راه طولانی به کارتوگرافی مدرن

برای قرن ها نقشه برداری به نقشه برداری از جهان در حال تغییر کمک کرده است.با تکامل فناوری ، قابلیت های نقشه برداری ما نیز پیشرفت می کند. ما می توانیم شهر ، کشور ، سیاره و تا حدی – حتی جهان خود را ترسیم کنیم.

سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) ، اوج نهایی نقشه نگاری و فناوری مدرن ، به ما امکان می دهد مثل هرگز از دنیای خود نقشه برداری کنیم: از ارائه نقشه های نقشه های سه بعدی اقیانوسی گرفته تا یافتن نزدیکترین خشک کن.

این فناوری به طور غیر قابل انکاری چشمگیر است و نقشه برداری پایه و اساس آن است.

این پست شامل موارد زیر است:

 تعریف نقشه نگاری

 تاریخچه مختصر نقشه نگاری

 ابزار نقشه برداری مدرن

کاربردهای عملی نقشه برداری مدرن

نقشه برداری چیست؟

کارتوگرافی روشی است که از طریق آن نقشه ها مطالعه ، ایجاد و طراحی می شوند. تلاقی بین تمرین ، علم و هنر ، نقشه برداری اصول و استانداردهای عملی پشت نقشه ها و نقشه برداری را هدایت می کند .

با همپوشانی جغرافیایی ، علوم زمین ، توپولوژی و حتی سیاست ، نقشه برداری یک رشته کاملاً مقطعی است. با وجود این ، آن یک ایده محور دارد: مکان.

نقشه برداری به ما کمک می کند تا جایگاه خود را در جهان درک کنیم ، روابط موقعیتی را تجزیه و تحلیل کنیم و در مورد تأثیر جغرافیا بر زندگی روزمره خود تأمل کنیم.

توجه به این نکته مهم است که کارتوگرافی در بازنمایی های جهان ارائه می شود: نمایش هایی که با هدف نقشه و اهداف سازنده نقشه شکل می گیرند.نقشه ها دیدگاهی را منعکس می کنند ، دیدگاهی که لزوماً برای واقعیت دقیق نیست. وفاداری کامل همیشه هدف یک نقشه بردار نیست.در طول تاریخ ، از نقشه ها برای انعکاس وقایع جاری ، دستکاری سیاست و تجارت و حتی نشان دادن اعتقادات مذهبی استفاده شده است.

با گذشت هر سال ، نقشه برداری تکرار و گسترش می یابد ، و به صورت فن آوری های پیشرفته جغرافیایی وارد دوران مدرن می شود. گفته شد ، این کار به عنوان چیزی بسیار ساده تر شروع شد.در زیر ، به کاوش در سالهای اولیه نقشه برداری خواهیم پرداخت ، و پیشرفت در طول دوره ها را بررسی خواهیم کرد.

تاریخچه مختصر نقشه نگاری

نقشه کشی قدمت قرن ها ، حتی هزاره هاست. قدیمی ترین نقشه ها نقاشی های دیواری غار و لوح های سنگی است و تولید یک طرح قابل جستجو (هر چند هنوز هم تحریف شده) از جهان صدها سال طول کشید.

قالب مهم نیست ، تاریخ نقشه های جهان ما کاملاً جذاب است.

نقشه های باستانی

نقاشی غاری که تصور می شود نقشه باستانی شهر آناتولی است .

قدیمی ترین نقشه شناخته شده در جهان مربوط به هزاره 7 قبل از میلاد است.این نقشه باستانی که قصد داشت جزئیات و موقعیت شهر آناتولی را به تصویر بکشد ، روی دیوار غار نقاشی شده پیدا شد. با نمایش یک آتشفشان و 80 ساختمان ، عرض آن 9 فوت است و به عقیده برخی ، یک نقشه شهری است.

