خط الكفاف

يُظهر الجزء السفلي من الرسم البياني بعض خطوط الكنتور مع خط مستقيم يمر بموقع القيمة القصوى. ويمثل المنحنى في الأعلى القيم على طول هذا الخط المستقيم.
سطح ثلاثي الأبعاد، يظهر رسمه البياني أدناه.
رسم بياني ثنائي الأبعاد للسطح ثلاثي الأبعاد في الصورة أعلاه.

خط الكفاف ( ويُسمى أيضًا خط التساوي ، أو منحنى تساوي القيمة ، أو منحنى تساوي الإنتاج ، أو منحنى تساوي الإحداثيات ) لدالة ذات متغيرين هو منحنى تكون فيه قيمة الدالة ثابتة، بحيث يصل المنحنى بين النقاط ذات القيم المتساوية. [ 1 ] [ 2 ] وهو مقطع مستوٍ للرسم البياني ثلاثي الأبعاد للدالة.و(x،y){\displaystyle f(x,y)}بالتوازي مع(x،y){\displaystyle (x,y)}-المستوى. وبشكل أعم، فإن خط الكفاف لدالة ذات متغيرين هو منحنى يربط النقاط التي يكون للدالة فيها نفس القيمة المحددة. [ 2 ]

في علم الخرائط ، يربط خط الكنتور (أو ما يُسمى غالبًا "خط الكنتور") نقاطًا متساوية الارتفاع فوق مستوى معين، مثل مستوى سطح البحر المتوسط . [ 3 ] خريطة الكنتور هي خريطة مُوضحة بخطوط الكنتور، مثل الخريطة الطبوغرافية ، والتي تُظهر الوديان والتلال، وانحدار أو انحدار المنحدرات. [ 4 ] فاصل الكنتور في خريطة الكنتور هو الفرق في الارتفاع بين خطوط الكنتور المتتالية. [ 5 ]

يكون ميل الدالة عموديًا دائمًا على خطوط الكفاف. عندما تكون الخطوط متقاربة، يكون مقدار الميل كبيرًا: أي أن التغير حاد. مجموعة المستويات هي تعميم لخط الكفاف للدوال التي تحتوي على أي عدد من المتغيرات .

خطوط الكنتور هي خطوط منحنية أو مستقيمة أو مزيج من الاثنين على الخريطة ، تصف تقاطع سطح حقيقي أو افتراضي مع مستوى أفقي واحد أو أكثر. يسمح شكل هذه الخطوط لقارئي الخرائط باستنتاج الانحدار النسبي لمعلمة ما وتقدير تلك المعلمة في مواقع محددة. يمكن رسم خطوط الكنتور إما على نموذج ثلاثي الأبعاد مرئي للسطح ، كما هو الحال عندما يرسم خبير التصوير المساحي خطوط الكنتور عند مشاهدة نموذج مجسم، أو استيفاؤها من ارتفاعات السطح المقدرة ، كما هو الحال عندما يقوم برنامج حاسوبي بتمرير خطوط الكنتور عبر شبكة من نقاط الرصد لمراكز المناطق. في الحالة الأخيرة، تؤثر طريقة الاستيفاء على دقة خطوط التساوي الفردية وتصويرها للميل والحفر والقمم. [ 6 ]

تاريخ

خريطة إدموند هالي الجديدة والصحيحة التي توضح اختلافات البوصلة (1701)

أُعيد اكتشاف فكرة الخطوط التي تربط النقاط ذات القيمة المتساوية عدة مرات. ويُعثر على أقدم خط تساوي عمق معروف (خط كفاف ذو عمق ثابت) على خريطة مؤرخة عام 1584 لنهر سبارن ، بالقرب من هارلم ، من رسم الهولندي بيتر بروينز. [ 7 ] وفي عام 1701، استخدم إدموند هالي هذه الخطوط (خطوط تساوي العمق) على مخطط التغير المغناطيسي. [ ٨ ] رسم المهندس الهولندي نيكولاس كروكيوس قاع نهر ميرفيدي بخطوط متساوية العمق (خطوط تساوي العمق) على فترات مقدارها قامة واحدة عام ١٧٢٧، واستخدمها فيليب بوش على فترات مقدارها ١٠ قامات على خريطة القناة الإنجليزية التي أُعدت عام ١٧٣٧ ونُشرت عام ١٧٥٢. استُخدمت هذه الخطوط لوصف سطح الأرض (خطوط الكنتور) في خريطة دوقية مودينا وريجيو التي رسمها دومينيكو فانديلي عام ١٧٤٦، ودُرست نظريًا من قِبل دوكارلا عام ١٧٧١، واستخدمها تشارلز هاتون في تجربة شيهاليون . وفي عام ١٧٩١، استخدمت خريطة فرنسا التي رسمها جيه إل دوبان-تريل خطوط الكنتور على فترات مقدارها ٢٠ مترًا، بالإضافة إلى خطوط التظليل، وارتفاعات النقاط، ومقطع رأسي. في عام 1801، استخدم رئيس سلاح المهندسين الفرنسي، هاكسو ، خطوط الكنتور بمقياس أكبر يبلغ 1:500 على مخطط لمشاريعه في روكا دانفو ، التي تقع الآن في شمال إيطاليا، في عهد نابليون . [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

