نقشه های توپوگرافی و کاربرد آنها

نقشه عبارت است از تمام یا قسمتی از سطح زمین که به مقیاس مناسبی کوچک شده و به کمک علایم و نشانه‌هایی روی سطحی مانند کاغذ می‌شود. نقشه‌ها از تنوع بسیاری برخوردارند. از آن جمله است نقشه‌های جغرافیایی طبیعی یا سیاسی، آب و هواشناسی، توپوگرافی، زمین‌شناسی و مانند آن. از این میان نقشه زمین‌شناسی و توپوگرافی بیش از همه موارد برای زمین شناسان استفاده عملی دارد.

مشخصات نقشه

• منحنی‌های تراز

نقشه‌های توپوگرافی پستی و بلندی‌های سطح زمین را توسط خطوطی به نام منحنی تراز یا منحنی میزان نشان می‌دهند. هر یک از این خطوط از به هم پیوستن نقاط هم ارتفاع در سطح زمین به وجود آمده‌اند. در واقع منحنی‌های تراز فصل مشترک سطح زمین با صفحات افقی فرضی‌اند.

منحنی‌های تراز همواره بصورت خطوط بسته‌اند. البته بسته شدن منحنی‌ها ممکن است در داخل یا خارج از نقشه صورت می‌گیرد. ارتفاع منحنی‌های تراز از یک نقطه مبنا، که معمولاً سطح متوسط دریاهای آزاد است، تعیین می‌شود.

در نقشه‌های توپوگرافی تهیه شده در کشور ما معمولاً ارتفاع سطح آب در دهانه اروندرود، در محل برخورد با خلیج فارس (فاو)، به عنوان مبنا گرفته شده است. فاصله دو منحنی تراز مجاور هم، معمولاً با توجه به مقیاس نقشه انتخاب می شود. این فواصل همواره اعدادی صحیح اند.

معمولاً برای اجتناب از شلوغی بیش از حد نقشه ارتفاع را برروی همه منحنی‌های تراز نمی نویسند، بلکه از هر چند منحنی یکی را پررنگ‌تر می‌کشند و رقم مربوط به ارتفاع را روی آن درج می‌کنند. در این گونه نقشه‌ها محل قله کوه‌ها و برخی از نقاط معین دیگر را با نشانه‌ای مشخص کرده و ارتفاع آن را کنارش می‌نویند.

در برخی از نقشه‌ها به همراه منحنی تراز از روش سایه زدن نیز برای هر چه بهتر نشان دادن عوارض توپوگرافی کمک می‌گیرند. روی نقشه‌های توپوگرافی، علاوه بر منحنی‌های تراز، نشانه‌ها و علایم دیگری نیز وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

 

• موقعیت نقشه

وضعیت و جهت نقشه با مشخص کردن امتداد شمال (مغناطیسی، جغرافیایی یا شبکه) روی آن تعیین می‌شود. در حاشیه بیشتر نقشه‌ها مقدار انحراف شمال مغناطیسی محل از شمال جغرافیایی ذکر می‌شود. در نقشه‌هایی که امتداد شمال روی آن مشخص نشده است معمولاً حاشیه سمت راست نقشه از پایین به بالا امتداد شمال را مشخص می‌کند. موقعیت نقشه‌ها معمولاً توسط طول و عرض جغرافیایی نشان داده می‌شود.

طول جغرافیایی از روی نصف النهارات یعنی کمان‌هایی که از دو قطب زمین می گذرند، تعیین می‌شود. مقدار طول جغرافیایی در هر نقطه عبارت است از زاویه بین نصف النهار از آن نقطه تا نصف النهار  مبدا. نصف النهار مبدا از رصد خانه گرینویچ انگلستان می‌گذرد. طول جغرافیایی بسته به این که نقطه مورد نظر در شرق یا غرب گرینویچ قرار داشته باشد از 0 تا 180 درجه شرقی یا غربی بیان می‌شود.

به فاصله‌ی زاویه‌ای هر نقطه نسبت به خط استوا یا به سخن دیگر زاویه‌ای که قائم هر محل با سطح استوا می‌سازد، عرض جغرافیایی گفته می‌شود. بسته به اینکه نقطه‌ی مورد نظر در شمال یا جنوب خط استوا قرار گرفته باشد، عرض آن از صفر تا 90 درجه شمالی یا جنوبی تغییر خواهد کرد.

در نقشه‌ها، طول و عرض جغرافیایی با دقت زیاد (در حد درجه، دقیقه، ثانیه) و به صورت خطی عمو بر هم شبکه بندی می‌شود. این نوع شبکه‌بندی که به نام شبکه‌بندی جغرافیایی موسوم است بین المللی بوده و در تمام نقاط یکسان است. نقشه‌های تهیه شده برای مناطق مختلف کشور ما تقریباً بین 44 تا 64 درجه طول‌های شرقی و 25 تا 40 درجه عرض‌های شمالی قرار دارد.

در بسیاری از نقشه‌ها علاوه بر شبکه‌بندی فوق، شبکه بندی دیگری به نام شبکه قائم الزاویه نیز رسم می‌شود تا توسط آن بتوان مختصات نقاط را برحسب واحدهای خطی مانند متر نیز بدست آورد. این شبکه‌بندی از یک سری خطوط عمود بر هم که خانه‌های مربعی شکلی را به وجود می آورند درست شده است.

