خطوط منحنی میزان (Contour lines)

خطوط منحنی میزان، خطوطی بر روی نقشه های توپوگرافی هستند که به طور فرضی بر روی سطح زمین ترسیم می شوند. این خطوط در تمامی بخش ها دارای ارتفاع یکسانی هستند و از اتصال نقاطی که دارای ارتفاع ثابت و یکسانی هستند به دست می آیند. ارتفاع خطوط به نسبت یک سطح مبنای مشخص (Datum) تعیین می گردد که معمولاً متوسط سطح آب های آزاد (M.S.L) به عنوان مبنای ارتفاعی آنها تعیین می گردد. نقشه های توپوگرافی، نقشه هایی هستند که از این خطوط برای نمایش ناهمواری های سطح زمین و کف اقیانوس ها و دریاها مورد استفاده قرار می گیرند. خطوط منحنی میزان (Contour line, isoline, Isarithm)، منحنی هایی هستند که دارای مقدار ثابتی بوده، در نتیجه این منحنی ها نقاطی با مقادیر یکسان را به هم متصل می نماید. این منحنی ها، یک مقطع افقی از یک تابع (x,y) سه بعدی به موازات صفحة x,y می باشد. در کارتوگرافی، یک خط میزان (که معمولاً contour نامیده می شود)، نقاط با ارتفاع برابر به نسبت یک مبنای ارتفاعی مشخص که معمولاً متوسط ارتفاع سطح دریا است (Mean Sea Level -M.S.L)، را به هم متصل می کند. یک نقشة منحنی میزان برای نمایش تغییرات یک عامل در یک محدودة فضایی استفاده می شود. به عنوان مثال نقشه های توپوگرافی که عوارض دره ها، تپه ها، کوه ها، وشیب های تند و آرام را نشان می دهند، خود به نوعی نقشه های کانتوری یا منحنی میزان هستند.

متساوی البعد در نقشه های منحنی میزان (Contour Interval)

متساوی البعد خطوط میزان در یک نقشه منحنی میزان، اختلاف بین دو خط منحنی میزان پی در پی در یک نقشه منحنی میزان است. میزان متساوی البعد یا فواصل پی در پی (Contour Interval) در تمامی نقشه ثابت و یکسان می باشد. معمولاً دو نوع متساوی البعد برای نقشه های توپوگرافی که از تکنیک منحنی میزان برای نمایش عوارض استفاده می کنند، وجود دارد، یکی متساوی البعد اصلی و دیگری فرعی که معمولاً با دو نوع نماد مختلف در نقشه های توپوگرافی نمایش داده می شود. در مناطقی که شیب بسیار کم می باشد بین منحنی های میزان های فرعی، منحنی های کمکی نیز در نظر گرفته می شود که از نظر مقدار عددی نصف منحنی های فرعی هستند.

شیب در ارتباط با آرایش منحنی میزان در نقشه های توپوگرافی

در نقشه های منحنی میزان، جهت گرادیان شیب (جهت با بیشترین شیب) عمود بر منحنی های میزان قرار می گیرد. البته در جهات دیگر نیز بردار های شیب قابل محاسبه و ترسیم می باشد. هنگامی که منحنی های میزان به یکدیگر نزدیک می شوند، شدت گرادیان افزایش یافته و نمایندة شیب تندتر و هنگامی که منحنی ها از هم دور می شوند، شدت گرادیان کاهش یافته و شیب آرام تر می گردد.

خطوط منحنی میزان، خطوطی مستقیم، منحنی و یا ترکیبی از این دو حالت هستند که از تماس یک صفحة فرضی افقی با سطح زمین ایجاد می شوند. آرایش این خطوط به استفاده کنندگان از نقشه اجازه می دهد که حالت و فرم و شکل تغییرات را تصور نموده و بسیاری از ویژگی ها و مشخصات سطح را تجسم نمایند. در ضمن به آنها این امکان را می دهد که بسته به نوع نقشه منحنی میزان عوارض موجود بر روی آن را نیز شناسایی و تصور نمایند. در صورتی که منحنی میزان نمایندة مقادیر ارتفاعی باشد، نوع خاصی از نقشه توپوگرافی ایجاد می گردد که امکان شناسایی عوارض و لندفرم های سطح زمین بدین صورت فراهم می گردد.

خطوط منحنی میزان بر روی مدل های سه بعدی نمایش دهندة سطوح نیز قابل ردیابی است، به طوری که فتوگرامتریست ها مدل های استرئویی که خطوط کانتوری بر روی آن وجود دارد را نمایش می دهند و یا آنکه با استفاده از میانیابی در سطوح به دست می آیند، نرم افزارهای کامپیوتری خطوط منحنی میزان را با استفاده از شبکه ارتفاعی محدودة مورد نظر ترسیم نموده و به صورت خطوطی نمایش می دهند.

خطوط منحنی میزان و نقشه های توپوگرافی (Topographic Map)

آیا تا کنون به آن خطوط مارپیچ بر روی نقشه هایی که به هنگام کوهنرودی استفاده می شود، توجه نموده اید؟ این خطوط مارپیچی بر روی این نقشه، خطوط کانتوری یا منحنی های میزان هستند. به طور ساده همان طور که مطرح شد، خطوط منحنی میزان، نقاط با ارتفاع یکسان بر روی نقشه را به هم متصل می نماید. اگر در جهت طولی یک خط را دنبال نمائید، در هر نقطه ای که انگشت شما بر روی خط قرار بگیرد، ارتفاع یکسانی از سطح آب های آزاد را دارد. در صورتی که در طبیعت در جهت خطوط کانتوری بر روی زمین قدم بزنید، شما در ارتفاع ثابتی باقی خواهید ماند و شیب در آن جهت صفر خواهد بود.

کاربردهای نقشه های منحنی میزان

خطوط منحنی میزان در فهم و شناسایی پروفیل ارتفاعی سطح زمین و خصوصاً شناسایی عوارض و لندفرم های سطح زمین در نقشه های توپوگرافی بسیار مهم و ضروری هستند. این اطلاعات در زمانی که بسیاری از کوهنوردان قصد انتخاب مسیری برای صعود به قلل کوه را دارند، مهم و ضروری است. زیرا انتخاب مسیر در میزان مصرف انرژی و نیز امنیت جانی آنها بسیار مهم و ضروری است. به غیر از کوهنوردی و طبیعت گردی که از این اطلاعات می توانند به خوبی استفاده نمایند، استفاده های حرفه ای بسیاری نیز در بخش نقشه برداری، جنگلبانی، مهندسی، معدن، زمین شناسی و شکار و بسیاری از زمینه های دیگر این نقشه ها دارای کاربردهای گسترده ای هستند.

علم توپوگرافی (Topograhy)

علم توپوگرافی، علم مطالعة ساختار ژئومورفولوژیکی و ناهمواری های سطح زمین در چشم اندازهای مختلف سطح زمین است. یک نقشه به همراه خطوط منحنی میزان ارتفاعی، یک نقشه توپوگرافی نامیده می شود. نقشه های توپوگرافی از تلفیق و ترکیبی از رنگ ها، سایه و روشن و منحنی میزان برای نمایش تغییرات ارتفاعی سطح ناهموار زمین بهره می برند. به طور خاص، نقشه های توپوگرافی چشم اندازهای سه بعدی سطح زمین را در یک فضای دو بعدی (نقشه) نمایش می دهند. که البته برای دیدن حالت سه بعدی عوارض نیاز به تصور و تجسم فرد استفاده کننده از نقشه وجود دارد که با گذراندان دوره های نقشه خوانی این قابلیت و توانایی در فرد ایجاد خواهد شد.

تاریخچه خطوط منحنی میزان

اولین نقشة شناخته شده که عوارض جغرافیایی بر روی آن قابل مشاهده بود، در رم باستان کشف گردید. این موضوع مربوط به هزاران سال قبل از آنکه کارتوگراف ها بتوانند بخش های وسیعی از سطح زمین را با استفاده از نقشه های مختلف نقشه برداری و ترسیم نمایند، است. خطوط منحنی میزان، به گونه ای که ما امروزه آنها را می شناسیم در اواسط قرن 18 میلادی مرسوم گردید. یکی از خدمات جغرافیدان آلمانی به نام الکساندر فون هومبولت معرفی این تکنیک به دنیای علمی آن زمان بود که بعداً به طور گسترده این نقشه ها در علوم مختلف مورد استفاده قرار گرفت.

آشنایی با الگوهای تکرار شوندة منحنی میزان در نقشه های توپوگرافی

بعد از ملاحظه و استفاده از نقشه های منحنی میزان، متوجه می شوید که الگوهای خاصی در این نقشه ها تکرار می شود. آشنایی با این فرم های تکرار شونده در نقشه های توپوگرافی به شما کمک می نماید تا بتوانید سریع تر نقشه های توپوگرافی را خوانده و تفسیر نمائید و همچنین امکان شناسایی و تفکیک عوارض و لندفرم های سطح زمین را برای شما فراهم می آورد. در این بخش مرور اجمالی بر روی الگوهای مهم موجود بر روی نقشه های منحنی میان خواهیم داشت.

1- حلقه های برجسته (Peak Ring)

حلقه های متحدالمرکزی که به سمت داخل خطوط دارای ارتفاع بیشتری هستند. این الگو معمولاً نمایندة برجستگی ها از جمله قلل و تپه ها می باشد. البته بر روی نقشه های توپوگرافی قلل معمولاً با یک علامت ضربدر x به همراه مقدار ارتفاعی آن قله نمایش داده می شود.

2- حلقه های فرورفته (Depression Ring – Sink)

گاهی اوقات، منحنی های بسته به سمت داخل دارای ارتفاع کمتری هستند که این الگو نمایندة چاله ها و فرورفتگیها در سطح ناهموار زمین می باشد. در این حالت معمولاً بیرونی ترین منحنی میزان را با علامت هاشور مشخص می نمایند که نشان دهندة گودال و یا فرورفتگی در سطح زمین است.

3- پرتگاه (Cliff)

زمانی که بر روی نقشه های توپوگرافی خطوط بسیار به هم نزدیک می شوند به گونه ای که به نظر می آید این خطوط به هم متصل شده اند، این الگو نمایش دهندة عارضة پرتگاه می باشد. بایستی توجه داشته باشید که برخی از پرتگاه ها بر روی نقشه توپوگرافی قابل نمایش نیستند که دلیل آن مقیاس نقشه و فواصل پی در پی یا Contour Interval نقشه است که امکان نمایش آنها بر روی نقشه های توپوگرافی نیست. در نتیجه بسته به مقیاس نقشه و متساوی البعد نقشه امکان نمایش پرتگاه ها بر روی نقشه های توپوگرافی وجود دارد.

4- دره ها (Valley)

زمانی که خطوط منحنی میزان از دره ها و یا آبراهه ها و مسیل ها عبور می کنند، الگویی شبیه به U و یا V لاتین پیدا می کنند. آبراهه ها و رودخانه ها نیز خطوط آبی رنگی هستند که از میان این الگوی V شکل و یا U شکل عبور می کنند. به طوری که آبراهه ها عمود بر خطوط منحنی میزان حرکت می کنند. حرکت آب بر روی سطح زمین از جهت گرادیان تبعیت نموده و در این جهت یعنی عمود بر خطوط منحنی میزان حرکت می کند. یک راه ساده برای تشخیص خط القعرها یا دره ها و معابر زهکشی آن است که اگر از منظر ارتفاع بالاتر به سمت ارتفاع پائین تر نگاه کنید دره ها به صورت منحنی های هفتی شکل دیده می شوند.

5- خط الرأس ها (Ridgeline)

خط الرأسها را می توانید به صورت قللی در نظر بگیرید که در جهت طولی امتداد پیدا کرده باشند. در مقابل قلل که بیشتر شبیه دوایر متحد المرکزی هستند که خطوط منحنی به سمت مرکز ارتفاع بیشتری پیدا می کنند، خط الرأسها همچون بیضوی های بسیار کشیده هستند که در جهتی خاص امتداد پیدا کرده اند. یک راه ساده برای تشخیص خط الرأسها آن است که اگر از سمت ارتفاع بالادست به سمت پائین دست شیب نگاه کنیم خط الرأسها را همچون خطوط هشتی شکل مشاهده می کنیم. خط الرأس ها و خط القعرها جهت معکوس یکدیگر را دارند در صورتی که از نظر فرم الگو شبیه یکدیگر هستند.

6- گردنه (Saddle )

بین دو قلة مرتفع در یک امتداد خط الرأس عوارض زین اسبی شکلی ایجاد می شود که به آنها گردنه یا saddle گفته می شود. فرم گردنه ها بر روی نقشه های منحنی میزان به صورت شکل زیر دیده می شود.