بحلول عام 1843 تقريبًا، عندما بدأت هيئة المساحة البريطانية بتسجيل خطوط الكنتور بانتظام في بريطانيا العظمى وأيرلندا ، كانت هذه الخطوط مستخدمة على نطاق واسع في الدول الأوروبية. أما خطوط تساوي العمق، فلم تُستخدم بشكل روتيني على الخرائط البحرية إلا في روسيا بدءًا من عام 1834، وفي بريطانيا بدءًا من عام 1838. [ 9 ] [ 12 ] [ 13 ]

مع ابتكار استخدامات مختلفة لهذه التقنية بشكل مستقل، بدأ رسامو الخرائط يلاحظون سمة مشتركة، وتناقشوا حول تسمية هذه "الخطوط ذات القيمة المتساوية" بشكل عام. اقترح فرانسيس غالتون عام 1889 مصطلح " إيزوغرام " ( من اليونانية القديمة ἴσος (isos) بمعنى " متساوٍ " و γράμμα (gramma) بمعنى " كتابة، رسم " ) للإشارة إلى الخطوط التي تدل على تساوي حالة أو كمية فيزيائية معينة، [ 14 ] مع العلم أن مصطلح "إيزوغرام" قد يشير أيضًا إلى كلمة لا تحتوي على حرف مكرر . وحتى عام 1944، كان جون ك. رايت لا يزال يفضل مصطلح "إيزوغرام" ، لكنه لم ينتشر على نطاق واسع. خلال أوائل القرن العشرين، كان مصطلح "الخط المتساوي " ( πλῆθος ، plethos ، ويعني " المقدار " ) يُستخدم في الولايات المتحدة بحلول عام ١٩١١، بينما أصبح مصطلح "الخط المتساوي" ( ἀριθμός ، arithmos ، ويعني " العدد " ) شائعًا في أوروبا. كما ظهرت بدائل أخرى، بما في ذلك المصطلح الهجين اليوناني-الإنجليزي "الخط المتساوي" و "الخط المتساوي القياس " ( μέτρον ، metron ، ويعني " القياس " ). وعلى الرغم من محاولات اختيار معيار واحد، فقد استمرت جميع هذه البدائل حتى يومنا هذا. [ ١٥ ] [ ١٦ ]  

عندما شاع استخدام الخرائط ذات الخطوط الكنتورية، امتدت الفكرة إلى تطبيقات أخرى. ولعل أحدثها خرائط جودة الهواء وتلوث الضوضاء الكنتورية ، التي ظهرت لأول مرة في الولايات المتحدة عام 1970 تقريبًا، ويعود ذلك إلى حد كبير إلى التشريعات الوطنية التي تلزم بتحديد هذه المعايير مكانيًا.

الأنواع

تُعطى خطوط الكنتور عادةً أسماءً محددة تبدأ بـ " iso- " وفقًا لطبيعة المتغير الذي يتم رسمه، مع أن عبارة "خط الكنتور" هي الأكثر شيوعًا في كثير من الاستخدامات. وتُعدّ الأسماء المحددة أكثر شيوعًا في علم الأرصاد الجوية، حيث يمكن عرض خرائط متعددة بمتغيرات مختلفة في آنٍ واحد. ويمكن استبدال البادئة " iso- " بـ " isallo- " لتحديد خط كنتور يربط النقاط التي يتغير عندها المتغير بنفس المعدل خلال فترة زمنية محددة.

الخط المتساوي ( من اليونانية القديمة γωνία (gonia) بمعنى " زاوية " ) هو خط كفافي لمتغير يقيس الاتجاه. في علم الأرصاد الجوية وعلم المغناطيسية الأرضية، يحمل مصطلح الخط المتساوي معاني محددة موضحة أدناه. أما الخط المتساوي الميل ( κλίνειν ، klinein ، بمعنى " يميل أو ينحدر " ) فهو خط يصل بين نقطتين لهما نفس الميل. في ديناميكيات السكان وعلم المغناطيسية الأرضية، يحمل مصطلحا الخط المتساوي الميل والخط المتساوي الميل معاني محددة موضحة أدناه. 

نقاط متساوية البعد

منحنى النقاط المتساوية البعد هو مجموعة من النقاط التي تقع جميعها على نفس المسافة من نقطة أو خط أو خط متعدد معين . في هذه الحالة، الدالة التي تبقى قيمتها ثابتة على طول خط الكفاف هي دالة المسافة .

خطوط تساوي الطول

في عام ١٩٤٤، اقترح جون ك. رايت استخدام مصطلح "خطوط تساوي الكثافة" لوصف خطوط الكنتور التي تُمثل متغيرًا لا يُمكن قياسه عند نقطة، بل يجب حسابه من بيانات مُجمعة على مساحة معينة، وذلك على عكس الخطوط المتساوية القياس للمتغيرات التي يُمكن قياسها عند نقطة؛ وقد تم اتباع هذا التمييز بشكل عام منذ ذلك الحين. [ ١٦ ] [ ١٧ ] ومن أمثلة خطوط تساوي الكثافة الكثافة السكانية ، والتي يُمكن حسابها بقسمة عدد سكان منطقة إحصائية على مساحة تلك المنطقة. يُفترض أن كل قيمة مُحسوبة هي قيمة المتغير في مركز المنطقة، ومن ثم يُمكن رسم خطوط تساوي الكثافة من خلال عملية استيفاء . يُمكن مقارنة فكرة خريطة خطوط تساوي الكثافة بخريطة التوزيع اللوني . [ ١٨ ] [ ١٩ ]

في علم الأرصاد الجوية، يُستخدم مصطلح خط التساوي لأي نوع من خطوط الكنتور. [ 20 ]

علم الأرصاد الجوية

خريطة تساوي الهطول المطري

تعتمد خطوط الكنتور المناخية على استيفاء بيانات النقاط الواردة من محطات الأرصاد الجوية والأقمار الصناعية . ونادرًا ما تتواجد محطات الأرصاد الجوية بدقة على خط الكنتور (وإذا تواجدت، فهذا يدل على قياس يساوي قيمة خط الكنتور تمامًا). وبدلًا من ذلك، تُرسَم الخطوط لتقريب مواقع القيم الدقيقة قدر الإمكان، استنادًا إلى نقاط المعلومات المتاحة.

