Курс инженерной геодезии

Учебник

20

Рекомендовано в качестве учебника

для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлениям подготовки

(квалификация (степень) «бакалавр»)

35.03.01 «Лесное дело»,

35.03.02 «Технология лесозаготовительных
и деревоперерабатывающих производств»

УДК 528
ББК 26.12

Б90

Рецензенты:

В.Н. Анопин — доктор географических наук, профессор,
заведующий кафедрой геодезии Волгоградского государственного
архитектурностроительного университета;
А.Ф. Стороженко — кандидат технических наук,
профессор кафедры геодезии Волгоградского государственного
архитектурностроительного университета;
В.Ф. Манухов — кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой
геодезии, картографии и геоинформатики Мордовского государственного
университета им. Н.П. Огарева

Буденков Н.А.

Б90
Курс инженерной геодезии : учебник / Н.А. Буденков, П.А. Нехорошков, О.Г. Щекова
под общ. ред. Н.А. Буденкова. — 2е изд., перераб. и доп. — Москва ::: ФОРУМ: ИНФРАМ,
272 с. —

(Высшее образование Бакалавриат).

ISBN 9785911348519 (ФОРУМ)
ISBN 9785160095493 (ИНФРАМ)

В учебном пособии даны общие сведения о геодезии, фигуре и размерах

Земли; описаны методы геодезических измерений и оценки точности полученных результатов; рассмотрены методы построения геодезических сетей,
производства топографических съемок. Уделено внимание изысканиям под
строительство инженерных сооружений. Приведены и обоснованы требования к технике безопасности и охране окружающей среды при выполнении геодезических работ.

Предназначено для студентов и бакалавров высших учебных заведений

лесного профиля, изучающих инженерную геодезию, а также будет полезно
учащимся колледжей.

УДК 528
ББК 26.12

ISBN 9785911348519 (ФОРУМ)
ISBN 9785160095493 (ИНФРАМ)

© Буденков Н.А., Нехорошков П.А.,

Щекова О.Г., 2014

© Издательство «ФОРУМ», 2014

:

.,

Предисловие к первому изданию

Настоящий «Курс инженерной геодезии» предназначен для студентов вузов лесного профиля.
Содержание учебника соответствует объему курса, предусмотренному Государственным образовательным стандартом, утвержденным
27 марта 2000 г.
Изложение материала в основном следует содержанию учебного
пособия того же названия профессора Н.А. Буденкова (1995) с дополнениями и исправлениями, учитывающими новейшие достижения
науки и техники в области геодезии, картографии, космонавтики и
других наук.
При составлении учебника авторы выбрали оптимально краткую
форму изложения, стремясь придать ему лаконичность, четкость и
ясность.
В этом принципиальное отличие настоящего издания от рекомендуемых обязательных многопрофильных учебников «Прикладная
геодезия» (Н.П. Булгаков, Е.М. Рывина, Г.А. Федотов, 1990) и «Инженерная геодезия» (под ред. Д.Ш. Михелева, 2000).
Учебник состоит из двух частей — общей и специальной. Изложение материала осуществляется по принципу «от общего к частному».
В первой части представлены общие сведения по геодезии, методы построения геодезических сетей и производства топографических
съемок; дано описание устройства приборов, их поверки и работы с
ними, правила обработки результатов измерений и оценка их точности; приведены сведения о цифровых и электронных картах, спутниковых технологиях построения опорных геодезических сетей и возможность использования их в лесоинженерном деле; изложены основы геоинформатики.

Вторая часть учебника посвящена вопросам приложения геодезии к решению специальных задач, связанных с изысканием и строительством объектов сухопутного и водного транспорта леса, производством геодезических работ при лесоустройстве, на строительной
площадке и в других случаях инженерностроительной практики.
Вопросы практического приложения курса подкреплены примерами и рекомендациями, которые должны способствовать успешному
усвоению материала при самостоятельном изучении предмета студентами как очной, так и заочной форм обучения.

4
Предисловие к первому изданию

Предисловие ко второму изданию

Во второе издание учебника по инженерной геодезии внесены
некоторые изменения, исправления, уточнения. Авторы сочли необходимым несколько изменить структуру книги, дополнить материал
современными сведениями, а коегде, наоборот, сократить его для
лучшего понимания и усвоения.
По сравнению с первым изданием, здесь переработаны разделы,
посвященные теодолитной и тахеометрической съемкам, с выделением из них в отдельный раздел линейных измерений. Сокращены усложненная часть теории ошибок измерений и определение истинного
азимута трассы. Исключены разделы о геодезических изысканиях
мостовых переходов и путей водного транспорта леса. Значительно
переработана глава, посвященная геоинформационным системам.
Учебник дополнен современными сведениями о новых электронных и лазерных приборах, используемых в геодезической практике.
Приведен достаточно подробный словарь профессиональной лексики, где дается толкование основных терминов, применяемых в геодезии. В список литературы добавлены новые издания, вышедшие в последние годы.
Авторы надеются, что все это поможет будущим специалистам
глубже усвоить излагаемый материал, расширить свой профессиональный кругозор, а впоследствии успешно применять полученные
знания и навыки в практической деятельности.

