ТОПОГРАФИЯ

(от τόπος — место и γράφω — пишу) — часть естествознания, имеющая предметом подробное изучение видимой физической поверхности суши в геометрическом отношении; этим отличается Т. от геодезии, которая занимается изучением общего вида всей земной поверхности. Различие геодезии и Т. легко понять из следующего простого примера. Пусть требуется подробно исследовать поверхность какого-нибудь физического тела. Вообще говоря, каждое тело представляет многогранник, ограниченный несколькими плоскостями. Сперва измеряют протяжения этих плоскостей и составляемые ими углы, затем приступают к подробному изучению каждой отдельной грани; заметив, что неровности и шероховатости граней состоят из сочетаний весьма разнообразных кривых поверхностей, определяют их по точкам, относя встречающиеся выпуклости и углубления к плоскостям, представляющим эти грани лишь в общих чертах. В этом примере определение общего вида тела и размеров его граней можно сравнить с определением общего вида земли, которым занимается геодезия; изучение же шероховатостей, выпуклостей и углублений каждой отдельной грани подобно исследованию неровностей и очертаний местных предметов на земной поверхности, составляющему предмет Т. Так как общий вид земли близок к сфероиду весьма больших размеров (см. Градусные измерения), то при подробном изучении частей земной поверхности, небольшие участки сфероида принимают за плоскость, к которой и относят все неровности рельефа. Такое допущение облегчает задачу Т. и позволяет пользоваться весьма простыми инструментами. Результаты подробного изучения земной поверхности представляются обыкновению в виде плана, т. е. графического изображения всех местных предметов на бумаге; поэтому съемка планов и составляет главную задачу Т. Семка производится особо назначенными к тому инструментами, правильное пользование которыми требует знания их устройства и умения исследовать и исправлять их недостатки, следовательно, помимо описания производства съемок, в Т. должно входить изучение устройства, исследования и употребления так наз.топографических инструментов, равно как умение устранять или ослаблять влияние неизбежных инструментальных погрешностей. Изучение земной поверхности в геометрическом отношении издавна составляло предмет заботы как отдельных лиц, так и правительств разных народов. Вспомним, что именно на поверхности суши почти исключительно сосредоточена вся деятельность человечества; от внешнего вида страны зависит и быт ее обитателей. Наибольшая часть наших познаний опирается на Т. и связанные с нею науки. Изображение местности необходимо не только естествоиспытателям, изучающим природу в обширнейшем значении этого слова, но также сельским хозяевам, промышленникам, инженерам и другим деятелям. Но нигде готовые изображения страны не имеют такого важного значения, как при военных действиях. Во всех других случаях можно отсрочить работу до составления нового изображения, или до исправления существующего; в военном же деле это немыслимо, так как современные войны возникают часто внезапно. Хотя огромные пространства всех просвещенных стран уже зарисованы и даже напечатаны, но по большей части это так наз. межевые планы, на которых показаны лишь границы владений и род угодий. В военное время не разбирают, кому принадлежит данный участок, или где поставлены межевые знаки; на театре военных действий всего важнее знать степень проходимости или недоступности данного пространства, что обусловливается главным образом неровностями поверхности, расположением гор, долин и рек, причем большое значение имеют не только непроходимые горные хребты, но и ничтожные складки местности, могущие служить прикрытием войск от взоров и выстрелов неприятеля. Вот почему государственные съемки производятся почти исключительно средствами и чинами военного ведомства. — Уже древние образованные народы составляли чертежи, первообразы современных топографических планов. К этому понудила, вероятно, настоятельная необходимость рыть канавы для орошения бесплодных участков и осушения болот. Подобные работы требовали предварительного изучения местности, чтобы определять относительные превышения отдельных точек. Впоследствии частные сведения сводились вместе и явились сплошные изображения целых стран. История сохранила имя греческого астронома и путешественника Птиеаса, уроженца Массилии (нынешняя Марсель), который в IV веке до Р. Хр. побывал во многих странах, посетил, по-видимому, даже Исландию и оставил сочинение, названное им "Периплюс", заключающее топографическое описание почти всех известных тогда областей, и к которому приложены чертежи и карты. Незнание истинного вида и размеров земли и грубость способов определения географических широт и долгот в древности не позволяли получать карт, удовлетворительно изображающих действительную поверхность суши, но собственно описания стран составлялись и тогда довольно точно и подробно. В настоящее время, за исключением приполярных областей, вся земная поверхность изучена в общих чертах, и ближайшею задачею исследования является именно подробное изучение отдельных стран. Все государства стремятся знать свои владения во всех подробностях, так как готовые карты служат основанием всех общественных и частных работ на местности. О производстве разных съемок см. Межевание, Мензула, Нивелирование, Съемка и др. Из сочинений по Т., кроме указанных в статье Геодезия, пользуются известностью: В. Н. Травин, "Руководство к низшей геодезии" (М., 1893—1898); Н. А. Богуславский "Курс геодезии" (СПб., 1897); Н. Д. Артамонов, "Курс низшей геодезии (СПб., 1899); A. Lehagre, "Cours de Topographie" (П., 1881) и Е. Prévot "Topographie" (П., 1900). — Новейшие сведения печатаются обыкновенно в физико-математических журналах; специально Т. посвящены: "Труды топографо-геодезической комиссии" (Москва) и "Zeitschrift für Vermessungswesen".

