Топография - что это, что изучает и для чего нужна

Топография подразумевает место описание. Результатом такого описания считаются топографические карты (планы). На них изображают физическую поверхность Земли и различных объектов жизнедеятельности человека. Итак, топография - это наука изучающая способы отображения земной поверхности по результатам её измерений.

Краткие сведения о развитии топографии

Наверное, топография - это одна из древнейших наук, возникшая раньше письменности. Основанием этому можно считать потребность и способность человека изображать условными знаками ту или другую характерную ситуацию на местности своего обитания. Способом измерений сначала был визуальный метод. В дальнейшем практическим путем в измерениях применялись ленты, шнуры, отвесы и другие приспособления, циркули, ватерпасы. С практическим применением измерения были теоретически обоснованы. В результате развития теории познаний возникли геометрия, новые измерительные приспособления и методы измерений.

Топография вместе с геодезией развивалась в периоды освоения земледелия, осуществления путешествий и мореплаваний, открытия новых территорий, География её описаний и исследований разнообразна. Будь-то деление земельных участков в Древнем Египте или в Подмосковье в двадцать первом веке. При всех торгово-коммерческих, географических или военных экспедициях возникала необходимость в формировании маршрутов, оформлении схем движения, описания посещаемых территорий и других завоеваний. В любой из таких экспедиций требовались топографы, специалисты по топографии.

Развитие топографии продолжается и в настоящее время. Кроме способов (спутниковые методы), средств измерений (фотосъемка) этапы развития происходят и в объектах съемок (океанический шельф), их видоизменении, средствах оформления, и методах изображений (компьютерной векторной графики). С возросшим темпом развития человеческой и технологической деятельности, топография расширяет свои взаимоотношения с новыми науками и сферами производства. С топографией через предоставление услуг и соответствующих документов, в которых присутствуют топографические приемы и способы, связаны простые физические лица, корпорации, государственные структуры.

Топографическая съемка и ее составные части

Топографию можно считать разделом науки, занимающуюся изучением и отображением местности земной поверхности на горизонтальной плоскости с применением различных средств геодезических измерений и методов изображений. Изучение поверхности Земли происходит на основе способов топографической съемки, которые состоят из комплекса:

• измерительных (полевых) работ;
• вычислительных (камеральных) приемов;
• графического изображения.

К измерительным работам относятся все виды съемок с использованием геодезических способов измерений, позволяющих получать необходимые данные для определения положения всех снимаемых точек.

Вычислительные приемы с помощью математической обработки позволяют получить конечные координаты и точность выполненных измерений.

Графическое изображение получают прорисовыванием всех точек на плане и окончательного оформления геометрии контуров всех снятых объектов, изолиний рельефа, придание необходимого цвета массивам и так далее. Основным способом графического воспроизведения считается топографическое черчение, будь то оформление ручным способом на оригиналах планов, планшетах или техническим образом с применением компьютерных технологий. Многие специалисты маркшейдеры, топографы, геодезисты и картографы прошли школу топографического черчения. Для ручного способа оформления топосъемок использовали синусные линейки для миллиметровой разграфки, ручки и перья, туши разных цветов, воду и краски для отмывок, специальные кисточки и другие предметы. В современных условиях развития компьютерных информационных систем топографические карты вычерчиваются по специальным программным приложениям с учетом нормативных требований по условным знакам. Они обладают всем набором инструментов для оформления оригиналов чертежей.

Содержание топографических планов

Сущность топографического плана (карты) раскрывается при помощи специальных символов, называемых условными обозначениями. Вся полнота карты раскрывается дополнительными наименованиями, надписями, числовыми значениями.

С применением условных знаков изображают геометрию:

• рельефа физической поверхности Земли;
• контуров различных объектов жизнедеятельности человека;
• территорий строительных площадок;
• различных линий коммуникационных сетей на небольшой глубине от поверхности земли;
• шельфа океанического и морского дна, и многое другое.

Периодически и по необходимости топокарты пополняют на специальных оригинальных форматах чертежей, планшетах, цифровых моделях.

Основные задачи топографии

В основу предметных интересов топографической науки входят:

• выработка методик создания топографических планов и карт;
• разработка способов изображения на картах и планах земной поверхности;
• набор содержания и точности исполнения топографических планов;
• создание способов решения практических задач по топопланам;
• классификация топокарт.

Характерным отличием топографических карт и планов считается возможность определения планово-высотного положения практически любой точки на них. Ценность таких сведений трудно переоценить. За счет этих количественных характеристик (координат точек), можно сказать, возникает спрос на топографические съемки. Они становятся незаменимыми и даже обязательным требованием при предварительных расчетах новых проектов строительства объектов и всевозможных реконструкций, оформлении объектов в кадастровых реестрах. В рамках геодезических изысканий для начала нового строительства топографические съемки именуют как топооснова. Имеется, наверное, ввиду, что топография участвует, как основа, как начало для всех новых проектов строительства.

Классификация топографических карт и планов

Все физические карты страны можно сгруппировать в четыре группы:
• мелкомасштабные (масштабов 1:1000000, 1:500000, 1:200000);
• среднемасштабные (с масштабами 1:100000, 1:50000, 1:25000);
• крупномасштабные (соответствуют масштабам 1:10000, 1:5000);
• топографические планы (масштабы 1:2000, 1:1000, 1:500).
Встречаются и другие классификации карт. Но они могут отличаться только по относимости карт крайнего масштаба каждой отдельной группы к той или иной категории. Основной характеристикой карты считается точность измерений по ним, а также среднеквадратические и предельные погрешности их построения. На практике для решения различных задач по картам, возможно, выполнять измерения со снятием отсчетов точностью до 0,1 мм. При этом, как известно, для всех именно топографических карт существуют искажения в линейных величинах. Это связано с переходом от эллипсоидной формы Земли через проекцию Гаусса-Крюгера на плоскость, которая и отображает физическую поверхность на картах.
Обратим внимание на четвертую группу в классификации карт под названием топографические планы. В ней с применением съемок для построения топопланов от масштаба 1:5000 и крупнее линейные искажения практически не влияют на точность выполнения как геодезических, так и проектных работ. Следовательно, все задачи, устанавливаемые для решения по ним, возможно, выполнять без искаженной информации исходных данных и в получаемых результатах.