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Geodätisch

Geodätisch

Geodäsie (griechisch γη = Erde, δαιζω = ich teile). Nach der klassischen Definition von F.R. Helmert ist die Geodäsie die "Wissenschaft von der Ausmessung und Abbildung der Erdoberfläche". Dies umfasst die Bestimmung der geometrischen Figur der Erde, ihres Schwerefeldes und der Orientierung der Erde im Weltraum (Erdrotation). Die Geodäsie zerfällt in die höhere Geodäsie (Erdmessung und Landesvermessung) und die niedere Geodäsie (Katastervermessung) (s.u.). In der wissenschaftlichen Systematik stellt die Geodäsie einerseits das Bindeglied zwischen Astronomie und Geophysik dar, andrerseits sind viele ihrer Verfahren den Ingenieurwissenschaften zuzuordnen. Im englischen Sprachraum wird dem durch eine Unterscheidung zwischen Geodesy und Surveying Rechnung getragen. In der Mathematik verwendet man den Begriff "geodätisch" für lokal kürzeste Verbindungen zwischen Punkten auf gekrümmten Flächen, siehe Geodäte.

Kurze Geschichte der Geodäsie

Ihren Ursprung hat die Geodäsie in der Notwendigkeit, Land aufzuteilen, Eigentumsgrenzen zu definieren und Landesgrenzen zu dokumentieren. Die Geschichte der Geodäsie reicht bis in das alte Ägypten zurück. Bemerkenswert war die Gradmessung des 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 auf etwa 10 Prozent nahekam. Er schätzte den Erdumfang um 240 v. Chr. aus dem um 7,2° unterschiedlichen Sonnenstand. Wichtige Marksteine der frühen Geodäsie waren die Entwicklung von Messinstrumenten im Arabien des 11. Jahrhunderts und in Nürnberg, sowie die Erfindung der Winkelfunktionen (Indien, Peuerbach), des Messtisches und der Triangulation (Snellius um 1615). Ab etwa 1700 verbesserten sich die Landkarten durch exakte Rechenmethoden und die beginnende großräumige 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 et al. schrittweise die Ausgleichsrechnung, die auch präzisen Bezugssystemen und der Vermessung des Weltraums zugute kam. Für die Geodäsie des 19. und 20. Jahrhunderts waren die wichtigsten Stationen:
- die Einführung des Meters, des Greenwicher Nullmeridians und ab 1950 eines globalen Zeitsystems mit Funktechnik und Quarzuhren
- die Geoid- und Schweremessung und Querverbindungen zur Geophysik
- Erhöhung der Messgenauigkeit auf etwa das Hundertfache (dm => mm pro km), wozu Weiterentwicklungen von Theodolit und Winkelmessung, die beginnende Distanzmessung und zuletzt die EDV beitrugen
- Ab 1960 der zunehmende Einsatz von Erdsatelliten mit der Möglichkeit interkontinentaler Messungen: die GPS-Systeme
- Radioastronomie (VLBI) als Basis hochpräziser Referenzsysteme ITRF, ETRS für globale Geodäsie und für die Geodynamik der Erdkruste.

Grundlagen und Teilgebiete

Die Geodäsie liefert mit ihren Vermessungsergebnissen (z.B. aus Kataster- und Landesvermessung, Ingenieurgeodäsie, Photogrammetrie und Fernerkundung) die Grundlagen für zahlreiche andere Fachgebiete und Tätigkeiten:
- im Bereich der Geo- und Naturwissenschaften z.B. für die Astronomie, Physik und Ozeanografie, für Geoinformatik und Kataster, für Landkarten (neben topografischenn auch thematische Karten) der Geologie, Geophysik und Kartografie, sowie für verschiedenste Dokumentationen, etwa der Archäologie.
- in der Technik vor allem für Bauwesen und Architektur, für verschiedene Ziviltechniker, den Ingenieurbau, die Funk- und Geotechnik und diesbezügliche Datenbanken oder Informationssysteme. Die so genannte Höhere Geodäsie (Mathematische Geodäsie, Erdmessung und Physikalische Geodäsie) beschäftigt sich unter anderem mit der mathematischen Erdfigur, präzisen Referenzssystemen und der Bestimmung von Geoid und Erdschwerefeld. Zur Geoidbestimmung werden verschiedene Messverfahren verwendet: Gravimetrie, geometrische und dynamische Methoden der Satellitengeodäsie und die Astrogeodäsie. Die Kenntnis der Schwere ist nötig, um ein genaues Höhensystem zu etablieren - z.B. bezüglich Normalnull der Nordsee (NN, Amsterdamer Pegel) oder der Adria. Das wichtigste Höhensystem in Deutschland ist das Haupthöhennetz DHHN.
Das Geoid (bzw. sein Gradient, die Lotabweichung) dient auch zur Definition und Reduktion lokaler Messungen und Koordinaten auf der Erdoberfläche. Zur Triangulierung und für längere Verbindungslinien nähert man den Meeresspiegel durch ein Referenzellipsoid an und berechnet sie mittels "geodätischer Linien, die auch in der Mathematik (Differentialgeometrie), der Navigation und beim Aufspannen leichter Gewölbe Anwendung finden. Das Geoid und Schwerefeld sind ferner für die Angewandte Geophysik und zur Berechnung von Satellitenbahnen wichtig. Ebenfalls der Höheren Geodäsie ist jener Bereich der Landesvermessung zuzuordnen, bei dem es um regionale Vermessungen und ihre Bezugssysteme geht. Diese Aufgaben wurden früher terrestrisch gelöst, nun aber zunehmend mit dem GPS und anderen Satellitenmethoden.
Eine interessante Anwendung von Geodäsie ist auch die Geodätische Kuppel, bei der man die Kugeloberfläche in Dreiecke unterteilt, um dadurch effiziente und stabile architekturale Kuppeln zu bauen. Die so genannte Niedere oder Allgemeine Geodäsie widmet sich vor allem der Aufnahme von Lageplänen und digitaler Modelle für technische Projekte. Dazu gehören auch Bauplanung und Dokumentation, die Aufnahme des Geländes, die Katastervermessung und Bereiche des Facility Management. Wenn sich im Laufe der Zeit die Eigentumsverhältnisse der Grundstücke verkompliziert haben (durch Teilung beim Kauf und Verkauf oder Vererbung), dann wird eine sog. Bodenordnung notwendig. Ihr wichtigstes Instrument ist die Flurbereinigung, in Österreich Melioration genannt. Mit Ingenieurvermessung bezeichnet man die technische, nicht amtliche Vermessung (z.B. Gebäudeabsteckungen, Ingenieurnivellements, Einrichtung von Großmaschinen etc.) Bei der Erfüllung geodätischer Aufgaben im Untertage- und auch Übertage-Bergbau spricht man von Markscheidewesen oder Bergvermessung. Zu den Spezialgebieten der Geodäsie zählen auch die Seevermessung und hydrografische Profile von Flüssen, die ozeanografische Altimetrie mit Satelliten sowie Kooperationen im Bereich der Navigation.

