Hannes Matthys FNT

1LM 1C2

“ De evolutie van de landmeetkundige meetinstrumenten en hun methodes”

Inleiding

Landmeters krijgen al eeuwenlang de opdracht om gronden op te meten, om er daarna schetsen van te tekenen en ze ten slotte in kaart te

1

brengen. Er zijn sommige mensen die weten hoe landmeters dit dezen tijde doen, maar weten zij hoe dit vroeger werd gedaan? Hoe is het begonnen en welke evolutie maakten deze instrumenten door?

V.C.-13 de eeuw

Vroeger hadden ze nog helemaal geen gedacht over het bestaan van landmeters, idem voor hun instrumenten. Toen er echt nog geen besef was van theorieën over het opmeten van landen, werd er in het algemeen rekening gehouden met de stand van de zon. Dit zowel bij de Egytenaren, Romeinen, Grieken, Joden en zelf bij de Babyloniërs. Stilaan ondervonden ze dat dit niet echt nauwkeurig was, dus gingen ze op zoek naar verbeterde technieken. (bron video)

Wanneer de vorst, bij de Egyptenaren zijn zinnen zette op het bouwen van een nieuwe tempel, gebruikte hij het principe van het strekken van de snoer(bron4). Een vertegenwoordiger van de koning ging in het vlak staan waar ze plaats voorzien hadden om de tempel neer te zetten. Zijn positie in het vlak werd bepaald door de poolster en door een opgehangen schietlood. Door middel van deze twee objecten, plaatste hij twee palen in de grond die ervoor zorgden dat het vlak werd afgebakend. Hierna kwamen de harpedonaptai (snoertrekkers) (bron internet 1). Zij gingen een touw spannen langs de twee geplaatste palen in de grond. Hiermee werd de Noord-Zuidrichting bepaalt. Deze opdracht leverde een oriëntatiepunt op. De tempel kon dus gebouwd worden. Zoals je ziet werden deze zogezegde landmeters niet voor niets draadspanners genoemd. (bron 5)

Dit is waarschijnlijk het ontstaan van landmeters en hun technieken. Er wordt beweert dat er materialen en instrumenten gezien zijn op muurschilderingen, die gebruikt worden door mensen, uit de eerste dynastie (3150 v.Chr. en 2853 v.Chr). Dit moest telkens opnieuw gedaan worden. De nijl zorgde ervoor dat de grenzen verdwenen en het dus telkens opnieuw moest opgemeten worden. Dit zijn echter veronderstellingen, die nooit bewezen zijn. (bron 4) De bewerkingen die gedaan werden met het schietlood stammen af van 3000 V.C., dit is

2

vastgesteld door Egyptoloog Thomas Eric Peet. Verder dan een meetsnoer en een schietlood bestond evenwel niet.

Ook bij de Joden hadden ze een eigen manier van landmeten. Zij gebruikten een gnomon of zonnewijzer voor het oriënteren van vlaktes. Bij

de Babyloniërs zijn er zelf documenten overgebleven die verwijzen naar een tafel uit leem, waarop een duidelijke afbeelding staat van een plattegrond waarop deze instrumenten gebruikt werden. (3000-2000 V.C) De Grieken stelden een ander instrument aan om hun grond op te meten. Dit volk (ca 620) paste met behulp van de diopter

hun benodigde afmetingen toe, dat vooral gebruikt werd om rechte hoeken te meten in alle soorten vlakken met alle daarbij passende rechte hoeken. Het werd toegepast bij het bouwen van muren, havens, en elk

ander bouwwerk uit die tijd. Professor Edmund Hoppe verklaarde dat de Grieken met hun diopter(afbeelding 3) en waterpasbaken niet moesten onderdoen bij de huidige instrumenten. Rond het jaar 62 schreef Heron van Alexandrië zelf een boek waarin hij het gebruik van dit instrument beschrijft. (bron5)

