Баварский математик и геодезист (1862–1951)
Себастьян Финстервальдер (4 октября 1862 г. – 4 декабря 1951 г.) был немецким математиком и гляциологом. Признанный «отцом фотограмметрии ледников»; [1] [2] он был пионером в использовании повторной фотографии в качестве временного инструмента для измерения геологии и структуры Альп и их ледниковых потоков. [3] Разработанные им методы измерения и полученные им данные до сих пор используются для обнаружения доказательств изменения климата . [4] [5] [a] [7] [8]
Жизнь
Себастьян Финстервальдер родился 4 октября 1862 года в Розенхайме , сын Иоганна Непомука Финстервальдера, мастера-пекаря из Антдорфа близ Вайльхайма , Верхняя Бавария , и Анны Амман из Розенхайма. [9] Он умер 4 декабря 1951 года в Мюнхене [10] ). [11] Он был баварским математиком и геодезистом . [12] В 1892 году он женился на Франциске Маллепелл (ум. 1953) из Бриксена , Южный Тироль . Их двое сыновей работали в схожих областях: Рихард Финстервальдер [де] (1899-1963), профессор Технического университета в Ганновере и Мюнхене, и Ульрих Финстервальдер (1897-1988), инженер-строитель .
Будучи страстным любителем гор, Финстервальдер заинтересовался, благодаря влиянию своего друга Э. Рихтера, альпийскими окаменелостями как индикаторами геологии и структуры Альп и их ледников. Его стремление к точным, но и менее затратным измерениям движения ледников привело его к гляциологическим применениям фотограмметрии в геодезии . [ 13]
В 1886 году, в возрасте 24 лет, он получил докторскую степень в Тюбингенском университете под руководством алгебраического геометра Александра фон Брилля . Финстервальдер заметил, что анализ « проблемы гомографии » Рудольфа Штурма (1869) может быть использован для решения задачи 3D-реконструкции с использованием сопоставления точек на двух изображениях; что является математической основой фотограмметрии.
Финстервальдер был пионером геодезических исследований в высоких горах. В возрасте 27 лет он провел первый проект по картированию ледника в Вернагтфернере в Эцтальских Альпах , Австрия.
Исследования и применение фотограмметрии
После работы итальянского инженера Пио Паганини из Военного географического института [b] и других, [c] Финстенвальдер усовершенствовал методы реконструкции и измерения трехмерных объектов по фотографическим изображениям.
В 1891 году он был назначен профессором Мюнхенского технического университета , сменив своего учителя А. Фосса на кафедре аналитической геометрии, дифференциального и интегрального исчисления (проработав в университете сорок лет до 1931 года). В следующем году он женился и завершил первую запись баварского ледника в Веттерштайнгебирге и Берхтесгаденских Альпах .
Он применил технику фотограмметрии планшета в дополнение к обычной геодезической съемке, с помощью нового легкого, точного фототеодолита , который он разработал для высокогорных приложений. Устройство было основано на прототипе фототеодолита, разработанного Альбрехтом Мейденбауэром [de] (1834-1921) для архитектурных приложений. С 1890 года Финстервальдер также использовал аэрофотосъемку , [16] восстановив топографию области Гарс-ам-Инн в 1899 году по паре фотографий с воздушного шара, используя математические расчеты многих точек на изображениях. [17]
В 1897 году Финстервальдер обратился к Немецкому математическому обществу и описал некоторые результаты проективной геометрии, которые он применял к фотограмметрии. [18] Его теория больших треугольных сеток стала известна как «метод полей Финстервальдера» (1915). Однако его аналитический подход был трудоемким, что побудило к разработке аналоговых приборов со стереоизмерениями, позволяющими быстрее проводить оптико-механическую реконструкцию массивов фотографических данных для определения точек объекта. [19] Этому способствовали новые технологии: стереокомпаратор Карла Пульфриха (1901) и стереоавтограф Эдуарда Риттера фон Ореля (1907), оба прибора были созданы компанией Carl Zeiss. [20]
В 1911 году он занял кафедру начертательной геометрии, отклонив предложения о назначении из Вены, Берлина и Потсдама.
Аэродинамика
Феликс Кляйн поручил Финстервальдеру, когда тот был профессором математики в Мюнхенском политехническом институте, написать об аэродинамике для его Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen (EMW) (пер. 'Энциклопедия математических наук, включая их приложения'). Статья, которую он представил в августе 1902 года, более чем за год до того, как Райты достигли управляемого полета, является пророческой в своих взглядах на математику, лежащую в основе этой новой области техники. Финстервальдер также работал с Мартином Куттой (1867-1944) в Мюнхенском институте, чтобы разработать формулы, относящиеся к подъемной силе на аэродинамическом крыле с точки зрения циркуляции вокруг него. Диссертация Кутты, завершенная в том же 1902 году, в которой принимал участие Финстервальдер, содержит теорему Кутты-Жуковского, описывающую подъемную силу крыла.
