Положения
опорных геодезич. пунктов определяют преим. методом триангуляции, в основе
к-рой лежит тригонометрич. принцип измерения расстояний. Метод триангуляции
состоит в построении на местности рядов и сетей треугольников, последовательно
связанных между собой общими сторонами. Измерив в к.-н. из треугольников (рис.
2) одну сторону, называемую базисом или базисной стороной, и в каждом из них
не менее 2 углов, длины сторон всех треугольников определяют путём тригонометрич.
вычислений. Обычно в каждом треугольнике измеряют все 3 угла, а в любой триангуляции,
покрывающей значит, территорию, измеряют большое количество базисов, к-рые
размещаются на определённом расстоянии друг от друга. Для построения геодезич.
сети применяется и метод полигонометрии, к-рый состоит в измерении
на местности длин последовательно связанных между собой линий, образующих
полигонометрич. ход, и горизонтальных углов между ними. Зная положение одного
пункта и направление одной связанной с ним линии полигонометрич. хода, путём
вычислений последовательно определяют положение всех пунктов хода в принятой
системе координат. Иногда положение опорных геодезич. пунктов определяют методом
трилатерации, измеряя все три стороны всех треугольников, образующих
геодезич. сеть.

Основной
задачей высшей Г. является определение фигуры, размеров и гравитационного
поля Земли, а также изучение теорий и методов её решения. В задачи высшей
Г. входит также изучение теорий и методов основных геодезич. работ, служащих
для построения опорной геодезической сети и доставляющих данные для
решения науч. и практич. задач Г. Геодезич. сеть представляет систему надлежаще
выбранных и закреплённых на земной поверхности точек, называемых опорными
геодезическими пунктами, взаимные положения и высоты к-рых определены
в принятой системе координат и счёта высот.

Разделы
геодезии и виды геодезических работ. Область геодезич. знаний делится на высшую
геодезию и геодезию, к-рые сами подразделяются на более или менее самостоятельные
разделы.

Другие
задачи Г. состоят в различных измерениях на земной поверхности для отображения
её на планах и топографических картах, к-рые имеют большое значение
для воен. дела и без к-рых не обходится ни одно нар.-хоз. и инженерно-технич.
мероприятие. Геодезич. работы производятся с целью изыскания, проектирования
и строительства гидротех-нич. сооружений и пром. предприятий, ирригационных
и судоходных каналов, наземных и подземных путей сообщения и т. п. Геодезич.
работы и топографич. карты служат основой планировки городов и населённых
пунктов, землеустроительных и лесоустроительных мероприятий, поиска полезных
ископаемых и освоения природных богатств и т. д. Иногда приходится считаться
с тем, что фигура и гравитационное поле Земли, а также земная поверхность
претерпевают изменения, обусловленные различными внеш. и внутр. причинами.
Эти изменения изучаются по результатам повторных астрономич. наблюдений, геодезич.
измерений и гравиметрич. определений. Предполагаемое горизонтальное движение
материков изучают повторными астрономич. определениями положения отд. точек
земной поверхности. Повторные геодезич. определения взаимного положения и
высот точек земной поверхности через известные промежутки времени позволяют
установить скорость и направление горизонтальных и вертикальных движений земной
коры.

Отклонения
отвеса и аномалии силы тяжести отражают особенности внутр. строения Земли
и используются для выяснения вопросов о распределении масс внутри Земли и
особенно для изучения строения земной коры. Данные о фигуре, размерах и гравитационном
поле Земли имеют большое значение для установления масштаба взаимных расстояний
и масс небесных тел. Они используются также для механико-матем. расчётов,
связанных с запуском космич. летат. аппаратов и с изучением космич. пространства
вообще.

Совокупность
астрономич. и геодезич. измерений, позволяющих определять фигуру и размеры
Земли, носит назв. градусных измерений и приводит к геом. методам решения
этой проблемы. Существуют и физ., или динамич., методы изучения фигуры и гравитационного
поля Земли. Они основаны на измерениях ускорения силы тяжести и наблюдениях
за движением искусств, спутников Земли и космических летательных аппаратов.
Измеренные величины силы тяжести сравнивают с соответствующими теоретич. величинами,
рассчитанными для известной эллипсоидальной уровенной поверхности. Разности
тех и других величин силы тяжести наз. аномалиями силы тяжести и характеризуют
отклонения уровенных поверхностей Земли от поверхности эллипсоида. Они позволяют
определить сжатие Земли и отступления геоида от земного эллипсоида. Отступление
реальной фигуры Земли от правильной шарообразной формы и аномалии гравитационного
поля Земли вызывают возмущения орбит искусственных космических объектов.
Зная же возмущения орбит искусств, космич. тел, на основании наблюдений и
измерений можно определить фигуру и внешнее гравитационное поле Земли. Совм.
применение геом. и динамич. методов позволяет определить одновременно фигуру,
размеры и гравитационное поле Земли как планеты.

