- صفحه اصلی
- نقشه برداری
فعالیت های شرکت
نقشه برداری
نقشه برداری، وسیله ای برای انجام اندازه گیری های نسبتاً بزرگ و دقیق از سطوح زمین. این شامل تعیین داده های اندازه گیری، کاهش و تفسیر داده ها به شکل قابل استفاده، و برعکس، ایجاد موقعیت و اندازه نسبی با توجه به الزامات اندازه گیری داده شده است. بنابراین نقشه برداری دو کارکرد مشابه اما متضاد دارد: (1) تعیین موقعیت نسبی افقی و عمودی موجود، مانند موقعیتی که برای فرآیند نقشه برداری استفاده می شود، و (2) ایجاد علائم برای کنترل ساخت و ساز یا نشان دادن مرزهای زمین.
نقشه برداری برای قرن ها یک عنصر اساسی در توسعه محیط زیست انسانی بوده است که اهمیت آن اغلب فراموش می شود. این یک نیاز ضروری در برنامه ریزی و اجرای تقریباً هر نوع ساخت و ساز است. نقشه برداری در سپیده دم تاریخ ضروری بود، و برخی از مهم ترین اکتشافات علمی اگر به خاطر سهم نقشه برداری نبود، هرگز نمی توانستند اجرا شوند. عمده کاربردهای مدرن آن در زمینه های حمل و نقل، ساختمان، تقسیم زمین و ارتباطات است.
به جز جزئیات جزئی تکنیک و استفاده از یک یا دو ابزار کوچک دستی، نقشه برداری در سراسر جهان تقریباً یکسان است. این روشها بازتابی از ابزارهایی هستند که عمدتاً در سوئیس، اتریش، بریتانیای کبیر، ایالات متحده، ژاپن و آلمان ساخته شدهاند. سازهای ساخته شده در ژاپن شبیه سازهای ساخته شده در غرب هستند.
تاریخ
کاملاً محتمل است که نقشه برداری منشأ خود را در مصر باستان داشته باشد. هرم بزرگ خوفو در جیزه حدود 2700 سال قبل از میلاد مسیح، 755 فوت (230 متر) طول و 481 فوت (147 متر) ارتفاع ساخته شد. مربع تقریباً کامل و جهت شمال به جنوب آن، فرمان مصریان باستان در نقشه برداری را تأیید می کند.
شواهدی از نوعی مرزسنجی در اوایل 1400 قبل از میلاد در دره های حاصلخیز و دشت های رودخانه های دجله، فرات و نیل یافت شده است. الواح گلی سومریان سوابق اندازه گیری زمین و نقشه شهرها و مناطق کشاورزی مجاور را نشان می دهد. سنگ های مرزی که زمین ها را مشخص کرده اند حفظ شده اند. نمایشی از اندازه گیری زمین بر روی دیوار مقبره ای در تبس (1400 قبل از میلاد) وجود دارد که زنجیر سر و عقب را نشان می دهد که مزرعه غلات را با طنابی با گره ها یا علائم در فواصل یکنواخت اندازه گیری می کند. افراد دیگر نشان داده می شوند. دو نفر با توجه به لباسهایشان، احتمالاً یک ناظر زمینی و یک بازرس سنگهای مرزی هستند.
شواهدی وجود دارد مبنی بر این که مصریان علاوه بر طناب مشخص، از میله های چوبی نیز برای اندازه گیری فاصله استفاده می کردند. هیچ سابقه ای از ابزار اندازه گیری زاویه در آن زمان وجود ندارد، اما سطحی متشکل از یک قاب چوبی عمودی با یک شاقول در قله a نگه داشته شده بود به طوری که طناب آن از یک نشانگر یا شاخص آویزان بود. روی نوار افقی این شاخص را می توان با ایستادن دستگاه روی دو تکیه گاه در ارتفاع تقریباً یکسان، علامت گذاری موقعیت بند ناف، معکوس کردن علامت a و ایجاد علامت مشابه به درستی قرار داد. در نیمه راه بین دو علامت، مکان مناسب برای ایندکس خواهد بود. بنابراین، مصریان باستان با دستگاه های ساده خود می توانستند مساحت زمین را اندازه گیری کنند، گوشه های املاک از دست رفته را در هنگام پوشاندن نشانگرها توسط نیل در هنگام سیلاب جایگزین کنند و اهرام عظیم را به ابعاد دقیق بسازند.
یونانی ها از شکلی از خط چوب برای ثبت فواصل در امتداد ساحل در حالی که سفرهای آهسته خود از سند تا خلیج فارس را در حدود 325 قبل از میلاد انجام می دادند، استفاده می کردند. قطب نما مغناطیسی توسط بازرگانان عرب در قرن دوازدهم میلادی به غرب آورده شد. اسطرلاب توسط یونانیان در قرن دوم قبل از میلاد معرفی شد. ابزاری برای اندازهگیری ارتفاع ستارگان یا زاویه ارتفاع آنها از افق، به شکل یک قوس مدرج آویزان از یک طناب دستی بود. یک نشانگر محوری که روی فارغ التحصیلی ها حرکت می کرد به سمت ستاره گرفته شده بود. این ابزار برای چندین قرن برای نقشه برداری دریایی مورد استفاده قرار نگرفت و تنها یک کمک علمی باقی ماند.