Введение

Предмет геодезии и ее связь с другими науками

Геодезия — наука о Земле, об измерениях на земной поверхности.
Слово «геодезия» греческого происхождения и в переводе на русский
язык означает «землеразделение».
Содержание современной геодезии выходит далеко за рамки данного определения и включает в себя комплекс научных дисциплин:
высшую геодезию, геодезию, картографию, фототопографию, инженерную (прикладную) геодезию и др.
Высшая геодезия занимается изучением формы и определением
размеров Земли, созданием высокоточных астрономогеодезических
и нивелирных опорных сетей, позволяющих определять взаимное положение точек на земной поверхности в единой системе координат.
Задачами геодезии (топографии) являются изучение сравнительно
небольших участков земной поверхности и разработка методов изображения их в виде карт, планов и профилей на основе полевых измерений.
Картография занимается разработкой методов и процессов создания сплошных изображений значительных частей земной поверхности в виде карт, используя при этом достижения высшей геодезии,
топографии и других наук.
Фототопография рассматривает методы и средства создания топографических планов и карт по материалам фотографирования земной
поверхности.
Инженерная геодезия занимается разработкой методов и средств
геодезического обслуживания запросов народного хозяйства при решении различных инженернотехнических задач.

Таким образом, современная геодезия — наука, занимающаяся
определением формы и размеров Земли, изображением земной поверхности на планах и картах и обслуживанием народного хозяйства
при решении инженернотехнических задач.
Геодезия, как и другие науки, находится в постоянном развитии.
Достижения естественных наук в освоении космоса вызвали к жизни
новую геодезическую дисциплину — космическую геодезию, а потребности государства в энергоресурсах — морскую геодезию, занимающуюся картографированием подводного рельефа морского шельфа с
целью поиска нефтеи газовых месторождений.
Геодезия тесно связана со многими науками. От математики она
берет методы обработки и оценки точности геодезических измерений; исходные данные для установления на Земле системы координат
и ориентирования заимствует из астрономии; конструирование приборов основывается на достижениях оптики, механики и радиоэлектроники; правильная оценка развития рельефа и его изображение на
планах и картах базируется на знании основ географии; при графическом оформлении планов и карт используют знания начертательной
геометрии и топографического черчения.
В свою очередь, геодезия поставляет различные картографические и цифровые материалы, необходимые для решения многообразных задач экономики государства.

Практическое применение геодезии
в различных областях

Геодезия тесно связана с практической деятельностью человека.
Трудно назвать инженерную дисциплину, отрасль народного хозяйства, которые смогли бы обойтись без услуг геодезии.
Для составления любого инженерного проекта необходима топографическая карта местности. Такая карта, дополненная геологической, гидрологической и другими характеристиками района, позволяет выявить техникоэкономическую целесообразность осуществления проекта в данных условиях местности.
Строительству любого объекта предшествует проектирование,
которое выполняется на топографической основе. После составления генерального плана, где показывается взаимное размещение
всех зданий и сооружений, на местности посредством геодезических

Введение
7

измерений осуществляют так называемое перенесение проекта в натуру.
Производство строительных работ нуждается в постоянном геодезическом обслуживании: в разбивках зданий и сооружений и их
элементов, производстве обмеров, частичных съемках, наблюдениях
за деформациями возводимых объектов и т. д. Сдаче в эксплуатацию
законченных объектов предшествуют исполнительные съемки, в результате которых устанавливается соответствие проекту фактических
параметров сооружения. Без составления исполнительного плана
объект не может быть принят в эксплуатацию.
В процессе эксплуатации сооружений ведутся наблюдения за их
деформациями, преследующие как научные (обоснование правильности теоретических расчетов устойчивости сооружений), так и производственнотехнические цели (выявление недопустимых величин
деформаций и принятие профилактических мер).
Развитие лесной промышленности (особенно в связи с освоением
лесных районов Севера, Урала и Сибири) требует проведения различных геодезических работ для проектирования и строительства предприятий лесной промышленности, лесовозных дорог, жилых поселков и других объектов.
Большое значение имеет геодезия в военном деле. Известный
русский ученыйгеодезист проф. В.В. Витковский (1856—1924) писал:
«Гениальнейшие мысли на войне могут остаться бесплодными или
привести к гибельным последствиям, если они не будут основаны на
изучении местности. Местность же изучается преимущественно по
топографическим картам». Карта необходима для сбора разведывательных данных, разработки боевых операций, руководства боем,
обеспечения успешных действий артиллерии, ракетных войск, авиации, военноморского флота.

