Utilisation de cartes topographiques pour créer des profils topographiques

Source : Laboratoire de Alan Lester - Université du Colorado Boulder

Cartes topographiques sont des représentations de « vue en plan » de surface tridimensionnelle de la terre. Ils sont un type de carte-vue qui fournit un point de vue aérienne, ou aérienne, standard.

Parmi les caractéristiques qui définissent d’une carte topographique sont les lignes de contour qui indiquent les endroits de l’élévation constante. L’intervalle d’altitude entre les lignes de contour repose sur le niveau de détail fourni par la carte et le genre de la topographie actuelle. Par exemple, régions avec une variation topographique significative peuvent nécessiter des courbes de niveau séparés de 40 à 100 pieds, alors que généralement les régions plates avec peu de variation topographique pourraient ont plus largement séparées des contours entre 10-20 pi.

Pour un utilisateur expérimenté de ces cartes, les modèles réalisés par les lignes topographiques sont représentatifs des divers modèles de formes de relief, comme les crêtes, vallées, collines et plateaux.

Bien que l’imagerie tridimensionnelle moderne (par exemple les modèles numériques d’élévation, Google Earth) peut être utile comme moyen d’obtenir une impression rapide et générale d’un paysage, ces images sont soumises à la distorsion et ne peut pas être utilisés pour extraire des données d’élévation de quantitative. En revanche, une carte topographique peut fournir une source sans distorsion de l’information concernant les altitudes des points discrets sur la zone de la carte entière.

La possibilité d’extraire des données d’élévation fiable pour n’importe quel point sur la carte topographique permet de réaliser des profils topographiques. Voici les vues en coupe (perpendiculaires à la standard-vue en plan ou la carte-vue) qui définissent une suite ininterrompue d’altitudes le long d’une ligne, reliant deux points sur la carte. Le profil topographique est un graphe d’élévation (axe y) par rapport à distance (axe x) entre les deux points définis sur la carte topographique. Ce profil graphique permet effectivement de voir la surface de la terre d’une vue « edge-on » qui montre comment la surface de la terre monte et descend le long d’une ligne hypothétique, joignant les deux points sur la carte. La perspective du profil topographique est très utile ; Il fournit un point de départ pour la confection des coupes géologiques ce projet rock structures ou les couches du sous-sol.

1. Obtenir une carte topographique.
2. Établir une ligne entre deux points spécifiés sur la carte. Appelez ces points, A-A', ou X-X', ou Y-Y'.
3. Posez le rebord d’une bande de papier le long de la ligne de coupe transversale, marquant les deux points, A-A', avec graduations.
4. Place un tick mark où chacune des lignes de contour croise la ligne de la section transversale. Ajouter des notations qui indiquent l’élévation de ces lignes de contour.
   1. S’il y a une variation topographique importante le long de la ligne choisie, A-A', commencez en marquant seulement l’intersection de la ligne avec les principaux contours. Les grands contours (aussi appelés indice de rayonnement) sont celles qui apparaissent sur la carte comme "BOLD", des lignes légèrement plus lourds.
      1. Par exemple, les principaux contours sur un plan quadrilatère de 7,5 minutes servent généralement pour indiquer les intervalles de 200 pieds sur le plan, avec les lignes de contour standards qui représentent les intervalles de 40 pieds. Cela signifie qu’il y a entre tous les grands contours, contours de standards 4 (soit 5 étapes en altitude pour passer d’un contour majeure à la suivante).
      2. Le long de certaines portions de la ligne de coupe, il peut y avoir une variation topographique abrupte et par conséquent, rapprochés des lignes de contour. Ici, marquer seulement les principaux contours. Lorsqu’il y a variation peu topographique, Marquez tous les contours (où ils croisent la ligne de coupe).
5. Placez le papier avec le battement de marques le long de l’axe des abscisses d’un morceau de papier millimétré. Les marques d’élévation sur l’axe des y d’un point de transfert.
   1. Cette opération génère un graphique de l’élévation (axe y) par rapport à la distance le long de l’A-A' ligne.
   2. L’échelle de l’axe des x est défini par la carte elle-même. L’échelle de l’axe des ordonnées peut être choisie comme équivalent à l’échelle de la carte (donnant lieu à aucune exagération verticale), ou il peut être choisi de telle sorte que les variations de faible altitude sont effectivement « tendues » (d'où l’exagération verticale).
6. Lisser le profil de relier les points, reconnaissant que la variation topographique de plus dans le monde réel n’existe pas en étapes brusques.

