Топография в других областях
Топография применялась в различных областях науки. В нейробиология, то нейровизуализация дисциплина использует такие методы, как топография ЭЭГ для картирование мозга. В офтальмология, топография роговицы используется в качестве метода для отображения кривизны поверхности роговица. В тканевая инженерия, атомно-силовая микроскопия используется для отображения нанотопография.
В Анатомия человека, топография поверхностная анатомия человека.
В математике понятие топографии используется для обозначения паттернов или общей организации объектов на карте или как термин, относящийся к паттерну, в котором переменные (или их значения) распределены в пространстве.
Цели
Цель топографии — определить положение любого объекта или, в более общем смысле, любой точки с точки зрения как горизонтального, так и горизонтального положения. система координат такие как широта, долгота и высота. Выявление (именование) особенностей и распознавание типичных структур рельефа также являются частью поля.
А топографическое исследование могут быть сделаны по разным причинам: военное планирование и геологоразведочные работы были основными мотивами для начала исследовательских программ, но подробная информация о местность и особенности поверхности важны для планирование и строительство любого крупного гражданское строительство, общественные работы, или мелиоративные проекты.
Засекречивание карт
В связи с особой миссией топографических карт, всегда возникала необходимость их засекречивания. Достать карты самых «опасных» масштабов всегда было крайне трудно, а некоторые карты, которые могли быть доступны гражданским лицам, специально искажались в конспиративных целях.
Однако с 1991 года подобные карты появились в открытой продаже, а с появлением Google Maps всем желающим стали доступны снимки практически любой местности, включая масштаб, которые ранее составлял государственную тайну. А секретными считались карты масштаба 1:50 000 и больше.
По сути и сегодня каждый, кто станет изучать подробную корту, может быть обвинен в использовании доступа к государственной тайне. Об этом говорится в соответствующих государственных нормативных актах, точнее списках, о которых упоминается в нормативных актах, однако сами списки в свою очередь тоже секретны.
Как выдержать государственные запреты – непонятно, поскольку в интернете можно найти в открытом доступе отснятые территории всех без исключения российских объектов, включая секретных.
Как следовать закону в таком случае – неизвестно, однако можно с уверенностью утверждать о паре вещей:
- без умения ориентироваться по карте, польза ее наличия сомнительна,
- топографические карты дают несравненно больше информации о местности, чем даже самые подробные снимки местности.
Ценность снимков по сравнению с картой может быть только в случае большей актуальность снимков. Во всем остальном качественно составленная актуальная топографическая карта – это кладезь информации, глубина которой не идет ни в какое сравнение со снимком.
этимология
Термин топография возник в Древней Греции и продолжился в Древнем Риме как подробное описание места. Слово происходит от греческого τόπος ( топос , «место») и -γραφία ( -graphia , «письмо»). В классической литературе это относится к написанию о месте или местах, что сейчас в основном называется « местной историейВ Британии и вообще в Европе слово «топография» до сих пор иногда используется в его первоначальном значении.
Подробные военные исследования в Великобритании (начиная с конца восемнадцатого века) назывались « Обзоры боеприпасов », и этот термин использовался в 20 веке как общий для топографических съемок и карт. Самые ранние научные обзоры во Франции были названы в честь семьи, которая производила их на протяжении четырех поколений. править Термин «топографические съемки», по-видимому, американского происхождения. Самые ранние подробные съемки в Соединенных Штатах были сделаны «Топографическим бюро армии», сформированным во время войны 1812 года , которое в 1838 году стало Корпусом инженеров-топографов . После того, как в 1878 году Геологическая служба США взяла на себя работу по национальному картографированию, термин «топографический» остался в качестве общего термина для детальных съемок и картографических программ и был принят большинством других стран в качестве стандарта.
В 20-м веке термин топография начал использоваться для описания описания поверхности в других областях, где используется картирование в более широком смысле, особенно в таких областях медицины, как неврология .
Ссылки
- Что такое топография? – Центр географической информации
- Определение из поиска WordNet — Princeton.edu
- Определение из Федерального информационного центра для граждан — pueblo.gsa.gov
- Онлайн-словарь этимологии — etymonline.com
- Например, см. Веб-сайты Исторического общества округа Виктория и Лондонского топографического общества .
- Оксфордский словарь английского языка — «Обзор боеприпасов»
- Инженеры-топографы — История и персонал . Архивировано 26 сентября 2014 г. в Wayback Machine .
- Картирование внутренних морей: история исследования озер в США , Артур М. Вудфорд, 1991 г.