Ледниковый поток в Эцтальских Альпах
В 1922 году Финстервальдер составил карту топографии Эцтальских Альп [d], сосредоточившись на двух ледниках, а именно Гепатшфернер [de] и Вайсзеефернер [de] , используя стереофотограмметрию . [21] Во время этой работы он открыл каменный глетчер Ольгрубен [de] и каменный глетчер к северу от Круммгампеншпитце [de] . [22] В 1923 и 1924 годах Финстервальдер измерил профиль скорости потока через каменный глетчер Ольгрубен. [23] [24] Благодаря усилиям Финстервальдера, каменный ледник Ольгрубен стал объектом значительно расширенного продольного исследования скорости потока, имеющего большое значение для изучения климата, [25] с повторными исследованиями, проведенными Вольфгангом Пиллевицером в 1938, 1939 и 1953 годах с использованием фотограмметрии, [26] и которые все еще продолжаются с использованием современных методов спутникового позиционирования. [27] Его сын Рихард помогал в проекте по картированию в Эцтальских Альпах и продолжил исследования своего отца.
Другие вклады
Под его руководством Баварская международная комиссия по геодезии провела точные измерения силы тяжести с помощью относительных гравиметров по всей Баварии .
Почести
- 1965 В его честь названа средняя школа Финстервальдер в его родном Розенхайме.
- В его честь назван ледник Финстервальдер .
- 1915 Президент Немецкого математического общества.
- В 1943 году Германское общество геодезии наградило Гельмерта памятной медалью за выдающиеся достижения .
- 1938 Астероид 1482 (Себастьяна) был назван в его честь.
Публикации
- Финстервальдер, С. (1890) «Die Photogrammetrie in den italienischen Hochalpen», Mittheilungen des Deutschen und Österreichischen Alpenvereins, vol. 16, № 1, 1890, стр. 6–9.
- Финстервальдер С., Мюре Э. (1901). Периодические изменения ледников. VIme Rapport, 1900. Extrait des Archives des Sciences Physiques et Naturelles 106/4 (12), 118–131.
- Финстервальдер С., Мюре Э. (1902). Периодические изменения ледников. VIIme Rapport, 1901. Extrait des Archives des Sciences Physiques et Naturelles 107/4 (14), 282–302.
- Финстервальдер С., Мюре Э. (1903). Периодические изменения ледников. VIIIme Rapport, 1902. Extrait des Archives des Sciences Physiques et Naturelles 108/4 (15), 661–677.
- Финстервальдер, С., (1928) Geleitworte zur Karte des Gepatschferners. Zeitschrift für Gletscherkunde, 16, 20–41.
Смотрите также
Примечания
- ^ Наземная (наземная или ближнего действия) фотограмметрия была одним из первых успешных методов обнаружения и количественной оценки изменений поверхности каменных глетчеров. Скорость потока была типичным параметром, полученным из этого. Двумерная или даже трехмерная кинематика поверхности каменного глетчера необходима для реологических моделей. В последние годы активные каменные глетчеры также стали объектом исследований изменения климата. Потепление климата влияет на скорость потока/ползучести каменных глетчеров, которые, таким образом, можно рассматривать как индикаторы изменения окружающей среды в горных регионах. Таяние подповерхностного льда вызывает понижение поверхности, что в худшем случае может привести к активной оползневой деятельности и даже полному обрушению поверхности каменного глетчера. [6]
- ^ Финстервальдер заметил в 1890 году, что в Италии тысячи квадратных километров альпийской территории уже были фотографически обследованы — и в Германии это почти никто не заметил. Больше всего Финстервальдера поразило мастерство, с которым топографы IGM [Istituto Topografico Militare] преобразовали фотографии в карты. Любой, кто интересуется картографией, «с величайшим удовольствием погрузится во множество деталей этой карты и никогда не перестанет восхищаться точностью и верностью, с которой все подслушано у природы». [14]
- ^ Фотограмметрия — искусство проведения измерений с использованием изображений — это задача определения объекта или его размеров с помощью фотографий. Предварительная работа над этой проблемой была проделана Ламбертом в том, что он называл «инвертированием перспективы», и Ботаном-Бопре (1791-1793). При съемке эти методы впервые опробовал А. Лосседат (1852-59). Начиная с 1855 года И. Порро начал разрабатывать инструменты для фотограмметрии. А. Мейденбауэр вывел архитектурную фотограмметрию на высокий уровень. В. Йордан17 и К. Коппе подошли к проблеме с точки зрения геодезии, а Г. Хаук подошел к ней с теоретической точки зрения. Фотограмметрией в больших масштабах занимался в Италии Л. П. Паганини с 1880 года, а в Канаде Э. Девиль с 1889 года. С. Финстервальдер занимался аэрофотограмметрией с воздушных шаров с 1890 года. К. Пульфрих использовал стереоскопию с 1890 года. А. Лосседат собрал материалы по истории фотографических методов и оборудования. [15]
- ^ В этих Альпах был найден « Ледяной человек Эци » — хорошо сохранившаяся природная мумия человека, жившего около 3300 г. до н. э.
