Topografia jest szerokim terminem używanym do opisania szczegółowych badań powierzchni Ziemi. Obejmuje to zmiany powierzchni, takie jak góry i doliny, a także cechy, takie jak rzeki i drogi. Może również obejmować powierzchnię innych planet, księżyca, asteroid i meteorów. Topografia jest ściśle powiązana z praktyką geodezyjną, czyli praktyką wyznaczania i rejestrowania położenia punktów względem siebie.
Historia
Samo słowo topografia pochodzi od greckiego „topo” oznaczającego miejsce i „graphia” oznaczającego pisać lub nagrywać. Niektóre z pierwszych znanych badań topograficznych zostały przeprowadzone przez wojsko brytyjskie pod koniec XVIII wieku. W Stanach Zjednoczonych najwcześniejsze szczegółowe badania zostały przeprowadzone podczas wojny 1812 r. przez „Biuro Topograficzne Armii”. XX-wieczne mapowanie topograficzne stało się bardziej złożone i precyzyjne dzięki wynalezieniu instrumentów, takich jak teodolity i automaty poziomy. Ostatnie zmiany w cyfrowym świecie, takie jak GIS (system informacji geograficznej), pozwoliły nam tworzyć coraz bardziej złożone mapy topograficzne.
Cele
Współczesna topografia jest ogólnie związana z pomiarami i rejestracją konturów elewacji, tworząc trójwymiarową reprezentację powierzchni Ziemi. Szereg punktów jest wybieranych i mierzonych pod względem ich współrzędnych poziomych, takich jak szerokość i długość geograficzna, oraz ich położenia w pionie pod względem wysokości. Po zarejestrowaniu w serii punkty te tworzą linie konturowe, które pokazują stopniowe zmiany terenu.
Techniki
Najczęściej stosowaną formą pomiaru jest pomiar bezpośredni. Jest to proces ręcznego pomiaru odległości i kątów za pomocą przyrządów niwelacyjnych, takich jak teodolity. Pomiary bezpośrednie dostarczają podstawowych danych dla wszystkich map topograficznych, w tym systemów obrazowania cyfrowego. Informacje te mogą być wykorzystywane w połączeniu z innymi systemami, takimi jak zdjęcia lotnicze lub zdjęcia satelitarne, w celu uzyskania pełnego obrazu danego terenu.
Mapowanie sonaru jest podstawową techniką stosowaną do mapowania dna oceanu. Impuls dźwiękowy jest przesyłany przez wodę z podwodnego głośnika i jest odbijany z powrotem przez obiekty w wodzie, takie jak dno oceanu, dno koralowców lub łódź podwodna. Mikrofony mierzą odbite fale dźwiękowe. Czas powrotu echa jest proporcjonalny do odległości odbijającego obiektu. Dane te pozwalają na mapowanie zmian w podwodnym terenie i innych obiektów, takich jak wraki statków.
Aplikacje
Badania topograficzne mogą być wykorzystywane do różnych zastosowań, takich jak planowanie wojskowe i eksploracja geologiczna. Szczegółowe informacje na temat terenu i cech powierzchni są również niezbędne do planowania i budowy wszelkich większych projektów inżynieryjnych lub budowlanych. Niedawno, przy użyciu technologii satelitarnej sporządzono badania na dużą skalę, takie jak Mapy Google, zapewniając pierwsze kompletne, szeroko dostępne badania Ziemi.
Systemy mapowania cyfrowego
Istnieje wiele systemów cyfrowych, które wykorzystują podstawowe dane zebrane podczas pomiarów topograficznych do tworzenia map:
GIS wykorzystuje oprogramowanie komputerowe do tworzenia bardzo szczegółowych map z wyraźnymi warstwami przedstawiającymi niemal każdy rodzaj elementu, taki jak drogi, mosty, budynki, rzeki, granice polityczne, rodzaje gleby,
Rendering 3D wykorzystuje obrazy satelitarne lub lotnicze do stworzenia trójwymiarowego modelu za pomocą oprogramowania komputerowego.
Fotografia lotnicza i fotogrametria łączą zdjęcia pod różnymi kątami i wykorzystują proces triangulacji do obliczania położenia elementów.