9. Контрольні запитання та завдання

1. Які системи координат прийняті в ГІС?

2. Дайте визначення картографічних проекцій.

3. Дайте визначення картографічній мережі.

4. Назвіть основні елементи сфероїдичної трапеції та наведіть її зображення на площині.

5. Масштаби. Основні визначення.

6. Назвіть умови відображення поверхні еліпсоїда (сфери) на площині.

7. Які спотворення картографічних проекцій Ви можете навести?

8. Методи перетворення картографічних проекцій під час створення карт ГІС.

9. Фактори і способи вибору картографічних проекцій для створення карт ГІС.

9 Масштаби. Картографічні проекції.

План лекції: Головні масштаби, компонування та розграфлення карт, координатні сітки та номенклатури. Теорія класів і окремих варіантів картографічних проекцій. Циліндричні проекції. Псевдоциліндричні проекції. Конічні проекції. Азимутальні проекції. Перспективні азимутальні проекції. Псевдоконічні проекції. Псевдоазимутальні проекції. Поліконічні проекції. Проекції Гауса-Крюгера і UТМ. Проекція Чебишева. Проблеми вибору найкращих проекцій.

1. Головні масштаби, компонування та розграфлення карт, координатні сітки та номенклатури

Головний (загальний) масштаб карти, що підписується на її полях, показує у скільки разів зменшено лінійні розміри земного еліпсоїда (кулі) при його зображенні на карті. Він встановлюються до визначення картографічної проекції, зберігає свою величину тільки в окремих точках або лініях карти.

При проектуванні нової картки або серії карт вибір масштабу карти залежить від таких факторів, як територіальне охоплення території, від призначення карти, характеру її використання, теми карти, значущості зображуваної території, її географічних особливостей, найменших площ, які можуть бути зображені на карті, необхідності і можливості навантаження карти елементами загального та спеціального змісту, забезпечення складання карт матеріалами в прийнятних масштабах.

Принципово можна виділити два основних підходи до встановлення масштабу карти, що випливають з призначення карти і характеру її використання.

Перший підхід – вибір масштабу для карт, по яких передбачається виконувати картометричні роботи. Основна вимога: забезпечити задану точність вимірювань за картою.

Другий підхід, коли вимоги до точності вимірювань на карті не грають визначальної ролі. Тоді основними факторами вибору масштабу є розміри та формат карт і атласів, які створюються, у прийнятих проекціях.

Розробка масштабних рядів для конкретних систем, видів, типів карток у загальному випадку представляє дуже складну задачу. 17 липня 1934 був встановлений масштабний ряд топографічних карт СРСР: 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000 та 1:1 000 000. Одночасно були встановлені стандартні масштаби для виконання зйомок і виготовлення топографічних планів: 1:500, 1:1 000, 1:2 000, 1:5 000.

У зарубіжних країнах, по зведенню офіційних даних, яке виконано Економічною і Соціальною радою ООН, виділено чотири групи топографічних карт: перша – 1:1 250 – 1:31 680 (до неї входять масштаби 1:1 250, 1:2 500, 1:5 000, 1:10 000, 1:25 000 та ін); друга – 1:40000 – 1:75000 (1:50000); третя – 1:100000 – 1:126720; четверта – 1:140000 – 1:253000 (1:200000, 1 : 250000).

При створенні дрібномасштабних карт масштабний ряд надзвичайно різноманітний.

Практичним шляхом визначено найвигідніші коефіцієнти переходу масштабів: 1:2; 1:2,5 іноді 1:3. При цьому полегшується створення карт різних масштабів на одну і ту ж саму територію.

Під компонуванням карти розуміють встановлення положення рамок карти, розміщення назви карти, її легенди, врізних (додаткових) карт і графіків щодо картографічної сітки, вирішення питань розграфлення карти, тобто її поділ на листи.

Проектування компонування залежить від багатьох факторів, до числа яких відносять:

• призначення карти, її проектоване зміст;

• картографічна проекція і головний масштаб карти, які обираються ще до початку проектування компонування карти;

• умови застосування карти (настільна, настінна, багатолисті або однолістні, в атласі або окремо, орієнтування зображення відносно півночі і т.п.),

• умови аналізу картографічної інформації (візуально, за допомогою ЕОМ чи з допомогою різних методів досліджень);

• вимоги економічної ефективності (забезпечення заданих розмірів карти та її листів, найбільш повне використання корисної площі друкарських форм при виданні і т.ін.).

Компонування по лініях картографічної сітки в основному застосовується при створенні топографічних карт. По лініях координатної сітки компоновка застосовується рідко. Прямокутне розграфування застосовується головним чином, при створенні дрібномасштабних карт і супроводжується допоміжними таблицями (схемами), в яких вказується розміщення листів. Так наприклад розграфування (нарізка) морських навігаційних карт проектується так, щоб генеральними картами (масштабу від 1:500 000 до 1:5 000 000) покривалося все море, шляховими картами (масштабу від 1:100 000 до 1:500 000) – певна смуга моря уздовж берега; частковими картами (масштабу від 1:25 000 до 1:75 000) і планами (масштабу від 1:500 до 1:25 000) – окремі райони (бухти, порти, і.т.д.).

При компонуванні атласних карт дотримується строго встановлений формат (загальні розміри всієї карти) і географічна цілісність території, зображена в межах окремих листів.

На географічних картах надається зображення із заданою частотою сітки меридіанів і паралелей, яке називається картографічною сіткою. На деяких топографічних картах замість картографічної наводиться координатна сітка (система взаємно-перпендикулярних ліній, звані так само кілометровими сітками).

Крім цих сіток або замість них на деяких картах можуть надаватися зображення інших систем ліній – спеціальних сіток, призначених для вирішення навігаційних та інших завдань.

Розграфування карт на аркуші вимагає їх позначення. Система позначень аркушів даної карти називається її номенклатурою. Основна система номенклатури – це система табличних позначень і система цифрових покажчиків. Найбільшого поширення набули табличні системи – кожен аркуш карти отримує цифрові чи літерні позначення. Така система, наприклад, прийнята в Росії для всіх топографічних і оглядово-топографічних карт.

Система цифрових покажчиків полягає в тому, що номенклатурою служать координати однієї з точок даного листа, написані в певному порядку. Номенклатура має вигляд дробу – в чисельнику вказується широта і довгота кута аркуша карти, найближчого до екватора і Гринвіцького меридіану, а в знаменнику розміри листа (без поділу градусів і хвилин).