STIINTELE MASURATORILOR TERESTRE

sTIINŢELE MĂSURĂTORILOR TERESTRE

1.1. Obiectul, definitia si ramurile masuratorilor terestre

stiintele masuratorilor terestre se ocupa cu masurarea si reprezentarea suprafetelor de teren în vederea obtinerii planurilor si hartilor. Daca la început masuratorile se executau pe suprafete mai mici, cu timpul, datorita perfectionarii metodelor si instrumentelor de masu 828d31i rat, cât si datorita necesitatii de cunoastere cât mai precisa a dimensiunii si formei Pamântului s-a trecut la masuratori pe suprafete mari ale globului.

Acest fapt a determinat aparitia mai multor ramuri în cadrul stiintelor masuratorilor terestre, asa cum sunt: geodezia, topografia, fotogrammetria, teledetectia, holografia si cartografia.

Geodezia este stiinta care se ocupa cu studiul formei si dimensiunilor Pamântului în ansamblu sau a unor parti întinse din suprafata acestuia.

Datorita suprafetelor mari pe care se executa masuratorile, în geodezie se tine seama de influenta curburii Pamântului si de refractia atmosferica, ceea ce se cunoaste sub numele de corectia de curbura si de refractie.

Fig. 1.1 - Influenta curburii Pamântului

si a refractiei atmosferice în masuratorile geodezice

Referitor la figura de mai sus,

D - distanta orizontala dintre punctele A si B între care se fac masuratorile;

R - raza Pamântului;

B₁ - punctul în care se vede B din cauza curburii Pamântului;

B₂ - punctul în care se vede B₁ din cauza refractiei atmosferice.

Prin urmare :

- segmentul B - B₁ = C₁ - corectia de curbura;

- segmentul B₁- B₂ = C₂ - corectia de refractie;

- C₁- C₂ = C - corectia de curbura si refractie.

Rolul geodeziei este de a determina pozitia exacta a unor puncte de pe teren, care în totalitatea lor alcatuiesc reteaua geodezica, retea care poate avea forma de triunghiuri, de patrulatere etc.

Fig. 1.2 - Aspectul unei retele de puncte geodezice

Deci, geodezia nu da, în mod direct, planuri si harti, ci numai o retea de puncte pe care se sprijina masuratorile sau ridicarile topografice.

Pentru fiecare punct de sprijin geodezia determina coordonate în diferite sisteme de referinta. Determinarile de coordonate se realizeaza prin metoda:

triangulatiei, prin care se determina o baza geodezica si unghiurile retelei de triunghiuri;

trilateratiei, prin care se masoara laturile retelei de triunghiuri formata de punctele geodezic;

combinata

determinari GPS (sistem de pozitionare globala cu ajutorul satelitilor).

Topografia este stiinta care se ocupa cu studiul instrumentelor si metodelor utilizate pentru efectuarea masuratorilor pe teren, în vederea întocmirii planurilor si hartilor topografice.

Datorita suprafetelor mici pe care se executa, masuratorile topografice nu sunt influentate de sfericitatea Pamântului, ceea ce permite ca acestea sa se faca mai simplu si mai usor decât în geodezie.

Masuratorile de pe teren împreuna cu reprezentarea lor pe plan se numesc ridicari topografice. Rezultatul concret al unei ridicari topografice este planul topografic sau harta topografica, pe care punctele de pe suprafata terestra sunt redate prin cele trei coordonate x, y, h, adica atât în plan cât si în spatiu. Ca urmare, în cadrul topografiei se disting doua parti:

planimetria, care se ocupa cu reprezentarea pe planuri si harti a proiectiei orizontale a obiectelor de pe suprafata terestra

altimetria, care se ocupa cu reprezentarea reliefului pe planuri si harti.

Pe lânga topografia propriu-zisa, cunoscuta si sub numele de topografie generala, care se executa pe suprafata terestra, mai exista si o topografie subterana sau miniera. De asemenea, mai exista o serie de denumiri legate de domeniile în care topografia se aplica asa cum sunt: topografia hidrologica, topografia forestiera, topografia militara etc.

Fotogrammetria se ocupa cu determinarea exacta a formei si dimensiunilor obiectelor de pe suprafata Pamântului, precum si cu reprezentarea acestora pe planuri si harti, pe baza unor fotografii speciale, numite fotograme, obtinute pe teren sau din avion.

Din acest punct de vedere se poate deosebi:

fotogrammetria terestra sau geofotogrammetria, când fotogramele se obtin de pe suprafata terestra;

fotogrammetria aeriana sau aerofotogrammetria, când fotogramele se obtin cu o camera fotoaeriana montata pe un vehicul aerian.

