Основы геодезии: карты, масштабы и системы координат

1.

Геодезия
Γεωδαισία— «деление земли», от γῆ «Земля» + δαΐζω «делю́»

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10. Геодезия- это наука об определении фигуры, размеров и гравитационного поля Земли.  

Г е о д е з и я - э то наука об определении фигуры, размеров и
гравитационного поля Земли.

11.

• Геодезия бывает следующих видов:
• Высшая геодезия. Занимается изучением формы, размеров Земли в глобальном масштабе. Исследует
гравитационное поле планеты, движение полюсов, смещение тектонических плит и другие
процессы. geotogeo.ru
• Топография. Направление изучает земную поверхность. Топографы создают карты, планы местности, на
которых отображаются рельеф, природные, искусственные объекты (реки, дороги, здания и т.
д.). geotogeo.ru
• Инженерная геодезия. Прикладное направление, которое играет ключевую роль в строительстве и
проектировании. Она включает в себя геодезические работы на всех этапах строительства: от изысканий и
разметки участка до контроля за возведением сооружений. geotogeo.ru
• Кадастровая геодезия. Связана с землеустройством и недвижимостью. Она занимается определением
границ земельных участков, их площадей, координат. geotogeo.ru
• Космическая геодезия. Современное направление, которое использует данные спутников и космических
аппаратов для изучения Земли, других небесных тел. geotogeo.ru
• Гидрографическая геодезия. Занимается изучением водных объектов: рек, озёр, морей, океанов. Она
включает в себя измерение глубин, составление карт дна, изучение подводного рельефа. geotogeo.ru
• Фотограмметрия. Это метод геодезии, который использует фотографии, изображения для создания карт,
трёхмерных моделей. С помощью аэрофотосъёмки и спутниковых снимков можно быстро и точно изучать
большие территории. geotogeo.ru

12.

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ – наука,
предметом изучения которой является
комплекс
геодезических
работ,
выполняемых
при
изысканиях,
кадастре, межевании, проектировании,
строительстве,
эксплуатации
инженерных сооружений;
при монтаже технологического
оборудования, при поисках, разведке,
разработке и охране природных
ресурсов.

13.

Топографические
карты и планы

14. Топографи́ческая карты — уменьшенное изображение физической поверхности Земли на плоскости, по определенным математическим

Топографи́ ческая карты — уменьшенное изображение физической
поверхности Земли на плоскости, по определенным
математическим законам.
Карта, план, схема-это проекция

15. Картографические проекции

Наша планета имеет форму геоида – в упрощении эллипсоида, сплюснутого на полюсах шара.
Чтобы представить ее поверхность как плоскость, картографы придумывают различные
методы, которые и называются проекциями. Проекции описываются с помощью
математических формул.
Почему проекций так много? Все дело в искажениях. Любая картографическая проекция
искажает площади, углы, расстояния или все параметры вместе, но в меньшей степени.
Давайте рассмотрим их типы.
Картографическая проекция – это математический способ
изображения шарообразной земной поверхности на плоскости.

16.

Искажения возникают из-за способа
передачи сферических координат на
плоскость. Сферу можно описать с
помощью цилиндра, конуса или плоскости.
Соответственно, проекции могут
быть цилиндрическими,
коническими и азимутальными.

17.

18.

проекцию Pseudo Mercator,
которая получила второе
название Web Mercator – в
ней сделаны практически
все веб-карты, в том числе
Google Maps. На ней, чем
ближе территория к
полюсам, тем больше ее
размер – меньше всего
искажены экваториальные
области. Такие искажения
появляются потому, что
координаты переносятся со
сферы на плоскость
цилиндра, который
опоясывает ее. В этом
случае центральная часть
цилиндра плотно прилегает
к экватору, а его края
наиболее удалены от
полюсов.

19.

Эта проекция подходила в качестве основы для
раннего веб-картографирования, потому что
она имеет удобную квадратную форму при
усечении полярных областей. Где бы вы ни
находились на карте, вверх - это север, низ - юг,
а запад и восток всегда слева и справа. В
больших масштабах конформность означает,
что квадратные здания остаются квадратными.
Это создает привлекательную согласованность
с точки зрения разработки программного
обеспечения и позволяет избежать некоторой
путаницы, которая возникает при других
проекциях.
Но для карт мира эта проекция не оптимальна.
Например, остров Элсмир в канадской Арктике
показан примерно такого же размера, как
Австралия. Если вы захотите сравнить столицу
Норвегии Осло, расположенную на 59,9139°
северной
широты,
с
Сингапуром,
расположенным на 1,3521° северной широты,
вы обнаружите, что Осло выглядит на 75%
больше Сингапура в том же масштабе карты.
Картографы шутят: ничто не сделало больше для
величия России, чем проекция Web Mercator.

