نقشه و نقشه برداری
نقشه، نمایش هندسی مجموعه ای از نقاط با مقیاس معلوم روی کاغذ (یا هر چیز دیگر) است.
مجموعه عملیاتی را که برای تعیین و یا نمایش موقعیت نسبی نمودها و عوارض واقع بر سطح زمین یا نزدیک به سطح زمین، اعم از مصنوعی یا طبیعی ، با اندازه گیریهای فاصله ها، زوایا و امتداد تعدادی نقطه نسبت به هم یا نسبت به نقاط دیگر، موسوم به نقاط کنترل انجام می گیرد و در اغلب موارد به تهیه نقشه برای استفاده های مختلف می انجامد «نقشه برداری» گویند. در اصطلاح، هر اندازه ای را که برای این تعیین موقعیت به دست می آورند، یک برداشت می نامند. کاری که از نتیجه علم نقشه برداری و ترسیم نقشه (کارتوگرافی ) به منظور اندازه گیری مشخصات جغرافیایی و سازماندهی اطلاعات جغرافیایی و سازماندهی اطلاعات جغرافیایی و انتشار و نمایش داده ها و کاربرد داده ها به دست می آید ژنوماتیک (مهندسی جغرافیا) گویند.
انواع نقشه برداری
نقشه برداری را به دو گونه کلی تقسیم می کنند : ژنودتیک (ژئودزی) و مستوی.
نقشه برداری ژئودتیک . شاخه ای از ریاضیات کاربردی است که برای تعیین دقیق شکل و اندازه زمین ، به خصوص برای اندازه گیری و مشاهده موقعیت نقاط و مکانی که کرویت زمین در نظر باشد به کار می رود.
نقشه برداری هوایی . نقشه را از عکسهایی تهیه می کنند که به کمک دوربینهای خاص، از محل مورد نظر برداشته می شود. در تصویر کردن جزئیات از عکس بر نقشه، به مقیاس معین اصول پرسپکتیو را به کمک ابزارهای خاص به کار می برند.
وسایل نقشه برداری
وسایل مختلفی برای برداشتهای نقشه برداری و اندازه گیری فاصله وزاویه و اختلاف ارتفاع به کار می رود که بر حسب دقت، مقیاس و هدف از نقشه برداری، وضعیت منطقه و نوع و روش نقشه برداری مختلف و متفاوت اند. در این فصل به معرفی کلی وسایل اصلی نقشه برداری می پردازیم و در فصلهای بعدی ضمن شرح کار نقشه برداری، از آنها و کار با آنها به تفصیل بیشتر بحث می کنیم.
وسایل عمومی
میخها . میخها چوبی یا آهنی هستند. میخهای چوبی در سطح زمین یا دیواره ها یا سقف تونلها کوبیده می شوند. این میخها را معمولاً به شکل گوه می تراشند.
میخهای آهنی که در زمینهای سنگی و یا تخته سنگهای بزرگ و آسفالت و غیره به کار می روند و بنا بر وضعیت خاص زمین در ابعاد کوچک و بزرگ وجود دارند.
ژالون . میله ای فلزی یا چوبی است که به فواصل نیم متر به رنگهای سفید و قرمز مشخص شده تا از دور قابل رویت باشد. طول ژالون 2 متر و قطر آن حدود 3 سانتیمتر است. (شکل 2 – 1).
پاره ای از ژالونها به گونه ای ساخته شده اند که به هم متصل می شوند و طولهای متفاوتی را به وجود می آورند. ژالون را باید کاملاً عمود کوبید. ژالون علاوه بر علامت گذاری، برای تعیین امتداد مستقیم بین دو نقطه نیز به کار می رود. در انتهای ژالون یک فلز نوک تیز برای فرو کردن آن در زمین نصب شده است.
چتر دوربین . این وسیله را برای حفاظت از دوربین نقشه برداری در برابر حرارت آفتاب و غیره به کار می برند. (شکل 2-2).
