...

Jeodezi, genel anlamda yerkürenin şeklini tespit ve yeryüzünü ölçme işlemlerini konu edinen bir bilim dalıdır. Haritacılık ve topografyanın da ilkelerini içerir. Bölgelere göre değişen yerçekimi ve ayrıca dünyanın dönüşü, kutupların durumu, gel-git gibi zamana bağlı olarak farklılık gösteren olaylar jeodezinin inceleme konularıdır.

1880 yılında Friedrich Robert Helmert ( 1843- 1917)'in bugün de geçerli olan tanımına göre; dünyânın şekli ve ölçüleri ile ilgilenen ilim. Modern jeodezi; kullanma maksadına göre geometrik, fiziksel, astronomik ve uydu jeodezisi olarak kollara ayrılmıştır. İlk üç kol klâsik jeodezi olarak sınıflandırılır. Uydu jeodezisi ise ilk uydunun 1957 senesinde uzaya fırlatılması ile başlamış oldu.

Jeodezi; etüt, haritacılık, jeoloji, astronomi ve teorik fizik konularından kaynaklanmış ve bunların gelişmesine katkılarda bulunmuştur.

Jeodezi Tanımı

Münih şehir alanının küçük bir bölgesi referans yüzeyi olarak yatay bir düzlem üzerine izdüşürülebilir. Eğer caddeler, binalar ya da işaretli arazi noktaları gibi önemli objeler ölçülür ve bu objelerin X,Y,Z uzay dik koordinatları hesaplanıp referans yüzeyi üzerine dik açılı projeksiyonu yapılırsa gerçeğinin düzlem şekli olan harita elde edilir. X, Y koordinatları objenin konumunu, Z koordinatı da objenin yüksekliğini tanımlar. Projeksiyonda arazi yükseklikleri alışılmış tarzda eş yükseklik eğrileri ile gösterilir. Örneğin; Federal Almanya Cumhuriyeti gibi daha büyük bir sahanın haritası yapılmak istenirse, yer eğriliği etkisi nedeniyle yatay düzlem yerine eğrisel bir referans düzlemi gerekir. Küre yüzeyi bunun için uygun değildir. Çünkü, yerin deniz yüzeyi ile aynı düzeye getirildiği düşünüldüğünde kutuplarda kutuplarda bir basıklık, ekvatorda ise bir şişkinlik görülecektir. Bu yerin şeklinin küre olmadığını aksine a ve b gibi iki yarı ekseniyle belirlenen bir dönel elipsoid olduğunu göstermektedir.

Jeodezinin çalışma tarzını kesinlikle etkileyen bir problemde yerin şekliyle olan ilişkisidir. Konum için referans yüzeyi olarak elipsoid uygun olmasına karşın, yükseklikler görülmesi; yükseklikler yatay ve düşey kavramlarına bağlıdır; bu nedenle yerin gravite alanı ile bağlantılı bir referans yüzeyi gereklidir. Bununla ilgili olarak şöyle düşünebiliriz: Deniz yüzeyinin, bir dağ gölünün rüzgarsız bir gündeki gibi hiçbir şeyden etkilenmediği düzgün bir hali düşünülürse, yüzeyin her noktası çekül doğrultusuna, başka bir deyişle kütlesel çekim kuvveti ve yer dönmesinin oluşturduğu merkezkaç kuvvetinin bileşkesi olarak tanımlanan yerçekimi (provite) kuvvetine diktir. Jeoid olarak adlandırılan, kıtaların altından geçtiği düşünülen ideal bu deniz yüzeyi yüksekliklerin hesabı için özel bir referans yüzeyi olarak alınır. Yeryüzündeki bir noktanın yüksekliği jeoid ve yeryüzü noktası arasındaki çekül doğrultusu boyunca olan uzunluktur.

Her iki referans yüzeyi elipsoid ve jeoidden elipsoid; yerin şeklini iyi bir yaklaşımla göstermesine rağmen, jeoid için provitenin dikkate alınması gerekmektedir. Yeryüzünün ölçümü ve şeklinin belirlenmesi çözüm yolu şöyledir. İlk önce yer ölçmesi ile yer elipsoidi ve jeoidi belirlenir, sonra da uygulamalı jeodeziyle yeryüzündeki detay ölçme ve hesaplarının kartoğrafik değerlendirilmesi sonucunda harita elde edilir.

