ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
TMHMA ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ
ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑΣ

            Από τον Ήρωνα στους γεωδαιτικούς δορυφόρους      

                                  Η ιστορική εξέλιξη των τοπογραφικών οργάνων  

 

                                Φωτογραφίες                  AΡΧΗ


Μια σύντομη ιστορική αναδρομή και μια έκθεση που οργανώθηκε το Μάιο του 1997 στα πλαίσια των εκδηλώσεων της Πολιτιστικής Πρωτεύουσας της Ευρώπης 1997

 

Oργάνωση Έκθεσης: Παρασκευάς Σαββαΐδης  

Εκθεσιακός Χώρος Πολυτεχνικής Σχολής Α.Π.Θ.

  Η ανάγκη για μετρήσεις 

  Στο βάθος των αιώνων

  Κλασσική και ελληνιστική περίοδος                                    

  Ρωμαϊκή περίοδος

  Στην Ευρώπη του Μεσαίωνα

  Κινέζοι και Άραβες

  Στην Ευρώπη της Αναγέννησης

  17ος αιώνας

  18ος αιώνας

 

  19ος αιώνας

 

  Στις αρχές του 20ού αιώνα

 

  Οι Παγκόσμιοι Πόλεμοι

 

  Μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο

 

  Στη σύγχρονη εποχή

 

  21ος αιώνας

 

  Υπολογιστικές διατάξεις και τοπογραφικοί υπολογισμοί

 

  Όργανα σχεδίασης και τοπογραφικές σχεδιάσεις

 

ΑΡΧΗ ΣΕΛΙΔΑΣ 

 


 

Η ανάγκη για μετρήσεις

Η ανάγκη για  μετρήσεις δημιουργήθηκε από τις απαρχές ακόμη της ανθρώπινης ύπαρξης. Η ανάγκη αυτή έγινε μεγαλύτερη από τότε που ο άνθρωπος σταμάτησε τη νομαδική ζωή, δημιούργησε οικισμούς και άρχισε να καλλιεργεί τη γη. Με την εξέλιξη του ανθρώπου ως σκεπτόμενου όντος, ένα από τα κύρια ενδιαφέροντά του ήταν η γνώση σχετικά με τη Γη. Η συμπεριφορά του ανθρώπου επηρεάστηκε συχνά από τα διάφορα φυσικά φαινόμενα τα οποία ήταν και η αιτία της διαχρονικής γέννησης αρκετών προκαταλήψεων, τελετουργιών, αλλά και θρησκευτικών δοξασιών. Παράλληλα όμως, η αύξηση του ενδιαφέροντος για τη Γη και την καλύτερη κατανόηση των διαφόρων φυσικών φαινομένων έπαιξε σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση και εξέλιξη του πολιτισμού.  

Πέρα από τις παρατηρήσεις πλανητών και αστέρων, η τεχνική των μετρήσεων πάνω στην επιφάνεια της Γης ήταν αρκετά αναπτυγμένη κατά την αρχαιότητα. Από τις μετρήσεις αυτές και την ανάγκη της επεξεργασίας τους αναπτύχθηκαν η Γεωμετρία ( = μέτρηση της γης) και η Γεωδαισία ( Γη + δαίω = διαιρώ, διανέμω και μετρώ τη Γη) ως πρακτική εφαρμογή της Γεωμετρίας σε αντιδιαστολή με τη Θεωρητική Γεωμετρία, σύμφωνα με τον Αριστοτέλη. Η Γεωδαισία είναι η επιστήμη που ασχολείται με τη θεωρητική και πρακτική σπουδή οργάνων και μεθόδων για την εκτέλεση μετρήσεων, υπολογισμών και απεικονίσεων που είναι χρήσιμες για τον προσδιορισμό της μορφής και του μεγέθους ολόκληρης της γήινης επιφάνειας ή τμημάτων αυτής. Η Τοπογραφία ως κλάδος της Γεωδαισίας ασχολείται με τη μέτρηση, τον υπολογισμό και την απεικόνιση των μικρών σχετικά τμημάτων της γήινης επιφάνειας.  

   ΠΙΣΩ 


Στο βάθος των αιώνων

Από τα αρχαία χρόνια η Τοπογραφία αναπτύχθηκε ως μια εφαρμοσμένη επιστήμη. Από την αυγή της Ιστορίας ο άνθρωπος κατανόησε τις πιο στοιχειώδεις γεωμετρικές έννοιες: την οριζόντια και κατακόρυφη ευθεία και το οριζόντιο επίπεδο. Οι πρώτες μονάδες μέτρησης μηκών βασίστηκαν στις διαστάσεις των μελών του ανθρώπινου σώματος. Με την ανάπτυξη του πολιτισμού και για τις ανάγκες κατασκευής οικοδομημάτων και τεχνικών έργων επινοήθηκαν τα πρώτα τοπογραφικά όργανα: Σχοινιά με κόμπους για τη μέτρηση μηκών, ώστε να  μετράται το μέγεθος των αγρών για διανομή και φορολόγηση, νήμα της στάθμης για το κτίσιμο κατακόρυφων τοίχων, όργανα χάραξης ορθών γωνιών για την κατασκευή κτιρίων, καθώς και όργανα ελέγχου οριζοντιότητας επιπέδων και μέτρησης υψομετρικών διαφορών για την κατασκευή αρδευτικών δικτύων, καναλιών και αγωγών ύδρευσης  

   

Όλοι οι αρχαίοι λαοί ανέπτυξαν την Τοπογραφία: Βαβυλώνιοι, Σουμέριοι, Ασσύριοι, Αιγύπτιοι, Πέρσες, Ινδοί  και Κινέζοι. Σε γραπτά κείμενα που σώζονται υπάρχουν περιγραφές για τη λειτουργία και τη χρήση τοπογραφικών οργάνων και μεθόδων μέτρησης, ενώ σώζονται και υπολείμματα οργάνων, καθώς και σχέδια σε τοιχογραφίες και μνημεία.  

