Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Виды картографических проекций и их сущность

Построение профиля рельефа по карте

Изображение рельефа на картах. Рельеф на картах изображается горизонталями, особыми условными знаками и отметками высот.

Горизонтали — линии на карте, вдоль которых все точки земной поверхности имеют одинаковую абсолютную высоту. Разность двух высот соседних горизонталей называют сечением рельефа. Чем меньше сечение рельефа, тем он изображен подробнее. Величина сечения рельефа зависит от масштаба карты и от характера самого рельефа. Наиболее подробно рельеф изображается на топографических картах. Например, на карте масштаба 1:25 000 (в 1 см 250 м) сплошные горизонтали проведены через 5 м, а на карте масштаба 1:100 000 (в 1 см 1 км) применяют сечение рельефа 20 м для равнинных территорий и 40 м для горных. На мелкомасштабных картах обычно применяют неравномерное сечение рельефа: более частое в равнинных районах и укрупненное в горных областях. Так, на физической карте России масштаба 1:25 000 000 горизонтали проведены на высоте 0, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 4000 м. Так же показаны изобаты (изолинии глубин).

По горизонталям можно легко определить абсолютную высоту любой точки земной поверхности и относительную высоту двух точек (превышение одной над другой). Горизонтали также помогают определить крутизну склонов. Чем ближе расположены горизонтали одна к другой, тем круче склон. Дополнительную информацию о рельефе на топографических картах дают бергштрихи — небольшие штрихи, проведенные перпендикулярно горизонталям, указывающие, в какую сторону идёт понижение рельефа.

рис. 6

Для изображения форм рельефа, не выражающихся горизонталями (например, резких уступов, обрывов, оврагов и т. п.) применяются специальные условные знаки.

Абсолютные высоты вершин или впадин на картах подписывают цифрами. Абсолютные высоты указываются в метрах.

Понять общий характер изменения рельефа помогают элементы гидрографии — например, если на карте изображена река, то, как правило, идёт общее понижение рельефа правого левого берега к её руслу. Направление течения реки также показывает направление понижения абсолютной высоты точек.

Картографические способы изображения

Способ качественного фона. Применяется для изображения на карте качественных особенностей определенных объектов или явлений, имеющих сплошное распространение на земной поверхности или занимающих большие площади. Суть его заключается в том, что на карте выделяют однородные по определенному признаку (признакам) участки (например, природные зоны) и закрашивают (или штрихуют) их в подобранные для них цвета (штриховки).

Способ ареалов. Ареал – область распространения на земной поверхности какого-либо явления (например, территория, на которой обитает определенное животное, или территория, на которой выращивается та или иная сельскохозяйственная культура, и т. п.).

Способ изолиний. Изолинии (от греч. isos – равный) – линии на географических картах, проходящие по точкам с одинаковым значением какого-либо количественного показателя (температуры, количества осадков, глубины, высоты и т. д.), характеризующего изображаемое явление. Например, изотермы – линии, соединяющие места с одинаковой температурой; изобаты – линии, соединяющие места с одинаковой глубиной; горизонтали – линии, соединяющие точки земной поверхности с одинаковой абсолютной высотой, изогиета — линии, характеризующие количество осадков за определенный период времени, изобары — линии атмосферного давления. Суть способа изолиний заключается в том, что на карте пункты с одинаковыми величинами определенного показателя соединяют тонкими линиями, т. е. наносят изолинии.

Условные знаки – обозначения, применяемые на картах для изображения различных объектов и их качественных и количественных характеристик. С помощью условных знаков обозначают как реальные объекты (например, населенные пункты), так и абстрактные (например, плотность населения). Условные знаки предназначены для того, чтобы указать вид и некоторые характеристики изображенных на карте объектов (явлений) и определить их положение в пространстве.

Условные знаки бывают:

  • внемасштабными (используются для того, чтобы изобразить объекты, которые не могут быть выражены в масштабе карты). Это рисунки или геометрические фигуры, Родники форма которых обычно напоминает изображаемый объект. Буквенные символы также относятся к внемасштабным условным знакам,
  •  линейными (используются для изображения объектов линейного характера – рек, дорог, границ, трубопроводов и др.). В масштабе они передают только длину и форму объекта, ширина их преувеличена, поэтому ее измерить нельзя,
  •  площадными, или контурными (используются для изображения географических объектов, занимающих некоторую площадь – озеро, массив леса и т. д.). Передают действительную величину объектов. Состоят из контура (леса, болота и т. п.) и его заполнения (цвет, штриховка).

