_crop.jpg/1280px--BLMcareers_(21678771368)_crop.jpg)
Геодезия или землемерие — это техника, профессия, искусство и наука определения наземных двумерных или трехмерных положений точек , а также расстояний и углов между ними. Эти точки обычно находятся на поверхности Земли, и они часто используются для установления карт и границ собственности , местоположений, таких как обозначенные положения структурных компонентов для строительства или поверхностное расположение подземных объектов, или других целей, требуемых правительством или гражданским правом, таких как продажа недвижимости. [1]
Профессионал в области землеустройства называется геодезиста . Геодезисты работают с элементами геодезии , геометрии , тригонометрии , регрессионного анализа , физики , инженерии, метрологии , языками программирования и права. Они используют оборудование, такое как тахеометры , роботизированные тахеометры, теодолиты , приемники GNSS , ретрорефлекторы , 3D-сканеры , лидарные датчики, радиостанции, инклинометры , карманные планшеты, оптические и цифровые уровни , подповерхностные локаторы, дроны, ГИС и программное обеспечение для геодезии.
Геодезия была элементом развития человеческой среды с самого начала письменной истории . Она используется при планировании и выполнении большинства форм строительства . Она также используется в транспорте, коммуникациях, картографии и определении правовых границ для земельной собственности. Это важный инструмент для исследований во многих других научных дисциплинах.
Международная федерация геодезистов определяет функцию геодезии следующим образом: [2]
Геодезист — это профессиональное лицо, имеющее академическую квалификацию и технические знания для выполнения одного или нескольких из следующих видов деятельности:
- определять, измерять и представлять землю, трехмерные объекты, точечные поля и траектории;
- собирать и интерпретировать информацию о земле и географии,
- использовать эту информацию для планирования и эффективного управления землей, морем и любыми сооружениями на них; и,
- провести исследование вышеуказанных практик и разработать их.
Геодезия началась с тех пор, как люди построили первые крупные сооружения. В Древнем Египте растяжитель каната использовал простую геометрию для восстановления границ после ежегодных разливов реки Нил . Почти идеальная прямоугольность и ориентация с севера на юг Великой пирамиды в Гизе , построенной около 2700 г. до н. э. , подтверждают мастерство египтян в геодезии. Инструмент «грома» , возможно, возник в Месопотамии (начало 1-го тысячелетия до н. э.). [3] Доисторический памятник в Стоунхендже ( около 2500 г. до н. э. ) был установлен доисторическими геодезистами с использованием геометрии колышков и веревок. [4]
Математик Лю Хуэй описал способы измерения удаленных объектов в своем труде «Хайдао суаньцзин» или «Математическое руководство острова Море» , опубликованном в 263 году нашей эры.
Римляне признали землемерие как профессию. Они установили основные измерения, по которым была разделена Римская империя, такие как налоговый регистр завоеванных земель (300 г. н. э.). [5] Римские землемеры были известны как Gromatici .
В средневековой Европе обход границ поддерживал границы деревни или прихода. Это была практика сбора группы жителей и обхода прихода или деревни для установления коллективной памяти о границах. Юноши были включены, чтобы гарантировать, что память сохранится как можно дольше.
В Англии Вильгельм Завоеватель в 1086 году заказал Книгу Страшного суда. В ней были записаны имена всех землевладельцев, площадь земли, которой они владели, качество земли и конкретная информация о содержании и жителях местности. В нее не были включены карты с указанием точного местоположения.
Абель Фуллон описал планшет в 1551 году, но считается, что этот инструмент использовался и раньше, поскольку его описание относится к развитому инструменту.
Цепь Гюнтера была введена в 1620 году английским математиком Эдмундом Гюнтером . Она позволяла точно измерять и наносить на карту участки земли для юридических и коммерческих целей.