قد تعرض خرائط الكنتور المناخية بيانات مجمعة مثل ضغط الهواء الفعلي في وقت معين، أو بيانات معممة مثل متوسط ​​الضغط على مدى فترة زمنية، أو بيانات التنبؤ مثل ضغط الهواء المتوقع في وقت ما في المستقبل.

تستخدم المخططات الديناميكية الحرارية مجموعات متعددة من خطوط الكنتور المتداخلة (بما في ذلك خطوط الضغط المتساوي وخطوط درجة الحرارة المتساوية) لتقديم صورة عن العوامل الديناميكية الحرارية الرئيسية في نظام الطقس.

الضغط الجوي

مقطع فيديو متكرر لأعمدة هرمية يوضح حركة جبهة باردة

خط تساوي الضغط ( من اليونانية القديمة βάρος (باروس) بمعنى " وزن " ) هو خط ضغط متساوٍ أو ثابت على الرسم البياني أو الخريطة؛ وهو خط تساوي الضغط أو خط كفاف الضغط. وبشكل أدق، خطوط تساوي الضغط هي خطوط مرسومة على الخريطة تربط بين أماكن ذات ضغط جوي متوسط ​​متساوٍ مُقاسًا عند مستوى سطح البحر لفترة زمنية محددة. في علم الأرصاد الجوية ، تُقاس الضغوط الجوية المعروضة عند مستوى سطح البحر ، وليس عند الضغط السطحي في مواقع الخريطة. [ 21 ] يرتبط توزيع خطوط تساوي الضغط ارتباطًا وثيقًا بقوة واتجاه الرياح ، ويمكن استخدامه للتنبؤ بأنماط الطقس المستقبلية. تُستخدم خطوط تساوي الضغط بشكل شائع في نشرات الأحوال الجوية التلفزيونية. 

خطوط تساوي الضغط الجوي هي خطوط تصل بين نقاط تغير الضغط المتساوي خلال فترة زمنية محددة. [ 22 ] ويمكن تقسيمها إلى خطوط تساوي الضغط الجوي ، وهي خطوط تصل بين نقاط ارتفاع الضغط المتساوي خلال فترة زمنية محددة، [ 23 ] وخطوط تساوي الضغط الجوي ، وهي خطوط تصل بين نقاط انخفاض الضغط المتساوي. [ 24 ] وبشكل عام، تتحرك الأنظمة الجوية على طول محور يصل بين مراكز الضغط الجوي المرتفع والمنخفض. [ 25 ] وتُعد تدرجات الضغط الجوي مكونات مهمة للرياح، إذ أنها تزيد أو تقلل من سرعة الرياح الجيوستروفية .

خط تساوي الكثافة هو خط ذو كثافة ثابتة. أما خط تساوي الارتفاع فهو خط ذو ارتفاع جيوبوتنشالي ثابت على خريطة سطح الضغط الثابت. يُعرف خط تساوي الارتفاع ببساطة بأنه خط يُظهر تساوي الضغط على الخريطة.

يُستخدم خط تساوي درجة الحرارة المتوسط ​​البالغ 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت) في شهر يوليو، والمميز بالخط الأحمر، بشكل شائع لتحديد حدود منطقة القطب الشمالي.  

خط تساوي الحرارة ( من اليونانية القديمة θέρμη (thermē) بمعنى " حرارة " ) هو خط يصل بين النقاط على الخريطة التي لها نفس درجة الحرارة . وبالتالي، فإن جميع النقاط التي يمر بها خط تساوي الحرارة لها نفس درجة الحرارة أو درجات حرارة متساوية في الوقت المحدد. [ 26 ] [ 2 ] يُطلق على خط تساوي الحرارة عند 0 درجة مئوية اسم مستوى التجمد . صاغ مصطلح " خطوط تساوي الحرارة " (أو "خطوط تساوي الحرارة") الجغرافي وعالم الطبيعة البروسي ألكسندر فون هومبولت ، الذي نشر، كجزء من بحثه في التوزيع الجغرافي للنباتات، أول خريطة لخطوط تساوي الحرارة في باريس عام 1817. [ 27 ] [ 28 ] ووفقًا لتوماس هانكينز، فقد أثرت التطورات الرسومية للمهندس الاسكتلندي ويليام بلايفير بشكل كبير على اختراع ألكسندر فون هومبولت لخط تساوي الحرارة. [ 29 ] استخدم هومبولت لاحقًا تصوراته وتحليلاته لدحض نظريات كانط وغيره من مفكري عصر التنوير التي تزعم أن غير الأوروبيين أدنى شأنًا بسبب مناخهم. [ 30 ]  

خط تساوي درجة الحرارة الشتوية هو خط ذو متوسط ​​درجة حرارة شتوية متساوٍ، وخط تساوي درجة الحرارة الصيفية هو خط ذو متوسط ​​درجة حرارة صيفية متساوٍ.

