مقدمه

نقشه برداری به عنوان قدیمی ترین حرفه در جهان شناخته می شود که ریشه‌ی آن به تمدن های بزرگ دوران باستان باز می گردد، مانند بابلی ها، یونانی ها و مصری ها. این نجیب زادگان نقش مهمی در چارچوب اقتصادی جوامع خود داشتند و مورد احترام بودند. بسیاری از رهبران و کاوشگران اولیه،  نقشه برداران معروفی مانند جیمز کوک، جورج واشنگتن، توماس جفرسون ، آبراهام لینکلن و . . . بودند. اما امروزه نقشه برداری یک اصطلاح عمومی است که رشته های بی شماری مانند ژئودزی، فتوگرامتری، کارتوگرافی، سنجش از دور (RS)،سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)، نقشه برداری دیجیتال، نقشه برداری کاداستر و . . .  را در بر می گیرد.

مهندسان نقشه بردار، زیرساخت های اطلاعات مکانی جهانی را جمع آوری، تجزیه و تحلیل و مدیریت می کنند. آنها سیستم هایی را برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی در مورد زمین، اقیانوس ها، منابع طبیعی و ویژگی های ساخته دست بشر طراحی، توسعه و اجرا می کنند.

علاوه‌بر آن، آنها از تجهیزات پیچیده ای مانند سیستم های موقعیت یاب جهانی (GPS) ، تئودولیت های الکترونیکی، تراز ، عکس های هوایی، تصاویر ماهواره‌ای برای جمع آوری، تجزیه و تحلیل و استفاده از اطلاعات مربوط به زمین استفاده می کنند.

 موضوعات نقشه برداری مدرن ؛ شامل نقشه برداری دیجیتال، ژئودزی، فتوگرامتری، سنجش از دور، و همچنین نقشه برداری سنتی تر شامل بررسی املاک است. از آنجایی که جوامع ما در حال پیچیده‌تر شدن هستند، اطلاعات با موقعیت مکانی مرتبط با آن از اهمیت حیاتی برخوردار هستند و برای تصمیم‌گیری، هم از منظر شخصی و هم از منظر تجاری و برای سطوح مختلف دولت، حیاتی هستند.

این رشته چهار گرایش اصلی دارد که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت:

الف) سیستم اطلاعات مکانی (Geospatial Information System)

این گرایش به دلیل گستره شغلی فراوانی که دارد معمولا پرطرفدارترین گرایش مهندسی نقشه‌ برداری است و بیشتر شغل‌های پر درآمد رشته نقشه‌برداری مربوط به این شاخه است. این شاخه که به عنوان GIS شناخته می‌شود با رشته جغرافیا مشترک است اما مباحث مطرح در دانشکده‌های فنی بیشتر مربوط به برنامه‌نویسی و الگوریتم‌ها است در حالی که، در دانشکده جغرافیا بیشتر مباحث توصیفی مطرح می‌شوند. دانشجویان در این گرایش عموما دروسی مرتبط به پایگاه داده و سیستم‌های اطلاعاتی را آموزش می‌بینند و سر و کار زیادی با برنامه‌نویسی و کامپیوتر دارند.

ب) ژئودزی 

یکی از دشوارترین گرایش‌ها در مهندسی نقشه برداری ژئودزی است که با علم ریاضی ترکیب شده است. ژئودزی، علم اندازه‌گیری و نمایش سطح زمین است؛ این گرایش به بررسی حرکات زمین، جاذبه آن و نحوه تاثیر این موارد بر تغییر شکل پوسته زمین می‌پردازد. فارغ التحصیلان گرایش ژئودزی می‌توانند برای ماهواره‌ها مدار گردش دور زمین طراحی کنند، تغییر شکل و جابجایی سازه‌های بزرگ مثل سدها و برج‌ها را اندازه‌گیری و بررسی کنند، با استفاده از میدان ثقل زمین اکتشاف های معدنی انجام دهند وکارهایی دیگر.

