geodesi

fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigasjon Hopp til søk

Geodesi ( eldgammel gresk γῆ 'earth' og δαΐζειν daïzein 'share') er i henhold til definisjonen av Friedrich Robert Helmert (1843–1917, grunnlegger av teoretisk geodesi) og i henhold til DIN 18709-1 “vitenskapen om måling og kartlegging av jordens overflate ". Dette inkluderer bestemmelse av jordens geometriske figur , gravitasjonsfeltet og jordens orientering i verdensrommet.

I det vitenskapelige systemet er geodesi først og fremst tildelt ingeniørvitenskapene . Dette er spesielt tydelig ved universiteter og tekniske høyskoler, der geodesistudier ofte ikke er knyttet til naturvitenskapelige fag , men sivilingeniør . Videre representerer geodesi koblingen mellom astronomi og geofysikk Eksperten i geodesi er geodesisten eller geometeret.

I matematikk brukes begrepet geodetikk for den teoretisk korteste forbindelsen mellom to punkter på buede overflater - den geodetiske linjen , som tilsvarer en stor sirkel ( ortodrom ) på kloden.

Tittelside til en bok om landmåling fra 1616

kontur

Fram til omtrent 1930 ble geodesien delt inn i to områder:

Engineering geodesy bruker metoder fra begge områdene avhengig av nødvendig nøyaktighet.

Rundt 1950 ble luftfotografering etablert som et eget emne under navnet fotogrammetri - siden 1990 -tallet har fjernmåling stort sett blitt sett på som et dobbeltmotiv. Satellittgeodesi ble utviklet fra 1958 og utover.

Databasene til staten eller matrikkelundersøkelsen utviklet seg til geografiske informasjonssystemer (GIS) [1] eller landinformasjonssystemer (LIS).

Imidlertid kombineres alle disse delemnene vanligvis i et universitetskurs, som også inkluderer kartografi eller i det minste deler av det, samt en rekke andre større og mindre fag (f.eks. Landforvaltning ) og fører til okkupasjon av landmålingstekniker eller geoinformatikk -spesialist (jf. også geomatikk eller geomatikk) . Geomatisk ingeniør ). I Nord -Amerika (og den engelske faglitteraturen) skilles det imidlertid mellom geodesi og landmåling , som neppe er relatert til læreplanene der. Betegnelsen Surveying tilsvarer vår ordundersøkelse .

Disse ekspertene, som er akademisk utdannet i Europa, er ofte aktive innen eiendomsvurdering , konstruksjon, IT , kartografi, navigasjon og romlige informasjonssystemer i tillegg til oppgavene som er nevnt ovenfor, mens de er i eiendomsbransjen - med unntak av matrikkelen - andre opplæringskurs dominerer. De offentlig utnevnte undersøkelsesingeniørene ( ÖbVIs ), kalt sivilingeniører i Østerrike, har rett til å arbeide i tekniske områder innen geofysikk i tillegg til eiendomsforvaltning .

Grunnleggende og delområder

Med sine undersøkelsesresultater (f.eks. Fra matrikkel- og nasjonal oppmåling , ingeniørgeodesi, fotogrammetri og fjernmåling), gir geodesien grunnlaget for en rekke andre fagområder og aktiviteter:

Anomaliene i jordens gravitasjonsfelt ved havnivå (1 mgal ≈ 1 milliondel av tyngdekraften). De brukes til å bestemme den eksakte formen på jorden ( geoid ) og strukturen på jordskorpen.

Den såkalte høyere geodesien ( matematisk geodesi , jordmåling og fysisk geodesi ) omhandler blant annet jordens matematiske figur , presise referansesystemer og bestemmelse av geoid og jordens gravitasjonsfelt. Ulike målemetoder brukes for å bestemme geoid: gravimetri , geometriske og dynamiske metoder for satellittgeodesi og astrogeodesi . Kunnskap om tyngdekraften er nødvendig for å etablere et eksakt høydesystem , for eksempel med hensyn til Nordsjøen (såkalte NN-høyder, se også Amsterdam-nivå ) eller Adriaterhavet . Det offisielle høydesystemet i Tyskland er nedfelt i det tyske hovedhøydenettverket (DHHN).