خط التساوي ( ἥλιος ، helios ، ' الشمس ' ) هو خط إشعاع شمسي متساوٍ أو ثابت .

خط تساوي درجة الحرارة الأرضية هو خط ذو درجة حرارة متساوية تحت سطح الأرض.

هطول الأمطار ورطوبة الهواء

خط تساوي الهطول ( من اليونانية القديمة ὑετός (huetos) بمعنى " مطر " ) هو خط على الخريطة يربط بين نقاط ذات هطول متساوٍ خلال فترة زمنية محددة. وتُسمى الخريطة التي تحتوي على خطوط تساوي الهطول خريطة تساوي الهطول . 

خط تساوي الرطوبة هو خط رطوبة نسبية ثابتة ، بينما خط تساوي درجة الحرارة ( من اليونانية القديمة δρόσος (drosos) بمعنى " ندى " و θέρμη (therme) بمعنى " حرارة " ) هو خط نقطة ندى متساوية أو ثابتة .  

خط تساوي الغطاء السحابي هو خط يشير إلى تساوي الغطاء السحابي .

خط التساوي هو خط ذو تردد ثابت لعواصف البرد ، وخط التساوي هو خط مرسوم عبر النقاط الجغرافية التي حدثت فيها مرحلة معينة من نشاط العواصف الرعدية في وقت واحد.

غالباً ما يتم عرض الغطاء الثلجي على شكل خريطة خطوط الكنتور.

رياح

الخط المتساوي السرعة ( من اليونانية القديمة ταχύς (tachus) بمعنى " سريع " ) هو خط يصل بين نقطتين ذات سرعة رياح ثابتة . في علم الأرصاد الجوية، يشير مصطلح الخط المتساوي الاتجاه إلى خط ذي اتجاه رياح ثابت. 

التجميد والإذابة

يشير الخط المتساوي في التباين إلى تواريخ متساوية لتكوين الجليد كل شتاء، ويشير الخط المتساوي في التباين إلى تواريخ متساوية للذوبان.

الجغرافيا الطبيعية وعلم المحيطات

الارتفاع والعمق

خريطة طبوغرافية لمدينة ستو ، فيرمونت . تمثل خطوط الكنتور البنية الارتفاع . الفاصل بين خطوط الكنتور هو 20 قدمًا .

تُعدّ خطوط الكنتور إحدى الطرق الشائعة المستخدمة لتحديد الارتفاع والعمق على الخرائط . ومن خلال هذه الخطوط، يُمكن تحديد طبيعة التضاريس العامة . وتُستخدم هذه الخطوط بمقاييس متنوعة، بدءًا من الرسومات الهندسية والمخططات المعمارية واسعة النطاق، مرورًا بالخرائط الطبوغرافية ومخططات الأعماق ، وصولًا إلى الخرائط القارية.

يُعد "خط الكنتور" الاستخدام الأكثر شيوعًا في رسم الخرائط ، ولكن يتم أيضًا استخدام خطوط تساوي العمق للأعماق تحت الماء على الخرائط الباثيمترية وخطوط تساوي الارتفاع للارتفاعات.

في علم الخرائط، يُعرَّف فاصل الكنتور بأنه فرق الارتفاع بين خطوط الكنتور المتجاورة. وينبغي أن يكون فاصل الكنتور متساوياً على الخريطة الواحدة. وعند حسابه كنسبة إلى مقياس الخريطة، يُمكن استخلاص فكرة عن مدى تضاريس المنطقة.

تفسير

هناك عدة قواعد يجب مراعاتها عند تفسير خطوط الكنتور في التضاريس:

  • قاعدة حرف V : عادةً ما توجد أشكال حرف V المدببة في وديان الجداول، حيث يمر مجرى التصريف عبر نقطة حرف V، ويكون حرف V متجهًا نحو المنبع. وهذا نتيجة للتآكل .
  • قاعدة الدائرة : عادةً ما تكون الدوائر المغلقة صاعدة من الداخل وهابطة من الخارج، وتُمثل الدائرة الداخلية أعلى منطقة. إذا مثّلت الدائرة منخفضًا، تُشير بعض الخرائط إلى ذلك بخطوط قصيرة تُسمى خطوط التظليل، وهي عمودية على خط الكنتور وتُشير إلى اتجاه المنخفض. [ 31 ] (يُشبه هذا المفهوم خطوط التظليل المستخدمة في خرائط التظليل، ولكنه يختلف عنها ).
  • تباعد خطوط الكنتور : تشير خطوط الكنتور المتقاربة إلى انحدار حاد، بينما تشير الخطوط المتباعدة إلى انحدار طفيف. يشير اندماج خطين أو أكثر من خطوط الكنتور إلى وجود جرف. يمكن تقريب انحدار مجرى النهر عن طريق حساب عدد خطوط الكنتور التي تعبر جزءًا منه .

