מפה טופוגרפית

מפה טופוגרפית היא מפה המתארת את תבליט השטח. במפה טופוגרפית ביחד עם פרטי התבליט יופיעו פרטים נוספים כמו פרטי התכסית. במפות צבאיות הקרויות מפות שליטה, יופיעו מתחמים וצירים בעלי שמות קוד.

מפה טופוגרפית של הר הגעש קיסקה באלסקה (בצפון האי). ניתן לראות במפה גם את קווי הגובה של קרקעית הים שמופתה באמצעות סונאר

במפה בולטים קווי הגובה (בצבע אדמדם) המאפשרים למשתמש המיומן לדמות לעצמו את צורת פני השטח

קטע ממפה טופוגרפית. קווי הגובה מסומנים ברווח אנכי של 100 מטר. כל תחום גבהים מצוין בצבע שונה

המפה הטופוגרפית חייבת להיות ערוכה בקנה מידה. משורטטים בה פרטים לגבי צורתו החיצונית של שטח מסוים, כמו נתוני תבליט, תכסית, גבהים ונקודות גובה אקראיות, תוך הקפדה על פרופורציה בין העצמים ותיאור גודל יחסי שלהם עד רמת פירוט של בניינים, תעלות מים, מערות, הרים ומעיינות וכדומה.

המפה הטופוגרפית הראשונה שייצגה הפרשי גובה בעזרת קווי-גובה (אנגלית: contour lines) שורטטה לראשונה בשנת 1774 כחלק מניסוי צ'יהליון למדידת מסת כדור הארץ בידי הקרטוגרף צ'ארלס הוטון (Charles Hutton). מפה שהשתמשה בקווקוו (אנגלית: Hatching; צרפתית: Hachure) לשם ייצוג כיוון ותלילות המדרונות, שורטטה בשנת 1799 בידי יוהאן גאורג להמאן (גר'). השיטה השנייה הפכה למקובלת ביותר לאורך המאה ה-19. במאה ה-20, בעקבות פיתוח שיטות מדעיות לסקר גאוגרפי, חזרה שיטת קווי הגובה לשימוש עיקרי. בעשורים האחרונים, עם המעבר למערכות GIS התרחב מאוד השימוש באפקטים נוספים, כדוגמת הצללה. לשם כך מחושבת מידת ההצללה שתיווצר על פני התבליט, כאשר הוא מוטל עליו אור ממקור פיקטיבי, אחד או יותר. באופן מסורתי, מקור אור יחיד מוצב בצפון-מערב המפה.

כיום, המפה הטופוגרפית משמשת לשימושים אזרחיים וצבאיים שונים, כמו התמצאות בשטח וניווט בו, וככלי עזר בהכנה של הנחת תשתיות. שימושים אזרחיים ובהם תיור, איכון, התמצאות, וככלי עזר לפעילות צבאית ולהנדסה אזרחית.

תבליט

התבליט מתייחס לצורתו הגאולוגית של כדור הארץ.

צורות תבליט בסיסיות

• הר או גבעה – אזור שכל כיווניו הכלליים הם כלפי מטה. יופיע במפה לרוב כקו סגור בעל צורה שקרובה לאליפסה או עיגול.
• כיפה או פסגה – המקום העליון של ההר. יופיע במפה כעיגול סגור.
• שלוחה – צלע ההר או הגבעה, (שטח שבו שלושה כיוונים יורדים וכיוון עולה אחד). מיוצג במפה כרצף של קווים גליים.
• מכתש – בקע, ההפך מכיפה, (תוואי שבו כל הכיוונים עולים). יופיע במפה כעיגול או אליפסה.
• גיא או ערוץ נחל ("ואדי", מערבית: وادي) – ההפך משלוחה, (שטח שבו שלושה כיוונים עולים וכיוון יורד אחד). מיוצג במפה בדומה לשלוחה, כרצף של קווים גליים, אך בכיוון הפוך לשלוחה.
• אוכף – חיבור בין שני הרים או גבעות, (שטח שבו שני כיוונים עולים ושני כיוונים יורדים).

