Тема 1. Предмет топографії і картографії та їх місце в сучасній екології

 Навчальні питання:

 1. Предмет топографії та картографії, їх зв’язок з іншими науками.

2. Історія виникнення і розвитку топографії і картографії.

3. Роль та місце топографії і картографії в сучасній екології.

 Вступ

 

Вирішення сучасних екологічних проблем неможливо без знань основ топографії, яка тісно пов’язана з картографією.

Екологія займається захистом навколишнього середовища, а воно (середовище) – це і є поверхня Землі. Вивчення поверхні Землі, інформаційне забезпечення процесів, які на ній відбуваються - необхідна умова руху щодо розвитку екології, як науки. Історія розвитку цієї науки давня, складна, достойна і цікава.

Мета і завдання курсу полягає у засвоєнні математичної основи топографічних карт, засобів картографічних зображень.

У результаті вивчення матеріалів курсу студенти повинні:

Знати:

- загальні відомості о Землі;

- призначення та класифікацію карт, основні способи картографічного зображення земної поверхні та картографічні умовні позначки;

- існуючи системи координат для визначення положення точок земної поверхні.

 

Вміти:

- читати та аналізувати існуючі топографічні карти;

- використовувати різні топографічні та тематичні карти при аналізі загальних природних або техногенних екологічних ситуацій на місцевості;

- наносити екологічну інформацію на карти і плани при виконанні екологічних експертиз, паспортизацій;

- проводити контроль зміни форми рельєфу під впливом природних і антропогенних процесів.

 

 

 

1. Предмет топографії та картографії, їх зв’язок з іншими науками

 

Топографія – наука, що вивчає земну поверхню (тобто елементи її фізичної поверхні і розташовані на ній об’єкти діяльності людини) у геометричному відношенні. Метою цього вивчення є створення топографічних карт.

До числа основних наукових і практичних задач, які розв’язуються топографією, варто віднести розробку й удосконалювання методів створення топографічних карт, способів зображення на них земної поверхні, способів і правил використання карт у рішенні наукових і практичних задач.

Топографія тісно пов’язана з картографією і геодезією.

Картографія - наука про географічні карти, методи їх створення та використання. Вона відображає і досліджує просторове розміщення, поєднання та взаємозв’язки явищ природи і суспільства.

Геодезією називається наука, що вивчає форму (фігуру) і розміри Землі, розробляє методи створення координатних систем для детального вивчення земної поверхні та проведення на ній різних вимірів (лінійних, кутових та ін.).

Питання, пов’язані з читанням карт і планів, а також їхнім складанням відносяться до області картографії і топографії.

Топографія і картографія має широке застосування у всіх галузях господарства.

При дослідженні місцевості та проектуванні залізничних і шосейних доріг, каналів, тунелів, трубопроводів необхідно проводити зйомку ділянок місцевості, по якій вони будуть прокладатися.

При будівництві і реконструкції населених пунктів, шахт, заводів і фабрик попередньо складають плани, на які наносять проектовані споруди, і тільки після цього приступають до здійснення проекту.

Гірська справа вимагає наявності точних топографічних планів поверхні Землі, тому що тільки за їх допомогою можна правильно вести підземні роботи, будувати наземні споруди та враховувати взаємовплив підземних робіт у сусідніх шахтах.

Відповідні топографічні відомості на сьогодні потрібні і фахівцям-екологам при вирішенні задач щодо визначення і позначення на місцевості санітарно-захисних зон (СЗЗ), врахування та прогнозування наслідків техногенних аварій і катастроф, розміщення об’єктів ландшафтно-паркового мистецтва та проведення інших природоохоронних заходів.

Основний метод вивчення земної поверхні в топографії – топографічна зйомка. Вона що включає комплекс вимірювальних, обчислювальних і графічних робіт.

Координатні системи, які використовуються для показу взаємного розташування елементів (точок) земної поверхні, дозволяють визначити їх планове (тобто місцезнаходження на якій-небудь поверхні) і висотне (тобто розташування над вихідною поверхнею) положення.

Тісні зв’язки топографії, картографії і геодезії з географією, геологією, ґрунтознавством і іншими галузями науки, сприяють більш глибокому розумінню властивостей фізичної поверхні Землі, правильному зображенню їх на картах і планах.

Широке використання фотознімків визначило зв’язок топографії з фотограмметрією, що вирішує задачі виміру об'єктів земної поверхні і визначення їхніх координат по фотозображеннях.

З розробкою методів одержання інформації про земну поверхню за допомогою дистанційних засобів зондування (ДЗЗ) штучних супутників Землі, стала розвиватися космічна топографія і геодезія.

Методи рішення наукових і практичних задач геодезії і топографії ґрунтуються на законах математики і фізики.

Досягнення кібернетики і сучасної обчислювальної техніки є базою для автоматизації робіт зі створення топографічних карт.

Значення топографії і картографії для науки в цілому є дуже важливе.

