Peta Topografi

Latar Belakang

Peta topografi adalah representasi dua dimensi dari permukaan tanah tiga dimensi. Peta topografi dibedakan dari peta lain karena menunjukkan posisi horizontal dan vertikal medan. Melalui kombinasi garis kontur, warna, simbol, label, dan representasi grafis lainnya, peta topografi menggambarkan bentuk dan lokasi gunung, hutan, sungai, danau, kota, jalan, jembatan, dan banyak fitur alam dan buatan manusia lainnya. Mereka juga berisi informasi referensi yang berharga untuk surveyor dan pembuat peta, termasuk benchmark, garis dasar dan meridian, dan deklinasi magnetik. Peta topografi digunakan oleh insinyur sipil, manajer lingkungan, dan perencana kota, serta oleh penggemar alam terbuka, agen layanan darurat, dan sejarawan.

Sejarah

Beberapa peta paling awal yang diketahui dibuat di Mesopotamnia, di daerah yang sekarang dikenal sebagai Irak, di mana serangkaian peta yang menunjukkan batas-batas properti digambar sekitar 2400 SM. untuk tujuan perpajakan tanah. Sebuah peta Romawi yang berasal dari sekitar 335-366 AD menunjukkan fitur topografi seperti jalan, kota, sungai, dan pegunungan. Kata topografi berasal dari kata Yunani topos, artinya suatu tempat, dan graphien, artinya menulis. Jadi, topografi adalah deskripsi tertulis, atau gambar, dari suatu tempat.

Meskipun dasar-dasar survei tanah dikenal sejak 1200 SM. , dan mungkin bahkan sebelumnya, penggunaan teknik survei dalam menyiapkan peta terbatas pada kota dan area skala kecil lainnya. Peta skala besar disiapkan dari sketsa atau jurnal yang disimpan oleh penjelajah dan terkadang lebih mencerminkan imajinasi daripada pengamatan. Akibatnya, posisi yang tepat dari titik-titik pada peta sering kali sangat keliru.

Pada tahun 1539, ahli matematika dan geografi Belanda Reiner Gemma Frisius menjelaskan metode untuk mensurvei suatu area dengan membaginya menjadi segitiga. Konsep triangulasi ini menjadi salah satu teknik dasar survei lapangan dan masih digunakan sampai sekarang. Salah satu proyek pemetaan skala besar pertama menggunakan triangulasi dimulai pada tahun 1670-an oleh Giovanni Domenico Cassini, yang telah dibujuk untuk membuat peta Prancis yang terperinci. Setelah kematian Cassini, anak dan cucunya terus bekerja di proyek tersebut. Hasil akhirnya, disebut Carte de Cassini, diterbitkan pada tahun 1793 dan merupakan peta topografi akurat pertama dari seluruh negara. Satu-satunya kekurangannya adalah kurangnya pengukuran ketinggian secara umum, selain beberapa ketinggian tempat yang ditentukan dengan mengukur variasi tekanan udara dengan ketinggian menggunakan barometer. Konsep garis kontur untuk menunjukkan elevasi yang berbeda pada peta dikembangkan oleh insinyur Prancis JL Dupain-Triel pada tahun 1791. Meskipun metode ini memungkinkan penggambaran kontur tanah dan elevasi yang akurat pada peta dua dimensi yang datar, namun tidak secara luas digunakan sampai pertengahan 1800-an.

Di Amerika Serikat, pemerintah federal mengakui pentingnya peta topografi yang akurat di negara yang berkembang pesat. Pada tahun 1807, Presiden Thomas Jefferson mendirikan Survey of the Coast untuk memetakan garis pantai Atlantik sebagai bantuan untuk perjalanan dan perdagangan. Pada tahun 1836, organisasi ini berganti nama menjadi US Coast Survey, dan pada tahun 1878 namanya diubah menjadi US Coast and Geodetic Survey. Sementara itu, pemetaan interior negara jatuh ke berbagai individu dan organisasi, termasuk ekspedisi Lewis dan Clark pada tahun 1804-1806, yang memetakan rute mereka dari St. Louis, Missouri, ke Pacific Northwest. Selama periode dari tahun 1838 hingga pecahnya Perang Saudara pada tahun 1861, Korps Insinyur Topografi Angkatan Darat memberikan kontribusi besar dalam pemetaan Amerika Serikat bagian barat, termasuk peta terperinci yang diterbitkan pada tahun 1848 berdasarkan eksplorasi John Fremont. Pada tahun 1870-an, begitu banyak kelompok yang berbeda melakukan survei sehingga pekerjaan mereka mulai tumpang tindih. Untuk mengkonsolidasikan upaya ini, Survei Geologi AS (USGS) didirikan pada tahun 1879.

Sebagian besar pembuatan peta awal dilakukan dengan survei lapangan yang melelahkan. Mulai tahun 1930-an, USGS mulai menggunakan teknik fotografi udara untuk memproduksi dan memperbarui peta. Pada 1980-an penggunaan komputer untuk memindai dan menggambar ulang peta yang ada secara signifikan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk memperbarui peta di area yang berkembang pesat.

Saat ini, USGS memiliki lebih dari 56.000 peta topografi Amerika Serikat dalam berbagai skala, ditambah peta bulan dan planet. Mereka juga menerbitkan peta khusus termasuk peta geologi, hidrologi, dan fotogambar untuk berbagai kegunaan.

Skala Peta, Simbol,
dan Warna

Agar berguna, peta topografi harus menunjukkan informasi yang cukup tentang ukuran peta yang nyaman untuk digunakan. Hal ini dicapai dengan memilih skala peta yang tidak terlalu besar atau terlalu kecil dan dengan meningkatkan detail peta melalui penggunaan simbol dan warna.

Skala peta topografi USGS yang paling umum adalah 1:24,000. Dalam skala ini 1 inci pada peta mewakili 24.000 inci, atau 2.000 kaki (1 cm mewakili 240 m) di tanah. Peta-peta ini disebut peta segi empat 7,5 menit karena setiap peta mencakup area empat sisi di permukaan bumi yang lebarnya 7,5 menit bujur dan tinggi 7,5 menit, di mana 60 menit sama dengan satu derajat sudut. Karena jarak antara garis bujur semakin sempit saat Anda bergerak dari khatulistiwa menuju kutub, lebar peta juga bervariasi. Untuk peta Amerika Serikat, peta berukuran sekitar 23 inci (58,4 cm) lebar 27 inci (68,6 cm) tinggi untuk lokasi di bawah garis lintang 31 derajat dan sekitar 22 inci (55,9 cm) lebar 27 inci (tinggi 68,6 cm). ) untuk lokasi di atas garis lintang tersebut. Skala peta USGS umum lainnya adalah 1:63,360, 1:100,000, dan 1:250,000. Skala ini mencakup area yang lebih luas daripada peta 1:24,000, tetapi dengan detail yang lebih sedikit.

Untuk membuat peta topografi lebih mudah diinterpretasikan, simbol dan warna digunakan untuk mewakili berbagai fitur alam dan buatan. Beberapa simbol dirancang agar terlihat seperti fitur jika dilihat dari atas. Misalnya, bangunan ditampilkan sebagai benda padat dalam bentuk outline bangunan. Simbol lain adalah representasi yang diakui secara universal seperti garis panjang dengan tanda silang kecil untuk mewakili rel kereta api. Warna memainkan peran yang lebih penting. Sungai, danau, dan badan air lainnya ditampilkan dengan warna biru. Hutan dan area bervegetasi tinggi ditampilkan dalam warna hijau. Jalan kecil dan jalan raya ditampilkan dalam warna hitam, sedangkan jalan raya utama ditampilkan dalam warna merah. Garis kontur, yang mewakili bentuk tanah itu sendiri, ditampilkan dalam warna cokelat. Revisi terbaru pada peta ditampilkan dalam warna ungu.

Manufaktur
Proses

Pembuatan peta topografi yang akurat adalah proses yang panjang dan rumit yang mungkin memakan waktu hingga lima tahun dari awal hingga akhir. Dibutuhkan tim ahli surveyor, pengukir, pemeriksa fakta, pencetak, dan lain-lain untuk menghasilkan peta yang baik. Berikut adalah urutan khas operasi yang digunakan oleh Survei Geologi AS untuk menghasilkan peta topografi segi empat 7,5 menit.