Bedeutende Geodäten

- George Biddell Airy, London
- al-Ma'mun, Bagdad
- Johann Jacob Baeyer, Berlin
- Karl Maximilian von Bauernfeind, München
- Friedrich Wilhelm Bessel, Königsberg
- Roger Joseph Boscovich, Rom/Berlin/Paris
- Pierre Bouguer, Frankreich/Peru
- Heinrich Bruns, Berlin
- Alexander Ross Clarke, London
- Lorand Eötvos, Ungarn
- Eratosthenes, Alexandria
- George Everest, Großbritannien, Indien
- Carl Friedrich Gauß, Braunschweig/Göttingen
- Friedrich Robert Helmert, Potsdam
- Hipparchos, Nikaia
- Idrisi, Arabien/Sizilien
- Pierre-Simon Laplace, Paris
- Adrien Marie Legendre, Paris
- Henri Poincaré, Paris
- J. H. Pratt, London
- Ptolemäus u. Posidonius, Alexandria
- Heinrich Christian Schumacher
- Johann Georg von Soldner, München
- George Gabriel Stokes, England

Bedeutende Geodäten nach etwa 1900

- Kurt Arnold, Potsdam
- C. F. Baeschlin, Zürich
- W. Bowie, USA
- Kurt Bretterbauer, Wien
- Junyong Chen, Wuhan China
- Yongling Chen, Wuhan China
- Eduard Dolezal, Wien
- Wilhelm Embacher, Innsbruck
- Richard Finsterwalder, München/Hannover
- Irene Fischer, USA
- Erik Grafarend, Stuttgart
- Erwin Groten, Dtl.
- John Fillmore Hayford, USA
- Weikko A. Heiskanen, Finnland
- Siegfried Heitz, Bonn
- Friedrich Hopfner, Wien
- L. Hradilek, Tschechosl.
- W. K. Hristow, Bulgarien
- Sir Harold Jeffreys, London
- W. Jordan, Dtl.
- Karl Jung, Dtl.
- Heribert Kahmen, Hannover/Wien
- William Kaula, USA
- Max Kneissl, München
- Karl-Rudolf Koch, Bonn
- Yoshihide Kozai, Boston
- Th. N. Krassowski, Russland
- Karl Ledersteger, Wien
- A. Marussi, Florenz
- M. S. Molodenski, Russland
- Helmut Moritz, Graz
- Theodor Niethammer, Schweiz
- Wolfgang Pillewizer, Dresden/Wien
- Karl Ramsayer, Stuttgart
- Christoph Reigber, Potsdam
- Karl Rinner, Dtl. und Graz
- Reiner Rummel, München
- Hellmut Schmid, Schweiz
- Rudolf Sigl, München
- L. Tanni, Helsinki
- Wolfgang Torge, Hannover
- F. A. Vening Meinesz, NL
- Helmut Wolf, Bonn
- Patrick Schönstedt, Pinneberg
- David Holler, Scheifling

Geodäten in der Literatur

- K. (Das Schloß (Romanfragment) von Franz Kafka)
- Hauke Haien (Der Schimmelreiter von Theodor Storm)
- Der Landvermesser (Bunte Steine - Kalkstein von Adalbert Stifter
- Old Shatterhand (Winnetou 1. Teil von Karl May)
- Vermessungsrat a.D. Stürenburg (in Stürenburg-Geschichten von Arno Schmidt)

Geodätische Referenzsysteme

- DHDN (Deutsches Hauptdreiecksnetz)
- DHHN (Deutsches Haupthöhennetz)
- DHSN (Deutsches Hauptschwerenetz)
- MGI Österr.Netz Erster Ordnung (siehe auch Hermannskogel)
- Schweregrundnetz von Österreich, Schweiz u. a.
- WGS84 (World Geodetic System) Ellipsoid (1984 definiert)
- ETRS'89 (European Terrestial Reference System 1989)
- ITRS (International Terrestrial Reference System)

Mess- und Rechenmethoden der Geodäsie

- Richtungs- und Winkelmessung
- Distanzmessung (EDM), Doppler- und Inertialnavigation
- Höhenmessung (trigonometrisch, barometr., Altimetrie)
- Photogrammetrie (terrestrisch, Aero-F.) und Satelliten-Fernerkundung
- Gravimetrie (Schweremessung) und Gradiometrie
- satellitengeodätische Messungen und Modelle.

Messverfahren im Detail (alphabetisch)

- Absteckung
- Astronomische Ortsbestimmung
- GNSS (Global Navigation Satellite System): Differential GPS (DGPS)
- Fernerkundung
- Freie Standpunktwahl oder Freie Stationierung
- relative und absolute Gravimetrie
- Gradiometrie
- Laserscanning
- Netzmessung
- Nivellement
- Polarpunktaufnahme
- Polygonierung (Polygonzug)
- Profilaufnahme
- Pseudoranging zu Satelliten
- Rückwärtsschnitt, Vorwärtsschnitt, Bogenschnitt
- SLR (Satellite Laser Ranging)
- SST (Satellite to Satellite Tracking)
- Spiegeln, Staffeln
- Triangulation, Trilateration
- VLBI (Very Long Baseline Interferometrie)

Rechenverfahren und Rechenhilfsmittel der Geodäsie

- Geodätisches Rechnen an PC und programmierbaren Taschenrechnern
- geodätische Software, Vermessungs-Software
- Helmert-Transformation und räumliche Methoden der Koordinaten-Transformation (z.B. 7-Parameter-Transformation bei GPS-Netzen)
- Rechenmodelle für Messgeräte-Kalibrierung, Eichung und Metrologie
- Ausgleichungsrechnung und statistische Prüfmethoden
- Mathematische Geodäsie und kartografische Projektionen
- Koordinaten-Datenbanken, digitale Terrainmodelle (DTM), digitale Verschneidungs-Programme
- digitaler Kataster und Grundbuch, Facility Management
- Geoinformationssysteme (GIS) und LIS und andere raumbezogene Datenbanken wie z.B. der Leitungskataster
- IGS, International GPS Service) für genaue Satellitenbahnen und DGPS
- SAPOS und andere Regionaldienste für Satellitenpositionierung.