Geoiden (eller dens gradient, avviket fra vinkelrett ) tjener også til å definere og redusere store målinger og koordinater på jordoverflaten. For triangulering og for lengre forbindelseslinjer tilnærmes havnivået ved hjelp av en referanse -ellipsoid og beregnes ved hjelp av geodetiske linjer , som også brukes i matematikk ( differensialgeometri ), navigasjon og når de spenner over lyshvelv ( geodetisk kuppel ). Geoid og gravitasjonsfelt er også viktig for anvendt geofysikk og for å beregne satellittbaner.

Den høyere geodesien er også det området av nasjonal oppmåling som omhandler regionale undersøkelser og deres referansesystemer . Disse oppgavene ble tidligere løst terrestrisk , men nå i økende grad med GPS og andre satellittmetoder.

Den såkalte lavere geodesi omfatter registrering av språk planer for bygging planlegging , dokumentasjon og etablering av digitale modeller for tekniske prosjekter, topografiske innspillingen av området , den matrikkel undersøkelsen og områder av Facility Management .

Hvis eiendomsstrukturen til landet har blitt mer komplisert over tid (gjennom deling ved kjøp og salg eller arv), blir såkalt sonering nødvendig. Deres viktigste instrument er landkonsolidering , kjent i Østerrike som forbedring . Det tjener også til å fordele last jevnt når områder må heves for store prosjekter ( motorveier , nye anleggsruter ) (selskapets landkonsolidering).

Ingeniørmåling er den tekniske , ikke-offisielle undersøkelsen (f.eks. Staking av bygninger, ingeniørutjevning, sette opp store maskiner, etc.)

Når man utfører geodetiske oppgaver i undergrunnen - og også gruvedrift , snakker man om gruveseparasjon eller fjellmåling.

Spesialområdene innen geodesi inkluderer også marin geodesi , sjømåling og registrering av hydrografiske profiler av elver , oseanografisk altimetri med satellitter og samarbeid innen navigasjon .

Det skilles også mellom delområdene for landmålingsteknologi som en teknisk del (instrumentteknologi) og den ikke-tekniske delen av oppmåling som et samlebegrep for områdene høyere og lavere geodesi. Matrikkel- og eiendomssystemet er ikke en del av landmålingsteknologi, selv om tyske domstoler som Düsseldorf Higher Regional Court (OLG) antar det i avgjørelse I-10 W 62/06 i strid med den doktrinære oppfatningen ved tyske høyskoler og universiteter.

historie

Antikken og middelalderen

Opprinnelsen til geodesi i nød, country dele, land og eiendomsgrenser for å definere og grenser skal dokumenteres. Historien går tilbake til det " hydrauliske samfunnet " i det gamle Egypt , der yrket som geodesist ble det viktigste i landet i noen uker hvert år etter at Nilen ble oversvømmet .

Mennesket har alltid håndtert stjernene og spesielt jordens form. Først ble det antatt at jorden var en skive omgitt av havet. Pythagoras of Samos (rundt 500 f.Kr.) uttalte at jorden var en sfære, men han kunne ikke bevise sin avhandling. Dette ble ikke oppnådd før Aristoteles (rundt 350 f.Kr.). Han beviste oppgaven med følgende tre praktiske eksempler:

  1. Bare en ball kan alltid kaste en rund skygge på månen under en måneformørkelse.
  2. Når du reiser i nord-sør retning, kan utseendet til nye stjerner bare forklares med jordens sfæriske form.
  3. Alle fallende gjenstander streber etter et felles senter, nemlig sentrum av jorden.

Den hellenistiske lærde Eratosthenes ' måling av grader mellom Alexandria og Syene (dagens Aswan) rundt 240 f.Kr. var bemerkelsesverdig . Chr. Det viste jordens omkrets på 252 000 stadioner hva (5000 stadioner anslår) kom nær den sanne verdien til tross for den usikre avstanden til omtrent ti prosent. Vitenskapsmannen og biblioteksdirektøren i Alexandria estimerte jordens omkrets ut fra 7,2 graders forskjell i solens posisjon .

Som i Egypt var målingene fra Mayaene forbløffende, hvor geodesi tydeligvis var sterkt knyttet til astronomi og kalenderberegninger .

Vanskelige tunnelmålinger er også fra 1. årtusen f.Kr. Gikk ned, for eksempel på 600 -tallet f.Kr. Tunnelen til EupalinosSamos .

