GeodÀsie

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GeodÀsie

Die GeodĂ€sie (altgriech. γῆ gĂ© ‚Erde‘ und ΎαίζΔÎčÎœ daĂ­zeĂŻn ‚teilen‘) ist nach der klassischen Definition von Friedrich Robert Helmert und nach DIN 18709-1 die Wissenschaft von der Ausmessung und Abbildung der ErdoberflĂ€che. Dies umfasst die Bestimmung der geometrischen Figur der Erde (Geoid, GelĂ€nde), ihres Schwerefeldes und der Orientierung der Erde im Weltraum (Erdrotation).

In der wissenschaftlichen Systematik ist die GeodÀsie vor allem den Ingenieurwissenschaften zugeordnet. Besonders deutlich wird dies an den Technischen UniversitÀten oder UniversitÀten, an denen das GeodÀsiestudium oft nicht dem Fachbereich der Naturwissenschaften, sondern dem Bauingenieurwesen zugeordnet ist. Des Weiteren stellt die GeodÀsie das Bindeglied zwischen Astronomie und Geophysik dar.

In der Mathematik verwendet man den Begriff geodĂ€tisch fĂŒr die theoretisch kĂŒrzeste Verbindung zwischen zwei Punkten auf gekrĂŒmmten FlĂ€chen – die GeodĂ€tische Linie, welche auf der Erdkugel einem Großkreis (Orthodrome) entspricht.

Die Anomalien des Erdschwerefeldes im Meeresniveau (1 mgal = 1 Millionstel der Schwerkraft). Sie dienen zur Bestimmung der genauen Erdfigur (Geoid) und des Aufbaus der Erdkruste.

Inhaltsverzeichnis

Gliederung der GeodÀsie

Die GeodÀsie wurde bis etwa 1930 in zwei Bereiche unterteilt:

Die IngenieurgeodÀsie verwendet je nach der geforderten Genauigkeit Methoden beider Bereiche.

Um 1950 etablierte sich die Luftbildmessung als eigenes Fach unter dem Namen Photogrammetrie - seit den 1990er-Jahren meist mit der Fernerkundung als Doppelfach gesehen. Ab 1958 entstand die SatellitengeodÀsie.

Die Datenbanken der Landes- beziehungsweise Katastervermessung entwickelten sich zu Geoinformationssystemen (GIS) oder Landinformationssystemen (LIS) weiter.

Alle diese TeilfĂ€cher sind jedoch meist in einem Hochschulstudiengang vereint, das auch die Kartografie oder zumindest Teile davon sowie eine Reihe weiterer Haupt- und NebenfĂ€cher umfasst (z. B. Bodenordnung) und zum Beruf des Vermessungsingenieurs fĂŒhrt (vergl. auch Geomatik bzw. Geomatikingenieur). In Nordamerika (und der englischen Fachliteratur) wird jedoch zwischen Geodesy und Surveying unterschieden, die in dortigen StudienplĂ€nen kaum mehr zusammenhĂ€ngen. Die Bezeichnung Surveying entspricht unserem Wort Vermessung.

Diese in Europa akademisch ausgebildeten Fachleute sind neben den oben angegebenen Aufgaben oft auch in GrundstĂŒcksbewertung, Bauwesen, EDV, Kartografie, Navigation und den raumbezogenen Informationssystemen tĂ€tig, wĂ€hrend in der Immobilienwirtschaft – mit Ausnahme des Katasters – eher andere Ausbildungen vorherrschen. Die öffentlich bestellten Vermessungsingenieure (ÖbVIs), in Österreich Zivilingenieure genannt, haben neben dem Liegenschaftswesen auch das Recht, in technischen Bereichen der Geophysik tĂ€tig zu sein.

