טופוגרפיה

טוֹפּוֹגְרַפְיָה הוא תחום בגאוגרפיה, העוסק בחקר צורות פני השטח של כדור הארץ, תיאורן ומיפויָן (מיוונית, טופוס – שטח, גרפיה – רישום). תחום זה נלמד באוניברסיטה, בתנועות נוער, בחוגי סיירות ובצבא. יישום מעשי של תורה זו הוא יצירת מפות טופוגרפיות וניווט. לטופוגרפיה שימושים אזרחיים וצבאיים שונים, ובהם תיור, ניווט וכלי עזר לפעילות צבאית ולהנדסה אזרחית. הגוף המרכזי האחראי על תחום זה בישראל הוא המרכז למיפוי ישראל (מפ"י).

מפה טופוגרפית של העולם. גובה פני השטח של הארץ מיוצגים באמצעות צבעים. ניתן להבחין בין ים לקרקע, ואף בגבהים השונים ובצורת השטח על פי גוון הצבעים. שימוש בצבעים אינטואיטיבי יותר לאדם, אך פחות מדויק מייצוג באמצעות קווי גובה.

מפה טופוגרפית של הר הגעש קיסקה באלסקה (בצפון האי). ניתן לראות במפה גם את קווי הגובה של קרקעית הים שמופתה באמצעות סונאר.

מיפוי טופוגרפי

במפה בולטים קווי הגובה (בצבע אדמדם) המאפשרים הדמיית תלת מימד, למי שמורגל בטופוגרפיה. בחלק השמאלי ניתן לראות את גבעת קאדי, שגובה פסגתה הוא 1,122 מטר. לפירוט נוסף לחצו על המפה.

לכל שיטה של ייצוג פני שטח על נייר יש קשר לטופוגרפיה, בין שצורת השטח תשתקף בצבע, בהצללה או בקווי גובה, ועם זאת מקובל שבמפה טופוגרפית ייצוג צורת השטח נעשה דווקא באמצעות קווי גובה.

מפה טופוגרפית

ערך מורחב – מפה טופוגרפית

מפה טופוגרפית היא מפה שיש בה מידע ויזואלי על צורתו החיצונית של השטח באופן קרוב למציאות באמצעות קווי גובה. משורטטים בה פרטים לגבי צורתו החיצונית של שטח מסוים, כמו נתוני תבליט, תכסית, גבהים ונקודות גובה אקראיות, תוך הקפדה על פרופורציה בין העצמים ועל תיאור הגודל היחסי שלהם עד רמת פירוט של בניינים, תעלות מים, מערות ומעיינות. מפה טופוגרפית עשויה לשמש לצרכים אזרחיים וצבאיים, כמו התמצאות בשטח וניווט בו וכלי עזר בהכנה של תשתיות ולפעילות צבאית. הקושי הגדול ביצירת מפה טופוגרפית היא בתרגום נאמן ומדויק של פני שטח תלת־ממדי לגיליון נייר שיש בו שני ממדים. ליצירת מפות מדויקות פותחו שיטות שונות של מיפוי.

הכנת מפות

פוטוגרמטריה

• פוטוגרמטריה – פני השטח מצולמים מן האוויר בתמונות נפרדות בחפיפה של 60%. לאחר מכן באמצעות חיתוך קרניים מעצמים זהים בתמונות החופפות יוצרים מפה. צילומים חופפים אלו גם מאפשרים לקבל מבט תלת־ממדי של השטח. (לסרטון),

טאכימטריה

נקודת תסקיר בגרמניה שמיועדת לטאכימטריה

• טאכימטריה (מדידה מהירה) – שיטת מדידה ידנית שבה באמצעות מכשירי מדידה שונים מודדים מנקודה לנקודה את המרחק, והזווית האופקית והאנכית גם יחד. בשיטה זו הדיוק גדול מאוד, ונעשה בה שימוש בעיקר לצרכים ספציפיים ולא ליצירת מפה שלמה.