   ΠΙΣΩ 


Κλασσική και ελληνιστική περίοδος

Κατά την κλασσική και την ελληνιστική περίοδο οι Έλληνες προήγαγαν σημαντικά τη Γεωμετρία, τα Μαθηματικά, την Αστρονομία, τη Χαρτογραφία, αλλά και την εφαρμοσμένη Τοπογραφία, προετοιμάζοντας την εποχή ακμής της Τοπογραφίας που ήταν η Ρωμαϊκή περίοδος. Οι Έλληνες χρησιμοποιούσαν διάφορα απλά τοπογραφικά όργανα: Τον αστέρα για τη χάραξη ορθών γωνιών,  σχοινιά για τη μέτρηση μηκών και σταδίες για τη διευκόλυνση προσδιορισμού υψομετρικών διαφορών. Χρησιμοποιούσαν επίσης τον αστρολάβο για αστρονομικές μετρήσεις. Την περίοδο αυτή ο Ερατοσθένης, που θεωρείται ο πρώτος Γεωδαίτης και θεμελιωτής της Γεωδαισίας, προσδιόρισε το μήκος της περιμέτρου της Γης με τη μέτρηση του πλάτους μεταξύ Αλεξάνδρειας και Ασσουάν. Έναν αιώνα περίπου αργότερα, ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς συνέγραψε το κορυφαίο τοπογραφικό σύγγραμμα του αρχαίου κόσμου που περιγράφει διάφορα τοπογραφικά όργανα (μεταξύ των οποίων τη Διόπτρα - πρόδρομο των σημερινών θεοδολίχων, ένα όργανο προσδιορισμού υψομετρικών διαφορών με βάση τη στάθμη νερού που ηρεμεί,  το Οδόμετρο και το Δρομόμετρο για μετρήσεις μεγάλων αποστάσεων σε ξηρά και θάλασσα αντίστοιχα) και μεθόδους μετρήσεων και υπολογισμών. Την ίδια περίπου εποχή ο Πτολεμαίος συντάσσει στη Γεωγραφική Υφήγηση τους χάρτες του γνωστού τότε κόσμου. 

                   

   ΠΙΣΩ 


 

Ρωμαϊκή περίοδος

Σε αντίθεση με τους Έλληνες, οι Ρωμαίοι δεν ενδιαφέρονταν για θεωρητικές μελέτες, αλλά για πρακτικές εφαρμογές. Οι Ρωμαίοι δε δημιούργησαν νέα τοπογραφικά όργανα, ούτε πρόσθεσαν σημαντικά στοιχεία στο θεωρητικό υπόβαθρο της Τοπογραφίας. Όμως κατά τη ρωμαϊκή περίοδο οι τοπογραφικές μετρήσεις συστηματοποιήθηκαν και αποτέλεσαν μέρος της ρωμαϊκής πρακτικής για στρατιωτικούς και πολιτικούς σκοπούς, αλλά και για την καλύτερη οργάνωση της Αυτοκρατορίας. Ουσιαστικά κατά τη ρωμαϊκή περίοδο δημιουργήθηκε το επάγγελμα του Τοπογράφου που απολάμβανε τιμής και υπολήψεως.  Οι Ρωμαίοι χρησιμοποίησαν για τις μετρήσεις τα απλά τοπογραφικά όργανα των Ελλήνων και Αιγυπτίων με κάποιες βελτιώσεις: Σχοινιά,  μετρητικές ράβδους και μπρούτζινα διαστημόμετρα για τη μέτρηση μηκών, την groma για τη χάραξη ορθών γωνιών και το χωροβάτη (chorobates) για τη μέτρηση υψομετρικών διαφορών.             

   

Ο καλύτερος μάρτυρας της ακμής της Τοπογραφίας μέχρι τα ελληνικά και τα ρωμαϊκά χρόνια είναι το πλήθος των οικοδομημάτων, των μνημειακών κτιρίων, των δρόμων, των καναλιών, των υδραγωγείων και του πλήθους των τεχνικών έργων  που διατηρήθηκαν μέχρι σήμερα ή  τμήματά τους ανακαλύφθηκαν από την ανασκαφική σκαπάνη.   

