มารู้จักเส้นชั้นความสูงกันเถอะ ธีระ ลาภิศชยางกูล อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี E-mail: theera.lil@kmutt.ac.th
พื้นที่ต่างๆบนโลกประกอบไปด้วยพื้นดิน, น้้าและอากาศ ในอดีตมนุษย์ใช้การเดินทางบกและทาง น้้าเป็นหลักจึงท้าให้พื้นดิน, ล้าคลอง, แม่น้าและทะเลจึงมีความส้าคัญแต่ มนุษย์ทุกๆคน ส่วนทางอากาศ หลังจากประดิษฐ์เครื่องบินได้จึงมานิยมในปัจจุบัน แต่ด้วยลักษณะของภูมิประเทศที่มีพื้นดินและน้้าเป็นสิ่ง ส้าคัญในการด้ารงชีวิตของมนุษย์จึงท้าให้การทราบถึงลักษณะของพื้นดินหรือน้้ามีความส้าคัญต่อการใช้ ชีวิตในแต่ละวันเช่น ถ้าทราบความสูงของท้องน้้าก็จะสามารถทราบความจุของน้้าที่ไหลผ่านหรือถ้าทราบ ความสูงต่้าของพื้นดินก็จะสามารถทราบได้ว่าจุดใดในพื้นที่นั้นสูงหรือต่้ากว่ากันเพื่อน้าไปประเมินการสร้าง บ้าน, บ่อน้้าและที่ฝังขยะเป็นต้น สิ่งเหล่านี้เองจึงท้าให้ การทราบความสูงของพื้นดินเป็นสิ่งที่ส้าคัญอันดับ ต้นในการสร้างอาคาร, บ้านเรือนหรือสิ่งต่างๆที่น้ามาใช้ในการวางแผนขั้นต้น โดยปกติในการหาความสูง ของระดับดินหรือน้้ามารถหาได้จากการน้าไม้วัดระยะไปท้าการวัดจากจุดที่เราท้าการอ้างอิงไว้ แล้วจึงจด บันทึกเพื่อให้ทราบความสูงของสิ่งที่เราต้องการ ดังนั้นชาวบ้านทั่วไปเมื่อต้องการทราบความลึกของระดับ น้้าในคลองก็จะใช้ไม้จุ่มแล้วใช้เทปวัดระยะความลึกของคลองนั้นหรือ ถ้าต้องการทราบว่าพื้นดินจุดที่สร้าง บ้านสูงกว่าคลองหรือไม่ก็จะใช้ระดับน้้าในการดูว่าเอียงไปทางทิศใดดังรูปที่ 1 แสดงไม้วัดระดับแบบที่ พกพาและแบบติดกับผนัง
ก) ไม้วัดระดับแบบพกพา[1] ข) ไม้วัดระดับแบบติดผนัง[2] รูปที่ 1 ไม้วัดระดับ ก) แบบพกพาและ ข) แบบติดผนัง
จากการวัดความสูงหรือความลึกจะพบว่าเป็นการวัดเป็นจุดๆไป เมื่อต้องการวัดความสูงหรือความลึกบริเวณ กว้างทั่วทั้งพื้นที่จึงจ้าเป็นต้องก้าหนดจุดที่ต้องการเพิ่มขึ้นเป็นตารางกริดที่มีขนาดความกว้างยาวที่เท่ากัน แล้วท้าการหาความสูงแต่ละจุดจากหมุดที่อ้างอิงหรือหมุดหลักฐานการระดับ[3] เพื่อท้าการวัดความสูงของ จุดที่ก้าหนดด้วยการวัดด้วยวิธีการส้ารวจ (surveying) ซึ่งเมื่อได้ความสูงของแต่ละจุดแล้วก็จะน้ามาลากเส้น
แทนความสูงบนพื้นที่นั้น เส้นที่เกิดขึ้นจะถูกเรียกว่าเส้นชั้นความสูงดังรูปที่ 2 เป็นการเขียนเส้นชั้นความสูง แบบตารางกริดซึ่ ง จุดตั ดของกริดจะเป็ นค่าความสูงในพื้ นที่จริง เมื่ อท้าการวาดเส้นชั้นความสูงที่ ผ่า น ระหว่างเส้นของกริดแต่ละช่องที่เป็นค่าความสูงระหว่างจุดสองจุดบนเส้นกริดแต่ละด้าน ท้าให้เราสามารถ เห็นลักษณะของความสูงบนพื้นที่ที่ท้าการส้ารวจได้เป็น ในบริเวณกว้าง เส้นชั้นความสูงนี้จึงเป็นการหาค่า ความสูงบนพื้นที่ที่ต้องการเพื่อน้าไปสร้างภาพสามมิติส้าหรับใช้ในการจัดการพื้นที่ในด้า นต่างๆได้อย่าง เหมาะสม ซึ่งการสร้างเส้นชั้นความสูงมีด้วยกันหลายแบบขึ้นอยู่กับอุปกรณ์, ค่าใช้จ่ายและความต้องการ รวมถึงลักษณะของเส้นชั้นความสูงและน้าไปใช้