צורות תבליט מורכבות

• כיפה סמויה – כיפה שלא מופיעה במפה, מכיוון שהיא חוסה בצילה של כיפה גבוהה ממנה, והפרש הגבהים ביניהן פחות מקו גובה, (במפה של 1:50,000 פחות מ־10 מטרים), מה שלא מייחד לה קו גובה משל עצמה.
• קו רכס – קו דמיוני המחבר את ההרים ביחד.
• קו פרשת המים – קו רכס הגבוה ביותר באזור, שבו המים היורדים באזור מתפצלים לשני צדדיו, וזורמים לכיוונים מנוגדים.
• אגן ניקוז – תחום המנקז לתוכו את כל הגאיות שבאזור.
• קודקוד אגנים – כיפה ממנה ניתן לרדת לשלושה אגנים או יותר.
• מזלג ואדיות – חיבור בין כמה ואדיות, בירידה מהם מגיעים לאותו מקום, אבל בעליה אפשר לטעות, ולהיכנס לוואדי הלא נכון ולהגיע למקום אחר מהמתוכנן.

תכסית

תכסית מוגדרת כעצמים המכסים את פני השטח. השינוי בעצמים אלו מהיר וקל יותר מאשר בתבליט. תכסיתי שטח נפוצים הם: נחל, שדה, חורשה, בית, עמוד חשמל, שביל עיזים, כביש, פסי רכבת. לעיתים תכסיתי שטח מפריעים בתנועה כמו נחלים, בתים או יערות עבותים.

בניווט מקובל להבחין בין תבליט לבין תכסית, ולהעדיף להסתמך על התבליט בבניית ציר ניווט. זאת משום שמפה בלתי מעודכנת עשויה שלא לתאום את פני השטח מבחינת התכסית בהסתברות גבוהה יותר מאשר מבחינת התבליט.

קנה מידה

קנה המידה של המפה ביחס לשטח, הוא גודל השרטוט במפה ביחס לגודלו האמיתי בשטח. ככל שקנה המידה יותר גדול יחסית לשטח, המידע במפה יכול להיות מפורט יותר, דבר המקל על תיאור דקדקני יותר של השטח והעצמים שבו, וכן על ההתמצאות והניווט למשתמש במפה. ישנם כמה גדלים מקובלים לקנה מידה של מפות טופוגרפיות. בדרך כלל בניווט טופוגרפי רגיל מקובל להשתמש במפות של 50,000, שבהן ס"מ אחד במפה שווה ל־50,000 ס"מ בשטח (דהיינו 500 מטר). אך ישנן מפות בקנה מידה של 1:25,000 ואף 1:10,000. לציבור הרחב מופצות מפות טופוגרפיות, בקנה מידה שונה (עד 1:25,000), וברמת פירוט שונה.

במדינות דיקטטוריות ובאזורים רגישים מבחינה ביטחונית יש הגבלות על קנה מידה (וכתוצאה מכך רמת הפירוט) ועל סימון של מתקנים ביטחוניים, במפות המופצות בציבור, וזאת על מנת להקשות על אנשים לא מורשים לבצע פעולות בשטח.

רשתות ישראל

בישראל נעשה כיום שימוש במפות טופוגרפיות בשלוש רשתות של מערכות יחוס:

• רשת UTM האוניברסלית.
• רשת ישראל הישנה (OID) (מופיעה במפות החדשות באדום),
• רשת ישראל החדשה (NID) שנחשבת לחדשנית ומדויקת (מופיעה במפות החדשות בכחול).

