Τοπογραφία​—Τι Είναι;

ΟΙ ΑΙΓΥΠΤΙΟΙ τους περιέγραφαν ως «εκείνους που τεντώνουν σχοινιά». Ποιοι ήταν; Ήταν μια αρχαία συντεχνία η οποία είχε την ευθύνη να οροθετεί εκ νέου τις ιδιοκτησίες γης για φορολογικούς σκοπούς κάθε χρόνο μετά την υπερχείλιση του ποταμού Νείλου. Αυτοί οι άνθρωποι ήταν οι πρόδρομοι των σύγχρονων τοπογράφων.

Σήμερα, συχνά βλέπει κανείς τοπογράφους δίπλα σε λεωφόρους και σε εργοτάξια. Ίσως, όμως, να έχετε διερωτηθεί: “Τι ακριβώς είναι η τοπογραφία;”

«Η τοπογραφία περιλαμβάνει δύο κύριες εργασίες», λέει το βιβλίο Επιστήμη και Τεχνολογία με Εικόνες (Science and Technology Illustrated): «(1) Καταμετρά κάτι που ήδη υπάρχει, καταγράφει τη θέση του και χρησιμοποιεί αυτά τα στοιχεία για τη σύνταξη ενός χάρτη ή μιας περιγραφής, ή (2) κάνει το αντίστροφο, δηλαδή προσδιορίζει σημεία για την οροθέτηση εδαφών ή για την εκτέλεση ενός κατασκευαστικού έργου σύμφωνα με ένα τέτοιο σχέδιο ή περιγραφή. Η τοπογραφία καθορίζει ή εντοπίζει τη θέση των σημείων στην επιφάνεια της Γης, κάτω ή ακόμη και πάνω από αυτήν».

Η Ιστορία της Τοπογραφίας

Το πρώτο τμήμα γης που οροθετήθηκε ήταν προφανώς ο κήπος της Εδέμ. Η Αγία Γραφή δείχνει επίσης ότι στον Ισραήλ υπήρχαν τοπογράφοι, οι οποίοι προσδιόριζαν τα όρια των κτημάτων και την ιδιοκτησία. Το εδάφιο Παροιμίες 22:28 λέει: «Μη μετακινείς προς τα πίσω όριο αρχαίο, το οποίο έθεσαν οι προπάτορές σου». Οι Ρωμαίοι είχαν μάλιστα έναν θεό ονόματι Τέρμονα ο οποίος προστάτευε την οροθεσία και είχε ως σύμβολο την πέτρα.

Τα ρωμαϊκά υδραγωγεία και οι δρόμοι, πολλά από τα οποία διατηρούνται ως σήμερα, πιστοποιούν τα εκπληκτικά επιτεύγματα των αρχαίων Ρωμαίων στον τομέα της τοπογραφίας. Με τα περιορισμένα μέσα που διέθεταν, οι πρώτοι τοπογράφοι πέτυχαν ορισμένα εντυπωσιακά αποτελέσματα. Περίπου το 200 Π.Κ.Χ., ο Έλληνας αστρονόμος, μαθηματικός και γεωγράφος Ερατοσθένης υπολόγισε την περιφέρεια της γης.

Γύρω στο 62 Κ.Χ., ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς, στο βιβλίο του Διόπτρα, κατέδειξε την εφαρμογή της επιστήμης της γεωμετρίας, που σημαίνει «μέτρηση της γης», στην τοπογραφία. Και μεταξύ των ετών 140 και 160 Κ.Χ., ο Κλαύδιος Πτολεμαίος, ακολουθώντας μια μέθοδο του Ίππαρχου, κατέγραψε περίπου 8.000 τοποθεσίες του γνωστού κόσμου μαζί με τα γεωγραφικά πλάτη και μήκη τους.