Grundlagen und Teilgebiete

Die GeodĂ€sie liefert mit ihren Vermessungsergebnissen (z. B. aus Kataster- und Landesvermessung, IngenieurgeodĂ€sie, Photogrammetrie und Fernerkundung) die Grundlagen fĂŒr zahlreiche andere Fachgebiete und TĂ€tigkeiten:

Die sogenannte Höhere GeodĂ€sie (Mathematische GeodĂ€sie, Erdmessung und Physikalische GeodĂ€sie) beschĂ€ftigt sich unter anderem mit der mathematischen Erdfigur, prĂ€zisen Referenzsystemen und der Bestimmung von Geoid und Erdschwerefeld. Zur Geoidbestimmung werden verschiedene Messverfahren verwendet: Gravimetrie, geometrische und dynamische Methoden der SatellitengeodĂ€sie und die AstrogeodĂ€sie. Die Kenntnis der Schwere ist nötig, um ein genaues Höhensystem zu etablieren, zum Beispiel bezĂŒglich der Nordsee (so genannte NN-Höhen, siehe auch Amsterdamer Pegel) oder der Adria. Das amtliche Höhensystem in Deutschland ist im Deutschen Haupthöhennetz (DHHN) verkörpert.

Das Geoid (bzw. sein Gradient, die Lotabweichung) dient auch zur Definition und Reduktion weitrĂ€umiger Messungen und Koordinaten auf der ErdoberflĂ€che. Zur Triangulierung und fĂŒr lĂ€ngere Verbindungslinien nĂ€hert man den Meeresspiegel durch ein Referenzellipsoid an und berechnet sie mittels geodĂ€tischer Linien, die auch in der Mathematik (Differentialgeometrie), der Navigation und beim Aufspannen leichter Gewölbe (GeodĂ€tische Kuppel) Anwendung finden. Geoid und Schwerefeld sind ferner fĂŒr die Angewandte Geophysik und zur Berechnung von Satellitenbahnen wichtig.

Ebenfalls der Höheren GeodĂ€sie ist jener Bereich der Landesvermessung zuzuordnen, bei dem es um regionale Vermessungen und ihre Bezugssysteme geht. Diese Aufgaben wurden frĂŒher terrestrisch gelöst, nun aber zunehmend mit dem GPS und anderen Satellitenmethoden.

Die so genannte Niedere GeodĂ€sie umfasst die Aufnahme von LageplĂ€nen fĂŒr Bauplanung, Dokumentation und Erstellung digitaler Modelle fĂŒr technische Projekte, die topografische Aufnahme des GelĂ€ndes, die Katastervermessung und Bereiche des Facility Management.

Wenn sich im Laufe der Zeit die EigentumsverhĂ€ltnisse der GrundstĂŒcke verkompliziert haben (durch Teilung beim Kauf und Verkauf oder Vererbung), dann wird eine sogenannte Bodenordnung notwendig. Ihr wichtigstes Instrument ist die Flurbereinigung, in Österreich Melioration genannt. Sie dient auch der gleichmĂ€ĂŸigen Verteilung von Belastungen, wenn FlĂ€chen fĂŒr Großprojekte (Autobahnen, Neubaustrecken) aufgebracht werden mĂŒssen (Unternehmensflurbereinigung).

Mit Ingenieurvermessung bezeichnet man die technische, nicht amtliche Vermessung (z. B. GebĂ€udeabsteckungen, Ingenieurnivellements, Einrichtung von Großmaschinen etc.)

Bei der ErfĂŒllung geodĂ€tischer Aufgaben im Untertage- und auch Übertage-Bergbau spricht man von Markscheidewesen oder Bergvermessung.

Zu den Spezialgebieten der GeodĂ€sie zĂ€hlen auch die MeeresgeodĂ€sie, Seevermessung und Aufnahme hydrografischer Profile von FlĂŒssen, die ozeanografische Altimetrie mit Satelliten sowie Kooperationen im Bereich der Navigation.

Kurze Geschichte der GeodÀsie

Titelseite eines Buches ĂŒber Landvermessung von 1616

Ihren Ursprung hat die GeodĂ€sie in der Notwendigkeit, Land aufzuteilen, GrundstĂŒcks- und Eigentumsgrenzen zu definieren und Landesgrenzen zu dokumentieren. Ihre Geschichte reicht bis in die „hydraulische Gesellschaft“ des alten Ägypten zurĂŒck, wo der Beruf des GeodĂ€ten alljĂ€hrlich nach der NilĂŒberschwemmung fĂŒr einige Wochen zum wichtigsten des Landes wurde.