        научно-техническая дисциплина, занимающаяся географическим и геометрическим изучением местности путём создания топографических карт (См. Топографические карты) на основе съёмочных работ (наземных, с воздуха, из космоса). По одним представлениям, Т. — самостоятоятельный раздел картографии (См. Картография), охватывающий проблемы детального общегеографического картографирования территории, по другим — раздел геодезии (См. Геодезия), посвященный проблемам измерений на земной поверхности и по аэроснимкам (см. Фотограмметрия) для определения положения, формы и размеров снимаемых природных и социально-экономических объектов. В сферу Т. входят вопросы классификации, содержания и точности топографических карт, методики их изготовления и обновления и получения по ним различной информации о местности. В каждой стране все эти вопросы регламентируются собственными стандартами (связанными с хозяйственно-политическими факторами, организационно-техническими возможностями картографо-геодезических служб и характером ландшафтов), но поскольку в целом они достаточно близки, это позволяет создавать сопоставимые топографические карты. Периодическая модернизация данных стандартов, а также совершенствование базирующихся на них топографических условных знаков (См. Топографические условные знаки) и основных положений по отбору и обобщению элементов нагрузки карт (в соответствии с их масштабами и особенностями территории — см.Генерализация картографическая) составляют одну из важнейших задач Т.

         Первые съёмочные работы для изготовления топографических карт были выполнены в 16 в. Наземные съёмки, наглядно передающие размещение и особенности объектов местности и базирующиеся на точных инструментальных измерениях, получили развитие в 18 в., аэрофототопографические съёмки — в 1-й трети 20 в., космические — в последней трети 20 в. В настоящее время наземные методы применяются в Т. преимущественно на таких участках, картографирование которых другим путём нерентабельно из-за их малой площади или затруднительно по характеру территории. В первом случае производят мензульную съёмку (См. Мензульная съёмка), выполняемую целиком в натуре, во втором — для ряда горных районов — фототеодолитную съёмку (См. Фототеодолитная съёмка)(наземную фотограмметрическую), при которой часть работ ведут на местности с помощью фототеодолита, а часть — камерально на фотограмметрических приборах. Использование в Т. материалов космической съёмки (См. Космическая съёмка) пока ограничивается изготовлением обзорно-топографических и мелкомасштабных топографических карт преимущественно на неосвоенные и малоизученные территории полярных стран, пустынь, джунглей, выявлением и отбором по космическим снимкам таких участков земной поверхности, для которых обычная аэрофотосъёмка, с целью создания или обновления средне- и крупномасштабных топографических карт, должна быть поставлена в первую очередь. Основными в современной Т. являются аэрофототопографические методы (см. Аэрофототопография) — комбинированный и стереотопографический. При комбинированной съёмке (См. Комбинированная съёмка) не только аэрофотосъёмочные, но и все топографические работы, а именно: построение плановой и высотной основы карты, рисовка рельефа и Дешифрирование на фотоплане предметов и контуров, выполняются непосредственно на местности. При наиболее эффективной стереотопографической съёмке в полёте производят аэрофотографирование и радиогеодезические работы по созданию съёмочного каркаса карты, на местности строят опорную геодезическую сеть (См. Опорная геодезическая сеть), дешифрируют эталонные участки и инструментально наносят неизобразившиеся на аэроснимках объекты. Остальные процессы по изготовлению карты — построение фотограмметрических сетей (для развития её каркаса), стереоскопическую рисовку рельефа и дешифрирование аэрофотоизображения на всю территорию съёмки — осуществляют камеральным путём. Весьма важной задачей Т. является обеспечение сокращения полевых работ, в частности путём совершенствования региональных технологических схем топографической съёмки.