Wichtige Messinstrumente

- Theodolit
- Tachymeter
- Nivellier
- Gravimeter
- GNSS-Empfänger (GPS und GLONASS, Galileo-Empfänger)
- Laserscanner
- Messkammer (Photogrammetrie)

Spezial- und Hilfsgeräte der Geodäsie

- Basislatte
- Bussolentachymeter
- Distanzer, EDM-Aufsatz
- Doppelpentagonprisma oder Doppelwinkelprisma
- Fluchtstab oder Fluchtstange
- Kombinationsempfänger für GPS und ähnliche Verfahren (GLONASS, Galileo)
- Kreiselkompass
- LaserDisto
- Lasertracker
- Lattenrichter
- optisches Lot
- Meridianrichtungskreisel
- Messband oder Maßband
- Messlatte
- Nivelliergerät
- Prisma bzw. Reflektor
- Schlagschnur
- Schlauchwaage
- Senkblei (Senkel, Schnurlot, mechanisches Lot)
- Sextant
- Stativ (Holz, Metall)
- Tachymeter (analog und digital)
- Vermarkungsmaterial
- historische Geräte der Antike:
- Groma
- Chorobates
- Dioptra
- historische Geräte der Neuzeit:
- Messtisch
- Kippregel

Ergebnisse Geodätischer Arbeiten

- Festpunktfelder für Lage, Höhe und Schwere
- Lage- und Höhenkoordinaten von Objektpunkten und Vermessungspunkten
- Dimensionen und Ausrichtung von Objekten
- Deformationen von Objekten (siehe Geodynamik und Geotechnik)
- Karten und Pläne
- unmaßstäbliche Darstellungen, z.B. Perspektive Ansichten
- Orthofotos
- Daten für Geo-Informationssysteme
- Digitale Geländemodelle
- Visualisierung technischer Objekte.

Organisationen für die Amtliche Vermessung

- Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (Deutschland)
- Landesvermessungsämter (Deutschland)
- Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen BEV Wien (für Österreich)
- Bundesamt für Landestopografie (swisstopo)
- Öffentlich bestellte Vermessungsingenieure (Deutschland außer Bayern)

Literatur

- Astronomische und Physikalische Geodäsie. Band 5 "Handbuch der Vermessungskunde", Karl Ledersteger, Verlag J.B.Metzler, Stuttgart 1969
- Geodäsie / Geodesy, Wolfgang Torge, DeGruyter, Berlin 1975 u.~1990
- Vermessungskunde und Grundlagen der Statistik für das Bauwesen, Bertold Witte u. Hubert Schmidt, ISBN 3-87907-418-6, Wichmann 5.Aufl., Heidelberg 1989/2004
- Lehrbuch Vermessung-Grundwissen, Bettina Schütze, Andreas Engler, Harald Weber, ISBN 3-936203-00-8
- Auswertung geodätischer Überwachungsmessungen, Walther Welsch, Otto Heunecke u. Heiner Kuhlmann. In Handbuch Ingenieurgeodäsie (Hsg. M.Möser, G.Müller, H.Schlemmer & H.Werner, ISBN 3-87907-295-7, Wichmann Heidelberg 2000
- Das Porträt der Erde, Geschichte der Kartografie. Vitalis Pantenburg, Stuttgart 1970.

Weblinks

- [http://www.geoinf.de Das Studium der Geodäsie in Deutschland]
- [http://www.dgfi.badw.de/ Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DGFI) in München]
- [http://www.katasteramt.de www.katasteramt.de]
- [http://www.tu-dresden.de/fghgipg/Forschung/Forschung-frame.html Planetare Geodäsie an der TU Dresden]
- [http://www.pimath.de/geo/verzeichnis.html Die Gestalt der Erde (Geschichte, Ellipsoid-Formeln, Geoid) usw.]
- [http://www.lverma-forum.nrw.de/viewforum.php?f=9 WBVK e.V. - Forum des Vereins zur Förderung der Weiterbildung im Vermessungswesen und der Kartographie]
- [http://www.adv-online.de/ Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV)]
- [http://www.ipi.uni-hannover.de/html/lehre/lehrveranstaltungen/vermbau/ Übersicht der Messverfahren, Uni Hannover]
- [http://www.vermessungsseiten.de Messverfahren und -Instrumente, Jobelmann-Schule]
- http://www.gih.uni-hannover.de/gihwww/geschichte/professoren/daten/

> Forschungsbiografien der Hannv.Geodäsie-Professoren] Hochschule Neubrandenburg (Studiengänge Vermessungswesen und Geoinformatik): http://www.hs-nb.de/vermessung/home.html[http://www.beispiel.de Link-Text]

Geodätische Institute im deutschsprachigen Raum:

- Aachen: [http://www.gia.rwth-aachen.de/ Das Geodätische Institut der] RWTH Aachen
- Berlin: [http://www.igg.tu-berlin.de/ Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik der] TU Berlin
- Bonn: [http://www.gib.uni-bonn.de/ Geodätisches Institut der] Universität Bonn
- Braunschweig: [http://www.tu-bs.de/institute/geodae Institut für Geodäsie und Photogrammetrie der] TU Braunschweig
- Darmstadt: [http://www.tu-darmstadt.de/fb/bi/geod/index.htm Geodätisches Institut der] TU Darmstadt
- Dresden: [http://wwwgi.geo.tu-dresden.de/ Geodätischen Institut der] TU Dresden
- Graz: [http://www.cis.tugraz.at/ivm/index.htm Institut für Ingenieurgeodäsie und Messsysteme der] Technische Universität Graz
- Hannover: [http://www.gih.uni-hannover.de/ Geodätisches Institut der] Universität Hannover
- Karlsruhe: [http://www.gik.uni-karlsruhe.de/ Geodätisches Institut der] Universität Karlsruhe (TH)
- München: [http://www.geo.bv.tum.de/ Lehrstuhl Geodäsie der] TU München
- München: [http://www.bauv.unibw-muenchen.de/institute/inst9/ Geodätisches Institut der UniBw]
- Stuttgart: [http://www.uni-stuttgart.de/gi/index.de.html Geodätisches Institut der] Universität Stuttgart
- Stuttgart: [http://www.uni-stuttgart.de/iagb Institut für Anwendungen der Geodäsie im Bauwesen der] Universität Stuttgart
- Wien: [http://info.tuwien.ac.at/geodaesie/ Institut für Geodäsie und Geophysik der] TU Wien
- Zürich: [http://www.igp.ethz.ch/ Geodetic Metrology and Engineering Geodesy] an der ETH Zürich Labor für Instrumentenkunde und Kalibrierung der Hochschule Neubrandenburg: http://www.hs-nb.de/vermessung/slabore/IK/index.html[http://www.beispiel.de Link-Text]

Institute für Markscheidewesen (Geodäsie im Bergbau) im deutschsprachigen Raum:

- Freiberg: [http://www1.tu-freiberg.de/~wwwmage/index.html Institut für Markscheidewesen und Geodäsie] an der Technische Universität Bergakademie Freiberg
- Clausthal-Zellerfeld: [http://www.igmc.tu-clausthal.de/ Institut für Geotechnik und Markscheidewesen] an der Technischen Universität Clausthal
- Aachen: [http://www.ifm.rwth-aachen.de/cms/front_content.php Institut für Markscheidewesen,Bergschadenkunde und Geophysik im Bergbau] an der RWTH Aachen
- Leoben: [http://www.unileoben.ac.at/institute/markkd.htm Institut für Markscheide- und Bergschadenkunde] an der Montanuniversität Leoben ! Kategorie:Geowissenschaft ja:測地学

Friedrich Robert Helmert

]]Friedrich Robert Helmert (
- 31. Juli 1843 in Freiberg (Sachsen); † 15. Juni 1917 in Potsdam) war ein deutscher Geodät und Mathematiker. Helmert gilt als Begründer der mathematischen und physikalischen Theorien der modernen Geodäsie. Die bekannteste Leistung ist die Helmert-Transformation. Er war Präsident des Zentralbüros der Internationalen Erdmessung, ordentliches Mitglied der Berliner Akademie der Wissenschaften und Professor an der RWTH Aachen und der Humboldt-Universität Berlin.