Memotret area

• 1 Area yang akan dipetakan harus difoto terlebih dahulu dari udara. Setiap bagian tanah difoto dari dua sudut yang berbeda untuk memberikan gambar tiga dimensi stereoskopik yang dapat diubah menjadi garis kontur. Langit harus cerah, dan matahari harus berada pada sudut yang tepat untuk jenis medan yang difoto. Musiman Setiap bagian tanah difoto dari dua sudut berbeda untuk memberikan gambar tiga dimensi stereoskopik yang dapat diubah menjadi garis kontur. faktor juga harus dipertimbangkan. Misalnya, di area yang terdapat pohon gugur, foto biasanya diambil antara akhir musim gugur dan awal musim semi saat pepohonan gundul dan fitur tanah di bawahnya lebih terlihat.
• 2 Pesawat diterbangkan di atas area pada ketinggian konstan dalam arah utara-selatan di sepanjang jalur penerbangan yang ditentukan dengan cermat sementara kamera khusus mengambil 10 foto yang diposisikan secara tepat dari setiap segi empat. Setiap kamera dapat berharga $250.000 atau lebih.

Mensurvei titik kontrol

• 3 Untuk memastikan keakuratan peta, lokasi yang tepat dari berbagai titik kontrol harus ditentukan dengan survei lapangan. Titik kontrol tipikal mungkin berupa persimpangan dua jalan atau fitur menonjol lainnya di dalam area peta. Titik kontrol horizontal disurvei untuk menentukan bujur dan lintang, sedangkan titik kontrol vertikal disurvei secara terpisah untuk menentukan elevasi. Lokasi dan elevasi titik kontrol ini membantu pembuat peta memposisikan gambar foto udara dengan benar dan menetapkan nilai pada garis kontur.
• 4 Saat surveyor berada di lapangan, mereka juga mencari fitur, yang mungkin memerlukan pemeriksaan lebih lanjut, seperti jalan atau sungai yang tersembunyi di bawah dedaunan yang menjorok, atau bangunan yang mungkin telah dibangun atau dihancurkan sejak foto udara diambil.

Memverifikasi fitur peta

• 5 Beberapa fitur peta mungkin memerlukan verifikasi tambahan. Misalnya, beberapa aliran mungkin hanya berjalan sebentar-sebentar, dalam hal ini aliran tersebut akan direpresentasikan pada peta dengan titik putus-putus atau bobot yang lebih ringan alih-alih garis padat. Jalan tertentu mungkin berubah menjadi jalan pribadi, bukan jalan umum, dan ini harus ditandai. Pemeriksa lapangan masuk ke area tersebut dan memverifikasi fitur ini dengan berbicara dengan penduduk setempat atau berkonsultasi dengan catatan properti setempat. Setiap fitur yang dipertanyakan yang dicatat oleh kru survei juga harus diverifikasi. Ejaan nama tempat yang benar harus ditentukan.

Menyusun naskah peta

• 6 Setelah area disurvei dan semua fitur diperiksa, pasangan foto udara yang tumpang tindih ditempatkan di proyektor stereoskopik. Satu gambar diproyeksikan ke mata kiri operator dan gambar lainnya ke mata kanannya. Hasilnya adalah tampilan tiga dimensi dari medan. Dua berkas cahaya kecil dihubungkan ke penunjuk dan disesuaikan untuk berpotongan di titik putih kecil yang sesuai dengan ketinggian tertentu pada gambar medan tiga dimensi. Oleh Untuk memastikan keakuratan peta, lokasi yang tepat dari berbagai titik kontrol harus ditentukan oleh bidang survei. Sebuah scribecoat terpisah dibuat untuk setiap warna yang digunakan. menggerakkan penunjuk sambil menjaga kedua sinar tetap terfokus pada satu titik, operator menelusuri setiap garis kontur tanah dan lokasi berbagai fitur. Penunjuk terhubung ke pena di tabel kalkir yang menggambar kontur atau fitur yang dilacak. Semua kontur dan fitur digambar dalam warna hitam pada titik ini. Proses ini disebut menyusun naskah peta.
• 7 Setelah penelusuran selesai, manuskrip peta yang sudah jadi difoto, dan film negatif seukuran peta dibuat. Negatif ini direproduksi secara fotokimia ke beberapa lembaran plastik tipis yang dilapisi dengan lapisan transparan yang lembut yang disebut scribecoat.