بالطبع، لتحديد فروق الارتفاع بين نقطتين، يجب معرفة فاصل خطوط الكنتور، أو المسافة في الارتفاع بين خطي كنتور متجاورين، ويُذكر هذا عادةً في مفتاح الخريطة. عادةً ما تكون فواصل خطوط الكنتور متسقة في جميع أنحاء الخريطة، ولكن هناك استثناءات. أحيانًا توجد خطوط كنتور متوسطة في المناطق الأكثر انبساطًا؛ ويمكن أن تكون هذه الخطوط متقطعة أو منقطة عند نصف فاصل خطوط الكنتور المذكور. عند استخدام خطوط الكنتور مع تدرجات الارتفاع على خريطة صغيرة المقياس تشمل جبالًا ومناطق منخفضة أكثر انبساطًا، من الشائع استخدام فواصل أصغر عند الارتفاعات المنخفضة لإظهار التفاصيل في جميع المناطق. على العكس من ذلك، بالنسبة لجزيرة تتكون من هضبة محاطة بمنحدرات شديدة الانحدار، من الممكن استخدام فواصل أصغر مع زيادة الارتفاع. [ 32 ]

الكهرباء الساكنة

خريطة تساوي الجهد هي مقياس للجهد الكهروستاتيكي في الفضاء، وغالبًا ما تُصوَّر في بُعدين حيث تُحْدِث الشحنات الكهروستاتيكية هذا الجهد الكهربائي . يُشير مصطلح خط تساوي الجهد إلى منحنى ذي جهد كهربائي ثابت . ويُستدل على ما إذا كان عبور خط تساوي الجهد يُمثِّل صعودًا أو هبوطًا في الجهد من خلال رموز الشحنات. في ثلاثة أبعاد، يمكن تصوير أسطح تساوي الجهد بمقطع عرضي ثنائي الأبعاد، يُظهر خطوط تساوي الجهد عند تقاطع الأسطح مع المقطع العرضي.

يُستخدم مصطلح "مجموعة المستوى " الرياضي العام غالبًا لوصف المجموعة الكاملة من النقاط التي لها إمكانات معينة، وخاصة في الفضاء ذي الأبعاد الأعلى.

المغناطيسية

خطوط تساوي الانزياح لعام 2000. خطوط الانزياح أكثر سمكًا ومُعَلَّمة بالرقم "0".

في دراسة المجال المغناطيسي للأرض ، يشير مصطلح خط التساوي المغناطيسي أو خط التساوي المغناطيسي إلى خط ذي انحراف مغناطيسي ثابت ، وهو الفرق بين الشمال المغناطيسي والشمال الجغرافي. يُرسم خط التساوي المغناطيسي عبر نقاط الانحراف المغناطيسي الصفري. أما خط التساوي الزمني فيشير إلى خط ذي تغير سنوي ثابت في الانحراف المغناطيسي. [ 33 ]

يربط الخط المتساوي الميل النقاط ذات الميل المغناطيسي المتساوي ، والخط غير المتساوي الميل هو الخط المتساوي الميل المغناطيسي الصفري.

الخط المتساوي الديناميكية (من δύναμις أو dynamis بمعنى "القوة") يربط النقاط التي لها نفس شدة القوة المغناطيسية.

علم المحيطات

إلى جانب عمق المحيط، يستخدم علماء المحيطات خطوط الكنتور لوصف الظواهر المتغيرة المنتشرة، تمامًا كما يفعل علماء الأرصاد الجوية مع الظواهر الجوية. وعلى وجه الخصوص، تُظهر خطوط تساوي العمق والحرارة أعماق المياه ذات درجات الحرارة المتساوية، بينما تُظهر خطوط تساوي الملوحة خطوط ملوحة المحيط المتساوية، أما خطوط تساوي الكثافة فهي أسطح ذات كثافة مياه متساوية.

الجيولوجيا

تُستخدم خرائط الكنتور في الجيولوجيا البنيوية ، وعلم الرسوبيات ، وعلم الطبقات، والجيولوجيا الاقتصادية ، لعرض بيانات جيولوجية متنوعة . تُستخدم خرائط الكنتور لإظهار سطح الطبقات الجيولوجية تحت سطح الأرض ، وأسطح الصدوع (خاصةً الصدوع الانزلاقية ذات الزاوية المنخفضة )، وأسطح عدم التوافق . أما خرائط تساوي السماكة ، فتستخدم خطوط تساوي السماكة لتوضيح التباينات في سماكة الوحدات الجيولوجية.

العلوم البيئية

عند مناقشة التلوث، تُعدّ خرائط الكثافة مفيدة للغاية في تحديد مصادر التلوث ومناطقه الأكثر تلوثًا. وتُعدّ خرائط الكنتور مفيدة بشكل خاص لأشكال التلوث المنتشرة أو نطاقاته المختلفة. ويُشار إلى هطول الأمطار الحمضية على الخرائط باستخدام خطوط تساوي الكثافة . ومن أبرز تطبيقات خرائط الكنتور في العلوم البيئية رسم خرائط الضوضاء البيئية (حيث تُسمى خطوط تساوي مستوى ضغط الصوت بخطوط تساوي الكثافة [ 34 ]وتلوث الهواء ، وتلوث التربة ، والتلوث الحراري ، وتلوث المياه الجوفية . ومن خلال الزراعة الكنتورية والحرث الكنتوريين ، يُمكن الحدّ بشكل كبير من معدل جريان المياه السطحية ، وبالتالي تآكل التربة ؛ وهذا أمر بالغ الأهمية في المناطق النهرية .

علم البيئة

خط التساوي في التنوع البيولوجي هو خط كفاف يربط بين مناطق ذات تنوع بيولوجي متقارب. عادةً ما يكون المتغير هو عدد أنواع جنس أو فصيلة معينة موجودة في منطقة ما. تُستخدم خرائط التساوي في التنوع البيولوجي بالتالي لإظهار أنماط التوزيع والاتجاهات، مثل مراكز التنوع. [ 35 ]

العلوم الاجتماعية

من علم الاقتصاد ، خريطة السواء بثلاث منحنيات سواء موضحة. جميع النقاط على منحنى سواء معين لها نفس قيمة دالة المنفعة ، والتي تخرج قيمها ضمنيًا من الصفحة في البعد الثالث غير الموضح.