Weblinks

-
- [http://www.w-volk.de/museum/memori02.htm Denkmal für Friedrich Robert Helmert] Helmert, Friedrich Robert Helmert, Friedrich Robert Helmert, Friedrich Robert Helmert, Friedrich Robert Helmert, Friedrich Helmert, Friedrich

Erdschwerefeld

Das Erdschwerefeld (auch Schwerefeld der Erde) wird verursacht durch: # die gravitative Anziehung der Erdmasse, # die aus der Erdrotation resultierende Fliehkraft, # Unregelmäßigkeiten im Aufbau der Erde, # kleinere Effekte wie die Gezeiten (Anziehung durch Mond und Sonne). Das Schwerefeld außerhalb der Erde ist der Kugelfom angenähert, da der 1. Effekt die anderen bei weitem überwiegt. Die Abweichungen liegen nur im Promille-Bereich und beeinflussen erdnahe Satellitenbahnen auf einige Kilometer bzw. Zehntelgrad pro Stunde. Hingegen ist auf der Erdoberfläche die Anziehung am Pol um ca. 1/200 größer als am Äquator – aufgrund der Abplattung der Erde und der am Pol wegfallenden Fliehkraft. Die Erde gibt diesen Kräften großteils nach und hat die Form eines Ellipsoids, dessen Abplattung 1/298 (oder 21 km auf 6370 km Erdradius) beträgt. Wäre sie ansonsten gleichmäßig (geschichtet) aufgebaut, wäre dies auch die exakte Form des Meeresspiegels – des Geoids. Doch weist das Schwerefeld globale, regionale und lokale Unregelmäßigkeiten auf, da die Masse sowohl in der Erdkruste (Gebirge, Kontinentalplatten) als auch tiefer (in Erdmantel und Kern) nicht gleichmäßig verteilt ist. Diese zusätzlichen Abweichungen wirken sich in der Schwerkraft bis zu 0,01% aus, in der Lotrichtung bis 0,01° und im Geoid bis 100 Meter. Das Erdschwerefeld hat seinen höchsten Wert an der Erdoberfläche. Im Inneren der Erde nimmt das Schwerefeld mit dem Abstand vom Erdmittelpunkt annähernd linear ab. Am Erdmittelpunkt selbst ist das Schwerefeld Null, es herrscht Schwerelosigkeit. Könnte man einen Tunnel durch die Erde hindurch bohren und Reibungsverluste ausschalten, würde ein in diesen Schacht hineinfallender Gegenstand im freien Fall in rund 42 Minuten bis zum anderen Ende hindurchfallen.

Siehe auch

Schwerebeschleunigung, Gravitation, Erdellipsoid, Lotabweichung, Geopotenzial, Bahnstörung

Literatur

- Christoph Reigber, Peter Schwintzer: Das Schwerefeld der Erde. Physik in unserer Zeit 34(5), S. 206 - 212 (2003), ISSN 0031-9252

Weblinks

- [http://www.gfz-potsdam.de/pb1/pg3/index_S13d.html GeoForschungsZentrum-Potsdam "Gravitationsfeld und Erdmodelle"] Kategorie:Geodäsie Kategorie:Geophysik Kategorie:Erde

Erdmessung

Die Erdmessung ist ein Teilgebiet der Geodäsie. Sie umfasst alle jene Messungen, Berechnungs- und Darstellungsarten, die zur genauen Bestimmung der Erdfigur und des Erdschwerefeldes notwendig sind.
Im englischen Sprachraum entspricht der Erdmessung (weitgehend mit „Höherer Geodäsie“ ident) die Bezeichnung Geodesy - im Gegensatz zur Land- und Ingenieurvermessung, die Surveying heißt.

Die Erdmessung und ihre Methoden

Bis etwa 1960 beruhte die Erdmessung fast ausschließlich auf terrestrischen Messungen auf und zwischen Punkten der Erdoberfläche (Vermessungspunkte, Pegel, Nivellement-, Gravimetrie- und Lotabweichungs-Punkte); die wichtigsten dieser Methoden sind unten angeführt. Mit dem Start der ersten künstlichen Erdsatelliten änderte sich die geodätische Arbeitsweise. Schon die Bahnstörungen, die während der wenigen Betriebstage des Explorer 1 (1958) festgestellt wurden, steigerten die Genauigkeit zweier Größen des Schwerefeldes um das 10-fache. Der Nachfolger Vanguard I bot dank seines erstmals verwendeten Solarzellen-Betriebs eine mehrjährige Betriebszeit, während der die Messungen noch deutlich verfeinert werden konnten.

„Klassische“ Methoden der Erdmessung

# Triangulation # Basismessung, Elektronische Distanzmessung und #
- ab 1950/70 auch Trilateration mit Licht- und Mikrowellen # Azimut- und Zeitmessung # Astronomische „Ortsbestimmung“ (Breiten- und Längenbestimmung, und #
- Gradmessung (obiges genau in Nord-Süd oder Ost-West-Richtung) # Nivellement # trigonometrische Höhenmessung # Altimetrie und Niveaumessung mit Schlauchwaagen # Sonnenfinsternisse und Parallaxen zum Mond # Gravimetrie (Messung der Schwerkraft) und #
- Gradiometrie (ab ca. 1920 mit der Drehwaage) Ab etwa 1960 und verstärkt ab 1985 machte sich die Erdmessung weitere Methoden dienstbar, vor allem solche der Satellitengeodäsie.

Methoden der Erdmessung ab etwa 1970

# Satelliten-Triangulation mit Satellitenkameras und anderen Sensoren # Trilateration zu Satelliten - insbesondere zu Laserreflektoren auf Satelliten wie GEOS, LAGEOS, Starlette, sowie zum Mond # Doppler-Messungen von Radiosignalen (NNSS, Transit usw.) # Radio-Interferometrie zu Satelliten und VLBI zu Quasaren # Pseudoranging zu GPS und Glonass-Satelliten # Satellite-to-Satellite Tracking (SST, z.B. GRACE-Sonden) # Gradiometrie in Satellitenbahnen (in Entwicklung) # Moderne Rechenverfahren wie Kollokation, FFT usw.

Teilgebiete der Erdmessung

Die Theorie der Erdmessung wird meistens drei Gebieten zugeordnet:
- Astronomische Geodäsie: Inertial- bzw- Bezugssystem globaler und lokaler Koordinaten, Bestimmung des mittleren Erdellipsoids, Modellierung der Lotabweichung usw.
- Mathematische Geodäsie: Definition verschiedener Koordinatensysteme und Abbildungen (oft etwas unscharf „Projektionen“ genannt), Differentialgeometrie, Berechnungsverfahren auf dem Ellipsoid und auf Flächen höherer Ordnung usw.
- Physikalische Geodäsie: Modellierung des Schwerefeldes der Erde, Geoidbestimmung, Schwerereduktionen und -Anomalien, Übergang zur Geophysik und zur Geodynamik, sowie zur
- Satellitengeodäsie und teilweise zur Navigation.

