Картография

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

				F Tran			sf
				D
			Y	P			or
								e
	B	Y						m
B							buy	r
								2
								0
A						to		.
					here
				Click

	w
генерализации не все элементы содержания, имеющиеся на исход-	w
	w
ном картографическом материале, окажутся нанесенными на буду-
щую карту. Следовательно, если какие-либо элементы не будут вы-
черчены (закреплены) тушью на голубой копии, то они не должны

появиться на карте, т. е. они должны быть такого цвета, чтобы при последующем фотографировании оригинала действовали на фотопленку или фотопластинку таким же образом, как и чистая белая бумага. Таким цветом как раз является голубой.

Изготовленные и выданные студенту бледно-голубые (или серые) копии монтируют по опорным точкам на основу, для чего на копии и на источнике через соответствующие опорные точки проводят кресты, линии которых параллельны вертикальной и горизонтальной рамке карты. Затем на копии острым скальпелем прорезают так называемые «смотровые» окошки в виде равностороннего треугольника со сторонами 2 мм таким образом, чтобы опорная точка являлась центром тяжести этой фигуры. Основание данного треугольника не

прорезают, поэтому при совмещении копии и основы в отогнутом «смотровом» окошке можно совместить одноименные опорные точки. При совпадении не менее трех точек(четвертая является контрольной) с погрешностью не более 0,2 мм — копии приклеивают к основе.

Затем, пользуясь указаниями по составлению, изложенными выше, производят вычерчивание необходимых элементов географической основы, используя при этом различные приемы картографической генерализации.

Оформление элементов географической основы выполняется в соответствии с принятыми условными обозначениями, причем элементы гидрографии вычерчиваются зеленым цветом, остальные элементы — черным.

2. При разработке тематического содержания карты следует получить персональное задание у преподавателя.

Студенту могут быть предложены для составления карты разнообразной тематики:

—бонитировки почв;

—категорий пригодности пахотных земель;

—потенциальной урожайности одной из сельскохозяйственных культур;

—валового сбора одной из сельскохозяйственных культур;

—экспозиции склонов;

—углов наклона или эрозионной опасности;

—потребности почв в калийных или фосфорных удобрениях;

—потребности почв в известковании и др.

.

A

B

	m
o
.c
BYY

Рассмотрим процесс разработки картографируемых показателей на примере агрохимических карт (расчет потребности почв в ка-

41

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

F Tran

sf

D

Y

P

or

e

B

Y

m

B

buy

r

2

0

A

to

.

here

Click

w

m

лийных и фосфорных удобрениях).

w

w. .

o

A B BYY

c

Для этого воспользуемся формулой, приведенной в [16,17,18].

Д= 100В - ПК п , где:

Ку С

Д— доза внесения удобрения в кг/га;

В — вынос из почвы питательного элемента с запланированным уро-

жаем кг/га;

П — содержание доступного питательного вещества в почве; Кп — коэффициент использования элемента из почвы;

Ку — коэффициент использования питательного вещества из удобрения, %;

С — содержание действующего вещества в минеральных удобрениях.

Для расчетов потребности почв в известковании [18]:

П= 7 - рНi , где:

0,2

П — потребность почв в известковании в т/га;

рН — показатель кислотности почв.

Для простоты расчетов можно воспользоваться таблицей, в которой приведены дозы внесения удобрений в кг/га в зависимости от содержания соответствующего вида удобрений в мг на100 граммов почвы и программируемый урожай озимой пшеницы.

	Подвижный		Обменный			Известь
	фосфор(Р2О 5 )		калий( К2О)			(СаСО3)
Группы	Содерж. мг на100 г почвы	Потребн., кг/га	Содерж. мг на100 г почвы	Потребн. кг/га	Величина рН.		Потребн. т/га
1	0–5	125	0–5	25	0–5		5,5
2	5–10	100	5–10	20	5–10		5,0
3	10–15	75	10–15	15	10–15		3,0
4	15–20	50	15–20	10	15–20		не нужд.
5	20–30	25	20–30	5	20–30		не нужд.

Пользоваться таблицей достаточно просто. Например, если на некотором отдельном участке поля площадью12,6 га содержание обменного калия в почве составляет от5 до 10 мг на 100 г почвы (определяется по легенде исходной тематической карты), то доза внесения удобрения будет равна:

Дi = 12,6 *20 = 252 кг/га.