מיפוי ממוחשב

• מיפוי ממוחשב – כיום נהוג להשתמש בשיטה זו, דוגמת DTM (מודל גבהים ספרתי). במיפוי ממוחשב יוצרים מודל גבהים באמצעות חישוב הגבהים וקווי הזרימה של הגיאיות. יצירת מפת שטחים נראים באמצעות מדידת נראוּת מנקודות לנקודות אחרות עד שמגיעים לחישוב מפת קווי גובה (לסרטון).
• לעיתים משולבות כמה טכניקות ביחד, כמו בישראל שבה הבסיס למפות הטופוגרפיות הוכן באמצעים אנלוגיים, אך כיום עדכונן נעשה באמצעות מיפוי ממוחשב.

מיפויים נוספים

תצלום אוויר

תצלום אוויר ולוויין (תצ"א) – תצלום של פני השטח מן האוויר. יתרונו הוא בכך שניתן להבחין בעזרתו בפרטים עדכניים ובנתונים שאינם נמצאים במפה רגילה. חסרונו – שקנה המידה שבו מעוות, ואינו יכול לשמש בסיס למדידות.

אורתופוטו

אורתופוטו (מפתצלום) – תצלום מיושר לפי רשת קואורדינטות, שהוא בעצם הכלאה בין תצלום אוויר ומפה טופוגרפית, שבה בוטלה הפרספקטיבה המעוותת של הצילום ויושרה לקנה מידה של מפה טופוגרפית. כך מקבלים אפשרות לראות מידע חזותי עם האפשרות למדוד קואורדינטות.

שולחן חול

שיטה נוספת לייצג פני שטח היא שימוש בדגם של שולחן חול. בדגם המוקטן ממחישים את תצורתו של שטח מסוים שמדמה את תוואי השטח בצורתו ולעיתים אף בצבעים ובתכסית. המגבלה של שולחן חול הוא שניתן להראות בו שטח קטן וקבוע, ולכן הוא שימושי בעיקר ללימוד של טופוגרפיה. לעיתים נהוג להשתמש בו בצבא כעזר טקטי לתכנון מבצעים או קרבות.

מודל תלת־ממדי ממוחשב

עולם המחשוב מבשר חידושים גם בתחום הטופוגרפיה. באמצעות תוכנות הדמיה יש כיום אפשרות לראות כל שטח כהדמיה תלת־ממדית. כך ניתן לקבל מודל קרוב יותר למציאות ולנתח את השטח טוב יותר. תוכנות אלו משמשות בעיקר ללימוד טופוגרפיה, אבל בעתיד, בשילוב עם מחשב נייד או מחשב כף יד, הן יוכלו להוות תחליף למפה טופוגרפית.

פני השטח

הנוף הנשקף ממלון סטלהיים מציג טופוגרפיה הררית

טופוגרפיה מישורית היא צורת שטח שטוחה; טופוגרפיה הררית היא צורת שטח המורכבת מהרים.

בטופוגרפיה מישורית קל להתנייד אך קשה יותר לנווט, בשל העובדה שהתבליט שלה אחיד, וצריך להיעזר בכיוונים, במדידת מרחקים ובתכסית קיימת, אך קל בדרך כלל לנוע בשטח. בטופוגרפיה מישורית קל להניח תשתיות וקל יותר לקבל מידע על המתרחש בשטח.

לעומת זאת בטופוגרפיה הררית קל יותר לנווט, בשל התבליט הברור שלה, אבל מצד ני הפרשי הגובה היחסיים מקשים מבחינה פיזית על התנועה בשטח. בטופוגרפיה הררית יכולים להיות הרבה "אזורים מתים" שקשה לקבל מידע לגביהם.