                 

   ΠΙΣΩ 


Στην Ευρώπη του Μεσαίωνα

Μετά την πτώση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας, κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα, η Γεωδαισία και η Τοπογραφία, όπως και οι άλλες επιστήμες, εκτίθενται στις έντονες επιδράσεις της Θεολογίας. Κατά το διάστημα από τον 3ο μ.Χ. αιώνα μέχρι τα μέσα του 14ου αιώνα, τίποτε το ιδιαίτερα σημαντικό για την επιστήμη της Τοπογραφίας δε συμβαίνει στην Ευρώπη και το Βυζάντιο. Φαίνεται ότι η μεγάλη άνθηση της ρωμαϊκής κυρίως εποχής είχε φέρει την Τοπογραφία σε πολύ προχωρημένο σημείο. Ακόμη το φεουδαρχικό σύστημα που ίσχυε στην Ευρώπη δε χρειαζόταν ιδιαίτερες τοπογραφικές μετρήσεις και δεν έδινε κίνητρα για ανάπτυξη της Τοπογραφίας: Οι ιδιοκτησίες της γης ήταν τόσο μεγάλες που για να καθορίσει κανείς τα όριά τους μπορούσε μόνο να χρησιμοποιήσει απλή περιγραφή και τα κατάλληλα τοπωνύμια.  Έτσι, τα υπάρχοντα όργανα και οι μέθοδοι μέτρησης και υπολογισμού ήταν επαρκή και κάλυπταν τις ανάγκες για τους επόμενους αιώνες. Δε συνέβαινε το ίδιο όμως στον υπόλοιπο κόσμο.

        

   ΠΙΣΩ 


Κινέζοι και Άραβες

Στην Κίνα η ανάπτυξη της Τοπογραφίας ήταν σημαντική.  Οι Κινέζοι γνώριζαν τις μεθόδους των Βαβυλωνίων και των Αιγυπτίων από την αρχή της δυναστείας των Χαν (202 π.Χ.). Γνώριζαν επίσης αργότερα και τις επιτεύξεις των ελληνιστικών και των ρωμαϊκών χρόνων. Οι ίδιοι κατασκεύασαν και χρησιμοποιούσαν μαγνητικές πυξίδες για προσδιορισμό διευθύνσεων και γωνιών, κλίμακες ορισμένου μεγέθους για την ακριβή μέτρηση μηκών, σταδίες με διαβαθμίσεις για τον προσδιορισμό υψομετρικών διαφορών και ένα είδος τηλεσκοπίου από τα τέλη του 10ου αιώνα.  

        

Το ίδιο σημαντική ήταν και η ανάπτυξη των Θετικών Επιστημών από τους Άραβες κατά την ίδια χρονική περίοδο. Η εξάπλωση των Αράβων και οι αραβικές μεταφράσεις διέσωσαν και μετέδωσαν τα ελληνικά επιστημονικά επιτεύγματα, ενώ οι αραβικές εκδόσεις μεταφρασμένες στα Λατινικά βοήθησαν στην εισβολή, μέσω της Ισπανίας, επιστημονικών γνώσεων στον ευρωπαϊκό χώρο. Οι Άραβες χρησιμοποιούσαν απλά τοπογραφικά όργανα που ήταν παραλλαγές των ελληνικών και ρωμαϊκών οργάνων μέτρησης, όπως όργανα χάραξης ορθών γωνιών παρόμοια του ελληνικού αστέρα και της ρωμαϊκής groma και όργανα μέτρησης οριζοντιότητας επιπέδων και υψομετρικών διαφορών, ενώ βελτίωσαν και τον αστρολάβο πάντα για αστρονομικές παρατηρήσεις.

           

   ΠΙΣΩ 


Στην Ευρώπη της Αναγέννησης

Από το τέλος του 14ου αιώνα αρχίζει και στην Ευρώπη η χρησιμοποίηση διαφόρων νέων οργάνων. Μεταξύ αυτών ξαναχρησιμοποιείται ο αστρολάβος, όργανο  κυρίως για αστρονομικές παρατηρήσεις κατά την αρχαιότητα, αλλά τώρα πια για τοπογραφικές μετρήσεις, τα ορθόγωνα και οι μαγνητικές πυξίδες. Τα εξερευνητικά ταξίδια των μεγάλων θαλασσοπόρων, αλλά και τα εμπορικά θαλάσσια ταξίδια μεταξύ Ευρώπης και Ανατολής συνέβαλλαν σημαντικά στη διάδοση των επιστημονικών γνώσεων,  στην εξέλιξη των μεθόδων ναυσιπλοϊας, αλλά και στην ανάπτυξη της Χαρτογραφίας.  

     

Η ανάπτυξη όλων των επιστημών άρχισε να γίνεται μεγαλύτερη κατά την περίοδο της Αναγέννησης. Οι βαθιές κοινωνικές, πολιτικές και πολιτισμικές αλλαγές που χαρακτηρίζουν την περίοδο αυτή δημιούργησαν ένα νέο πλαίσιο ανάπτυξης της Τοπογραφίας: Ο περιορισμός της φεουδαρχίας απαιτούσε τη μέτρηση και διανομή της γης στους αγρότες. Η ανακάλυψη νέων τόπων απαιτούσε την επιστημονική καταγραφή τους και τη σύνταξη χαρτών, ενώ παράλληλα ήταν αυξημένες οι ανάγκες για νέες μεθόδους προσανατολισμού και ναυσιπλοϊας. Για την καλύτερη αξιοποίηση του πυροβολικού στον πόλεμο, ήταν αναγκαία η μέτρηση διευθύνσεων, κατακόρυφων γωνιών και αποστάσεων. Η επιβεβαίωση του ηλιοκεντρικού συστήματος του Κοπέρνικου απαιτούσε όργανα μετρήσεων υψηλής ακριβείας. Έτσι την περίοδο αυτή κατασκευάστηκε  ένα γωνιομετρικό όργανο το οποίο χρησιμοποιείται με τις ίδιες αρχές λειτουργίας μέχρι σήμερα. Πρόκειται για τον θεοδόλιχο (Theodolitus) που χρωστά το όνομά του στον Άγγλο L. Digges από το 1571. Ωστόσο γωνιομετρικά όργανα με σκοπευτική διάταξη κάποιας μορφής είχαν ήδη κατασκευαστεί πριν από 500 περίπου χρόνια από Άραβες και Κινέζους, χωρίς να ξεχνούμε και τη Διόπτρα του Ήρωνος. Εκείνο το πρώτο γωνιομετρικό όργανο, ο θεοδόλιχος, ήταν από τότε το κατεξοχήν τοπογραφικό όργανο μέτρησης γωνιών και είναι χαρακτηριστικό ότι για τους επόμενους πέντε περίπου αιώνες οι αρχές λειτουργίας του θεοδολίχου παρέμειναν οι ίδιες, παρά την προσθήκη τηλεσκοπίου, τις βελτιώσεις στο σχεδιασμό και την ακρίβεια, την ελάττωση του μεγέθους, του βάρους και την εισαγωγή καλύτερων συστημάτων ανάγνωσης και διαφόρων αυτοματισμών.