Prin specificul ei, prin gradul înalt de automatizare, fotogrammetria asigura ridicarilor topografice un randament mult mai mare decât în cazul metodelor topografice.

Teledetectia poate fi definita ca un ansamblu de tehnici de percepere sau evaluare de la distanta a obiectelor, fara a le deranja, pe baza unor semnale emise sub forma de radiatii electromagnetice, unde sonore, câmpuri fizice etc.

Cele mai largi aplicatii le au tehnicile de teledetectie electromagnetica.

Dupa locul de emitere a senzorilor se deosebeste:

teledetectia aeriana, cu înregistrari din atmosfera terestra;

teledetectia spatiala, cu înregistrari din spatiul cosmic (adica din sateliti).

Rezultatele teledetectiei permit obtinerea reprezentarii unei harti, însa obiectivul principal îl constituie detectarea resurselor, a unor fenomene calitative existente la un moment dat, precum si la dinamica lor, cu rol deosebit de important în dezvoltarea economiei.

Holografia reprezinta un procedeu de înregistrare si vedere spatiala a imaginii corpurilor al carui rezultat este holograma. Aceasta reprezinta o înregistrare codificata a particularitatilor unui obiect. Din acest motiv, holograma vazuta cu ochiul liber seamana cu o placa mata. Descifrarea continutului unei holograme se face cu ajutorul laserului.

Cartografia este stiinta care se ocupa cu întocmirea si utilizarea hartilor. La început, cartografia facea parte din geografie, deoarece aceasta se ocupa nu numai cu descrierea suprafetei Pamântului, ci si cu reprezentarea acesteia în plan. Cu timpul a devenit o stiinta independenta, cu urmatoarele ramuri:

cartologia - se ocupa cu analiza hartilor, inclusiv cu evolutia istorica a acestora;

cartografia matematica sau teoria proiectiilor - se ocupa cu studiul diferitelor sisteme de a reprezenta elipsoidul terestru pe un plan;

întocmirea hartilor - studiaza metodele necesare pentru întocmirea originalului hartii;

cartoreproducerea - studiaza metodele si procedeele tehnice de editare a originalului hartii si de multiplicare a lui;

cartometria - este ramura cartografiei care studiaza instrumentele si metodele cu ajutorul carora se pot face diferite masuratori pe harta.

În prezent, datorita multiplelor genuri de harti care se întocmesc, având la baza materialele unor stiinte diferite, cât si datorita particularitatilor de întocmire a acestor harti, s-a ajuns la aparitia unor noi ramuri, cum ar fi: cartografia fizico - geografica, cartografia economico - geografica, cartografia geologica etc.

1.2. Scurt istoric al dezvoltarii cartografiei pe plan mondial

Existenta hartilor dateaza înca dinaintea erei noastre, harti primitive gasindu-se la egipteni, chinezi, mexicani, canadieni si chiar eschimosi.

Din antichitate se poate mentiona Claudiu Ptolemeu care a scris "Geographia", ce poate fi considerat primul manual asupra întocmirii hartilor. Acesta a facut propunerea pentru utilizarea proiectiilor stereografice si conice simple, ulitma cunoscuta si sub numele de proiectia conica a lui Ptolemeu.

Romanii au întocmit harti care se numeau "itinerarii" necesare în razboaiele lor de expansiune. O astfel de harta a fost ,,Tabula Peutingeriana", de aproape 7 m lungime si 0,34 m latime, compusa din 11 bucati.

În feudalism, ca urmare a dezvoltarii comertului apar primele harti marine, cunoscute sub denumirea de "portulane", întocmite cu ajutorul busolei. Pe aceste harti erau mai bine reprezentate tarmurile Marii Mediterane, Marii Negre si Oceanului Atlantic. Partea continentala era slab reprezentata.

În secolul al XVI-lea apar doi reprezentanti de seama ai cartografiei: Gerhard Mercator si Abraham Ortelius.

G. Mercator (1512-1594) a fost primul care a introdus notiunea de atlas (colectie de harti), reusind chiar sa publice un atlas geografic, care cuprindea 147 de harti. Mercator a propus utilizarea mai multor proiectii cartografice, dintre care una, folosita pentru navigatia maritima, îi poarta numele. Pentru Mercator harta reprezenta "trupul si sufletul geografiei"

A. Ortelius (1527-1598) a realizat si el un atlas numit "Privire a globului pamântesc", considerat primul atlas modern, care a fost publicat în anul 1570.