Geschichte der Erdmessung

Griechische Antike und Araber

Gemeinhin wird der alexandrinische Gelehrte Eratosthenes als „Ahnherr“ der Erdmessung angesehen, doch hatte er vermutlich einige Vorfahren aus Ionien oder gar Babylonien. Bei Eratoshenes' Methode (verschiedene Zenitdistanz der Sonne in Alexandria und Syene) wird jedoch oft ein Zirkelschluss begangen: das von ihm verwendete Längenmaß, das sogenannte Stadion, war damals keineswegs einheitlich definiert, sondern konnte Längen zwischen etwa 150 und 210 Metern haben. Wird also aus E. Ergebnis des Erdumfangs (250.000 Stadien) dessen Länge berechnet, darf der nächste Autor daraus nicht mehr die Genauigkeit seiner Methode ableiten (sie dürfte bei 8-15 Prozent gelegen sein). Aus der Antike stammen auch einige „Weltkarten“, die natürlich nur die „Alte Welt“ umfassen konnten. Ihre Darstellungen sind - mit heutigen Augen betrachtet - stark verzerrt (etwa 20 bis 40 %), was auf das weitgehende Fehlen astrogeodätischer Messungen zurückzuführen ist. Der Großteil der zugrundeliegenden Daten dürfte aus der küstennahen Seefahrt stammen. Technisch höherstehende Vermessungen wurden einige Jahrhunderte später von den Arabern entwickelt, von denen wir auch die wichtigsten schriftlichen Zeugnisse aus der griechischen Naturphilosophie überliefert bekamen. Die Seekarten dieser Zeit (sog. Portolane) und Seehandbücher sind entlang vielbefahrener Küsten äußerst genau, und haben auch generell kaum Fehler über 10%. Dies scheint zu bedeuten, dass die Größe der Erde schon auf etwa 20 Prozent bekannt war; ihre Kugelgestalt hatte schon Aristoteles (um 300 v. Chr.) auf dreifache Weise bewiesen.

Erdmessung bei den Hochkulturen Amerikas

Erdmessung im Europa der Neuzeit

Siehe auch: Struve-Bogen

Wichtigste Ergebnisse der Erdmessung seit 1900

Größe und Form der Erdfigur

Als „mathematische Erdfigur“ wird in der Mathematik und Geodäsie seit Carl Friedrich Gauß jene abezeichnet, die im Mittel der Jahreszeiten und Jahre dem Meeresspiegel entspricht. Für diese Niveaufläche mit konstantem Potenzial - gemeint ist die potentielle Energie im Erdschwerefeld - wurde um 1870 der Name Geoid geprägt.

Bessel-Ellipsoid

Bereits vor den französischen Gradmessungen Ende des 18. Jahrhunderts zur Definition des Meters war nicht nur der Erdradius auf besser als 1 % bekannt, sondern auch die Tatsache der Erdabplattung. Um 1900 wurden den meisten Landesvermessungen die von Friedrich Wilhelm Bessel bestimmten Erddimensionen zugrunde gelegt, das oft bis heute verwendete „Bessel-Ellipsoid“: :Äquatorradius a = 6377 397,155 m :Abplattung f = 1 : 299,1528 Die Länge der zweiten Halbachse

b

ergibt sich aus

b= a\cdot (1-f)

zu 6356 078,962 m. Es ist zwar gegenüber den heute weltweit angenommenen Werten (s.u.) um fast 800 Meter „zu klein“, was aber auf keine Fehler bei Messung oder Berechnung zurückzuführen ist, sondern auf die stärkere Erdkrümmung des Kontinentblocks Eurasien (das Besselellipsoid ist deshalb für terrestrische Vermessungssysteme besser als ein Weltellipsoid). Der bekannte deutsche Geodät Friedrich Robert Helmert wies um 1900 darauf hin, dass das globale Erdellipsoid um 7-800 Meter größer sein müsse und eine Abplattung von etwa 1 : 298 bis 298,5 habe.

Schwerkrafteinflüsse

Um 1910 versuchten amerikanische Geodäten, die Einflüsse der Schwerkraft und insbesondere der Isostasie genauer zu modellieren. Aus den Arbeiten von Hayford resultierten jene Werte, die 1924 von der „internationalen Erdmessung“ als Standardellipsoid empfohlen wurden: :a = 6378 388 m, f = 1 : 297,0

Satellitengeodäsie

Nach ersten verlässlichen Ergebnissen der Satellitengeodäsie wurde 1967 von der IUGG-Generalversammlung in Luzern das „internationale Ellipsoid 1967“ beschlossen, welches v.a. auf geometrischen Messungen beruhte. Die Abplattung war durch die Analyse von Satellitenbahnen jedoch schon auf 5 Stellen (20 cm) abgesichert: :a = 6378 160 m, f = 1 : 298,25 Doch traten mit den ersten genauen dynamischen Methoden derDopplersatelliten Diskrepanzen von 20-40 Metern zutage (6378 120 - 140 m), teilweise auch mit der gleichzeitig beschlossenen Schwereformel. Obwohl bald darauf die erste Welttriangulation mit dem 4000 km hohen Ballonsatellit Pageos die Werte von :a = 6378 130 m, f = 1 : 298,37 (H. H. Schmid, ETH Zürich) ergab, entschloss man sich, mit weiteren Festlegungen des Bezugssystems noch etwa 10 Jahre zu warten.

GRS 80

Im Jahr 1981 definierte die IAG General Assembly (in Abstimmung mit der IAU) das „Geodätische Bezugssystem 1980“ (GRS 80) mit etwa 10 die Erde charakterisierenden Parametern, von denen jene des Erdellipsoids sind: :a = 6378 137,0 m, f = 1 : 298,2572, b = 6356 752.314 m (Genauigkeit ±1m bzw. 0,001). Dieses derzeit (noch) verbindliche Erdellipsoid wurde samt seinen geophysikalischen Parametern als WGS84 in die GPS-Datenbasis übernommen. Der „genaue“ Wert der Äquatorachse a wäre nur noch um wenige Dezimeter zu ändern - was freilich angesichts der Geoidundulationen von ± 50 Meter entlang des Äquators keine praktischen Auswirkungen mehr hat.