في علم الاقتصاد ، تُستخدم خطوط الكنتور لوصف الخصائص التي تتغير كميًا عبر المكان. يُظهر خط تساوي الزمن (isochrone) خطوطًا تُعادل زمن القيادة أو زمن السفر إلى موقع مُحدد، ويُستخدم في إنشاء خرائط خطوط تساوي الزمن . يُظهر خط تساوي الوقت (isotim) تكاليف النقل المُكافئة من مصدر المادة الخام، بينما يُظهر خط تساوي زمن السفر (isodapane) تكلفة زمن السفر المُكافئة.

منحنى إنتاج متساوي واحد (محدب) ومنحنى تكلفة متساوي واحد (خطي). يتم تمثيل استخدام العمالة أفقيًا واستخدام رأس المال المادي رأسيًا.

تُستخدم خطوط الكفاف أيضًا لعرض معلومات غير جغرافية في علم الاقتصاد. تُستخدم منحنيات السواء (كما هو موضح على اليسار) لعرض مجموعات السلع التي يُخصص لها الشخص منفعة متساوية. منحنى الإنتاج المتساوي (في الصورة على اليمين) هو منحنى لكمية إنتاج متساوية لمجموعات بديلة من استخدامات المدخلات ، بينما يُظهر منحنى التكلفة المتساوية (أيضًا في الصورة على اليمين) استخدامات بديلة ذات تكاليف إنتاج متساوية.

في العلوم السياسية، يتم استخدام طريقة مماثلة في فهم التحالفات (على سبيل المثال الرسم البياني في عمل لافر وشيبسل [ 36 ] ).

في ديناميكيات السكان ، يوضح منحنى التساوي مجموعة أحجام السكان التي يكون عندها معدل التغير، أو المشتق الجزئي، لسكان واحد في زوج من السكان المتفاعلين يساوي صفرًا.

إحصائيات

في الإحصاء، تُعرف خطوط تساوي الكثافة [ 37 ] أو خطوط تساوي الكثافة بأنها خطوط تصل بين النقاط التي لها نفس قيمة دالة الكثافة الاحتمالية . تُستخدم خطوط تساوي الكثافة لعرض التوزيعات ثنائية المتغيرات . على سبيل المثال، بالنسبة للتوزيع الإهليلجي ثنائي المتغيرات ، تكون خطوط تساوي الكثافة عبارة عن أشكال إهليلجية .

الديناميكا الحرارية والهندسة والعلوم الأخرى

تستخدم أنواع مختلفة من الرسوم البيانية في الديناميكا الحرارية والهندسة والعلوم الأخرى خطوط تساوي الضغط (الضغط الثابت)، وخطوط تساوي درجة الحرارة (درجة الحرارة الثابتة)، وخطوط تساوي الحجم (الحجم النوعي الثابت)، أو أنواعًا أخرى من خطوط تساوي الكثافة، على الرغم من أن هذه الرسوم البيانية لا ترتبط عادةً بالخرائط. تُفيد هذه الخطوط في تمثيل أكثر من بُعدين (أو كميتين) على الرسوم البيانية ثنائية الأبعاد. ومن الأمثلة الشائعة في الديناميكا الحرارية بعض أنواع مخططات الأطوار .

تُستخدم خطوط التساوي لحل المعادلات التفاضلية العادية .

في تفسير صور الرادار ، يكون خط تساوي سرعة دوبلر هو خط ذو سرعة دوبلر متساوية ، ويكون خط تساوي انعكاسية الرادار هو خط ذو انعكاسية رادار متساوية.

في حالة الخطوط المنحنية الهجينة، يتم رسم طاقات المدارات الهجينة وطاقات المدارات الذرية النقية. ويُطلق على الرسم البياني الناتج اسم الخط المنحني الهجين.

ظواهر أخرى

الخوارزميات

التصميم الجرافيكي

لتحقيق أقصى قدر من سهولة قراءة خرائط الكنتور، هناك العديد من خيارات التصميم المتاحة لمنشئ الخريطة، وهي بشكل أساسي وزن الخط ولون الخط ونوع الخط وطريقة الترقيم.

سُمك الخط هو ببساطة درجة قتامة أو سماكة الخط المستخدم. ويُختار هذا السُمك بناءً على الشكل الأقل وضوحًا لخطوط الكنتور، والذي يُمكّن القارئ من فهم المعلومات الأساسية في الخريطة نفسها. إذا كانت الخريطة الأساسية تحتوي على القليل من المحتوى أو لا تحتوي على أي محتوى، فقد تُرسَم خطوط الكنتور بسُمك كبير نسبيًا. كذلك، في العديد من أنواع خطوط الكنتور، مثل الخرائط الطبوغرافية، من الشائع تغيير سُمك الخط و/أو لونه، بحيث تظهر خصائص مختلفة للخط عند قيم عددية معينة. على سبيل المثال، في الخريطة الطبوغرافية أعلاه، تظهر الارتفاعات الزوجية التي تبلغ مئة قدم بسُمك مختلف عن الارتفاعات التي تبلغ عشرين قدمًا.