                      

   ΠΙΣΩ 


17ος αιώνας

Κατά τον 17ο αιώνα η Γεωδαισία, η Τοπογραφία και η κατασκευή τοπογραφικών οργάνων συστηματοποιούνται. Κατασκευάζονται αλυσίδες για τη μέτρηση μηκών, γωνιομετρικά όργανα σε συνδυασμό με μαγνητικές πυξίδες και κλισίμετρα.  Ο 17ος αιώνας είναι σημαντικός για την ανάπτυξη των τοπογραφικών οργάνων, γιατί αυτή την περίοδο γίνεται η εφεύρεση του τηλεσκοπίου, του βερνιέρου ως συστήματος ανάγνωσης ενδείξεων και των σταυρονήμάτος ως συστήματος σκόπευσης με μεγάλη ακρίβεια. Ακόμη την ίδια περίοδο κατασκευάζεται ο χωροβάτης του οποίου η οριζοντίωση ελέγχεται με σφαιρική αεροστάθμη. Υπάρχουν πλέον Γεωδαίτες και Τοπογράφοι με επιστημονική κατάρτιση και ερευνητικές δραστηριότητες.  Πολλά βιβλία με σχετικά θέματα τυπώνονται και κυκλοφορούν. Στα Πανεπιστήμια συστηματοποιείται η διδασκαλία των Μαθηματικών, ενώ η εισαγωγή των λογαρίθμων διευκολύνει και επιταχύνει την εκτέλεση των τοπογραφικών υπολογισμών. Θα πρέπει να τονισθεί ότι η χρησιμοποίηση λογαρίθμων για τοπογραφικούς υπολογισμούς σταμάτησε με την εισαγωγή των αριθμομηχανών γύρω στα 1970 και των ηλεκτρονικών υπολογιστών λίγο αργότερα. 

                      

   ΠΙΣΩ 


18ος αιώνας

Κατά τον 18ο αιώνα το μαθηματικό υπόβαθρο του Γεωδαίτη και του Τοπογράφου γίνεται ακόμη καλύτερο. Οι πανεπιστημιακές σχολές εκπαιδεύουν συνεχώς και περισσότερους Τοπογράφους, για τους οποίους υπάρχει ζήτηση λόγω διανομών της γης και αλλαγών στον τρόπο των καλλιεργειών. Σε διάφορα κράτη ιδρύονται τοπογραφικές υπηρεσίες, γίνονται πλέον μετρήσεις τριγωνομετρικών δικτύων και άλλες τοπογραφικές εργασίες μεγάλης κλίμακας. Οι θεοδόλιχοι με τηλεσκόπιο χρησιμοποιούνται πλέον ευρύτατα και εκτοπίζουν τα παλαιά απλά γωνιομετρικά όργανα. Στα μέσα του 18ου αιώνα οι θεοδόλιχοι ήταν όργανα εύχρηστα, μετρούσαν οριζόντιες και κατακόρυφες γωνίες και χρησιμοποιούσαν αεροστάθμες για την οριζοντίωσή τους. Η χρησιμοποίηση σταδιομετρικών νημάτων και σταδίας οδηγεί στην οπτική μέτρηση αποστάσεων με ικανοποιητική ακρίβεια. Θεοδόλιχοι και χωροβάτες αρχίζουν να παράγονται οργανωμένα σε εργοστάσια που ανοίγουν σε διάφορες χώρες.  

             

   ΠΙΣΩ 


19ος αιώνας

Από τις αρχές του 19ου αιώνα οι αλλαγές και οι βελτιώσεις είναι ακόμη πιο ταχείς. Κατασκευάζονται θεοδόλιχοι και χωροβάτες υψηλής ακριβείας, λινές και  μεταλλικές μετροταινίες, κανόνες  και ειδικά σύρματα για τη μέτρηση μηκών. Όπως είναι αναμενόμενο, η εξέλιξη και η ανάπτυξη των διαφόρων κρατών δημιουργεί συνεχώς και μεγαλύτερες ανάγκες τοπογραφικών σχεδίων, χαρτών και ειδικών μετρήσεων. Η κατάσταση συνεχίζεται με παρόμοιο τρόπο και τον επόμενο αιώνα. 