รูปที่ 2 ลักษณะการเขียนเส้นชั้นความสูงแบบกริด[3]
1. เส้นชั้นความสูงคืออะไร เป็นเส้นแสดงความสูงของพื้นที่นั้นที่ลากไปตามพื้นผิวโลกผ่านจุดที่มีความสูงเท่ากันที่ปรากฏใน แผนที่ภูมิประเทศ แต่ละเส้นจะมีตัวเลขบอกความสูงก้ากับไว้ว่าเส้นนั้ นๆอยู่สูงจากระดับน้้าทะเลปานกลาง หรือพื้นหลักฐาน (Datum)[3]เท่าไหร่ โดยความห่างของแต่ละเส้นจะเรียกว่า ช่วงชั้นความสูง (Contour interval) ซึ่งในแผนที่แผ่นหนึ่งที่แสดงเส้นชั้นความสูงจะมีหลายเส้นด้วยกันโดยส่วนใหญ่เส้นชั้นความสูง จะประกอบไปด้วยเส้นหลักๆ 3 เส้น [4][5]ดังรูปที่ 3 คือ 1.1 เส้นชั้นความสูงดัชนี (Index Contour) ส่วนมากแสดงเส้นชั้นความสูงด้วยเส้นสีน้าตาลจะมี ตัวเลขก้ากับบอกไว้ตามระยะห่างของช่วงชั้นความสูงที่ก้าหนด 1.2 เส้นชั้นความสูงระหว่างกลาง (Intermediate Contour) แสดงในแผนที่ด้วยเส้นสีน้าตาลแต่เส้น บางกว่าและเป็นหน่วยย่อยของเส้นชั้นความสูงดัชนีโดยปรกติเส้นชั้นความสูงชนิดนี้ไม่มีตัวเลขบอกความ สูงไว้
1.3 เส้นชั้นความสูงเสริม (Supplemental Contour) เป็นเส้นแบ่งครึ่งของเส้น เส้นชั้นความสูง ระหว่างกลางในแผนที่เส้นชั้นความสูงซึ่งจะมีขนาดเท่ากับครึ่งหนึ่งของระยะห่างเส้นชั้นความสูง
รูปที่ 3 ลักษณะของเส้นชั้นความสูง[4]
2. เส้นชั้นความสูงสร้างได้อย่างไร ในการเขียนเส้นชั้นความสูงจะเขียนจากการลากเส้นผ่านจุดที่มีความสูงซึ่งจุดที่ก้าหนดความสูง อาจจะเรียงตัวในรูปแบบกริดที่มีแต่ละด้านเท่ากันตามที่ก้าหนดแล้วลากเส้นชั้นความสูงด้วยมือหรือสร้างใน คอมพิวเตอร์ก็ได้จากการเก็บข้อมูลในสนามตามจุดที่ก้าหนดเป็นตารางกริดในสนามดังรูปที่ 2 ที่กล่าวแล้ว ข้างต้นหรืออาจจะเก็บแบบสุ่มที่มีจุดแต่ละจุดมีระยะห่างระหว่างจุดที่ไม่เท่ากันในแต่ละด้านเพื่อให้สามารถ เก็บความสูงของพื้นดินที่มีการเปลี่ยนแปลงได้อย่างถูกต้อง ท้าให้ด้านแต่ละด้านประกอบกันเป็น รูปแบบ สามเหลี่ยมด้านไม่เท่าดังรูปที่ 4 วิธีการแบบสุ่มจึงเหมาะสมพื้นที่บริเวณกว้างและท้าการเก็บข้อมูลในสนาม ตามสภาพพื้นผิวภูมิประเทศจริง โดยวิธี แบบสุ่มสร้างเส้นชั้นความสูงในคอมพิวเตอร์เป็นส่วนใหญ่ แต่ก็ สามารถเขียนเส้นชั้นความสูงได้ด้วยมือเช่นกันดังรูปที่ 5 ซึ่งการลากเส้นชั้นความสูงที่ผ่านระหว่างจุดจะมีอยู่ ด้วยกัน 2 แบบคือ 2.1 แบบวัดระยะตามมาตราส่วนที่ใช้เขียน วิธีการนี้จะใช้ไม้บรรทัดมาตราส่วนในการลากเส้นผ่าน จุดที่มีความสูงเท่ากันตามมาตราส่วนที่ใช้สร้างแผนที่เส้นชั้นความสูง ส่วนใหญ่จะใช้กับการ เก็บข้อมูลแบบกริดเพราะมีระยะห่างระหว่างจุดที่แน่นอน 2.2 แบบค้านวณ เป็นวิธีการค้านวณจากระยะห่างระหว่างจุดและความสูงทั้งสองจุดดังตัวอย่างและ รูปที่ 3 ข้างล่างนี้
รูปที่ 3 การค้านวณหาจุดทีต่ ้องการเขียนเส้นชั้นความสูง[4]
ก้าหนดให้ V = ความต่างระดับระหว่าง E3 และ E4 = 0.42 เมตร v = ความต่างระดับระหว่าง E4 กับจุด 98.75 = 0.09 เมตร