Jeodezi Tarihi

Dünyânın, küre şeklinde olduğunu söyleyen ilk düşünür mîlattân önce beşinci asırda yaşamış Parmenides’li Elea isimli bir Eski Yunanlıdır. Pisagoras ve Plato da dünyânın yuvarlak olduğunu iddiâ etmişlerdir. Aristo ise yuvarlak olduğu hakkında deliller göstermeye çalışmıştır. Ay tutulmasında arzın ay üzerindeki gölgesinin şekli, arzın çeşitli yerlerinde farklı yıldızların görülmesi arzın düz değil yuvarlak olduğuna delil olarak gösterilmiştir.

Özel âletlerle jeodezi ilmine en çok katkıda bulunanlar ortaçağda İslâm âlimleridir. El-Bîrûnî jeodezi ilminin kurucusu olarak bilinir. Müslümanlar şehirlerin enlem ve boylamlarını, dağların yüksekliğini, dünyânın çapını matematiksel olarak bulmaya çalıştılar. Dokuzuncu ve on ikinci yüzyıllar arasında 36° kuzey enleminde boylam derecesini, yâni 36° kuzey enlemindeki iki boylam arasındaki mesafeyi 8759 metre olarak ölçtüler. El Birûnî jeodezi ve matematiksel coğrafya üzerine on beş cilt kitap yazmıştır. Bilhassa enlem ve boylam çalışmalarında İbn-i Yûnus âdeta El-Bîrûnî’nin tamamlayıcısıdır. Suriye’de Mûsâ bin Şâkir’in oğullarıAhmed, Mehmed kardeşler Sincar Sahrasında dünyânın çapını bulmak maksadı ile enlem boyunu ölçtüler. Aynı tür çalışmaları astronom El-Bettânî ve El-Fergânî de yaptılar.

Jeodezi konusunda yine de El-Bîrûnî en sağlıklı çalışmaları yapmıştır. Hindistan’da yapmış olduğu ölçümlerden dünyâ çevresini 40.000 km olarak hesaplamıştır. Dünyânın Elipsoit değil de Geoit şeklinde olduğunu da bulmuş olsaydı; hesap, bugünkü hesaplanan değere çok yakın olacaktı. El-Bîrûnî’nin dağların yüksekliklerini hesaplamaktaki çalışmaları da küçümsenemeyecek ölçüdedir.

Müslümanların dünyâ ile ilgili çalışmaları ve buluşlarından sonra Kristof Columbus 1492 senesinde çıktığı seyahatini dünyânın yuvarlak olduğunu ispat etmekten çok, yeni ülkeler bulmak için yapmıştı. Dünyânın şekli ile ilgili olarak başta bilim adamlarından İsaac Newton 1687’de dünyânın dönüşü sebebiyle ekvator kısmının merkezkaç(santrifüj) kuvvet etkisi ile şişkin bir hâl aldığı ve kutupların basıldığını ileri sürmüştür. Bunu 1740’ta İskoçyalı bilim adamı Colin Maclaurin ispat etti. Dünyâ çapı hesabında rönesans devrinde Fransız astronomu Jean Fernel 128 km hatâ yaparak neticeye yaklaşmıştır. Doğru değer 12.762 kilometredir. 1671’de Fransız Jean Picard ilk hassas ölçümü yaparak doğru değeri buldu. Ölçümlerdeki metod El-Bîrûnî’nin tatbik ettiği iki boylam arasında kalan enlem parçasını ölçmekti. Bir grup bilim adamı Peru’ya, bir kısmı da Lopland’e giderek on sene süren ölçümler sonunda 1737’de Lopland’daki boylamın Peru’da dünyanın tam yuvarlak olmayıp ekvatordan şişkin elipsoit olduğunu anladılar.

Modern Jeodezi Çalışmaları

Dünyânın şekli ve büyüklüğünün tâyini jeodezi ilmi açısından geometri konusuna girer. Geometri yanında yer çekiminin de rolü büyüktür. Dünyâ tam bir küre olarak kabul edilirse, yarıçapı 6.371.023 m civârında ortaya çıkar. Eğer daha gerçekçi olarak dönel elipsoit olarak kabul edilirse, iki asal ekseni mevcuttur. Büyük eksende yarıçap 6.378.160 m, küçük eksende yarıçap 6.356.774 m’dir. Bu değerler milletlerarası jeodezi birliğinin 1967’de yayınladığı değerlerdir.

