지형 지도

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배경

지형도는 3차원 지표면을 2차원으로 표현한 것입니다. 지형도는 지형의 수평 및 수직 위치를 모두 표시한다는 점에서 다른 지도와 구별됩니다. 등고선, 색상, 기호, 레이블 및 기타 그래픽 표현의 조합을 통해 지형도는 산, 숲, 강, 호수, 도시, 도로, 다리 및 기타 여러 자연 및 인공 지형의 모양과 위치를 묘사합니다. 또한 벤치 마크, 기준선 및 자오선, 자기 편각을 포함하여 측량사와 지도 제작자를 위한 귀중한 참조 정보가 포함되어 있습니다. 지형도는 토목 기사, 환경 관리자, 도시 계획가, 야외 애호가, 응급 서비스 기관 및 역사가가 사용합니다.

연혁

가장 초기에 알려진 지도 중 일부는 현재 이라크로 알려진 지역인 메소포탐니아에서 제작되었으며, 기원전 2400년경 <작은> 지역에서 재산 경계를 보여주는 일련의 지도가 그려졌습니다. 토지세를 목적으로 합니다. 약 335-366년 A.D. 의 로마 지도 도로, 도시, 강, 산과 같은 지형적 특징을 보여주었다. 지형이라는 단어는 그리스어 topos, 에서 파생되었습니다. 장소를 의미하고 graphien, 쓰다의 의미. 따라서 지형은 장소에 대한 서면 또는 그림 설명입니다.

토지 측량의 기본은 기원전 1200년 <소>에 이미 알려졌지만 , 그리고 아마도 더 일찍 지도를 준비하는 측량 기술의 사용은 도시와 기타 소규모 지역으로 제한되었습니다. 탐험가가 보관한 스케치나 일기장을 바탕으로 더 큰 규모의 지도를 만들었으며 때로는 관찰보다 상상력을 더 많이 반영하기도 했습니다. 결과적으로 지도상의 정확한 지점 위치는 종종 심각한 오류를 범했습니다.

1539년 네덜란드 수학자이자 지리학자인 Reiner Gemma Frisius는 한 지역을 삼각형으로 나누어 측량하는 방법을 설명했습니다. 이러한 삼각측량 개념은 현장 측량의 기본 기술 중 하나가 되었으며 오늘날에도 여전히 사용됩니다. 삼각 측량을 사용한 최초의 대규모 매핑 프로젝트 중 하나는 1670년대에 프랑스의 상세한 지도를 만들도록 설득된 Giovanni Domenico Cassini에 의해 시작되었습니다. 카시니가 사망한 후에도 그의 자녀들과 손자들은 계속해서 이 프로젝트에 참여했습니다. Carte de Cassini 라고 하는 최종 결과 1793년에 출판된 전국 최초의 정확한 지형도입니다. 유일한 단점은 기압계를 사용하여 고도에 따른 기압의 변화를 측정하여 결정되는 몇 가지 지점 고도를 제외하고 고도 측정이 일반적으로 부족하다는 것입니다. 지도에 다른 고도를 표시하는 등고선의 개념은 1791년 프랑스 엔지니어 JL Dupain-Triel에 의해 개발되었습니다. 이 방법을 사용하면 평평한 2차원 지도에서 육지 등고선과 고도를 정확하게 묘사할 수 있었지만 널리 보급되지 않았습니다. 1800년대 중반까지 사용.

미국에서 연방 정부는 빠르게 성장하는 국가에서 정확한 지형도의 중요성을 인식했습니다. 1807년 Thomas Jefferson 대통령은 여행과 상업을 돕기 위해 대서양 해안선을 매핑하기 위해 Survey of the Coast를 설립했습니다. 1836년에 이 조직은 U.S. Coast Survey로 이름이 바뀌었고 1878년에는 U.S. Coast and Geodetic Survey로 이름이 변경되었습니다. 한편, 미주리주 세인트루이스에서 북서태평양까지의 경로를 매핑한 1804-1806년의 루이스와 클라크 탐험을 포함하여 국가 내부의 지도 작성은 다양한 개인과 조직에 맡겨졌습니다. 1838년부터 1861년 남북 전쟁이 발발할 때까지의 기간 동안 육군의 지형 공병대는 John Fremont의 탐험을 기반으로 1848년에 출판된 상세한 지도를 포함하여 미국 서부의 지도 작성에 크게 기여했습니다. 1870년대에는 너무 많은 다른 그룹이 조사를 수행하여 작업이 겹치기 시작했습니다. 이러한 노력을 통합하기 위해 1879년에 USGS(US Geological Survey)가 설립되었습니다.