لازم به ذکر است که تفسیرهای مختلفی از این نقاشی ها وجود دارد. برخی معتقدند که “کوه” در واقع پوستی از پلنگ است و مربع ها یک طرح هندسی ماهرانه هستند. بدون داشتن شواهد اضافی ، تقریباً غیرممکن است که ادعای سختی را به طریقی یا دیگری مطرح کنید.به هر صورت ، این نقاشی عدم وضوح در بسیاری از نمایش های نقشه برداری را نشان می دهد. حتی اگر نقشه باشد ، وفاداری کلی به وضوح پایین است.ظهور نقشه برداری با وفاداری بالاتر اغلب به دانشگاهیان و فلاسفه یونان نسبت داده می شود.

یونانیان

اعتقاد بر این است که Anaximander ، فیلسوف یونانی ، اولین نقشه جهان منتشر شده را ایجاد کرده است . این نقشه مدتهاست که از بین رفته است ، اما تولیدات بر اساس توصیف از منابع ثانویه انجام شده است.

تولید مثل نقشه جهانی آناکسیماندر .واضح است که دقت این نقشه محدود بود. با این اوصاف ، این یکی از اولین تلاش های شناخته شده برای تصویرسازی دقیق کل جهان است.بطلمیوس ، یونانی دیگر ، کاملاً تصادفی پدر رشته جغرافیا شد.

بطلمیوس ، یک دانشگاهی با استعداد بالا ، با مشارکت در طالع بینی ، نجوم و ریاضیات ، وسواس داشت که ایده فال دقیق ایجاد کند. وی برای دستیابی به این هدف ، سیستمی از خطوط – طول و عرض جغرافیایی – را ابداع كرد كه بر روی آنها 10 هزار محل تولد را ترسیم كرد .این تلاش به طور ناخواسته اساس نقشه برداری را همانطور كه ​​امروزه شناخته شده است ، بنا نهاد.

عصر کاوش

عصر اکتشاف از قرن پانزدهم آغاز شد ، که تا حدی توسط اختراعات باورنکردنی مانند تلسکوپ ، قطب نما و ماده بعدی بوجود آمد.

نقشه جهان بر روی طرح Mercator

این انگیزه برای کاوش تقاضا برای نقشه های دقیق و دقیق جهانی است.مجله تایم به طور کامل این دوران را خلاصه می کند :

“در اواسط قرن شانزدهم ، آنچه که همه به آن احتیاج داشتند نقشه مسطحی بود که به ناوگان دریایی اجازه می داد مسافت های طولانی را با استفاده از یک خط مستقیم که انحنای سطح زمین را در نظر می گیرد ، ترسیم کنند.”این تقاضا ، نقشه کشان اروپایی را بر آن داشت تا نقشه های زمینی گسترده ای را جستجو کنند ، مناطق ناشناخته را کاوش کنند و دقیق ترین نقشه های دیده شده تاکنون را ایجاد کنند. در همین دوران بود که طرح معروف معروف مرکاتور ایجاد شد.

نقشه ها در دوران مدرن

نقشه ها با ظهور فناوری فضایی به طور قابل توجهی تکامل یافتند : با ظهور Google Earth ، زمینه جدیدی ایجاد شد .

نقشه های گوگل

ژو قیمینگ ، استاد و مدیر مرکز مطالعات محاسبات جغرافیایی در دانشگاه باپتیست هنگ کنگ ، کاملاً درباره این عصر جدید صحبت می کند:

“ما در حال یافتن روشهایی برای ارائه مکانهای فضایی هستیم که به معنای سنتی نقشه نیستند ، بلکه تجسماتی شبیه به نقشه هستند. نقشه ها هوشمندتر می شوند و جهان را با پارامترهای مختلف نشان می دهند.”

ابزارهای نقشه برداری گذشته شامل قطب نما ، ورق های مایلار ، پلانترها و تقسیم کننده ها است – همه آنها برای ایجاد نقشه های آنالوگ استفاده می شود. با محبوبیت بیشتر نقشه برداری دیجیتال ، ابزارهای مدرن نقشه برداری به طور قابل توجهی تغییر کرده اند.

