Сергей Голицын – Хочу быть топографом (страница 1)
Сергей Михайлович Голицын
ХОЧУ БЫТЬ ТОПОГРАФОМ
Обложка И. Бруни
Рисунки Л. Смехова и Б. Лапина
ЧТО ДЕЛАЮТ ТОПОГРАФЫ
Кто такие топографы
Может быть, вам приходилось видеть на улицах или в поле, возле дорог, людей, внимательно целящихся вдаль какими-то таинственными, поставленными на высокие треноги инструментами с трубой наверху, с разными винтами и приспособлениями. Возможно, вы робко пытались подойти к этому инструменту и заглянуть в трубу, и тогда вы, очевидно, слышали не особенно приветливое: «Ребята, ребята, отойдите, не мешайте!»
Таинственный человек долго стоит на одном месте, то глядит в трубу, то записывает что-то в тетрадку, потом делает знак рабочему-подносчику, быстро переходит на другое место и снова начинает смотреть в трубу.
Возможно, вам приходилось видеть, как двое тянут длинную гибкую стальную ленту, вставляют в ее концы острые металлические шпильки, а третий смотрит на ленту и при этом что-то рисует в своей тетрадке.
А в будущем, через месяц или через год, вам снова придется проходить той же дорогой, и вы неожиданно обнаружите забор, огородивший участок; за забором экскаватор выбрасывает землю из котлована, а к новым воротам то и дело подходят автомашины с кирпичом.
Оказывается, началось строительство дома или завода.
А может быть, вдоль той линии, по которой протягивали ленту, теперь начали копать канаву для водопровода, или ставить телеграфные столбы, или асфальтировать шоссе.
Конечно, вы догадываетесь, что те таинственные люди, которые тогда глядели в трубу и тянули ленту, что-то измеряли для будущих строек.
Называются эти люди топографами и геодезистами.
Как они измеряют, зачем смотрят в трубу, для чего это нужно, вы узнаете, прочитав эту книгу.
Что такое топография
Вы, конечно, знаете, что Земля — шар, вернее — шар, немного сплюснутый у полюсов. Вам известно также, что географическая карта — это уменьшенное во много раз изображение земного шара или его части на листе бумаги, на плоскости.
Возьмите апельсинную корку от половины плода и попробуйте распластать ее на столе. Вам это никак не удастся: или корка будет лежать бугром, или ее края разорвутся. Если поверхность Земли распластать на плоскости, то-есть изобразить на карте, контуры обязательно исказятся и никогда это изображение не будет точным и верным.
Ученые выработали много способов изображения поверхности земного шара так, чтобы эти искажения не казались особенно заметными и карта была удобной для пользования.
Наука, которая изучает, как измерять Землю или ее значительные части и изображать их на карте, называется высшей геодезией.
А теперь положите на стол совсем маленький, величиной с ноготь, кусочек апельсинной корки. Он так мал, что совершенно ровно ляжет на поверхность стола.
Поэтому, если изображается небольшой участок Земли, до 20 километров в длину и столько же в ширину, можно смело принять его за плоскость, и неточность в этом случае будет совершенно ничтожной.
Изображение маленькой части Земли, когда она при этом принимается за плоскость, называется планом, а наука, которая занимается съемкой планов, то-есть измерением и изображением таких небольших частей Земли, называется геодезией.
Что такое топография?
Под топографией чаще всего подразумевают тот раздел геодезии, который изучает, как изобразить часть земной поверхности на бумаге.
Геодезисты со своими инструментами проводят на местности необходимые измерения, а затем приходят топографы и на основании этих предварительных измерений снимают местность на план. Зачастую и геодезисты и топографы работают одними и теми же инструментами. Эти специальности так близки, что я в дальнейшем не буду их разделять и, упоминая о топографах, обычно буду подразумевать также и геодезистов.
Немного истории
Египет лежит узкой полосой вдоль реки Нила. Дальше в стороны тянется песчаная пустыня. Для сельского хозяйства там только и годится та земля, которая ежегодно орошается разливами Нила. Зато она отличается большим плодородием. С древнейших времен вся эта территория была разделена между отдельными собственниками. Каждому землевладельцу требовалось определить границы своего участка и закрепить их, то-есть поставить на всех углах столбы. А государству должны были быть известны точные размеры отдельных участков, чтобы брать с землевладельцев налоги.