20.

Современные карты составляются в
электронном виде с использованием
аппаратов дистанционного зондирования
Земли, спутниковой глобальной системы
позиционирования (GPS либо ГЛОНАСС) и
т. д. Однако сущность картографии
остается прежней - это изображение
объектов
на
карте,
позволяющее
однозначно
идентифицировать
их,
определив положение при помощи
привязки к той или иной системе
географических
координат.
Неудивительно поэтому, что одной из
основных и самых распространенных
сегодня
картографических
проекций
является равноугольная цилиндрическая
проекция
Меркатора,
впервые
примененная для создания карт четыре с
половиной века назад

21.

22.

Проекция Гаусса-Крюгера – это поперечная цилиндрическая
равноугольная картографическая проекция, разработанная
немецкими учёными Гауссом и Крюгером. Применение этой проекции
даёт возможность практически без существенных искажений
изобразить довольно значительные участки земной поверхности и,
что очень важно, построить на этой территории систему плоских
прямоугольных координат.

23.

24.

На сайте The True Size
of…
(Настоящий
размер…) вы можете
проверить
размеры
континентов и стран на
карте
относительно
друг
друга: https://thetruesize
.com/. Проделайте и вы
этот
эксперимент:
перенесите территорию
России
в
область
экватора, и вы увидите,
что искажения у этой
карты колоссальные.

25.

В
проекции
Гаусса-Крюгера
поверхность
эллипсоида на плоскости отображается по
меридианным зонам, ширина которых равна 6°
(для карт масштабов 1:500 000-1:10 000) и 3° (для
карт масштабов 1:5 000- 1:2 000). Меридианы и
параллели
изображаются
кривыми,
симметричными относительно осевого меридиана
зоны и экватора, однако их кривизна настолько
мала, что западная и восточная рамки карты
изображаются прямыми линиями.
Проекция Гаусса-Крюгера и Universal Transverse
Mercator (UTM) - это разновидности поперечноцилиндрической
проекции
(Transverse
Mercator). Воображаемый цилиндр, на который
происходит
проекция,
охватывает
земной
эллипсоид
по
меридиану,
называемому
центральным
(осевым)
меридианом зоны. Зона - это участок земной
поверхности, ограниченный двумя меридианами.
Обе проекции делят земной эллипсоид на 60 зон
шириной 6°. Зоны нумеруются с запада на восток,
начиная с 0°: зона 1 простирается с меридиана 0°
до меридиана 6°, ее центральный меридиан 3°.
Зона 2 - с 6° до 12°, и т. д. Нумерация
номенклатурных листов начинается с 180°,
например, лист N-39 находится в 9-й зоне.
Проекция Гаусса-Крюгера также известна как
эллипсоидальная версия поперечной проекции
Меркатора, потому что она аналогична проекции
Меркатора, за исключением того, что в проекции
Гаусса-Крюгера цилиндр касается сферы или
эллипсоида вдоль меридиана, а не вдоль
экватора.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

масштаб
номенклатура

32. МАСШТАБ

М
А
С
Ш
МАСШТАБ
МА
СШ
ТА
Б

33.

34. Масштаб это-

35.

36.

37.

1:10 000
1 мм-10м
1 см-100 м
0,1 мм-1 м
1:5 000
1 мм-5м
1 см-50 м
0,1 мм-0,5 м
1:2 000
1 мм1 см0,1 мм-

38.

39. Системы координат

40.

Координатами
называются
линейные
или
угловые величины, определяющие положение точки
на плоскости или в пространстве.
Определение своего местоположения, также
положения какого-либо объекта и указания этого
положения на карте производится с помощью
системы координат
Координаты указываются
оформлении карты
в
межрамочном

41. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ ПРЯМОУГОЛНЫЕ КООРДИНАТЫ ПОЛЯРНЫЕ КООРДИНАТЫ

42. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОДЗИЧЕСКИХ КООРДИНАТ

Геодезические координаты — это
координаты точек земной поверхности,
определённые путём геодезических
измерений.

43.

Географической широтой B
точки называется острый угол,
образованный плоскостью экватора и
нормалью к поверхности эллипсоида
в данной точке.
Широты отсчитываются по дуге
меридиана к северу и к югу от
экватора от 0° на экваторе до 90° у
полюсов.
В северном полушарии – северные
широты, в южном – южные широты.
Линии, соединяющие точки земной
поверхности одинаковой широты,
называется параллелями.

44.

