Фигура и размеры Земли. Геоид. Эллипсоид вращения. Линии и плоскости земного эллипсоида. Параллели, меридианы, полюс, экватор, нормаль. Географические координаты (с. 21-23).
Физическая поверхность Земли имеет сложную и с геометрической точки зрения неправильную поверхность. Площадь земной поверхности 510 млн кв. км, из них Мировой океан занимает 71 %, а суша 29 % поверхности. Средняя глубина Мирового океана составляет примерно 3800 м, средняя высота суши – примерно 875 метров.
В геодезии и картографии эта поверхность называется геоидом.
Геоид – это уровенная поверхность морей и океанов в спокойном состоянии, мысленно продолженная под материки.
Для удобства расчетов и измерений на земной поверхности геоид заменяют приближенной к фигуре Земли эллипсоидом.
Эллипсоид вращения – тело, образованное вращением эллипса вокруг его малой оси.
Линии и плоскости земного эллипсоида. Географические координаты. Эллипсоид вращения характеризуется большой полуосью а (экваториальной) и малой полуосью b (полярной), а также сжатием ά, которое вычисляется как
ά =(a – b) / a.
Точки пересечения малой оси с поверхностью эллипсоида называются полюсами.
Круги, образуемые сечением эллипсоида плоскостями, перпендикулярными к малой оси, называются параллелями.
Наибольшая параллель, образуемая сечением плоскости, проходящей через центр эллипсоида, называется экватором.
Сечения эллипсоида плоскостями, проходящими через ось вращения, называются меридианами.
Положение точки на поверхности земного эллипсоида определяется географическими координатами – широтой φ и долготой λ.
Из любой точки на поверхности эллипсоида можно провести отвесную линию, направленную внутрь эллипсоида.
Нормаль – это отвесная линия, проведенная из любой точки на поверхности эллипсоида, направленная внутрь эллипсоида, и перпендикулярная к горизонту данной точки.
Географическая широта точки – угол между плоскостью экватора и нормалью, проведенной из данной точки.
Широты отсчитывают от 0 º на экваторе до 90 º на северном полюсе и до –90 º на южном полюсе.
Географическая долгота – это двугранный угол между плоскостью начального (нулевого Гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку. Счет долгот ведут от 0º на начальном меридиане до +180º в восточном направлении и до –180º в западном направлении.
За начало высот принят нуль Крондштадского футштока (футшток – рейка с делениями для наблюдений уровня воды в море, реке, озере). Нуль Крондштатского футштока находится на высоте среднего многолетнего уровня Балтийского моря, которое практически не подвержено приливно-отливным явлениям.
Масштаб карты. Частный и главный масштабы. Способы указания масштаба: численный, именованный, пояснительный, линейный, поперечный (с. 23-25)
Масштаб карты – степень уменьшения линии на карте относительно ее горизонтального проложения на местности.
Масштаб показывает степень уменьшения земной поверхности при ее изображении на карте. Только на планах масштаб можно считать постоянным, т. к. на них общая кривизна Земли практически не ощущается.
На мелкомасштабных географических картах изображаются большие территории, и их кривизна обязательно будет сказываться. Поэтому масштаб на мелкомасштабных картах не остается постоянным.
Различают главный и частные масштабы. При переходе от поверхности земного эллипсоида к плоскости всегда будут происходить разрывы и перекрытия территории. Чтобы от них избавиться, делают равномерные растяжения и сжатия территории. Поэтому на любой мелкомасштабной карте масштаб длин, как правило, меняется с переменой места и с переменой направления.
Масштаб на карте в тех местах, где нет искажений длин, называется главным масштабом карты.
Главный масштаб длин – отношение, показывающее, во сколько раз уменьшены линейные размеры эллипсоида или шара при его изображении на карте.
Главный масштаб подписывают за рамками карты. Он сохраняется на картах в отдельных точках или линиях, где нет искажения территории. Эти точки и лини называют точками и линиями нулевых искажений.
Частный масштаб – это отношение, показывающее, во сколько раз уменьшены размеры объектов в данной точке на поверхности эллипсоида или шара, при их изображении на карте. Он не совпадает с главным масштабом и может быть больше или меньше его. Чем мельче масштаб и больше картографируемая территория, тем сильнее главный масштаб отличается от частного.
На топографических картах изображаются небольшие по площади территории, и масштаб во всех местах карты будет постоянным. На этих картах приняты три способа указания масштаба.
Численный масштаб – выражается дробью, в числителе которой дана единица, а в знаменателе число, показывающее степень уменьшения земной поверхности.
Пояснительный (именованный) масштаб показывает соответствие единицы длины линии на карте определенному расстоянию на местности, например, для карты масштаба 1:25 000 дается надпись «В одном сантиметре 250 метров».
Графический масштаб используют для измерения по картам длин линий с помощью измерителя или линейки. Графический масштаб может быть линейный или поперечный. Поперечный масштаб позволяет проводить измерения с более высокой точностью.
На многих картах, в том числе топографических, даются все три масштаба – численный, пояснительный и графический. На картах мелкомасштабных, изображающих большие территории, обычно дается только численный масштаб.
Длина на местности, выражающаяся на карте величиной 0,1 мм, называется предельной точностью масштаба, и длины меньше нее уже нельзя оценить на карте.
Масштаб – очень важная характеристика карты. От него зависит общий размер картографируемой территории, точность измерений, полнота и подробность картографического изображения, а также общая компоновка карты.
ДЛЯ НАГЛЯДНОСТИ
а 1:25 000
б В 1 см 250 метров
в
г
Рис. 2.7. Виды масштабов :а – численный;б – пояснительный;в – линейный;г – поперечный