ГЕОПРОСТРАНСТВО, ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ МЕТРИКА, ГЕОДЕЗИЯ

В геодезии до середины ХХ в. не было каких-либо значительных работ по методологии определения и понимания геодезии. В работах Гаусса К.Ф., Болотова А.П. и последующих представителей геодезической науки геодезия трактовалась как геометрия, практическая геометрия. Последними представителями этого понимания геодезической науки были Бонч-Бруевич М.Д., Бик А.Н., Чеботарев А.С.

В середине ХХ в., начиная с 50-х гг., во всех учебниках, справочниках, энциклопедиях появилось определение, ключевыми словами которого были «фигура Земли» и «гравитационное поле». По существу, основой этого определения стала главная научная задача геодезии, сформулированная Красовским Ф. Н. еще в 30-40-е гг. ХХ в.

Никакой методологической базы этого определения и понимания не существовало, как и исторической и концептуальной основы. Некоторые сомнения в этом понимании появились в 70-80-е гг. Но какой-либо другой альтернативы учеными не выдвигалось.

Впервые альтернативный взгляд на понимание науки геодезии был сформулирован Тетериным Г. Н. еще в 70-е гг. на основе его исторических исследований. Позже был принят еще ряд методологических положений и, в целом, геометрическая концепция как основная методологическая база.

Разработанная в дальнейшем теория развития геодезии (ТРГ) позволила расширить теоретические и методологические основы формирования геодезии как научной метасистемной геодезии.

За все прошедшие годы было опубликовано по этой проблеме значительное число статей и монографий. В различных публикациях, связанных с определением и пониманием геодезии (ОПГ), отзывов и замечаний на эту теорию и ОПГ не было за исключением двух: Юркиной М.И. и Бровара Б.В. [1, 2]. Первая появилась как рецензия на статью Тетерина Г. Н. «Что такое геодезия», вторая – «Отсутствие геодезии при ее наличии» [3, 4]. На эти рецензии были даны ответы в форме статей [5, 6]. При этом был сделан подробный анализ рецензии Бровара Б.В. Более каких-либо других рецензий в печати не наблюдалось.

Бездоказательное и противоречивое ОПГ, введенное в обиход с середины ХХ в., присутствующее в геодезической литературе и что хуже – в образовании, ставшее своего рода «классическим», не отвечает ни истории геодезии, ни научному современному состоянию совокупных наук, связанных с геодезией, не вписывается в современную картину мира науки. Продолжение сохранения представления ОПГ на уровне середины ХХ в. не украшает геодезическую отрасль и ее адептов. Ниже предлагается достаточно полное научно-методологическое обоснование ОПГ.

Предметом геодезии, с учетом исторического подхода и геометрической концепции, являются форма, размер, пространственное положение (ФРПП), именуемое также геодезической метрикой. Это предметное существо геодезии соответствует пониманию классической геометрии как науке о пространственных отношениях и форме. Геодезия в рамках этого понимания просуществовала более 2000 лет. Справедливость использования термина «геодезическая метрика» подтверждается и обосновывается объектом приложения, именуемым как геопространство, получившее распространение в последнее время.

Под геопространством понимается пространство жизнедеятельности, что соответствует определению этого понятия в словарях и энциклопедиях: «Географическое пространство…». Рассматриваемое пространство, как и положено, должно иметь свою метрику. В нашем случае это ФРПП или иначе –  геодезическая метрика. Отсюда следует, что геодезия является наукой о геодезической метрике объектов и явлений геопространства (ОПГ-1).

Например, в древнее время таким геопространством являлась совокупность земельных угодий, объектов землепользования, для  которых важнейшей задачей было определение ФРПП, т. е. метрики, что и определяло древнюю систему знаний, определявшейся как землемерие (геометрия). Позже появились городские пространства, метрика которых определялась римскими специалистами: геодетами, громатиками, агрименсорами. В качестве основного метода в геометрии этого времени было измерение (т. е. определение) ФРПП, или геодезической метрики. Для измерения использовались так называемые структурные элементы (СЭ): точки, линии, поверхности. Объекты и явления геопространства представляются (моделируются) с помощью СЭ.  В геометрии Евклида суть этих исходных геометрических объектов определялась с помощью соответствующих постулатов (аксиом).

Аналогично в ТРГ вводится пять групп аксиом [7], определяющих особенности СЭ, устанавливающих, по существу, правила и технологию геодезических измерений и закладывающих основы и требования к средствам измерения и их применения. При этом введены, так называемые, принципы влияния (ПВ): принцип «вертикаль-горизонталь» (ПВГ) и два принципа – «4-х и 6-ти направлений» (П4Н и П6Н). Из последних вытекают прямоугольный и координатный принципы, составляющие важнейшую основу геодезических измерений на всех исторических этапах развития геодезии.