Пояснительные условные знаки (например, стрелки, показывающие направление течения реки, фигурки лиственных и хвойных деревьев и др.), подписи, буквенные и цифровые обозначения также несут определенную информацию на карте.

На крупномасштабных картах чаще используются площадные и линейные условные знаки, на мелкомасштабных – внемасштабные.

Линии движения.

Линиями (стрелками) показывают направление движения каких-либо объектов – воздушных масс, ветров, океанических течений, рек и т. п. Определение направлений, измерение расстояний на плане и карте.

На плане север – юг показано стрелкой. Если на плане нет стрелки, то считается, что оно север – вверху, юг – внизу.

На карте направления определяются с помощью градусной сети. Направление север – юг соответствует направлению меридианов, запад – восток – параллелей.

Измерения азимутов по картам производят с помощью транспортира. Азимут – угол, образуемый в данной точке или на карте между направлением на север и какой-либо предмет и отсчитывающийся по часовой стрелке. Так, если предмет находится строго к северу от точки, в которой находится наблюдатель, то азимут на него составит 0°, к востоку – 90°, к югу – 180°, к западу – 270°. Азимуты могут иметь значения от 0° до 360°. Для того чтобы измерить азимут по карте, нужно через начальную точку определяемого направления провести линию, параллельную направлению север – юг. Затем также через точку провести линию, соединяющую точку и объект, на который требуется определить азимут. А затем с помощью транспортира измерить образовавшийся угол (азимут), учитывая, что азимут всегда отсчитывается по часовой стрелке.

Следующая тема: Градусная сеть. Географические координаты

9.8. БЛОК-ДИАГРАММЫ

Блок-диаграммы рельефа – это трехмерные плоские рисунки, передающие пластику земной поверхности. Обычно они совмещаются с продольными и поперечными разрезами, которые показывают внутреннее геолого-геоморфологическое строение территории. Блок-диаграммы строят по особым законам геометрической перспективы, сопровождая рисунок послойной раскраской или отмывкой для достижения наибольшей выразительности. Современные компьютерные технологии позволяют сравнительно легко получать трехмерные блок-диаграммные изображения на дисплее и проводить с ними различные преобразования. Электронные блок-диаграммы рельефа получают в виде перспективно смещенных горизонталей (рис. 9.19) либо как систему пересекающихся профилей (рис. 9.20).


Рис. 9.19. Фрагмент карты рельефа местности (а) и блок-диаграмма того же участка в горизонталях (б), составленная на автоматическом графопостроителе.


Рис. 9.20. Сеточная блок-диаграмма, построенная по цифровой модели в виде взаимно пересекающихся профилей.

Блок-диаграммы с горизонталями удобны в том отношении, что по ним, как по картам, легко определять абсолютные и относительные высоты, уклоны, на них можно наносить дополнительную нагрузку, например почвы, растительный покров и т.п.

Применение

Научный анализ сегодня невозможно представить без помощи картографического метода. Всё изучение Земли строится на нём: геология, география, геохимия, геофизика, океанология и вся планетология результаты исследований помещают на карты, затем обобщают их и анализируют. Так формируются и формулируются новые гипотезы, так составляются и проверяются прогнозы. Практически все отрасли знаний в разной мере, но опираются на картографирование.

Например, геоморфология всю структуру составляет из сведений о рельефе, которые получены из топографических карт. А для медицинской географии составляются карты с ареалами возникновения эпидемий и болезней по социально-экономическим и природным картам. Самый яркий пример – планетология. Закономерности поверхностного строения нашей планеты и любых других небесных тел составляются на основе карт и снимков. Так мы познаём океанское дно, где так же, как и дальнем космосе, никогда не побывал человек. Метод картографии даёт всем наукам единый язык, с помощью которого познаётся мир. Не могут обойтись без картографии ни электроника, ни физика, ни техника, так же, как без математики.

9.10. ЦИФРОВЫЕ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА

Автоматизация картографирования привела к созданию и повсеместному использованию цифровых моделей рельефа (ЦМР). ЦМР – совокупность (массив, файл) высотных отметок z, взятых в узлах некоторой сети точек с координатами x, у и закодированных в числовой форме.
ЦМР – основа компьютерного картографирования. Они позволяют восстанавливать (визуализировать) рельеф в горизонталях с помощью процедур интерполяции, экстраполяции или аппроксимации. На основе ЦМР выполняют разнообразные расчеты и преобразования, автоматически строят производные морфометрические карты: уклонов и экспозиций склонов, расчленения, зон видимости/невидимости и др. В автоматическом режиме можно восстанавливать тальвеги рек и всю эрозионную сеть. Кроме того, ЦМР служат для построения блок-диаграмм, панорам и иных трехмерных изображений рельефа, в том числе динамических моделей, вращающихся на экране компьютера. Детальные ЦМР позволяют выполнять аналитическую отмывку рельефа при заданном освещении.
Иногда говорят о том, что на основе ЦМР получают цифровые карты рельефа, т.е. цифровые модели горизонталей с точностью и степенью генерализации, соответствующими заданному масштабу. Однако это не совсем точно, поскольку цифровые карты не являются картами в полном смысле слова. На самом деле речь идет о компьютерных (электронных) картах, полученных посредством визуализации цифровых моделей.