یونانیها نیز احتمالاً منشأ استفاده از گروما بودند، وسیلهای که برای ایجاد زوایای قائمه استفاده میشد، اما نقشهبرداران رومی آن را به یک ابزار استاندارد تبدیل کردند. از یک صلیب چوبی افقی ساخته شده بود که در وسط چرخیده و از بالا حمایت می شد. از انتهای هر یک از چهار بازو یک شاقول آویزان بود. با مشاهده هر جفت طناب شاقول به نوبه خود، می توان زاویه مناسب را ایجاد کرد. با مشاهده همان زاویه پس از چرخش تقریباً 90 درجه، می توان دستگاه را در زاویه راست دقیق تنظیم کرد. با جابجایی یکی از طنابها برای برداشتن نیمی از خطا، یک زاویه مناسب ایجاد میشود.
حدود 15 قبل از میلاد معمار و مهندس رومی ویتروویوس چرخ بزرگی با محیط شناخته شده را در یک قاب کوچک نصب کرد، تقریباً به همان شکلی که چرخ بر روی چرخ دستی سوار می شود. هنگامی که آن را با دست در امتداد زمین هل می دادند، در هر دور به طور خودکار یک سنگریزه را در ظرفی می انداخت و اندازه ای از مسافت طی شده را نشان می داد. این در واقع اولین کیلومترشمار بود.
سطح آب شامل یک فرورفتگی یا لوله ای بود که در انتهای آن به سمت بالا چرخیده و با آب پر شده بود. در هر انتها منظره ای از شکاف های افقی و عمودی متقاطع ساخته شده بود. وقتی اینها درست بالای سطح آب ردیف شدند، مناظر یک خط تراز را به اندازه کافی دقیق برای تعیین درجه قنات های رومی تعیین کردند. گفته می شود که رومی ها در چیدمان سیستم جاده ای عالی خود از میز هواپیما استفاده می کردند. این شامل یک تخته طراحی است که بر روی یک سه پایه یا سایر تکیه گاه های ثابت نصب شده است و از یک خط مستقیم – معمولاً با دیدهایی برای هدف گیری دقیق (alidade) به اشیاء مورد نقشه برداری – که در امتداد آن خطوط کشیده می شود. این اولین وسیله ای بود که قادر به ضبط یا ایجاد زاویه بود. انطباقهای بعدی میز هواپیما دارای قطبنماهای مغناطیسی بود.
میزهای صفحه در قرن شانزدهم در اروپا مورد استفاده قرار می گرفتند و اصل مثلث بندی و تقاطع گرافیکی توسط نقشه برداران اعمال می شد. در سال 1615 ویلبرورد اسنل، ریاضیدان هلندی، قوس نصف النهار را با مثلث سازی ابزاری اندازه گیری کرد. در سال 1620، ریاضیدان انگلیسی، ادموند گانتر، یک زنجیره نقشه برداری ایجاد کرد، که در اواخر قرن نوزدهم تنها با نوار فولادی جایگزین شد.
مطالعه نجوم منجر به توسعه دستگاههای زاویهخوانی شد که بر اساس کمانهایی با شعاعهای بزرگ بودند و این ابزارها را برای استفاده در میدان بسیار بزرگ میکرد. با انتشار جداول لگاریتمی در سال 1620، ابزار اندازه گیری زاویه قابل حمل مورد استفاده قرار گرفت. آنها را ابزار توپوگرافی یا تئودولیت می نامیدند. آنها شامل بازوهای محوری برای رؤیت بودند و میتوانستند برای اندازهگیری زوایای افقی و عمودی استفاده شوند. ممکن است در برخی از قطب نماهای مغناطیسی گنجانده شده باشد.
ورنیه، مقیاس کمکی که امکان خوانش دقیقتر را فراهم میکند (1631)، میکروسکوپ میکرومتری (1638)، منظرههای تلسکوپی (1669)، و سطوح روح (حدود 1700) همگی در حدود سال 1720 در تئودولیتها گنجانده شدند. موهای Stadia برای اولین بار توسط جیمز استفاده شد. وات در سال 1771. توسعه موتور تقسیم دایره در حدود سال 1775، دستگاهی برای تقسیم دایره به درجات با دقت بسیار، یکی از بزرگترین پیشرفت ها را در روش های نقشه برداری به ارمغان آورد، زیرا اندازه گیری زاویه را با ابزارهای قابل حمل بسیار بیشتر امکان پذیر کرد. دقیقاً از آنچه قبلاً ممکن بود.
می توان گفت نقشه برداری مدرن از اواخر قرن 18 آغاز شده است. یکی از برجستهترین دستاوردهای اولیه نقشهبرداران، اندازهگیری در دهه 1790 نصف النهار از بارسلونا، اسپانیا، تا دانکرک، فرانسه، توسط دو مهندس فرانسوی، ژان دلامبر و پیر مچین، بود تا واحد اساسی برای سیستم اندازهگیری متریک ایجاد شود. .