초기 지도 제작의 대부분은 힘든 현장 조사를 통해 이루어졌습니다. 1930년대부터 USGS는 항공 사진 기술을 사용하여 지도를 생성하고 업데이트하기 시작했습니다. 1980년대에는 컴퓨터를 사용하여 기존 지도를 스캔하고 다시 그리면서 빠르게 성장하는 지역의 지도를 업데이트하는 데 필요한 시간을 크게 줄였습니다.

오늘날 USGS는 다양한 축척으로 된 56,000개 이상의 미국 지형도와 달과 행성의 지도를 보유하고 있습니다. 그들은 또한 다양한 용도로 지질, 수문, 사진 이미지 지도를 포함한 전문 지도를 발행합니다.

지도 축척, 기호,
및 색상

유용하려면 지형도가 사용하기 편리한 지도 크기에 대한 충분한 정보를 표시해야 합니다. 너무 크지도 작지도 않은 지도 축척을 선택하고 기호와 색상을 사용하여 지도 세부 정보를 향상하면 됩니다.

가장 일반적인 USGS 지형도 축척은 1:24,000입니다. 이 축척에서 지도의 1인치는 지면에서 24,000인치 또는 2,000피트(1cm는 240m를 나타냄)를 나타냅니다. 각 지도는 경도 7.5분, 위도 7.5분인 지구 표면의 4면 영역을 포함하기 때문에 이 지도를 7.5분 사각형 지도라고 합니다. 여기서 60분은 각도 1도입니다. 적도에서 극으로 갈수록 경도선 사이의 거리가 좁아지기 때문에 지도의 너비도 다양합니다. 미국 지도의 경우 지도는 위도 31도 이하 위치의 경우 너비 약 58.4cm, 높이 68.6cm, 너비 약 22인치(55.9cm) x 높이 68.6cm입니다. ) 해당 위도 위의 위치에 대해. 다른 일반적인 USGS 지도 축척은 1:63,360, 1:100,000 및 1:250,000입니다. 이 축척은 1:24,000 지도보다 더 큰 영역을 다루지만 세부 사항은 적습니다.

지형도를 더 쉽게 해석할 수 있도록 기호와 색상을 사용하여 다양한 자연 및 인공 지형을 나타냅니다. 일부 기호는 머리 위에서 볼 때 형상처럼 보이도록 설계되었습니다. 예를 들어 건물은 건물 윤곽선 모양의 솔리드 개체로 표시됩니다. 다른 기호는 철도를 나타내는 작은 십자 표시가 있는 긴 선과 같이 보편적으로 인식되는 표현입니다. 색상은 훨씬 더 중요한 역할을 합니다. 강, 호수 및 기타 수역은 파란색으로 표시됩니다. 숲과 식물이 무성한 지역은 녹색으로 표시됩니다. 작은 도로와 고속도로는 검은색으로 표시되고 주요 고속도로는 빨간색으로 표시됩니다. 지면 자체의 형상을 나타내는 등고선은 갈색으로 표시됩니다. 지도의 최근 수정 사항은 보라색으로 표시됩니다.

제조
프로세스

정확한 지형도를 제작하는 것은 처음부터 끝까지 최대 5년이 걸릴 수 있는 길고 복잡한 과정입니다. 좋은 지도를 만들기 위해서는 측량사, 조각사, 사실 확인자, 인쇄업자 등으로 구성된 숙련된 팀이 필요합니다. 다음은 U.S. Geological Survey에서 7.5분의 사각형 지형도를 생성하는 데 사용하는 일반적인 작업 순서입니다.

지역 사진 촬영

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1 매핑할 영역은 먼저 공중에서 촬영해야 합니다. 지면의 각 단면을 두 개의 다른 각도에서 촬영하여 등고선으로 변환할 수 있는 입체 3차원 이미지를 제공합니다. 하늘은 깨끗해야 하고 태양은 촬영할 지형 유형에 적절한 각도에 있어야 합니다. 계절 지면의 각 단면을 두 가지 다른 각도에서 촬영하여 입체 3차원 이미지로 변환할 수 있습니다. 등고선. 요인도 고려해야 합니다. 예를 들어, 낙엽수가 있는 지역에서 사진은 일반적으로 나무가 헐벗고 밑에 있는 지반이 더 잘 보이는 늦가을에서 초봄 사이에 촬영됩니다.

