Чем занимается картография и топография
База знаний
Картография — наука об отображении явлений природы и общества на географических картах и других картографических произведениях, о свойствах этих изображений, методах их создания и использования. Достижения картографии материализованы в географических картах, атласах, рельефных картах, глобусах и других картографических произведениях, составляющих продукцию картографической отрасли промышленности.
В СССР научные исследования по картографии проводятся в союзной и республиканских Академиях наук, в университетах, в учреждениях Главного управления геодезии и картографии при Совете Министров (ГУГК) и других. ГУГКу же подчинены: основное научно-производственное предприятие — производственное картографическое объединение «Картография», территориальные предприятия, научно-исследовательские учреждения, картографические фабрики и учебные заведения.
Каждая географическая карта имеет определенное назначение: одни необходимы ученым — специалистам разных отраслей знания, другие — руководителям походов, третьи — учащимся средних школ и так далее. Чем лучше создатели карт изучат отображаемые территории и размещенные на них явления, тем точнее они смогут показать их особенности на картах, тем более полно эти карты будут соответствовать своему назначению. Вот почему современную картографию определяют как «науку об отображении и исследовании явлений природы и общества — их размещения, свойств, взаимосвязей и изменений во времени посредством карт и других картографических моделей» (К.А. Салищев).
Картография по структуре представляет собой целую систему картографических дисциплин. Ее важнейшие составные части — картоведение, картографическая информатика, математическая картография, картометрия, проектирование и составление карт, оформление, издание карт и их использование.
Картоведение — учение о географической карте и ее свойствах включает историю картографии и методику использования карт.
Картографическая информатика занимается проблемами систематизации (классификации) карт, их анализа, оценки, хранения и распространения.
Математическая картография разрешает задачу обеспечения точности в отображении местоположения географических объектов на карте.
Картометрия разрабатывает способы измерений по картам. Остальные упомянутые части картографии связаны с методами создания оригиналов (первых экземпляров) карт и их издания.
По особому объекту изучения из картографии выделяют топографию. Другое название этой науки — топографическая картография.
Топография — наука, разрабатывающая географические и геометрические методы изучения местности с целью создания на этой основе крупномасштабных (топографических) карт.
Картография тесно связана со многими другими науками. Какая бы карта ни создавалась — почв, климатических условий или, к примеру, боев Великой Отечественной войны Советского Союза, лучшим консультантом по каждой теме будет специалист именно данного профиля: почвовед, климатолог или военный историк.
Связи картографии с другими науками так широки, что трудно назвать какую-либо из них, которая не нуждалась бы в картографической форме выражения своих идей. Объясняется это тем, что, с одной стороны, картография использует научные знания других наук для определения содержания создаваемых карт, а с другой — использование картографического метода исследования способствует дальнейшему развитию этих наук.
Поэтому ниже приведены лишь отдельные примеры наук, связанных с картографией, что далеко не исчерпывает их полного списка. Из наук общественных могут быть названы экономическая и социальная география, экономика, история и другие. Из естественных наук — физическая география, ландшафтоведение, отраслевые науки о природе (геология, климатология с метеорологией, почвоведение, ботаника, зоология), из точных наук — математика, геодезия (наука об определении формы и величины Земли и об измерениях на земной поверхности), кибернетика, статистика.
Картография призвана обеспечить народное хозяйство и культурные потребности населения полноценными географическими картами, атласами и другими картографическими произведениями. Географические карты служат мощным орудием освоения территорий, их целенаправленного преобразования, развития хозяйства и социальных условий жизни населения, представляя собой свод накопленной человечеством информации о природе Земли, хозяйстве и социальной организации человеческого общества.
Задача курса картографии с основами топографии в учебном плане педагогического института — познакомить будущих учителей географии с основами картографических наук, в первую очередь с картоведением, математической картографией, картометрией и топографией. Главное внимание в курсе уделено развитию умения студентов анализировать географические карты и правильно их использовать. Эти умения будут применяться и совершенствоваться при изучении студентами географических дисциплин на последующих курсах.
Топография и картография
Картография и топография являются в современном проектировании и строительстве незаменимыми помощниками.
Картография и топография в современном проектировании и строительстве являются незаменимыми помощниками: ни один архитектор не возьмётся за создание проекта объекта недвижимости, не имея на руках результатов их изысканий.