Schwerefeld und Aufbau der Erde

Geodynamik und Plattentektonik

Siehe auch

Vermessungswesen, Astrogeodäsie, Ingenieurgeodäsie, Geowissenschaften, Naturwissenschaften, Geometrie, Angewandte Geophysik, Struve-Bogen, Erdmessung in der Antike mit dem Gnomon;

Weblinks zu Instituten für Erdmessung

- [http://www.ife.uni-hannover.de/forschung/forschung-start.html Forschung am Institut für Erdmessung, Univ.Hannover]
- [http://ifen1.bauv.unibw-muenchen.de/tmp/institute/research.htm Inst. für Ermessung und Navigation, UBW München]
- [http://www.hg.tuwien.ac.at/ Satelliten-,Astrogeodäsie/ VLBI/ System Erde, TU Wien]
- [http://www.ggl.baug.ethz.ch/research/ Forschung Erdmessung/ Geodynamik, ETH Zürich]

Sonstige Weblinks

[http://www.martin-wagenschein.de/K-Kohl/Eratosth.htm Webseite zu den Methoden von Eratosthenes]
- [http://www.bek.badw.de/ Bayerische Kommission für die Internationale Erdmessung]
- [http://www.gfz-potsdam.de/pb1/pg3/index_S13d.html Erdmodelle und Schwerefeld, GFZ Potsdam]
- [http://www.austrianmap.at/bevportal/index1.asp Geo-Basisdaten - Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen Wien] Kategorie:Geodäsie

Katastervermessung

Unter Katastervermessung versteht man alle Vermessungs- und Berechnungsverfahren, die zur Anlegung und Aktualisierung des Grundstücks-Katasters erforderlich sind. Im Regelfall ist hierbei nur die 2D-Lage der Situation von Belang (Koordinaten x, y), während die Höhe im Kataster nicht dargestellt wird. Die wichtigsten Methoden zur Einmessung von Grenzpunkten, Punkten an Gebäuden, Kulturgrenzen etc. sind:
- Polarmethode (Richtung und Distanz), gemessen von einem Vermessungspunkt aus mit einer Kombination aus Theodolit und Elektro-optischem Entfernungsmesser (Totalstation)
- Sperrmaße (Spannmaße) zwischen Einzelpunkten (mit Maßband oder kleinem EDM-Gerät) als Kontrolle der eigentlichen Aufmessung.
- Schnittmethoden (Rückwärts- und Vorwärtsschnitt)
- Freie Stationierung (Bestimmung der genauen Position des Instrumentenstandpunktes (Stativ) durch mehrfache Messung zu bekannten „identen Punkten“. Anschließend werden die Neupunkte von dem nun bekannten Standpunkt nach der Polarmethode aufgenommen
- Punktbestimmung durch GPS-Messung
- Punktbestimmung durch die Orthogonal-Methode (Aufnahme der Punkte durch Bestimmung der rechtwinkligen Abstände auf eine Messungslinie) oder das Einbindeverfahren (Bsp. Hausseite wird in die Grenze verlängert und der Schnitt wird angemessen). Diese Methoden verlieren durch den Einsatz elektronischer Messverfahren immer mehr an Bedeutung. Früher zählte auch die
- Orthogonal-Methode durch Alignement und Spiegelung dazu, die heute nur mehr in Sonderfällen angewandt wird, und die Staffelung mit Messlatten. Von der Antike bis zur frühen Neuzeit waren jedoch Messketten das wichtigste Mittel zur Distanzmessung und auch zur Punktbestimmung.

Siehe auch

- Grenzkataster, Katastermappe, Katasterplan, Grundbuch, Grundsteuer, Grundstücksverzeichnis
- Geländepunkt, Grenzstein, Netz (Geodäsie) Kategorie:Geodäsie

Astronomie

] Die Astronomie (griechisch αστρονομία - wörtlich die Gesetzmäßigkeit der Sterne, aus άστρο, ástro - der Stern und νόμος, nómos - das Gesetz) ist die Wissenschaft von den Gestirnen. Sie untersucht mit naturwissenschaftlichen Mitteln die Eigenschaften der Objekte im Weltall, also neben Planeten und Sternen einschließlich der Sonne, Sternhaufen, der interstellaren Materie, Galaxien, Galaxienhaufen und der im Weltall auftretende Strahlung. Darüber hinaus strebt sie nach einem Verständnis des Universums als Ganzes; seiner Entstehung und seinem Aufbau.

Geschichte der Astronomie

Entstehung] Siehe auch den Hauptartikel Geschichte der Astronomie. Die Astronomie gilt als eine der ältesten Wissenschaften. Die Anfänge der Geschichte der Astronomie liegen wahrscheinlich in der kultischen Verehrung der Himmelskörper. In einem jahrtausendelangen Prozess trennten sich zunächst Astronomie und Naturreligion, später Astronomie und Astrologie. Wesentliche Meilensteine für unser Wissen über das Weltall waren die Erfindung des Fernrohrs vor etwa 400 Jahren, das die kopernikanische Wende vollendete, sowie später im 19. Jahrhundert die Einführung der Fotografie und Spektroskopie. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts hat die Astronomie mit der unbemannten und bemannten Raumfahrt die Möglichkeit die Erdatmosphäre zu überwinden und ohne ihre Einschränkungen zu beobachten, also in allen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums. Dazu kommt erstmals die Möglichkeit, die untersuchten Objekte direkt zu besuchen und dort andere als nur rein beobachtende Messungen durchführen. Parallel dazu werden immer größere Teleskope für bodengebundene Beobachtungen gebaut.

Fachgebiete der Astronomie

Teleskop] Die astronomische Wissenschaft unterteilt sich im Allgemeinen nach den untersuchten Objekten, sowie danach, ob die Forschung theoretischer oder beobachterischer Natur ist. Wichtige Fachgebiete sind die Physik der Sterne und der Sonne, das Sonnensystem und andere Planetensysteme, das interstellare Medium, die Milchstraße und ihr Zentrum, der Aufbau anderer Galaxien und ihrer aktiven Kerne, das Verständnis der Gammablitze als die energiereichsten Vorgänge im Universum, relativistische Astrophysik (z.B. Schwarze Löcher) und die Kosmologie. Zunehmend weniger wird die Astronomie nach benutzten Wellenlängenbereichen eingeteilt, also Radioastronomie, Infrarotastronomie, Visuelle Astronomie, Ultraviolettastronomie, Röntgenastronomie, und Gammaastronomie, da im Idealfall Informationen aus allen diesen Quellen auch vom einzelnen Forscher herangezogen werden. Mit der Astronomie sehr eng verbunden ist die Physik, beide Fachgebiete haben sich vielfach befruchtet. Das Universum erweist sich in vielen Fällen als Laboratorium der Physik, viele Theorien der Physik können nur am Himmel getestet werden. In den letzten Jahrzehnten ist auch die Zusammenarbeit der Astronomie mit der modernen Geologie und der Geophysik immer wichtiger geworden, da sich diese Wissenschaften in gewissen Bereichen, etwa der Planetologie, mit denselben Objekten befassen. Insbesondere gilt dies für unser eigenes Sonnensystem, für dessen Erforschung Geologie und Geophysik heute einen unverzichtbaren Beitrag leisten. Die Astrobiologie untersucht die Entstehung und Existenz von Leben außerhalb der Erde.