Леонард Диггес описал теодолит , измерявший горизонтальные углы, в своей книге «Геометрическая практика под названием Пантометрия» (1571). Джошуа Хабермель ( Эразм Хабермель ) создал теодолит с компасом и штативом в 1576 году. Джонатан Сиссион был первым, кто включил телескоп в теодолит в 1725 году. [6]
В XVIII веке начали использоваться современные методы и инструменты для геодезии. Джесси Рамсден представил первый точный теодолит в 1787 году. Это был инструмент для измерения углов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Он создал свой большой теодолит, используя точную делительную машину собственной конструкции. Теодолит Рамсдена представлял собой большой шаг вперед в точности инструмента. Уильям Гаскойн изобрел инструмент, который использовал телескоп с установленным перекрестием в качестве целевого устройства, в 1640 году. Джеймс Уатт разработал оптический измеритель расстояния в 1771 году; он измерял параллактический угол , из которого можно было вывести расстояние до точки.
Голландский математик Виллеброрд Снеллиус (он же Снелль ван Ройен) ввел современное систематическое использование триангуляции . В 1615 году он измерил расстояние от Алкмара до Бреды , приблизительно 72 мили (116 км). Он недооценил это расстояние на 3,5%. Съемка представляла собой цепочку четырехугольников, содержащую всего 33 треугольника. Снелл показал, как можно скорректировать плоские формулы, чтобы учесть кривизну Земли . Он также показал, как выполнить резекцию или вычислить положение точки внутри треугольника, используя углы, отбрасываемые между вершинами в неизвестной точке. Их можно было измерить точнее, чем пеленги вершин, которые зависели от компаса. Его работа заложила идею съемки первичной сети контрольных точек и последующего размещения вспомогательных точек внутри первичной сети. Между 1733 и 1740 годами Жак Кассини и его сын Сезар провели первую триангуляцию Франции. Они включили в себя повторную съемку дуги меридиана , что привело к публикации в 1745 году первой карты Франции, построенной на строгих принципах. К этому времени методы триангуляции были хорошо известны для местного картографирования.
Только к концу XVIII века детальные триангуляционные сетевые обследования картографировали целые страны. В 1784 году группа генерала Уильяма Роя из Управления артиллерийского надзора Великобритании начала Первичную триангуляцию Британии . Для этой съемки был построен первый теодолит Рамсдена. Съемка была окончательно завершена в 1853 году. Великая тригонометрическая съемка Индии началась в 1801 году. Индийская съемка оказала огромное научное влияние. Она была ответственна за одно из первых точных измерений участка дуги долготы и за измерения геодезической аномалии. Она назвала и нанесла на карту гору Эверест и другие вершины Гималаев. Геодезия стала профессиональным занятием, пользующимся большим спросом на рубеже XIX века с началом промышленной революции . Профессия разработала более точные приборы для помощи в своей работе. Проекты промышленной инфраструктуры использовали геодезистов для прокладки каналов , дорог и железных дорог.
В США Закон о земле 1785 года создал Систему публичной съемки земли . Она легла в основу деления западных территорий на секции, чтобы разрешить продажу земли. PLSS разделил штаты на тауншипные сетки, которые в свою очередь делились на секции и доли секций. [1]
Наполеон Бонапарт основал первый кадастр континентальной Европы в 1808 году. Он собрал данные о количестве участков земли, их стоимости, использовании земли и названиях. Эта система вскоре распространилась по всей Европе.
_(cropped).jpg/1280px-Camp_of_surverying_party_at_Russel's_Tank,_Arizona,_on_eastern_slope_of_Laja_Range,_1,271_miles_from_Missouri_River._(Boston_Public_Library)_(cropped).jpg)
Роберт Торренс представил систему Торренса в Южной Австралии в 1858 году. Торренс намеревался упростить земельные сделки и обеспечить надежные титулы через централизованный реестр земель. Система Торренса была принята в нескольких других странах англоязычного мира. Геодезия стала все более важной с появлением железных дорог в 1800-х годах. Геодезия была необходима для того, чтобы железные дороги могли планировать технологически и финансово жизнеспособные маршруты.