Что изучают картография и топография
Картография помогает специалистам исследовать различные объекты окружающего пространства с учётом всех их взаимосвязей, а также представлять результаты этих исследований путём создания различных карт. Топография же изучает методологию визуализации различных элементов местности на основе специальных съёмок, которые могут проводиться как с земли, так и с воздуха и даже из космоса.
Обе эти науки позволяют проанализировать ландшафт и состояние грунта, оценить влияние уже имеющихся на местности сооружений и коммуникаций, принять во внимание наличие наземных водоёмов и подземных водотоков – одним словом, дать комплексную оценку исследуемых местностей с точки зрения возможностей строительства объекта. В результате изысканий специалисты создают математическую модель определённой территории, что позволяет принимать обоснованные инженерно-технические решения.
НПП «Вершина» оказывает высокопрофессиональные услуги в области топографии и картографии.
Топографические услуги
Картография включает в себя:
Виды работ:
В распоряжении НПП «Вершина» имеются самые современные технические средства и специалисты высокой квалификации, что позволяет оказывать топографические и картографические услуги на высочайшем уровне.
Почему стоит заказать именно у нас?
За время своей практики мы сработались с многими крупными заказчиками регионального и федерального уровня. В подтверждение тому мы составили раздел с благодарственными письмами и грамотами полученых от наших довольных партнёров.
Мы постоянно в работе и развитии своего мастерства. Скаждым новым проектом, наши специалисты становятся ещё более квалифицированны. Нам доверяют объекты любого масштаба на всей территории страны.
Наша политика ценообразования полностью соответствует качеству наших услуг. Мы не завышаем цены в погоне за сиюминутной прибылью. Мы работаем на качество и долгосрочное сотрудничество.
Топография
Топография (др.-греч. τόπος — место и γράφω — пишу) — научная дисциплина, изучающая методы изображения географических и геометрических элементов местности на основе съёмочных работ (наземных, с воздуха или из космоса) и создания на их основе топографических карт и планов.
Топография может рассматриваться и как самостоятельный раздел картографии, изучающий проблемы картографирования территорий, и как раздел геодезии, посвященный вопросам проведения измерений для определения геометрических характеристик объектов на земной поверхности.
В сферу интересов топографии входят вопросы содержания топографических карт, методики их составления и обновления, вопросы их точности и классификации, а также извлечения из них различной информации о местности.
Содержание
История топографических работ
Выдающиеся топографы и геодезисты
Методы топографии
Наземная съёмка
Наземная съёмка применяется преимущественно на таких участках, картографирование которых нерентабельно другими средствами из-за их малой площади или затруднительно по характеру территории (например, гористая или сильно пересеченная местность).
В начале выполняют мензульную съёмку, производимую целиком в натуре, а затем (особенно в горных районах) — фототеодолитную (наземную фотограмметрическую) съёмку, при которой часть работ ведут на местности с помощью фототеодолита, а часть — камерально на фотограмметрических приборах.
В настоящее время широко применяется тахеометрическая съемка при помощи электронных тахеометров, особенно при съемке городских территорий и промышленных объектов с наличием большого количества подземных коммуникаций.
Аэрофотосъёмка
Аэрофотосъёмка на сегодня является наиболее распространенным приемом создания топографических карт. Существует два ее вида:
Спутниковая съемка
Материалы спутниковой съёмки находят применение при изготовлении обзорно-топографических и мелкомасштабных топографических карт преимущественно для неосвоенных и малоизученных территорий, а также служат для выявления территорий, создание крупномасштабных карт которых с помощью аэрофотосъёмки должно быть проведено в первую очередь.
Относительно новой областью применения космической съемки является создание с помощью радаров и сонаров, установленных на спутниках, т. н. цифровых моделей рельефа местности (в виде матрицы высот) — формализованных её моделей, представленных координатами и характеристиками точек местности, записанными в цифровой форме для последующей обработки на ЭВМ. Эти модели служат двум целям:
Автоматизация топографических работ
Современный этап развития топографии характеризуется широким внедрением компьютерной обработки в процесс создания топографических карт. Наиболее перспективная область — автоматическое распознавание информации с аэроснимков (дешифрирование объектов) с помощью ЭВМ, дальнейшая ее классификация и построение на ее основе GIS-систем.