Размеры
земного эллипсоида и его положение в теле Земли устанавливают путём определения
направлений отвесных линий в избранных точках земной поверхности и взаимного
положения этих точек в известной системе координат. Направление отвесной линии
в данной точке характеризуется её астрономич. широтой и долготой,
к-рые выводятся из астрономич. наблюдений. Взаимное положение точек земной
поверхности определяется их геодезич. широтами и долготами (см. Геодезические
координаты), к-рые характеризуют направления нормалей в этих точках к
поверхности т. н. референц-эллипсоида. Угол между отвесной линией и
нормалью к поверхности референц-эллипсоида в данной точке есть отклонение
отвеса и характеризует наклон уровенной поверхности Земли относительно
поверхности референц-эллипсоида в этой точке. По наблюдённым отклонениям отвеса
в избранных точках определяют как размеры земного эллипсоида, так и высоты
геоида (см. Астрономогравиметри-ческое нивелирование).

Теория
фигуры Земли и результаты астрономич. и геодезич. измерений показывают, что
фигура геоида в общем близка к эллипсоиду вращения. Эллипсоид, к-рый по своим
размерам и положению в теле Земли наиболее правильно представляет фигуру геоида
в целом, называют общим земным эллипсоидом. Изучение фигуры Земли заключается
в определении размеров земного эллипсоида и его положения в теле самой Земли,
а также отступлений геоида от этого эллипсоида. Если определить высоты точек
земной поверхности относительно геоида, т. е. над уровнем моря, то тем самым
будет изучена и фигура физ. поверхности Земли.

Поверхность
воды в океанах и сообщающихся с ними морях в состоянии полного покоя и равновесия
являлась бы одной из уровенных поверхностей Земли. Эту уровенную поверхность,
мысленно продолженную под материками так, чтобы она везде пересекала направление
отвесной линии под прямым углом, в Г. принимают за основную уровенную поверхность
Земли (рис. 1). Фигуру же этой уровенной поверхности в Г. принимают за сглаженную
фигуру Земли и наз. геоидом.

Основные
задачи геодезии. При определении фигуры и размеров Земли в Г. исходят из понятия
об уровенных поверхностях Земли, т. е. о таких поверхностях, на каждой из
к-рых потенциал силы тяжести имеет всюду соответствующее постоянное значение
и к-рые пересекают направления отвесной линии под прямым углом. Направление
отвесной линии в Г. принимают за одну из координатных линий, т. к. оно в каждой
данной точке может быть построено однозначно при помощи уровня или даже простейшего
отвеса.

ГЕОДЕЗИЯ (греч. geodaisia, от ge - Земля и daio - делю,
разделяю), наука об определении фигуры, размеров и гравитационного поля Земли
и об измерениях на земной поверхности для отображения её на планах и картах,
а также для проведения различных инженерных и нар .-хоз. мероприятий. Назв.
-геодезия (землеразделение) указывает на те первоначальные практические задачи,
которые обусловили её возникновение, но не раскрывает её совр. науч. проблем
и практич. задач, связанных с разнообразными потребностями человеческой деятельности.

Гидрология как прикладная наука получила развитие в связи с насущными хозяйственными задачами. Она занимается рациональным использованием и охраной поверхностных и грунтовых вод, прогнозом паводков, оценкой водных ресурсов и другими проблемами.

Их движение зависит от скорости фильтрации воды в рыхлых отложениях, сквозь которые они текут, и некоторых физических свойств этих отложений (в особенности гранулометрического состава, т.е. количественного соотношения частиц разного размера), перепада высот между вершиной и устьем водоносного горизонта и его протяженности. Эти взаимосвязи могут быть выражены простейшими математическими формулами.

Если открытый конец трубки, заполненной сухим песком, погрузить в сосуд с водой, то вода в ней поднимется несколько выше уровня жидкости в сосуде. Если в трубку помещать разные грунты, высота, на которую поднимается вода, будет зависеть от их физических свойств (размерности частиц, пористости и пр.). Такой подъем уровня воды, противоположный направлению силы тяжести, является суммарным результатом действия трех сил: молекулярного притяжения между частицами грунта и водой, поверхностного натяжения воды и способности воды противостоять силам, стремящимся разъединить их. Таким образом, иссякшие запасы почвенной влаги компенсируются капиллярным поднятием воды из горизонтов, расположенных ниже корнеобитаемой зоны, которое зависит от размерности почвенно-грунтовых частиц и глубины залегания грунтовых вод.