- См., например, публикации иллюстрированных карт National Geographic Trails , заархивированные 16 ноября 2006 г. , в продуктах Wayback Machine иDeLorme.
Особенности топографических карт
Среди карт различают два основных вида – топографические и географические. Географические в свою очередь делятся на общегеографические (физическая, политическая) и специальные (полезных ископаемых, геологические и пр.). Топографические отличаются единым масштабом по всем направлениям каждого листа или групп листов и имеют свои видовые особенности.
Топографическую карту условно можно представить чем-то средним между географической картой и планом местности. Ее можно назвать более подробной географической картой или более масштабным и детализированным планом местности. Топографическая карта довольно подробна – на нее наносятся все значимые объекты, все дороги, тропы, водоемы – все что помогает или препятствует достижению определенной пространственной цели.
Топографическая карта похожа на план местности тем, что характеризуется:
- большим масштабом,
- высоким уровнем детализации.
Топографическая карта отличается от плана местности тем, что:
- ее масштаб обычно меньше, чем у плана,
- она содержит информацию о рельефе.
Топографические карты являются одной из разновидностей карт наряду с географическими и по сравнению с географическими имеют более крупный масштаб и большую детализацию, то есть те особенности, которые делают топографическую карту похожей на план местности. Иногда ее так и называют: топографический план.
Изображая довольно большую территорию – десятки километров – и изображая ее довольно детально с учетом всех значимых объектов и параметров местности, включая рельеф, топографические карты – универсальный инструмент для ориентирования на местности размером в небольшой городок. Как говорится, «находка для шпиона», причем и в шутку, и всерьез.
Итак, топографические карты – это особый вид карт, по своим свойствам наиболее близкий к плану местности. Топографическая карта – это уменьшенное графическое изображение участка земной поверхности, которое содержит точную информацию об объектах на этой местности, интересующих свойствах местности, ее рельефе, о точных расстояниях между объектами и транспортной инфраструктуре местности.
Такая карта используется при работе непосредственно на местности. Ее обычно можно достать и разложить перед собой в процессе прохождения по исследуемой территории. Несмотря на разницу в масштабах, все топографические карты разбиты на небольшие листы, которые можно развернуть, отыскав необходимый квадрат. Лист со сторонами 40-50 см легко использовать, изучая нужный участок.
Подытожим и перечислим особенности топографической карты:
- Относительно большой масштаб.
- Информация об объектах, расположенных на местности, об их размерах и пространственных характеристиках.
- Информация о рельефе.
- Информация о гидрографии.
- Информация о свойствах местности и объектов на ней (грунты, растительность, прочие особенности).
- Информация о коммуникациях и средствах соединения.
- Информация о границах территорий при их делении.
- Информация об опорных геодезических пунктах.
Наука, которая занимается составлением топографических карт называется топографией. Наука, которая занимается измерением размеров и форм на местности называется геодезией. Опорные геодезические пункты – это точки так называемой геодезической сети, включающей в себя специальные технические объекты, которые фиксируют координаты местности, определенные при геодезических замерах.
Техники
Существуют различные подходы к изучению топографии. Какой метод(ы) использовать, зависит от масштаба и размера изучаемой территории, ее доступности и качества существующих обследований.
Полевое обследование
Геодезический пункт в Германии
Съемка помогает точно определить наземное или трехмерное пространственное положение точек, а также расстояния и углы между ними с помощью нивелирных инструментов , таких как теодолиты , валунные нивелиры и клинометры .
Работу над одной из первых топографических карт начал во Франции Джованни Доменико Кассини , великий итальянский астроном.
Несмотря на то, что дистанционное зондирование значительно ускорило процесс сбора информации и позволило более точно контролировать большие расстояния, прямая съемка по-прежнему обеспечивает основные контрольные точки и основу для всей топографической работы, будь то ручная или основанная на
ГИС .
В районах, где проводилась обширная программа прямых съемок и картирования (например, большая часть Европы и континентальная часть США), скомпилированные данные составляют основу базовых цифровых наборов данных о высотах, таких как данные USGS DEM . Эти данные часто приходится «очищать», чтобы устранить расхождения между опросами, но они по-прежнему представляют собой ценный набор информации для крупномасштабного анализа.
Первоначальные американские топографические съемки (или британские «артиллерийские» съемки) включали не только запись рельефа, но и определение ориентиров и растительного покрова земли.