Топография в других областях
В более широком смысле топография подразумевает изучение не только рельефа, но любых других особенностей исследуемой территории или объекта. Например, в нейровизуализации при картировании мозга используется ЭЭГ-топография. Топография роговицы, или корнеотопография (в офтальмологии), используется как метод картирования кривизны поверхности роговицы.
При рентгеноструктурном анализе в ходе процесса рентгеновской топографии получают рентгенограммы (топограммы), показывающие дефекты в кристаллах — блоки и границы структурных элементов, дефекты упаковки, дислокации, скопления атомов примесей, деформации и др.
Картография
Объектами картографии являются Земля, небесные тела, звёздное небо и Вселенная. Наиболее популярными плодами картографии (понятными большинству людей) являются образно-знаковые модели пространства в виде: плоских карт, рельефных и объёмных карт, глобусов. Они могут быть представлены на твёрдых, плоских или объёмных материалах (бумага, пластик) или в виде изображения на видеомониторе.
Содержание
Разделы картографии
Картоведение
Математическая картография
Составление и оформление карт
Составление и оформление карт — область картографии, область технического дизайна, изучающая наиболее адекватные способы отображения картографической информации. Эта область картографии тесно взаимосвязана с психологией восприятия, семиотикой, и т. п. гуманитарными аспектами.
Поскольку на картах отображается информация, относящаяся к самым различным наукам, выделяют также такие разделы картографии как историческая картография, геологическая картография, экономическая картография, почвоведческая картография и т. д. Эти разделы относятся к картографии лишь как к методу, по содержанию они относятся к соответствующим наукам.
Цифровая картография
Относительно недавно появилась цифровая (компьютерная) картография, занимающаяся компьютерной обработкой картографических данных. Цифровая картография является не столько самостоятельным разделом картографии, сколько её инструментом, обусловленным современным уровнем развития технологии. Например, не отменяя способов пересчёта координат при отображении поверхности Земли на плоскости (изучается таким фундаментальным разделом, как Математическая картография), цифровая картография изменила способы визуализации картографических произведений (изучаются разделом Составление и оформление карт).
При этом не следует путать АКС и Географические информационные системы (ГИС), т. к. их задачи различны. Однако, на практике один и тот же набор ПО является интегрированным пакетом, используемым для построения и АКС, и ГИС (яркие примеры — ArcGIS, GeoMedia и MGE).
История картографии
Древнейшие карты
Картография появилась, вероятно, ещё до появления письменности в первобытном обществе. Об этом свидетельствует, например, то, что у народов, не имевших письменности в момент их открытия, имелись развитые картографические навыки. Путешественники, расспрашивавшие эскимосов северной Америки о расположении окрестных островов и берегов, получали от них сравнительно внятные описания, в виде карт, нарисованных на кусочках коры, на песке или на бумаге (если она была). Сохранились карты в форме наскальных рисунков в итальянской долине Камоника относящиеся к бронзовому веку.
Древнегреческая эпоха
Самые древние греки, например, философы милетской школы (примерно VI век до н. э.) считали Землю диском, или четырёхугольником. Однако, они уже сомневались в этом, например, философ из той же школы Анаксимандр, считал Землю цилиндром.
Однако, уже в IV веке до н. э. начало утверждаться учение о шарообразности Земли. Уже тогда появились первые понятия о климатических зонах, а следовательно, и географической широте. Примерно в 250 году до н. э. Эратосфен определил с помощью геометрических построений радиус Земли с ошибкой не больше 15 %. Он же ввёл линии широты и долготы на картах [источник не указан 98 дней] (по другим сведениям, понятия широты и долготы были впервые упомянуты в «Географии» Птолемея [1] ). Однако, на картах Эратосфена линии широты и долготы не были сколь-либо равноотстоящими — расстояние между ними варьировалось, для наиболее удобной передачи известных ему пунктов.
Древнегреческая методика определения широты — по максимальной высоте Солнца над горизонтом.