В связи с тем, что расчеты необходимо провести для каждого поля севооборота, то выбранное из таблицы значение необходимо умножить на площадь поля для случая, когда поле севооборота однородно, т.е. содержание удобрения в почвах одинаково в границах всего поля. В случае, когда для каждой почвенной разности содержание (а, следовательно, и потребность) различны, следует воспользоваться формулой среднего взвешенного значения:

42

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

Д=	Д 1 S1 + Д 2 S 2 +	.......... . Д N S N	, где:
	S1 + S 2 +
		+ S N

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A B BYY				c

Д— доза внесения удобрения в кг/га на поле севооборота;

Д1,2,….N — доза внесения удобрения в кг/га на отдельный участок поля се-

вооборота;

S1,2,….N — площадь отдельного участка поля севооборота с различным со-

держанием удобрения в почве.

Величины Д1,2,….N, как мы уже говорили, выбираются из таблиц в зависимости от содержания удобрения в почве, а значения S1,2,….N

определяются либо при помощи палетки или планиметра, либо с использованием возможностей географической информационной системы, например MapInfo. Для этого (при работе с дигитайзером в ауд. 2023):

1.Укрепить лист тематической карты на планшете дигитайзера таким образом, чтобы юго-западный угол листа точно совместился с соответствующим углом в направляющих пленочного покрытия дигитайзера.

2.Перед включением компьютера необходимо включить дигитайзер. Должна загореться зеленая лампочка в верхнем правом углу дигитайзера.

3.Включаем компьютер.

4.Левой кнопкой мышки щелкаем два раза на иконке«Дигитайзер» на рабочем столе компьютера. Загружается программа MapInfo и на поступивший запрос необходимо ответить: «Предыду-

щий рабочий набор – Дигитайзер.wor». Далее следует загрузка программы и на экране появляется рабочее окно дигитайзера.

5.Левой кнопкой мышки щелкаем на иконке, тем самым активируем режим областей, при котором будет происходить обвод контуров и

определение их площадей. Курсор при этом примет вид креста.

6.Взяв в руки обводной элемент дигитайзера подводим центр визира к границе выбранного контура на карте и нажимаем кнопку «1». Перемещаем центр визира, в поворотных точках и в местах изгиба криволинейного контура нажимаем кнопку «1».

7.Подойдя к предпоследней точке контура, следует нажать кнопку «2». Контур автоматически замкнется.

8.Левой кнопкой мышки щелкаем на иконке, тем самым активируем режим указания. Если контур маленький, то необходимо воспользоваться лупой для увеличения.

Левой кнопкой мышки два раза щелкаем внутри обведенного контура. Контур подсветится и в информационном окне появится его

43

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

F Tran

sf

D

Y

P

or

e

B

Y

m

B

buy

r

2

0

A

to

.

here

Click

w

m

площадь. Запишите номер контура и его площадь.

w

w. .

o

A B BYY

c

1.Для следующего контура повторите с пункта 5.

2.После завершения измерений необходимо выполнить команду

Карта — Удалить косметику — Восстановить.

Врезультате вычислений по приведенным выше формулам должен получится целый ряд картографируемых показателей, для графического изображения которых необходимо, используя соответствующую литературу (1),(3),(8),(10),(11),(14), выбрать оптимальный способ изображения тематического содержания.

Например, при изображении относительных показателей (кг/га) в пределах хозяйственных единиц(поля севооборота), необходимо воспользоваться таким способом изображения, как картограмма.

Показатели на карте изображаются окраской или штриховкой в пределах этих хозяйственных единиц. С увеличением значения показателя увеличивается насыщенность цвета или плотность штриховки.

Выбранный способ изображения предполагает(при необходимости) разработку числовой и графической шкалы(знаковой системы или легенды карты).

По своему виду числовые шкалы делятся на:

— абсолютные, когда размер знака соизмерим или пропорционален картографическим показателям. Например, площадь кружка или площадь контура могут быть связаны зависимостью, пропорциональной квадратному или кубическому корню и т.д.

— условные, когда зависимость между числовой и графической частью условная, ранговая, не строгая, не пропорциональная.

Абсолютные шкалы более наглядны, но громоздки.