H = ให้ระยะตารางกริดในแผนที่ในที่นี้ 1: 1,000 จะเท่ากับ 2 ซม. จากหลักการของสามเหลี่ยมคล้าย ดังนั้น
x=
x v H = ;x= ×v H V V 2 × 0.09 = 0.42 ซม. 0.42
เมื่อได้ระยะ x แล้วก็วัดระยะจาก E4 มาทาง E3 เท่ากับ 0.42 ซม. ก็จะได้จุดที่มีความสูงตามต้องการ จะเห็นว่า วิธีนี้จะต้องค้านวณหาความสูงทุกๆ จุดที่ต้องการเขียนเส้นชั้นความสูง จะมักจะใช้วิธีการนี้ในการสร้างเส้น ชั้นความสูงด้วยคอมพิวเตอร์เพราะสร้างท้าได้รวดเร็ว
รูปที่ 4 ลักษณะของข้อมูลความสูงแบบจุดในแบบสามเหลี่ยมด้านไม่เท่า[6]
รูปที่ 5 การลากเส้นชั้นความสูงผ่านระหว่างจุดเก็บค่าความสูง[7]
3. ประโยชน์ของเส้นชั้นความสูง จากลักษณะและวิธีการเขียนดังข้างต้นจะเห็นได้ว่าเส้นชั้นความสูงบนพื้นที่แห่งหนึ่ง ถ้าเราเข้าใจ ความหมายของเส้นที่เกิดว่าบ่งบอกหรือให้อะไรกับผู้ที่น้าแผนที่เส้นชั้นความสูงนั้นไปใช้ก็จะท้าให้เกิด ประโยชน์ได้อย่างมากดังรูปที่ 6 จากเส้นชั้นความสูงในรูปแบบสองมิติเมื่อน้ามาท้าการลากเส้นผ่านกึ่งกลาง แล้วก้าหนดจุดตามความสูงของเส้นชั้นความสูงในรูปแบบแผนภูมิใต้รูปเส้นชั้นความสูงที่ก้าหนดจะพบว่า เส้นชั้นความสูงที่ได้แสดงลักษณะของภูมิประเทศในรูปแบบสองมิติแต่เป็นแนวตัดขวางที่แสดงความสูงได้
ชัดเจนที่สามารถน้าไปประเมินการก่อสร้างและงานดินได้ เมื่อน้ามาสร้างเป็นภาพสามมิติดังรูปที่ 7 จะท้าให้ เราเห็นสภาพของภูมิประเทศได้ชัดเจนทั้งพื้นที่ โดยประโยชน์ของเส้นชั้นความสูงสามารถแบ่งได้คร่าวๆ ดังนี้ 3.1 ใช้เขียนภาพตัดขวางของพื้นที่ในการสร้างถนน, เขื่อน, ทางรถไฟและคลองส่งน้้า อีกทั้งยั้งช่วย ในการตัดสินใจและวางแผนในการก่อสร้างเพื่อออกแบบทางเรขาคณิต 3.2 ใช้ออกแบบเขื่อนและฝายเพื่อหาพื้นที่ที่เหมาะสมและค้านวณปริมาณในการกักเก็บน้้า 3.3 หาปริมาณงานดินในการก่อสร้าง 3.4 ใช้ในการหาต้าแหน่งวางหมุดหลักฐาน, อาคารบ้านเรือนที่เหมาะสม 3.5 ใช้ในการก้าหนดจุดที่มีค่าระดับเท่ากันเพื่อทดสอบการมองเห็นระหว่างจุด
รูปที่ 6 แสดงภาคตัดขวางของเส้นชั้นความสูงแบบสองมิต[ิ 5]
รูปที่ 7 แสดงเส้นชั้นความสูงแบบสองมิติที่สัมพันธ์กับพื้นภูมิประเทศในรูปแบบสามมิต[ิ 8]
ในรายละเอียดของเส้นชั้นความสูงที่กล่าวมาทั้งหมดเป็นการน้าเสนอเนื้อหาของเส้นชั้นความสูง เบื้องต้นเพื่อให้ผู้อ่านได้เข้าใจว่า เส้นชั้นความสูงคืออะไรและมีประโยชน์อย่างไร ซึ่งถ้าท่านใดต้องการ ทราบรายละเอียดมากกว่านี้ก็สามารถหาอ่านได้จากหนังสือหรือสื่อทางอินเตอร์เน็ตได้อย่างมากมาย แต่ผล ของการสร้า งเส้นชั้ นความสูง ท้ าให้เราทราบว่าแผนที่เส้นชั้นความสูงที่ครอบคลุมพื้ นที่ใ ดพื้นที่หนึ่งมี ประโยชน์มากมายที่สามารถน้าไปใช้ในการวางแผนและพัฒนาพื้นที่นั้นเบื้องต้นเพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุด ในเชิงพื้นที่ สุดท้ายนี้ถ้าประเทศไทยน้าแผนที่เส้นชั้นความสูงไปใช้ประกอบกับแผนที่แสดงรายละเอียดของ ภูมิประเทศก็จะท้าให้การจัดการด้านต่างๆเช่น น้้า, คลอง, ชุมชน, ป่าไม้, ขยะฯ จะมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น อย่างแน่นนอน