Astronomie und andere Wissenschaften

Astrobiologie] Neben den engeren Methoden der klassischen Astronomie, die sich mit den Mitteln der Astrometrie und der Himmelsmechanik mit dem Aufbau des Weltalls beschäftigt, und der Astrophysik, die die Physik des Weltalls und der Objekte darin erforscht, gibt es zunehmend fächerübergreifende Forschung. Die Astronomie überschneidet sich mit den Wissenschaften der Chemie, Geologie, Geophysik, Mineralogie, Geodäsie, Biologie, und Mathematik. Zahlreiche Bauten und Funde aus vor- und frühgeschichtlicher Zeit werden in astronomischen Zusammenhang interpretiert. Da sich die Astronomie außerdem mit den Fragen nach der Entstehung, der Entwicklung und dem Ende des Universums beschäftigt, gibt es darüberhinaus Schnittpunkte zu Religionswissenschaft und Philosophie.

Referenzen

Siehe auch

Amateurastronomie - Liste bekannter Astronomen - Sternwarte Einen thematischen Zugang zu den Artikeln bietet das Portal:Astronomie und die Astronomiekategorien, außerdem gibt es einen alphabetischen Index der Astronomieartikel.

Literatur

- Joachim Herrmann: dtv-Atlas Astronomie. Dtv, März 2005, ISBN 3423032677
- Astronomie. Basiswissen Schule (Duden), m. CD-ROM, 2001. 271 S. ISBN 3-411-71491-3
- Der neue Kosmos, Albrecht Unsöld, Bodo Baschek, ISBN 3-540-42177-7, Standardlehrbuch für das Studium
- Meyers Handbuch Weltall, Wegweiser durch die Welt der Astronomie, 7. überarb. Aufl., 1994, ISBN 3-411-07757-3

Periodika

- Sterne und Weltraum [http://www.suw-online.de/], Monatszeitschrift für Astronomie
- Interstellarum [http://www.interstellarum.de/], 2-Monatszeitschrift für praktische Astronomie
- Astronomie Heute [http://www.astronomieheute.de/], Populäres Magazin für Astronomie und Raumfahrt (10 Ausgaben/Jahr, deutsche Ausgabe von Sky & Telescope)
- Astronomische Nachrichten [http://www.aip.de/AN/], englischsprachiges Fachjournal

Videos

- Real Video Streams aus der Fernsehsendung Alpha Centauri, siehe auch das [http://www.br-online.de/alpha/centauri/archiv.shtml Archiv der Sendung]
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=980927.rm Warum betreiben wir Astronomie?]
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=020106.rm Quo vadis Astronomie?]

Weblinks

- http://www.mpia-hd.mpg.de/suw/suw/SuW/BR-alpha/Elsaesser/Warum_Astronomie-1.html: Warum betreiben wir Astronomie?
- http://www.dsa-faq.de/: Häufig gestellte Fragen in der Deutschen Astronomie-Newsgroup
- http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ NASA: Astronomy Picture of the Day / täglich ein neues astronomisches Bild mit fundierter Erläuterung Für aktuelle Himmelsinformationen, Hinweise zur eigenen Beobachtung und Seiten astronomischer Amateurvereinigungen siehe auch die Links unter Amateurastronomie. ! ja:天文学 ko:천문학 ms:Astronomi simple:Astronomy th:ดาราศาสตร์

Ingenieurwissenschaft

Als Ingenieurwissenschaften werden diejenigen Wissenschaften bezeichnet, die sich mit der technischen Entwicklung und Konstruktion von (meist industriell einsetz- oder fertigbaren) Produkten beschäftigen und dabei naturwissenschaftliche Erkenntnisse praktisch anwenden. Die klassischen Ingenieurwissenschaften sind das Bauingenieurwesen (einschl. Vermessungswesen), der Maschinenbau und die Elektrotechnik. Hinzugezählt werden auch die jüngeren Studiengänge Sicherheitstechnik, Haus- und Gebäudetechnik, das Chemieingenieurwesen sowie die Feinwerktechnik. Es existieren in unterschiedlichen Bereichen Überschneidungen zwischen diesen Disziplinen, so dass die Übergänge fließend sind. Strittig ist, inwieweit das Wirtschaftsingenieurwesen als Kombinations- und Randfach zur Betriebswirtschaftslehre in technischen Umfeldern und die Informatik Ingenieurwissenschaften seien.

Selbstverständnis

Die Ingenieurwissenschaften verstehen sich als angewandte Wissenschaften. Es wird auch Grundlagenforschung betrieben, aber das Hauptaugenmerk liegt auf der praktischen Umsetzung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse bei der Realisierung technischer Produkte. Die Ingenieurwissenschaften erheben nicht den Anspruch, eine exakte Wissenschaft im eigentlichen Sinne zu sein: Zu viele der Grundlagen, die bei der praktischen Anwendung von Naturwissenschaften auftreten, sind in ihrer Kombination zu komplex, um exakt berechnet werden zu können. Daher versuchen die Ingenieurwissenschaften, praktikable Verfahren zu finden, um die technischen Vorgänge sicher zu beherrschen. In der Regel geschieht dies dadurch, dass mathematische, zu komplexe Aufgaben durch Annahmen vereinfacht werden, wobei sichergestellt wird, dass man bei den Annahmen "auf der sicheren Seite" bleibt. Zudem bemüht man sich, durch zusätzliche Sicherheitsfaktoren bei den Berechnungen Unwägbarkeiten vorzubeugen. Grundlegend gewandelt hat sich die Ingenieurwissenschaft durch die Einführung der Computer. Während vorher mit Versuchen die konstruktiven Annahmen überprüft werden mussten bzw. Daten für die Konstruktion lieferten (etwa die Festigkeit eines Stahlträgers), so können heute immer mehr Versuche durch numerische Simulationen am Computer ersetzt werden.