Краткий очерк развития геодезии

Геодезия относится к числу древнейших наук. Из дошедших до
нас литературных источников известно, что за много веков до нашей
эры в Египте и Греции люди имели представление о том, как измерять земельные участки и определять их площади. Примерно в Х в. до
н.э. в Китае была специальная служба, занимавшаяся картографированием страны. В VI в. до н.э. существовали канал между Нилом и

8
Введение

Красным морем, оросительные системы в долине Нила, возведение
которых было немыслимо без геодезических измерений.
В III в. до н.э. греческий ученый Эратосфен (276—174 до н.э.)
впервые определил размеры Земли исходя из ее шарообразности.
Первые упоминания о геодезических измерениях в России относятся к 1068 г., когда по приказанию князя Глеба было измерено расстояние между Керчью и Таманью по льду Керченского пролива.
В 1598 г. была составлена первая карта Московского государства
«Большой чертеж», которая позже несколько раз дополнялась и исправлялась, а в 1627 г. была вычерчена заново ввиду ее ветхого состояния.
Начало современной геодезии и методов геодезических работ относится к XVII в., когда был изобретен ряд геодезических приборов и
методов производства геодезических измерений.
Широкое развитие геодезии в России связано с именем Петра I
(1672—1725), осуществлявшего крупные мероприятия по укреплению
политического и экономического положения России. Первые топографические съемки были начаты в 1696 г. в устье Дона, а в 1715 г. на
Иртыше. Несколько позже развернулись работы на Камчатке, Курильских островах и во внутренних районах страны.
Учитывая важность картографических работ, Петр I подчинил их
непосредственно Сенату. В 1739 г. они перешли в ведение специально
созданного Географического департамента Академии наук, который с
1757 по 1763 г. возглавлял М.В. Ломоносов (1711—1765).
В 1797 г. при Генеральном штабе армии учреждается Депо карт,
призванное обеспечить запросы армии на топографические карты.
Преобразованное в 1822 г. в Корпус военных топографов это учреждение выполняло все основные астрономогеодезические работы в
России XIX и начала XX вв. Большая заслуга в успешном проведении
этих работ принадлежит ученым В.Я. Струве (1793—1864), К.И. Таннеру (1783—1860), Н.А. Савичу (1811—1883), Д.Д. Гедеонову (1854—
1908) и др.
По декрету СНК РСФСР от 15 марта 1919 г. создается Высшее
геодезическое управление (позже преобразовано в Главное управление геодезии и картографии), основной задачей которого являлось
сплошное картографирование страны для изучения ее территории в
целях поднятия и развития производительных сил. С этого времени
основные геодезические работы и топографические съемки ведутся с
учетом их значения для народного хозяйства.

Введение
9

К 1941 г. в стране выполнен огромный объем работ по развитию
государственной геодезической сети, на основании которых в Центральном научноисследовательском институте геодезии, аэрофотосъемки и картографии (ЦНИИГАиК) под руководством выдающегося ученого Ф.Н. Красовского (1878—1948) были определены новые,
более точные параметры Земли. Топографическими съемками обеспечены потребности народного хозяйства и обороны страны.
Современная отечественная геодезия, обогащенная новейшими
достижениями науки и техники, способна решать любые теоретические и практические задачи. Своими сегодняшними достижениями
она обязана многочисленной армии ученых, организаторам производства и производственникам: А.С. Чеботареву, А.А. Изотову,
В.В. Данилову, Ф.В. Дробышеву, М.М. Русинову, С.С. Судакову,
В.Д. Большакову, Н.Н. Лебедеву, В.Н. Гоеньшину, Г.П. Левчуку и
другим.

Вопросы для самоконтроля

1. Каково основное содержание предмета геодезии? Перечислите и кратко
охарактеризуйте составляющие ее родственные дисциплины.

2. В чем проявляется связь геодезии с другими науками?

3. Каково значение геодезии в различных отраслях промышленности, в лесоинженерном и военном деле?

4. Докажите, что геодезия — одна из древнейших наук.

5. Как происходило зарождение и развитие геодезии в России?

6. С чьими именами связаны достижения современной геодезической науки?

10
Введение