Ünite 1: Harita Bilgisi

Giriş

Haritacılık biliminin, matematik, astronomi ve coğrafya gibi dünyanın en eski bilim dallarından biri olduğu saptanmıştır. Tarihi süreçte, haritacılık ile ilgili gelişmeler daha hassas alet, ölçü ve yöntemlerin gelişmesine yol açmıştır. Harita oldukça etkili bir bilgi iletişim aracıdır.

Dünyanın Şekli ve Boyutları

MÖ 6200 yıllarında çizildiği düşünülen Çatalhöyük haritası, harita niteliği taşıyan ilk eser olarak kabul edilmektedir. Eski Mısırlılar tarafından, MÖ 3000’li yıllarda, Nil nehri kıyılarında yapılan arazi ölçümleri yardımıyla, nehir sularının taşması sonucu kaybolan arazi sınırlarının tekrar çizilmesi sağlanmıştır. MÖ 2. yüzyılda, Yunanlı bilim adamlarının, dünyanın büyüklüğünü belirlemeye yönelik çalışmaları, astronomi biliminin gelişmesi ve katkılarıyla ortaçağa kadar devam etmiş ve dünyanın şeklini küre olarak kabul eden görüşler yaygınlaşmıştır. Müslüman bilim adamlarının, matematik ve astronomi bilimindeki önemli çalışmaları, haritacılık bilimine de büyük faydalar sağlamıştır. 973 ve 1051 yılları arasında yaşamış olan ve Coğrafya alanında zamanının en önemli çalışmalarını yapan Müslüman Türk bilim adamı Biruni, dünyanın kendi ekseni ve güneş etrafında döndüğünü eserlerinde belirtmiştir. 1154 yılında Arap haritacı İdrisi çizmiş olduğu dünya haritasında, Asya, Avrupa ve Afrika kıtalarını göstermiştir. 15. ve 16. yüzyıllarda, dünyanın uzak bölgelerinin keşfedilmesine yönelik çalışmalarda deniz haritaları önemli kılavuzlar olmuştur. Alman bilim adamı Helmert 1880 yılında, Jeodezi bilimini “yeryüzünün ölçümü ve projeksiyonu” şeklinde tanımlamıştır. Bu tanım doğrultusunda yapılan ve günümüze kadar süren haritacılık faaliyetleri, teknolojinin gelişmesiyle, hızlı bir gelişim göstermiştir. Artık günümüzde, dünya dışında, diğer gök cisimlerinin de şekil ve büyüklüklerini belirlemeye yönelik çalışmalar ve gök cisimlerine ait yüzey haritalarının çizimi yapılabilmektedir.

Küre

Dünya’nın şekline ilişkin kabul edilebilecek ilk kayıt, Antik Yunan çağında, Dünya’nın okyanuslarla çevrili düz bir disk olarak tasvir edildiği Homeres’in İlyada destanında (MÖ 8. yüzyıl) yer almaktadır. Bu disk tasviri Miletli Thales (MÖ 624-546) tarafından benzer düşünceler ile desteklenmiş ve çağdaşı Anaximander (MÖ 610-546) tarafından Dünya’nın doğu-batı yönünde bir silindir biçiminde olduğu söylenmiştir. Anaximenes (MÖ 585-

528) tarafından, Thales’in düşünceleri biraz değiştirilerek Dünya’nın dikdörtgen bir tabla şeklinde olduğu belirtilmiştir. Küçük değişikliklerle Anaximenes’in düşüncelerini takip eden Hecataeus (MÖ 550-476) ise ilk Dünya haritasını yapan kişi olarak bilinmektedir. İnsanoğlunun ilgisinin Dünya’nın şekli ile birlikte boyutlarının da belirlenmesine yönelmesi ile birlikte, Dünya’nın çevresinin jeodezik ölçme tekniğine dayalı olarak belirlenmesine yönelik ilk çalışma Eratosthenes (MÖ 276-194) tarafından gerçekleştirilmiştir. Astronomi ve matematik gibi temel bilimlerde birçok ölçme ve hesap yönteminin geliştiği İslam uygarlığında Dünya’nın şeklinin ve boyutlarının belirlenmesine yönelik çalışmalar da yapılmıştır. İslam âlimlerinin kitaplarının Latinceye çevrilmesi suretiyle İslam uygarlığının sahip olduğu bilgi ve teknik seviyesinin Avrupa’ya taşınması ile başlayan Rönesans dönemine kadar Avrupa’da, Dünya’nın boyutlarına ilişkin çalışmalar duraklamıştır. Dünya’nın küresel şeklinden yolan çıkan yay ölçmelerinde, Kepler (1571-1630) tarafından geliştirilen teleskop, Frisius (1508-

