Obrazy kartograficzne powierzchni Ziemi w miarę ich wzrostu. Topo map.docx - Streszczenie lekcji z geografii na temat „Mapa topograficzna” (klasa 8). Globe - model Ziemi

1.1. Kartografia – przedmiot i definicja.

Oczywiście pewne typy i typy map są niezbędne w różnych obszarach ludzkiej działalności. W przemyśle i transporcie, w rolnictwie i budownictwie kulturowym są one nie tylko niezbędnym, ale bardzo często niezbędnym środkiem do wykonywania kompleksu prac.

Mapy są potrzebne, aby znaleźć nowe drogi i linie energetyczne; Zagospodarowanie złóż podziemnych i mineralnych rozpoczyna się od badania terenu za pomocą map. Jest niezbędny do budowy miast i wsi, rekultywacji gruntów, nawigacji i nawigacji lotniczej, badania zasobów ziemi, gospodarowania gruntami i katastru gruntów.

Mapy są niezawodnym przewodnikiem, w sprawach wojskowych są jednym z głównych źródeł informacji o terenie oraz niezbędnym narzędziem w dowodzeniu i kontroli.

Oprócz bezpośredniej obsługi krajowych potrzeb gospodarczych, mapy geograficzne i inne umożliwiają badanie kraju pod względem geologicznym, glebowym, botanicznym, demograficznym i innym, aby przewidywać różne zjawiska naturalne, takie jak klimat czy klęski żywiołowe. Ważną cechą współczesnej kartografii jest intensywny rozwój jej funkcji poznawczych jako środka badania świata obiektywnego i zdobywania nowej wiedzy.

Nauka kartografii zajmuje się badaniem map, metod ich tworzenia i użytkowania.

Stanowy standard terminów kartograficznych określa:

"Kartografia to dziedzina nauki, technologii i produkcji, obejmująca badanie, tworzenie i użytkowanie dzieł kartograficznych."

1.2 Struktura kartografii

W w całości kartografia łączy szereg dziedzin i dyscyplin naukowych:

- teoretyczne podstawy kartografii (doktryna mapy)- studia

oraz rozwija teorię projekcje map, uogólnienie obrazu kartograficznego, sposoby wyświetlania treści tematycznych, zagadnienia tworzenia systemów znakowych (legendy map).

- kartografia matematyczna- studiuje i opracowuje matematyczne metody przedstawiania powierzchni Ziemi i innych planet na płaszczyźnie. To pierwszy krok w procesie tworzenia map.

Kartometria - bada i rozwija metody pomiaru różnych obiektów na mapach w celu określenia ich cech ilościowych (współrzędne, odległości, wysokości, powierzchnie, objętości, kąty nachylenia itp.).

- projektowanie i mapowanie– bada i opracowuje projekty map, metody ich tworzenia, podstawowe zasady zarządzania redakcyjnego na wszystkich etapach tworzenia mapy.

Kartografia to nauka o rodzajach i właściwościach map geograficznych, historii kartografii oraz metodach posługiwania się mapami.

Projektowanie kartek – badanie i rozwój metod i środków barwnych i projekt graficzny mapy (projekt) i przygotowanie ich do publikacji.

Publikowanie map to rozwój metod odtwarzania i odtwarzania map.

- ekonomika i organizacja produkcji kartograficznej,– badanie metod jej najbardziej racjonalnej organizacji.

Kartografia w swojej strukturze jest ściśle powiązana z szeregiem naukowym

dyscypliny. Są to: geodezja, astronomia, topografia, geografia i poligrafia, matematyka, fotogrametria, informatyka i grafika komputerowa. W swojej treści kartografia jest nie do pomyślenia bez związku z takimi naukami jak gleboznawstwo, geologia, demografia, klimatologia, gospodarka gruntami itp.

Geodezja dostarcza kartografom dokładnych danych o kształcie, wielkości i polu grawitacyjnym Ziemi, współrzędnych geodezyjnych punktów odniesienia.

Topografia - zapewnia podstawowe źródła kartograficzne - wielkoskalowe mapy topograficzne, które służą jako materiał źródłowy do tworzenia wszystkich map geograficznych.

Geografia – wyjaśnia istotę zjawisk przyrodniczych i społeczno-gospodarczych, ich powstawanie, wzajemne powiązania i rozmieszczenie na powierzchni ziemi.

Z poligrafii - kartografia zapożycza metody wykonywania form drukarskich i reprodukcji map.

Od narodzin kartografii matematyka była jej sercem, kartografię matematyczną można uznać za dyscyplinę czysto matematyczną. Wprowadzenie do kartografii technologia komputerowa umożliwiły opracowywanie nowych typów map, obliczanie najbardziej skomplikowanych rzutów, wzbogaciły kartografię o nowe metody badania map za pomocą aparatu statystyki matematycznej oraz pozwoliły w dużym stopniu zautomatyzować żmudny proces tworzenia map.