Географической долготой L точки
называется двугранный угол,
образованный плоскостью
начального меридиана и плоскостью
геодезического меридиана данной
точки
За начальный меридиан принят
меридиан,
проходящий
через
астрономическую обсерваторию в
Гринвиче (около Лондона). Все точки
на земном шаре, расположенные к
востоку от начального меридиана
имеют восточную долготу от 0° до
180° а к западу – западную долготу,
также от 0° до 180°.
Линии, соединяющие точки земной
поверхности одинаковой долготы,
называются меридианами.

45.

Нулевой меридиан Эратосфен провел через греческий остров в Средиземном море – Родос,
который находился в центре первых карт, составленных Эратосфеном. Страны к югу от Родоса он
назвал «южными», а к северу — «северными». К югу от Родоса расположена Александрия, где
Эратосфен возглавлял знаменитую библиотеку древности, еще южнее был город Сиена,
современный Асуан. Расстояние между этими городами отец географии использовал для
расчётов размеров Земли.
В эпоху географических открытий значение нулевого меридиана расширилось: он стал разделять
Новый и Старый свет. В 1541 году Герард Меркатор на созданном им земном глобусе изобразил
начальный меридиан проходящим через один из Канарских островов – Фуэртевентура к западу
от Испании. В картах мира в качестве точки отсчёта использовались Азорские острова, острова
Зелёного Мыса и другие объекты.
«Для государственных и региональных карт до 1884 года в разных странах использовались
свои собственные национальные нулевые меридианы, которые часто были связаны с
крупными обсерваториями: в Англии — Гринвичский меридиан, во Франции — Парижский
меридиан, в Испании – Мадридский меридиан»,
В Российской империи за нулевой меридиан в 1844 году был принят Пулковский меридиан, ведь
именно Пулковская обсерватория на окраине Санкт-Петербурга была и остаётся основной
обсерваторией Российской академии наук.

46.

47.

48.

B=48043`58``с.ш.
L=66036`17`` в.д.

49.

ПЛОСКИИЕ ПРЯМОУГОЛНЫЕ КООРДИНАТЫ
Это линейные величины,
определяющие положение
объекта на плоскости относительно
принятого начала координат —
пересечения двух взаимно
перпендикулярных прямых
(координатных осей Х и Y).
(абсцисса X и ордината У)

50.

Система плоских прямоугольных координат является зональной. Она установлена
для каждой шестиградусной зоны, на которые делится поверхность Земли при
изображении её на картах в проекции Гаусса, и предназначена для указания
положения изображений точек земной поверхности на плоскости (карте) в этой
проекции.
Началом координат в зоне является точка пересечения осевого меридиана с
экватором, относительно которой и определяется в линейной мере положение всех
остальных точек зоны.
Ось Х — осевой меридиан зоны, ось Y — экватор, а точка пересечения осевого
меридиана с экватором — начало координат

51.

Проекция Гаусса — Крюгера — поперечная
цилиндрическая равноугольная
картографическая проекция, разработанная
немецкими учёными Карлом Гауссом и
Луи Крюгером.

52.

При
определении
координат
точек,
расположенных на территории России,
получилось, что все абсциссы имеют
положительное значение, а ординаты — часть
положительные, а часть отрицательные. Для
удобства во избежание отрицательных
ординат ось X (абсцисс) перенесли влево на
500 км.

53.

54.

55.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯРНЫХ КООРДИНАТ
Полярная система координат — это двумерная система координат, в которой положение точки на
плоскости задаётся расстоянием от начала координат (полюса) и дирекционным углом от
фиксированного направления

56. Система полярных координат

угол положения
α
А
• Система полярных координат
представляет собой точку
(полюс)- начало координат и
полярную ось – начальное
направление.
• За полюс может приниматься
любая точка местности (исходный
пункт движения, точка стояния,
наблюдательный пункт).
• Полярной осью служит
вертикальная линия координатной
сетки.
полярная ось
расстояние
полюс
полюс
• Положение любой точки на
местности или на карте в системе
полярных координат определятся
двумя координатами: углом
положения и расстоянием от
полюса до определяемой точки А.

57. Система полярных координат

Вертикальная
линия
координатной
сетки
α
0
• Дирекционный угол (α)
- угол между северным
направлением
вертикальной
линии
координатной сетки и
направлением
на
определяемую точку,
измеряемый на карте
по ходу часовой стрелки
от 0° до 360°

58. Определение объекта по полярным координатам

α
Ответ: юго-западная окраина н.п. Окунево (7112)

59. ПРОЖИТОЧНЫЙ МИНИМУМ

Как измерить Землю. Измерение
Земли. Размер и форма Земли