2 항공기는 신중하게 결정된 비행 경로를 따라 일정한 고도에서 남북 방향으로 비행하는 동안 특수 카메라는 각 사각형의 정확한 위치에 있는 10장의 사진을 촬영합니다. 각 카메라의 가격은 $250,000 이상입니다.

기준점 측량

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3 지도의 정확성을 확보하기 위해서는 다양한 기준점의 정확한 위치를 현장조사를 통해 설정해야 한다. 일반적인 제어 지점은 두 도로의 교차점 또는 지도 영역 내의 다른 눈에 띄는 지형지물일 수 있습니다. 수평 기준점은 경도와 위도를 결정하기 위해 측량되고 수직 기준점은 고도를 결정하기 위해 별도로 측량됩니다. 이러한 제어점의 위치와 고도는 지도 제작자가 항공 사진 이미지를 올바르게 배치하고 등고선에 값을 할당하는 데 도움이 됩니다.

4 측량사는 현장에 있는 동안 돌출된 나뭇잎 아래에 숨겨진 도로나 개울, 항공 사진을 촬영한 이후 건설 또는 철거되었을 수 있는 건물과 같이 추가 확인이 필요할 수 있는 기능도 찾습니다.

지도 기능 확인

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5 일부 지도 기능은 추가 확인이 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 스트림은 간헐적으로만 실행될 수 있으며, 이 경우 실선 대신 대시-점 또는 더 가벼운 무게로 지도에 표시됩니다. 특정 도로는 공공 도로가 아닌 개인 도로로 판명될 수 있으며 이러한 도로는 표시해야 합니다. 현장 검사원이 해당 지역에 가서 지역 주민과 이야기하거나 지역 재산 기록을 참조하여 이러한 기능을 확인합니다. 조사팀이 지적한 의심스러운 기능도 확인해야 합니다. 장소 이름의 올바른 철자를 결정해야 합니다.

지도 원고 편집

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6 지역을 조사하고 모든 특징을 확인한 후 겹쳐진 항공 사진 쌍을 입체 프로젝터에 배치합니다. 하나의 이미지는 작업자의 왼쪽 눈에 투영되고 다른 이미지는 오른쪽 눈에 투영됩니다. 결과는 지형의 3차원 보기입니다. 두 개의 작은 광선이 포인터에 연결되고 3차원 지형 이미지의 주어진 고도에 해당하는 작은 흰색 점에서 교차하도록 조정됩니다. 에 의해 지도의 정확성을 보장하기 위해 다양한 제어 지점의 정확한 위치를 필드별로 설정해야 합니다. 설문 조사. 사용된 각 색상에 대해 별도의 스크라이브코트가 만들어집니다. 두 개의 빔이 점에 초점을 맞춘 상태에서 포인터를 움직이면 작업자는 지면의 각 등고선과 다양한 기능의 위치를 ​​추적합니다. 포인터는 추적되는 윤곽 또는 형상을 그리는 추적 테이블의 펜에 연결됩니다. 이 지점에서 모든 윤곽과 특징은 검은색으로 그려집니다. 이 과정을 지도 원고 컴파일이라고 합니다.

7 추적이 끝나면 완성된 지도 원고를 촬영하고 지도 크기의 네거티브 필름을 만든다. 이 네거티브는 스크라이브코트라고 하는 부드럽고 반투명한 코팅으로 코팅된 여러 개의 얇은 플라스틱 시트에 광화학적으로 재현됩니다.

지도 작성 및 편집

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8 플라스틱 시트를 한 번에 한 장씩 가져와서 가벼운 탁자 위에 놓으면 흰색 플라스틱 표면을 통해 부드러운 빛이 비춰집니다. 아래에서 비추는 이 조명은 스크라이브코트를 통해 지도 원고의 선을 보이게 합니다. 조각사는 완성된 지도에서 특정 색상이 될 선과 영역을 따라 조심스럽게 스크라이브코트를 자릅니다. 예를 들어, 한 시트에는 파란색으로 표시되는 강, 호수 및 기타 수역에 대한 모든 선이 있습니다. 이 과정은 각 색상에 대해 반복됩니다.