С учетом всего отмеченного суть геодезии можно выразить следующим образом. Геодезия есть наука по измерению, моделированию и контролю геодезической метрики объектов и явлений геопространства с помощью и использованием СЭ (ОПГ-2). В ОПГ-2 под контролем геодезической метрики понимается установление ее изменений в пространстве и времени.

В тоже время под моделированием геодезической метрики понимаем представление объектов и явлений геопространства в виде четырех моделей: графических, аналитических, цифровых и физических интерпретаций соответственно, в частности в виде картографии, совокупности теоретических построений (физической и теоретической геодезии), баз данных, инженерно-геодезических объектов. Совокупность этих четырех видов моделирования устанавливает уровень геометризации геопространства.

Учитывая приведенные пояснения к геодезии ОПГ-2 можно ввести определение геодезии ОПГ-3, как науки о геометризации геопространства.

В системе введенных СЭ в форме пяти групп аксиом учтено важнейшее условие системы координат и соответствующего метода координатизации пространства. Поэтому можно заключить, что геодезия – это наука о геометризации и координатизации геопространства (ОПГ-4).

Структурные элементы – это основополагающие составляющие геопространства. Они определяют структуру геопространства, по существу – геометрию геопространства. Поэтому геодезия – это своего рода наука, занимающаяся установлением геометрии геопространства или геодезия – это наука о геометрии геопространства.

Если к трем СЭ, составляющим основу геопространства, добавить еще одну составляющую совокупности СЭ – идентификационную единицу информации, то такая совокупность 4-х СЭ составит так называемое геоинформационное пространство. Решение на этом пространстве трех рассмотренных в ОПГ-2 задач определяет современную геодезию метасистемного уровня. Такое понимание и определение геодезии, объектом приложения которой является геоинформационное пространство, отвечает современному пониманию научных и технологических проблем геодезии.

Рассмотренный подход основан на научно-методологической основе. Геометрическая концепция истории геодезии является в целом достаточно доказательной базой четырех представленных ОПГ, непротиворечивой и отвечающей современному представлению науки. Классическое определение геодезии, введенное в оборот (ХХ в.) в геодезической науке и образовании, не имеет (и не имело) никакой доказательной основы и методологически не объясняло смысл геодезических задач прикладного характера.

Приведенные определения геодезии (ОПГ-1 – ОПГ-4) различаются разным уровнем обобщения и конкретизации. По существу, ОПГ несет в себе три важнейшие характеристики или, иначе, методологические основы сущности представления геодезии. Первой из них является предметная составляющая часть – геодезическая метрика. Вторая составляющая – технологическая. Она отражает в себе особенности технологии геодезических работ – это СЭ и ПВ. Наконец, третья составляющая – прикладная – геопространство, геоинформационное пространство, используемое в ОПГ (ОПГ-4) понятие геометризации и координатизации системно отражает в себе и предметные, и технологические, и прикладные аспекты геодезии.

Наконец, развитие геодезии в рамках исторического времени характеризует динамику технологического и теоретического развития геодезии. В рамках ТРГ введен логистический закон развития геодезии (ЛЗРГ) [7, 8]. На основе этого закона определена периодизация всей истории геодезии. Установлены 4 парадигмы. Определены их исторические границы, в том числе их революционные и эволюционные составляющие.

В соответствии с ЛЗРГ определены три критерия развития геодезии. Это критерий предопределенности развития геодезии, точности и метрической организации геопространства. Все критерии имеют численные показатели (параметры) развития. При этом как сам ЛЗРГ, так и все критерии, дают достаточно полную интерпретацию исторического развития геодезии. Они же дают основу прогнозирования развития геодезии.

Разработанная ТРГ и изложенные выше предложения, связанные с пониманием и определением геодезии, а также ЛЗРГ являются фактором упорядочивания и систематизации геодезических знаний.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бровар Б.В., Юркина М.И. Об эволюции содержания главных задач геодезии и гравиметрии // Изыскательский вестник. – 2011. – № 11. – С. 39-51.
2. Бровар Б.В., Горобец В.П. О некоторых понятиях геодезии // Геодезия и картография. – 2015. – № 2. – С. 61-64.
3. Тетерин Г.Н. Что такое геодезия? // Изыскательский вестник. 2009. — №1. – с. 37–41.
4. Тетерин Г.Н. Отсутствие геодезии при ее наличии // Геодезия и картография. – 2014. – №5. – С. 56-60.
5. Тетерин Г.Н. «Геометрическое» и «Геофизическое» в геодезии // Вестник СГГА. – 2011. – №1. – С. 26-33.
6. Тетерин Г.Н. К вопросу «о некоторых понятиях геодезии» // Геодезия и картография. – 2015. – № 8. – С. 55-59.
7. Тетерин Г.Н. Феномен и проблемы геодезии. – Новосибирск: СГГА, 2009. – 95с.
8. Тетерин Г.Н., Синянская М.Л. Закон пространственно-временной предопределенности и датировка исторических событий и эпох // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2015. – № 1. – С. 38-42.