ابزارهای مدرن نقشه برداری

ابزارهای نقشه برداری امروزه ، نقشه برداری را به ارتفاعات تازه ای رسانده اند ، بیشتر از نظر جزئیات و دقت ، اما گاهی اوقات کاملاً واقعی.نقشه برداری می تواند طیف گسترده ای از روش ها و ابزارها را به کار گیرد. در اینجا به چند مورد از رایج ترین ابزارها خواهیم پرداخت: عکاسی هوایی ، سنسورها ، GPS ، ماهواره ها و GIS .

عکاسی هوایی

تا زمانی که دوربین های مشابه وجود داشته باشند ، افراد سعی در جلب دوربین به آسمان دارند. تلاش های اولیه برای عکاسی هوایی شامل بالن ، بادبادک و حتی موشک بود.در سال 1860 ، قدیمی ترین عکس هوایی باقیمانده توسط جیمز والاس بلک گرفته شد و در یک بالون هوای گرم 2000 فوت بالاتر از بوستون قرار گرفت.

هواپیمای بدون سرنشین Phantom 3

اطلاعات بیشتر در مورد تاریخ جذاب عکس های هوایی را اینجا بخوانید .عکسبرداری هوایی مدرن اکنون به فن آوری پیشرفته مانند هلی کوپترها و هواپیماهای بدون سرنشین (پهپادها) متکی است – که در اصطلاح عامیانه به آن هواپیماهای بدون سرنشین می گویند.

هواپیماهای بدون سرنشین که قادر به رسیدن به ارتفاعات چشمگیر هستند و توسط ریموت دستی کنترل می شوند ابزاری خارق العاده برای عکاسی هوایی هستند. به ویژه برای نقشه برداری GIS ، سوابق بصری در مقیاس بزرگ و سازگار ، بررسی و تغییر را نسیم می کند.

اگرچه هواپیماهای بدون سرنشین هنوز هم نسبتاً گران هستند ، اما مانع ورود به اندازه کافی کم است که سازمان ها و حتی اکثر افراد می توانند در آن شرکت کنند.

حسگرها

حسگرها با تبدیل محرک ها (صدا ، نور ، گرما یا حرکت) به سیگنال های الکتریکی ، حوادث ، تغییرات و خصوصیات فیزیکی یک منطقه معین را تشخیص می دهند.

دستگاه بادگیر ZephIR 300M 

این سیگنال ها جمع آوری شده و سپس به دستگاه دیگری ، معمولاً به رایانه ، منتقل می شوند. به زبان ساده ، سنسورها داده های مربوط به سطح زمین را جمع آوری می کنند.

نمونه هایی از حسگرها عبارتند از:

دستگاه لرزه سنج: اندازه گیری حرکت زمینی

LIDAR: نقشه برداری هوایی مبتنی بر لیزر سه بعدی

سونار: تشخیص اشیا زیر آب از طریق انتشار صدا

از لحاظ نقشه برداری مدرن ، حسگرها در طراحی و ایجاد نقشه های دقیق و با کیفیت بالا مشارکت دارند.

از آنجا که حسگرها می توانند مقدار عظیمی از داده های دقیق را به طور منظم شناسایی و ثبت کنند ، آنها اغلب در پروژه های تشخیص تغییر استفاده می شوند. اساساً ، ایجاد یک نقشه از یک منطقه ، انتظار برای مدت زمان مشخص ، ایجاد نقشه دیگر و سپس مقایسه اختلافات.

GPS

سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) مجموعه ای از بیش از 24 ماهواره است که به طور منظم به دور زمین می چرخند و هرکدام سیگنال منحصر به فردی را ارسال می کنند.