از مشخصات این شبکه بندی این است که کلیه‌ی خانه‌های آن یک شکل و یک اندازه است. یکی از سیستم هایی که به این طیق عمل می‌کند شبکه بندی یو تی ام (UTM) نام دارد. این شبکه‌بندی مخصوص مناطق واقع در محدوده مدارهای 84 درجه عرض شمالی و 80 درجه عرض عرض جنوبی است و اساس آن ایجاد شبکه‌های قائم الزاویه صد کیلومتر مربعی در شمال و جنوب خط استوا است. برای مناطق قطبی از شبکه دیگری، به نام یو پی ام (UPM)استفاده می‌شود.

یکی از مهمترین اختلاف‌های بین شبکه لندی جغرافیایی و قائم الزاویه این است که در حالت اول از واحدهایی مانند درجه و دقیقه و ثانیه و در حالت دوم از واحدهایی چون متر و کیلومتر استفاده می‌شود.

بسیاری از نقشه‌هایی که اخیراً تهیه می‌شود حاوی دو نوع شبکه‌بندی جغرافیایی و یوتی ام است.

در روی زمین، هنگام کار با نقشه، ابتدا آن را توجیه می‌کنیم. نقشه زمانی توجیه است که شمال آن در جهت شمال طبیعت باشد. در این حالت کلیه امتدادها در روی نقشه به موازات و در جهت امتدادهای مشابه خود در طبیعت قرار می‌گیرند.

مطمئن ترین روش توجیه نقشه در روی زمین استفاده از قطب نما و مطابفت شمال مغناطیسی روی نقشه با جهت شمال عقربه قطب نماست. در جدول ذیل برخی مفاهیمی که در کار با نقشه‌های توپوگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرند گردآوری شده است.

 

• علایم و نشانه‌ها

برای نشان دادن عوارضی مانند رودخانه، راه، روستا و مانند آنن در نقشه معمولاً از علایم و نشانه‌های ساده‌ای، که کم و بیش استاندارد شده اند، استفاده می‌شود. علاوه برآن در این گونه نقشه‌ها از رنگ‌ها نیز برای هرچه بهتر نشان دادن عوارض استفاده می‌شود.

معمولاً منحنی‌های تراز را با رنگ قهوه‌ای، روییدنی‌ها را با رنگ سبز، رودها، آبراهه‌ها، چشمه‌ها، قنات‌ها و مانند آن را به رنگ آبی، راه‌های اصلی و مناطق مسکونی را برنگ قرمز و بلاخره راه‌های فرعی و نشانه‌های جغرافیایی و نام محلها را با رنگ سیاه نشان می‌دهند. معمولاً فهرست کلیه علایم، نشانه‌ها و رنگ‌های به کار رفته در نقشه در حاشیه آن چاپ می‌شود.

کاربرد نقشه‌های توپوگرافی

این گونه نقشه ها را برای مقاصد گوناگون و به صورت‌های مختلف به کاربرد که برخی از مهمترین آنها عبارتند از:

• شناسایی ناهمواری زمین

با توجه به این نکته اساسی که هرچه منحنی‌های تراز به هم نزدیک‌تر باشند شیب زمین تندتر، و هرچه از هم دورتر باشند شیب کمتر است، به سادگی می‌توان وضعیت پستی و بلندی‌ها را روی نقشه توپوگرافی مورد بررسی قرار داد.

برای تعیین ارتفاع نقطه‌ای که در حد فاصل دو منحنی تراز قرار گرفته خطی عمود به دو منحنی طرفین نقطه رسم می‌کنیم. به نحوی که از نقطه‌ی مورد نظر بگذرد. سپس از روی نسبت فاصله‌ای که نقطه با دو منحنی طرفین دارد، ارتفاع آن با یک تناسب ساده بدست می‌آید.

مقدار شیب هر دامنه را نیز می توان به سادگی از روی منحنی‌های تراز و با توجه به مقیاس نقشه تعیین کرد.

 

• تعیین فاصله

فاصله ی دو نقطه را  به دو صورت می‌توان نشان داد. یکی فاصله‌ی افقی که کوتاه‌ترین فاصله‌ی بین آن دو نقطه در روی نقشه است و دیگری فاصله‌ی حقیقی است که فاصله‌ی دو نقطه را با توجه به پستی و بلندی‌های سطح زمین نشان می‌دهد، درست مانند آنکه طنابی را در فاصله‌ی بین دو نقطه روی زمین قرار داده و بعد طول آن را اندازه بگیریم. فاصله‌ی افقی را مستقیماً از روی نقشه و با توجه به مقیاس آن و فاصله‌ی حقیقی را معمولاً از روی نیمرخ توپوگرافی بین دو نقطه تعیین می‌کنند.

 

• تهیه نیمرخ توپوگرافی

در واقع نمایش برش قائم سطح زمین است. نیمرخ توپوگرافی کاربرد زیادی در پروژه‌های مهندسی راهسازی و آبرسانی، بررسی زمین‌شناسی و مانند آن دارد.