Der Mensch hat sich auch seit jeher mit den Gestirnen und insbesondere mit der Gestalt der Erde auseinandergesetzt. Zuerst nahm man an, die Erde sei eine vom Ozean umflossene Scheibe. Pythagoras von Samos (um 500 v. Chr.) erklĂ€rte zwar, die Erde sei eine Kugel, doch beweisen konnte er seine These nicht. Dies gelang erst Aristoteles (um 350 v. Chr.). Er bewies die These an folgenden drei praktischen Beispielen:

  1. Nur eine Kugel kann bei Mondfinsternis stets einen runden Schatten auf den Mond werfen.
  2. Bei einer Reise in nord-sĂŒdlicher Richtung kann das Auftauchen neuer Gestirne nur durch die Kugelform der Erde erklĂ€rt werden.
  3. Alle fallenden GegenstÀnde streben einen gemeinsamen Mittelpunkt an, nÀmlich den Erdmittelpunkt.

Bemerkenswert war die Gradmessung des hellenistischen Gelehrten Eratosthenes zwischen Alexandria und Syene (heutiges Assuan) um 240 v. Chr.. Sie ergab den Erdumfang zu 252.000 Stadien, was dem wahren Wert trotz der unsicheren Entfernung (SchĂ€tzung 5000 Stadien) auf etwa zehn Prozent nahekam. Der Wissenschaftler und alexandrinische Bibliotheksdirektor schĂ€tzte den Erdumfang aus dem um 7,2 Grad unterschiedlichen Sonnenstand.

Wie in Ägypten waren auch die vermessungstechnischen Leistungen der Maya erstaunlich, wo die GeodĂ€sie offenbar stark mit Astronomie und Kalenderrechnung zusammenhing.

Auch schwierige Tunnel-Vermessungen sind aus dem 1. Jahrtausend v. Chr. ĂŒberliefert, wie etwa im 6. Jahrhundert v. Chr. der Tunnel des Eupalinos auf Samos.

Wichtige Marksteine der antiken GeodĂ€sie waren auch die ersten Weltkarten aus Griechenland, die Sternwarten im Mittleren Osten und diverse Messinstrumente an einigen Zentren des östlichen Mittelmeeres. 1023 ermittelte Abu Reyhan Biruni – ein Universalgelehrter der damaligen islamischen Welt – mit einem von ihm erfundenen neuen Messverfahren den Radius der Erdkugel am Ufer von Kabulfluß, damals Indus genannt ziemlich genau zu 6339,6 Kilometer (der Radius am Äquator der Erde betrĂ€gt tatsĂ€chlich 6378,1 Kilometer). Damals wurde im Arabien des 11. Jahrhunderts der Bau von Sonnenuhren und Astrolabien zu höchster BlĂŒte getrieben, worauf ab 1300 auch europĂ€ische Wissenschaftler wie Peuerbach aufbauen konnten.

Lithographiesteine im Archiv des Bayerischen Landesamtes fĂŒr Vermessung und Geoinformation

Mit dem Aufbruch in die Neuzeit sorgten die BedĂŒrfnisse von Kartografie und Navigation fĂŒr einen erneuten Entwicklungsschub, beispielsweise in der Uhren- und GerĂ€teproduktion von NĂŒrnberg oder den Mess- und Rechenmethoden der Seefahrer Portugals. In diese Epoche fĂ€llt auch die Entdeckung der Winkelfunktionen (Indien und Wien) und der Triangulation (Snellius um 1615). Neue Messinstrumente wie der Messtisch (PrĂ€torius, NĂŒrnberg 1590), das „Pantometrum“ des Jesuiten Athanasius Kircher und das Fernrohr/Mikroskop ermöglichten der GeodĂ€sie die ersten wirklich prĂ€zisen Landesvermessungen.