Το 18ο αιώνα, η οικογένεια Κασινί, σε μια περίοδο τεσσάρων γενεών, ολοκλήρωσε με επιτυχία την πρώτη επιστημονική εθνική τοπογραφική μελέτη της Γαλλίας, δημιουργώντας το Χάρτη των ντε Κασινί. Το βιβλίο Η Μορφή του Κόσμου (The Shape of the World) εξηγεί ότι «η Γαλλία είχε το προβάδισμα στην επιστημονική χαρτογράφηση, η Βρετανία ερχόταν δεύτερη, ενώ τα κράτη της Αυστρίας και της Γερμανίας ακολουθούσαν κατά πόδας. Στην υπόλοιπη Ευρώπη, οι εθνικές τοπογραφικές μελέτες έγιναν γνωστές τις πρώτες δεκαετίες του δέκατου ένατου αιώνα». Πέρα από τα σύνορα της Ευρώπης, το 1817 άρχισε η Μεγάλη Τριγωνομετρική Τοπογράφηση της Ινδίας για την ολοκλήρωση της χαρτογράφησης της Ινδίας. Την επίβλεψή της  είχε αναλάβει ο Τζορτζ Έβερεστ, από τον οποίο μετονομάστηκε το ψηλότερο βουνό στον κόσμο.

Μερικές φορές, οι συνθήκες υπό τις οποίες εργάζονταν εκείνοι οι πρώτοι τοπογράφοι ήταν κάθε άλλο παρά ιδεώδεις. Τα Ιστορικά Αρχεία της Τοπογράφησης της Ινδίας (Historical Records of the Survey of India) ως το 1861 αποκαλύπτουν ότι οι τοπογράφοι ταλαιπωρήθηκαν από τον πυρετό, και αναφέρθηκε πως μόλις 1 στους 70 επέστρεψαν στην Αγγλία. Άλλοι τοπογράφοι δέχτηκαν επιθέσεις από άγρια ζώα ή αναγκάστηκαν να ζήσουν με ελάχιστη τροφή. Εντούτοις, οι άνθρωποι ελκύονταν από το γεγονός ότι η τοπογραφία ήταν μια υπαίθρια εργασία που τους επέτρεπε να απολαμβάνουν έναν βαθμό ανεξαρτησίας.

Ιδιαίτερη μνεία κάνει η ιστορία σε μια ομάδα Ινδών που ήταν γνωστοί ως οι Δάσκαλοι, λόγω του εντυπωσιακού έργου τους στο Νεπάλ και στο Θιβέτ. Μια σειρά από νόμους και συνθήκες απαγόρευαν σε αλλοδαπούς να μπουν σε αυτές τις χώρες, και έτσι εκείνοι οι τοπογράφοι μεταμφιέστηκαν σε Βουδιστές λάμα, δηλαδή ιερείς, για να μπορέσουν να μπουν. Καθώς προετοιμάζονταν για το μυστικό έργο τους, όλοι είχαν εκπαιδευτεί να κάνουν ακριβώς 2.000 βήματα για κάθε μίλι. Χρησιμοποιούσαν ένα ροζάριο με εκατό χάντρες για να μετρούν τα βήματά τους και να υπολογίζουν την απόσταση.

Πολλά άτομα, όπως οι πρώην πρόεδροι των ΗΠΑ Ουάσινγκτον, Τζέφερσον και Λίνκολν, ασχολήθηκαν σε κάποιον βαθμό με την τοπογραφία. Μερικοί αποδίδουν μάλιστα εν μέρει την πολιτική επιτυχία του Λίνκολν στο τοπογραφικό του έργο, το οποίο τον είχε φέρει κοντά στους συμπατριώτες του.

Η Τοπογραφία Σήμερα

Οι τοπογραφικές εργασίες που γίνονται συνήθως σήμερα στις γειτονιές μας είναι τριών ειδών. Πρώτον, υπάρχει η κτηματογράφηση, η οποία σχετίζεται με τον προσδιορισμό νόμιμων ορίων ιδιοκτησίας. Όταν χρειάζεται να καταμεριστεί η γη για να οικοδομηθούν σπίτια ή όταν η κυβέρνηση θέλει να καθορίσει τη θέση καινούριων δρόμων ή λεωφόρων, οι τοπογράφοι θα αναλάβουν το έργο της κατανομής της γης και της εκπόνησης νομικά έγκυρων σχεδίων.