บรรณานุกรม 1. ARKARNSIN, 2011, KAPRO Set & Match Level No.314, Available URL : http://www.arkarnsin.com/item/OO0150896.jpg, [Thursday, November 10, 2011] 2. รายงานระดับน้้าในคลองรังสิต-ประยูรศักดิ์, 2011, จุดสังเกตระดับน้้าคลองรังสิต-ประยูรศักดิ,์ Available URL : http://www.rangsit.org/waterlevel.php, [Thursday, November 10, 2011] 3. ธีระ ลาภิศชยางกูล, 2554, “ค่าระดับ (Elevation) อ้างอิงจากที่ไหน”, KLIN KM, มิถุนายน,สามารถดูได้ที่ http://km.lib.kmutt.ac.th/index.php/special
4. ยรรยง ทรัพย์สุขอ้านาย, 2543, วิชาการส้ารวจ, กรุงเทพฯ:หน้า 550 5. ร.ศ. วิชยั เยี่ยงวีรชน, 2549, การส้ารวจรังวัด:ทฤษฎีและการประยุกต์ใช้, บริษัทแอคทีฟ พริ้นท์จ้ากัด, กรุงเทพฯ: หน้า 212-228 6. G. Petrie and T.J.M. Kennie. (1990). Terrain Modelling in Surveying and Civil Engineering. Bell and Bain Ltd., Glasgow. 7. เรื่องเกี่ยวกับงานส้ารวจ , 2554, เส้นชั้นความสูง, Available URL : http://survey.trironk.net/contouring.htm, [Thursday, November 10, 2011] 8. Wildlife Whisperer , 2011, Reading Contours And Relief, Available URL : http://www.wildlifewhisperer.tv/videos/751/762, [Thursday, November 10, 2011] 9. วิชาการ.คอม, 2004, เครื่องมือทางพิกัดภูมิศาสตร์, Available URL : http://www.vcharkarn.com/vcafe/42253/3, [Monday, February 04, 2011] 10. Sokkia Corp., 2011, Series 50RX Reflectorless Total Station, Available URL : http://www.sokkia.com/Products/Detail/Series50RX.aspx, [Monday, February 04, 2011] 11. ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2010, ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับเจดีย์, Available URL : http://www.bloggang.com/viewdiary.php?id=moonfleet&month=01-2010&date=07&group=104&gblog =87, [Monday, February 04, 2011] 12. วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี, 2010, ระดับน้้าทะเล, Available URL : http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A3 %E0%B8%B0%E0%B8%94%E0%B8%B1%E0%B8%9A%E0%B8%99%E0%B9%89%E0%B8%B3%E0%B 8%97%E0%B8%B0%E0%B9%80%E0%B8%A5, [Monday, February 04, 2011] 13. กองยีออเดซี่ และ ยีออฟิสิกส์ กรมแผนที่ทหาร, 2011, การส้ารวจวางโครงข่ายหมุดหลักฐานทางดิ่งแห่งชาติ, Available URL : http://www.rtsd.mi.th/section/New_Section/Geodesy/Documents_Geo.html, [Tuesday, February 05, 2011] 14. กองยีออเดซี่ และ ยีออฟิสิกส์ กรมแผนที่ทหาร, 2011, พื้นหลักฐานอ้างอิงของประเทศไทย, Available URL : http://www.rtsd.mi.th/information/download/geodasy.htm, [Tuesday, February 05, 2011