לטופוגרפיה יש גם השפעה על המשקעים, והיא אחד הפרמטרים החשובים המשפיעים עליהם. כמות המשקעים גדלה ביחס ישר לגובה פני השטח. ככל שפני השטח גבוהים יותר כמות המשקעים גדולה יותר. כך למשל בהר מירון, הנמצא באותו קו רוחב של נהריה, אף שהוא נמצא בפנים היבשה (עובדה שהייתה אמורה להפחית את כמות הגשם בו) יורדת בו בממוצע תוספת של 500 מ"מ גשם לשנה לעומת נהריה, מכיוון שהוא גבוה מנהריה בכ-1,200 מטרים.

צורות תבליט

מודל תלת־ממדי של חלק במאדים

תבליט – תוואי שטח מוצק, פני השטח הגאולוגי, שאיננו נתון לשינויים כמו הר ומישור. צורות התבליט במפה מיוצגות בקווים הקרויים קווי גובה, ולכל צורת תבליט צורת קווי גובה אופיינית שיש להכירה. תבליטי שטח נפוצים הם אלה:

צורות תבליט בסיסיות

• • הר או גבעה – אזור שכל כיווניו הכלליים הם כלפי מטה; יופיע במפה לרוב כקו סגור בעל צורה שקרובה לאליפסה או עיגול.
  • כיפה או פסגה – המקום העליון של ההר; יופיע במפה כעיגול סגור.
  • שלוחה או כתף – צלע הר או גבעה (שטח ששלושת כיווניו יורדים וכיוון אחד עולה); מיוצג במפה כרצף של קווים גליים.
  • מכתש – בקע, ההפך מכיפה (כל כיווניו עולים כלפי מעלה); יופיע במפה כעיגול או אליפסה.
  • גיא או ואדי – ההפך משלוחה (שטח ששלושת כיווניו עולים וכיוון אחד יורד); מיוצג במפה בדומה לשלוחה, כרצף של קווים גליים, אך בכיוון הפוך לשלוחה.
  • אוכף – חיבור בין שני הרים או גבעות (שטח ששניים מכיווניו עולים, ושניים מכיווניו יורדים).

צורות תבליט מורכבות

• • כיפה סמויה – כיפה שלא מופיעה במפה, מכיוון שהיא חוסה בצילה של כיפה גבוהה ממנה, והפרש הגבהים ביניהן פחות מקו גובה, (במפה של 1:50,000 פחות מ־10 מטרים), מה שלא מאפשר לייחד לה קו גובה משל עצמה.
  • קו רכס – קו דמיוני המחבר את ההרים ביחד.
  • קו פרשת המים – קו רכס הגבוה ביותר באזור, שבו המים היורדים באזור מתפצלים לשני צדדיו, וזורמים לכיוונים מנוגדים.
  • אגן ניקוז – תחום המנקז לתוכו את כל הגיאיות שבאזור.
  • מזלג ואדיות – חיבור בין כמה ואדיות, בירידה מהם מגיעים לאותו מקום, אבל בעלייה אפשר לטעות ולהיכנס לוואדי הלא נכון ולהגיע למקום אחר מן המתוכנן.

חתך טופוגרפי

חתך טופוגרפי הוא טרנספורמציה של היטל־העל של השטח המצוין במפה הטופוגרפית להיטל צד, על גבי נייר מילימטרי, דבר הנותן מבט של צופה מן הצד וממחיש לו את הבדלי הגובה. החתך הטופוגרפי מאפשר חישוב זוויות, קווי ראייה והמחשת התצורה הטופוגרפית של פני השטח. החתך מתבצע באמצעות שרטוט קו ישר בין שתי נקודות על המפה. דגימת הגובה בנקודות בעלות שינוי מגמה. רישום בטבלה של מרחק הנקודות מנקודת ההתחלה, גובהן ופרטים נוספים, ולאחר מכן שרטוט של הנקודות בגרף שציר ה-X שלו מסמל את קנה המידה של המפה וציר ה-Y את גובה השטח.