يُمكن اختيار لون الخط من بين مجموعة متنوعة من الأصباغ التي تُناسب العرض. أحيانًا يُستخدم اللمعان أو البريق بالإضافة إلى اللون لتمييز خطوط الكنتور عن الخريطة الأساسية . كما يُمكن تغيير لون الخط لعرض معلومات أخرى.

يشير نوع الخط إلى ما إذا كان خط الكنتور الأساسي متصلاً أو متقطعاً أو منقطاً أو متقطعاً بنمط آخر لتحقيق التأثير المطلوب. تُستخدم الخطوط المنقطة أو المتقطعة غالباً عندما تنقل الخريطة الأساسية معلومات بالغة الأهمية (أو يصعب قراءتها). أما الخطوط المتقطعة فتُستخدم عندما يكون موقع خط الكنتور غير واضح.

الترقيم هو أسلوب لتحديد القيم الحسابية لخطوط الكنتور. ويتم ذلك بوضع أرقام على طول بعض خطوط الكنتور، وعادةً ما يُستخدم الاستيفاء للخطوط الفاصلة. أو بدلاً من ذلك، يمكن إنشاء مفتاح للخريطة يربط خطوط الكنتور بقيمها.

إذا لم تكن خطوط الكنتور مُرقمة، وكانت الخطوط المتجاورة من نفس النمط (بنفس السماكة واللون والنوع)، فلا يمكن تحديد اتجاه التدرج من خطوط الكنتور وحدها. أما إذا كانت خطوط الكنتور تتناوب بين ثلاثة أنماط أو أكثر، فيمكن تحديد اتجاه التدرج من هذه الخطوط. وغالبًا ما يُستخدم اتجاه الأرقام النصية للإشارة إلى اتجاه الميل.

عرض المخطط مقابل عرض المقطع الجانبي

Most commonly contour lines are drawn in plan view, or as an observer in space would view the Earth's surface: ordinary map form. However, some parameters can often be displayed in profile view showing a vertical profile of the parameter mapped. Some of the most common parameters mapped in profile are air pollutant concentrations and sound levels. In each of those cases it may be important to analyze (air pollutant concentrations or sound levels) at varying heights so as to determine the air quality or noise health effects on people at different elevations, for example, living on different floor levels of an urban apartment. In actuality, both plan and profile view contour maps are used in air pollution and noise pollution studies.

Contour map labeled aesthetically in an "elevation up" manner.

Labeling contour maps

Labels are a critical component of elevation maps. A properly labeled contour map helps the reader to quickly interpret the shape of the terrain. If numbers are placed close to each other, it means that the terrain is steep. Labels should be placed along a slightly curved line "pointing" to the summit or nadir, from several directions if possible, making the visual identification of the summit or nadir easy.[38][39] Contour labels can be oriented so a reader is facing uphill when reading the label.

Manual labeling of contour maps is a time-consuming process, however, there are a few software systems that can do the job automatically and in accordance with cartographic conventions, called automatic label placement.