Viktige landemerker for gammel geodesi var de første verdenskartene fra Hellas, observatoriene i Midtøsten og forskjellige måleinstrumenter ved noen sentre i det østlige Middelhavet . I 1023 bestemte Abu Reyhan Biruni - en polymat av den islamske verden den gangen - radiusen på kloden på bredden av Kabul -elven, deretter kalt Indus, med en ny målemetode han hadde oppfunnet, nesten nøyaktig på 6339,6 kilometer (radius ved jordens ekvator er faktisk 6378, 1 kilometer). På den tiden, i Arabia på 1000 -tallet , ble konstruksjonen av solur og astrolabes presset til sitt høydepunkt, noe europeiske forskere som Peuerbach kunne bygge på fra 1300 og utover.

Moderne tider

Litografi steiner i arkivet til det bayerske statskontoret for landmåling og geoinformasjon

Med moderne tiders begynnelse ga behovene til kartografi og navigasjon et nytt løft i utviklingen , for eksempel innen klokke- og apparatproduksjon i Nürnberg eller måle- og beregningsmetodene som ble brukt av portugisiske sjøfolk . Oppdagelsen av vinkelfunksjonene (India og Wien) og triangulering (Snellius rundt 1615) falt også inn i denne epoken. Nye måleinstrumenter som målebordet (Prätorius, Nürnberg 1590), "pantometrum" til jesuitt Athanasius Kircher og teleskopet / mikroskopet gjorde det mulig for geodesien å utføre de første virkelig presise landundersøkelsene av Jean Picard og andre

Fra rundt 1700 og fremover forbedret kartene seg igjen gjennom eksakte beregningsmetoder ( matematisk geodesi ). Med måling av graden langs Paris-meridianen av Jean-Dominique Cassini , hans sønn Jacques Cassini og andre, begynte den store jordmålinga , som nådde sitt første klimaks i 1740 med bestemmelsen av ellipsoide jordradier av den franske Bouguer og Maupertuis . Cassiniene målte hele Frankrike geodetisk og la dermed grunnlaget for opprettelsen av Carte de Cassini avCésar François Cassini de Thury og Jean Dominique Comte de Cassini . Den engelsk-franske trigonometriske undersøkelsen fulgte, etterfulgt av den trigonometriske undersøkelsen av Storbritannia og Irland .

For å kunne kombinere resultatene fra ulike prosjekter og nasjonale undersøkelser bedre, utviklet Roger Joseph Boscovich , Carl Friedrich Gauß og andre gradvis utjevningsberegningen , som siden rundt 1850 også har vært til fordel for etableringen av presise referansesystemer og måling av plass ( kosmisk geodesi ).

De viktigste stasjonene for geodesi på 1800- og 1900 -tallet var:

Resultater av geodetisk arbeid

Måleinstrumenter, enheter og utstyr

Viktige måleinstrumenter og apparater

(Merk: Landmålere har en tendens til å snakke om instrumenter, men fotogrammetri av enheter.)

  • Målebånd og loddlinje (måling av horisontale avstander)
  • Vinkel prisme og utvalg pol (måling av justeringer og rette vinkler)
  • Teodolit (måling av horisontale retninger og vertikale vinkler)
  • Total stasjon (måling av horisontale retninger og vertikale vinkler samt romlige avstander)
  • Nivå (måling av høydeforskjeller)
  • Gravimeter (måling av akselerasjonen på grunn av tyngdekraften)
  • GNSS -mottaker ( GPS , GLONASS , BeiDou eller Galileo -mottaker ) (måling av romlige avstander til flere satellittposisjoner)
  • Laserskanner (automatisk måling av polare elementer, to nedbøyningsvinkler og en romlig avstand, til overflater i nærheten)
  • Målekammer ( fotogrammetri ) (måling av reflektert stråling - bilder, bilder)

Spesielt og tilleggsutstyr

Historiske enheter fra antikken

Historiske enheter i den moderne tidsalder

Måle- og beregningsmetoder

Målemetode i detalj (alfabetisk)

Beregningsmetoder og beregningsverktøy

Referansesystemer

Organisasjoner

nasjonal

Internasjonal

Viktig geodesikk

arrangementer

litteratur

weblenker

Commons : Geodesy - samling av bilder, videoer og lydfiler
Wikibooks: Flere bøker om jordvitenskap - lærings- og undervisningsmateriell
Wiktionary: Geodesy - forklaringer på betydninger, ordopprinnelse, synonymer, oversettelser

Individuelle bevis

  1. Bruk av GIS i landmåling og geodesi. I: GIS for landmåling . På esri.de, åpnet 11. september 2020.