GPS دستی Trimble Juno5 

گیرنده های GPS آن سیگنال ها را رهگیری می کنند و سه درجه بندی (اندازه گیری فاصله ای بین نقاط مختلف) را انجام می دهند: یک سیستم ناوبری بسیار دقیق را قادر می سازد.در ابتدا برای ناوبری در هواپیماها ، اتومبیل ها ، قایق ها و تلفن های همراه استفاده می شود ، GPS همچنین ابزار اصلی برای نقشه برداری زمین است.

نقشه برداری دیجیتال فراگیر بودن سیستم های GPS را امکان پذیر کرده است. کاربران می توانند از GPS برای ردیابی روندهای روزمره مانند ترافیک ، علامت گذاری مختصات برای مکانهای مشخص ، ترسیم مسیری از یک مکان به مکان دیگر و یافتن موقعیت مکانی خود در داخل نقشه استفاده کنند.

ماهواره ها

ماهواره ها اهداف گوناگونی را دنبال می کنند – از جاسوسی بر روی دشمنان خارجی ، تا ردیابی هوا و بهبود خدمات سلول یا همانطور که در بالا ذکر شد – شبکه GPS را قادر می سازد.

ماهواره

از نظر نقشه برداری ، ماهواره ها به روزرسانی های سازگار و گسترده در سطح زمین را امکان پذیر می کنند.

به برنامه های مدرن مانند Google Earth یا cloud GIS tools فکر کنید . همه اینها به داده های مکانی دقیق به ماهواره ها اعتماد می کنند .

ماهواره ها سرعت و دامنه جمع آوری اطلاعات نگاشتی را افزایش داده اند. نظرسنجی هایی که یک ماه به طول انجامید اکنون می توانید در چند دقیقه انجام دهید.

با ضبط مداوم تصاویر سطح زمین ، ماهواره ها امکان ایجاد هزاران نقشه ، اگر نه میلیون ها نقشه را فراهم کرده اند – مورد استفاده در کشاورزی ، تاسیسات ، جنگلداری ، علوم زمین ، تغییرات جهانی و برنامه ریزی منطقه ای.

سیستم های اطلاعات جغرافیایی(GIS)

سنسورها ، GPS و ماهواره ها روشهایی هستند که از طریق آنها می توان داده ها را جمع آوری کرد.

این دستگاه ها کاملا پیشرفته هستند. با این حال ، به عنوان یک قاعده کلی ، آنها توانایی نمایش ، سازماندهی و مدیریت داده های جمع آوری شده را ندارند.

  

GIS راه حل ایده آل را ارائه می دهد.

GIS نرم افزاری مبتنی بر مکان برای مشاهده ، سازماندهی ، تجسم و تجزیه و تحلیل داده های مکانی است. GIS به کاربران کمک می کند تا داده های خود را درگیر کنند ، و درک بهتری از الگوها و روابط مبتنی بر موقعیت را فراهم می کند.

سیستم عامل های قدیمی GIS ، که از دهه 1980 سرچشمه می گیرند ، ابزاری برای تجزیه و تحلیل علمی سطح بالا و تجسم داده ها فراهم می کنند. این برنامه ها اغلب مبتنی بر دسک تاپ هستند و به نصب محلی نیاز دارند – اگرچه برخی از آنها برنامه های تلفن همراه را ارائه می دهند.

در دهه گذشته ، سیستم های GIS ابر شیوع بیشتری یافته اند. سیستم های Cloud GIS سطح یکسانی از تحلیل عمیق علمی را ارائه نمی دهند. با این حال ، آنها به طور قابل توجهی دوستانه تر از تلفن همراه هستند – به کاربران امکان می دهد هر کجا که می روند GIS را با خود ببرند .

کاربردهای عملی نقشه نگاری مدرن

بیشتر مردم به طور روزمره با محصولات کارتوگرافی مدرن ارتباط برقرار می کنند.