טופוגרפיה ואכלוס

לטופוגרפיה של השטח נודעה חשיבות גדולה לצורת האכלוס של בני האדם במיוחד בעולם העתיק. ההתיישבות בהרים הייתה כרוכה בקשיים רבים. תנאים אקלימיים קשים יותר מאשר בבקעות ובמישור. ריחוק ממים שזרמו בנהרות או במעיינות. שטחים שקשים יותר לעיבוד. קושי בתנועה ושינוע של סחורות ומוצרים. בארץ ישראל בכלל וביהודה ושומרון בפרט אפשר לראות שהכפרים הערביים בנויים רובם בעמקים ומיעוטם בראשי ההרים. כיום בעידן של התיעוש והטכנולוגיה נודעת חשיבות פחותה לתנאים הטופוגרפיים, מכיוון שבאמצעות המיכון והטכנולוגיה האדם מפצה על התנאים הקשים שבמקומות הגבוהים. ישנם ארכאולוגים שטוענים כי מבחינה טכנולוגית היישובים ההרריים פיגרו אחרי היישובים שנמצאו בשפלה, בשל הקשיים הקיומיים שהכבידו עליהם.

טופוגרפיה ולחימה

לטופוגרפיה נודעת חשיבות רבה בלחימה. לא רק לניוד הכוחות ולהובלתם אלא אף לעצם הלוחמה. כמעט כל חייל יודע שמעמדות גבוהות ושולטות בראשי גבעות או הרים קל יותר לנהל את הקרב מניהולו מעמדות נחותות בעמקים או בשפלה. זהו אחד ממקצועות החובה שכל מפקד וקצין צריך לשלוט בו היטב. לכל צורת שטח יתרונות וחסרונות לגבי כוחות שונים. חוסר התחשבות בתנאים טופוגרפיים יכול להכריע קרב ואף מערכה. במקרא ואף בהיסטוריה הצבאית של ארץ ישראל ידוע על טקטיקות שונות שעשו שימוש בטופוגרפיה המיוחדת של אזור מסוים. כך למשל הפלשתים עם רכבי ברזל שלהם ניסו למשוך את בני ישראל להילחם בעמקים ובמישור, כי בשטח ההררי רכבי הברזל לא היו אפקטיביים. יותר מאלף שנה לאחר מכן בקרב מעלה לבונה חיכו יהודה המכבי וכוחותיו לכוחות הכבדים של אפולוניוס בסוף המעלה, והכו בהם לאחר שהותשו מהעלייה התלולה. בעקבות מלחמת לבנון הראשונה הופקה בצה"ל תורת לחימה חדשה להתנהלות של כוחות שריון בשטח הררי לאחר שהתברר כי תורת הלחימה הקודמת לא עמדה במבחן התוצאה.

ראו גם

• קרטוגרפיה
• קרטומטריה
• גאודזיה
• גאומורפולוגיה
• ניווט

לקריאה נוספת

• הלל בירגר, טופוגרפיה, הקיבוץ המאוחד, תל אביב, תשל"ח
• ז'. גנדלר ונ' קדמון, המפה הטופוגרפית - הפקת מידע ושימושים, מפות ומיפוי, ירושלים, 1982, עמ' 46-33.
• מ' סופר, דפי עזר ללימודי הטופוגרפיה, אקדמון, תש"ן.
• יסודות בקריאת המפה, מט"ח

קישורים חיצוניים

• לימוד טופוגרפיה, אתר צופי תל אביב
• מפות ותצלומי לוויין, אתר טראסרבר
• מפות טופוגרפיות של ישראל לצפייה באינטרנט (בין 1:100,000 ל-1:400,000) ולרכישה (עד 1:25:000), אתר מרכז מיפוי ישראל
• מפות טופוגרפיות לטיולים, אתר משרד החינוך
• מפות טופוגרפיות וצילומי לוויין של ישראל, אתר עמוד ענן
• סקור טופוגרפי, דף שער בספרייה הלאומית