Ένα άλλο είδος εργασίας είναι η τοπογραφική αποτύπωση. Αυτή περιλαμβάνει τον υπολογισμό και τον προσδιορισμό του μεγέθους, του σχήματος και της κλίσης ενός τεμαχίου γης, καθώς και τη θέση στην οποία βρίσκονται οι δρόμοι, οι φράχτες, τα δέντρα, τα υπάρχοντα κτίρια, οι δημόσιες παροχές και ούτω καθεξής. Πολιτικοί μηχανικοί, αρχιτέκτονες και μηχανικοί δομικών έργων, καθώς και άλλοι επαγγελματίες, χρησιμοποιούν την ακριβή θέση αυτών των χαρακτηριστικών που υπάρχουν μέσα και γύρω από το τμήμα της γης στο οποίο θα γίνουν εργασίες. Αυτές οι πληροφορίες τούς βοηθούν να ετοιμάσουν κατάλληλα σχέδια και, σε μερικές περιπτώσεις, να συμπεριλάβουν αυτά τα χαρακτηριστικά στις μελέτες τους.

Όταν τα σχέδια, οι άδειες, οι μελέτες και ούτω καθεξής είναι έτοιμα για να αρχίσει η οικοδόμηση, απομένει ακόμη να καθοριστεί η ακριβής θέση κάθε πράγματος. Σε αυτό το στάδιο, ο περαστικός συνήθως θα δει να γίνεται το τρίτο είδος τοπογραφικής εργασίας, η χάραξη. Οι τοπογράφοι παρέχουν στους εργαζόμενους στην οικοδόμηση πληροφορίες για όλες τις σημαντικές θέσεις, τα όρια και τα σημεία ανύψωσης, ώστε να διασφαλιστεί ότι όλες οι δημόσιες παροχές, οι δρόμοι και άλλες εγκαταστάσεις βρίσκονται εκεί ακριβώς όπου υποδεικνύουν τα σχέδια.

Η τοπογραφική μέτρηση εδάφους που γίνεται σε μικρή κλίμακα και απαιτεί υπολογισμούς σε ακτίνα  όχι άνω των 19 χιλιομέτρων ονομάζεται γηπεδομετρία. Οι μελέτες, όμως, που γίνονται σε μεγάλη κλίμακα απαιτούν γεωδαιτικές μετρήσεις, οι οποίες λαβαίνουν υπόψη την καμπυλότητα της γήινης επιφάνειας. Συνήθως συνδυάζονται με το εθνικό σύστημα συντεταγμένων μιας χώρας, το οποίο αφορά τις γραμμές γεωγραφικού μήκους και πλάτους. a Αυτή η εργασία εκτελείται με εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια.

Η σύγχρονη τοπογραφία έχει αρχίσει, επίσης, να χρησιμοποιεί ειδικούς δορυφόρους του παγκόσμιου συστήματος προσδιορισμού θέσης. Με τη χρήση φορητού εξοπλισμού, οι τοπογράφοι μπορούν τώρα να εντοπίζουν γρήγορα και με μεγάλη ακρίβεια θέσεις στη γήινη επιφάνεια. Άλλα είδη τοπογραφίας τα οποία ίσως να μη γνωρίζουμε περιλαμβάνουν τη φωτογραμμετρία, δηλαδή φωτογραφίες του εδάφους που έχουν ληφθεί με ειδικές κάμερες τοποθετημένες σε δορυφόρους, και την υδρογραφία, μετρήσεις για τον καθορισμό των ακτογραμμών και τον προσδιορισμό του βάθους και του ανάγλυφου ποταμών, λιμνών, ωκεανών και άλλων υδάτινων εκτάσεων.