מבחינה היסטורית רשת ישראל הישנה שהוקמה על ידי שלטונות המנדט הבריטי, חושבה על פי אליפסואיד CLARK ובהיטל קסיני סולדנר והגיעה רק עד מצפה רמון. מחלקת המדידות הממשלתית (כיום מפ"י) הרחיבה את הרשת עד לאילת, אבל נמצאו ברשת זו פגמים רבים ולכן הוחלט לעבור לרשת חדשה שתהיה מדויקת יותר ואפשרויות הבלבול בה נמוכות. רשת ישראל החדשה מבוססת על היטל מרקטור רוחבי המבוסס על מרידיאן העובר דרומית לירושלים. לערכי ה־X וה־Y ניתנו ערכים חדשים, באופן שלא יהיה ניתן להחליף בין הצירים (Y מתחיל בין 1 ל־2 ו־X מ־3 עד 8) ולא יהיה ניתן להחליף בין ערכים של שתי הרשתות. הבעיה העיקרית במעבר לרשת זו היא מאות אלפי נקודות טרינגואלציה שקיימות בשטח ומתאימות לרשת הישנה. כיוון שלא ניתן ליצור מודל מתמטי פשוט להמרה בין שתי הרשתות בדיוק גבוה (מתחת ל-10 מ'), ההמרה המדויקת בין הרשתות אפשרית רק על ידי חישובי הפרשים. תוכנה להמרה מדויקת כזו נכתבה על ידי המרכז למיפוי ישראל וניתנת לרכישה.

מקרא

מקרא של מפה טופוגרפית.

בכל מפה טופוגרפית יש מקרא של סימנים מוסכמים המסמלים עצמים במפה. בדרך כלל רוב הסימולים דומים בכל המפות. צבעים מוקצים לטיפוסי עצמים אופייניים, וסימנים מיוחדים מוקצים לעצמים שונים:

• דרכים: שחור ואדום. כביש ראשי – קווים שחורים במילוי אדום. כביש סוג ב' – קווים שחורים במילוי אדום לבן לסירוגין. דרך סלולה – שני קווים שחורים מקבילים, דרך עפר – שני קווים מקבילים ומקווקווים ושביל עיזים – בקו אחד מקווקו. מסילת ברזל – קו שחור עבה. תחנת רכבת – מלבן לבן במילוי שחור על גבי הפס. קו מתח גבוה – קו שחור שמשולבים בו עיגולים לבנים.
• מקורות מים. תכלת. נחל בקו תכלת. איתן – קווים רציפים. אכזב – קווים מקווקווים. מעין – נקודה כחולה. באר – נקודה מוקפת עיגול. בור – עיגול ריק. אגם – צורה סגורה בתכלת.
• צורות שטח. בחום. קווי גובה – קווים חומים, מדרון תלול – קווים קצרים מקבילים. מצוק – סמל של מצוק. אדמת טרשים, אדמה חולית וסחף נחלים בסימולי חום שונים.
• צמחייה: ירוק. ישנה הבדלה בין חורשה ובין מטעים של עצי פרי שונים (גפנים, זיתים ופרדסים).
• מבנים: שחור. בניין – ריבוע שחור מלא. בנין הרוס – מסגרת ריבוע שחור. מגדל – נקודה מוקפת עיגול. כמו כן ישנם סימולים לתחנת שאיבה, למחצבה, לבית כנסת עתיק, מנזר, כנסייה ואף גדר אבנים.

קווי גובה

קווי גובה הם בעצם קווי היטל של עצם מתלת־ממד לדו־ממד. בדוגמה מגדל חלול בגובה 30 מטר, קווי הגובה החיצוניים מתונים ואילו קווי הגובה הפנימיים קרובים ותלולים.

קו גובה במפה הוא קו שנקודת הגובה בו במפה היא שווה, קו גובה נסגר תמיד, בדרך כלל בצורה מעגלית לא סימטרית. קווי הגובה יכולים להשיק זה לזה (לדוגמה במצוק) אך הם לא יכולים לחצות זה את זה. הרווח בין קווי הגובה נקרא רווח אנכי שמיוצג ביחידות מטריות שלמות 1, 2, 5, 10 25, 50, בשטח מישורי משתמשים ברווח אנכי קטן ובשטח הררי משתמשים ברווח אנכי גדול, הרווח האנכי במפה הוא שיפוע ליניארי על אף שבשטח עצמו זה לא כך.