De romeinen hadden dan weer een totaal ander soort van gereedschap. Volgens Dr. Moritz Cantor bepaalden

de romeinen hun cardo en decumanus (zo werden bij hen de verticaal en horizontaal gelegen straten genoemd) (bron internet 2) met behulp van een groma (soort landmeterskruis). (afbeelding 4) Dit meetkundig

instrument werd opnieuw gebruikt voor het opmeten van rechte hoeken. Het bestond uit een houten kruis die loodrecht op een stok geplaatst werd, zodanig dat het kruis als het ware evenwijdig loopt met de bodem. Wanneer dit allemaal perfect uitgevoerd was, kon men rechte hoeken

3

gaan bepalen. Om te beginnen, zoals bij de Egyptenaren moesten ze twee palen de grond inplaatsen (bron 3 internet). Met deze methode schepten de romeinen zelf de zeer indrukwekkende aquaducten, waarvan er in deze tijd nog veel te bewonderen zijn. (bron 5)

Wat ook door Egyptoloog Thomas Eric Peet vastgesteld werd, is dat de maten bij de Egyptenaren zeer -merkwaardig werden voorgesteld. De land-el (eenheden bij het landmeten in die tijd) werd bijvoorbeeld door een soort klein figuurtje in de vorm van een ploeg weergegeven. (bron 4)

14 de eeuw

Nu moesten alle elementen van de instrumenten verbeterd worden om hun metingen nauwkeuriger te maken. Nu was het de beurt aan de intelectuelen. Claudius Ptolemaus, een grootte intelectuele vernieuwer, bracht een nieuwe theorie op de markt, genaamd de epicycli. Dit was de eerste evolutie op het vlak van landmeettechnieken. (afbeelding 5) Hij nam

waar dat de zon en de planeten in perfecte cirkels om de aarde bewegen. Hij ontwikkelde een ingewikkeld systeem om zijn theorie en de waarnemingen die hij deed bijeen te brengen. Dit systeem bracht zeker bij tot het ontwikkelen van de meetinstrumenten.

15 de eeuw

Voor en tijdens de middelleeuwen kwam er op vlak van landmeten niet veel evolutie voor. Het ontdekken van nieuwe instrumenten en technieken kwam pas echt op gang na de middeleeuwen. Vanaf De 16de eeuw kwam het in een stroomversnelling terecht. Toch was er op het einde van de middelleeuwen een kleine doorbraak, genaamd de meetketting.

(afbeelding 6) Deze ketting bestond uit een aaneenschakeling van metalen staafjes die ongeveer 20 centimeter lang waren. Deze

4

staafjes waren dan onderling verbonden met een oog. Dit instrument was erg zwaar en niet handig. De schakels waren steeds verward . Ondanks de vele nadelen van dit hulpmiddel bij het landmeten werd dit instrument eeuwenlang gebruikt om afstanden te meten in een horizontaal vlak. (bron 2)

16 de eeuw

Na de meetketting werd er gestreefd naar evolutionaire ideeën. De Nederlandse wiskundige Emma Frisius kwam aan boord met een nieuwe meethmethode: de triangulatie of driehoeksmeting. (bron 1) Zijn theorie beruste op het feit dat een driehoek tot stand

komt door middel van een basiszijde met de daarbij horende aanliggende hoeken. Wanneer deze gekend zijn kan men aan het werk met de gevormde driehoeken. Op basis van de gemeten hoeken die gemeten waren met behulp van de jacobsstaaf of graadstok kon men een hoek bepalen die nodig was om de metingen te kunnen uitvoeren. Dit instrument is opgebouwd uit één stok van ongeveer 1 meter lang met een schaalverdeling erop verschaft. Op deze één meter lange stok kon men twee andere kortere stokken, haaks, over schuiven. Om de Jacobsstaaf te gebruiken moet je het uiteinde van de stok tegen het gezicht plaatsen en dan beurtelings naar de horizon en het punt waarvan men de hoek wil bepalen. (afbeelding 8)(afbeelding 9: bron 3) (bron 6)Deze kennis werd verder uitgebouwd tot men bij het meten van een enorm stuk land, enkel opeenvolgende driehoeken gebruikte om het werk uit te voeren. (afbeelding 7)

