الطبوغرافيا

1. نبذة تاريخية عن الطبوغرافيا  

 

عندما أصبح الإنسان يعيش في جماعات و في بيئة واحدة يشعر بحاجة ماسة إلى تحديد الأبعاد و المواقع والمساحات التي يعيش فيها كل فرد وكان تحديدها عند الإنسان القديم لا يتعدى العين المجردة وعلامات طبيعية بدائية . ولكن بعدما عرف الإنسان الاستقرار الدائم وظهرت الممالك والإمبراطوريات وظهور الحاجة إلى إنشاء هياكل معمارية تطورت وسائل القياس وظهرت طرق أكثر حداثة وملائمة ونجد هذا التطور علي الآثار التي هي قائمة حتى الآن في الأهرامات التي بنيت في عهد الفراعنة بمصر والمسارح الرمانية فدقتها تدل علي انه تم استعمال وسائل قياس متطورة وذكية معظمها لم يتم اكتشافها إلي يومنا هذا. إن قياس سطح الأرض في العصر الحديث عرف قفزة نوعية لضرورة بناء منشئات سكنية ومدنية ضخمة تتلاءم مع النمو الديمغرافي الكبير .

إن الآلة الوحيدة المستعملة في الطبوغرافيا في القرن 17م كانت المنظار وفي القرن العشرين تطورت تقنية القياس وتم اكتشاف مختلف وسائل القياس كا الطاكيومتر, التيودوليت , الجهاز المسوي و الكوس البصري وبعد النهضة في مجال الإعلام الآلي والإلكترونيك تطورت أجهزة القياس فأصبحت  أكثر دقة و آلية  واقل اخطاء .

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 مقدمة

الطبوغرافية  هي  تمثيل التفاصيل الدقيقة عن الأشياء على مساحات شاسعة  من الأرض أو عليها كلِّها بدقةٍ عالية وتجعلها في متناول يد المهتم بها في الحقول المختلفة. فما هو علم الطبوغرافية وماهية أقسامه  وفيما يستخدم هذا العلم وما الهدف منه ؟

1. تعريف الطبوغرافية

 

الطبوغرافية  تسمية يونانية مركبة من Topo أي الموضع أو المكان، و graphie  أي الوصف.      وتشمل المعرفة الطبوغرافية معرفة الموضع ومسمياته. وتعرّف الطبوغرافية بتضمنها لتضاريس سطح الأرض وبقية مظاهر سطح الأرض، سواء كانت طبيعية (نباتية ومائية وتضاريسية …) أم صناعية من قبل الإنسان كالسدود والطرق المعبدة والسكك الحديدية والمطارات و الموانيء والمعامل والمنشآت الخدمية والتجمعات السكنية، بحيث تجسد هذه المعالم على خريطة وبسلم رسم معين .

• أقسام الطبوغرافيا

يمكن تقسيم مجموع العمليات الطبوغرافية من حيث الغرض,طرق الرفع والأجهزة المستعملة إلى عدة أقسام . طرق تنفيذها وحسب الغرض التي نجز من اجله و هي كالأتي :

 1 – المساحة الجيوديسية:

هي التي تختص بتحديد شكل وحجم الأرض وحساب إحداثيات النقاط وأطوال واتجاهات الخطوط التي تقع على سطحها, وحساب قيمة تغير الجاذبية, ودراسة ظاهرة المد والجزر, ودوران الأرض حول نفسها,وحول الشمس, وذلك عن طريق

إجراء بعض القياسات والأرصاد. وهي نوعان :
 أ –    الجيوديسيا الهندسية  :

الذي يختص بتحديد شكل وحجم الأرض, والربط الجيوديسي عبر القارات بين الكتل الأرضية المختلفة, وحساب المواقع وأطوال و اتجاهات الخطوط, وعليه فإن هذا العلم يختص بدراسة وتحديد الشكل الهندسي للأرض.
ب – الجيوديسيا الطبيعية:

هو الذي يهتم بدراسة وتحديد مجال الجاذبية الأرضية, ومقادير واتجاهات القوة الطبيعية (الفيزيائية), التي تربط الأرض بالأجسام الواقعة على سطحها, وتلك التي توجد في الفضاء.
المساحة الجوية وهمية المساحة التي تتم من الجو أي من الطائرات أو من مركبات جوية.ويتم فيها دراسة سطح الأرض واخذ قياسات عليه ورسم الخرائط من الصور أو المركبات فضائية وهنالك عدة أنواع من المسح الجوي منها .

الرصد الفلكي . يحتاج من يقوم بأعمال المساحة إلى معرفة الأرصاد والحسابات الفلكية لتحديد الزمن والمواقع على سطح الأرض .