1555) ve Brahe (1546-1601) tarafından gerçekleştirilen triyangulasyon prensibine dayanan ölçümler gibi dönemin teknik gelişmelerinden ve yöntemlerinden yararlanılmıştır. Bu yöntem 20. yüzyıla kadar, temel nirengi ağlarının oluşturulmasında kullanılmıştır.

Elipsoit

16. ve 17. yüzyıllarda özellikle astronomi ve fizik alanında ortaya çıkan yeni gözlem ve fikirler Dünya’nın şekli ve boyutları konusundaki çalışmaları da etkilemiştir. Copernicus (1473-1543) tarafından dünya merkezli sistemden güneş merkezli sisteme geçilmiştir. Kepler (1571-1630) güneş sistemini oluşturan gezegenlerin hareketlerini açıklamıştır. Galileo (1564-1642) tarafından modern mekanik yasaları geliştirilerek Dünya’nın dönme hareketi açıklanmıştır. Cassini (1625-1712) tarafından Jüpiter gezegeninin kutuplardaki basıklığı gözlenmiştir. Richer (1630-1696) Mars gezegeninin paralaksını ölçmek üzere Cayenne’e yaptığı seyahat sırasında sarkaçlı saatinin, yer çekiminin etkisiyle geri kaldığını fark etmiş ve Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönmesi ile oluşan yer çekiminin kutuplardan ekvatora doğru arttığını belirlemiştir. Bu gelişmelerden ve kendi çalışmalarından yola çıkarak, İngiltere’de Newton (1642-1727) ve Hollanda’da Huygens (1629-1695) tarafından Dünya’nın kutuplarda basık bir dönel elipsoit olduğu görüşü geliştirilmiştir. Özellikle 18. yüzyılın ikinci yarısından itibaren Dünya’nın şeklinin yani katı ve sıvı kütle yüzeylerinin oluşturduğu fiziksel yeryüzünün, elipsoit olduğu düşüncesinin geniş ölçüde kabul görmesi ile jeodezik amaçlar için kullanılmak üzere en uygun referans elipsoidinin belirlenmesi çalışmaları hız kazanmıştır. 19. yüzyılın başlarından günümüze kadar Dünya’nın birçok bölgesi için haritacılık hizmetlerinde temel olarak kullanılmak üzere farklı referans elipsoitleri tanımlanmıştır.

Jeoit

Gauss tarafından 1828 yılında Dünya’nın şekline ilişkin ünlü tanımlama yapılmıştır: “Geometrik anlamda, Dünya’nın şekli olarak adlandırdığımız yüzey, her noktasında çekül doğrultularını dik açılarla kesen ve okyanus yüzeyi ile kısmen çakışan yüzeyden başka bir şey değildir”. 1873 yılında Listing (1808-1882) tarafından, Gauss’un tanımladığı bu yüzeye jeoit adı verilmiştir: “Kısmen okyanus yüzeyi ile gösterilebilen, daha önce Dünya’nın matematiksel yüzeyi olarak tanımlanan yüzeye, Dünya’nın jeoidal yüzeyi ya da kısaca jeoid diyeceğiz”. Dünya üzerinde bir noktada ölçüm yapmak üzere noktaya kurulan aletin asal ekseninin bu noktadaki çekül doğrultusuyla çakışık olduğu kabul edilir. Çekül doğrultusu, geçtiği her jeopotansiyel yüzeye dik olduğundan, gerek noktadan geçen jeopotansiyel yüzeye gerekse jeoide dik olacaktır. Bu nedenle, farklı jeopotansiyel yüzeyler üzerinde gerçekleştirilen yükseklik ölçümlerin birlikte değerlendirilebilmesi için jeoit, referans yüzeyi olarak kabul edilir. Jeodezik hesaplamalar için, Dünya’nın gerçek şekline uygun ve matematik model olarak basit bir referans yüzeyine ihtiyaç duyulur. Dünya’nın gerçek şekline en iyi uyan referans yüzeyinin jeoit olmasına karşın, jeoidin matematiksel olarak tam ifadesi ancak sonsuz dereceden küresel harmonik fonksiyonlarla mümkün olabilmektedir. Bu nedenle jeoit, üzerinde hesap yapmaya uygun bir referans yüzeyi değildir. Jeodezik amaçlara uygun olarak gerçekleştirilecek ölçmelerde referans olarak aşağıdaki geometrik yüzeyler kullanılmaktadır:

• Elipsoit (Ülke, kıta ve Dünya’nın tamamı için)
• Küre (5000 km ² ’den küçük çalışma alanları için)
• Düzlem (50 km ² ’den küçük çalışma alanları için)

Kartografya ve Harita

Kartografya

Literatürlerde kullanılan şekliyle Kartografya, “Harita ve harita benzeri gösterimler ile, bu gösterimlerde kullanılan grafik işaretlerin özelliklerini araştıran, haritanın çizimsel tasarım, basım ve kullanım yöntemlerini geliştirmeye yönelik çalışmalar yapan bir bilim dalıdır” şeklinde tanımlanmaktadır.

Kartografya’nın bölümleri: Kartografya kapsadığı çalışmalara ya da işlediği konulara göre pratik kartografya ve teorik kartografya olmak üzere iki başlık altında incelenir.

Teorik kartografya pratik kartografyanın esaslarını ve çalışma alanlarını belirlemek amacıyla,

• Haritacılık bilimi ve tarihi
• Harita projeksiyonları
• Grafik gösterim yöntemleri
• Haritaların irdelenmesi
• Yakın bilim dalları

ile ilgili araştırmalar konularını içerir. Pratik kartografya kartografik ürünlerin ortaya çıkarılması için uygulama alanları olan,

• Harita tasarımı
• Haritaların basım teknikleri
• Haritaların çizimi
• Haritaların çoğaltılması konularını kapsar.

Harita

Harita genel olarak “Yeryüzünün ya da diğer gök cisimlerinin yüzeylerine veya bu yüzeylerin herhangi bir bölgesine ait konulara ilişkin obje ve bilgileri, çizim altlığı üzerinde belirlenmiş matematiksel kurallara göre yansıtan, kartografik işaretlerle ve yazılarla tamamlayarak aktaran bir bilgi iletişim aracıdır” şeklinde tanımlanmaktadır.

Haritalarda aranılan özellikler: Haritalar üretilirken veya tasarımı yapılırken bazı özellikleri taşıması gerekir. Bunlar:

• Doğruluk
• Bütünlük
• Açıklık ve anlaşılabilirlik
• Okunabilirlik
• Estetikliktir

Haritaların sınıflandırılması: Haritalar çoğunlukla, kullanım amaçlarına, ölçeklerine ve yapım yöntemlerine göre sınıflandırılırlar. Yapım yöntemlerine göre haritalar,

• Temel haritalar
• Türetme haritalar olmak üzere iki gruba ayrılır.

Temel haritalar, orijinal arazi ölçmelerinden ya da fotogrametrik değerlendirme yoluyla elde edilirler. Türetme haritalar ise daha büyük ölçekli haritalardan ve bölgeye ait başka bilgi kaynaklarından yararlanılarak üretilen haritalardır.

Ölçek

Ölçek, harita tasarımı için en önemli faktörlerdendir. Çünkü ölçek, fiziksel yeryüzü ile onu temsil eden harita arasındaki matematiksel bir orandır. Harita üzerindeki herhangi iki nokta arasındaki mesafenin, bu iki noktaya karşılık gelen arazideki gerçek mesafeye olan oranına ölçek denir. Fiziksel yeryüzüne ait detaylar, ölçeğe bağlı olarak, haritaya belirli oranda azaltılarak ve küçültülerek aktarılır.

Oransal Ölçek

Oransal ölçek, adından da anlaşılacağı gibi, harita üzerindeki bir uzunluğun, arazideki uzunluğuna olan oranıdır. S’ haritadaki uzunluk, S arazideki uzunluk ve M ölçek değeridir.

