Краткая историческая справка

Фотограмметрические методы определения деформаций

В современной геодезии определение деформаций зданий и сооружений может быть выполнено с помощью фотограмметрического метода. Сущность данного метода заключается в использовании для анализа осадок и сдвигов здания или сооружения фотографических снимков наблюдаемого объекта с помощью фототеодолита или стереофотограмметрического прибора. Этот метод позволяет определять перемещения любого количества наблюдаемых точек исследуемого сооружения одновременно по направлению двух или трех координатных осей. Фотографирование производится с закрепленных на местности геодезических пунктов через определенные заданные промежутки времени, называемые циклами наблюдений. Для определения смещений точек сооружения в вертикальном положении фотографирование производят с одного и того же пункта. В этом случае при анализе фотоснимка смещение точки сооружения в горизонтальном направлении ΔХ – характеризующее сдвиг сооружения и в вертикальном направлении ΔZ – характеризующее осадку определяются по формулам:

ΔХi = Xi – X0 = Y·xi /f - Y·xo /f = Y Δx /f;

ΔZi = Zi – Z0 = Y·zi /f - Y·zo /f = Y Δz /f;

Где Xi, Zi, X0, Z0 – координаты точки сооружения в текущем и начальном цикле наблюдений xi, zi, x0, z0 – координаты точки сооружения на фотоснимке в текущем и начальном циклах наблюдения, Δx и Δz – смещение точек вдоль осей x и z на фотоснимке между циклами наблюдений. Y – расстояние от фототеодолита до наблюдаемого сооружения, f – фокусное расстояние объектива фотокамеры. Величины смещения точек на фотоснимках измеряются на специальном приборе – стереокомпараторе. Расстояние Y измеряется стальной лентой. При необходимости определить смещения точек сооружения по направлению трех координатных осей применяется стереофотограмметрический метод. Фотографирование сооружения производится с двух пунктов, расстояние между которыми называется базисом фотографирования. Далее по соответствующим формулам рассчитываются смещения точек по направлениям всех трех координат. Точность определения деформаций фотограмметрическим методом зависит от величины расстояния фотокамеры прибора до объекта и от неизменности положения пунктов, с которых производится фотографирование. При точном соблюдении всех требуемых условий, предъявляемых к фототеодолитной съемке, исследуемые деформации зданий или сооружений могут быть определены с точностью от 1 до 3 мм при расстояниях базиса фотографирования от 10 до 20 м.

Несмотря на то, что слово «Геодезия» принадлежит греческому языку и в переводе на русский язык буквально обозначает «землеразделение», из истории известно, что искусство измерять и разделять земельные массивы на отдельные участки принадлежало человеку задолго до древнегреческой цивилизации. Народы древнего Китая, Индии, Египта строили оросительные каналы, дороги, возводили грандиозные сооружения невозможные без соответствующих знаний по геодезии. Свидетельством этому являются производимые археологические раскопки и уцелевшие памятники старины.

Тем не менее, именно древнегреческому философу Аристотелю принадлежит впервые опубликованная догадка о шарообразной форме Земли. Несколько позднее, а именно в 200 годах до нашей эры, в древней Греции были рассчитаны размеры земного шара, близкие к современным. Однако это не означает, что верные представления о форме земной поверхности сразу же принимались за основу большинством населения земли. Особенно упорно в средние века сопротивлялась этим представлениям христианская церковь. Однако кругосветные путешествия научно доказали, что Земля имеет форму шара.

Исаак Ньютон теоретически рассчитал и доказал, что более точное отражение формы Земли принадлежит сфероиду, то есть более сложной, чем шар фигуре, как бы сжатой силами, действующими со стороны полюсов. В дальнейшем выводы Ньютона подтвердились с помощью геодезии.

В России первой картой является карта Московского Государства «Большой чертёж» (1598 г.) После образования Географического департамента при Академии наук России под руководством М.В. Ломоносова появилась возможность объединения всех геодезических работ в стране. В 1745 году Академией Наук России был издан первый Географический атлас.

В СССР геодезические работы базировались на научной основе, разработанной коллективами геодезистов во главе с Феодосием Николаевичем Красовским. В 1940 году были определены размеры земного эллипсоида, то есть его большая полуось (радиус экватора) и полярное сжатие.