В начале века геодезисты усовершенствовали старые цепи и тросы, но они все еще сталкивались с проблемой точного измерения больших расстояний. Тревор Ллойд Уодли разработал теллурометр в 1950-х годах. Он измеряет большие расстояния с помощью двух микроволновых передатчиков/приемников. [7] В конце 1950-х годов Geodimeter представила электронное оборудование для измерения расстояний (EDM). [8] Устройства EDM используют многочастотный фазовый сдвиг световых волн для определения расстояния. [9] Эти приборы устранили необходимость в днях или неделях цепных измерений, измеряя расстояние между точками, находящимися на расстоянии километров друг от друга, за один раз.
Достижения в области электроники позволили миниатюризировать EDM. В 1970-х годах появились первые приборы, объединяющие измерение углов и расстояний, которые стали известны как тахеометры . Производители постепенно добавляли больше оборудования, что приводило к улучшению точности и скорости измерений. Основные достижения включают компенсаторы наклона, регистраторы данных и бортовые программы расчетов.
Первой спутниковой системой позиционирования была система TRANSIT ВМС США . Первый успешный запуск состоялся в 1960 году. Главной целью системы было предоставление информации о местоположении подводным лодкам с ракетами Polaris . Геодезисты обнаружили, что они могут использовать полевые приемники для определения местоположения точки. Редкое спутниковое покрытие и крупногабаритное оборудование делали наблюдения трудоемкими и неточными. Главным применением было установление ориентиров в отдаленных местах.
ВВС США запустили первые прототипы спутников Глобальной системы позиционирования (GPS) в 1978 году. GPS использовала более крупное созвездие спутников и улучшенную передачу сигнала, тем самым повышая точность. Ранние наблюдения GPS требовали нескольких часов наблюдений статичным приемником для достижения требований к точности съемки. Более поздние усовершенствования как спутников, так и приемников позволили проводить съемку в режиме реального времени (RTK). Съемки RTK обеспечивают высокоточные измерения с использованием фиксированной базовой станции и второй подвижной антенны. Положение подвижной антенны можно отслеживать.
Основными используемыми методами остаются теодолит , тахеометр и RTK GPS- съемка .
Дистанционное зондирование и спутниковые изображения продолжают совершенствоваться и дешеветь, позволяя более широкое использование. Известные новые технологии включают трехмерное (3D) сканирование и топографические съемки на основе лидара . Также появляются технологии БПЛА и фотограмметрической обработки изображений.
Основными геодезическими инструментами, используемыми во всем мире, являются теодолит , измерительная лента , тахеометр , 3D-сканеры , GPS / GNSS , уровень и рейка . Большинство инструментов привинчиваются к штативу при использовании. Рулетки часто используются для измерения небольших расстояний. Также используются 3D-сканеры и различные формы аэрофотосъемки.
Теодолит — это инструмент для измерения углов. Он использует два отдельных круга , транспортиров или алидад, для измерения углов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Телескоп, установленный на цапфах, выравнивается вертикально с целевым объектом. Вся верхняя часть вращается для горизонтального выравнивания. Вертикальный круг измеряет угол, который телескоп образует по отношению к вертикали, известный как зенитный угол. Горизонтальный круг использует верхнюю и нижнюю пластины. При начале съемки геодезист направляет инструмент в известном направлении (пеленг) и зажимает нижнюю пластину на месте. Затем инструмент может вращаться для измерения пеленга на другие объекты. Если пеленг неизвестен или требуется прямое измерение угла, инструмент можно установить на ноль во время первоначального визирования. Затем он будет считывать угол между исходным объектом, самим теодолитом и предметом, с которым выравнивается телескоп.
Гиротеодолит — это разновидность теодолита, которая использует гироскоп для ориентации при отсутствии опорных меток. Используется в подземных работах.
