Великите изобретения на човечеството: Геодезия

1445 г.

СЪСТАВЯНЕ НА КАРТИ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ГРАНИЦИ

Геодезията – наука за формата и размерите на Земята, има много древен произход, който се обяснява с необходимостта на първите велики цивилизации да съставят кадастри, да строят пътища, да измерват граници и т.н.

Установено е още в древен Египет, че писарите от кадастъра, „хората в изгодно положение”, най-общо казано, всички земемери са посветени на измерването на обработваемата земя с цел да опреде́лят размера на данъка. Инструментите и техниките им са примитивни, но те са първите геометри – буквално първите „измервачи на Земята”.

/ СТАРОВРЕМСКА ПРАКТИКА

В Гърция и Рим се използват различни геодезични уреди. При строителството на някои чудеса – като тунела Евпалинос на о. Самос, който датира от VІ век пр.н.е., са използвани относително по-усъвършенствани геодезични инструменти.

Сред тях трябва да се споменат: громът – уред за визиране, използван още от египтяните; нивелирът, определящ хоризонтала на дадена място; одометърът, отмерващ изминатия път. Последните два уреда са описани от римският архитект Витрувий (І век пр.н.е.).

Но най-усъвършенстваните уреди дължим на гръцкия учен Херон от Александрия (І век): освен одометъра, това са респективно наклономерът, който определя наклона на дадено място, и диоптърът, който измерва височини, разстояния, различни ъглови измерения, вертикалност и т.н.

/ АСТРОЛАБИЯ – УНИВЕРСАЛЕН УРЕД

През Средновековието и Ренесанса астролабията е предпочитаният уред на земемерите. Незаменим за астрономите, той служи и при геодезичните измервания: подвижният триъгълник, прикрепен към обратната му страна, служи за определяне на отдалечено тяло (земно или небесно) и за означаване на неговата височина над хоризонта спрямо пръстен, разграфен на градуси и закрепен неподвижно за уреда. Използват се също земемерни квадранти и екери за снемане на топографски данни.

Чак към 1445 г., след изобретяването на триангулацията от генуезкия архитект и теоретик Леон Батиста Алберти и с по-сетнешното популяризиране на процеса от фламандеца Гема Фризиус през 1533 г., би могло да се говори реалистично за съвременни топографски измервания.

От Алберти насам геодезията  престава да бъде занаят и става наука. Методът на триангулацията, описан от италианеца в неговите Lidi matematici, днес е известен под името метод за снемане топографски данни, който чрез последователно пресичане разделя земното пространство на мрежа от триъгълници, за да измери геодезична линия или да състави карта на даден район.

/ ТРИАНГУЛАЦИЯ СПОРЕД АЛБЕРТИ 

Принципите на триангулацията се основават на свойството на недеформируемост на равнинните триъгълни фигури. Както подчертава друг италиански специалист – Луиджи Ванети, „такъв метод позволява да се състави точна карта на териториите с възможност за увеличаване според ъглови наблюдения, направени от поне две места, плюс трето място за проверка и да се повтори колкото пъти е необходимо, за да се обхване територията, която искаме да представим, като държим сметка за височината на мястото”.  Алберти прилага тази основополагаща техника в геодезията, в своя труд Descriptio urbi Romae, картографското представяне на Рим, извършено между 1433 и 1445 г., където за първи път се въвеждат безспорни научни методи в картографията. Триангулацията е описана отново от Гем Фризиус (дълго време смятан за изобретател на въпросната техника), във второто издание на Cosmographia d`Apianus, от 1533 г. Вид опростена астролабия, с компас за постоянна ориентация, е въведен около 1555 г. от Гултерус Арсениус, племенник на Гем Фризиус, с цел подобряване на ъгловите наблюдения, необходими в триангулацията.

Това е родителят на геодезичния инструмент теодолит. След тази на Алберти първите карти, основани на триангулацията, са холандски: Якоб Ван Девентер прилага новия метод между 1536 и 1570 г. при картографирането на Брабант, на Зеландия и на Холандия, както и на всички градове в седемнадесетте й провинции. По-точното измерване на земния меридиан, в сравнение с това на Ератостен, базирано на триангулацията, е осъществено от холандския учен Виллебрордус Снелиус през 1617 г. От Холандия импулсът преминава във Франция при управлението на Луи ХІV. Жан Пикар измерва обиколката на Земята и изработва геодезичен план за карта на Франция, която е завършена едва през втората половина на ХVІІІ век.

Тази карта, наречена „карта на Касини”, е дело на Касини дьо Тюри, астроном от италиански произход, чиято заслуга е обучението на най-добрите френски картографи от края на ХVІІІ век.

< КАРТА НА ФРАНЦИЯ, НАПРАВЕНА ПО МЕТОДА НА ТРИАНГУЛАЦИЯТА >

Генералната карта на Франция за 1/86 400 „една линия за сто тоаза” (френска мярка около 2 м) е заснета под ръководството на Касини дьо Тюри и неговия син, граф Касини, от 1750 до 1791 г. Тя е считана, съвсем справедливо, за отправна точка към големите съвременни карти, защото е първата цялостна карта на страна, изготвена чрез метода на триангулация при снемане на геодезични данни. Тя е гравирана върху 180 отделни листа, които, ако бъдат съединени, ще образува карта с височина 10 м и широчина 10,5 м. Ето какво пише за нея граф Касини през 1784 г.

„Инженерите по предварително зададени им изисквания, трябва да определят чрез ъглови наблюдения от огромен брой камбанарии в даден кантон местоположението на всички околни обекти, които могат да открият и които се поддават на геометрично описание…

Точно геометрично определение се прави само на обекти, които ни интересуват, като градове, големи села, големи замъци; малки параклиси, ферми и изполичарски стопанства, състоящи се от 3-4 къщи, не могат да се включат в толкова малък мащаб като нашия.

Топографията предлага подробно и добросъвестно описание не само на обектите, но и на промените на терена, на височината и на точните очертания на долините, планините, склоновете, реките, поляните, горите и т.н., това е толкова обширна област от географията, така педантична, отнемаща много време и скъпо струваща за реализация, че не би могла да се приложи към една обща карта, а само към отделни територии и кантони.”

И така, основната разлика между картата на Касини и предишните е, че тя е геометрична, а не топографска.

Из едноименният труд на Мишел Ривал.