Вопросы и задания для самопроверки

  1. Какие специфические требования предъявляют к изображению рельефа при составлении гипсометрических карт? Дайте характеристику этим требованиям.
  2. В чем суть картинного способа изображения рельефа? Какие преимущества и недостатки имеет этот способ?
  3. В чем суть физиографического способа изображения рельефа на картах?
  4. Для составления каких карт применяют физиографический способ?
  5. В чем суть изображение рельефа способом штрихов?
  6. Какой основной принцип применяют при построении шкал штрихов крутизны?
  7. Какие преимущества и недостатки имеет способ штрихов?
  8. В чем суть гипсометрического способа изображения рельефа?
  9. В чем заключается различие горизонталей и изогипс?
  10. Как определить крутизну склона по горизонталям?
  11. Как определить форму склона по горизонталям?
  12. Какой вид имеют гипсометрические шкалы? С какой целью они применяются?
  13. По каким принципам строятся цветовые ряды гипсометрических шкал? Дайте характеристику этим принципам.
  14. В каких случаях для показа элементов рельефа применяют условные знаки?
  15. В чем суть способа фоторельефа?
  16. Что такое блок-диаграммы и для каких целей их используют?
  • Далее
  • Главная
  • Предыдущая

Способы изображения Земли

Дата: 26.10.2015

Категория:
Общая география (6 класс)
Пользователь Олег Александрович

Часто, особенно при решении различных задач, приходится иметь дело с изображениями земной поверхности. Эти изображения весьма разнообразны. Наиболее распространенными среди них — рисунки, планы, карты, глобусы, аэрофотоснимки и космические снимки.

На рисунке земная поверхность изображается в ее реальном, но уменьшенном виде под любым углом зрения.

Аэрофотоснимки и космические снимки, как правило, являются уменьшенными изображениями реального вида земной поверхности сверху.

Планы, карты и глобусы являются уменьшенными картографическими изображениями земной поверхности, поскольку для ее отображения на них используется система условных обозначений. 

План местности — это уменьшенное, выполненное с помощью условных знаков изображение небольшого участка земной поверхности. В отличие от снимков, на планах и картах мелкие и несущественные детали не изображены. 

Карта — это уменьшенное, обобщенное изображение земной поверхности, выполненное с помощью условных знаков и построенное в определенной картографической проекции.

Географическая карта дает возможность изобразить значительные участки территории и даже всю поверхность Земли. Однако при этом возникает необходимость учитывать, что Земля имеет шарообразную форму. Поэтому при изображении шаровидной земной поверхности на карте, которая является плоскостью, некоторые участки приходится изображать несколько искаженными (чуть сжатыми или растянутыми).

Глобус является моделью, т.е. уменьшенной в десятки миллионов раз копией Земли, поэтому он в общих чертах сохраняет ее форму.

На глобусе все материки, океаны, моря показаны в полном соответствии с их положением на земном шаре, а масштаб остается одинаковым на всей поверхности глобуса. Глобус лучше, чем другие картографические изображения, передает форму нашей планеты. 

Основные отличия географической карты от плана местности

  1. На плане изображают небольшие участки земной поверхности: школьная участок, землепользования сельскохозяйственного предприятия, населенный пункт и т.д.
     
  2. На план наносят все объекты и детали местности в заданном масштабе. Карты через мельче масштаб менее подробными изображениями земной поверхности. На них отображаются наиболее важные объекты и свойства.
     
  3. При создании плана кривизну земной поверхности за малой величины не учитывают, и земная поверхность считается плоскостью. Все предметы показывают такими, какие они есть на самом деле, без искажений, сохраняется их форма и очертания, только размер уменьшают в соответствии с масштабом. При создании карт обязательно учитывают кривизну (шарообразности) Земли, поэтому на картах неизбежно присутствуют искажения.
     
  4. На планах отсутствует градусная сетка, а на картах она непременно есть (меридианы и параллели).
     