2 – المساحة الطبوغرافية  :

ويهدف النوع من المساحة إلى رسم خرائط الولايات ونيان ما تحتويه من معالم طبيعية واصطناعية.  قياس المسافات بين مختلف نقاط التفاصيل.ربط نقاط التفاصيل بعضها وهو ما نعنى به قياس الزوايا الأفقية.قياس الزوايا العمودية-السموت-لاتجاهاتها الرصد المختلفة .قياس مناسب النقاط بالنسبة إلى مستوى مقارنة معينا غالبا ما يكون هو متوسط منسوب سطح البحر مع تمثيل سطح الأرض بخريطة الكنتورية توضح فيها مناسب نقاط الميدان وهدا برسم منحنيات المناسيب وخلاصة القول أن عمليات المساحة الطبوغرافية هي:

*الرفع البلانمتــري: ويشمل عمليتين أساسيتين هي:

– قياس الزوايا الأفقية و العمودية

– قياس المسافات الأبعاد.

* الرفع الألتمتري: ويشمل أيضا عمليتين أساسيتين هما:

– قياس مناسب النقاط.

– قياس فروق المناسيب بين هده النقاط.

3 – المساحة التفصيلية:

وتسمى أيضا الكد استرالية،والغرض منها رسم خرائط تفصيلية للمعالم الموجودة في الخرائط الطبوغرافية مع بيان ما تحتويه من حدود الأراضي الزراعية والبنايات وكذا الطرقات والعقارات وغيرها.لهدا ترسم الخرائط التفصيلية بمقياس رسم كبير يسمح بإظهار التفاصيل .

4 –  المساحة الجوفية:

إن حاجة الإنسان إلى استكشاف باطن الأرض وما يزخر به من معادن مختلفة ومن مصادر للطاقة كالغاز والبترول والفحم الحجري وعدم اكتفائه باستكشاف سطح الأرض فقط الأمر الذي توفره له أقسام الطبوغرافيا المذكورة سابقا أدى به إلى استحداث علم جديد أطلق عليه اسم الطبوغرافيا الجوفية وأهم عملياتها هي:

– الرفع البلانمتري الجوفي .

– الرفع الألتمتري الجوفي .

 

1. الهدف من الطبوغرافية

تهدف الدراسة الطبوغرافية إلى استغلال إمكانات مظهر السطح في كل التحليلات والاستنتاجات المتعلقة به أو بأحد العناصر المجسدة والقائمة بشرية كانت أو حيوية وفي وضعها كإمكانية أو عائق وفيما يلي بعض الميادين المستعملة للطبوغرافية. تشكل الطبوغرافية أساسا خرائطي لدراسة جل مشاريع التخطيط والاستصلاح واستعمال أسطح أي كل ما يتعلق باستعمال خرائط مظاهر السطح بما في ذلك الهندسية المدنية والأشغال العمومية والبناء واستعمال الأرض في مختلف الاختصاصات.

1. أهمية الطبوغرافية

للطبوغرافية  أساس هام جدا في معظم  المشاريع الهندسية وكذا في عمل الخرائط في مختلف الأغراض.

و تعتبر الطبوغرافية حجر الأساس لانجاز مشاريع الهندسة المدنية والأشغال العمومية .

كما لها استعمالات عدة في الحياة  مثل تقسيم الأراضي، بيعها وتحديد الضرائب عليها .

وتوضح أيضا المنجزات والمنشآت الحضارية والثقافية وتقويمها.

الوصف الشامل للموضع الجغرافي  كالجبال والجزر والحقول والأودية والأنهار.

1. مجلات استخدام الطبوغرافية

تستخدم الطبوغرافيا  في عدة مجالات نذكر منها :

ــ مجال الهندسة المدنية و الأشغال العمومية ( الطرق , السكك الحديدية , الجسور …)

ــ مجال العقار ( تقسيم الأراضي , تحديد الملكيات …..)

ــ المجال العسكري ( تحديد مواقع ….)

ــ المجال الجغرافي ( الأرصاد الجوية ……) .

• تنظيم الفرقة الطبوغرافية

   لتسهيل عملية الرفع أو التوقيع ولتفادي في تداخل المهام لابد من تنظيم أفراد العمل في إطار يضمن السير الجيد للعمل .

نسمي الفرقة الطبوغرافية حيث تقسم فيها المهام كما يلي

قائد الفرقة : مهمته تنظيم العمل المسؤول عنه واختيار طرق الرفع الملائم وتحديد النقاط الواجب رصدها .

 المخطط :   يقوم برسم المخطط التمهيدي (الكروكي) وميدان العمليات كما يقوم بترقيم النقاط وتوجيه العمل ويكون على اتصال دائم مع المنفذ وقائد الفرقة ويكمل مخطط المعلومات اللازمة .

 المنفذ : ومهمته تكمن في تثبيت الأجهزة و التأكد من الضبط الدائم والمؤقت للجهاز وقياس ارتفاع المحطة .

