Тема 1. Просторові об’єкти, шкали вимірювань та системи координат

Давайте візуалізуємо в своїй уяві поверхню Землі. Ми знаходимося в Києві. Навіть ніколи не перетинаючи кордон нашої країни ми точно знаємо де знаходиться від нас росія, де наш Крим, де Чорне море, як протікає через територію Дніпро, де Молдова чи Польща і де проходили навчання в білорусії. Ці знання зі школи, з предмету географія, на якому вперше знайомлять з картами і глобусом. Всі картографічні матеріали – це спрощене в певній кількості зменшене зображення поверхні Землі.

Повернемося до візуалізації. Давайте уявимо форму Землі. Вона плоска?

Земля стоїть на 3-х слонах? Чи Земля кругла?

Розвиток аерокосмічних досліджень Землі доказує наукові дослідження про те, що Земля має круглу форму і глобуси являються справедливим уявленням про форму Землі в цілому. Проте не зовсім.

Насправді Земля має форму наближену до форми неправильної кулі трохи приплюснутої з полюсів. Складну фігуру нашої планети, обмеженої рівнем поверхні океану називають геоїдом.

Фактично, поверхня Землі, якщо б не була покритою водою не відрізнялася б від звичного нашого уявлення про астероїди.

          Для тримання найбільш точних і обгрунтованих результатів вимірювання поверхні землі прийнято за основу найбільш геометрично подібну форму до реальної фігури Землі еліпсоїд обертання, - умовну фігуру, яка утворюється при обертанні еліпса навколо його малої осі. За геометрично правильну фігуру, яка максимально наближається до геоїду (реальної фігури Землі) і базуючись на якій виконуються геодезичні розрахунки і розраховуються картографічні проекції прийнято референц-еліпсоїд.

Референц-еліпсоїд  — земний еліпсоїд обертання заданий екваторіальним і полярним радіусами, орієнтований у тілі Землі, прийнятий для віднесення на нього результатів усіх геодезичних і маркшейдерських вимірювань при обчисленні координат геодезичних та маркшейдерських пунктів. Геодезичні – на поверхні Землі, маркешейдерські – під Землею, використовуються в гірничій  справі (в шахтах, під час планування і видобування корисних копалин). Реферец-еліпсоїд слугує допоміжною математичною поверхнею при вирішенні різних геодезичних задач. Тобто референц-еліпсоїд – умовна допоміжні математична поверхня. В різних країнах прийняті на законодавчому рівні різні еліпсоїди з пареметрами, які дещо відрізняються між собою.

В Україні використовується референц-еліпсоїд Ф.Н. Красовського.

На основі супутникових вимірювань розраховано міжнародний еліпсоїд WGS-84 (Word Geodetic System), 1984р.

В Європі та Азії використовується референц-еліпсоїд Бесселя (1841)

В країнах Європи, Азії, Південної Америки та в Антарктиді прийнято референц-еліпсоїд Херфорда (1909)

Референц-еліпсоїди математично розраховують географічні координати кожної точки земної поверхні через поділ їх поверхні на паралелі і меридіани. Але якщо ми говоримо про створення карт, то ми маємо перейти від географічних координат (довготи і широти, які вимірюються в градусній мірі) до геодезичних координат (Х і У, які вимірюються в метрах).

Перехід також науковці розрахували, завдяки проектуванню точок землі на уявну математичну поверхню референц-еліпсоїда, а з нього – в систему плоских координат (Х;У).