Гиппарх развил учение о широте и долготе и разработал первые картографические проекции. На основании сведений и методики Гиппарха, Клавдий Птолемей составил обширный справочник по координатам различных точек и учебник по составлению карт. Карты Птолемея до нас не дошли, однако их можно восстановить по данным его справочника и методикам. Среди историков картографии существует также точка зрения, согласно которой сам Птолемей не составлял карт, а это сделали по его материалам только византийцы в XIII-XIV веках (данный картографический материал через век был усвоен и развит западноевропейским Возрождением).
Труды Птолемея были вершиной древнегреческого картографического знания. После этого сведения лишь обобщались, а в последующие эпохи картографическое знание пришло в упадок.
Эпоха Средневековья
В то же время, традиции Птолемея во многом сохранялись арабскими учёными (вообще, греческая культура дошла до европейцев в основном благодаря арабам). Арабы усовершенствовали методы определения широты Птолемея, они научились использовать наблюдения звёзд вместо Солнца. Это повысило точность. Весьма подробную карту тогдашнего мира составил в 1154 году арабский географ и путешественник Аль-Идриси. Интересная особенность карты Идриси, как, впрочем, и других карт, составленных арабами — юг изображался сверху карты.
Некоторую революцию в европейской картографии устроило введение в пользование в конце XIII—начале XIV веков магнитного компаса. Появился новый тип карт — подробные компасные карты берегов портоланы (портуланы). Подробное изображение береговой линии на портоланах нередко совмещалось с простейшим делением на страны света Т и О карт. Первый дошедший до нас портолан датируется 1296 годом. Портоланы служили сугубо практическим целям, и как таковые мало заботились об учёте формы Земли.
Эпоха Возрождения и Новое время
В середине XIV века началась эпоха Великих географических открытий. Из-за этого обострился и интерес к картографии. Важные достижения картографии доколумбовского периода — карта фра Мауро (1459 года, эта карта, в некотором смысле придерживалась концепции плоской Земли) и «Земное яблоко» — первый глобус, составленный немецким географом Мартином Бехаймом.
После открытия Америки Колумбом в 1492 году в картографии новые успехи — появился целый новый континент для исследования и изображения. Очертания американского континента стали ясны уже к 1530-м годам.
Весьма помогло развитию картографического дела изобретение книгопечатания.
Следующая революция в картографии — создание Герхардтом Меркатором и Абрагамом Ортелиусом первых атласов Земного шара. При этом Меркатору пришлось создать картографию как науку: он разработал теорию картографических проекций и систему обозначений. Атлас Ортелиуса под названием Theatrum Orbis Terrarum был напечатан в 1570 году, полностью атлас Меркатора был напечатан только после его смерти.
Увеличению точности карт содействуют более точные способы определения широт и долгот, открытие Снеллиусом в 1615 году способа триангуляции и усовершенствование инструментов — геодезических, астрономических и часов (хронометров).
Хотя некоторые довольно удачные попытки составления больших карт (Германии, Швейцарии и т. д. ) были сделаны ещё в конце XIV и в XVII веках, однако только в XVIII в. мы видим большой успех в этом отношении, а также существенное расширение более точных картографических сведений по отношению к Вост. и Сев. Азии, Австралии, Сев. Америке и т. д.
Важное техническое достижение XVIII века — разработка способов измерения высот над уровнем моря и способов изображения высот на картах. Таким образом, появилась возможность снимать топографические карты. Первые топографические карты были сняты в XVIII веке во Франции.
Развитие картографии в конце XIX—начале XX веков
Лишь в конце XIX столетия стали производиться точные инструментальные съёмки на больших пространствах и издаваться настоящие топографические карты различных государств в крупных масштабах. К началу XX столетия съёмка мелкомасштабных топографических карт большинства государств ещё не была закончена. Полностью задачу построения мелкомасштабной карты мира удалось решить только к середине XX века.