بسیاری از پیشرفت ها و اصلاحات در تمام ابزارهای نقشه برداری اساسی گنجانده شده است. این موارد منجر به افزایش دقت و سرعت عملیات شده و فرصت هایی را برای روش های بهبود یافته در این زمینه باز کرده است. علاوه بر اصلاح ابزارهای موجود، دو تغییر نقشه برداری و نقشه برداری انقلابی ارائه شد: فتوگرامتری یا نقشه برداری از عکس های هوایی (حدود سال 1920) و اندازه گیری الکترونیکی فاصله، از جمله استفاده از لیزر برای این منظور و همچنین برای تراز (در دهه 1960). پیشرفتهای مهم فناوری که از اواخر قرن بیستم شروع شد شامل استفاده از ماهوارهها به عنوان نقاط مرجع برای بررسیهای زمینشناسی و رایانههای الکترونیکی برای سرعت بخشیدن به پردازش و ثبت دادههای پیمایشی است.
نقشه برداری مدرن
بررسی های کنترل پایه
بررسی های ژئودتیک شامل چنان مناطق وسیعی است که باید برای انحنای زمین در نظر گرفته شود. اندازهگیریهای پایه برای مثلثسازی کلاسیک (روش بررسی اساسی که شامل اندازهگیری دقیق یک خط پایه و محاسبه مکانهای دیگر با اندازهگیری زاویه است) بنابراین برای شروع محاسبات به طول سطح دریا کاهش مییابد، و اصلاحاتی برای مازاد کروی در تعیینهای زاویهای انجام میشود. عملیات ژئودتیکی بر اساس دقت به چهار “ترتیب” طبقه بندی می شود که بررسی های مرتبه اول کمترین خطای مجاز را دارند. مثلث بندی اولیه تحت مشخصات سفت و سخت انجام می شود تا از دقت مرتبه اول اطمینان حاصل شود.
اکنون تلاشهایی برای گسترش و گره زدن شبکههای قارهای موجود به وسیله مثلثسازی ماهوارهای در جریان است تا تنظیم همه بررسیهای زمینشناسی اصلی در یک داده جهانی و تعیین اندازه و شکل کره زمین با دقتی بسیار بیشتر از آنچه تاکنون به دست آمده است، تسهیل شود. در عین حال، شبکه های ملی فعلی تقویت خواهند شد، در حالی که مقدار باقی مانده کار ممکن است تا حدودی کاهش یابد. مثلثسازی ماهوارهای در ایالات متحده در سال 1963 با مشاهدات توسط rebound a-13 که در همان سال راهاندازی شد و برخی کارهای قبلی با استفاده از ماهوارههای بازتابی غیرفعال اکو 1 و اکو 2 عملیاتی شد. اولین ماهواره ای که به طور خاص برای کارهای زمین شناسی طراحی شده بود، pageos 1، در سال 1966 به فضا پرتاب شد.
اولین نیاز برای نقشه برداری توپوگرافی یک منطقه معین، یک الگوی کافی از نقاط کنترل افقی و عمودی است، و اولین قدم جمع آوری تمام این اطلاعات موجود است. این شامل توصیف نقاطی است که موقعیت (از نظر طول و عرض جغرافیایی) و ارتفاعات بالاتر از سطح متوسط دریا برای آنها تعیین شده است. آنها گاهی اوقات در فاصله ای از پروژه فوری قرار می گیرند، در این صورت لازم است از کار موجود گسترش یابد. این معمولاً بر اساس استانداردهای مرتبه دوم یا سوم بسته به طول مدارهای درگیر انجام می شود.
دقت اندازهگیریهای نظرسنجی را میتوان تقریباً بهطور نامحدود، اما تنها با افزایش هزینه، بهبود بخشید. بر این اساس، از بررسی های کنترلی استفاده می شود. اینها از تعداد نسبتاً کمی اندازه گیری دقیق تشکیل شده اند که مساحت پروژه را پوشش می دهند و از آنها اندازه گیری های کوتاه و کم دقت برای اشیاء مورد نظر انجام می شود. سادهترین شکل کنترل افقی، تراورس است که شامل یک سری ایستگاههای مشخص شده است که توسط مسیرهای اندازهگیری شده و زوایای اندازهگیری شده بین آنها به هم متصل میشوند. هنگامی که چنین سری از فواصل و زوایا به نقطه شروع خود باز می گردد یا در ایستگاه های کنترل برتر (دقیق تر) شروع و پایان می یابد، می توان آن را بررسی کرد و خطاهای کوچک اندازه گیری را برای سازگاری ریاضی تنظیم کرد. با فرض یا اندازه گیری جهت یکی از کورس ها و مختصات مستطیلی یکی از ایستگاه ها می توان مختصات مستطیلی همه ایستگاه ها را محاسبه کرد.