Dünyânın şeklini târif eden en güzel geometrik şekil geoiddir. Geoid, dünyâ yerçekimi sahası dengeli potansiyel düzeyinin okyanus yüzeyi ile çakıştığı en uygun şekle denir. (Dengeli potansiyel yüzeyi, yerçekim kuvvetleri ile dünyânın dönüş kuvvetinin birbirine eşit olduğu noktalardır.) Karaların bulunduğu kıtalarda dünyâ kütlesi okyanuslardakine nazaran daha fazla olduğu için yerçekim sahası kıtalarda büyüktür. Elipsoidden farklı olarak karaların bulunduğu kısımlarda şekil şişkindir. İdeal bir elipsoid ile geoid arasında okyanuslarda ± 1 m; karalarda ortalama ± 100 m fark vardır.

Geometrik Jeodezi

Geometrik jeodezi, jeodezi ile ilgili problemlerin doğrudan doğruya geometrik usullerle çözümüdür. Hesaplamaları yapmadan önce özel âletlerle ölçü yapılır. Yatay ve dikey açılar, çok hassas bir şekilde teodolit ile ölçülür. Mesâfe, elektronik mesafe ölçen cihazlarla ölçülür. Yatay mesafeler, üçgenleme metodu ile ölçülerek üçgenin diğer kenarları hesapla bulunur.

Fiziksel Jeodezi

Fiziksel jeodezi, dünyânın çekim kuvvetini esas alarak yeryüzünün elipsoit yapısının muhtelif noktalarındaki düzlük ve yüksekliklerinin ölçülerek bulunması metodlarıyla ilgilidir. Mutlak çekim kuvvetlerinin ölçülmesi çok zordur. Dünyânın belirli noktalarında bu ölçümler yapılabilir. Kaide olarak ölçümler sarkaçlar ile veya serbest düşme deneyleri ile yapılır.

İkinci Dünyâ Savaşı sıralarında yerçekimi kuvvetini ölçebilen statik gravimetre cihazı geliştirilmiştir. Bu cihaz hem pratik, hem de hassas ölçüm yapacak özelliktedir. Böylece çok noktada alınan ölçülerle dünya geoid yapısının ideal elipsoid yapısından farkı kolaylıkla bulunabilmektedir.

Astronomik Jeodezi

Astronomik jeodezi, gerçek yön jeodezisidir. Yâni, dünyânın herhangi bir noktasının dik doğrultusunu ekvator ve Greenwich’den geçen sıfır boylam düzlemine göre konumu esas alınır. Bu yön, o noktanın astronomik enlem ve boylamı olarak ifade edilir.

Astronomik ve jeodezik koordinatlar arasındaki fark dikey sapması olarak târif edilir ki, bu jeodezik koordinatlardaki elipsoidin o noktadaki eğimlerini verir. Bu eğimlerden geoit haritaları sayısal ve grafik olarak çizilir. Şu ana kadar dünyânın Kuzey Amerika, Avrupa veHindistan bölgelerini içine alan geoit haritaları çizilmiştir.

Uydu Jeodezisi

Uydu aracılığıyla yapılan jeodezik çalışmalar çok yeni olmakla beraber en sıhhatli neticeleri vermektedir.

Uydu dünyâ etrafında dünyâ üzerindeki noktalara göre hareketsizmiş gibi kalması için sekiz km saniye hızla döner. İncelemeler geometrik ve yerçekimi kuvvetleri ile uydu ve mahallî (lokal) istasyonlar arasında yapılır.

Uydular mesâfeleri ya fotoğraflarla veya laser ışınlarıyla tesbit ederler. Uzaydan çekilen fotoğraflarda kırılma etkisi az olur. Yerçekim kuvvetleri uydu aracılığı ile daha hassas tesbit edilebilir. Dünyânın geoit yapısının elipsoidinden farkları 10 m, hata ile haritalanabilecek şekilde uydu ile ölçülebilmektedir.


Türkiye'de Jeodezik çalışmalar konusunda detaylı bilgiye, Modern Türk Haritacılığına tıklayarak ulabilirsiniz.