Ссылки
- ^ Бруннер, К., 2006. Karten dokumentieren den Rückzug der Gletscher seit 1850. В: К. Криц, В. Картрайт, А. Пухер и М. Кинбергер (ред.), Kartographie als Kommunikationsmedium. Wiener Schriften zur Geography und Kartographie, 17, Институт географии и регионального развития, Венский университет, стр. 191–200.
- ^ Риннер К. и Буркхардт Р. (редакторы), 1972. Gletscherphotogrammetrie. В: Handbuch der Vermessungskunde. Фотограмметрия, диапазон III a/2, на немецком языке, JB Metzlersche Verlagsbuchhandlung, Штутгарт, стр. 1428–1470.
- ^ Konecny, G. (2014). Геоинформация: дистанционное зондирование, фотограмметрия и географические информационные системы. CRC Press.
- ^ Кайзер, Т. (2014). Последствия изменения климата для ледников Цугшпитце на юге Германии. 12-й выпуск• Август 2014 г.
- ^ Баварские ледники в изменении климата - отчет о состоянии. Баварское государственное министерство окружающей среды и здравоохранения, Мюнхен, 2012, стр. 21
- ^ Кауфманн, В. (2012) «Эволюция мониторинга каменных глетчеров с использованием наземной фотограмметрии: пример каменного глетчера Äußeres Hochebenkar (Австрия)» Австрийский журнал наук о Земле , том 105/2, Вена, 2012, стр. 63–7
- ^ Кюттерлинг, А. Томас, А. (2006) Мониторинг изменений высоты и объема ледника с помощью цифровой фотограмметрии и ГИС на леднике Гепатшфернер, Австрия Международный журнал дистанционного зондирования Том 27, Выпуск 19, 2006
- ^ Финстервальдер, С., (1928) Geleitworte zur Karte des Gepatschferners. Zeitschrift für Gletscherkunde , 16, 20–41.
- ^ (на немецком языке) Führung durch «Rosenheim wird Stadt». Архивировано 23 апреля 2021 г. в Wayback Machine.
- ^ (на немецком языке) Финстервальдер, Себастьян Математикер, * 4.10.1862 Розенхайм/Инн, † 4.12.1951 Мюнхен. (католический) Deutsche Biography
- ^ Вальтер ГОФМАН: Себастьян Финстервальдер, в: Neue Deutsche Biography Bd. 5, С. 166-167. [Вальтер Хофманн Себастьян Финстервальдер, в: Новая немецкая биография, том 5, стр. 166–167. ]
- ^ Роберт Зауэр / Макс КНАЙССЛ: Себастьян Финстервальдер, в: Jahrbuch der Bayerischen Akademie der Wissenschaften für 1952, S. 200-204. [Роберт Зауэр / Макс КНЕЙСЛ Себастьян Финстервальдер, в: Ежегодник Баварской академии наук, 1952, стр. 200–204.]
- ^ Альбертц, Дж. (2010). 100 лет Немецкому обществу фотограмметрии, дистанционного зондирования и геоинформации . Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformatione.V., ISBN 978-3-00-031038-6 , 144 стр.
- ^ Альбертц, Дж., 2010. 100 лет Немецкому обществу фотограмметрии, дистанционного зондирования и геоинформации. Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformatione.V., ISBN 978-3-00-031038-6 , 144 стр.
- ^ Финстервальдер, С. (1906) Фотограмметрия. В: Encyklopcidie der Mathematischen Wissenschaften mit Einschluft ihrer Anwendungen. Группа VI, часть 1, геофизика и геофизика. Лейпциг: Б. Г. Тойбнер 1906–1925. стр. 98–116.]
- ^ Кнайсль, М. (1942) Себастьян Финстервальдер zum 80. Geburtstag. Bildmessung und Luftbildwesen. 11, 53–64.
- ^ Финстервальдер, С.: Eine Grundaufgabe der Photogrammetrie und ihre Anwendung auf Ballonaufnahmen. Абх. Байер. Акад. Висс., 2. Абт. 22, 225–260 (1903).