پرچم . برای تعیین محل نقطه و امکان نشانه روی از محلهای بسیار دور، از پرچم به رنگهای سفید و یا قرمز استفاده می کنند (شکل 2-3). انتخاب این رنگها به دلیل امکان تشخیص بهتر آنها از راه دور است.
نقاط کنترل یا نقاط مبنا (نشانگاه) . جسم یا نقطه مرجع ثابتی است به ارتفاع معلوم، برای کارهای اساسی ، که باید از نقاط دائمی استفاده شود، از نشانه های بتونی به شکل هرم ناقص و به ابعاد 60*20*20 میلیمتر که در میان آن میله های فلزی کار گذارده شده است، استفاده می کنند. (شکل 2 – 4).
سه پایه انواع سه پایه را در شکل 2 – 5 می بینیم . برای سوار کردن بسیاری از وسایل چون تئودولیت، ترازیاب، منشور، قطب نما، فاصله یاب، ژالون، گیرنده GPS و غیره به کار می روند.
وسایل اندازه گیری فاصله
نوار اندازه گیری (متر)
تئودولیت با شاخص مدرج (میر)
فاصله یابهای الکترونیکی (دیستومات) مانند تله متر ، تلورومتر، سیستم GPS و...
زنجیر مساحی ، مفتول انوار ، وسایل استادیمتری (فاصله سنجی) و پارالاکتیک مانند تئودولیتها و غیره .
شاخصهای مدرج (میر) . میله هایی هستند به طول 3 یا 4 متر که علاوه بر اندازه گیری فاصله، برای تعیین اختلاف ارتفاع هم بهع کار می رود. این شاخصها به فاصله یک متر به رنگهای مختلف قرمز و سیاه مشخص شده اند و اجزای متر، یعنی دسیمتر و سانتیمتر نیز بر آنها تقسیم بندی شده است. این تقسیمها در راستای مستقیم یا معکوس آمده اند. در پشت شاخص مدرج دستگیره ای برای نگه داشتن آن تعبیه شده است و برای قائم نگاه داشتن آن وسیله به نام تراز میر به کار می رود.
میرهایی به نام میرهای بارکد وجود دارد که برای فاصله یابی و نیز تعیین اختلاف در دوربینهای الکترونیکی جدید به کار می رود. در شکل 2-6 انواع میر با تراز آنها مشاهده می شود.
منشور (بازتابنده ) . بر دو نوع است یک نوع آنها به نام منشور مساحی برای پیاده کردن زوایایی مانند 45 ، 90، 60، یا 30 درجه به کار می رودو نوع دیگر به نام منشور (بازتابنده ) فاصله یابی است، که با بازتش امواج نوری (مادون قرمز و ...) به سوی دستگاه فرستنده در فاصله یابهای الکترونیکی برای تعیین فاصله به کار می رود.
وسایل اندازه گیری زاویه و شیب
شیب سنج . از این وسیله برای اندازه گیری زاویه شیب امتدادها استفاده می شود. شکل ساده این دستگاه از یک خط نشانه روی و یک نقاله تشکیل شده است که وزنه ای شاغول مانند از مرکز نقاله آویزان است. وقتی که خط نشانه در امتداد سطح افق باشد، ریسمان شاغل در مقال عدد صفر نقاله می ایستد و اگر امتداد نشانه روی نسبت به سطح افق انحراف داشته باشد، ریسمان شاغول عددی را بر لبه مدرج نقاله نشان می دهد که معرف زاویه شیب امتداد است.
معمولاً شاغل و قوس مدرج در جعبه ای قرار دارند. طبق همین اصول انواع و اقسام شیب سنجها ساخته می شود. برای استفاده بهتر از شیب سنجها یک قطعه نخ محکم را از دو انتهای نشانه مدرج عبور می دهند و با انطباق آن بر خط شیب، زاویه را برابر با عددی که نوک شاغول بر روی صفحه مدرج نشان می دهد، می خوانند. شکل 2 – 7 برخی از انواع شیب سنجها را نشان می دهد.
زاویه یاب (تئودولیت) که در فصل اندازه گیری زاویه درباره آن توصیح داده شده است.