Tijdens de 16de eeuw maakten de Egyptenaren gebruik van een wel heel aparte maat voor het meten van dingen. Het menselijk lichaam werd hiervoor gebruikt. Omdat het Egyptisch volk zijn farao diende tot de dood, werd hij aanzien als de perfecte, ideale maatstaf. Korte lengten werden gemeten met behulp van de vinger. Middellange stukken werden gemeten

5

door de voet. Maar wat gebeurde er als deze stierf? Had de volgende vorst dezelfde afmetingen? Dit was een zeer chaotische toestand die vaak tot onnauwkeurige metingen kwam. (bron 2)

17 de eeuw

De zeventiende eeuw begon met Abbé Jean Picart. Met behulp van de driehoeksmeting uit de zestiende eeuw ging hij de vorm en de omtrek van aardbol meten. Dit was opnieuw de start van een evolutionaire eeuw. (bron 1)

De boten op zee hadden problemen met het bepalen van hun koersen. De methode die ze hadden was onnauwkeurig en onbetrouwbaar. Vanaf de tweede helft van de 17de eeuw werden er nauwkeurige instrumenten gemaakt. Deze instrumenten zorgden ervoor dat het mogelijk was om bepaalde locaties op zee vast te stellen. Maar door de bizarre weersomstandigheden op zee zorgden ervoor dat elk mechanisme buiten werking gesteld werd. Er moest dringend een oplossing komen om de breedtegraad te kunnen meten op zee dus zette de overheid enkele maatregelen in. Één van deze maatregelen was een beloning van twintigduizend pont voor de persoon die de goeie methode vond. (bron 7)

De uiteindelijke oplossing kwam er toch. De sextant werd uiteindelijk de oplossing voor een lang aanslepend probleem. (afbeelding 10) Deze sextant bestaat uit een gradenboog, een oculair, twee spiegeltjes en een grijsfilter. Deze laatste zorgt ervoor dat je ogen niet verblind kunnen geraken door de zon. (bron 4 internet) De Sextant word gebruikt om een hoek te bepalen tussen de zon en een bepaald object. Op zee werd dus de hoek gemeten tussen de zee zelf en de zon. Wanneer je de precieze stand van de zon samenvoegt met de gemeten hoek bekom je het resultaat dat je nodig hebt.

6

18 de eeuw

De achttiende eeuw heeft niet veel verandering op vlak van landmeten en de benodigde instrumenten. Enkel werd er een ”nieuw soort landmeten” uitgevonden. De hydrografie of beter gezegd landmeten op water. Dit is de wetenschap die zich bezighoud met het beschrijven van de zeebodem.

Deze droge eeuw op vlak van verbeteringen kwam door de zeer slechte omstandigheden waaronder de landmeters uit die tijd moesten leven. Er waren ziektes (vooral koortsen) die zich verspreidden over de groepen landmeters, ze hadden honger of werden aangevallen door wilde beesten. Maar toch werden mensen aangetrokken door deze job door de openlucht waarin je werkt of de mate van onafhankelijkheid. Dit zorgde voor een boost. De evolutie ging snel weer op gang komen. (bron 5)

19 de eeuw

Door de opnieuw opgekomen interesse voor het vak, kreeg hij opnieuw een boost. Zo veranderde men de meetketting door een meetband. Het werd gemaakt van staal en iedere decimeter werd een gaatje gemaakt, zodat de metingen nauwkeuriger konden verlopen. Dit instrument was zeer populair en werd gebruikt bij het militair geografisch instituut, het kadaster en bij nog vele andere overheidsinstellingen. De eerste meetband was een duizend meter lange band, die gebruikt werd bij het bouwen van tunnels. Voor zeer lange afstanden had men zelf een speciale toepassing ontworpen, maar deze kwam iets later. Naarmate de tijd veranderde, werd de meetband ook steeds lichter en lichter. (afbeelding 11) (bron 2)