Тахеометр представляет собой усовершенствованную версию теодолита с электронным дальномерным устройством (EDM). Тахеометр может использоваться для нивелирования при установке на горизонтальную плоскость. С момента своего появления тахеометры перешли от оптико-механических к полностью электронным устройствам. [10]
Современные топовые тахеометры больше не нуждаются в отражателе или призме для возврата световых импульсов, используемых для измерения расстояния. Они полностью роботизированы и могут даже отправлять данные о точках по электронной почте на удаленный компьютер и подключаться к спутниковым системам позиционирования , таким как Глобальная система позиционирования . Системы GPS с кинематической обработкой в реальном времени значительно увеличили скорость съемки, и теперь они имеют горизонтальную точность в пределах 1 см ± 1 ppm в реальном времени, в то время как по вертикали она в настоящее время составляет около половины от этого и составляет 2 см ± 2 ppm. [11]
GPS-съемка отличается от других применений GPS используемым оборудованием и методами. Статическая GPS использует два приемника, размещенных на определенном месте в течение значительного периода времени. Длительный промежуток времени позволяет приемнику сравнивать измерения по мере движения спутников по орбите. Изменения по мере движения спутников по орбите также обеспечивают измерительную сеть хорошо обусловленной геометрией. Это создает точную базовую линию , которая может быть более 20 км в длину. RTK-съемка использует одну статическую антенну и одну подвижную антенну. Статическая антенна отслеживает изменения в положении спутников и атмосферных условиях. Геодезист использует подвижную антенну для измерения точек, необходимых для съемки. Две антенны используют радиосвязь, которая позволяет статической антенне отправлять поправки подвижной антенне. Затем подвижная антенна применяет эти поправки к принимаемым ею сигналам GPS для расчета собственного положения. RTK-съемка охватывает меньшие расстояния, чем статические методы. Это связано с тем, что расходящиеся условия на большем расстоянии от базы снижают точность.
Геодезические приборы обладают характеристиками, которые делают их подходящими для определенных целей. Теодолиты и уровни часто используются строителями, а не геодезистами в странах первого мира. Строитель может выполнять простые геодезические задачи, используя относительно дешевый инструмент. Тахеометры являются рабочими лошадками для многих профессиональных геодезистов, поскольку они универсальны и надежны в любых условиях. Повышение производительности с помощью GPS при крупномасштабных съемках делает их популярными для крупных инфраструктурных проектов или проектов по сбору данных. Роботизированные тахеометры с одним человеком позволяют геодезистам проводить измерения без дополнительных рабочих для наведения телескопа или записи данных. Быстрый, но дорогой способ измерения больших площадей — с помощью вертолета, используя GPS для записи местоположения вертолета и лазерный сканер для измерения поверхности. Для повышения точности геодезисты размещают маяки на поверхности (примерно в 20 км (12 миль) друг от друга). Этот метод обеспечивает точность от 5 до 40 см (в зависимости от высоты полета). [12]
Геодезисты используют вспомогательное оборудование, такое как штативы и подставки для инструментов; рейки и маяки, используемые для визирования; СИЗ ; оборудование для расчистки от растительности; землеройные орудия для поиска геодезических маркеров, зарытых со временем; молотки для размещения маркеров на различных поверхностях и конструкциях; и портативные радиостанции для связи на больших расстояниях.
Землемеры, специалисты по строительству, инженеры-геоматики и инженеры-строители, использующие тахеометр , GPS , 3D-сканеры и другие данные для сбора данных, используют программное обеспечение для геодезии для повышения эффективности, точности и производительности. Программное обеспечение для геодезии является основным продуктом современной геодезии. [13]
Как правило, большая часть, если не все , черчения и часть проектирования планов и схем обследуемой собственности выполняется геодезистом, и почти каждый, кто работает в области черчения сегодня (2021 г.), использует программное обеспечение и оборудование САПР как на ПК, так и все больше в сборщиках данных нового поколения в полевых условиях. [14] Другие компьютерные платформы и инструменты, обычно используемые сегодня геодезистами, предлагаются онлайн Федеральным правительством США и другими правительственными геодезическими агентствами, такими как Национальная геодезическая служба и сеть CORS , для получения автоматизированных поправок и преобразований для собранных данных GPS , а также самих систем координат данных .
Геодезисты определяют положение объектов, измеряя углы и расстояния. Факторы, которые могут повлиять на точность их наблюдений, также измеряются. Затем они используют эти данные для создания векторов, пеленгов, координат, высот, площадей, объемов, планов и карт. Измерения часто разделяются на горизонтальные и вертикальные компоненты для упрощения расчетов. GPS и астрономические измерения также требуют измерения временного компонента.