În secolul al XVII-lea au aparut o serie de atlase care, pe lânga hartile respective, cuprindeau si texte. La sfârsitul acestui secol contururile tuturor continentelor erau cunoscute si redate pe harti.

Din secolul al XVIII-lea dateaza aparitia primelor primelor harti tematice. De asemenea, se remarca aparitia hartilor la scari mari si mijlocii, ca de exemplu Harta Frantei, la scara 1

În anul 1871, cu ocazia primului Congres de Geografie, s-a pus problema alegerii meridianului de origine, problema care a fost rezolvata în anul 1884, când s-a stabilit ca prim meridian cel de la Greenwich, din apropiere de Londra.

Datorita progreselor înregistrate în domeniul cartografiei, la sfârsitul secolului al XIX -lea s-a propus realizarea unei harti internationale, la scara

1:1 000 000 si a unei harti batimetrice a Oceanului Planetar, la scara 1:10 000 000, harta care a aparut în anul 1904.

Între cele doua razboaie mondiale s-au realizat harti, atlase si globuri la diferite scari, remarcându-se Marele Atlas Sovietic al Lumii.

Dupa cel de-al doilea razboi mondial, odata cu perfectionarea instrumentelor si metodelor de cartografiere, au aparut noi atlase nationale si harti topografice, mai ales pentru statele noi aparute.

Pentru unificarea termenilor de specialitate s-a întocmit si editat un dictionar poliglot, care contine 1200 de termeni în cinci limbi: engleza, germana, franceza, spaniola si rusa. În ideea unei bune colaborari internationale s-a înfiintat Asociatia Cartografica Internationala (1961).

Rezultatele deosebite s-au obtinut în domeniul cartografierii unor corpuri ceresti, ca urmare a zborurilor cosmice, deschizându-se astfel o era noua în cartografie, cea a cartografiei cosmice. Astfel, pe baza datelor obtinute din cosmos a aparut Atlasul Lunii, o lucrare de o deosebita semnificatie stiintifica.

Dupa anul 1980 cartografia a evoluat foarte mult prin aparitia sistemelor informationale geografice (GIS sau SIG - Geographical Information System), care au permis elaborarea hartilor digitale, harti care au o calitate superioara, iar actualizarea lor se face foarte usor. Un GIS permite culegerea, prelucrarea, stocarea, manipularea, analiza si afisarea datelor referitoare la spatiul geografic, prin intermediul informaticii (Gabriela Osaci - Costache, 2004

si în domeniul atlaselor s-au realizat progrese foarte mari prin aparitia atlaselor electronice, care sunt prezentate pe CD-ROM-uri. Aceste atlase fac posibila afisarea imaginii, marirea unui anumit sector si cautarea de diferite informatii (de ex. Encarta 2005)

În prezent, pe suprafata uscatului nu mai exista "pete albe" din punct de vedere al hartilor topografice. Dar, cartografia are de realizat unele harti cu tematica noua, cum ar fi cele legate de transformarea peisajului geografic, de amenajarea teritoriala, sau de cartografierea amanuntita a reliefului Oceanului Planetar, asupra caruia se îndreapta tot mai mult atentia specialistilor, în vederea valorificarii resurselor alimentare, minerale, energetice etc., de care acesta dispune.

1.3. Aspecte ale dezvoltarii cartografiei în România

Situata în calea marilor drumuri comerciale, care leaga Europa Occidentala de Europa Rasariteana, Europa de Nord cu Europa de Sud, teritoriul tarii noastre a aparut reprezentat pe harti din cele mai vechi timpuri.

Primele contributii al dezvoltarea cartografiei în tara noastra apartin lui Johannes Honterus, Constantin Cantacuzino si Dimitrie Cantemir.

J. Honterus a realizat Harta Transilvaniei, tiparita la Basel în anul 1532. Harta cuprinde date si reprezentari asupra reliefului, apelor si localitatilor. Interesant este oronimul "Alpes" folosit pentru Muntii Fagaras. Pe aceasta harta, pentru prima data, apare împartirea administrativa a Transilvaniei, care este divizata în sase "tari": Ţara Bârsei, Ţara Oltului, Ţara Secuilor, Ţara din fata padurii (cu centrul la Alba Iulia), Ţara vinurilor (Târnavele) si Ţara Nasaud.

Stolnicul C. Cantacuzino a realizat Harta Valahiei (corespunzatoare provinciilor istorice Oltenia si Muntenia), tiparita la Padova în anul 1700. Aceasta cuprinde patru foi, iar pentru bogatia si varietatea detaliilor a constituit un model de harta geografica generala pentru perioada respectiva. Originalul hartii se afla la British Museum din Londra, doua fotocopii gasindu-se si la Biblioteca Academiei Române.