پ) سنجش از دور

سومین گرایش رشته مهندسی نقشه برداری سنجش از دور یا Remote Sensing است. ماهیت این رشته تقریبا با فتوگرامتری یکسان است، با این تفاوت که در تصاویر فتوگرامتری سه طیف «قرمز، سبز و آبی» توسط دوربین ثبت می‌شوند و همچنین فاصله دوربین تا زمین بیش از چند کیلومتر نیست، ولی در سنجش از دور تمامی طول موج‌ها امکان ثبت توسط دوربین‌های مخصوص را دارند و فاصله سنجنده از زمین هم بالای چند صد کیلومتر است. کاربردهای این گرایش در پایش جنگل‌ها و مراتع در برابر آتش‌سوزی، بررسی آفت‌ها در زمین‌های کشاورزی، محاسبه فرونشست و میزان تغییرات ارتفاعی زمین و مواردی دیگر از این دست است.

ت) فتوگرامتری

فتوگرامتری، یک رشته مهندسی و زیر شاخه مهندسی نقشه برداری است و به شدت تحت تأثیر تحولات علوم کامپیوتر و الکترونیک است. استفاده روزافزون از رایانه تأثیر زیادی در فتوگرامتری داشته و خواهد داشت. این امر به ویژه در تغییر روش آنالوگ به روش تحلیلی و دیجیتالی آشکار می شود. با این حال، انجمن فتوگرامتری و سنجش از دور آمریکا (ASPRS)، فتوگرامتری را چنین تعریف نموده است: فتوگرامتری، علم و فناوری به دست آوردن اطلاعات قابل اعتماد در مورد اشیای فیزیکی و محیط از طریق فرآیندهای ضبط، اندازه گیری و تفسیر تصاویر و عکس های دیجیتالی می باشد. در واقع فتوگرامتری علم اندازه گیری از روی عکس می باشد. در فرآیند فتوگرامتری ورودی سیستم، عکس ها می باشند که پس از آنکه پردازش های اطلاعاتی خاصی بر روی آنها اجرا می شوند، تبدیل به خروجی سیستم می شوند. خروجی سیستم معمولاً به صورت نقشه، طرح سه بعدی، مدل های اندازه گیری و … می باشد. پردازش های اطلاعاتی توسط سیستم های نرم افزاری فتوگرامتری انجام می شوند. بعضی از سیستم های نرم افزاری که برای امور فتوگرامتری مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از  Context Capture & Acute 3D، Photo Modeler، Photosynth  و…  .

اولین تلاش های موفقیت آمیز در فتوگرامتری معمولاً شامل تکنیک های گرافیکی برای ترسیم جزئیات بود ، اما در سال های اولیه قرن بیستم محققان مستقل در اروپا و آفریقای جنوبی روش های ابزاری را ایجاد کردند که باعث افزایش دقت و سرعت نقشه کشی می شد. این روش های اولیه ابزار فقط برای استفاده در عکاسی زمینی مناسب بودند. اولین ابزارهای واقعا موفقی که برای استفاده در عکاسی هوایی طراحی شده بودند ، تا اواخر دهه 1920 معرفی نشدند. این بدان معنا بود که گسترش وسیع استفاده از عکس های هوایی برای تهیه نقشه و بازنگری نقشه در طول جنگ جهانی اول به تکنیک های ساده گرافیکی یا استفاده از سیستم های طرح نوری ، مانند اپیداسکوپ متکی بود. با این وجود ، با پایان جنگ جهانی اول ، عکاسی هوایی به یک ابزار استاندارد نقشه برداری تبدیل شده بود.

فتوگرامتري به دو دسته تقسیم میشود :

فتوگرامتري تفسیري: عبارت است از تشخیص و تعیین نوع اجسام بر اساس یک سري تجزیه و تحلیل سیستماتیک یا به عبارت دیگر به تفسیر عکس و کسب اطلاعات موضوعی و توصیفی می پردازد.

در این نوع از فتوگرامتري از عکسهاي رنگی استفاده می شود و به شناسایی وتعیین کیفی عوارض می پردازد .

فتوگرامتري متریک: در فتوگرامتری متریک، اندازه گیری‌های کمی مطرح است، یعنی با استفاده از اندازه گیری‌های دقیق نقاط از طریق عکس می‌توان فواصل حجم، ارتفاع و شکل زمین را تعیین کرد، که معمولترین کاربردهای این شاخه از فتوگرامتری تهیه نقشه‌های مسطحاتی و توپوگرافی از روی عکس‌ها می باشد.