          

   ΠΙΣΩ 


Στις αρχές του 20ού αιώνα

Στις αρχές του 20ού αιώνα ο Heinrich Wild σχεδιάζει και κατασκευάζει θεοδολίχους με πολλές καινοτομίες συνεργαζόμενος με τα μεγαλύτερα εργοστάσια κατασκευής τοπογραφικών οργάνων της εποχής. Κατασκευάζονται επίσης νέοι τύποι χωροβατών και γυροσκοπικοί θεοδόλιχοι για τον προσδιορισμό της διεύθυνσης του μαγνητικού βορρά.  Χαρακτηριστικό των νέων οργάνων είναι το μικρό μέγεθος και το μικρό βάρος, αλλά και η υψηλή ακρίβεια μετρήσεων. 

             

   ΠΙΣΩ 


Οι Παγκόσμιοι Πόλεμοι

Ο Πρώτος Παγκόσμιος Πόλεμος και οι ανάγκες του έδωσαν ώθηση στην επιστήμη της Γεωδαισίας και της Τοπογραφίας, αλλά και της Φωτογραμμετρίας.  Μετά τον πόλεμο πληθαίνουν οι ερευνητικές δραστηριότητες σε σχετικά θέματα. Η έκδοση βιβλίων πληθαίνει, ωστόσο η συνεργασία μεταξύ των διαφόρων κρατών σε γεωδαιτικά και τοπογραφικά θέματα δεν είναι η καλύτερη  κατά το διάστημα του μεσοπολέμου. Παρόλα αυτά τα ευρωπαϊκά κυρίως εργοστάσια κατασκευής τοπογραφικών οργάνων δε σταματούν να βελτιώνουν τα προϊόντα τους και να παράγουν νέους τύπους θεοδολίχων και χωροβατών, όπως θεοδολίχους κατάλληλους για αστρονομικούς προσδιορισμούς και χωροβάτες αυτόματης οριζοντίωσης.  

       

Ο Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος έδωσε και πάλι μια νέα τεράστια ώθηση σε διάφορες επιστήμες μέσα στην αγωνία των ανθρώπων να αποτρέψουν ή να επιφέρουν την καταστροφή και το θάνατο. Ένα θαυμαστό δημιούργημα που ξεκινάει από την εποχή του πολέμου είναι η ηλεκτρομαγνητική μέτρηση των αποστάσεων, η μέτρηση δηλαδή μηκών με τη βοήθεια οργάνων που εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η ανακάλυψη αυτή έθεσε νέες αρχές μετρήσεων και υπολογισμών και έδωσε νέες δυνατότητες στην επιστήμη της Γεωδαισίας και της Τοπογραφίας.  Μια από τις πρώτες εφαρμογές της χρήσης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ήταν το radar, για τον εντοπισμό πλοίων και αεροπλάνων, μια εφαρμογή στην οποία οφείλεται ένα μεγάλο τμήμα της νίκης των Συμμάχων.  

   

   ΠΙΣΩ 


Μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο

Μετά τον πόλεμο δημιουργήθηκαν διάφορα συστήματα ναυσιπλοϊας με τη χρήση ραδιοκυμάτων, ενώ στις αρχές της δεκαετίας του 1950 κατασκευάστηκε το πρώτο τοπογραφικό όργανο μέτρησης αποστάσεων με ορατό φως από τον Bergstrand στη Σουηδία. Η συνέχεια στην παραγωγή τέτοιων οργάνων ήταν ραγδαία: Κατασκευάζονται ηλεκτρονικά όργανα μέτρησης μεγάλων αποστάσεων με τη χρήση μικροκυμάτων και ακτίνων laser, καθώς και ηλεκτρονικά όργανα μέτρησης μικρών σχετικά  αποστάσεων με τη χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας. 

Από τα τέλη της δεκαετίας του 1970 κατασκευάζονται ηλεκτρονικοί θεοδόλιχοι, όπου η μέτρηση των οριζόντιων και κατακόρυφων γωνιών γίνεται με ηλεκτρονικό τρόπο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η Γεωδαισία και η Τοπογραφία είναι επιστήμες που ωφελήθηκαν και ωφελούνται σε πολύ μεγάλο βαθμό από την ανάπτυξη της Ηλεκτρονικής κατά τα τελευταία πενήντα χρόνια.  Είναι επίσης  από τις πρώτες επιστήμες που χρησιμοποίησαν τις δυνατότητες των ηλεκτρονικών υπολογιστών, τόσο για τη γρήγορη εκτέλεση υπολογισμών, όσο και για την πλήρως αυτοματοποιημένη παραγωγή σχεδίων και χαρτών με τη βοήθεια κατάλληλων προγραμμάτων (CAD) και περιφερειακών συσκευών. Η αυτοματοποίηση των εργασιών πεδίου και γραφείου οδήγησε στην κατασκευή καταγραφικών συσκευών υπαίθρου, συσκευών στις οποίες αποθηκεύονται οι μετρήσεις και στη συνέχεια μεταφέρονται στον ηλεκτρονικό υπολογιστή για περαιτέρω επεξεργασία. Οι αποτυπώσεις αρχίζουν να γίνονται με έναν συνδυασμό κλασικού (μηχανικού) ή ηλεκτρονικού θεοδολίχου και ενός ηλεκτρονικού οργάνου μέτρησης αποστάσεων με καταγραφικό (ηλεκτρονικό ταχύμετρο). Η ταχύτητα μετρήσεων και υπολογισμών είναι πλέον πολύ μεγάλη.

                              

Οι κυριότεροι κατασκευαστές τοπογραφικών οργάνων παραμένουν εργοστάσια στην Ελβετία, στη Γερμανία (Ανατολική και Δυτική) και στην Ιαπωνία που παρουσιάζει μια εξαιρετικά μεγάλη παραγωγή ηλεκτρονικών κυρίως, αλλά και κλασικών τοπογραφικών οργάνων παίρνοντας ένα μεγάλο κομμάτι της διεθνούς αγοράς.  

