TOPOGRAFİK HARİTALARIN TASARIMI Topografik Harita? Yapay objelerin akar ve durgun suların, arazi engebesinin, bitki örtüsünün ve yön tayini için gerekli diğer önemli objelerin gösterimini ana konu alan kartografik ürünlere topografik haritalar denir. Kullanım alanları Öğretim alanında nda: Öğretim kurumlarında derslerde, güncel olayların oluş yerlerinin açıklanmasında vb. Yön n tayini içini in: Dağcılık, ralli gibi gezi sporlarında, askeri operasyonlar, vb. İdare ve planlama alanında nda: Taşınmaz mal hukukunda kadastro amaçlı olarak, arazi ve orman ekonomisinde, sulama, kurutma ve yol projelerinin gerçekleştirilmesinde, şehircilikte ve çevre planlamasında Bilimsel alanlarda: Yer bilimlerinde (coğrafya, jeoloji, jeofizik, jeomorfoloji), çevre tarihi araştırmalarında, trafik mühendisliği alanında vb. : Tematik haritalar için altlık olarak 1
Türleri Temel topografik haritalar, plan haritalar 1:10 000 ölçeğine kadar Genel topografik haritalar 1: 1 000 000 ölçeğine kadar Coğrafi haritalar (Fiziki Harita) 1:1 000 000 dan küçük ölçeklerde Yerleşim birimleri 1:5000 ölçeğine kadar binaların kullanım amaçları kat adedi vb gösterilebilir. Yerleşim birimleri 1:10 000 ölçeğine kadar planimetre koruyarak gösterilebilir. 1:25 000: bloklar halinde planimetre benzeri gösterime geçiş... bazı yapılar hariç kullanım amaçları gösterilmez. 1:200 000 ölçeğine kadar tek binalar gösterilebilir. 1:300 000 den itibaren binalar gösterilmez, yerleşim merkezi yapılaşmanın dış sınırı ile gösterilir. 1:500 000 den itibaren yerleşim merkezleri nokta işaretlerle gösterilir. Yerleşim bölgelerinin haritaya aktarımında objelerin öncelik sırası: 1. jeodezik noktalar, demiryolları, ana caddeler 2. diğer cadde ve sokaklar, akar ve durgun sular 3. bina ve diğer yapılar 4. arazi engebesi, bitki örtüsü biçimindedir. 2
1:25 000 1:100 000 1:250 000 3
1:500 000 1:1 000 000 4
Yollar 1:5000 ölçeğine kadar yollar yarma ve dolguları ile ölçekli (planimetre koruyan) olarak gösterilebilir. Daha küçük ölçeklerde sınıflandırılarak, genişlikleri abartılarak gösterilir. (konum koruyan gösterim) Akarsular 1: 5 000 ölçeğinde genişliği 2 m olan dere ve çaylar çift çizgi ile gösterilir. Akarsu, göl ve denizlere ait kıyı çizgileri ölçeğin izin verdiği ölçüde planimetre koruyan ya da planimetre benzeri olarak gösterilir. Renkli üretimde mavi renk ve mavi dolgu kullanılır. Ölçek küçüldükçe genelleştirme etkisi hissedilir (eleme ya da abartma). Bitki Örtüsü Gösterimi Orman, bağ, bahçe, bataklık ve çayır gibi özelliklere sahip alanlar yönetmeliklerde kendileri için tasarlanmış işaretlerle gösterilirler. Ölçek küçüldükçe işaret yerine yalnızca renk kullanılmaya başlanır, sınıf sayısı azaltılır. 1: 500 000 ölçeğinden itibaren yalnızca ormanlar gösterilir. 1: 1 000 000 ölçeğinden itibaren bitki örtüsü gösterimi hemen hemen hiç yapılmaz. 5