Menulis dan mengedit peta

• 8 Lembaran plastik diambil satu per satu dan diletakkan di atas meja ringan, di mana cahaya lembut bersinar melalui permukaan plastik putih. Penerangan dari bawah ini membuat garis-garis manuskrip peta terlihat melalui juru tulis. Seorang pengukir dengan hati-hati memotong scribecoat di sepanjang garis dan area yang akan menjadi warna tertentu pada peta yang sudah jadi. Misalnya, satu lembar akan memiliki semua garis untuk sungai, danau, dan badan air lainnya yang berwarna biru. Proses ini diulang untuk setiap warna.
• 9 Lembar terpisah untuk penulisan huruf disiapkan dengan menempatkan lembaran plastik bening di atas setiap lembar coretan dan dengan hati-hati menyelaraskan huruf dengan fitur yang akan diberi label. Jenis ukuran, gaya, dan font dipilih sesuai dengan standar, yang menjamin konsistensi dan keterbacaan dari satu peta ke peta lainnya. Film negatif kemudian dibuat dari setiap lembar tipe jadi.
• 10 Setelah lembar coretan ditinjau dan diedit beberapa kali, lembar bukti warna dibuat dengan memaparkan setiap lembar di bawah cahaya warna yang berbeda untuk menghasilkan cetakan warna yang sangat mirip dengan peta yang sudah jadi. Setelah ditinjau dan diedit lebih lanjut, peta siap untuk dicetak.

Mencetak peta

• 11 Pelat tekan disiapkan untuk setiap warna peta dengan mengekspos lembaran bercoret dan negatif huruf. Kertas dimuat ke dalam mesin cetak litograf, dan warna pertama dicetak. Pelat pers dan tinta diganti dan kertas dijalankan melalui pers untuk kedua kalinya untuk mencetak warna kedua. Proses ini diulang sampai semua warna telah dicetak. Beberapa mesin cetak terbesar dapat mencetak hingga lima warna secara berurutan tanpa mengganti pelat atau memuat ulang kertas.

Kontrol Kualitas

USGS menggunakan Standar Ketelitian Peta Nasional yang ditetapkan pada tahun 1947. Mulai tahun 1958, USGS mulai menguji keakuratan peta mereka dengan memeriksa lapangan 20 atau lebih titik yang terdefinisi dengan baik pada sekitar 10% dari peta yang diproduksi setiap tahun.

Untuk peta 7,5 menit pada skala 1:24.000, standar akurasi horizontal mensyaratkan bahwa lokasi yang ditampilkan pada peta setidaknya 90% dari titik yang diperiksa harus akurat dalam jarak 40 kaki (12,2 m) dari lokasi sebenarnya di lapangan. . Standar akurasi vertikal mensyaratkan bahwa elevasi yang ditunjukkan pada peta untuk setidaknya 90% dari titik yang diperiksa harus akurat hingga setengah dari interval kontur di tanah. Untuk peta dengan interval kontur 10 kaki (3 m), ini berarti ketinggian yang ditunjukkan pada peta harus akurat hingga dalam jarak 5 kaki (1,5 m) dari ketinggian sebenarnya di lapangan. Untuk memberi Anda gambaran tentang apa arti standar ini bagi pembuat peta, standar akurasi horizontal mengharuskan lokasi setidaknya 90% dari titik pemeriksaan di peta harus digambar dalam jarak 0,02 inci (0,05 cm) dari posisi yang benar.

Masa Depan

Sebagian besar peta topografi yang digunakan saat ini dibuat secara manual. Namun, bagi pembuat peta, masa depan ada di sini hari ini. Jaringan satelit navigasi yang mapan membentuk dasar Sistem Pemosisian Global (GPS). Sistem ini memungkinkan surveyor lapangan untuk secara akurat menentukan posisi horizontal dalam beberapa kaki, bahkan di medan yang paling terpencil di mana teknik survei konvensional tidak mungkin dilakukan.

Satelit lain yang membawa berbagai sensor akan segera menggantikan metode fotografi udara untuk membuat peta. Yang pertama dari serangkaian satelit Landsat diluncurkan pada tahun 1972, dan pada tahun 1984 mereka dapat mendeteksi objek di permukaan bumi dengan ukuran sekitar 100 kaki (30 m). Pada tahun 1998, sebuah perusahaan Amerika sedang bersiap untuk meluncurkan satelit yang dapat mendeteksi objek sekecil 3 kaki (1 m), yang akan menghasilkan gambar sedetail peta 7,5 menit USGS saat ini. Lebih penting lagi, gambar-gambar ini akan ditangkap dan dikirim sebagai data digital, yang kemudian dapat diproses dan dicetak oleh komputer. Ini akan secara signifikan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan atau memperbarui peta dan juga akan meningkatkan akurasi secara keseluruhan.