برنامه های زیادی را در تلفن خود در نظر بگیرید. چه تعداد از آنها به خدمات مبتنی بر مکان متکی هستند؟ برنامه های پیمایش مانند Google Maps و Waze ، خدمات سواری مانند Uber یا Lyft و برنامه های تحویل غذا مانند DoorDash همه نوعی ملفه نقشه برداری دارند.

همانطور که گفته شد ، نقشه برداری مدرن فراتر از یافتن موقعیت مکانی شما روی نقشه است. هوش مکانی ، مدل سازی سه بعدی و ایجاد نقشه در زمان واقعی همه در استفاده از ابزارهای نقشه برداری مدرن است.

اطلاعات مکانی

اطلاعات مکانی

هوش مکانی ، همچنین به عنوان هوش مکانی شناخته می شود ، به کاربران کمک می کند تا بینش کنند و روابط معناداری را در داده های فضایی کشف کنند.

هوش مکانی از بنیان GIS پدیدار شد و برای کمک به سازمان ها و شرکت ها در درک داده های موقعیتی استفاده می شود.

برنامه های عملی برای هوش مکانی شامل ارزیابی ریسک ، بهینه سازی تحویل ، پیکربندی قیمت و توسعه استراتژی برای کسب یا گسترش است.

مدل سازی سه بعدی

LiDAR ، یکی از ابزارهای مدرن نقشه برداری که در بالا ذکر شد ، در ایجاد نقشه ها و مدل های سه بعدی ضروری است. LiDAR برای اندازه گیری فاصله به نور لیزر متکی است.

ابر نقطه خرابی شیب در دره سنسویکیو

یک پالس لیزر آزاد می شود ، به سمت بیرون حرکت می کند ، به جسمی برخورد می کند و سپس به عقب برمی گردد مشابه سونار ، فاصله با مدت زمان بازگشت پالس ها اندازه گیری می شود.

از آنجا که نور به طور باورنکردنی سریع و از همه جهات به طور همزمان حرکت می کند ، اسکن های LiDAR ابرهای نقطه ای تولید می کنند.

ابرهای نقطه ای که از میلیون ها نقطه جداگانه تشکیل شده اند ، نقشه های سه بعدی بسیار مفصلی هستند. تعداد زیاد نقاط داده به این معنی است که اسکن های LiDAR می توانند نقشه های سه بعدی از کلانشهرهای شلوغ تا گراند کانیون ایجاد کنند.

نقشه برداری در زمان واقعی

فناوری Cloud نگاشت را در زمان واقعی فعال کرده است.در مقابل نرم افزارهای نصب شده محلی ، از طریق هر مرورگر وب می توان به سیستم عامل های GIS مبتنی بر cloud دسترسی داشت. این بدان معنی است که هر دستگاه متصل به اینترنت می تواند برای مشاهده و تعامل با یک برنامه مشخص استفاده شود.

نقشه برداری دیجیتال در زمان واقعی ، فعالیت های باورنکردنی را امکان پذیر می کند – از بازرسی از ابزار ، تا تماشای نزدیک شدن راننده Uber به محل حمل و نقل.

جدا از تعداد بسیار جذاب برنامه ها ، نقشه برداری در زمان واقعی به عنوان شگفت انگیزترین نشانگر میزان نقشه برداری است. از ابتدای نقشه های غار گرفته تا ایجاد نقشه های زنده متناسب با تقریباً هر هدف ، پیشرفت های فناوری واقعا حیرت انگیز است.

خلاصه

نقشه برداری موضوعی غنی و ریشه ای عمیق تاریخی دارد.نقشه کشی مدرن بر پایه ای قرار دارد که قدمت آن به هزاره قبل باز می گردد و هر سال که می گذرد رشد و تکامل خود را ادامه می دهد.با داده های حاصل از هواپیماهای بدون سرنشین ، ماهواره ها و حسگرها ، به علاوه قابلیت های قوی نرم افزار نقشه برداری GIS – آینده نقشه برداری نویدبخش خوبی است.