Une fois correctement lissées et vérifié contre la carte elle-même (pour les détails d’altitude entre les points), la suite profil topographique est une représentation des hauts et des bas d’un paysage, entre les points définis.

Lorsque les profils topographiques sont utilisés comme base pour les projections de caractéristiques géologiques dans le sous-sol, il est généralement préférable d’éviter l’exagération verticale - en d’autres termes, les axes horizontales et vertical devraient avoir la même échelle. Toutefois, lorsqu’il y a très peu de variation verticale à travers la ligne de profil topographique, il pourrait être utile (afin de visualiser la topographie) d’avoir une autre échelle verticale, étirer efficacement les variations topographiques verticales.

Le degré d’exagération verticale est égal à l’échelle verticale fractionnaire, divisé par l’échelle horizontale fractionnaire. Par exemple, si on utilise une carte topographique de l’US Geological Survey typique avec une échelle horizontale de 1:24,000 (1 po sur la carte représente 24 000 po dans le monde réel) et une échelle verticale choisie de 01:24, 00 (1po sur l’échelle verticale représente 2 400 po de changement vertical), puis l’exagération verticale est tout simplement 1/2 400 divisé par 1/24 000 qui équivaut à 10 X exagération verticale.

Quelque exagération verticale est souvent utile, en particulier lorsque le profil topographique est utilisé principalement pour montrer la rugosité du terrain. Comme pour l’exemple précédent, sur une carte de 1:24,000 (l’échelle utilisée généralement norme quadrangle de 7,5 minutes USGS cartes), 1 po sur l’axe des abscisses latéral du profil topographique représente 2 000 pi et ces cartes (selon la latitude) sont autour de 6 par 8 milles dans la dimension de total (est-ouest et Nord-Sud). Mais dans de nombreuses régions de carte, il n’y a sensiblement moins de 2 000 pi (c.-à-d., 1 po) de secours vertical au-dessus de la zone de la carte entière ; par conséquent, un profil non exagéré montre très peu de variation sur l’axe y, et un profil exagéré peut désirer.

Afin d’effectuer des coupes géologiques, où l’intérêt principal est de couches de roche de projet dans le sol (et moins d’importance est donnée à la variation topographique superficiels), il est préférable d’utiliser un profil topographique non exagéré comme le point de départ pour faire des projections. Avec un profil non exagérées, les roche couche dip-angles n’avez pas besoin d’être modifiés. Cette question est examinée plus en détail dans le « faire un géologiques Section transversale » vidéo.

Un profil topographique fournit une représentation visuelle de la topographiques hauts et des bas dans un segment de ligne sur une carte, d’un point à un autre. Ces profils sont utilisés pour évaluer la « robustesse » du terrain, ce qui est utile pour évaluer la difficulté de transport (route, VTT ou la randonnée comme modes de transport pour les travaux sur le terrain) ()Figure 1). Sur le terrain exige parfois de faire un transect à travers une région aux fins de prélèvement d’échantillons ou d’effectuer des mesures géophysiques. Un profil topographique peut dire au champ-chercheur quelque chose sur la difficulté et la faisabilité d’une telle traversée.

Topographie presque tous sur la planète terre est une conséquence de l’interaction entre le soulèvement (qu’ils soient générés par le volcanisme, tectonique, forçant les marées, impact, etc.) et de l’érosion. Par conséquent, des analyses détaillées des variations topographiques sont une partie essentielle de l’évaluation de modèles géomorphologiques associés à l’évolution du terrain. Par exemple, si un géologue veut savoir pourquoi un système de rivière ou glacier présente des variations significatives de gradient le long de son parcours, profils topographiques sont le principal moyen de quantifier ces changements (Figure 2). Variations et mesures topographiques peuvent être utilisées pour indiquer la résistance relative des roches et des sols à l’érosion ; les zones basses étant d’une plus grande susceptibilité à l’érosion.

Les profils topographiques sont également la base de la surface des terres pour faire des coupes géologiques (voir la vidéo faire une coupe géologique). Une coupe transversale est une projection graphique des couches superficielles de roche ou de sol dans le sous-sol. Cette vue latérale de l’intérieur de la terre est crucial pour l’interprétation de tous les types de caractéristiques géologiques. Les géologues utilisent vues en Coupe du sous-sol à interpréter l’emplacement des réservoirs d’eau souterraine et de couler régime, d’identifier l’huile possible et poches de gaz et les mécanismes de modèle pour la déformation de la roche (plis et des failles).

La figure 1. Un exemple de terrain qui exige une évaluation topographique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2. Profond, érodant les dépôts fluvio-glaciaires aux côtés de la rivière Matanuska, en Alaska. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.