История картографии в России
Уже в допетровскую эпоху в России было известно искусство составления географических чертежей, что доказывает «Большой Чертеж», начавший составляться ещё в XVI веке (по-видимому, по приказу Ивана Грозного) и значительно пополненный в XVII веке, но который до нас не дошёл (он имелся лишь в одном экземпляре); сохранился лишь комментарий к нему, «Книга Большому Чертежу». О старинных русских чертежах мы можем получить понятие из карты Сибири, составленной в 1667 году по приказанию воеводы П. И. Годунова (копия этой карты сохранилась в Стокгольмском государственном архиве), из сибирского чертежа Ремезова 1701 года и из нескольких чертежей отдельных местностей конца XVII в., сохранившихся в русских архивах. Что касается «Большого Чертежа», то он послужил для составления карты, над которой трудился царевич Фёдор Борисович Годунов и на основании которой были изданы в 1612-14 гг. карты Массы и Герарда в Голландии. Эти карты были первыми сколько-нибудь удовлетворительными генеральными картами России, хотя попытки к составлению таковых делались на Западе и ранее: известна, например, карта Бернардо Агнезе 1525 года, сохранившаяся в венецианском архиве и основанная на расспросных сведениях; карта Вида и особенно карта Герберштейна, который мог пользоваться отчасти и русским чертежом или, по крайней мере, русскими дорожниками.
Некоторые добавления к картографическим сведениям о России, особенно Сибири, были сделаны в XVIII веке — Витзеном и Штраленбергом но со времён Петра I начинается и история правильной русской картографии. Пётр I, интересуясь географией, посылал для съёмок геодезистов (Никиту Кожина и других) и морских офицеров и выписал из-за границы для издания карт граверов Шхонебека и Пикара. Картографические материалы в его время собирались в Сенат, секретарь которого Иван Кирилов был большой любитель географии; благодаря ему был издан первый русский географический атлас из 19 карт, в 1745 г.
Позже составление и издание карт перешло в Академию наук, которой при Екатерине II был издан более подробный атлас (в котором до 70 пунктов уже было определено астрономически). Множество картографических данных было собрано в эпоху Екатерины II путешественниками-академиками, а также благодаря начатому в это же время генеральному межеванию.
При Павле I составление карт перешло в военное ведомство и при Александре I приурочено к Главному штабу, при котором в 1822 г. был учреждён корпус военных топографов. К эпохе Александра I относятся первые триангуляции в России, исполнявшиеся сперва под руководством генерала Теннера, затем генерала Шуберта.
После основания Пулковской обсерватории, при Николае I, геодезия и картография в России сделали значительные успехи и заявили о себе такими крупными работами как измерение (под руководством Струве) дуги меридиана от Лапландии до устьев Дуная и составление (с 1846 г.) 3-хверстной топографической карты западных губерний. При Александре II листы этой карты стали поступать и в продажу, и в то же время была издана 10-верстная карта Европейской России, также ряд карт по Азиатской России (Кавказу, Средней Азии), многие специальные карты и т. д. ; с этого же времени возникла в России и частная картографическая деятельность.
Топограф
Специалист по описанию местности специальными условными знаками с применением методов, инструментов и приборов для измерений земной поверхности с целью ее графического отображения в бумажном и электронном виде. С древнегреческого языка слово топограф можно разделить на два слова τοπος (топо), что означает «место» и γραϕω (граф) соответственно – «пишу».
История топографии и специалистов топографов относит нас далеко назад в прошлое к истокам развития человеческой цивилизации. Описание местности (топография) графическими символами возникло ранее буквенных или даже фигуральных знаков в общении людей, на основе которых были составлены финикийский и в дальнейшем греческий и латинский алфавиты (Х – VIII века до нашей эры). Так буквы самого древнего финикийского алфавита состояли из целых слова «алеф», «бет», «гимель» означающих соответственно «бык», «дом», «верблюд» и так далее. При возникновении греческого алфавита за основу в обозначениях букв брали первые из них от финикийского алфавита. А смысл слов терялся и их звучание изменялось. Например:
Очевидно, что такие гипотезы показывают первичность происхождения специальных условных, можно сказать, топографических знаков в отношении того же латинского или греческого алфавитов.
Исторический очерк о профессии топограф
Любая географическая экспедиция не обходилась без специалистов, способных отображать места ее прохождения, какими являются топографы. Стоит заметить, что наибольшее развитие профессия топографа достигла при составлении карт для военного использования. Что касается России, то в середине XIX века составом Военно-топографического Депо (ВТД), организованном указом Павла I от 13.11.1796г. (Депо карт), во главе с генерал-майором П.А.Тучковым и по его инициативе стали создавать трех верстовую топографическую карту России.
В 1845 году военные топографы ВТД начали работы по созданию подробной трех верстной топокарты. Ее масштаб составлял три русских версты (3200 метров) в одном дюйме (25,4мм) в современных единицах измерениях это составляет 1:126000. С тех пор в советское время, наверное, соблюдая не только традиции, но и удобство такого масштаба для военных целей были составлены топографические карты «километровки» (масштаба 1:100000).
В разные периоды топографами ВТД выгравированы и созданы:
На сегодняшний день в подборке топографических карт по именам «Шуберта-Тучкова» можно наблюдать 796 листов.
Все эти результаты топографических работ были бы не возможны без топографов. Первой организацией для подготовки и проведения топографических съемок под руководством ВТД стал Корпус топографов (1822г.).
В 1832 году в штатном расписании Корпуса топографов (КТ) входили:
С 1866 года КТ был переименован в Корпус военных топографов (КВТ).
В настоящее время в составе Вооруженных Сил РФ состоит Топографическая служба.
Кто такие топографы
Создатели крупномасштабных топографических планов не больших участков местности это именно то, чем занимались топографы после выполнения наземной инструментальной съемки. Сфера интересов топографов состоит в полном наполнении топографических карт математически точным содержанием физической поверхности Земли и всей геометрии сооружений на ней с применением различных способов их изображений.
Частью топографической деятельности являются также инженерно-геодезические изыскания, геолого-разведывательные исследования в экспедициях, целью которых считается создание топографической основы для дальнейшего использования в сферах, определяемых заказчиками работ. География потребности в специалистах топографах распространяется практически на всю территорию страны. Если зайти на сайты по трудоустройству и взглянуть на географию вакансий, то можно увидеть, что называется от Калининграда до Камчатки, от севера Красноярского до Забайкальского и Краснодарского краев требуется топограф.
Отличия от смежных профессий
Отличие от родственных специальностей картографа и геодезиста заключается в следующем. Картографы считаются специалистами по конструированию средне и мелкомасштабных карт с первичных источников, исходных данных. Одними из таких источников считаются крупномасштабные топографические планы, графически оформленные после выполнения инструментальных съемок. На основании множества, а вернее сказать, необходимого количества таких топопланов и выполнялось ранее составление карт физической поверхности Земли разных масштабов. Основой для выполнения всех топографических видов съемок являются государственные геодезические сети с закрепленными пунктами в виде сигналов и центров с известными на них координатами в принятой системе отсчета. Вот именно создание такой геодезической основы для топосъемок, если хотите, прерогатива и обязанность геодезистов.
Понятно, что профессия геодезист более широкого профиля, предназначения и применения. Специалисты этой профессии участвуют в областях, решающих задачи высшей, космической, прикладной геодезии, геодезической астрономии и гравиметрии. А топографы – специалисты, скажем так, для построения локальных топографических карт. Однако, в настоящее время квалификационная подготовка топографов и картографов в сочетании с современными геоинформационными системами дают возможность применять свои знания в близкой друг другу и более востребованной отрасли картография и ГИС. При этом имеется шанс повышения квалификации в смежных геодезических специальностях.
Подготовка топографов и квалификация
На примере Корпуса военных топографов XIX века в России видно кто должен быть в составе и современного «корпуса» геодезистов и топографов. Да можно говорить о разных эпохах, новых технологиях, но офицерское образование имеет качественную сторону во все времена. И в советское время в отдельных случаях на высокоточные и ответственные топографо-геодезические работы привлекались, так называемые «офицерские» бригады из штатного состава работников с высшим и техническим образованием. Думается, что традиции составления «офицерских» бригад соблюдаются и в настоящее время. Все это сказано к тому, что специалисты геодезисты-топографы, картографы проходят хорошую школу подготовки в учебных заведениях страны.
Основными поставщиками специалистов топографов являются ведущие государственные высшие и среднетехнические учебные заведения геодезической и горнотехнической направленности. В некоторых учебных заведениях взамен специальности топография ввиду современного развития топографии и картографии, и их тесной связи между собой отдан приоритет картографической более глобальной специализации. При этом в отдельных колледжах при университетах, а также техникумах все-таки производят обучение и выпускают младших специалистов и техников-топографов.
Отдельно стоит отметить подготовку военных топографов в военных учебных заведениях для современных Вооруженных Сил РФ. Их обучение происходит в одном из структурных подразделений Военно-космической академии факультетом топографического, геодезического и картографического обеспечения.