See also

References

  1. Courant, Richard, Herbert Robbins, and Ian Stewart. What Is Mathematics?: An Elementary Approach to Ideas and Methods. New York: Oxford University Press, 1996. p. 344.
  2. 123Hughes-Hallett, Deborah; McCallum, William G.; Gleason, Andrew M. (2013). Calculus : Single and Multivariable (6 ed.). John wiley. ISBN 978-0470-88861-2.
  3. "Definition of contour line". Dictionary.com. Retrieved 2022-04-04.
  4. "Definition of CONTOUR MAP". Merriam-Webster. Retrieved 2022-04-04.
  5. Tracy, John C. Plane Surveying; A Text-Book and Pocket Manual. New York: J. Wiley & Sons, 1907. p. 337.
  6. ديفيس، جون سي، 1986، الإحصاء وتحليل البيانات في الجيولوجيا ، وايلي، رقم ISBN 0-471-08079-9
  7. ^ موراتو مورينو ، مانويل (2017). "أصول التمثيل الطبوغرافي للأرض في بعض الخرائط الإسبانية الأمريكية في القرن السادس عشر" . Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles . دوى : 10.21138/bage.2414 .
  8. ثروور، إن جيه دبليو، الخرائط والحضارة: رسم الخرائط في الثقافة والمجتمع ، مطبعة جامعة شيكاغو، 1972، تمت مراجعته عام 1996، الصفحة 97؛ وجاردين، ليزا، المساعي البارعة: بناء الثورة العلمية ، ليتل، براون، وشركاه، 1999، الصفحة 31.
  9. 1 2 R. A. Skelton, "Cartography", History of Technology , Oxford, vol. 6, pp. 612–614, 1958.
  10. العقيد بيرتو، خريطة فرنسا ، المجلد 1، ص 139، نقلاً عن كلوز.
  11. سي. هاتون، "وصف للحسابات التي أجريت بناءً على المسح والقياسات التي تم اتخاذها في شيهالين، من أجل تحديد متوسط ​​كثافة الأرض"، المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن ، المجلد 68 ، الصفحات 756-757
  12. سي. كلوز، السنوات الأولى لهيئة المساحة البريطانية ، 1926، أعيد نشره بواسطة ديفيد وتشارلز، 1969، رقم ISBN 0-7153-4477-3، الصفحات 141-144.
  13. تي. أوين وإي. بيلبيم، هيئة المساحة البريطانية: رسامو الخرائط في بريطانيا منذ عام 1791 ، دار النشر الحكومية، 1992، رقم ISBN 0-11-701507-5.
  14. غالتون، فرانسيس (1889). "حول مبدأ وطرق تحديد علامات الكفاءة الجسدية" . مجلة نيتشر . 40 (1044): 651. Bibcode : 1889Natur..40..649. doi : 10.1038 /040649a0 . S2CID 3996216 . 
  15. رايت، جون ك. (أبريل 1930). "الخط المتساوي كمصطلح عام" . المجلة الجغرافية . 20 (2): 341. JSTOR 208890 . 
  16. 1 2 رايت، جون ك. (أكتوبر 1944). "مصطلحات بعض رموز الخرائط" . المجلة الجغرافية . 34 (4): 653-654 . Bibcode : 1944GeoRv..34..653W . doi : 10.2307/210035 . JSTOR 210035 . 
  17. روبنسون، أ. هـ. (1971). "أصل خطوط تساوي الارتفاع". مجلة الخرائط . 8 (1): 49-53 . رمز Bibcode : 1971CartJ...8...49R . doi : 10.1179/caj.1971.8.1.49 .
  18. تي. سلوكوم، آر. ماكماستر، إف. كيسلر، وإتش. هوارد، رسم الخرائط الموضوعية والتصوير الجغرافي ، الطبعة الثانية، بيرسون، 2005، رقم ISBN 0-13-035123-7، ص 272.
  19. ArcGIS، خطوط تساوي الارتفاع: خطوط الكنتور ، 2013.
  20. خدمة الأرصاد الجوية الوطنية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، مسرد المصطلحات .
  21. إدوارد ج. هوبكنز، دكتوراه (10 يونيو 1996). "مخطط تحليل الطقس السطحي" . جامعة ويسكونسن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2007 .
  22. المنظمة العالمية للأرصاد الجوية . "إيسالوبار" . يوميتكال . مؤرشف من الأصل في 16 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه في 12 أبريل 2014 .
  23. المنظمة العالمية للأرصاد الجوية . "أنالوبار" . يوميتكال . مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2014 .
  24. المنظمة العالمية للأرصاد الجوية . "كاتالوبار" . يوميتكال . مؤرشف من الأصل في 5 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه في 12 أبريل 2014 .
  25. "التنبؤ بحركة النظام الجوي بناءً على اتجاه الضغط" . الفصل 13 - التنبؤ بالطقس . كلية ليندون الحكومية، قسم علوم الغلاف الجوي . تاريخ الاسترجاع: 12 أبريل 2014 .
  26. داتا ستريم أتموسفير (28 أبريل 2008). "أنماط درجة حرارة الهواء" . الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية. مؤرشف من الأصل في 11 مايو 2008. تم الاطلاع عليه في 7 فبراير 2010 .
  27. داوم، أندرياس و. (2024). ألكسندر فون هومبولت: سيرة موجزة . ترجمة روبرت سافاج. برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون. ص 106-107 . ISBN  978-0-691-24736-6.
  28. مونزار، جان (1967-09-01). "ألكسندر فون هومبولت وخطوط تساوي الحرارة". الطقس . 22 (9): 360-363 . Bibcode : 1967Wthr...22..360M . doi : 10.1002/j.1477-8696.1967.tb02989.x . ISSN 1477-8696 . 
  29. "الدم والتراب والمخططات البيانية: تاريخ خاص للرسوم البيانية" . مجلة إيزيس . 90 (1): 50-80 . 1999. doi : 10.1086/384241 . ISSN 0021-1753 . 
  30. ستروبل، مايكل (2021). "كتابات ألكسندر فون هومبولت المناخية" . الحياة والآداب الألمانية . 74 (3): 371-393 . doi : 10.1111/glal.12313 . ISSN 0016-8777 . 
  31. ليفيسون، ديفيد ج. (2002). "ملامح الاكتئاب - الدخول والخروج من الحفرة" . جامعة مدينة نيويورك .
  32. سارك (سيرك) ، هيئة المسح الجيولوجي، وزارة الدفاع، السلسلة م 824، ورقة سارك، الطبعة الرابعة GSGS، 1965، OCLC 27636277. المقياس 1:10560. فواصل الكنتور: 50قدمًا حتى 200، و20 قدمًا من 200 إلى 300، و10أقدام فوق 300.    
  33. "خط تساوي المسام" . historicalcharts.noaa.gov . 1946. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-07-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20-07-2015 .
  34. "إيزوبيل" . www.sfu.ca. 2005-01-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2010-04-25 .
  35. سبيشت، ريموند. الأراضي العشبية والأراضي الشجرية ذات الصلة: دراسات تحليلية . إلسيفير. ص 219-220 . 
  36. لافر، مايكل وكينيث أ. شيبسل (1996) صنع وتدمير صور الحكومات .
  37. فرنانديز، أنطونيو (2011). "منهجية انحدار معممة لبيانات ثنائية المتغيرات غير متجانسة التباين" (ملف PDF) . مجلة الاتصالات في الإحصاء - النظرية والأساليب . 40 (4): 598-621 . doi : 10.1080/03610920903444011 . S2CID 55887263 . 
  38. ^ إيمهوف، “Die Anordnung der Namen in der Karte،” Annuaire International de Cartographie II، Orell-Füssli Verlag، Zürich، 93–129، 1962.
  39. فريمان، هـ.، "وضع اسم الكمبيوتر"، الفصل 29، في نظم المعلومات الجغرافية، 1، دي جيه ماغواير، إم إف غودتشايلد، ودي دبليو رايند، جون وايلي، نيويورك، 1991، 449-460.