Те и другие шкалы по структурному признаку делятся на:

— непрерывные — когда размер знака или интервал ступени изменяется непрерывно вслед за изменением величины объекта;

44

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

AB

— ступенчатые — когда размер знака, постоянный в пределах ка- ждой ступени, возрастает скачком при переходе к следующей ступени.

Ступенчатые шкалы могут быть:

а) равноинтервальными (равношаговыми); б) равновариантными (равновероятными);

в) закономерно возрастающими (убывающими); г) комбинированными; д) произвольными;

Равноинтервальные имеют одинаковый для всех ступеней интервал и строятся по правилу арифметической прогрессии.

0–5,0
5,1–10	1= 2=…=5, т.е. интервал =5.
10,1–15	e =0,1
15,1–20

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A B BYY				c

Равновариантные –— все ступени содержат одинаковое число значений (наблюдений) показателя

Шкалы с закономерно возрастающим показателемстроятся по правилу геометрической или алгебраической прогрессии: 2–4; 4– 8; 8–16; 16–32 и т.д.

Комбинированные — сочетают свойства вышеназванных шкал. Непрерывные шкалы применяются при составлении карт, по ко-

торым предусматривается решение инженерных задач(проектирование, вынос проекта в натуру, анализ и т.д.).

Существуют различные методики разработки числовых шкал, однако ниже мы рассмотрим только одну из них, которая применяется для разработки условной ступенчатой шкалы при составлении агрохимических и им подобных карт. Для этого:

1. Определяется число ступеней по формуле: n = 5 lg N, где:

N — количество наблюдений или число картографируемых показателей.

2. Строится график ранг-значений, для чего ранг, равный единице, присваивается максимальному значению показателя, второй — второму по величине и т.д. На оси Х откладывают значения показателя, а на оси ординат — ранги значений.

Следует иметь в виду, что одинаковым по величине показателям присваивается одно значение ранга.

Предположим, что для ряда картографических показателей, приведенных в таблице, строится график ранг-значений, показанный на рис.17.

45

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

№	Показатель	Ранги
1.	12,8	3
2.	69,9	1
3.	25,4	2
4.	9,1	4
5.	4,8	5
……	…………………	…………
	………	…....
N	27,3

Ранги

					•		•
			Случай I
							Случай II
			•
						•
			•
•	•					•
				•

••

Показатель

Рис.17.

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A B BYY				c

Анализируя полученное изображение, мы видим, что имеет место

3 случая (рис.17, 18):

I случай. Если точки на графике распределены по прямой линии или близко к ней(рис.17.1), то разрабатывают равноинтервальную или равновариантную шкалу.

а) При разработке равноинтервальной шкалы определяют ее интервал по формуле:

1

Da = (a max - a min ) n , где:

amax; amin — max и min значение показателя; n — число ступеней.

Для приведенного примера при N= 40:

n = 8;	Da =	69,9 - 4,8		= 8,14 e =0,1
		8

46

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

А шкала имеет вид:

1)4,8 – 12,9

2)13,0 – 21,1

3)21,1 – 29,3

……………….

8)61,8 – 69,9

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A B BYY				c

б) При разработке равновариантной шкалы необходимо определить число показателей, входящих в одну ступень, по формуле:

N

K = n , где:

K — количество элементов в ступени;

N — количество исходных показателей; n — количество ступеней.

Для приведенного примера:

K = 40 = 5 8

После этого ось ординат делится на К равных частей, начиная от первого. По крайним значениям рангов этих групп с графика снимают соответствующие им показатели и принимают их в качестве границ ступеней шкалы.

Полученная шкала имеет вид:

0–15; 15,1–35; 35,1–55; 55,1–……………. и т.д.

II случай. Точки распределены по кривой, тогда в зависимости от степени прогиба кривой применяют методику расчета либо по правилу алгебраической, либо геометрической прогрессии.

а) правило алгебраической прогрессии (кривая близка к прямой). Суммируются порядковые номера ступеней

n

t= åi = 1 + 2 + 3 + ...8 = 36

i=1

Амплитуда колебаний показателя делится на параметрt для получения коэффициента алгебраической прогрессии P.

P =	amax - amin	=	69,9 - 4,8	= 1,81
	t
		36

Верхняя граница первой ступени получается из зависимости:

A¢ = amin + P = 4,8 +1,81 = 6,6

47

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

A¢¢ = 6,6 + å+2P = 6,6 + 0,1 + 2P = 10,3 A¢¢¢ = 10,3 = å+ 3P = 15,8 и т.д.

