Profil topograficzny

Profil topograficzny – wykres, na którym na osi poziomej przedstawiono odległość wzdłuż przeprowadzonej na mapie linii, a na osi pionowej – wysokości bezwzględne.

Kreślenie profilu topograficznego jest ważną umiejętnością geograficzną, którą uczeń winien nabyć już w szkole podstawowej na lekcjach przyrody. Czynność ta, nawiązując do rozpoznawania form terenu za pomocą rysunku poziomicowego, pozwala na rozwijanie wyobraźni przestrzennej uczniów. Do rysowania profilu topograficznego należy zatem przystąpić po względnie dobrym opanowaniu przez uczniów nie tylko rysunku poziomicowego, ale również i mapy poziomicowej, a w praktyce szkolnej także mapy hipsometrycznej. Uczeń bez większych problemów powinien już sprawnie interpretować ukształtowanie powierzchni terenu na podstawie przebiegu analizowanych układów poziomic.

Wprowadzenie pojęcia profilu topograficznego może być poprzedzone krótką prezentacją z wykorzystaniem plastycznego modelu (np. z plasteliny bądź ciastoliny) dowolnej formy terenu, którą rozcinamy (np. przy pomocy żyłki) pionową płaszczyzną wzdłuż wyznaczonej uprzednio linii. Uzyskany w ten sposób realistyczny obraz po pierwsze ukaże linię profilu terenu jako linię przecięcia owej pionowej płaszczyzny z powierzchnią ziemi, a po drugie pozwoli na wyjaśnienie uczniom różnicy pomiędzy profilem a przekrojem. 

Co jeszcze powinniśmy wiedzieć przystępując do konstrukcji profilu terenowego? Otóż kreśląc ten typ rysunku geograficznego, uczniowie muszą być świadomi, że jest to nic innego jak prosty wykres liniowy. W tym momencie odwołujemy się do zasobu wiedzy i umiejętności matematycznych naszych podopiecznych. Aby sporządzić wykres liniowy potrzebujemy zatem dwóch osi współrzędnych: oś poziomą, która będzie podstawą profilu i na której umieścimy skalę odległościową oraz oś pionową, na której zaznaczymy w odpowiedniej podziałce wysokości nad poziom morza. Tym samym położenie każdego punktu profilu określone jest dwiema wartościami: odległością od pewnego stałego punktu (tj. miejsca początku profilu) wyrażoną w [m] lub [km] i wysokością liczoną od podstawy profilu [m n.p.m.] lub [m p.p.m]. Jeżeli chodzi o sam profil, to wykonuje się go wzdłuż uprzednio obranej na mapie linii, przez prostopadłe rzutowanie położonych na niej punktów na odpowiednie poziomy wysokościowe, wyznaczone pionową skalą profilu.

Po wprowadzeniu nadeszła wreszcie pora na rysunek profilu topograficznego. Oto kolejne etapy pracy:

1. Na rysunku poziomicowym, wzdłuż wyznaczonej linii profilu (A-B) przykładamy pasek papieru i zaznaczamy na nim miejsca początku oraz końca profilu (w przypadku przedstawionym na ryc. będzie to wewnętrzna ramka mapki).
2. Odczytujemy wysokości bezwzględne początku oraz końca profilu, a następnie zapisujemy je w zaznaczonych uprzednio (patrz pkt 1) miejscach na pasku papieru.
3. Początek i koniec paska papieru opisujemy kierunkami geograficznymi zgodnie z rzeczywistymi kierunkami mapy.
4. Na pasku papieru znaczymy wszystkie miejsca przecięcia linii profilu z poziomicami.
5. Przy każdym zaznaczeniu (patrz pkt 4) zapisujemy wartość przeciętej poziomicy.
6. Odszukujemy najmniejszej wartości zapisanej na pasku papieru. Po zaokrągleniu do pełnej setki w dół będzie ona stanowiła podstawę osi wysokościowej. Pamiętajmy, że oś wysokościowa nie zawsze musi być opisywana od 0 m n.p.m. Jest to jednak wskazane w przypadku profilów wykonywanych dla kontynentów wzdłuż wybranych południków bądź równoleżników.
7. Rysujemy układ współrzędnych składający się z dwóch osi: poziomej (x) – odległościowej oraz pionowej (y) – wysokościowej, a następnie przystępujemy do jego opisywania.
8. W tym miejscu, najtrudniejszą rzeczą jest ustalenie właściwej podziałki. O ile podziałkę długości zazwyczaj stosujemy taką samą jaka jest na mapie, o tyle podziałkę wysokości należy odpowiednio przewyższyć. W tym celu, należy obliczyć maksymalną deniwelację profilu (różnicę pomiędzy najwyższym i najniższym punktem konstruowanego profilu) i na jej podstawie ustalić skalę pionową. Chcąc uzyskać jak największą czytelność wysokości względnych profilu, z reguły skala pionowa jest większa od poziomej (tj. skali mapy).
   Stosunek skali pionowej do poziomej nazywa się przewyższeniem profilu. Przy jego obliczaniu należy mieć na uwadze właściwe oddanie deniwelacji kreślonego profilu. Stosunkowo duże przewyższenie prowadzi do przekształcenia pagórków w wysokie góry,
    a zbyt małe – w falistą równinę.  
9. Przykładamy pasek papieru do osi poziomej, a następnie w układzie współrzędnych zaznaczamy punkty zgodnie z zaznaczonymi (odległość) oraz zapisanymi (wysokość n.p.m.) danymi na pasku papieru. Uwaga! W początkowym etapie uczenia się kreślenia profilu topograficznego warto, aby uczniowie najpierw przenieśli na oś poziomą miejsca przecięcia się poziomic z linią profilu. Następnie wystawiali w każdym zaznaczonym miejscu odcinek (prostopadły do osi x) o długości równej wysokości danej poziomicy w przyjętej skali wysokościowej.
10. Otrzymany szereg punktów określonych współrzędnymi x y łączymy łagodną linią.
11. Wykreślony profil topograficzny uzupełniamy skrótami kierunków zgodnie z przebiegiem linii profilu. W przypadku profilów topograficznych wykreślonych na podstawie map turystycznych bądź map zamieszczonych w atlasie wskazane jest, aby zaopatrzyć je w objaśnienia typu: nazwy krain geograficznych, nazwy rzek, przeciętych linią profilu, itp. Pamiętać należy, że z reguły nazwy krain wpisujemy równolegle do osi x, a nazwy rzek – prostopadle.

Należy zasygnalizować uczniom, że najtrudniejszą czynnością przez nich wykonywaną przy tym ćwiczeniu jest prawidłowe odczytanie z mapy wartości poziomic. Aby uniknęli błędu już we wstępnej fazie konstrukcji profilu warto jest więc im podpowiedzieć, aby precyzyjnie określili cięcie poziomicowe w przypadku rysunków poziomicowych oraz map topograficznych, a na mapach hipsometrycznych dodatkowo dokładnie sprawdzili barwy skali hipsometrycznej.

A oto (za metodyczną literaturą przedmiotu) kilka przykładów charakterystycznych linii, wzdłuż których uczniowie mogą wyznaczyć profile terenu:

• południk 20⁰E w granicach naszego kraju (od Tatr do Zalewu Wiślanego), profil przydatny do wyjaśnienia bądź potwierdzenia pasowego układu krain geograficznych w Polsce,
• Równik przecinający Afrykę, profil ukazujący kontrast pomiędzy Kotliną Kongo, a silnie zróżnicowaną pod względem hipsometryczną Wyżyną Wschodnio-Afrykańską,
• południk 20⁰E przecinające Afrykę,
• południk 90⁰E przecinający Nizinę Gangesu oraz Himalaje, profil w połączeniu z mapą klimatyczną, przydatny do wyjaśnienia wpływu orografii na rozkład opadów w tej części świata,
• równoleżnik 40⁰N wzdłuż Ameryki Północnej, profil ukazujący charakterystyczny, tj. południkowy przebieg krain geograficznych kontynentu,
• zwrotnik Koziorożca przecinający Australię, profil ...
• równoleżnik 30⁰N w poprzek Atlantyku, profil ukazujący rzeźbę dna oceanicznego, może towarzyszyć przy omawianiu ruchów wielkich płyt litosfery.

Typowych profilów można znaleźć wiele. Chociażby przy geografii regionalnej można wykorzystywać profil terenu omawianego państwa. Wszystko zależy od kreatywności nauczyciela, a ta często stymulowana jest niedostatecznym brakiem czasu. Warto ponadto zwrócić uwagę na fakt, że mapy hipsometryczne kontynentów są o tyle łatwiejsze w rysowaniu profilów topograficznych, że są ujęte ogólniej, co wyraża się m.in. tym, że nie są one zaopatrzone w zbyt dużą ilość poziomic.