Топографічні карти дозволяють вивчати поверхню Землі з погляду умов для життєдіяльності людини, ступеня освоєння окремих територій і можливостей подальшого розвитку цього процесу.

Топографічні карти є основою для відображення результатів наукових досліджень і практичної діяльності в географії, геології, екології й інших науках про Землю. Вони потрібні при розвідці й експлуатації природних багатств, плануванні і розміщенні продуктивних сил країни, проектуванні інженерних споруд, при розробці і здійсненні економічних, екологічних, політичних та багатьох інших задач.

 

2. Історія виникнення і розвитку топографії і картографії

 

Слово «топографія» грецького походження («топо» – місце, місцевість і «графо» – пишу). Топографічними та картографічними дослідженнями почали займатися за кілька тисячоріч до нашої ери в Китаї, Єгипті, Асіро-Вавілонії й інших країнах. Прийоми виміру Землі були відомі й у стародавній Греції, де вони одержали теоретичне обґрунтування і поклали початок геометрії (у перекладі з грецького – землевимір).

У XVI ст. був опублікований перший російський посібник з виконання геодезичних робіт і складена карта всієї Московської держави – «Велике креслення». У 1600-1601 рр. з’явилася карта, складена Федором Годуновим по «Великому кресленню», з нанесеними на ній меридіанами і паралелями і з планом Москви.

Перші топографічні зйомки в Росії відносяться до кінця XVII століття.

За вказівкою Петра I у 1701 р. була відкрита математична навігаційна школа. Одним з перших її випускників був С.І. Челюскин.

Велике значення для розвитку науки мав створений у 1739 р. Географічний департамент. З 1757 по 1765 рр. керівником Географічного департаменту був геніальний російський вчений М.В. Ломоносов.

У 1797 р. у Росії створюється Депо карт, яке у 1812 р. було перетворене у Військово-топографічне депо, а в 1822 р. – у Корпус військових топографів. З організацією Корпуса військових топографів обсяг зйомок територій різко зріс.

У 1945 р. у СРСР були закінчені роботи зі створення Державної топографічної карти масштабу 1:1 000 000. До середини 50-х років 20 ст. була здійснена топографічна зйомка в масштабі 1:100 000 на усієї території країни і знищені «білі плями» на карті СРСР.

У 60-х – 70-х роках минулого століття у великих обсягах, обчислювальних багатьма сотнями тисяч квадратних кілометрів, проводилися топографічні зйомки масштабу 1:25 000 і 1:10 000. Цього вдалося досягнути завдяки широкому застосуванню методів аерофотогеодезії, які використовуються і по сьогоднішній день.

У даний час ведуться науково-дослідні роботи з підвищення рівня автоматизації топографо-картографічних робіт.

Велике значення для топографічних і картографічних робіт, вивчення фігури і розмірів Землі мають запуски штучних супутників Землі і космічних кораблів у чому Україна теж бере певну участь.

 

3. Роль та місце топографії і картографії в сучасній екології

 

Уже великий час екологія уявляється не тільки як наука, але й ідеологія, яка пронизує всі науки та сфери людської діяльності. Основна її мета полягає в оптимізації взаємодії суспільства і природи, яка унеможливлює порушення рівноваги природних систем, а значить і умов життєдіяльності суспільства.

Важливою особливістю географічних досліджень є великі потенційні можливості системного підходу до вивчення природних і суспільних явищ, які можна повністю використати в ході міждисциплінарних екологічних досліджень.

Екологічний підхід у дослідженні геосистем має ряд прикладних аспектів. Географія, яка користується екологічними критеріями оцінки спроможна вирішити багато питань, що відносяться до охорони і оптимізації навколишнього середовища. Вони зводяться до управління геосистемами, що можливе лише на екологічній основі. Екологія в широкому розумінні є тим фільтром, через який належить пропустити географічну інформацію раніше, ніж її використати при вирішенні економічних питань.

 

Топографія і картографія для сучасної екології має велике значення. Безпосередньо практично вони застосовуються для:

- аналізу екологічних умов певних територій навколишнього середовища;

- визначення екологічного стану ґрунту, води, атмосфери;

- наукових досліджень міграції мікроелементів (у тому числі радіоактивних) у природному середовищі;

- прогнозування поширення сильнодіючих отруйних речовин і радіоактивних елементів на місцевості в умовах аварії (руйнування) потенційно небезпечного об’єкту;

- розробки проектів будівництва (реконструкції) очисних споруд і підприємств з урахуванням екологічного стану визначених районів місцевості;

- вивчення демографічної ситуації в країні (регіоні);

- створення прогнозів щодо розвитку природних аномальних явищ, що приводять до хвороби і загибелі людей;

- контролю змін форм рельєфу під впливом природних і антропогенних процесів;

- інформаційного забезпечення при проведенні екологічного моніторингу і екологічної експертизи.

 

 

Курс «Топографія з основами картографії»