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A B BYY				c

Получена шкала:

4,8 – 6,6; 6,7 – 10,3; 10,4 – 15,8……….и т.д.

б) правило геометрической прогрессии (кривая с малым радиусом прогиба).

Для определения интервалов вычисляют коэффициентK по формуле:

K =	lg amax - lg amin	=	lg 69,9 - lg 4,8	=	1,84448 - 0,68124	= 0,14540
	n
		8		8

Далее нижние границы каждой ступени определяются по формуле:

An = 10(lg amax -k ) — для последней ступени

An-1 = 10(lg An-k ) — для всех последующих ступеней, например:

A6 = 10(lg A7 -k )

Для приведенного выше примера получены нижние границы ступеней:

lg 69,9 = 1,84448 lg 4,8 = 0,68124

k = 1,163248 = 0,14540

lg 69,9 = 1,84448 - 0,14540 = 1,69908 anti lg = 50,01

lg 50,010 = 1,69908 - 0,14540 = 1,55368 anti lg = 35,78

lg 32,818 = 1,55368 - 0,14540 = 1,40828 anti lg = 25,602

Получена шкала: 4,8 – 25,6; 25,7 – 35,8; 35,9 – 50,0; 50,1 – 69,9

48

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

Ранги

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A B BYY				c

Показатель

I ступень II ступень	III ступень	и т.д.
	Рис.18.

III случай. Когда точки на графике распределены произвольно, то для выделения границ ступеней пользуются разрывами в значениях между соседними точками графика.

Большие разрывы являются ориентирами для выбора границ ступеней (рис.18).

Полученная шкала уточняется таким образом, чтобы в каждой ступени содержалось примерно одинаковое число показателей и не было «пустых» ступеней.

К разработанной числовой шкале необходимо подобрать графическую (цветовую) шкалу в зависимости от выбранного способа изображения.

Следовательно, необходимо ясно представлять себе возможности того или иного способа изображения тематического содержания, а также перечень графических переменных, при помощи которых тот или иной способ показывается на карте.

В качестве графических переменных при построении графических шкал используют цветовой фон(большему значению показателя соответствует большая насыщенность) или размер знака; штриховку, точки и многое другое.

Используя в качестве графической переменной цвет и его насыщенность студенту необходимо разработать вариант графической шкалы.

49

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A BBYY				c

Оформление образца карты заключается в окраске контуров темати- ческого содержания (в приведенном примере полей севооборота) цветами, соответствующими разработанной графической шкале. Полностью законченный образец должен выглядеть примерно так, как показано в приложении 3.

AB

					F Tran			sf
				D
		Y	P						or	e
B	Y								m
								buy		r
										2
										0
							to			.
						here
				Click
w										m
		w		w.					o
								.
					A B BYY				c

Задание 4. Картографические методы исследования карт

Картографический метод исследования — раздел картографии, в котором рассматриваются проблемы использования карт в научной и практической деятельности.

Издавна наибольшее развитие получила картометрия, долгое время считавшаяся самостоятельным разделом картографии. С 50-х годов ХХ века для анализа карт стали широко применять математическую статистику. Сейчас почти все разделы математической статистики и теории вероятности применяются при картографическом анализе.

Позднее для обработки карт начали применять и другие разделы математики: численный анализ, теорию информации, теорию графов, математическую логику и др.

В качестве зачетной работы студенту предлагается произвести расчет некоторых морфометрических показателей, которыми, как правило, сопровождаются описания картографируемой территории.

При описании гидрографии приводят расчеты примерной густоты речной сети и густоты распределения водоемов на территории картографируемого района.

Густота речной сети рассчитывается по следующей формуле:

Кгр = Lкм/ Ркм2,где:,

Кгр — коэффициент густоты речной сети картографируемого района;

L км —длина всех рек, каналов и канав района (в километрах);

Р км2—площадь всего района картографирования(в квадратных километрах).

Длина рек определяется по топографической карте в пределах

всей трапеции, а площадь района берется равной					площади трапе-
ции данной карты.
Для измерения длин кривых линий, в том числе					и рек, по карте
можно	пользоваться	курвиметром	или	циркулем-измерителем

(рис.19) с малым раствором игл (2–4мм).

Рис. 19.

50