Часть атмосферных осадков, которая просачивается в грунт, подчиняется воздействию двух сил: силы тяжести и силы молекулярного притяжения между частицами грунта и водой. В целом, эти силы противостоят друг другу. Вода, обволакивающая частицы грунта, т.н. гигроскопическая вода, или влажность почвы, играет важную роль в поддержании жизнедеятельности растений. Вода, прокладывающая себе путь вниз по порам между частицами почвы, в конце концов достигает наземных водотоков или уровня грунтовых вод. Если зеркало грунтовых вод располагается ниже русла потока, то на поверхность они могут быть выведены либо в результате откачивания насосами из скважин, либо через артезианские источники и родники, если создается достаточное гидростатическое давление.

Питание водотоков осуществляется двумя путями: дождевой или талой снеговой водой, которая стекает с поверхности, и водой, поступающей со дна русла и из бортов долины. Последний источник включает: 1 – воды, поступающие с ливнями на поверхность почвы неподалеку от русла, просачивающиеся в нее и быстро перемещающиеся на небольшой глубине в направлении русла, а при достижении его смешивающиеся с поверхностным стоком, и 2 – воды, просачивающиеся вглубь и достигающие уровня грунтовых вод, имеющих выход в глубокие долины, секущие такие водоносные горизонты. Первый из названных подтипов – внутрипочвенный ливневый сток – не может быть измерен отдельно от поверхностного стока. Второй подтип, называемый грунтовыми водами, поддерживает существование водотоков в периоды, когда осадки не выпадают.

Поверхностный сток формируется, когда дождь выпадает или снег тает со скоростью, превышающей скорость просачивания воды в грунт. Сначала вода заполняет небольшие углубления на поверхности земли, которые, переполнившись, сливаются вместе и образуют промоины и ручейки, продолжающие сливаться, расширяться и превращаться в ручьи и реки, на которых может быть измерен сток.

Преобразование воды в пар представляет собой важный энергетический переход в непрекращающемся круговороте воды в природе. Этот процесс происходит почти непрерывно в результате испарения со всех водных поверхностей и влажной почвы и транспирации растениями. Количественная оценка испарения обычно выполняется косвенным путем.

При идеальных условиях испарение с поверхности озера можно определить путем измерения суммарного поступления в него воды, стока из него и аккумулировавшейся воды. При этом предполагается, что остаточная составляющая баланса, необходимая для сохранения равновесия системы, соответствует испарению. Такой метод обычно неудовлетворителен, так как невозможно точно оценить прочие элементы водного баланса, например просачивание воды в грунт. Близкий подход, называемый методом энергетического баланса, заключается в измерении поступающей тепловой энергии, отдаваемой озером и накопленной в нем. Надежность этого метода повышается благодаря огромному количеству тепловой энергии, затрачиваемой на испарение воды (скрытой теплоты парообразования).

Транспирация пышной зеленой растительностью, образующей сплошной покров и в достатке получающей влагу, почти равна испарению с поверхности соседних озер. Если вода, извлеченная из почвы и затраченная на транспирацию, не восполняется за счет осадков или орошения, почва начинает иссушаться, скорость транспирации падает, и, наконец, растения увядают из-за дефицита воды. Таким образом, в годовом осреднении транспирация в районах с достаточным увлажнением несколько меньше, чем испарение с открытой водной поверхности, а в аридных районах она ограничена количеством осадков.

Когда водяной пар конденсируется при температурах значительно ниже 0° С, формирующиеся кристаллы льда при определенных условиях объединяются и падают на землю в виде снежинок. Плотность свежевыпавшего снега варьирует в широких пределах. На востоке США снег рассматривается как рекреационный фактор, однако, если таяние снега предшествует ливневым дождям или происходит одновременно с ними, он также существенно влияет на формирование паводков. На западе США снег является источником воды, использующейся для ирригации, выработки электроэнергии и водоснабжения городов и поэтому играет важную роль в хозяйственной жизни страны. Там, начиная с высоты ок. 2150 м, формируется устойчивый снежный покров, который держится с октября по март. Выше 3000 м его мощность бывает более 6 м.