Методологии пассивных датчиков
Помимо своей роли в фотограмметрии, аэрофотоснимки и спутниковые изображения могут использоваться для идентификации и очерчивания особенностей местности и более общих характеристик земного покрова. Безусловно, они все больше и больше становятся частью геовизуализации , будь то карты или ГИС — системы. Получение изображений в ложных цветах и невидимых спектрах также может помочь определить рельеф местности за счет более четкого очерчивания растительности и другой информации о землепользовании. Изображения могут быть в видимых цветах и в другом спектре.
Фотограмметрия
Фотограмметрия — это метод измерения, при котором координаты точек в 3D объекта определяются измерениями, сделанными на двух (или более) фотографических изображениях , сделанных с разных позиций, обычно с разных проходов аэрофотосъемки. В этом методе общие точки определяются на каждом изображении. Линия визирования (или луч ) может быть построена от положения камеры до точки на объекте. Именно пересечение его лучей ( триангуляция ) определяет относительное трехмерное положение точки. Известные контрольные точки могут использоваться для придания этим относительным положениям абсолютных значений. Более сложные алгоритмыможет использовать другую информацию о сцене, известную априори (например, симметрии, позволяющие в некоторых случаях восстанавливать трехмерные координаты, начиная с одной единственной позиции камеры).
Методологии активных датчиков
Спутниковое радиолокационное картографирование является одним из основных методов создания цифровых моделей рельефа (см. ниже). Подобные методы применяются в батиметрических исследованиях с использованием сонара для определения рельефа дна океана. В последние годы LIDAR ( L ight D etection And Ranging ) , метод дистанционного зондирования, в котором вместо радиоволн используется лазер, все чаще используется для сложных картографических задач, таких как составление карт навесов и мониторинг ледников.
Отдельно стоящие предметы на топографических картах
Отдельно стоящие предметы на топографической карте обозначаются специальными знаками. Знаки используются и для обозначения характера территорий. Так, отдельный значок дерева будет означать отдельно стоящее дерево, а внутри полигона типа «лес» будет означать характер растительности, например, лиственный лес или сосновый лес.
Отдельно на карте обозначаются вышки, арки, пункты питания, пункты медицинской помощи, постройки и отдельные природные объекты – яма, скала, камень, пещера.
Все условные знаки сопровождаются вспомогательной и дополнительной информацией. Такой информацией являются рассматриваемые выше характеристики моста, характера деревьев в лесу и пр.
В качестве отдельно стоящих объектов на карте изображаются и опорные геодезические пункты.
Особо важное место на топографических картах занимает рельеф. Читать его на топографической карте так же легко, как читать информацию о площадях, которую мы рассмотрели выше
Рельеф на топографических картах
За рельеф отвечает коричневый цвет. Основной принцип демонстрации рельефа на топографических картах – это коричневые (если карта цветная) кривые линии (горизонтали), которые обозначают одинаковую высоту в пределах всей линии и повторяются через равные промежутки по высоте (высота таких промежутков задается для всей карты), то есть, чем покатее склон, тем дальше друг от друга расположены горизонтали. Каждая пятая горизонталь – контрольная, более толстая и с указанием высоты. Все линии рельефа – условные. На местности вы не найдете никаких следов прохождения горизонтали. На самих линиях на карте обозначается высота над уровнем моря, а характер этих линий говорит о поверхности или об особенностях рельефа, например:
- линия с вертикальными насечками – обрыв,
- линия точками – сухая канава,
- непрерывная и пунктирные линии указывают на высоту местности.
Основное обозначение рельефных линий – показывать высоту и ее изменение, поэтому большинство линий обозначают по большому счету бугор – то есть степень возвышения. Ниже схематично показан принцип нанесения горизонталей.
Прерывистые линии – это вспомогательные горизонтали, это линии, проведенные через половину установленной высоты. Вот как изображается рельеф на топографических картах.
Отдельные объекты рельефа сопровождаются пояснительными знаками. Например, для оврага указываются ширина между краями и глубина.
На примере оврага можно ознакомиться еще с одним обозначением рельефа – «черточки» у горизонталей, которые говорят о характере рельефа: внутренние (как у оврага) – впадина, внешние – бугор. Они же указывают и на направление склона или подъема.
Изучение топографических карт, а также их составление, помимо промышленного использования, – захватывающее и развивающее занятие, которое может стать вашим личным или семейным хобби, дополнением к занятиям туризмом и просто увлекательной игрой.
Ниже полезное видео в 5 частях о том, как пользоваться топографической картой для туристических целей:
