изображения ее в виде карт и планов.

Для выполнения съемки на участке работ предварительно создается опорная геодезическая сеть с густотой пунктов соответственно масштабу. Относительно опорных пунктов определяется положение точек местности. До 16в. опорные точки определяли путем астрономических наблюдений. Приборы для этого метода были громоздкими и измерения требовали значительного времени.

К началу 16в. все европейские карты были двух видов: портуланы и дорожные карты. В конце 15в. в Сент Дье (на Рейне) была организована маленькая группа интеллектуалов, которая разрабатывала новые методы съемок. В этой группе был и Вальдземюллер. Группой был разработан метод определения положения взаимосвязанных точек на большом пространстве как основа для съемок. Этот метод нашел отражение в книгах первой половины 16в., написанных людьми, связанными с чтением лекций в различных университетах.

Разработанный в 16в. метод триангуляции упростил создание опорной сети и ускорил выполнение съемки. Съемка выполнялась топографическая, то есть, снимался и рельеф, с соблюдением масштаба, позволявшего использовать измерительные свойства карт. Сначала масштабы стали вводить на военных картах (1540-1570). На гражданских картах масштабы стали указывать с 70-х годов 16 столетия. Точное соблюдение масштаба на плане впервые дал Леонардо да Винчи при съемках в 1502-1504гг.

При выполнении работ происходило совершенствование приборов и процесса съемки. В Англии начало систематического картографирования положили Кристофер Сакстон (1542-1610) и Джон Норден (1548-1626). Сакстон в 1584г. опубликовал генеральную карту Англии на 20 листах, которая использовалась более 150 лет. Его карты были ориентированы на север. Норден выполнил градусные измерения. Он известен не только как картограф, но и как изобретатель «триангуляционного столика» для измерения расстояний. Это устройство он рекомендовал для путешествующих.

Для этого периода характерно хранение в тайне использующихся методов, поэтому не было подробных описаний их. Но известно, что съемки производились с помощью диоптры и компаса.

Инструменты для съемки.

Построение прямого угла на местности осуществлялось с помощью реек, угольников, квадратов или веревок с отмеченными отрезками. Для этих целей были разработаны инструменты с двумя группами фиксированных визиров под прямым углом друг к другу. Эти инструменты являются естественным продолжением римской громы. В них визирование осуществлялось либо по выемке (каналу), либо с помощью диоптрийных устройств. Инструменты назывались «землемерный крест», они использовались до 20в. при съемках, строительстве, их изготовляли из дерева или металла.

В первой половине 17в. во Франции применялся восьмигранный землемерный крест, названный экером (от лат. строить квадрат). С помощью его можно было строить не только прямые, но и углы 45,135,180. Позднее экеры делали простые и отражательные – зеркальные и призменные.

С помощью экера можно было решать следующие задачи:

1. Построение на местности правильных геометрических фигур: прямоугольника, треугольника, окружности, эллипса, спирали.

2. Определение неприступных расстояний.

3. Определение точки пересечения двух линий.

4. Проведение перпендикулярных и параллельных линий.

5. Съемка местности.

Кроме экера и землемерного креста при съемках применяли:

1. Угломерный круг, разделенный на 4 или 8 частей с соответствующим числом диоптров, привинчивался к столу.

2. Квадрант с отвесом.

3. Компас

4. Цепь с кольцами на концах, для удерживания и десятью колышками.

5. Несколько кольев или вех для обозначения на местности пунктов.

6. Записная книга для черчения снимаемых объектов и записи результатов измерений.

В конце 18в. при съемках стали использовать теодолит.

3. Геодезия в 18в.

В 16-17вв. прогресс в геодезических знаниях происходил медленно, применяемые приборы и методы были несовершенными. В 18в. геодезия в целом сложилась как наука. Во Франции значительный вклад в прогресс геодезии внесли Пикар и династия Кассини – 4 поколения. Ими была составлена точная топографическая карта на всю территорию страны на астрономо-геодезической основе. Прежде всего был избран в качестве начального меридиан, проходящий через Ферреро (Канарские острова). Королевским указом он был утвержден в 1634г. и до 1789г. был обязательным для моряков, астрономов и картографов. Затем были выполнены точные астрономические наблюдения по всей территории Франции. Основой при картографировании служили астрономические и геодезические пункты, полученные путем построения сети триангуляции.

Первый из династии Кассини Джан продолжил градусные измерения по Парижскому меридиану, начатые Пикаром. Жак Кассини, представитель во втором поколении, впервые высказал идею о сплошной триангуляции на всей территории Франции, которую можно было бы использовать как в целях градусных измерений, так и в качестве основы создаваемой карты страны. В 1763г. он с сыном приступили к осуществлению этой идеи. Он также впервые выполнил градусные измерения по параллели. Если первые два поколения Кассини создавали научную основу карты Франции в основном астрономическим путем, то последующие поколения – геодезическим путем. Цезарь Кассини в книге «Новая карта, содержащая главные треугольники, служащие для основания геометрического описания Франции», опубликованной в 1744г. изложил программу и принцип создания топографической карты Франции на триангуляционной основе и пути ее реализации. С 1747г. началась реализация этого проекта. Топографическая карта создавалась методом мензульной съемки и была завершена к концу 18в., она состояла из 182 листов масштаба 1:86400. Продажа отдельных листов карты началась практически сразу по мере выполнения съемки.

Цезарь Кассини предложил для стран Европы в качестве общего масштаб карты 1:1000000, но осуществилось это лишь спустя 200 лет. Точность карты Кассини была значительно выше все других создававшихся ранее. В измерениях он использовал более совершенный инструмент – медный градуированный горизонтальный круг с телескопом на алидаде и «микрометрическим» отсчетом, съемку подробностей местности производили на мензуле. При Наполеоне стали создавать карту в масштабе 1:80000, создание которой было завершено в 1866г. На третьем этапе стали создавать карту в масштабе 1:25000, первые публикации которой появились в 1906г., а завершено создание ее в 1979г.

В конце 18 – начале 19вв. топографические съемки стали выполнять во многих странах.