До появления лазерных устройств EDM (электронное измерение расстояний) расстояния измерялись различными способами. В доколониальной Америке коренные жители использовали «выстрел из лука» в качестве ориентира расстояния («насколько далеко может вылететь стрела из лука» или «полет длинного лука чероки»). [15] Европейцы использовали цепи со звеньями известной длины, такие как цепь Гюнтера , или измерительные ленты из стали или инвара . Для измерения горизонтальных расстояний эти цепи или ленты натягивались, чтобы уменьшить провисание и слабину. Расстояние приходилось регулировать с учетом теплового расширения. Также предпринимались попытки удерживать измерительный прибор на одном уровне. При измерении вверх по склону геодезисту, возможно, приходилось «прерывать» (разрывать цепь) измерение — использовать приращение, меньшее общей длины цепи. Детские коляски , или измерительные колеса, использовались для измерения больших расстояний, но не с высокой степенью точности. Тахеометрия — это наука об измерении расстояний путем измерения угла между двумя концами объекта известного размера. Она иногда использовалась до изобретения EDM, когда неровная поверхность делала цепные измерения непрактичными.
Исторически горизонтальные углы измерялись с помощью компаса для получения магнитного пеленга или азимута. Позже более точные размеченные диски улучшили угловое разрешение. Установка телескопов с сетками наверху диска позволяла более точное наведение (см. теодолит ). Уровни и калиброванные круги позволяли измерять вертикальные углы. Верньеры позволяли измерять с точностью до доли градуса, например, с транзитом на рубеже веков .
Планшетный стол предоставил графический метод записи и измерения углов, что уменьшило количество необходимой математики. В 1829 году Фрэнсис Рональдс изобрел отражающий инструмент для графической записи углов путем изменения октанта . [16]
Наблюдая пеленг от каждой вершины фигуры, геодезист может измерить вокруг фигуры. Окончательное наблюдение будет между двумя первыми наблюдаемыми точками, за исключением разницы в 180°. Это называется близко . Если первый и последний пеленги различаются, это показывает ошибку в съемке, называемую угловой невязкой . Геодезист может использовать эту информацию, чтобы доказать, что работа соответствует ожидаемым стандартам.
Самый простой способ измерения высоты — с помощью высотомера, использующего давление воздуха для определения высоты. Когда требуются более точные измерения, используются такие средства, как точные уровни (также известные как дифференциальное нивелирование). При точном нивелировании выполняется серия измерений между двумя точками с использованием инструмента и измерительной рейки. Разницы в высоте между измерениями складываются и вычитаются в серии, чтобы получить чистую разницу в высоте между двумя конечными точками. С помощью Глобальной системы позиционирования (GPS) высоту можно измерить с помощью спутниковых приемников. Обычно GPS несколько менее точен, чем традиционное точное нивелирование, но может быть схожим на больших расстояниях.
При использовании оптического уровня конечная точка может находиться вне зоны действия прибора. Между конечными точками могут быть препятствия или большие перепады высот. В таких ситуациях требуются дополнительные настройки. Поворот — это термин, используемый для обозначения перемещения уровня для выполнения съемки высоты с другого места. Чтобы «повернуть» уровень, сначала необходимо снять показания и записать высоту точки, на которой находится стержень. Пока стержень находится точно в том же месте, уровень перемещается в новое место, где стержень все еще виден. Снимается показание с нового местоположения уровня, и разница высот используется для определения новой высоты нивелира, поэтому этот метод называется дифференциальным нивелированием . Это повторяется до тех пор, пока серия измерений не будет завершена. Уровень должен быть горизонтальным, чтобы получить достоверные измерения. Из-за этого, если горизонтальное перекрестие инструмента находится ниже основания стержня, геодезист не сможет навести стержень и получить показания. Стержень обычно можно поднять на высоту до 25 футов (7,6 м), что позволяет установить уровень значительно выше основания стержня.