קווי גובה במפה משקפים את צורת התבליט וגובה העצמים כפי שהם בשטח, ונותנים מידע על תלילותו של השטח. קווי הגובה נותנים אפשרות להדמיה תלת־ממדית של השטח, במהלך הפוך ליצירתם. במפה של 1:50,000 כל קו גובה מציין רווח אנכי של 10 מטר, ואילו במפה של 1:100,000 כל קו גובה מציין רווח אנכי של 20 מטר. בכל מאה מטרים הקו מודגש יותר, וגובהו נרשם עליו. מדרון שתלילותו נמוכה מ-30° נקרא מדרון מתון, ותנאי התנועה בו נוחים, ואילו מדרון שתלילותו גבוהה מ־30° נקרא מדרון משופע, ותנאי התנועה בו לא נוחים.

• נקודת גובה – נקודה ציון הגבוהה ביותר בשטח.
• גובה מוחלט – גובה של נקודה בשטח יחסית לפני הים שנחשבים ל-0.
• גובה יחסי – הגובה שבין נקודה אחת למשנייה. יש למדוד גובה יחסי על מנת ליצור קו ניווט יעיל, שאין בו עליות וירידות מיותרות, או כדי לדעת האם נקודה אחת איננה מסתירה צפייה מנקודה שנייה ומותירה "שטח מת" מאחוריה.

מספרי הגובה, של קווי הגובה במפה, כתובים ישר לכיוון העלייה והפוך לכיוון הירידה, וכך אפשר להבדיל בין כיפה למכתש ובין שלוחה לואדי.

שרטוט מפה טופוגרפית

שרטוט מפה טופוגרפית יכול להעשות בכמה דרכים שונות:

• פוטוגרמטריה שבה מצולמים מהאוויר פני השטח, בתמונות נפרדות בחפיפה של 60% אחד מהשני, ולאחר מכן באמצעות חיתוך קרניים מעצמים זהים בתמונות החופפות יוצרים מפה. צילומים חופפים אלו גם מאפשרים לקבל מבט תלת־ממדי של השטח. (לסרטון),
• טאכימטריה, (מדידה מהירה) היא שיטת מדידה ידנית שבה באמצעות מכשירי מדידה שונים מודדים מנקודה לנקודה את המרחק, והזווית האופקית והאנכית גם יחד. שיטה שהדיוק בה גדול מאוד, שנעשה בה שימוש בעיקר לצרכים ספציפיים ולא יצירת מפה שלמה.
• מיפוי ממוחשב שנהוג כיום להשתמש בו כדוגמת DTM (מודל גבהים ספרתי) שבו יוצרים מודל גבהים באמצעות חישוב הגבהים וקווי הזרימה של הגאיות. יצירת מפת שטחים נראים באמצעות מדידת נראוּת מנקודות לנקודות אחרות עד שמגיעים לחישוב מפת קווי גובה. (לסרטון), ומיפוי באמצעות צילום לייזר.

הבסיס למפות הטופוגרפיות של ישראל הוכן באמצעים אנלוגיים, אך כיום עדכונן נעשה באמצעות מיפוי ממוחשב.

• הגוף המרכזי האחראי על תחום זה בישראל הוא המרכז למיפוי ישראל (מפ"י).

ראו גם

• טופוגרפיה
• שביל נט

לקריאה נוספת

• יסודות בקריאת המפה, מט"ח

קישורים חיצוניים

• מפות טופוגרפיות וצילומי לוויין של ישראל, אתר עמוד ענן
• מפות ותצלומי לוויין, אתר טראסרבר
• מפותבוואלה! אתר המפות הישראלי
• הדגמת עיצוב מפה טופוגרפית באמצעות אנימציה
• מפה טופוגרפית, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)