Kas ir topogrāfija?

Topogrāfija ir plašs termins, ko lieto, lai aprakstītu detalizētu zemes virsmas izpēti. Tas ietver izmaiņas virsmā, piemēram, kalnos un ielejās, kā arī tādas iezīmes kā upes un ceļi. Tas var ietvert arī citu planētu, mēness, asteroīdu un meteoru virsmu. Topogrāfija ir cieši saistīta ar uzmērīšanas praksi, proti, tiek noteikta un reģistrēta punktu pozīcija attiecībā pret otru.

Pats vārds topogrāfija ir atvasināts no grieķu valodas "topo", kas nozīmē vietu, un "graphia", kas nozīmē rakstīt vai ierakstīt. Daži no pirmajiem zināmajiem topogrāfiskajiem apsekojumiem Lielbritānijas militārpersonas veica astoņpadsmitā gadsimta beigās. Amerikas Savienotajās Valstīs agrākās detalizētās aptaujas 1812. gada kara laikā veica “Armijas topogrāfiskais birojs”. divdesmitā gadsimta topogrāfiskā kartēšana kļuva sarežģītāka un precīzāka, izgudrojot tādus instrumentus kā teodolīti un automātiskie līmeņiem. Pavisam nesen digitālās pasaules attīstība, piemēram, ĢIS (ģeogrāfiskās informācijas sistēma), ļāva mums izveidot arvien sarežģītākas topogrāfiskās kartes.

Mūsdienu topogrāfija parasti ir saistīta ar augstuma kontūru mērīšanu un reģistrēšanu, iegūstot trīsdimensiju zemes virsmas attēlojumu. Punktu sērija tiek izvēlēta un izmērīta, ņemot vērā to horizontālās koordinātas, piemēram, platumu un garumu, un vertikālo stāvokli, ņemot vērā augstumu. Ierakstot sērijā, šie punkti rada kontūrlīnijas, kas parāda pakāpeniskas reljefa izmaiņas.

Visplašāk izmantotais mērīšanas veids ir pazīstams kā tiešais apsekojums. Tas ir attālumu un leņķu manuāls mērīšanas process, izmantojot izlīdzināšanas instrumentus, piemēram, teodolītus. Tiešā uzmērīšana nodrošina pamatdatus visai topogrāfiskajai kartēšanai, ieskaitot digitālās attēlveidošanas sistēmas. Šo informāciju var izmantot kopā ar citām sistēmām, piemēram, aerofotogrāfiju vai satelītattēlu, lai sniegtu pilnīgu attiecīgās zemes ainu.

Sonāra kartēšana ir galvenā metode, ko izmanto okeāna dibena kartēšanai. Skaņas impulss caur ūdeni tiek nosūtīts no zemūdens skaļruņa, un to atkal atspoguļo ūdenī esošie priekšmeti, piemēram, okeāna dibens, koraļļu gultnes vai zemūdene. Mikrofoni mēra atstarotos skaņas viļņus. Laiks, kas nepieciešams, lai atbalss atgrieztos, ir proporcionāls atstarojošā objekta attālumam. Šie dati ļauj kartēt izmaiņas zemūdens reljefā un citos objektos, piemēram, kuģu vrakos.

Topogrāfisko pētījumu var izmantot dažādiem lietojumiem, piemēram, militārai plānošanai un ģeoloģiskai izpētei. Detalizēta informācija par reljefu un virsmas īpatnībām ir būtiska arī jebkura nozīmīga inženiertehniskā vai būvniecības projekta plānošanā un būvniecībā. Pavisam nesen liela mēroga apsekojumi, piemēram, Google Maps, tika veikti, izmantojot satelītu tehnoloģiju, nodrošinot pirmos pilnīgos, plaši pieejamos zemes apsekojumus.

Pastāv dažādas digitālās sistēmas, kas izmanto topogrāfiskās uzmērīšanas laikā iegūtos pamatdatus, lai izveidotu kartes:

ĢIS izmanto datoru programmatūru, lai izveidotu ļoti detalizētas kartes ar atšķirīgiem slāņiem, kas parāda gandrīz jebkura veida elementus, piemēram, ceļus, tiltus, ēkas, upes, politiskās robežas, augsnes tipus,

3D renderēšanai tiek izmantoti satelīta vai gaisa attēli, lai izveidotu trīsdimensiju modeli, izmantojot datoru programmatūru.

Aerofotogrāfija un fotogrammetrija apvieno fotogrāfijas no dažādiem leņķiem un izmanto triangulācijas procesu, lai aprēķinātu elementu atrašanās vietu.