Основным способом определения своего положения на поверхности Земли, когда поблизости нет известных положений, являются астрономические наблюдения. Наблюдения за Солнцем, Луной и звездами можно было бы проводить с помощью навигационных методов. После определения положения инструмента и направления на звезду, направление можно перенести на опорную точку на Земле. Затем эту точку можно использовать в качестве базы для дальнейших наблюдений. Точные астрономические положения было трудно наблюдать и вычислять, поэтому они, как правило, служили базой, на которой производилось множество других измерений. С появлением системы GPS астрономические наблюдения стали редкими, поскольку GPS позволяет определять адекватные положения на большей части поверхности Земли.
Немногие позиции съемки выводятся из первых принципов. Вместо этого большинство точек съемки измеряются относительно ранее измеренных точек. Это формирует опорную или контрольную сеть, где каждая точка может использоваться геодезистом для определения собственной позиции при начале новой съемки.
Точки съемки обычно отмечаются на поверхности земли объектами, начиная от маленьких гвоздей, вбитых в землю, и заканчивая большими маяками , которые видны с большого расстояния. Геодезисты могут устанавливать свои инструменты в этом положении и измерять расстояние до близлежащих объектов. Иногда высокая, отличительная черта, такая как шпиль или радиоантенна, имеет свое положение, вычисленное как точка отсчета, относительно которой можно измерять углы.
Триангуляция — это метод горизонтального определения местоположения, который был популярен до появления EDM и GPS-измерений. Он позволяет определять расстояния, высоты и направления между удаленными объектами. С первых дней геодезии это был основной метод определения точного положения объектов для топографических карт больших территорий. Геодезисту сначала необходимо знать горизонтальное расстояние между двумя объектами, известное как базовая линия . Затем можно получить высоты, расстояния и угловое положение других объектов, если они видны с одного из исходных объектов. Использовались высокоточные транзиты или теодолиты, а угловые измерения повторялись для повышения точности. См. также Триангуляция в трех измерениях .
Смещение — это альтернативный метод определения положения объектов, который часто использовался для измерения неточных объектов, таких как берега рек. Геодезист отмечал и измерял два известных положения на земле примерно параллельно объекту и отмечал базовую линию между ними. Через равные промежутки времени измерялось расстояние под прямым углом от первой линии до объекта. Затем измерения можно было нанести на план или карту, а точки на концах линий смещения можно было соединить, чтобы показать объект.
Траверсирование является распространенным методом съемки небольших территорий. Геодезист начинает со старой реперной отметки или известного положения и размещает сеть реперных отметок, покрывающих область съемки. Затем они измеряют пеленги и расстояния между реперными отметками и до целевых объектов. Большинство траверсов образуют петлевой шаблон или связь между двумя предыдущими реперными отметками, чтобы геодезист мог проверить свои измерения.
Многие обследования не вычисляют положение на поверхности Земли, а вместо этого измеряют относительное положение объектов. Однако часто обследуемые объекты необходимо сравнивать с внешними данными, такими как линии границ или объекты предыдущей съемки. Самый старый способ описания положения — через широту и долготу, а часто и через высоту над уровнем моря. По мере развития профессии геодезиста были созданы декартовы системы координат для упрощения математики для обследований небольших участков Земли. Простейшие системы координат предполагают, что Земля плоская, и измеряют от произвольной точки, известной как «датум» (единственная форма данных). Система координат позволяет легко вычислять расстояния и направление между объектами на небольших территориях. Большие территории искажаются из-за кривизны Земли. Север часто определяется как истинный север в датуме.
Для более крупных регионов необходимо моделировать форму Земли с помощью эллипсоида или геоида. Многие страны создали координатные сетки, настроенные для уменьшения погрешности в своей области Земли.
Основной принцип геодезии заключается в том, что ни одно измерение не является идеальным и что всегда будет небольшая погрешность. [17] Существует три класса ошибок геодезии:
Геодезисты избегают этих ошибок, калибруя свое оборудование, используя последовательные методы и хорошо проектируя свою опорную сеть. Повторные измерения могут быть усреднены, а любые выбросы измерений отброшены. Используются независимые проверки, такие как измерение точки из двух или более мест или с использованием двух различных методов, и ошибки могут быть обнаружены путем сравнения результатов двух или более измерений, таким образом, используя избыточность .