Η Σημασία της για Εμάς

Λόγου χάρη, η Γέφυρα Γκόλντεν Γκέιτ στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ λειτούργησε για πρώτη φορά το 1937. Τοπογραφήθηκε εκ νέου το 1991 για να καταγραφεί η ακριβής της τοποθεσία. Αν κάποιος σεισμός μετακινήσει τη γέφυρα, οι πιέσεις που θα ασκηθούν πάνω της μπορούν τώρα να υπολογιστούν ώστε να γίνουν εργασίες αποκατάστασης προκειμένου να διασφαλιστεί η δομική ευστάθεια και η δημόσια ασφάλεια. Σε μικρότερη κλίμακα, ένα χιονοδρομικό κέντρο στο Βέρμοντ προσέλαβε τοπογράφους για να βελτιώσει την ασφάλεια των διαδρόμων και να παράσχει υπηρεσίες διεθνών προδιαγραφών.

Επίσης, με βάση στοιχεία συλλεγμένα από δορυφόρους, θα παρακολουθούνται από την Κίνα αλλαγές στο φλοιό της γης με την ελπίδα ότι θα μπορέσουν να μειωθούν οι συνέπειες των σεισμών στον τοπικό πληθυσμό. b Ακόμη, το σπίτι όπου μένετε, οι δρόμοι στους οποίους οδηγείτε, το γραφείο όπου εργάζεστε ή το σχολείο στο οποίο πηγαίνετε, όλα αυτά είναι έργα που κατασκευάστηκαν πιθανότατα με τη βοήθεια κάποιου τοπογράφου.

Οι τοπογράφοι επηρεάζουν τη ζωή μας με πολύ συγκεκριμένο τρόπο. Ξεκινώντας από τη χρήση σκοινιών και φτάνοντας ως τη χρήση δορυφόρων, έχουν προσπαθήσει να κάνουν πιο κατανοητό και πιο εύτακτο τον πολύπλοκο κόσμο μας. Και όσο διάστημα θα συνεχίζουμε να οικοδομούμε και να μαθαίνουμε για τον υπέργειο και τον υπόγειο κόσμο μας, οι τοπογράφοι θα είναι αναμφίβολα απαραίτητοι. Την επόμενη φορά, λοιπόν, που θα δείτε τοπογράφους να εργάζονται δίπλα στο δρόμο, θα καταλάβετε λίγο περισσότερα για την επίπονη εργασία τους.

[Υποσημειώσεις]

[Πλαίσιο/Εικόνα στη σελίδα 22]

Όργανα Ακριβείας

Αποστασιόμετρο (EDM)​—Υπολογίζει την απόσταση παράγοντας μια δέσμη ηλεκτρονικών κυμάτων ή ένα παλμικό σήμα το οποίο ανακλάται στο όργανο μέσω ειδικών καθρεφτών που είναι τοποθετημένοι στο προς καθορισμό σημείο.

Θεοδόλιχοι και Γεωδαιτικοί Σταθμοί​—Ο θεοδόλιχος (αριστερά) υπολογίζει γωνίες και έχει πάνω του ένα μικροσκόπιο το οποίο επιτρέπει σε ένα σύστημα φακών, εσωτερικών καθρεφτών και πρισμάτων να προβάλλουν εσωτερικά τις μετρήσεις των γωνιών σε μεγάλη μεγέθυνση. Μερικοί από τους ακριβέστερους θεοδόλιχους μπορούν να προβάλλουν γωνίες μεγέθους ως και ενός δεύτερου λεπτού της μοίρας, που ισοδυναμεί με έναν κύκλο χωρισμένο σε 1.296.000 ίσα μέρη. Οι γεωδαιτικοί σταθμοί (δεξιά) έχουν επίσης τη δυνατότητα να κάνουν ηλεκτρονικές μετρήσεις και να καταγράφουν στοιχεία που συλλέγονται στο χώρο εργασιών, όπως γωνίες, αποστάσεις και περιγραφές αντικειμένων. Κατόπιν, οι πληροφορίες μπορούν να μεταφερθούν στο γραφείο και να περαστούν σε κομπιούτερ για υπολογιστικούς και σχεδιαστικούς σκοπούς.

[Εικόνα στη σελίδα 21]

Χωροβάτης παλιού τύπου

[Εικόνα στη σελίδα 21]

Αιγύπτιοι “που τέντωναν σχοινιά”​—οι πρόδρομοι των σύγχρονων τοπογράφων

[Ευχαριστίες]

Borromeo/Art Resource, NY