 الكاتب : ويسمى أيضا حامل الدفتر مهمته تدوين النتائج الميدانية (القراءات التي على القامة) في جدول خاص على أن يتنبه إلى ملاحظات المنفذ والتحقق من القراءات المشكوك فيها كما يقوم بترقيم النقاط كما هي في المخطط التمهيدي  .

  حامل القامة : ومهمته نقل القامة إلى النقاط المرصدة لأخذ القراءات

 المساعدون : مهمتهم مساعدة أعضاء الفرقة الطبوغرافية في حمل الأجهزة ونقلها او في عملية القياس وتعليم النقاط.

• الخــرائط وأنواعها

تعريف الخرائط : هو تمثيل سطح الأرض الطبيعية على مخطط وفق مقياس رسم يوافق غرض الخريطة ودقة المشروع مع بيان جميع التفاصيل سواء كانت طبيعية أو اصطناعية واتضاحها بدقة ليتم قراءتها بسهولة

أنواع الخــرائط 

1. الخــرائط الطبوغرافيـــة
    هي الخرائط التي تبين بدقه المعالم الأساسية بالمنطقة المخرطة كالحدود، والمشاريع الزراعية والصـناعيـة، والمجاري المائيـة، وطبيعة سـطح الأرض من حيث الارتفاعات والانخفاضات والميول، وما شيده الإنسـان. وتعرف هذه الخرائط في بعض الأحيان بالخرائط المساحية أو الخـرائط الهندسية لأن إعدادها يحتاج إلى أعمال مساحية وهندسية دقيقه مثـل التصوير الجوي، والمســـح الميداني. ولكن يفضل عدم إطلاق لفظ “الخرائط المساحية” أو “الخرائط الهندســـية” على هذا النوع من الخرائط حتى لا يحدث خلطا بينها وبين المخططات والرسومات المساحية والهندسـية التي ترســم عادة لتوضيح الأعمال المســاحية والهندســية. كــما يطلق في بعض الأحيــان اســـم “الخــرائط الجـويـــة” أو “اللوحات الجوية” على الخرائط الطبوغرافية لأن إعدادها يتم من الصور الجوية وبتطبيق تقنية المساحة التصويرية الجوية، إلا أنه يفضل عدم استعمال هذا اللفظ أيضا.

مقياس رسم الخريطة الطبوغرافية :ترسم بمقياس رسم صغير يتراوح بين 5000/1الى 100000/1عادة يأخذ 25000/1.

صورة تبين الخريطة الطبوغرافية

2. الخــرائط التفصيلية

وهي التي تبين حدود تفاصيل الملكيات الزراعية والعقارية مع بيان ما تحتويه من حدود البنايات وكذا الطرقات والعقارات وغيرها.لهدا ترسم الخرائط التفصيلية بمقياس رسم كبير يسمح بإظهار التفاصيل .

مقياس رسم الخريطة التفصيلية :ترسم بمقياس رسم اكبر من مقياس الخريطة الطبوغرافية يتراوح بين 500/1 إلى 2500/1.

صورة تبين الخريطة  التفصيلية

 

1. الشكل الكروي للأرض

بعد دراسة تاريخية للأرض عرف أنها كروية الشكل مسطحة نوعا ما عند القطبين ونظرا لاختلاف تضاريسها فمن الصعب الوصول إلى تمثيل التضاريس الحقيقية على الخريطة لذا تم الاتفاق على اختيار مجسم ناقص لتوحيد أنظمة الكرتوغرافيا لان الكرتوغراف قريب من الشكل الحقيقي للأرض .

عوامل تشكل الأرض  

يعرف سطح الأرض بعاملين أساسيين وهما:

1 ـ العاملA : وهو المحور الرئيسي AXESEM MAJOR     6378KM   وهو نصف القطر الاستوائي للأرض

2 ـ العامل B : نسميه المحور الثانوي AXESPM MINOR 6356KM  وهو نصف القطر القطبي للأرض.

  أنواع الشمال :

في كل خريطة مساحية لابد من تحديد اتجاه مرجعي وذلك ليتم توجيها صحيحا كأن يعين اتجاه الشمال الحقيقي أو المغناطيسي . وسوف نتعرض هنا لنوعين من الشمال وهما :

شكل رقم (4-1) الشمال الحقيقي للنقطة A

 1 : الشمال الجغرافي أو الحقيقي :   

الشمال الحقيقي عند نقطة هو الخط المار بالنقطة و بالنقطتين الشمالي و الجنوبي وهو اتجاه ثابت لا يتغير ويحدد عن طريق الأرصاد الفلكية . شكل (4-1)

شكل رقم (4-2)

2ـ    الشمال المغناطيسي :

الشمال المغناطيسي عند نقطة ما هو الاتجاه الذي تحدده إبرة مغناطيسية حرة الحركة وليست تحت أي تأثير مغناطيسي محلي .وهو غير ثابت للنقطة الواحدة بفعل العوامل الطبيعية .