   ΠΙΣΩ 


Στη σύγχρονη εποχή

Από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 όλες οι μετρήσεις γωνιών και μηκών γίνονται από ένα και μόνο ολοκληρωμένο ηλεκτρονικό όργανο που ονομάστηκε Γεωδαιτικός Σταθμός.  Το όργανο αυτό είναι το τελευταίο στη σειρά οργάνων μέτρησης για τοπογραφικούς σκοπούς. Τα εργοστάσια κατασκευάζουν σήμερα σχεδόν αποκλειστικά ηλεκτρονικά όργανα και κυρίως γεωδαιτικούς σταθμούς. Οι γεωδαιτικοί σταθμοί εξελίσσονται συνεχώς μέχρι σήμερα με προσθήκες και καινοτομίες, όπως μικροεπεξεργαστές και λειτουργικό σύστημα παρόμοιο και συμβατό με αυτό των ηλεκτρονικών υπολογιστών (MS-DOS), προγράμματα για εκτέλεση υπολογισμών στο πεδίο, αυτόματη κίνηση του οργάνου με σερβοκινητήρες, αυτόματη αναζήτηση στόχου για μέτρηση, ενσωματωμένη αποθήκευση χιλιάδων σημείων μέτρησης κ.ά.  

                          

Με την αναφορά μας στους γεωδαιτικούς σταθμούς κλείνει το κεφάλαιο των πιο σύγχρονων τοπογραφικών οργάνων για επίγειες μετρήσεις. Εκείνο όμως που χαρακτηρίζει τη σημερινή Τοπογραφία είναι η χρήση δορυφόρων για τον εντοπισμό θέσης πάνω στη Γη.  Μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο οι Η.Π.Α. (και παράλληλα οι Σοβιετικοί) δημιούργησαν συστήματα για τον έλεγχο της ναυσιπλοϊας για στρατιωτικούς σκοπούς. Το τελευταίο σύστημα, το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης (GPS), είναι ένα σύστημα που χρησιμοποιεί 24 τεχνητούς δορυφόρους που πετούν γύρω από τη Γη και βρίσκεται σε πλήρη επιχειρησιακή λειτουργία από το 1994.  Το σύστημα GPS,  πέρα από τη χρησιμοποίησή του για τον έλεγχο της κίνησης πλοίων, αεροπλάνων και οχημάτων, αποδείχτηκε ένα εξαιρετικό, εύχρηστο και υψηλής ακριβείας σύστημα μετρήσεων για τοπογραφικές και  γεωδαιτικές εφαρμογές που κυριολεκτικά θέτει την Τοπογραφία σε νέες βάσεις και αναθεωρεί ένα πλήθος μεθόδων μέτρησης και υπολογισμών. Με τη χρήση ενός μόνο δέκτη GPS είναι δυνατός ο εντοπισμός της θέσης οποιουδήποτε σημείου πάνω στη Γη με ακρίβεια λίγων μέτρων. Με τη συνδυασμένη χρήση δύο ή περισσότερων δεκτών όμως, είναι δυνατός ο προσδιορισμός αποστάσεων στο χώρο μεταξύ των δεκτών με ακρίβεια εκατοστού.  

                                  

   ΠΙΣΩ 


21ος αιώνας

Οι ορίζοντες που έχει ανοίξει η σύγχρονη τεχνολογία στο σχεδιασμό των τοπογραφικών συστημάτων μέτρησης και στη βελτίωση των μεθόδων επεξεργασίας και παρουσίασης των μετρήσεων είναι ευρύτατοι. Οι νέοι τύποι ηλεκτρονικών οργάνων παρουσιάζονται με ταχύτατους ρυθμούς και, σε συνδυασμό με τα σύγχρονα συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών, έχουν αυτοματοποιήσει την εργασία του Τοπογράφου Μηχανικού, εξασφαλίζοντας ταχύτητα, ακρίβεια και οικονομία. Ωστόσο, οι Αιγύπτιοι τεντωτές σχοινιών, οι Έλληνες μαθηματικοί και μηχανικοί, οι Κινέζοι τοπογράφοι, οι βηματιστές του Μεγάλου Αλεξάνδρου, οι Ρωμαίοι αγρομέτρες, οι μεγάλοι εξερευνητές, οι μεγάλοι φιλόσοφοι και μηχανικοί της Αναγέννησης, οι κατασκευαστές γωνιομετρικών οργάνων, όλοι εκείνοι που με την εργασία τους και με τις ανακαλύψεις τους τους τελευταίους αιώνες πρόσφεραν ο καθένας και μια μικρή ή μεγαλύτερη υπηρεσία για να κτισθεί το οικοδόμημα της σύγχρονης Γεωδαισίας και Τοπογραφίας, θα ήταν περήφανοι γνωρίζοντας ότι με λίγα μέσα πέτυχαν τόσα πολλά και άνοιξαν το δρόμο για τη σημερινή τεχνολογική άνθηση. 