Karakteristik objeler Arazide göze çarpan ve bu nitelikleriyle özellik arz eden objeler vardır ki, bunların gösterimleri yön tayini bakımından oldukça önemlidir. Bu tür obje örnekleri: Anıtlar, fener, radyo ve televizyon antenleri, mağaralar, kamp yerleri, jeodezik noktalar, taş sütunlar, su kuleleri, değirmen, vb. olabilir. Ayrıca varsa çit, su bendi (geçilebilir ve geçilmez), petrol bölgeleri, küçük hava alanları, spor sahaları, vb. de gösterimi yapılmalıdır. Obje gösteriminin presizyonu Kartografik çizim presizyonu 0.15 mm dir. 1 015. M Ö = mobje = m 0 = ± ( m ) M 1000 1:5 000 >> 0.75 m 1:25 000 >> 3.75m 1:100 000 >> 15m! Gerçek konum hatası ise genelleştirme (abartma ve öteleme) nedeniyle yukarıda hesaplanan değerlerin bir kaç katı kadardır. Yeryüzünün gösterimi Yeryüzünün kartografik gösteriminde amaç, arazinin engebe durumunu geometrik bakımdan kusursuz, mümkün olduğu kadar gerçeğe uygun biçimde yansıtmaktır. Bu problemin çözümü uzun süre kartografyanın en önemli uğraşlarından birini oluşturmuştur. Yeryüzü üç boyutlu ve devamlılığı olan bir objedir. Yeryüzünün kesiklik gösteren yerleri kayalıklar ve şev kenarlarıdır. 6
Büyük ölçeklerde Yükseklik eğrileri Küçük ve orta ölçeklerde Yükseklik katmanları Tarama Gölgeleme Tarama yöntemi 7
Sakıncaları 1. Harita yüzeyinin çok sayıda çizgi ile yüklenmiş olması nedeniyle okunaklılığın azalması, 2. Engebesini sık tepe ve çukurların oluşturduğu arazilerin gösterimine uygun olmaması, 3. Diğer objelerin gösterimi için kullanılan işaretlerle uyum göstermemesi, 4. Çizimin çok fazla zamana gereksinim göstermesi, 5. Özellikle kotu yazılmamış noktaların yüksekliklerinin bulunmasına imkan vermemesi. Gölgeleme Gölgeleme arazinin plastik olarak canlandırılmasına en uygun yöntemdir. Geometrik olarak ise tamamen yetersizdir. Üstünlükleri Arazinin plastik olarak canlandırılmasına olanak sağlaması Detayların gösterimine uygun olması Yükseklik eğrileri ile gösterim ile birlikte kullanılabilmesi Büyük ve orta ölçekli haritalarda kullanılabilmesi Zayıflıkları Arazi eğimi ve geometrisi hakkında yeterli bilgi sağlayamaması, Herhangi bir noktanın yüksekliği hakkında kesin bilgi verememesi, 8
Yükseklik eğrileri Aynı yükseklikteki arazi noktalarının üzerinde bulunduğu düzlemlere nivo yüzeyleri denir. Nivo yüzeylerinin arazi yüzeyi ile arakesitleri ise nivo çizgileri adını alır. Belli bir nivo yüzeyi referans yüzeyi olarak alınırsa bu yüzeyin yukarı kısmında kalan eğriler yükseklik eğrileri aşağı kısmında kalan eğriler derinlik eğrileri olarak isimlendirilmektedir. Referans yüzeyi olarak genellikle ortalama deniz seviyesi alınır. Yükseklik eğrileri, referans yüzeyinden eş yükseklikteki komşu arazi noktalarının birleştirilmesi ile oluştuğu düşünülen eğriler olarak tanımlanabilirler. 9
10
Yükseklik eğrisi aralığı Yükseklik eğrileri ile arazi rölyefinin gösteriminde, komşu iki eğrinin temsil ettiği yükseklik değeri arasındaki farka yükseklik eğrileri aralığı denir. Bu aralık birbirlerine komşu tüm eğriler için eşitse, o zaman eş yükseklik eğrilerie söz konusudur. E. Imhof ideal yükseklik eğrisi aralığı (A) için aşağıdaki formülü vermektedir. M A = n log n tanα max (m) n = + 100 1 α max M : haritası yapılan bölgedeki arazi eğiminin en büyük değeri : haritada ölçek faktörünü temsil etmektedir. 11
