Topograafia on lai mõiste, mida kasutatakse maapinna üksikasjaliku uurimise kirjeldamiseks. See hõlmab muutusi pinnal, näiteks mägedes ja orgudes, aga ka selliseid funktsioone nagu jõed ja teed. See võib hõlmata ka teiste planeetide, kuu, asteroidide ja meteooride pinda. Topograafia on tihedalt seotud mõõdistamise tavaga, milleks on punktide üksteise suhtes asukoha määramine ja registreerimine.
Ajalugu
Sõna topograafia ise on tuletatud kreeka keelest "topo", mis tähendab kohta, ja "graphia", mis tähendab kirjutamist või salvestamist. Mõned esimesed teadaolevad topograafilised uuringud viidi Briti sõjaväe poolt läbi XVIII sajandi lõpus. Ameerika Ühendriikides tegi esimesed üksikasjalikud uuringud 1812. aasta sõja ajal armee topograafiline büroo. 20. sajandi topograafiline kaardistamine muutus keerukamaks ja täpsemaks selliste instrumentide nagu teodoliidid ja automaatne leiutamisega tasemed. Viimati on digitaalse maailma arengud, näiteks GIS (geoinfosüsteem), võimaldanud meil luua üha keerukamaid topograafilisi kaarte.
Eesmärgid
Tänapäeva topograafia tegeleb üldjuhul kõrguskontuuride mõõtmise ja registreerimisega, saades maapinna kolmemõõtmelise kujutise. Punktide jada valitakse ja mõõdetakse horisontaalsete koordinaatide, näiteks laius- ja pikkuskraadi, ning vertikaalse asukoha järgi kõrguse järgi. Seeriasse salvestatuna tekitavad need punktid kontuurjooni, mis näitavad järkjärgulisi muutusi maastikus.
Tehnikad
Kõige laialdasemalt kasutatav mõõtmisvorm on tuntud kui otsene uuring. See on kauguste ja nurkade käsitsi mõõtmise protsess nivelleerimisvahendite, näiteks teodoliitide abil. Otsene mõõdistamine annab kogu topograafilise kaardistamise põhiandmed, sealhulgas digitaalsed pildisüsteemid. Seda teavet saab kasutada koos teiste süsteemidega, näiteks aerofotode või satelliidipiltidega, et saada ülevaade kõnealusest maast.
Sonari kaardistamine on peamine meetod, mida kasutatakse ookeanipõhja kaardistamiseks. Heliimpulss saadetakse veealusest kõlarist läbi vee ja seda peegeldavad taas vees olevad objektid, näiteks ookeani põhi, korallpeenrad või allveelaev. Mikrofonid mõõdavad peegeldunud helilaineid. Kaja tagasitulekuks kuluv aeg on proportsionaalne peegeldava objekti kaugusega. Need andmed võimaldavad muutusi veealuses maastikus ja teisi objekte, nagu laevavrakid, kaardistada.
Rakendused
Topograafilist uuringut saab kasutada mitmesuguste rakenduste jaoks, näiteks sõjalise planeerimise ja geoloogiliste uuringute jaoks. Üksikasjalik teave maastiku ja pinnaomaduste kohta on oluline ka kõigi suuremate tsiviilehitus- või ehitusprojektide kavandamisel ja ehitamisel. Hiljuti on satelliiditehnoloogia abil koostatud ulatuslikud uuringud, näiteks Google Maps, pakkudes esimesi täielikke ja laialdaselt kättesaadavaid uuringuid kogu maailmas.
Digitaalsed kaardistamissüsteemid
On mitmeid digitaalseid süsteeme, mis kasutavad topograafiliste uuringute põhjal kogutud põhiandmeid kaartide tootmiseks:
GIS kasutab arvutitarkvara abil väga üksikasjalike kaartide loomist, millel on erinevad kihid ja mis näitavad peaaegu igat tüüpi elemente, nagu teed, sillad, hooned, jõed, poliitilised piirid, mullatüübid,
3D-renderdus kasutab satelliidi- või õhupilte arvutitarkvara abil kolmemõõtmelise mudeli tootmiseks.
Aerofotograafia ja fotogrammeetria ühendavad fotod erineva nurga alt ja kasutavad elementide asukoha arvutamiseks triangulatsiooni protsessi.