Dimitrie Cantemir a întocmit în lucrarea sa "Descriptio Moldoviae" si o harta a Moldovei (teritoriul dintre Prut si Nistru), care a fost descoperita de G. Vâlsan în colectia Bibliotecii Nationale din Paris. Despre aceasta harta, pe care relieful este redat prin movile umbrite, iar padurile prin copaci, G. Vâslan spunea "...pâna acum alcatuieste cel dintâi document cartografic românesc de o importanta istorica si geografica nepretuita pentru noi".

Prin aceasta realizare D. Cantemir a ridicat activitatea cartografica pe o treapta superioara, harta Moldovei fiind un exemplu atât pentru specialistii români, cât si pentru cei europeni.

În anul 1800, la Viena s-a tiparit primul atlas realizat de un român, si anume de Gh. Golescu, dar în limba greaca. În anul 1832 au aparut primele foi ale atlasului lui Gh. Asachi, primul atlas editat în limba româna.

Între anii 1855-1857, la ordinul domnitorului Alexandru Ioan Cuza, s-a realizat prima harta a Ţarii Românesti (cunoscuta si sub numele de "Harta Satmari"), având scara 1:57 600. Harta cuprinde provinciile istorice Oltenia si Muntenia si este prima harta pe care apare denumirea de România.

Tot în aceasta perioada, pentru efectuarea masuratorilor terestre s-a introdus sistemul metric, folosirea sa devenind obligatorie în anul 1866.

Dupa primul razboi mondial, datorita necesitatilor economice, politice si administrative, s-a trecut la întocmirea unei harti la scara mare (1:20 000, 1:10 000 si chiar 1:5 000) prin reproducerea si multiplicarea originalelor de teren deja existente. Noile documente cartografice, cunoscute sub numele de "planuri directoare de tragere" au fost întocmite într-o proiectie unica pentru tot teritoriul tarii si anume în proiectia Lambert

Dupa cel de-al doilea razboi mondial, cartografia româneasca a cunoscut o puternica dezvoltare. Astfel, pentru obtinerea de planuri si harti topografice  într-un timp cât mai scurt si la un pret cât mai redus, în anul 1958 s-a înfiintat Centrul de Fotogrammetrie, care în 1970 a devenit Institutul de Geodezie, Fotogrammetrie, Cartografie si Organizarea Teritoriului (I.G.F.C.O.T.), în cadrul caruia s-au realizat planurile de baza la scarile 1:2 000, 1:5 000 si 1:10 000 necesare economiei nationale, fie pentru evidenta funciara, fie pentru sistematizarea localitatilor.

De asemenea, s-a întocmit harta topografica moderna la scara 1:25 000 (1972-1981), utilizându-se proiectia cilindrica transversala Gauss-Krüger si elipsoidul Krasovski.

Rezultate deosebite în domeniul cartografiei au fost obtinute si de Directia Topografica Militara (D.T.M.), unde s-au întocmit 11 foi din harta internationala la scara 1:2 500 000.

Sub egida Ministerului Educatiei si Cercetarii au aparut numeroase harti, mai importante fiind hartile fizice si politice ale lumii la scarile 1:22 000 000 si 1:18 000 000; hartile fizice si economice ale României la scarile 1:400 000 si 1:500 000.

Academia Româna, prin Institutul de Geografie, între anii 1974-1978 a publicat Atlasul National, care cuprinde 76 de planse si are un continut deosebit de variat. Tot sub egida Academiei Române în anul 1996 a aparut lucrarea România - Atlas istorico-geografic. Ambele atlase reprezinta sinteze reusite ale succeselor obtinute în cartografie, atât din punct de vedere al continutului, cât si al metodelor de lucru.

Cu ajutorul datelor obtinute prin teledetectie s-a trecut la realizarea unor harti tematice, asa cum sunt cele realizate de Institutul de Geologie si Geofizica sau de Institutul National de Meteorologie si Hidrologie.

Mai recent, harti tematice de o valoare aplicativa deosebita au început sa se realizeze si în cadrul Centrului Român pentru Utilizarea Teledetectiei în Agricultura (C.R.U.T.A.).

Pentru realizarea unor lucrari deosebite, pentru perfectionarea instrumentelor si metodelor de întocmire a hartilor, cartografia româneasca se bucura de aprecieri deosebite pe plan mondial.