9 각 스크라이빙 시트 위에 투명 플라스틱 시트를 놓고 레터링을 라벨링할 기능과 조심스럽게 정렬하여 레터링을 위한 별도 시트를 준비합니다. 문자 크기, 스타일 및 글꼴은 표준에 따라 선택되어 한 지도에서 다른 지도로 일관성과 가독성을 보장합니다. 그런 다음 완성된 각 시트로 네거티브 필름을 만듭니다.

10 필기한 시트를 여러 번 검토하고 편집한 후 각 시트를 서로 다른 색상의 조명에 노출시켜 완성된 지도와 매우 흡사한 컬러 인쇄물을 만들어 컬러 교정지를 만듭니다. 추가 검토 및 편집 후 지도를 인쇄할 수 있습니다.

지도 인쇄

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11 스크라이빙 시트와 레터링 네거티브를 노출시켜 각 지도 색상에 대한 인쇄판을 준비합니다. 석판 인쇄기에 용지를 넣고 첫 번째 색상을 인쇄합니다. 프레스 플레이트와 잉크가 변경되고 용지가 프레스를 두 번째로 통과하여 두 번째 색상을 인쇄합니다. 이 과정은 모든 색상이 인쇄될 때까지 반복됩니다. 가장 큰 인쇄기 중 일부는 판을 바꾸거나 용지를 다시 넣지 않고도 최대 5가지 색상을 순서대로 인쇄할 수 있습니다.

품질 관리

USGS는 1947년에 제정된 국가 지도 정확도 표준을 사용합니다. 1958년부터 USGS는 매년 생산되는 지도의 약 10%에서 20개 이상의 잘 정의된 지점을 현장 확인하여 지도의 정확도를 테스트하기 시작했습니다.

1:24,000 축척의 7.5분 지도의 경우 수평 정확도 표준에 따라 검사된 지점의 최소 90%에 대해 지도에 표시된 위치가 지상의 실제 위치에서 40피트(12.2m) 이내로 정확해야 합니다. . 수직 정확도 표준은 확인된 지점의 최소 90%에 대해 지도에 표시된 고도가 지면의 등고선 간격의 1/2 이내로 정확해야 함을 요구합니다. 10피트(3m) 등고선 간격이 있는 지도의 경우 이는 지도에 표시된 고도가 지면의 실제 고도에서 5피트(1.5m) 이내로 정확해야 함을 의미합니다. 이러한 표준이 지도 제작자에게 의미하는 바에 대한 아이디어를 제공하기 위해 수평 정확도 표준에서는 지도에서 검사점의 최소 90% 위치를 올바른 위치에서 0.02인치(0.05cm) 이내로 그려야 한다고 요구합니다.

미래

현재 사용 중인 대부분의 지형도는 수동으로 제작되었습니다. 그러나 지도 제작자에게 미래는 바로 오늘입니다. 잘 구축된 항법 위성 네트워크는 GPS(Global Positioning System)의 기초를 형성합니다. 이 시스템을 통해 현장 측량사는 기존 측량 기술이 불가능한 가장 외딴 지형에서도 몇 피트 이내의 수평 위치를 정확하게 결정할 수 있습니다.

다양한 센서를 탑재한 다른 위성이 곧 지도를 만드는 항공 사진 방법을 대체할 수 있습니다. Landsat 위성 시리즈 중 첫 번째는 1972년에 발사되었으며 1984년에는 약 30m 크기의 지구 표면에 있는 물체를 감지할 수 있었습니다. 1998년에 미국 회사는 현재 USGS 7.5분 지도만큼 상세한 이미지를 생성할 수 있는 3피트(1m)만큼 작은 물체를 감지할 수 있는 위성을 발사할 준비를 하고 있었습니다. 더 중요한 것은 이러한 이미지를 캡처하여 디지털 데이터로 전송한 다음 컴퓨터에서 처리하고 인쇄할 수 있다는 것입니다. 이렇게 하면 지도를 생성하거나 업데이트하는 데 필요한 시간이 크게 줄어들고 전반적인 정확도도 향상됩니다.