Тогда-то для измерения участков и определения их площадей и границ и родилась геодезия (топография) вместе с родной ее сестрой — геометрией. Она служила для охраны интересов государства и богачей-землевладельцев и находилась в руках жрецов.
Вот что пишет древнегреческий историк Геродот про египетского фараона Рамзеса II, жившего три с лишним тысячи лет назад.
«Мне рассказывали, что царь Сезострис (так греки называли Рамзеса. —
Если Нил заливал чей-либо участок, то пострадавший обращался к царю и докладывал ему о случившемся. Тогда царь посылал землемеров, они измеряли, насколько уменьшился участок, и сообразно этому понижались налоги».
Как видно, и в те времена топография уже стояла на достаточно высоком уровне.
Найденная при раскопках в южной части древней Ассиро-Вавилонии статуя военачальника с планом крепости в руках говорит о том, что топография и тогда уже применялась в военном деле.
В древней Греции и в Риме топографы-землемеры обмеряли землю, устанавливали границы между владельцами и ставили межевые знаки. Занятие землемера считалось очень важным и почетным. До сих пор в Италии находят древнеримские межевые знаки в виде каменных столбов, иногда с изображением головы бога Меркурия.
В России лет триста назад топография еще не существовала, а столбы на поворотах границ, на межах помещичьих вотчин уже ставили. Возле столбов выкапывали глубокие рвы, в которые клали несгнивающие предметы, например камни, кости и уголь. Снимать планы тогда не умели, а составляли подробные описания границ данного владельца, так называемые «писцовые книги».
Вот отрывок из писцовой книги времен царя Федора Алексеевича (1680 год):
«А от корявой березы налево к Старицкой дороге, а у дороги столб, а на нем грань[1], против столба яма, а в яме красной камень, да кости — коровьи головы, а от столба по меже к виловатой сосне, а на ней грань, а против сосны яма, а в яме два камня синих, да один камень рябой, да уголья, а от сосны через дорогу в деревню Гришутину на ель...», и т. д.
Такие описанные в книге границы назывались «писцовыми межами».
Царское правительство во все времена строго охраняло интересы крупных землевладельцев. Вот, например, текст закона времен царя Алексея Михайловича (1649 год):
«А буде кто на государеве, или вотчинникове, или на помещикове земле писцовую межу испортит и столбы вымечет[2], или ямы заровняет, или землю перепашет, а по суду и по сыску про то сыщется допряма[3] и тех людей на спорных межах бити кнутием нещадно и, бив кнутом, вкинути в тюрьму на неделю».
С течением времени ямы могли заровняться, столбы сгнить. Некоторые помещики нашли достаточно надежный способ восстановления границ: когда столбы ставились, ловили мальчишек-крепостных и возле столбов «били их кнутием нещадно», чтобы они всю жизнь помнили то место и, уже будучи стариками, смогли указать, где стоял межевой столб.
До XVIII века в России существовали «чертежи» — нечто вроде карт отдельных частей России, составленные без какой-либо математической основы и не похожие на настоящие карты.
Царь Петр был первый русский, который по-научному заинтересовался и географией и топографией России, и заинтересовался не как-нибудь теоретически, по-книжному, — нет, под руководством голландца Крюйса он сам в 1696 году производил съемки по реке Дону во время русско-турецкой войны.
В 1701 году Петр открыл в Москве «Математико-навигац-кую школу», где ученики обучались также геодезии и картографии. Преподавателем там был замечательный русский математик Леонтий Магницкий. Позднее, в 1715 году, в Петербурге была основана Морская академия, откуда выпускались и геодезисты.
В указе от 9 декабря 1719 года Петр написал: «...которые в Академии (морской. —
Петр разослал геодезистов-топографов во все концы России. Специальными инструментами они определили более или менее точно положение различных городов (широту и долготу их) и создали карты отдельных губерний.
Большое значение для науки имели работы геодезистов И. М. Евреинова и Ф. Ф. Лужина, проехавших с 1719 по 1722 год от Тобольска до Охотского моря и далее на Камчатку и Курильские острова. Именно скромные геодезисты Евреинов и Лужин, определяя широты и долготы разных пунктов, первые составили карту Сибири и Дальнего Востока[4].
Позднейшие карты (вторая половина XVIII века) поражают своей точностью и той добросовестностью, с какой было привлечено и критически разработано много разного картографического материала. Руководил тогда составлением карт великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов, занимавший должность начальника географического департамента.