Инженерная геодезия и геоинформатика

Московский государственный  университет путей сообщения

Институт пути, строительства и сооружений

Кафедра «Путь и путевое хозяйство»

 

 

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине «Введение в специальность»

на тему: «Инженерная геодезия и геоинформатика»

 

 

 

 

                                                 Выполнила:

                                                 Студентка 1-ого курса,группы        

    СТП-124

                                                 Турецких Анастасия Анатольевна

                                                 Проверил:

                                    к. т. н., профессор Воробьев 

                      Эдуард Викторович

 

Москва  2014

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………..3

1. Инженерная геодезия, ее задачи и место при изысканиях,

строительстве и эксплуатации железных дорог………………………...5

2. Организация  геодезической службы страны…………………………..7

3. Геодезическая служба, обеспечивающая изыскания,

проектирование, строительство и эксплуатацию железнодорожного транспорта…………………………………………………………………….8

4. Геодезические работы в строительстве………………………………..9

5.  Геодезические работы при проектировании и строительстве трасс железных и автомобильных дорог, проектировании трасс трубопроводов, ЛЭП и других линейных сооружений……………………………………10

6. Геодезические разбивочные работы…………………………………..12

7. Геодезические работы при строительстве железных дорог………………...14

        7.1. Восстановление и закрепление трассы……………………………..14

        7.2. Геодезические работы при укладке верхнего строения пути……..15

Список используемой литературы……………………………………….16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

             Геодезия – одна из древнейших наук – возникла из практических потребностей человека в разделении земли на отдельные участки. В переводе с греческого «геодезия» означает «землеразделение» (гео – земля, дайдзо – делить на части).

             Истоки геодезии теряются в  глубокой древности. При раскопках  Вавилона найден план, составленный  за 3000 лет до н. э. Приемы геодезии широко использовались при строительстве пирамид и ирригационных сооружений Древнего Египта, городов Шумера, Вавилона, Греции и Рима.

             Геодезия изначально тесно связана  с геометрией – наукой об  измерении Земли. Ее иногда и определяют как практическую геометрию.

             Термин «геодезия» предложен  величайшим мыслителем древности  Аристотелем (384 – 322 до н. э.). Им же была сформулирована основная задача геодезии – определение формы и размеров Земли. Уже в III в. до н. э. Эратосфен Александрийский достаточно точно определил радиус Земли, которую тогда принимали за шар.

             Интенсивное развитие геодезии  начинается в эпоху великих  географических открытий в связи с необходимостью создания карт новых территорий, оживлением торговых связей, необходимостью ведения военных действий. Развитию и совершенствованию методов геодезических работ способствовали научные достижения в области математики, физики, астрономии. Так, например, изобретение Г. Галилеем в 1609 г. Зрительной трубы позволило резко повысить точность геодезических измерений. Открытие И. Ньютоном закона всемирного тяготения позволило предположить, что Земля имеет форму сфероида вращения. Последующие затем экспериментальные измерения дуги меридиана, выполненные на разной широте, подтвердили гениальное предвидение И. Ньютона.

             Первые дошедшие до нас сведения  о выполнении геодезических работ  в России относятся к 1069 г., когда  под руководством князя Глеба  по льду была измерена ширина  Керченского пролива между Керчью (б. Корчев) и Таманью (б. Тмутаракань).

             Интенсивное развитие геодезии  в России связано с именем  Петра I. В 1743 г. Под руководством М. В. Ломоносова издается первый «Атлас Российской империи». Указами императрицы Екатерины II в 1779 г. открывается Константиновское императорское училище, в 1809 г. – Санкт-Петербургский институт инженеров путей сообщения, в в 1822 г. учреждается Корпус военных топографо-геодезических работ в стране.

             Новая страница в развитии  геодезии начинается после образования по инициативе В. И. Вернандского специальным декретом Совнаркома от 15.03.1919 г. Государственной картографо-геодезической службы страны – Высшего Геодезического Управления (ВГУ), первым руководителем которого был назначен заведующий кафедрой «Геодезия» Московского института инженеров железнодорожного транспорта, профессор С. М. Соловьев. Впоследствии им многие годы руководил генерал М. Д. Бонч-Бруевич. Под его руководством интенсивно развиваются методы аэрофотосъемки, позволившие в короткие сроки получить карты на всю территорию нашей огромной страны. Проводятся значительные научные исследования, выдвинувшие отечественную геодезическую науку на первое место в мире. Наши ученые первыми открыли эру космической геодезии.