Doğrusal Ölçek

Doğrusal ölçek, haritanın oransal ölçeğinde alınan bir uzunluktur. Bir doğru üzerinde sıfır başlangıç noktasından sağa doğru tam sayı büyüklüğünde seçilen uzunluk birimleri işaretlenir. Sıfır noktasının soluna doğru, doğru parçası uzatılır ve sağdaki bir birim uzaklığın ondalık kısımları işaretlenir. Doğrusal ölçeğin en önemli faydası, haritaların küçültülmesi ya da büyütülmesinden kaynaklanan ölçek bilgilerini korumasıdır.

Koordinat Sistemleri

Yeryüzü koordinat sistemleri ile tanımlanır. Jeodezik astronomi ve uydu jeodezisi dışında, bir nesne; üç boyutlu, iki boyutlu veya tek boyutlu bir koordinat sisteminde değerlendirilir. Jeodezik astronomi ve uydu jeodezisinde bu sistemlere ayrıca zaman boyutuda eklenir. Sözü edilen bu koordinat sistemlerinin kaynağı, yeryuvarı ya da onu simgeleyen jeoit ve elipsoittir. Yeryuvarının modeli olarak jeoit ve elipsoit alınmasının temel nedeni, homojen olmayan yapısı ve düzensiz topoğrafyasıdır. Klasik yersel ölçmeler fiziksel bir ortamda yapılır. Bu nedenle gözlemleri tanımlayabilecek koordinat sistemleri kendiliğinden oluşur. Bu tür sistemlere doğal koordinat sistemleri, gözlenen elemanlara da doğal koordinatlar adı verilir. Tüm ölçülerin tek bir yüzey üzerinde değerlendirilmesi istenir. Bu yüzey elipsoit ya da jeoit olabilir. yatay konum için hesap yüzeyi olarak elipsoit alınır. Yükseklikler için referans yüzeyi olarak elipsoit yerine jeoit kullanılmaktadır. Elipsoidal yüksekliklerin kullanılabilmesi için jeoit ile elipsoit arasındaki aykırılıkların, yani jeoit ondülasyonlarının bilinmesi gerekir. Günümüzde, gelişen ölçme teknikleri sayesinde jeoit ondülasyonlarının belirlenmesi kolaylaşmıştır. Dünyadaki küreselleşme, jeodezi açısından da yaşanmaktadır. Bu çerçevede farklı datumların birleştirilmesi ve verilerin bir arada değerlendirilmesi gerekli olmaktadır. Uydu jeodezisi tekniğinin uygulamaya girmesi ve yeryuvarının uzaktan değerlendirilmesiyle ülke sınırlarını aşan geniş alanlarda veri üretimine geçilmiştir. Özellikle Global Konumlama Sistemi (GPS) ile tek bir referans sisteminde (WGS84 elipsoidi) bağıl konumlamada yakalanan yüksek doğruluk yeni jeodezik ağların oluşturulmasına, eskilerin de yenilenmesi ve iyileştirilmesine olanak tanımıştır. Uydular aracılığıyla üretilen konum bilgileri ülke sistemlerine dönüştürülerek yersel veriler ile bütünleştirilebilmektedir. Yeryüzündeki bir nokta ancak bir koordinat sisteminde tanımlanabilir. Klasik ya da uydu ölçmeleriyle elde edilen koordinat bilgileri yardımıyla nokta, sistemin başlangıç noktasından geçen düzlemlere göre, ya düzlemlere olan dik uzaklıklarla ya da noktayı orjine bağlayan doğrultuda uzunluk ve bu doğrultunun düzlemlerle yapmış olduğu açılarla gösterilir. Sırasıyla bu gösterim türlerine Dik Koordinat Yöntemi ve Kutupsal Koordinat Yöntemi adı verilir.

Elipsoidal Koordinatlar

Elipsoidal koordinat sisteminin başlangıcı, elipsoidin merkezidir. Z ekseni, elipsoidin küçük ekseni ile çakışıktır. X ekseni, başlangıç meridyeni düzlemi ile ekvator düzleminin ara kesitidir. Y ekseni bir sağ el sistemi oluşturacak şekilde seçişmiştir. Bir P noktasının konumu x,y,z elipsoidal dik koordinatlar veya j, l, h elipsoidal eğri koordinatları ile belirlenir .