Ausbildung und Fächerkanon

Ingenieurwissenschaften werden in Deutschland an Universitäten, Technischen Hochschulen und Fachhochschulen (früher: Ingenieurschulen) sowie Berufsakademien gelehrt. Die Studiengänge schließen mit einem Bachelor, Diplom (FH), Master, Diplom, Diplom (BA) in Österreich z.T. auch mit einem Magister, ab. An den bis in die frühen 1970er Jahren üblichen Ingenieurschulen (heute in Deutschland durch Fachhochschulen, in Österreich durch Höhere Technische Lehranstalten (sog. HTLs) ersetzt) gab es den Ing. Grad., den graduierten Ingenieur als Abschluss. Die Studienabschlüsse der Universitäten und Fachhochschulen sind akademische Grade, die der Berufsakademien nicht. Im Jahre 2005 wurde die Studie "Indikatoren zur Ausbildung im Hochschulbereich veröffentlicht". Derzufolge gefährdet der Mangel an jungen Ingenieuren sogar den Technologiestandort Deutschland. Im Vergleich der OECD-Länder weise Deutschland in den letzten Jahren zwar einen starken Zuwachs in der Anfängerquote bei den Ingenieurwissenschaften auf, sie bleibe jedoch immer noch weit hinter dem Niveau anderer Länder zurück. Die Fächergruppe Mathematik/Naturwissenschaften verzeichnete einen Zuwachs von mehr als 1000 Absolventen, ebenso stieg die Anzahl der Informatiker. Physiker und Chemiker liegen jedoch auf stark niedrigem Niveau, was die Anzahl der Absolventen betrifft. Als besonders problematisch wird die Situation in den Ingenieurwissenschaften beschrieben. Nur noch 18,1 Prozent der Hochschulabsolventen verfügen über einen ingenieurwissenschaftlichen Studienabschluß. Die Zahl der Absolventen betrug im Jahre 2003 rund 33.000. Die Berufschancen für Ingenieurwissenschaftler werden als "sehr günstig" eingestuft. Ein Jahr nach dem Studienabschluß stehen der Expertise "Bericht zur technologischen Leistungsfähigkeit Deutschlands 2005" zufolge mehr als 90 Prozent der Ingenieure und Informatiker in einem regulären Erwerbsverhältnis. Es wird demnach ausdrücklich empfohlen, bei jungen Menschen das Interesse für die Aufnahme eines Studiums in den für die technologische Leistungsfähigkeit Deutschlands wichtigen Bereichen zu wecken und insbesondere Frauen für die technischen Berufe zu mobilisieren. Die naturwissenschaftlichen Grundlagenfächer, auf denen die Ingenieurwissenschaften aufbauen, sind insbesondere die Mathematik und die Physik, aber auch die Chemie (z.B. im Werkstoff- und Baustoffbereich) oder die Geologie (im Bereich des Bauingenieurwesens). Auf diesen naturwissenschaftlichen Grundlagen bauen die ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfächer auf. Hier wären insbesondere die Mechanik (mit den Teilbereichen der Statik und Dynamik) zu nennen, die angewandte Thermodynamik und die Elektrotechnik. Zu diesen Grundlagenfächern gesellen sich methodenorientierte Grundlagenfächer wie beispielsweise die Konstruktionslehre, sowie ergänzende Grundlagen aus der Betriebswirtschaft und Informatik. Auf diesen Grundlagen setzen die eigentlichen Ingenieurwissenschaften auf, die im folgenden dargestellt werden. In den Grenzbereichen zwischen den Arbeitsgebieten etablieren sich häufig eigenständige Fächer (zum Beispiel die Mechatronik). #Bauingenieurwesen ##Grundlagenfächer Mechanik, Hydromechanik, Festigkeitslehre, Baustoffkunde ##Fachrichtungen: Hochbau, Tiefbau, Wasserbau, Wasserwirtschaft, Verkehrswesen #Maschinenbau ##Grundlagenfächer: Mathematik, Physik, Technische Mechanik und Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Thermodynamik, Strömungslehre, Konstruktionslehre, Regelungstechnik (einschl. Steuerungstechnik), Messtechnik, elektronische Datenverarbeitung ##Kernfächer: Maschinenelemente, Maschinendynamik, Fluidenergiemaschinen, Wärmekraftmaschinen (speziell Strömungsmaschinen und Kolbenmaschinen), Verfahrenstechnik und Apparatebau, Fluidantriebe ##Fachrichtungen / spezielle Kernfächer der Fachrichtungen: ###Anlagenbau, Umwelttechnik ###Energietechnik, Klimatechnik ###Fertigungstechnik ###Fördertechnik ###Kraftfahrzeugtechnik ###Luft- und Raumfahrttechnik ###Schweißtechnik #Elektrotechnik ##Grundlagenfächer: Mathematik, Physik, Chemie, Bauelemente, Schaltungstheorie, Theorie der Felder und Wellen, Konstruktionslehre, Informatik ##Fachrichtungen: ###Elektronik ####Analogtechnik ####Digitaltechnik ####Elektronische Bauelemente ####Leistungselektronik ###Energietechnik ####Hochspannungstechnik ####Leistungselektronik ####Energieerzeugung ####Antriebstechnik ###Nachrichtentechnik ####Technische Informatik ####Computertechnik ####Signaltheorie und -verarbeitung ####Informationstheorie ####Kryptologie ###Hochfrequenztechnik ####Funktechnik ####Radio- und Fernsehtechnik ####Telematik ###Automatisierungstechnik ####Steuerungs- und Regelungstechnik ####Kybernetik ####Sensorik ####Umwelt- und Messtechnik ####Netzleittechnik ####Robotik #Chemieingenieurwesen / Bioingenieurwesen / Verfahrenstechnik ##Grundlagenfächer: Mathematik, Chemie, Physik, Physikalische Chemie, Technische Mechanik und Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Thermodynamik, Strömungslehre, Konstruktionslehre, Regelungstechnik, Meßtechnik gelegentlich auch Biochemie, Mikrobiologie und Genetik / Gentechnik ##Kernfächer: ###Apparatetechnik / Anlagentechnik / Anlagenbau ###Bioverfahrenstechnik ###Mechanische Verfahrenstechnik ###Reaktionstechnik ###Strömungsmechanik ###(Technische) Thermodynamik ###Trennverfahren ###Umwelttechnik ##Spezialisierungsrichtungen: ###Anlagensteuerungstechnik ###Bioingenieurwesen ###Chemieapparatebau ###Hochdruckverfahrenstechnik ###Kältetechnik ###Katalysatorenentwicklung ###Lebensmitteltechnik / Lebensmittelverfahrenstechnik ###Partikeltechnik ###Fördertechnik ###Sicherheitstechnik ###Technische Chemie ###Verbrennungstechnik ###Wassertechnologie #Sonder- und Grenzbereiche: ##Feinwerktechnik interdisziplinäres Fachgebiet (Maschinenbau, Elektronik, Technische Optik u.a.) ## physikalische Technik interdisziplinäres Fachgebiet (Maschinenbau, Elektrotechnik, Vakuumtechnik,Optik, Akustik, u.a.) ##Geodäsie, Vermessungswesen (Überschneidung mit Geowissenschaften) ##Bergbau und Metallurgie ##Zur Informatik: Ingenieursbezogene Informatik (CAD, Wirtschaftsinformatik, Medieninformatik, etc.) ##Zur Medizin: Medizintechnik ##Mechatronik ##Systemtechnik ##Zur Architektur: Stadtplanung, Raumplanung, Verkehr, Straßenbau ##Agrar- und Gartenbauwissenschaften ##Militärtechnik

Literatur

- W. Beitz, K.-H. Küttner (Hrsg.): Dubbel. Taschenbuch für den Maschinenbau. 21. Auflage. Springer, Berlin u.A. 2005, ISBN 3-540-22142-5
- Horst Czichos, Manfred Hennecke (Hrsg.): Hütte. Das Ingenieurwissen. 32. Auflage. Springer, Berlin u.A. 2004, ISBN 3-540-20325-7

Weblinks

- [http://www.vdi.de Verein Deutscher Ingenieure (VDI)]
- [http://www.think-ing.de www.THINK-ING.de: Die Informationsplattform für Ingenieurberufe] ! Kategorie:Techniktheorie ja:工学 ko:공학 ms:Kejuruteraan simple:Engineering th:วิศวกรรมศาสตร์