Ab etwa 1700 verbesserten sich die Landkarten erneut durch exakte Rechenmethoden (Mathematische GeodĂ€sie) und die beginnende großrĂ€umige Erdmessung, die 1740 mit der Bestimmung der ellipsoidischen Erdradien durch die Franzosen Bouguer und Maupertuis einen ersten Höhepunkt erlebte. Um die Ergebnisse verschiedener Projekte und Landesvermessungen besser kombinieren zu können, entwickelten Roger Joseph Boscovich, Carl Friedrich Gauß und andere schrittweise die Ausgleichsrechnung, die seit etwa 1850 auch der Etablierung prĂ€ziser Bezugssysteme und der Vermessung des Weltraums (Kosmische GeodĂ€sie) zugute kam.

FĂŒr die GeodĂ€sie des 19. und 20. Jahrhunderts waren die wichtigsten Stationen:

Ergebnisse geodÀtischer Arbeiten

Messinstrumente, GerĂ€te und AusrĂŒstung

Wichtige Instrumente und GerÀte

(Anm.: Das Vermessungswesen spricht eher von Instrumenten, die Photogrammetrie jedoch von GerÀten.)

Spezial- und HilfsgerÀte

Historische GerÀte der Antike

Historische GerÀte der Neuzeit

Mess- und Rechenmethoden der GeodÀsie

Messverfahren im Detail (alphabetisch)

Rechenverfahren und Rechenhilfsmittel der GeodÀsie

GeodÀtische Referenzsysteme

Organisationen

National

International

Bedeutende GeodÀten

→ GeodĂ€t

Literatur

  • Karl Ledersteger: Astronomische und physikalische GeodĂ€sie. 10. Auflage. Metzler, Stuttgart 1969 (Handbuch der Vermessungskunde. 5).
  • Hans-Gert Kahle: EinfĂŒhrung in die höhere GeodĂ€sie. 2. (erweiterte) Auflage. Verlag der Fachvereine, ZĂŒrich 1988, ISBN 3-7281-1655-6.
  • Wolfgang Torge: GeodĂ€sie. 2. Auflage. De Gruyter, Berlin 2003, ISBN 3-11-017545-2.
  • Wolfgang Torge: Geschichte der GeodĂ€sie in Deutschland. 2. Auflage. De Gruyter, Berlin 2009, ISBN 978-3-11-020719-4.
  • Bertold Witte, Hubert Schmidt: Vermessungskunde und Grundlagen der Statistik fĂŒr das Bauwesen. 5. Auflage. Wichmann, Heidelberg 2004, ISBN 3-87907-418-6.
  • Bettina SchĂŒtze, Andreas Engler, Harald Weber: Lehrbuch Vermessung-Grundwissen. Weber, Dresden 2001, ISBN 3-936203-00-8.
  • Walther Welsch, Otto Heunecke, Heiner Kuhlmann: Auswertung geodĂ€tischer Überwachungsmessungen. In: M. Möser, G. MĂŒller, H. Schlemmer, H. Werner (Hrsg.): Handbuch IngenieurgeodĂ€sie. Wichmann, Heidelberg 2000, ISBN 3-87907-295-7.
  • Vitalis Pantenburg: Das PortrĂ€t der Erde. Geschichte der Kartografie. Franckh, Stuttgart 1970, ISBN 3-440-00266-7.
  • EuropĂ€ische Kommission (Hrsg.): Spatial Reference Systems for Europe. EuropĂ€ische Kommission, 2000 (EUR 19575, PDF, 13,7 MB - EuropĂ€ische Koordinatenreferenzsysteme als geodĂ€tischer Beitrag zu Geodateninfrastuktur).
  • Walter Großmann: GeodĂ€tische Rechnungen und Abbildungen in der Landesvermessung. 3. Auflage. Wittwer, Stuttgart 1976.
  • Alfred Hagebusch, Michael GĂ€rtner: Fachkunde fĂŒr Vermessungstechniker. 8. Auflage. Rheinland-Verlag, Köln 1992, ISBN 3-7927-1324-1.
  • Oskar Niemczyk: BergmĂ€nnisches Vermessungswesen, 3 BĂ€nde (zus. mit Otto Haibach und Paul Hilbig), Akademie Verlag Berlin, 1951, 1956, 1963