           

   ΠΙΣΩ 


 

Υπολογιστικές διατάξεις και τοπογραφικοί υπολογισμοί

Πριν από πολλούς αιώνες, η ανάγκη εκτέλεσης περισσότερο πολύπλοκων υπολογισμών οδήγησε στην επινόηση του Άβακα (το γνωστό μας αριθμητήριο) στην Κίνα του 13ου αιώνα μ.Χ. Το 1614 ο John Napier πρώτος εξέδωσε βιβλίο  στο οποίο γινόταν περιγραφή και χρήση των λογαρίθμων. Η χρήση λογαριθμικών πινάκων μετέτρεπε τις πολύπλοκες πράξεις του πολλαπλασιασμού και της διαίρεσης σε απλούστερες προσθέσεις και αφαιρέσεις με αποτέλεσμα οι πίνακες του Napier  να χρησιμοποιούνται μέχρι τη δεκαετία του 1970 σε ολόκληρο τον κόσμο. Το 1650 κατασκευάσθηκε στην Αγγλία από τους Ε. Gunter και W. Oughtred ο πρώτος λογαριθμικός κανόνας που τελειοποιήθηκε  από τον Α. Mannheim στη Γαλλία το 1850 και βασισμένος στους λογαρίθμους του Napier επέτρεπε την εκτέλεση πράξεων ως μια αναλογική υπολογιστική συσκευή. Οι λογαριθμικοί κανόνες βρίσκονταν σε χρήση μέχρι το τέλος της δεκαετίας του 1960. 

      

Η πρώτη ολοκληρωμένη μηχανική υπολογιστική διάταξη κατασκευάσθηκε το 1642 από τον Β. Pascal, η πρώτη μαζική παραγωγή αριθμομηχανών έγινε το 1820 στη Γαλλία και από το 1870 περίπου μέχρι τη δεκαετία του 1960 άρχισαν από δεκάδες κατασκευαστές να κατασκευάζονται συστηματικά μηχανικές αριθμομηχανές με τροχίσκους με πρώτο κατασκευαστή και εφευρέτη τον Σουηδό W. Odhner. Από το 1900 και συστηματικά από το 1940 κατασκευάζονταν ηλεκτροκίνητες αριθμομηχανές με αποτέλεσμα τη βελτίωση της ταχύτητας πληκτρολόγησης και εκτέλεσης των πράξεων, ενώ από την αρχή της δεκαετίας του 1970 άρχισαν να κατασκευάζονται ηλεκτρονικές αριθμομηχανές με μικρό μέγεθος (τσέπης) και μεγάλες υπολογιστικές δυνατότητες (τριγωνομετρικοί αριθμοί, στατιστικοί υπολογισμοί κ.λπ.), ακόμη και με τη δυνατότητα να προγραμματίζονται με κατάλληλες γλώσσες προγραμματισμού. 

       

Οι ασχολούμενοι με τη Γεωδαισία και την Τοπογραφία χρησιμοποιούσαν πάντοτε όλες τις επιστημονικές και τεχνολογικές  επιτεύξεις της εποχής τους. Στη σημερινή εποχή οι τοπογραφικοί υπολογισμοί γίνονται με τη χρήση κατάλληλων προγραμμάτων σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές, αξιοποιώντας έτσι στο μέγιστο την τεχνολογία της εποχής. 

                  

   ΠΙΣΩ 


Όργανα σχεδίασης και τοπογραφικές σχεδιάσεις

Ο άνθρωπος από το απώτερο παρελθόν συνήθιζε να ζωγραφίζει και να σχεδιάζει γεωμετρικά σχήματα. Οι Αρχαίοι Αιγύπτιοι έκαναν σχέδια για τα κτίρια που κατασκεύαζαν πάνω σε πλάκες από άργιλο. Τα περισσότερα σχεδιαστικά όργανα που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα φαίνεται ότι σε κάποια μορφή τους υπήρχαν και στα αρχαία χρόνια.  Αρχιτεκτονική και σχεδίαση αναπτύχθηκαν παράλληλα. Οι Αρχαίοι Έλληνες και οι Ρωμαίοι χρησιμοποιούσαν σχεδιαστικά όργανα. Τα παλαιότερα όργανα σχεδίασης έχουν βρεθεί στην Πομπηϊα και θυμίζουν λιγο - πολύ τα σύγχρονα όργανα. Κατά το Μεσαίωνα οι οικοδόμοι και οι μαραγκοί χρησιμοποιούσαν διαστημόμετρα και διαβήτες. Σημαντική εξέλιξη παρατηρείται στο σχεδιασμό των σχεδιαστικών οργάνων κατά την Αναγέννηση. Τον 15ο αιώνα κατασκευάζονται βελτιωμένοι τύποι σχεδιαστικών οργάνων, ενώ η ανάπτυξη της μεταλλουργίας κατά τον 16ο και 17ο αιώνα οδήγησε στην κατασκευή ιδιαίτερα κομψών και λειτουργικών σχεδιαστικών οργάνων.  Τέτοια όργανα, περίτεχνα κατασκευασμένα από ορείχαλκο, ασήμι ή χρυσό, μέσα σε πολυτελείς θήκες έφεραν οι άρχοντες ως ένδειξη δύναμης. Παράλληλα λιγότερο πολύτιμα όργανα χρησιμοποιούσαν οι σχεδιαστές, οι μηχανικοί, οι αρχιτέκτονες, οι οπλουργοί, οι κατασκευαστές κοσμημάτων και οι ωρολογοποιοί. 