Ook kwam er in 1861 een tweede driehoeksmeting. Deze was al iets beter maar toch was er nog werk aan de winkel. (bron 4)

Luitenant William Lambton kreeg de opdracht om India op te meten. Hij stond te springen om deze opdracht uit te voeren, maar

7

moest besluiten dat het materiaal dat toen bestond niet voldeed om een deftige uitvoering van zijn opdracht teweeg te brengen. Hij ging op zoek naar nieuwe instrumenten die hem zijn opdracht konden helpen vervullen. Eerst stelde hij een officiële standaardmaat in waarna hij te horen kreeg dat er een nieuw instrument uitgevonden was die hem kon helpen, de theodoliet. (afbeelding 11) Met deze theodoliet kon hij zowel horizontale als verticale hoeken meten, en dit met een zeer hoge nauwkeurigheid. (bron 5 internet)

20 ste eeuw

In de twintigste eeuw gebruikte men nog steeds voorgaande instrumenten, maar dan wel met een sterke verbetering op vlak van gebruiksvriendelijkheid en vooral nauwkeurigheid. Door middel van verschillende instrumenten zoals de meetband, de theodoliet en een waterpas, kregen ze het voor elkaar om alle hoeken, hoogtes en basislijnen op te meten. De detailpunten werden dan weer opgemeten met een nieuw instrument: het spiegelkruis. Dit bestaat uit een cilinder met 2 spiegels erbovenop. Onderaan en bovenaan zit bovendien ook nog eens een spleet. (bron 2)

Het spiegelkruis werd al snel vergeten door de opkomst van de steeds nauwkeuriger wordende theodoliet. Dit was bovendien het instrument bij uitstek. De waterpas werd gebruikt voor het bepalen van hoogteverschillen. Dit wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt door de landmeter-experts. (bron 2)

Vanaf de jaren 80 werd alles gedigitaliseerd. Zo werd de theodoliet als één van de eerste instrumenten gedigitaliseerd. Dit was een enorme vooruitgang op vlak van landmeten, het kon hoeken en afstanden perfect afmeten.

Begin jaren 90 ontstonden de eerste plotters of grootformaatprinters. Dit zijn instrumenten die wellicht meer en meer bekend in de oren komen van de mens uit de huidige maatschappij.

21 ste eeuw

8

De sterke evolutie ging maar door. De instrumenten bleven steeds meer zichzelf verbeteren en werden steeds nauwkeuriger. Ook nieuwe technieken zoals de GPS (global positioning system) en de Flepos (Flemish positioning service) waren nieuw in de maatschappij. (bron 2)

Conclusie

Doorheen de jaren heeft men zeer veel verschillende instrumenten en technieken gekend. De één wat nauwkeuriger dan de andere. Wat mij opviel is dat de instrumenten die vroeger en nu gebruikt werden steeds aangepast waren aan de middelen die ze hadden. Het is hen steeds gelukt om hun opdracht in verband met landmeten uit te voeren en tot een goed einde te brengen, zelf tijdens de middeleeuwen! Natuurlijk waren die metingen dan veel minder nauwkeurig dan de resultaten deze dagen, wat logisch is.

Als de instrumenten en technieken zo verder evolueren, ben ik zeker benieuwd wat dit in de toekomst nog zal brengen.

9

Bronnenlijst:

1. http://www.quazoo.com/q/Harpedonaptai 2. http://books.google.be/books?

id=WK51dQVZPCYC&pg=PA266&lpg=PA266&dq=decumanus+en+cardo&source=bl&ots=yCDAmBLLw2&sig=k0LiIaINyMjiPaAhEorQfX60l84&hl=nl&sa=X&ei=QQpKVMGoK4jEPL6ugRA&ved=0CE0Q6AEwCQ#v=onepage&q=decumanus%20en%20cardo&f=false

3. http://telescript.denayer.wenk.be/2010-11/b4a/public_html/ afstand.shtml

4. http://www.pbs.org/wgbh/nova/shackleton/navigate/ escapeworks.html

5. http://www.joostdevree.nl/shtmls/theodoliet.shtml

10