На планах направлением на север принято считать верхний край листа, на юг — нижней, на запад — левый, на восток — правый. Северное направление показывают дополнительно стрелкой с обозначением север — юг. На картах направление север — юг определяют меридианы, запад — восток — параллели. Они могут быть не только прямыми линиями, но и дугами различной кривизны, в зависимости от проекции карт.

См. также

Тематика

Тематически карты значительно отличаются друг от друга. Они могут показывать всё – от расположения объектов до динамики и взаимосвязей природных явлений, от социальной сферы и экономики до прироста и убыли населения. Можно разделить карты по тематическому признаку на две группы: те, что исследуют природные явления, и те, что посвящены явлениям общественным. Картография – наука довольно древняя, можно начинать её изучения буквально с наскальных рисунков. Но по-настоящему своё развитие она получила не так давно. Особенно этот процесс ускорился с началом освоения воздушного пространства и космоса.

Так были составлены подробнейшие карты природных явлений, которые охватывают абсолютно всю природную среду во всех её комбинациях. Это карты геологические и геофизические, с подробностями поверхности земли и океанского дна, климатические и метеорологические, ботанические и океанографические, почвенные и гидрологические, карты географических и физических ландшафтов и полезных ископаемых и так далее

Общественно-политическим картам здесь уже было уделено внимание, однако полный список их тоже выдать довольно сложно

Что такое картографическая проекция?

Картографическая проекция — это способ сгладить трехмерную поверхность земного шара (или другого сферического тела) в плоскость для того, чтобы сделать карту. Это требует систематического преобразования широт и долгот местоположений поверхности сферы в местоположения на плоскости. Этот процесс обычно математический, но некоторые методы основаны на графике.

Все проекции имеют искажения. Они бывают следующих видов: искажения форм, искажения площадей, искажения длин, искажения углов. Особенно большими искажения бывают на мелкомасштабных картах, на крупномасштабных они практически неощутимы.

Цилиндрическая проекция

Цилиндрические картографические проекции являются одним из способов изображения Земли. В этом виде проекции параллели нормальной сетки параллельные прямые, а меридианы перпендикулярные параллелям прямые; расстояния между ними пропорциональны разностям долгот. Единственный фактор, который отличает разные цилиндрические проекции друг от друга, — это масштаб, используемый при разнесении параллельных линий на карте.

Цилиндрические проекции. Равноугольная Меркатора

Недостатки цилиндрических проекций в том, что они сильно искажены на полюсах. Хотя области вблизи экватора с большей вероятностью будут точными в сравнению с реальной Землей, параллели и меридианы, являющиеся прямыми линиями, не учитывают искривление Земли. Цилиндрические отлично подходят для сравнения широт друг с другом и полезны для обучения и визуализации мира в целом, но на самом деле не являются наиболее точным способом визуализации того, как мир действительно выглядит в целом.

Типы цилиндрических картографических проекций, которые вы можете знать, включают в себя популярные проекции Меркатора, Кассини, Гаусса-Крюгера, Миллера, Бермана, Хобо-Дайера и Галла-Петерса.

Коническая проекция карты

Канонические проекции включают эквидистантную коническую проекцию, конформную коническую проекцию Ламберта и конику Альберса. Эти карты имеют конусную константу, которая определяет угловое расстояние между меридианами. Эти меридианы являются равноотстоящими и прямыми линиями, которые сходятся в местах вдоль проекции независимо от того, есть ли полюс или нет. Как и цилиндрическая проекция, проекции конической карты имеют параллели, которые пересекают меридианы под прямым углом с постоянной мерой искажения повсюду.

Проекции конической карты разработаны так, чтобы их можно было обернуть вокруг конуса на вершине сферы (шара), но они не должны быть геометрически точными.

Проекция Альберса является примером проекции конической карты

Конические проекции лучше всего подходят для использования в качестве региональных карт или карт полушария, редко для полной карты мира. Искажение на конической карте делает его неподходящим для использования в качестве визуального изображения всей Земли, но делает его отличным для визуализации умеренных регионов, карт погоды, климатических проекций и многого другого.

Азимутальная картографическая проекция

В азимутальной проекции параллели нормальной сетки являются концентрическими кругами, а меридианы — их радиусами, расходящимися из общего центра параллелей под углами, равными разности долгот. Каждая точка на карте имеет тот же самый азимут по отношению к среднему меридиану, который эта же точка имеет со средним меридианом на сфере.

Азимутальная равновеликая проекция Ламберта

Эквидистантная азимутальная проекция с северного полюса

Азимутальная картографическая проекция является угловой — учитываются три точки на карте (A, B и C), азимут от точки B до точки C определяет угол, на который кто-то должен смотреть или двигаться, чтобы добраться до A. Эти угловые отношения более известны как дуги большого круга или геодезические дуги. Азимутальные карты полезны для определения направления в любой точке Земли, используя центральную точку в качестве ориентира.

