מהי טופוגרפיה?

טופוגרפיה היא מונח רחב המשמש לתיאור המחקר המפורט על פני כדור הארץ. זה כולל שינויים במשטח כגון הרים ועמקים וכן תכונות כגון נהרות וכבישים. זה יכול לכלול גם את פני השטח של כוכבי לכת אחרים, את הירח, אסטרואידים ומטאורים. טופוגרפיה קשורה קשר הדוק לתרגול הסקר, הנוהג לקבוע ולרשום את מיקום הנקודות ביחס זה לזה.

המילה טופוגרפיה עצמה נגזרת מהיוונית "טופו", שמשמעותה מקום ו"גרפיה ", שמשמעותה היא לכתוב או להקליט. כמה מהסקרים הטופוגרפיים הידועים הראשונים נערכו על ידי הצבא הבריטי בסוף המאה השמונה עשרה. בארצות הברית נערכו הסקרים המפורטים המוקדמים ביותר במהלך מלחמת 1812 על ידי "הלשכה הטופוגרפית של הצבא". המיפוי הטופוגרפי של המאה העשרים נעשה מורכב ומדויק יותר עם המצאתם של מכשירים כמו תאודוליטים ואוטומטיים רמות. לאחרונה התפתחויות בעולם הדיגיטלי כגון GIS (מערכת מידע גיאוגרפית) אפשרו לנו ליצור מפות טופוגרפיות מורכבות יותר ויותר.

טופוגרפיה של ימינו עוסקת בדרך כלל במדידה ורישום קווי מתאר בגובה, ומייצגת ייצוג תלת מימדי של פני כדור הארץ. סדרת נקודות נבחרת ונמדדת במונחים של הקואורדינטות האופקיות שלהם, כגון קו רוחב ואורך, ומיקומן האנכי, מבחינת גובה. כאשר הם מוקלטים בסדרה, נקודות אלה מייצרות קווי מתאר המציגים שינויים הדרגתיים בשטח.

צורת המדידה הנפוצה ביותר מכונה Direct Survey. זהו תהליך של מדידה ידנית של מרחקים וזוויות באמצעות מכשירי הרמה כגון תיאודוליטים. מדידה ישירה מספקת את הנתונים הבסיסיים עבור כל המיפוי הטופוגרפי, כולל מערכות הדמיה דיגיטלית. ניתן להשתמש במידע זה בשילוב עם מערכות אחרות כגון צילום אוויר או תמונות לוויין כדי לספק תמונה מלאה על הארץ המדוברת.

מיפוי סונאר הוא הטכניקה העיקרית המשמשת למיפוי קרקעית האוקיאנוס. דופק של צליל נשלח דרך המים מרמקול תת-ימי, ומשתקף שוב על ידי חפצים במים, כמו קרקעית האוקיאנוס, מיטות אלמוגים או צוללת. מיקרופונים מודדים את גלי הקול המשתקפים. הזמן שלוקח ההד לחזור הוא פרופורציונאלי למרחק האובייקט המשקף. נתונים אלה מאפשרים שינויים בשטח התת ימי וחפצים אחרים אוהבים למפות טרופות ספינות.

ניתן להשתמש במחקר טופוגרפי למגוון יישומים כגון תכנון צבאי וחקר גיאולוגי. מידע מפורט אודות מאפייני השטח והמשטח חיוני גם לתכנון ובניית פרויקטים גדולים כלשהם של הנדסה אזרחית או בנייה. לאחרונה, סקרים בקנה מידה גדול כמו מפות גוגל הופקו באמצעות טכנולוגיית לווין, המספקים סקרים מלאים וזמינים רבים בעולם.

ישנן מגוון מערכות דיגיטליות המשתמשות בנתונים הבסיסיים שנאספו מסקר טופוגרפי להפקת מפות:

GIS משתמש בתוכנת מחשב כדי ליצור מפות מפורטות מאוד עם שכבות מובחנות המציגות כמעט כל סוג של אלמנט, כגון כבישים, גשרים, מבנים, נהרות, גבולות פוליטיים, סוגי קרקע,

עיבוד תלת מימד משתמש בתמונות לוויין או אוויר כדי לייצר מודל תלת מימדי באמצעות תוכנת מחשב.

צילומי אוויר ופוטוגרמטריה משלבים תמונות מזוויות שונות ומשתמשים בתהליך המשולש לחישוב מיקום האלמנטים.