- •Картография, ее предмет и задачи, научное и практическое значение. Научно-технические дисциплины картографии. Связь картографии с другими науками (с. 5-7)
- •Научно-технические дисциплины картографии
- •Связь картографии с другими науками
- •Карта. Элементы общегеографических и тематических карт (с. 9-10)
- •Отличительные особенности и свойства карт (с. 11)
- •Классификации карт: по масштабу, территориальному охвату, содержанию, назначению (с. 12-13)
- •Классификация карт по масштабу
- •В разных странах существуют другие деления, это в первую очередь связано с размерами самой страны. Классификация карт по территориальному охвату
- •Классификация карт по содержанию
- •Картографические произведения (с. 14-18)
- •Фигура и размеры Земли. Геоид. Эллипсоид вращения. Линии и плоскости земного эллипсоида. Параллели, меридианы, полюс, экватор, нормаль. Географические координаты (с. 21-23).
- •Масштаб карты. Частный и главный масштабы. Способы указания масштаба: численный, именованный, пояснительный, линейный, поперечный (с. 23-25)
- •Координатные сетки карты. Картографическая, географическая и километровая сетка. Определение географических и прямоугольных координат
- •Картографическая проекция. Виды искажений в картографических проекциях. Классификация проекций
- •Картографические условные знаки. Внемасштабные, линейные, площадные условные знаки (с. 41-44)
- •Способы картографического изображения: графические переменные, значки, изолинии, псевдолинии (с. 88-94)
- •Способы картографического изображения: качественный и количественный фон, точечный способ, ареалы, знаки движения, картограммы, картодиаграммы (с. 94-102)
- •Способы изображения рельефа на картах (с. 72-76)
- •Надписи на географических картах. Виды надписей. Картографическая топонимика. Картографические шрифты. Размещение надписей на картах (с. 128-141)
- •Картографическая генерализация, ее сущность и факторы. Ценз и норма отбора (с. 142-153)
- •Изображение гидрографии и ее генерализация. Особенности изображения морей. Типы морских берегов, их характеристика, особенности генерализации
- •Особенности изображения и генерализация озер. Особенности изображения и генерализации рек. Типы речных систем (с. 58-63)
- •Особенности изображения рек. Типы речных систем
- •Изображение населенных пунктов и их классификация. Генерализация населенных пунктов (с. 63-66)
- •Генерализация населенных пунктов
- •Изображения путей сообщения и их классификация. Генерализация путей сообщения (с. 66-68)
- •Генерализация путей сообщения
- •Генерализация рельефа (с. 76-79)
- •Изображение растительного покрова и грунтов, их классификация. Генерализация растительного покрова и грунтов (с. 79-81)
- •По состоянию древостоя:
- •Генерализация растительного покрова и грунтов
- •Аналитические, комплексные и синтетические карты. Карты динамики и взаимосвязей (с. 162-170)
Картографическая проекция. Виды искажений в картографических проекциях. Классификация проекций
Картографической проекцией называется математически определенный способ отображения поверхности земного эллипсоида на плоскости. Он устанавливает функциональную зависимость между географическими координатами точек поверхности земного эллипсоида и прямоугольными координатами этих точек на плоскости, т.е.
X= ƒ1 (B, L) и Y= ƒ2 (В, L).
Картографические проекции классифицируются по характеру искажений, по виду вспомогательной поверхности, по виду нормальной сетки (меридианов и параллелей), по ориентировке вспомогательной поверхности относительно полярной оси и др.
По характеру искажений выделяют следующие проекции:
1. равноугольные, которые передают величину углов без искажения и, следовательно, не искажают формы бесконечно малых фигур, а масштаб длин в любой точке остается одинаковым по всем направлениям. В таких проекциях эллипсы искажений изображаются окружностями разного радиуса (рис. 2 а).
2. равновеликие, в которых отсутствуют искажения площадей, т.е. сохраняются соотношения площадей участков на карте и эллипсоиде, однако сильно искажаются формы бесконечно малых фигур и масштабы длин по разным направлениям. Бесконечно малые кружки в разных точках таких проекций изображаются равноплощадными эллипсами, имеющими разную вытянутость (рис. 2 б).