После того, как геодезист рассчитал уровень ошибок в своей работе, он корректируется . Это процесс распределения ошибки между всеми измерениями. Каждое наблюдение взвешивается в соответствии с тем, какую часть общей ошибки оно, вероятно, вызвало, и часть этой ошибки распределяется на него пропорционально. Наиболее распространенными методами корректировки являются метод Боудича , также известный как правило компаса, и принцип метода наименьших квадратов .
Геодезист должен уметь различать точность и аккуратность . В Соединенных Штатах геодезисты и инженеры-строители используют единицы измерения футов, где геодезический фут делится на десятые и сотые доли. Многие описания документов, содержащие расстояния, часто выражаются с использованием этих единиц (125,25 фута). Что касается точности, геодезисты часто придерживаются стандарта в одну сотую фута; около 1/8 дюйма. Допуски при расчетах и картографировании намного меньше, когда желательно достижение почти идеальных закрытий. Хотя допуски будут варьироваться от проекта к проекту, в полевых условиях и при повседневном использовании допуски за пределами сотой доли фута часто нецелесообразны.
Местные организации или регулирующие органы классифицируют специализации геодезии по-разному. Широкие группы:
На основании соображений и истинной формы Земли геодезия в целом подразделяется на два типа.
Плоскостная съемка предполагает, что Земля плоская. Кривизна и сфероидальная форма Земли игнорируются. В этом типе съемки все треугольники, образованные соединением линий съемки, считаются плоскими треугольниками. Она применяется для небольших геодезических работ, где ошибки, вызванные формой Земли, слишком малы, чтобы иметь значение. [18]
В геодезической съемке кривизна Земли учитывается при расчете приведенных уровней, углов, пеленгов и расстояний. Этот тип съемки обычно применяется для крупных геодезических работ. Геодезические работы площадью до 100 квадратных миль (260 квадратных километров) рассматриваются как плоские, а за их пределами рассматриваются как геодезические. [19] В геодезической съемке необходимые поправки применяются к приведенным уровням, пеленгам и другим наблюдениям. [18]
Основные принципы геодезии мало изменились за прошедшие века, но инструменты, используемые геодезистами, эволюционировали. Инженерное дело, особенно гражданское строительство, часто нуждается в геодезистах.
Геодезисты помогают определить размещение дорог, железных дорог, водохранилищ, плотин, трубопроводов , подпорных стенок , мостов и зданий. Они устанавливают границы юридических описаний и политических делений. Они также предоставляют консультации и данные для географических информационных систем (ГИС), которые регистрируют особенности и границы земель.
Геодезисты должны иметь глубокие познания в алгебре , основах исчисления , геометрии и тригонометрии . Они также должны знать законы, касающиеся геодезических съемок, недвижимости и контрактов.
Большинство юрисдикций признают три различных уровня квалификации:
Смежные профессии включают картографов , гидрографов , геодезистов , фотограмметров и топографов , а также инженеров-строителей и инженеров-геоматиков .
Требования к лицензированию различаются в зависимости от юрисдикции и обычно совпадают в пределах национальных границ. Будущие геодезисты обычно должны получить степень в области геодезии, а затем пройти детальную проверку знаний геодезического права и принципов, характерных для региона, в котором они хотят работать, и пройти период обучения на рабочем месте или создания портфолио, прежде чем им будет выдана лицензия на практику. Лицензированные геодезисты обычно получают номинальную должность , которая варьируется в зависимости от того, где они получили квалификацию. Система заменила старые системы ученичества.
Лицензированный землемер, как правило, должен подписывать и ставить печать на всех планах. Формат, в котором указано его имя и регистрационный номер, определяется государством.
Во многих юрисдикциях геодезисты должны отмечать свой регистрационный номер на геодезических памятниках при установке углов границ. Памятники принимают форму железных прутьев с наконечниками, бетонных памятников или гвоздей с шайбами.