           

Τον 18ο αιώνα το Λονδίνο ήταν ξακουστό για την ποιότητα των σχεδιαστικών οργάνων που κατασκευάζονταν εκεί από έναν μεγάλο αριθμό τεχνητών. Στις αρχές του 19ου αιώνα κατασκευάζονται περισσότερο πολύπλοκα όργανα, όπως μηχανές προοπτικής, παντογράφοι, καμπυλόγραμμα κ.λπ. Στα επόμενα χρόνια η γοργή ανάπτυξη των τεχνικών επαγγελμάτων και των επιστημών των μηχανικών οδήγησε στην κατασκευή σχεδιαστικών οργάνων ακριβείας, μικρών σε μέγεθος και χωρίς μεγάλο βάρος. Η χρησιμοποίηση του ατμού στη βιομηχανία βοήθησε στη μαζική παραγωγή σχεδιαστικών εργαλείων, κάτι που επεκτάθηκε ακόμη περισσότερο με τη χρησιμοποίηση του ηλεκτρισμού από τις αρχές του 20ού αιώνα. Κατασκευάζονται κασετίνες ξύλινες ή δερμάτινες, όπου μέσα υπήρχαν διαβήτες, διαστημόμετρα, γραμμοσύρτες μελάνης κ.λπ. Το υλικό κατασκευής ήταν στην αρχή ο ορείχαλκος, για να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια το ανοξείδωτο ατσάλι και το πλαστικό.  Κατασκευάζονται οι ραπιντογράφοι για τη σχεδίαση με μελάνι. 

             

Τα τοπογραφικά σχέδια και οι χάρτες παράγονταν με τα μέσα σχεδίασης που προσέφερε κάθε εποχή. Την τελευταία δεκαετία ιδιαίτερα εξελιγμένα προγράμματα και ηλεκτρονικοί υπολογιστές έχουν καταστεί το απαραίτητο εργαλείο των μηχανικών και χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά για τη σχεδίαση τοπογραφικών διαγραμμάτων.

   ΠΙΣΩ 


Φωτογραφίες από την Έκθεση

 Στην έκθεση γινόταν μια περιήγηση μέσα στην Ιστορία με σκοπό την καταγραφή των οργάνων μέτρησης που χρησιμοποιήθηκαν από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα για την εκτέλεση τοπογραφικών μετρήσεων για τον προσδιορισμό του ακριβούς σχήματος της γήινης σφαίρας, τη μέτρηση και διανομή της γης και τη σύνταξη χαρτών. 

Στην έκθεση μπορούσε κανείς να δει αναπαραστάσεις των απλών τοπογραφικών οργάνων που χρησιμοποιούσαν οι Αρχαίοι Έλληνες και οι Ρωμαίοι: τον αστέρα για τη χάραξη ορθών γωνιών,  σχοινιά για τη μέτρηση μηκών και τον χωροβάτη για τον προσδιορισμό υψομετρικών διαφορών. Υπήρχε ακόμη και αναπαράσταση της Διόπτρας, του πρώτου γωνιομετρικού οργάνου (πρόδρομο των σημερινών θεοδολίχων) που περιγράφει ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς.    

 

Στη συνέχεια ο επισκέπτης μπορούσε να δει μια μεγάλη συλλογή από πυξίδες, γωνιομετρικά όργανα, θεοδολίχους και χωροβάτες που χρονολογούνταν από τον 14ο μέχρι τα μέσα του 20ού αιώνα. 

                                                               

Ένα μεγάλο τμήμα της έκθεσης αφιερωνόταν στα ηλεκτρονικά όργανα μέτρησης αποστάσεων που άρχισαν να κατασκευάζονται συστηματικά από το 1950 και έδειχνε τις τελευταίες εξελίξεις της τεχνολογίας που είναι οι γεωδαιτικοί σταθμοί και οι δορυφορικοί δέκτες του συστήματος GPS.  

      

Ένα άλλο τμήμα της έκθεσης περιελάμβανε σχεδιαστικά όργανα, διαβήτες, διαστημόμετρα κ.ά. που χρονολογούνταν από τον 15ο αιώνα, ενώ υπήρχαν και δείγματα λογαριθμικών κανόνων, υπολογιστικών μηχανών και μικροϋπολογιστών από τον 17ο αιώνα μέχρι τη σημερινή εποχή.   

        

Την έκθεση συμπλήρωναν φωτογραφίες από χαρακτηριστικά τοπογραφικά όργανα, αντίγραφα παλαιών διαφημιστικών αφισών και επεξηγηματικά κείμενα για τα εκθέματα. 

  Κατάλογος εκθεμάτων   

 

Εκθέματα προσέφεραν οι παρακάτω φορείς και ιδιώτες:

Εργαστήριο Γεωδαισίας, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ.

Τεχνικό  Πανεπιστήμιο του Μονάχου

Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών Α.Π.Θ.

Τμήμα Αρχιτεκτόνων Α.Π.Θ.

Τοπογραφική Υπηρεσία Y. Γ. (Διεύθυνση Θεσσαλονίκης)

Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης

Δήμος Θεσσαλονίκης

Αγγελίδης Άγγελος

 

Ανδρέας Καϊσης (ενθυμήματα Β. Χατζηβασιλείου)

Αθανάσιος Κουτρουβέλης

Δημήτριος  Μαυροκουκουλάκης

Κωνσταντίνος Μέλφος

Παρασκευάς Σαββαϊδης

Κωνσταντίνος Τοκμακίδης

Σταύρος Τομπάς

Στράτος Χατζόπουλος

 

   ΠΙΣΩ 


      ΑΡΧΗ                         ΑΡΧΗ ΣΕΛΙΔΑΣ