3. произвольные, в которых имеются в разных соотношениях искажения и углов и площадей. Среди них выделяются равнопромежуточные, в которых масштаб длин по одному из главных направлений (меридианам или параллелям) остается постоянным, т.е. сохраняется длинна одной из осей эллипса (рис. 2 в).
По виду вспомогательной поверхности для проектирования выделяют следующие проекции:
1. Азимутальные, в которых поверхность земного эллипсоида переносится на касательную или секущую его плоскость.
2. Цилиндрические, в которых вспомогательной поверхностью служит боковая поверхность цилиндра, касательная к эллипсоиду или секущая его.
3. Конические, в которых поверхность эллипсоида переносится на боковую поверхность конуса, касательную к эллипсоиду или секущую его.
По ориентировке вспомогательной поверхности относительно полярной оси проекции подразделяются на:
а) нормальные, в которых ось вспомогательной фигуры совпадает с осью земного эллипсоида; в азимутальных проекциях плоскость перпендикулярна к нормали, совпадающей с полярной осью;
б) поперечные, в которых ось вспомогательной поверхности лежит в плоскости земного экватора; в азимутальных проекциях нормаль вспомогательной плоскости лежит в экваториальной плоскости;
в) косые, в которых ось вспомогательной поверхности фигуры совпадает с нормалью, находящейся между земной осью и плоскостью экватора; в азимутальных проекциях плоскость к этой нормали перпендикулярна.
На рис.3 показаны различные положения плоскости, касательной к поверхности земного эллипсоида.
Классификация проекций по виду нормальной сетки (меридианов и параллелей) является одной из основных. По этому признаку выделяется восемь классов проекций.
а б в
Рис. 3. Виды проекций по ориентировке
вспомогательной поверхности относительно полярной оси.
а-нормальная; б-поперечная; в-косая.
1. Азимутальные. В нормальных азимутальных проекциях меридианы изображаются прямыми, сходящимися в одну точку (полюс) под углами, равными разности их долгот, а параллели - концентрическими окружностями, проведенными с общего центра (полюса). В косых и большинства поперечных азимутальных проекциях меридианы, исключая средний, и параллели представляют кривые линии. Экватор в поперечных проекциях - прямая линия.
2. Конические. В нормальных конических проекциях меридианы изображаются прямыми, сходящимися в одной точке под углами, пропорциональными соответствующим разностям долгот, а параллели - дугами концентрических окружностей с центром в точке схода меридианов. В косых и поперечных - параллели и меридианы, исключая средний, - кривые линии.
3. Цилиндрические. В нормальных цилиндрических проекциях меридианы изображаются равноотстоящими параллельными прямыми, а параллели - перпендикулярными к ним прямыми, в общем случае не равноотстоящими. У косых и поперечных проекциях параллели и меридианы, исключая средний, имеют вид кривых линий.
4. Поликонические. При построении этих проекций сеть меридианов и параллелей переносится на несколько конусов, каждый из которых развертывается в плоскость. Параллели, исключая экватор, изображаются дугами эксцентрических окружностей, центры которых лежат на продолжении среднего меридиана, имеющего вид прямой линии. Остальные меридианы - кривые, симметричные к среднему меридиану.
5. Псевдоазимутальные, параллели которых представляют концентрические окружности, а меридианы - кривые, сходящиеся в точке полюса и симметричные относительно одного или двух прямолинейных меридианов.
6. Псевдоконические, в которых параллели представляют собой дуги концентрических окружностей, а меридианы - кривые линии, симметричные относительно среднего прямолинейного меридиана, который может не изображаться.
7. Псевдоцилиндрические, в которых параллели изображаются параллельными прямыми, а меридианы - кривыми, симметричными относительно среднего прямолинейного меридиана, который может не изображаться.