- ^ Финстервальдер, С. (1897) Die geometrischen Grundlagen der Photogrammetrie. Jahresber deutsch Math-Verein. 6 (2), 1-41
- ^ Конечны, Г. (2002) Геоинформация: дистанционное зондирование, фотограмметрия и географические информационные системы. CRC Press. стр. 9
- ^ Финстервальдер был научным руководителем доктора Генриха Эрфле (1884–1923), немецкого оптика, который большую часть своей карьеры провел в компании Carl Zeiss.
- ^ Финстервальдер, С., (1928) Geleitworte zur Karte des Gepatschferners. Zeitschrift für Gletscherkunde, 16, 20–41.
- ^ (на немецком языке) Östliche Krummgampenspitze 3090 м 10135 футов.
- ^ Финстервальдер, С., (1928) Geleitworte zur Karte des Gepatschferners. Zeitschrift für Gletscherkunde, 16, 20-41
- ^ Пиллевайзер, В. (1957). Untersuchungen an Blockströmen der Ötztaler Alpen. В: Э. Фелс (редактор), Geomorphologische Abhandlungen: Otto Maull zum 70. Geburtstage gewidmet. Abhandlungen des Geographischen Instituts der Freien Universität Berlin, 5, стр. 37–50.
- ^ Фишер, Андреа (2013) «Долгосрочный мониторинг ледников на испытательных участках LTER Hintereisferner, Kesselwandferner и Jamtalferner и других ледниках в Тироле: источник дополнительной информации для изучения биологической сукцессии». В Plant Ecology & Diversity , том 6, выпуск 3-4, декабрь 2013 г., страницы 537-547 Опубликовано онлайн: 27 сентября 2013 г.
- ^ Пиллевайзер, В. (1957). Untersuchungen an Blockströmen der Ötztaler Alpen. В: Э. Фелс (редактор), Geomorphologische Abhandlungen: Otto Maull zum 70. Geburtstage gewidmet. Abhandlungen des Geographischen Instituts der Freien Universität Berlin, 5, стр. 37–50: см. рисунок 2.
- ^ Хаусманн, Х., Крайнер, К., Брюкль, Э. и Мостлер, В. (2007). Ползучесть двух альпийских каменных ледников – наблюдение и моделирование (Эцтальские и Штубайские Альпы, Австрия). В: В. Кауфманн и В. Зульцер (редакторы), Материалы 9-го Международного симпозиума по картографии дистанционного зондирования высокогорных территорий. Grazer Schriften der Geographie und Raumforschung, 43, Институт географии и региональных наук, Университет Граца, 145–150.
Литература и ссылки
- Селигман, Г. (1949) Исследования ледникового потока. Исторический очерк. Geografiska Annaler, т. 31, Ледники и климат: геофизические и геоморфологические очерки, Wiley / Шведское общество антропологии и географии, стр. 228–238
- Кауфманн, В. (2012) Эволюция мониторинга каменных глетчеров с использованием наземной фотограмметрии: пример каменного глетчера Äußeres Hochebenkar (Австрия) Австрийский журнал наук о Земле Том 105/2 Вена 2012 стр. 63–77
- Кожа Чарльз Стегер: Астрономическая и физическая геодезия, том 5 «Руководства по геодезии» (ред. Джордан Эггерт Кнейссль, изд. JBMetzler, Штутгарт, 1969 г.)
- Вальтер Вельш и др. Оценка измерений геодезического мониторинга. Руководство по инженерной геодезии (ред. М.Мёзер, Х.Шлеммер и др.), Wichmann-Verlag Heidelberg, 2000.
- Г. Клаус, в: Zs. ф. Vermessungswesen, 1932, С. 721-26 (П);
- Р. Релен, Х. Хесс и. М. Лагалли, в кн.: Зс. ф. Глетшеркде. 20, 1932, С. IX-XXI (П)
- О. против Грубера, в: SF z. 75. Geburtstag, Festschr. д. Дт. Гес. ф. Фотограмметрия, 1937 год;
- М. Кнайсль, SF z. 80. Geburtstag, в: Bildmessung u. Luftbildwesen 17, 1942, S. 53-64 ( vollst. W- Verz., 123 № )
- дер., в: Зс. ф. Vermessungswesen 77, 1952, С. 1-3 (П)
- Ричард Финстервальдер, в: SB d. Байер. Ак. д. Висс., 1953, с. 257;
- ders., в: Geist u. гештальт, биогр. Бтрр. з. Геш. д. Байер. Ак. д. Висс...II, 1959, С. 65-69 (Л)
- G. Faber, ebd., S. 34 f. (P ebd. III, S. 183);
- Погг. IV-VII а. – Слг. математика. Modelle v. F. im Math. Инст. д. ТД Мюнхен.