             В последние годы успехи геодезии связаны с широким применением цифрового и электронного картографирования, дистанционным зондированием Земли аэрокосмическими средствами, использованием глобальных навигационных систем определения положения, переходом на принципы геоинформатики и геоинформационных компьютерных систем (ГИС). Геоинформационные системы являются автоматизированными системами, связанными со сбором, хранением, обработкой, анализом, моделированием и представлением пространственно-коордирированной информации. Они находят применение во многих сферах человеческой деятельности, представляя собой наиболее мощное средство подготовки принятия решений, способное интегрировать в себя автоматизированные системы инвентаризации, проектирования и управления.

             После этого краткого исторического экскурса дадим следующее современное определение геодезии как науки. Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности и в околоземном пространстве, проводимых для определения формы и размеров Земли, отображения ее поверхности или отдельных частей в виде обычных карт, планов и профилей или цифровых компонентов геоинформационных систем, используемых для инвентаризации, проектирования, строительства и управления объектами и сооружениями.

             Геодезия в процессе своего  развития разделилась на ряд  самостоятельных дисциплин: высшую геодезию, топографию, картографию, космическую геодезию, фотограмметрию и инженерную геодезию.

             Высшая геодезия занимается изучением  формы и размеров Земли и  ее гравитационного поля, играющего  фундаментальную роль в формировании фигуры нашего небесного тела.

             Предметом изучения топографии  являются небольшие участки земной  поверхности, которые без ущерба  для точности можно проектировать на плоскость, не учитывая кривизну Земли.

             В задачу картографии входит  отображение поверхности Земли  и протекающих на ней процессов  в виде различных, в том числе  цифровых и электронных, карт;

             Космическая геодезия включает  в себя глобальные навигационные  системы, являющиеся основой применяемых  в настоящее время координатных систем, и системы космического дистанционного зондирования многоцелевого назначения, используемые для мониторинга поверхности Земли.

             Фотограмметрия занимается определением  формы, размеров и пространственного положения объектов по их фотографическому или цифровому изображениям. 

             В теории и практике геодезии  широко используются средства  и методы математики, астрономии, информатики и геоинформатики, физики, электроники, географии, геофизики и других смежных наук. В свою очередь, геодезические данные являются необходимой информационной основой в различных сферах науки и производства.

 

1. Инженерная геодезия, ее задачи и место при изысканиях, строительстве и эксплуатации железных дорог

             Темпы экономического и социального развития России требуют ускоренного развития всех видов транспорта, особенно железнодорожного, с помощью которого производится наибольший объем всех перевозок в стране. Предстоят значительные работы не только по строительству новых железнодорожных линий, но и по реконструкции и ремонту существующего железнодорожного пути, что требует выполнения большого объема топографо-геодезических работ. Значительного эффекта при выполнении этих работ можно достигнуть при условии широкого использования научно-технических достижений в области инженерной геодезии. Весьма важным является внедрение автоматизации и механизации самых различных процессов топографо-геодезических работ, особенно на стадии технических изысканий.

             Дальнейшее развитие всех видов транспорта ставит перед инженерной геодезией новые и сложные задачи. Инженерно-геодезические работы при линейном строительстве требуют:

• научного обоснования точности геодезических работ, выполняемых не только при переносе проектов в натуру (разбивке сооружений) и контрольных работах при строительстве дорог, но и при изготовлении и монтаже сборных элементов сооружений железнодорожного транспорта;
• разработки мероприятий, связанных с наблюдениями за деформацией сооружений железнодорожного транспорта (места и техники закрепления знаков, требований к приборам для натурных наблюдений, методики и времени их выполнения, математической обработки результатов с использованием различных ЭВМ, связанных с созданием цифровых моделей местности как системы информации о ней);
• проведения исследований, позволяющих на основе натурных наблюдений прогнозировать места возможных деформаций в конструкциях возводимых сооружений, количественно оценить криогенное (морозное) пучение грунтов геодезическими методами в естественных условиях и увязать их с инженерно-геологическими и гидрогеологическими методами наблюдений. Это особенно важно при строительстве линейных сооружений в районах вечной мерзлоты;
• более широкого использования приборов, изготовляемых из материалов, обладающих соответствующими теплофизическими свойствами, что может значительно повысить точность геодезических измерений;
• уточнения действующих нормативных документов по геодезическим работам, выполняемым на всех стадиях изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог, и создания новых документов;
• использования оптико-электронных геодезических приборов (дальномеров, тахеометров) для более широкого применения тригонометрического нивелирования при определении высот в горной и пересеченной местности, труднодоступных точек в строительстве, на отдельных стадиях технических изысканий железных дорог.
• Весьма трудоемкое геометрическое нивелирование, требующее предварительной разбивки пикетажа , следует заменять тригонометрическим нивелированием по характерным для намеченной трассы дороги точкам рельефа с установкой при этом приборов как на земле, так и на автомашине;
• более широкого развития работ по созданию постоянного планово-высотного съемочного обоснования на объектах линейного строительства;
• использования лазерных приборов, позволяющих значительно повысить производительность труда и точность геодезических измерений (при задании направлений, определении высот точек и деформаций сооружений, измерении расстояний и др.);
• разработки мероприятий, обеспечивающих охрану окружающей среды при осуществлении инженерно-геодезических работ, выполняемых для линейного строительства.

2. Организация геодезической службы страны

             Главное управление геодезии и картографии, являясь общесоюзным органом, не только руководит государственными топографо-геодезическими и картографическими работами, но и осуществляет государственный геодезический надзор в стране за правильным их выполнением учреждениями, организациями и предприятиями независимо от их ведомственной принадлежности.

             Основные задачи ГУГК, как единственного в стране государственного органа в области топографо-геодезических и картографических работ,— всемерное их развитие в общегосударственных интересах; проведение единой технической политики при их  выполнении; разработка и утверждение технических инструкций и наставлений по выполнению топографо-геодезических и картографических работ, являющихся обязательными для всех ведомств и учреждений России, производящих эти работы; внедрение научной организации труда, передового опыта и новейших достижений в производство этих работ; обеспечение при их выполнении правил техники безопасности, охраны труда и окружающей среды.

             Контроль за геодезическими, топографическими и картографическими работами, выполняемыми ведомственными организациями, осуществляют Территориальные инспекции Государственного геодезического надзора ГУГК; они устраняют перекрытия в производстве всех этих работ, способствуя экономии государственных средств, обеспечивают выполнение их в строгом соответствии с общеобязательными техническими инструкциями и наставлениями и используют ведомственные работы для картографирования страны.

3. Геодезическая служба, обеспечивающая изыскания, проектирование, строительство и эксплуатацию железнодорожного транспорта

             Стоимость строительства новой железнодорожной линии, показатели ее эксплуатационной работы и экономичность перевозок во многом зависят от правильного выбора варианта трассы, различных инженерных сооружений, устройств и оборудования дороги.

             Проект железнодорожной линии, как правило, состоит из экономического и технического разделов. В экономическом разделе обосновываются размеры ожидаемых грузовых и пассажирских перевозок на расчетные сроки и на ближайшую перспективу и устанавливаются другие показатели для определения эффективности постройки и ввода дороги в эксплуатацию; по существующим дорогам устанавливаются целесообразность и сроки их усиления.

             Разработка проекта новой, реконструкция существующей железнодорожной магистрали и проектирование вторых путей по сравнению с другими видами линейных сооружений требуют выполнения большого объема технических изысканий, основную часть которых составляют топографо-геодезические и аэрофотосъемочные работы. Последние являются наиболее прогрессивными, так как позволяют полнее осуществлять автоматизацию и механизацию полевых и камеральных работ. По материалам аэрофотосъемки получают модель местности, по которой в камеральных условиях проводят значительную часть работ, связанных с выбором ((трассированием) направлений проектируемой железной дороги. При строительстве новых и реконструкции существующих железных дорог составляют исполнительные планы перед сдачей объектов.