Правительства большинства стран регулируют по крайней мере некоторые формы геодезии. Их геодезические агентства устанавливают правила и стандарты. Стандарты контролируют точность, полномочия геодезии, установление границ и поддержание геодезических сетей . Многие страны делегируют эти полномочия региональным образованиям или штатам/провинциям. Кадастровые съемки, как правило, являются наиболее регулируемыми из-за постоянства работы. Границы участков, установленные кадастровыми съемками, могут оставаться без изменений сотни лет.
В большинстве юрисдикций также есть форма профессионального учреждения, представляющего местных геодезистов. Эти институты часто одобряют или лицензируют потенциальных геодезистов, а также устанавливают и обеспечивают соблюдение этических стандартов. Крупнейшим учреждением является Международная федерация геодезистов (сокращенно FIG, по-французски: Fédération Internationale des Géomètres ). Они представляют отрасль геодезии по всему миру.
Большинство англоговорящих стран считают обследование зданий отдельной профессией. У них есть свои собственные профессиональные ассоциации и требования к лицензированию. Инспектор по строительству может предоставлять технические консультации по строительству существующих зданий, новых зданий, дизайна, соблюдения таких правил, как планирование и контроль за строительством. Инспектор по строительству обычно действует от имени своего клиента, гарантируя, что его интересы остаются защищенными. Королевский институт дипломированных инспекторов (RICS) является всемирно признанным руководящим органом для тех, кто работает в застроенной среде. [20]
Одной из основных задач геодезиста является определение границы недвижимого имущества на земле. Геодезист должен определить, где соседние землевладельцы хотят провести границу. Граница устанавливается в юридических документах и планах, подготовленных юристами, инженерами и геодезистами. Затем геодезист устанавливает памятники на углах новой границы. Он также может найти или повторно обследовать углы собственности, отмеченные предыдущими обследованиями.
Кадастровые землемеры лицензируются правительствами. Отделение кадастровой съемки Бюро по управлению земельными ресурсами (BLM) проводит большинство кадастровых съемок в Соединенных Штатах. [21] Они консультируются с Лесной службой , Службой национальных парков , Инженерным корпусом армии , Бюро по делам индейцев , Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных , Бюро мелиорации и другими. Раньше BLM было известно как Главное земельное управление Соединенных Штатов (GLO).
В штатах, организованных в соответствии с Системой государственной регистрации земель (PLSS), геодезисты должны проводить кадастровые съемки BLM в соответствии с этой системой.
Кадастровым геодезистам часто приходится работать в обход изменений на земле, которые стирают или повреждают межевые знаки. Когда это происходит, они должны учитывать доказательства, которые не зафиксированы в документе о праве собственности. Это известно как внешние доказательства. [22]
Сметчик — это профессия, которая занимается расходами и контрактами на строительные проекты. Сметчик — это эксперт в оценке стоимости материалов, рабочей силы и времени, необходимых для проекта, а также в управлении финансовыми и юридическими аспектами проекта. Сметчик может работать как на клиента, так и на подрядчика и может быть задействован на разных этапах проекта, от планирования до завершения. Сметчики также известны как дипломированные сметчики в Великобритании.
Некоторые президенты США были геодезистами. Джордж Вашингтон и Авраам Линкольн занимались геодезией колониальных или приграничных территорий в начале своей карьеры, до вступления в должность.
Фердинанд Рудольф Хасслер считается «отцом» геодезической съемки в США [23]
Дэвид Т. Аберкромби занимался топографической съемкой, прежде чем открыть магазин товаров для экскурсий . Позже бизнес превратился в магазин одежды для отдыха Abercrombie & Fitch .
Перси Гаррисон Фосетт был британским геодезистом, который исследовал джунгли Южной Америки, пытаясь найти Затерянный город Z. Его биография и экспедиции были изложены в книге «Затерянный город Z» , а позднее экранизированы .
Ино Тадатака создал первую карту Японии, используя современные методы геодезии, начиная с 1800 года, в возрасте 55 лет.