Связи с науками

С картографией связаны теснейшим образом почти все социально-экономические, философские, естественные, технические науки и почти все научные дисциплины, поскольку взаимодействие происходит со всеми отраслями знаний. Наиболее тесно связан картографический метод познания с науками о планетах – географические, экологические, геологические и многие другие. Картограф вооружается знаниями, которые необходимы для правильного отражения типических черт, особенностей, характеристик тех или иных явлений, которые входят в содержание конкретных карт.

Социология, экономика, демография, история, археология и другие науки социально-экономического направления также дают тематическому картографированию определённое содержание. Так появились и новые картографические методы – сетевое планирование, математическое моделирование, например. В философии теперь основу этого метода составляют теория отражения, теория моделирования, логика, системный анализ. Разработаны концепции картографии, знаковая система, методы моделирования, системное картографирование.

Анализ

Когда анализируются карты различного содержания, выводы о взаимосвязях и пределы исследований вообще значительно расширяются. Это метод комплексного картографирования. Так сопоставляются топографические карты и тематические отраслевые — почвенные, геологические, геоботанические и тому подобные. Например, при исследовании природных взаимосвязей по почвенной и топографической картам отдельного региона можно установить, что почвенные контуры чаще всего приурочены к отдельным элементам рельефа.

Солончаки к приозёрным понижениям, также чернозёмы ко дну долин и балок, аллювиальность к речным поймам. Далее определяется и закономерность в рисунке контуров почв: солонцы и солончаки округлые, в границах староозёрных котловин, луговые чернозёмные почвы горизонтальны, далее можно продолжать и продолжать. Иногда достаточно даже визуального анализа для установления первых взаимосвязей. Дальнейшие картометрические работы подкрепляют, уточняют и детализируют первоначальные выводы качественными и количественными характеристиками.

Масштаб в геодезии, картографии и проектировании.

Масштаб показывает, во сколько раз каждая линия, нанесенная на карту или чертёж, меньше или больше её действительных размеров. Есть три вида масштаба: численный, именованный, графический.

Масштабы на картах и планах могут быть представлены численно или графически.

Численный масштаб записывают в виде дроби, в числителе которой стоит единица, а в знаменателе — степень уменьшения проекции. Например, масштаб 1:5 000 показывает, что 1 см на плане соответствует 5 000 см (50 м) на местности.

Более крупным является тот масштаб, у которого знаменатель меньше. Например, масштаб 1:1 000 крупнее, чем масштаб 1:25 000.

Именованный масштаб показывает какое расстояние на местности соответствует 1 см на плане. Записывается, например: «В 1 сантиметре 100 километров», или «1 см = 100 км».

Графические масштабы подразделяются на линейные и поперечные. Линейный масштаб — это графический масштаб в виде масштабной линейки, разделённой на равные части. Поперечный масштаб — это графический масштаб в виде номограммы, построение которой основано на пропорциональности отрезков параллельных прямых, пересекающих стороны угла. Поперечный масштаб применяют для более точных измерений длин линий на планах. Поперечным масштабом пользуются следующим образом: откладывают на нижней линии поперечного масштаба замер длины таким образом, чтобы один конец (правый) был на целом делении ОМ, а левый заходил за 0. Если левая ножка попадает между десятыми делениями левого отрезка (от 0), то поднимаем обе ножки измерителя вверх, пока левая ножка не попадёт на пересечение к-либо трансвенсали и какой-либо горизонтальной линии. При этом правая ножка измерителя должна находиться на этой же горизонтальной линии. Наименьшая ЦД=0,2 мм, а точность 0,1.

Точность масштаба — это отрезок горизонтального проложения линии, соответствующий 0,1 мм на плане. Значение 0,1 мм для определения точности масштаба принято из-за того, что это минимальный отрезок, который человек может различить невооруженным глазом. Например, для масштаба 1:10 000 точность масштаба будет равна 1 м. В этом масштабе 1 см на плане соответствует 10 000 см (100 м) на местности, 1 мм — 1 000 см (10 м), 0,1 мм — 100 см (1 м).

Масштабы изображений на чертежах должны выбираться из следующего ряда:

Масштабы уменьшения1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1 000
Натуральная величина1:1
Масштабы увеличения2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1

При проектировании генеральных планов крупных объектов допускается применять масштабы 1:2 000; 1:5 000; 1:10 000; 1:20 000; 1:25 000; 1:50 000.
В необходимых случаях допускается применять масштабы увеличения (100n):1, где n — целое число.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации