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.

История топографических работ

• Детализированные трехмерные макеты (сохранилось очень мало археологических находок) и рисованные планы (не сохранились; только упоминаются) местностей широко применялись в Империи Инков в XV—XVI веках на основе системы направляющих секе^[1][2], выходящих из столицы Куско. Как указывал в своём докладе^[3] (1571) испанский чиновник Поло де Ондегардо в каждом селении империи Инков были свои линии «секе», которые помечали все наиболее важные места и ваки, и чтобы удостовериться в этом он попросил, чтобы индейцы разных селений нарисовали ему эти линии на бумаге, что они и сделали. Измерение расстояний и площадей производилось с помощью универсальной единицы измерения — тупу.
• Впервые наземные съёмочные работы для изготовления топографических карт начали выполняться в XVI веке, хотя широкое распространение такого вида съемок на строго научной основе началось в XVIII веке. В Америке первые подробные съемки были проведены в ходе войны 1812 года.
• Первые съемки с воздуха (аэрофототопографические съёмки) были выполнены в 1910-е годы в ходе Первой мировой войны.
• Начало космического этапа съемок пришлось на конец 1960-х годов.

Выдающиеся топографы и геодезисты

• Алексапольский, Николай Михайлович (1887—1955)
• Алексеев, Яков Иванович (1872—1942)
• Артамонов, Николай Дмитриевич (1840—1920)
• Аузан, Андрей Иванович (1871—19??)
• Бларамберг, Иван Фёдорович (1800—1878)
• Болотов, Алексей Павлович (1803—1853)
• Витковский, Василий Васильевич (1856—1924)
• Вронченко, Михаил Павлович (1892—1855)
• Гедеонов, Дмитрий Данилович (1854—1908)
• Голицын, Сергей Михайлович (1909—1989)
• Картыков, Александр Николаевич (1868—19??)
• Кремляков, Павел Николаевич (1875—19??)
• Кусов, Владимир Святославович (1935—2009)
• Лаплас, Пьер-Симон (1749—1827)
• Лебединский, Николай Аркадьевич (1911-1940)
• Медзвецкий, Николай Афанасьевич (1868—1929)
• Ореус, Иван Иванович (1830—1909)
• Павлов, Никифор Демьянович (Дамианович) (1867—1929)
• Пастухов, Андрей Васильевич (1860—1899)
• Певцов, Михаил Васильевич (1843—1902)
• Померанцев, Иллиодор Иванович (1847—1921)
• Рафаилов, Пётр Алексеевич (1848 — после 1926)
• Рыльке, Станислав Данилович (1843—1899)
• Савицкий, Михаил Александрович (1838—1908)
• Стебницкий, Иероним Иванович (1832—1897)
• Страхов, Георгий Гаврилович (1874—1937)
• Струве, Василий Яковлевич (1793—1864)
• Теннер, Карл Иванович (1783—1869)
• Тилло, Алексей Андреевич (1839—1899)
• Ходзько, Иосиф Иванович (1800—1881)
• Цингер, Николай Яковлевич (1842—1918)
• Шарнгорст, Константин Васильевич (1846—1908)
• Фон Штубендорф, Отто Эдуардович (1837—1918)
• Шуберт, Фёдор Иванович (1758—1825)
• Шуберт, Фёдор Фёдорович (1789—1865)
• Щёткин, Николай Осипович (1860—1927)

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:

• при комбинированной съёмке не только аэрофотосъёмочные, но и все топографические работы (построение плановой и высотной основы карты, отрисовка рельефа и дешифрирование на фотоплане предметов и контуров) — выполняются непосредственно на местности;
• при стереотопографической съёмке в полёте производят аэрофотографирование и радиогеодезические работы по созданию съёмочного каркаса карты, на местности строят опорную геодезическую сеть, дешифрируют эталонные участки и инструментально наносят не отобразившиеся на аэроснимках объекты; остальные же процессы изготовления карты (построение фотограмметрических сетей, стереоскопическую рисовку рельефа и дешифрирование изображений) — осуществляют в ходе камеральных работ.

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:

• как дополнение обычных карт данными, не выражающимися при графическом или фотографическом воспроизведении местности;
• для особого выделения типов территорий или объектов, показанных на картах, что существенно при решении таких задач, как прокладка трасс каналов, дорог и трубопроводов, выборе участков под водохранилища, аэродромы и др.

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.

Примечания