8. Круговые, меридианы которых, исключая средний, и параллели, исключая экватор, изображаются дугами эксцентрических окружностей. Средний меридиан и экватор - прямые.
Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса – Крюгера. Зоны проекции. Порядок отсчета зон и колонн. Километровая сетка. Определение зоны листа топографической карты по оцифровке километровой сетки
Территория нашей страны имеет очень большие размеры. Это приводит при ее переносе на плоскость к значительным искажениям. По этой причине при построении топографических карт в России на плоскость переносят не всю территорию, а отдельные ее зоны, протяженность которых по долготе составляет 6°. Для переноса зон применяется поперечная цилиндрическая проекция Гаусса – Крюгера (в России используется с 1928 г.). Сущность проекции заключается в том, что вся земная поверхность изображается меридиональными зонами. Такая зона получается в результате деления земного шара меридианами через 6°.
На рис. 2.23 изображен касательный к эллипсоиду цилиндр, ось которого перпендикулярна малой оси эллипсоида.
При построении зоны на отдельный касательный цилиндр эллипсоид и цилиндр имеют общую линию касания, которая проходит по среднему меридиану зоны. При переходе на плоскость он не искажается и сохраняет свою длину. Этот меридиан, проходящий посередине зоны, называется осевым меридианом.
Когда зона спроектирована на поверхность цилиндра, он разрезается по образующим и развертывается в плоскость. При развертывании осевой меридиан изображается без искажения прямой РР′ и его принимают за ось X. Экватор ЕЕ′ также изображается прямой линией, перпендикулярной к осевому меридиану. Он принят за ось Y. Началом координат в каждой зоне служит пересечение осевого меридиана и экватора (рис. 2.24).
В результате, каждая зона представляет собой координатную систему, в которой положение любой точки определяется плоскими прямоугольными координатами X и Y.
Поверхность земного эллипсоида делится на 60 шестиградусных по долготе зон. Счет зон ведется от Гринвичского меридиана. Первая шестиградусная зона будет иметь значение 0°– 6°, вторая зона 6°–12° и т. д.
Принятая в России зона шириной 6° совпадает с колонной листов Государственной карты масштаба 1:1 000 000, но номер зоны не совпадает с номером колонны листов этой карты.
Счет зон ведется от Гринвичского меридиана, а счет колонн – от меридиана 180°.
Как мы уже говорили, началом координат каждой зоны является точка пересечения экватора со средним (осевым) меридианом зоны, который изображается в проекции прямой линией и является осью абсцисс. Абсциссы считаются положительными к северу от экватора и отрицательными к югу. Осью ординат является экватор. Ординаты считаются положительными к востоку и отрицательными к западу от осевого меридиана (рис. 2.25).
Так как абсциссы отсчитываются от экватора к полюсам, то для территории России, расположенной в северном полушарии, они будут всегда положительными. Ординаты же в каждой зоне могут быть как положительными, так и отрицательными, в зависимости от того, где находится точка относительно осевого меридиана (на западе или востоке).
Чтобы удобно было делать вычисления, необходимо избавиться от отрицательных значений ординат в пределах каждой зоны. Кроме того, расстояние от осевого меридиана зоны до крайнего меридиана в самом широком месте зоны примерно равно 330 км (рис. 2.25). Чтобы делать расчеты, удобнее брать расстояние, равное круглому числу километров. С этой целью ось X условно отнесли к западу на 500 км. Таким образом, за начало координат в зоне принимают точку с координатами x = 0, y = 500 км. Поэтому ординаты точек, лежащих западнее осевого меридиана зоны, будут иметь значения меньше 500 км, а точек, лежащих восточнее осевого меридиана, – более 500 км.
Так как координаты точек повторяются в каждой из 60 зон, впереди ординаты Y указывают номер зоны.
Для нанесения точек по координатам и определения координат точек на топографических картах имеется прямоугольная сетка. Параллельно осям X и Y проводят линии через 1 или 2 км (взятых в масштабе карты), и поэтому их называют километровыми линиями, а сетку прямоугольных координат – километровой сеткой.