         Обновление топографических карт, то есть приведение их содержания в соответствие с современными требованиями и состоянием местности, представляет собой самостоятельный, всё более развивающийся метод Т. В зависимости от особенностей района применяют обновление периодическое (от 3—4 до 12—15 лет) или непрерывное; в обоих случаях оно должно базироваться на аэрофотосъёмке (См. Аэрофотосъёмка) и так называемых материалах картографического значения (землеустроительные и лесные планы, ведомости инвентаризации зданий в городах, лоции, линейные графики дорог, схемы линий электропередачи, справочники административно-территориального деления и др.), что позволяет выполнять основной объём работ камеральным путём. Дополнения и исправления при обновлении карт необходимы главным образом по социально-экономическим объектам ландшафта — населённым пунктам, дорогам, обрабатываемым угодьям. Обновленные карты должны иметь такую же точность, что и новые карты, полученные при съёмке в данном масштабе. Для целей обновления карт и в меньшей мере для их создания съёмочными методами, наряду с воздушным черно-белым или цветным фотографированием как основным средством получения информации о местности, стали применять фотоэлектронную аэросъёмку (См. Фотоэлектронная аэросъёмка) (в частности, радиолокационную).

         Современный этап развития Т. характеризуется внедрением средств автоматизации в дело создания топографических карт. Практически приемлемые результаты уже получены для процессов считывания с помощью ЭВМ информации с аэроснимков и её записи в цифровой форме, автоматизированного преобразования последней при составлении оригиналов карт (включая трансформирование из центральной проекции в ортогональную, рисовку рельефа в горизонталях, дешифрирование части объектов) на различных приборах и гравировании (или вычерчивании) оригиналов для издания. Наряду с изготовлением карт средства автоматизации применимы в Т. для построения так называемых цифровых моделей местности, то есть формализованных её моделей, представленных координатами и характеристиками точек местности, записанными цифровым кодом (например, на магнитной ленте) для последующей обработки на ЭВМ. Эти модели служат для: 1) дополнения карты данными, не выражающимися ни при графическом, ни при фотографическом воспроизведении местности (см. Фотокарты), но весьма важными при ряде изысканий и в первую очередь в целях землеустройства и городского строительства; 2) выделения содержащейся на картах информации (объектов того или иного вида, типов территории, комплекса сведений, существенных при решении таких инженерных задач, как выбор трасс каналов, дорог и трубопроводов, участков под водохранилища, аэродромы, лесопосадки и т.п.). Цифровая форма даёт также возможность кодирования и поиска необходимых материалов картографического значения при их сосредоточении в справочно-информационных фондах. Автоматизация дистанционных методов получения топографической информации позволила приступить к съёмке поверхности Луны и части планет с изготовлением блоков обзорно-топографических карт на большие площади, отдельных листов собственно топографических карт на избранные участки и крупномасштабных планов на местность вокруг пунктов посадки межпланетных автоматических станций и космических кораблей, а также по трассам луноходов.

         Лит.: 50 лет советской геодезии и картографии, М., 1967; Альбом образцов изображения рельефа на топографических картах, М., 1968; Подобедов Н. С., Полевая картография, М., 1970; Салищев К. А., Картография, 2 изд., М., 1971; Куприн А. М., Говорухин А. М., Гамезо М. В., Справочник по военной топографии, М., 1973: Картография с основами топографии, под ред. А. В. Гедымина, ч. 1—2, М., 1973; Соколова Н. А.. Фотограмметрические методы топографического картографирования, в кн.: Итоги науки и техники. Геодезия и аэросъёмка, т. 8, М., 1973; Лобанов А. Н., Аэрофототопография, М., 1971; Материалы Всесоюзной конференции по проблемам крупномасштабных топографических съёмок (Москва, 1973), М., 1974; Господ и нов Г. В., Сорокин В. Н., Топография, 2 изд., М., 1974; Гольдман Л. М., Совершенствование содержания топографических карт и планов, предназначенных для мелиорации земель, «Геодезия и картография», 1974, № 4; Салищев К. А., Картоведение, М., 1976: Поспелов Е. М., Картографическая изученность зарубежных стран, М., 1975.

         Л.М. Гольдман.