Weblinks


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  • GeodĂ€sie — oder Vermessungskunde ist die Lehre von der wissenschaftlichen Ausbildung und praktischen Anwendung derjenigen Methoden der Messung,[377] Rechnung und Abbildung, die zur Bestimmung der rĂ€umlichen VerhĂ€ltnisse sowohl der gesamten ErdoberflĂ€che als 
   Lexikon der gesamten Technik

  • GeodĂ€sie — (Erdmeßkunst), der Inbegriff derjenigen Wissenschaften u. Kunstfertigkeiten, deren man sich bei der Projectionsbestimmung einzelner Punkte, Linien u. Theile der ErdoberflĂ€che u. ihrer Darstellung in Abbildungen (Karten) bedient. Die G. zerfĂ€llt… 
   Pierer's Universal-Lexikon

  • GeodĂ€sÄ«e — (griech., »Landteilung«), der Teil der praktischen Geometrie, deren Hauptaufgabe die Bestimmung der Lage von Punkten auf der Erde ist, um hieraus die Gestalt der ErdoberflĂ€che fĂŒr rein wissenschaftliche oder praktische Zwecke, wie Kartierung und… 
   Meyers Großes Konversations-Lexikon

  • GeodĂ€sie — GeodĂ€sÄ«e (grch.), s.v.w. Feldmeßkunst (s.d.); GeodĂ€t, Feldmesser; geodĂ€tisch, zur G. gehörig; GeodĂ€tische Linie, die kĂŒrzeste Linie zwischen zwei Punkten einer krummen OberflĂ€che, bes. des ErdsphĂ€roids. GeodĂ€tisches Institut, auf dem… 
   Kleines Konversations-Lexikon

  • GeodĂ€sie — GeodĂ€sie, griech. deutsch, GeodĂ€t, Feldmeßkunst, Feldmesser 
   Herders Conversations-Lexikon

  • GeodĂ€sie — Erdvermessung; Vermessungskunde * * * Geo|dĂ€|sie 〈f. 19; unz.âŒȘ Vermessungskunde u. Erdmessung ● höhere GeodĂ€sie mit BerĂŒcksichtigung der ErdkrĂŒmmung; niedere GeodĂ€sie ohne BerĂŒcksichtigung der ErdkrĂŒmmung [<grch. ge „Erde“ + daiein „teilen“] * 
   Universal-Lexikon

  • GeodĂ€sie — Ge|o|dĂ€|sie 〈f.; Gen.: ; Pl.: unz.âŒȘ Erdmessung u. Vermessungskunde; höhere GeodĂ€sie Erdmessung mit BerĂŒcksichtigung der ErdkrĂŒmmung; niedere GeodĂ€sie Erdmessung ohne BerĂŒcksichtigung der ErdkrĂŒmmung [Etym.: <Geo
 + grch. daiein »teilen«] 
   Lexikalische Deutsches Wörterbuch

  • GeodĂ€sie — geodezija statusas Aprobuotas sritis geodezija apibrÄ—ĆŸtis Mokslo ir gamybinės veiklos sritis, apimanti visos Ćœemės ar jos dalies formos bei dydĆŸio tikslinimą, gravitacinio lauko bei erdvinės taĆĄkĆł padėties Ćœemės pavirĆĄiuje (virĆĄ ar ĆŸemiau ĆĄio… 
   Lithuanian dictionary (lietuviĆł ĆŸodynas)

  • GeodĂ€sie — geodezija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrÄ—ĆŸtis Mokslas, tiriantis iĆĄorinÄŻ gravitacijos lauką, Ćœemės formą ir su jos tyrimu susijusius matavimus bei jĆł taikymą inĆŸineriniams uĆŸdaviniams spręsti, kitĆł Saulės sistemos kĆ«nĆł… 
   Ekologijos terminĆł aiĆĄkinamasis ĆŸodynas

  • GeodĂ€sie — Geo|dĂ€|sie die; <aus gr. geƍdaisĂ­a »Erd , Landverteilung«> [Wissenschaft von der] Erdvermessung; Vermessungswesen 
   Das große Fremdwörterbuch


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