Лекция 2
Понятие об электронных картах. Горизонтальный датум.
-
Основные определения.
Морской навигационной карой называется плоское, математически определённое, уменьшенное, условно-знаковое изображение земной акватории с прилегающими участками суши, показывающее размещение, свойства, связи объектов и явлений, важных в навигационном отношении.
Основные виды данных карт.
- Пространственные данные ( картографические, графические ), представляют положение и форму географических и навигационно-гидрографических объектов, их пространственные связи с другими объектами.
- Описательные данные содержат: сведения о свойствах, характеристиках географических и навигационно-гидрографических объектов, заметки для мореплавателей и т.д.
- Метаданные – это общие сведения о наборе пространственных и описательных данных карт или коллекции карт. Метаданные могут включать: идентификатор выпускающего карту агентства, дату издания карты, масштаб карты, горизонтальный и вертикальный датумы, единицы измерения высот и глубин и т.д.
Составные части карты.
- Математическая основа карты –
- Картографическое изображение –
- Легенда карты –
Условные обозначения карты – это графические символы, применяемые на картах для изображения различных объектов, их качественных и количественных характеристик. Различают следующие основные типы условных обозначений:
- Внемасштабные знаки ( точечные символы ) – определяют объекты карты, которые слишком малы, чтобы показать его на экране линией или контуром, либо объекты, вообще не имеющие площадей, например, высшую точку горного массива.
- Масштабные обозначения ( площадные и линейные )
- Пояснительные знаки.
Электронная карта (ЭК ) представляет собой программно-управляемое картографическое изображение, визуализированное с использованием программных и технических средств в принятых для карт проекции и системе условных знаков.
-
Геодезическая основа эк.
Датумом ( исходными геодезическими данными ) в геодезии понимается совокупность параметров, которые характеризуют референц-эллипсоид и его расположение в теле Земли, определяют геодезические координаты и их связь с астрономическими координатами. Имеется три типа геодезических датумов – горизонтальный, вертикальный и комбинированный.
Горизонтальный датум определяет размеры и фигуру Земли, исходный пункт и ориентацию координатной системы, используемой при отсчёте горизонтальных координат на картах земной поверхности.
Вертикальный датум представляет собой уровенную поверхность с которой соотносятся высоты и/ или глубины и/ или береговая черта на карте. На навигационной карте такой датум может быть один ( общий для высот, глубин и береговой линии ), два (отдельно для высот с береговой чертой и для глубин), либо три (отдельно для высот, для глубин, для береговой черты). Вертикальный датум для батиметрических данных называется нулём глубины карты.
-
Понятие о геодезической системе отсчёта горизонтальных координат карты.
Горизонтальный геодезический датум представляет собой базис для геодезических съёмок и для отсчёта горизонтальных координат на карте.
В горизонтальный датум нередко включают следующие параметры: астрономические и геодезические широты и долготы исходного пункта геодезической сети, направление из исходной точки на один из смежных пунктов.
Обобщённо горизонтальный датум представляют 8-ю параметрами: два параметра описывают размеры референц-элипсоида, три параметра определяют позицию центра эллипсоида относительно центра Земли, остальные три параметра характеризуют ориентацию трёх осей эллипсоида относительно осей Земли.
Референц-эллипсоидом называют земной эллипсоид определённых размеров, являющийся вспомогательной математической поверхностью, к которой относят результаты всех геодезических измерений на поверхности Земли, на которую проектируют все пункты опорной геодезической сети и к которой относят топографические и гидрографические съёмки и составляемые по ним карты земной поверхности.
Астрономические и геодезические координаты. Для астрономических координат места на Земле одним из определяющих элементов является направление в этой точке отвесной линии (силы тяжести). Для геодезических координат вместо отвесной линии используется перпендикуляр (нормаль) к поверхности референц- эллипсоида в рассматриваемой точке.
Действительную поверхность суши и моря (на определённый момент времени) называют топографической поверхностью, она имеет весьма сложную форму. Для решения практических задач, где необходимо учитывать форму Земли, используют её различные модели: сфероид, эллипсоид, геоид.
Геоид – фигура Земли, ограниченная поверхностью, к которой отвесные линии всюду перпендикулярны, и которая проходит через точку начала отсчёта высот, закреплённую на высоте среднего уровня моря. Эта поверхность близка к уровням морей и океанов в состоянии покоя и равновесия. Два важных свойства геоида. В любой точке на его поверхности: потенциал гравитационного поля одинаков (равнопотенциальная поверхность); направление силы тяжести перпендикулярно поверхности геоида.
Земной эллипсоид. Ввиду крайне неравномерного распределения плотности масс в толще Земли поверхность геоида является очень сложной для описания. Поэтому для расчётов в картографии используют аппроксимацию геоида эллипсоидом вращения – «геометрической» моделью Земли. Эта модель применяется при вычислениях длин, площадей, геодезических широт, долгот, азимутов, для расчётов картографических проекций и других задач.
На поверхности эллипсоида вращения, в отличие от геоида, направление отвеса (силы тяжести Земли) не совпадает с направлением перпендикуляра (нормали) к поверхности эллипсоида. Расхождение между направлением отвесной линии (вертикали) и направлением нормали называется уклонением (погрешностью) отвеса (вертикали) в рассматриваемой точке. Погрешностью отвеса объясняется отличие между астрономическими и геодезическими координатами.
Земной параллелью называется линия на поверхности Земли, в которой значения широт равны.
Земной меридиан является геометрическим местом точек на поверхности Земли, в которых значение долготы одинаково.
Геодезическая широта точки – это угол между нормалью к поверхности референц- эллипсоида в этой точке и плоскостью геодезического экватора. Геодезическая параллель является окружностью на поверхности эллипсоида и лежит в плоскости, параллельной плоскости геодезического экватора.
Геодезическая долгота точки равна углу между проекцией нормали на плоскость геодезического экватора и плоскостью Гринвичского геодезического меридиана. Геодезический меридиан представляет собой линию, образованную пересечением поверхности эллипсоида с плоскостью, проходящей через ось вращения и рассматриваемую точку.
Астрономической широтой называется угол между отвесной линией и плоскостью небесного экватора.
Астрономическая долгота места – это угол между проекцией отвесной линии на плоскость небесного экватора и плоскостью небесного меридиана Гринвича.
Астрономические широта и долгота точки получаются непосредственно из наблюдений высот светил в горизонтной системе координат, определяемой отвесной линией. Геодезические координаты находятся по астрономическим данным путём коррекции погрешности отвесной линии.
Геодезические координаты также называют географическими координатами.