Tablo 1: Arazi türleri ve ölçeklere göre yükseklik eğrileri aralığı (m) M 2 000 5 000 10 000 25 000 50 000 100 000 200 000 a 2 5 10 20 30 50 100 b 1 2 5 10 15 25 50 c 0.5 1 2 2.5 5 10 10 a : fazla engebeli arazi ( α max = 45 ) b : hafif engebeli arazi ( α max = 25 ) c : düz arazi ( α max = 10 ) Çoğu kez, beş yükseklik eğrisinden biri diğer dört eğriye göre daha kalın bir çizgi ile gösterilir (ana eğri ya da rakamlı eğri) Bu eğrinin yükseklik değeri m cinsinden eğri üzerinde yaklaşık 20cm aralıklarla yazılır. Bu yazımda rakamların üst tarafları arazinin yükselen tarafını göstermektedir. Tüm ülkeyi kaplayan bir topografik harita takımı için sabit bir eş yükseklik eğrisi aralığı saptamak, haritası yapılacak bölgenin büyüklüğü nedeniyle mümkün değildir. Düz arazi kesimlerinde ana yükseklik eğrileri yanısıra ara yükseklik eğrileri veya yardımcı yükseklik eğrileri denilen başka eğrilerin de gösterimi yapılabilir. Bu eğriler genellikle kesik çizgilerle temsil edilir. Ara ve yardımcı yükseklik eğrileri gösterimi, arazinin morfolojik yapısı hakkındaki bilgilere bir katkıda bulunuyorsa anlam taşır. 12
Yardımcı eğri (1/2) Yardımcı eğri (1/4) Kayalık Gösterimi En küçük aralık Yükseklik eğrilerine ait en küçük eş yükseklik değeri, 1mm aralıkta görülebilen veya okunabilen en fazla çizgi sayısına (k) bağlı olarak M tan α max A= 1000k ( m ) k genellikle 2 olarak kabul edilir. 13
Özellikler 1. Aynı eş yükseklik eğrisi üzerinde alınan her noktanın yüksekliği (ya da kotu) aynı değerdedir. 2. Farklı yükseklikleri ifade etmeleri nedeniyle eş yükseklik eğrileri birbirlerini kesmezler ve dolayısıyla bir eş yükseklik eğrisi ikiye ayrılmaz. Kesişme söz konusu ise, o noktada iki ya da daha fazla farklı yükseklikteki arazi noktası aynı yatay konuma sahiptir demektir. Çok dik (arazi eğim açısı 90 0 civarında) arazilerde bu durum söz konusudur. Anılan duruma doğal topografyada çok sık rastlanmaz. 3. Eşit yatay aralıklı eş yükseklik eğrileri, temsil ettikleri arazi eğiminin düzgün artan olduğunu gösterir. Eş yükseklik eğrilerinin arasının açılması daha az eğimli, sıklaşması daha fazla eğimli arazi demektir. 4. Değerlerinin artış yönünde aralarındaki yatay uzaklık artan eş yükseklik eğrileri dış bükey, buna karşın aralarındaki yatay uzaklık (dolayısıyla haritada optik olarak izlenen uzaklık) azalan eş yükseklik eğrileri iç bükey bir araziyi ifade ediyorlar demektir. 5. Birbirini izleyen iki eş yükseklik eğrisinin biri üzerinde alınan bir noktayı diğer eş yükseklik eğrisine birleştiren en kısa yatay uzaklık çizgisi bu iki nokta arasındaki en büyük arazi eğimi doğrultusunun gösterir. 6. Kartografik gösterimde yerine kullanıldıkları devamlılık gösteren objenin yapısı gereği, eş yükseklik eğrilerinin her biri kendi üzerinde kapalı eğrilerdir. 7. Küçük iç içe kapalı eş yükseklik eğrileri bir çukur ya da bir tepe gösteriyorlar demektir. Birbirini izleyen eş yükseklik eğrilerinin her birinin toplam uzunluğu kısalıyor, buna karşı ifade ettiği yükseklik değerleri artıyorsa tepe, tersi durum söz konusu ise çukur gösteriyorlar demektir. 8. Eş yükseklik eğrileri su toplama (örneğin akarsu vadisinin en derin noktalarının birleştiren eksen) ya da su dağıtma çizgilerini (sırt çizgileri) dik keserler. Sakıncalar Yeryüzü rölyefinin geometrisini en iyi biçimde gösteren yöntem olmasına karşın, yükseklik eğrileri gösterimi ile yeryüzü rölyefinin ifade edilmesinin bazı eksiklikleri de vardır: Yeryüzünün plastik olarak canlandırılması zordur. Yükseklik eğrilerinin arasında kalan arazi biçimleri hakkında bilgi verilemez. 14
Genelleştirme Genelleştirmede eğriler tek tek dikkate alınmaz. Bu nedenle eğrilerin birbirlerine göre olan konumlarının korunması gereklidir. Bölgesel olarak tek bir eğride rastlanılan ufak kavisler (kurblar) yok edilir. Eğriler birbirine dokunmamalıdır. Çukurların mümkün olduğu kadar gösterilmesine çalışılmalıdır. Yükseklik eğrilerinin presizyonu Yükseklik eğrilerinin geometrik doğruluğu hakkında fikir veren ölçütler yükseklik ve konum hatasıdır. Yükseklikle ilgili karesel ortalama hata C. Koppe tarafından 1902 yılında ortaya atılmıştır. m = ± h ( a + b tanα ) m ( b a ) l = ± + cotα 1:5000 ölçekli haritalar için Almanya m h = ± ( 0. 4 + 5tan α) ( m ) İsviçre m h = ± ( 0. 4 + 3tan α) ( m ) Renklerin Yeryüzü Gösteriminde Kullanılması Bu yöntemde belli iki yükseklik eğrisi arasında kalan alan haritada aynı renkle doldurulur. Böyle bir gösterim sonucu oluşan renkli şeritlere renkli yükseklik katmanları ismi verilir. Denizlere ait derinlik katmanların gösteriminde ise derinlik arttıkça beyazlık değeri düşen (koyulaşan) mavi renk kullanılmaktadır. 15
Yükseklik aralığı (m) Renk 0-100 mavimsi yeşil 100-200 sarımsı yeşil 200-500 sarı 500-1000 açık kahverengi 1000-2000 kahverengi 2000-4000 kımızımsı kahverengi 4000 den fazla kahverengi kırmızı Birden çok yöntemin kullanılması Buraya kadar sözü edilen yöntemlerden bir kaçı beraberce uygulanarak, arazi rölyefinin plastik olarak canlandırılması amaçlanır. Büyük ve orta ölçekli haritalar için yükseklik eğrileri ve tarama yükseklik eğrileri, gölgeleme Küçük ölçekli haritalar için Renkli yükseklik katmanları ve tarama Yükseklik eğrileri ve gölgeleme Renkli yükseklik katmanları ve gölgeleme 16
17
18
Yeryüzünün Modellenmesi Sayısal ortamda yeryüzü yüksekliği ve konumu bilinen noktalarla tanımlanan bir yüzey olarak ifade edilir. Bu yüzey Sayısal Arazi Modeli (SAM) ve Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) olarak tanımlanır. Doğrudan arazide ölçülmüş noktalarla tanımlanan model SAM, türetilmiş noktalarla tanımlanan yüzey SYM olarak ifade edilir. Ancak literatürde bu kesin bir ayırım yoktur. Arazi yüzeyi, düzensiz üçgenlerin oluşturduğu bir yüzey ile ya da (Üçgen Model) düzenli bir grid oluşturan noktalar ile tanımlanır. (Grid Model) Üçgen Model Düzensiz Üçgen Ağ (Triangulated Irregular Network) olarak da adlandırılır. Yüzey üzerinde rasgele dağılmış noktalardan mümkün oldukça eşkenara yakın üçgenler oluşturularak yüzey tanımlanır. Üçgenlerden oluşan bu yüzeyden, enterpolasyonla eşyükseklik eğrileri elde edilir, hacim hesapları yapılır, gölgelendirme, renk katmanları vb gösterimler elde edilir 19
Üçgenleme Delaunay Üçgenleme yöntemi ile yapılır. Bu şekilde tanımlanan üçgenleri oluşturan noktaların hiç biri bir başka üçgenin çevrel çemberinin içinde yer almaz. Arazi yüzeyindeki karakteristik çizgiler Su toplama ve dağıtma çizgileri Arazinin kesintiye uğradığı şevler Karakteristik çizgiler üçgen kenarları ile kesişmemelidir. Bu durum dikkate alınarak uygulanan üçgenlemeye Zorlamalı Delaunay Üçgenlemesi denir. 20
Voronoi Çokgenleri Grid Model Arazi yüzeyi yüzey üzerinde düzenli dağılmış noktalar ile tanımlanır. Grid model, genel olarak rasgele dağılmış noktalardan yüzey geçirilerek tanımlanır. Düzenli dağılmış noktalar noktalar arasındaki uzaklığa (sabit) da bağlı olarak üçgen model gibi arazideki karakteristik çizgileri tanımlayamaz. 21
Veri Kaynakları SAM, SYM verileri Yersel, fotogrametrik, uzaktan algılama, mevcut haritalardan sayısallaştırma ile elde edilir. Küçük ve orta ölçekli harita çalışmalarında kullanılmak üzere hazır veriler bulunmaktadır. Bazı veriler ücretli bazıları ücretsizdir. Ücretli Veriler Ülkemizi kapsayan 1:25000 ve 1:250000 ölçekli haritalardan elde edilmiş yükseklik verileri Harita Genel Komutanlığınca satışa sunulmuştur. Ücretsiz veriler SRTM Radar tarama GTOPO Değişik kaynaklardan derleme http://eros.usgs.gov/#/find_data/products_and_data_available/gtopo30_info ASTER DEM Aster uydu verilerinden DCW (Digital Chart of the World) Çoğunlukla 1:1 Milyon ölçekli haritaların sayısallaştırılması ile 22
SRTM NASA tarafından yeryüzünü 11 gün boyunca tarayan uzay mekiği görevi sonucu elde edilmiş sayısal yükseklik modelidir. Radar yöntemi ile elde edilmiştir. Değişik çözünürlüklerde sunulmaktadır. (1,3 ve 30 grid aralığı) Yükseklik doğruluğu 10m civarındadır. 60 Kuzey ve Güney Enlemleri arasındaki tüm kara parçalarını kapsar. http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/ Yazı Topografik haritalar ölçeğe bağlı olarak aşağıdaki objelere ait özel isimleri içerirler: Bölge isimleri Ada, körfez, koy isimleri Dağ grupları, dağ zirveleri isimleri Akarsu ve göl isimleri Köy, kasaba, mahalle, semt isimleri Bina isimleri, vb. Rakamlar ise öncelikle bazı noktalara ait yüksekliklerin belirtilmesinde kullanılır. Ayrıca yol numaraları da rakamlarla belirtilmektedir. Yabancı kelimeler Transkripsiyon: Her kelimenin fonetiğinin diğer bir dile geçirilmesidir. Yani burada her iki dildeki okunuş şekli aynı olacaktır. İngilizce America olarak yazılan fakat söylenişi hem Türkçe hem İngilizce Amerika biçiminde yazılması örnek olarak verilebilir. Transliterasyon ise başka dildeki kelimenin yazılışının değiştirilmeden ikinci yazı diline aktarılmasıdır. America sözcüğünün yine America olarak başka bir dile geçirilmesi örnek olarak verilebilir. 23
Pafta ağı Küçük ölçekli haritalarda pafta ağı daha çok, paralel daire ve meridyenlere ait çizgilerden oluşur. Bu tür haritalara coğrafi koordinatlı pafta denilmektedir. Buna karşın büyük ölçekli haritalarda ise genellikle dik koordinat ağı kullanılır. Pafta ağı, pafta sahasını ya tamamen kuzey-güney ve doğu-batı doğrultusunda geçen çizgilerden ya da yalnızca bu çizgilerin kesişme noktalarını belirten (+) işaretlerinden meydana gelir. Pafta Ağı ve Kuzey Yönü Pafta üzerinde dik koordinat ağı kullanılmış ise, bu ağın kuzey yönü grid kuzeyi olarak adlandırılır, coğrafi kuzeyden farklı bir yön gösterir. Topoğrafik haritaların kenar bilgilerinde, grid kuzeyi, coğrafi kuzey ve manyetik kuzey yönleri arasındaki farkları hesaplamak için bilgiler yer alır. Manyetik kuzey yönünün grid ve coğrafi kuzeyden fark açısı, pusula sapması ya da deklinasyon olarak adlandırılır. 24
Pafta Çerçeve ve Pafta Kenar Bilgileri pafta ismi haritayı tasarlayan kişiler ve yayınlayan kuruluş baskı numarası, yayınlanış tarihi güncelleştirilme durumu oransal ve grafik ölçekler pafta bir takıma aitse bu paftaya komşu diğer paftaları gösteren bölgesel pafta indeksi pusula ibre sapması ya da deklinasyon (orta ölçekli topografik haritalarda) alınan referans yüzeyi ve projeksiyon türü koordinat okuyucusu (orta ölçekli topografik haritalarda) işaret tablosuna ilişkin bilgiler sayılabilir. 25
SON 26