Fotogrametria opracowuje metody określania położenia, wielkości i kształtu obiektów na powierzchni Ziemi na podstawie badań lotniczych. Obecnie fotografia lotnicza umożliwia uzyskanie mapy o lepszej dokładności od podobnych prac uzyskiwanych naziemnie, a ponadto pozwala na zredukowanie do minimum prac geodezyjnych i topograficznych naziemnych.

Lista nauk, z którymi kartografia ma najściślejszy związek, może oczywiście obejmować geoinformatykę i nauki geograficzne (geomorfologię, hydrologię itp.), nauki o przyrodzie Ziemi (botanika, zoologia), gospodarkę narodową, ekonomię, historię i wiele innych.

Podsumowując powyższe, możemy wyróżnić główne kierunki wykorzystania map w nauce i praktyce.

− ogólna znajomość obszaru, regionu, kraju, kontynentu, ich studiowanie na mapach bez wizyty w naturze;

− aplikacja jako przewodnik (turystyka, lotnictwo, nawigacja)

itp.);

− wykorzystanie jako podstawa do zastosowań inżynierskich - transportowych, energetycznych, przemysłowych, rolniczych, dla celów planowania dzielnicowego, budownictwa;

− badania i transfer projektów do przyrody;

− zastosowanie wojskowe;

− badania i racjonalne wykorzystanie zasobów naturalnych (w tym gruntów) oraz ochrony środowiska;

− zintegrowany i racjonalny rozwój regionów gospodarczych;

− wykorzystanie jako podstawy informacyjnej w prowadzeniu gospodarki gruntami i katastru gruntów.

1.3 Elementy mapy, inne prace kartograficzne.

Wielokrotnie powtarzaliśmy słowo mapa, ale dotychczas nie traktowaliśmy mapy jako dokumentu graficznego, nie badaliśmy elementów mapy, jej właściwości, nie podaliśmy nawet jasno sformułowanej definicji.

Standard Warunków Kartograficznych określa:

„Mapa to zredukowany, zbudowany w rzucie kartograficznym, uogólniony obraz powierzchni Ziemi, powierzchni innego ciała niebieskiego lub przestrzeni pozaziemskiej, ukazujący znajdujące się na nich obiekty w pewnym systemie znaków konwencjonalnych.”

Ta definicja, która może nie być do końca idealna, podkreśla trzy cechy map, które są bardzo ważne dla zrozumienia cech odróżniających mapę od innych obrazów powierzchni Ziemi, takich jak zdjęcie lotnicze czy krajobraz. To:

1. matematycznie definiowana konstrukcja;

2. użycie symboli kartograficznych (kodów);

3. selekcja i uogólnienie przedstawionych zjawisk.

Matematycznie zdefiniowana konstrukcja map pozwala na ustalenie ścisłej zależności funkcjonalnej między geograficznym a prostokątnym

współrzędne punktów o tej samej nazwie na terenie i na mapie. Taka konstrukcja niejako obejmuje dwa działania mające na celu przejście od fizycznej powierzchni Ziemi do jej obrazu na płaszczyźnie. Jedna z nich polega na odwzorowaniu powierzchni ziemi na matematyczną powierzchnię ziemi - geoidę. Rzut ten jest wykonywany prostopadle, pionami prostopadłymi do powierzchni matematycznej. Ale ze względu na swoją złożoność geoidę w kartografii zastępuje powierzchnia elipsoidy obrotowej, która ma bardzo podobny kształt, tj. figura uzyskana przez obrót elipsy wokół jej małej osi (ryc. 1.1).

To w odniesieniu do tej elipsoidy wykonywane są wszystkie obliczenia geodezyjne i obliczane są odwzorowania map.

Kolejną czynnością jest zobrazowanie powierzchni elipsoidy na płaszczyźnie. Niemożliwe jest rozszerzenie powierzchni elipsoidy na płaszczyźnie bez fałd i pęknięć; będą miały miejsce różnego rodzaju deformacje, które w kartografii nazywane są zniekształceniami. Przejście od elipsoidy do płaszczyzny odbywa się za pomocą rzutów kartograficznych, które wyrażają zależność między współrzędnymi punktów na powierzchni ziemi a współrzędnymi tych samych punktów na płaszczyźnie (arkusz mapy).

Znając taką zależność, możliwe jest uwzględnienie zniekształceń obrazu płaskiego, a tym samym określenie rzeczywistych odległości, powierzchni, kątów na mapie z niezbędną dokładnością, czyli uzyskanie prawidłowych danych o położenie, wielkość i kształt przedstawionych obiektów z map.

Stosowanie konwencji kartograficznych staje się oczywiście korzystne przy porównywaniu mapy ze zdjęciem lotniczym tego samego obszaru. Początkowe wrażenie może być niekorzystne dla karty. Rzeczywiście, zdjęcie lotnicze pozwala zobaczyć prawdziwy obraz powierzchni Ziemi na mapie

zostaje zastąpiony przez system znaków, które niejako zacierają wiele indywidualnych cech obiektów danego obszaru i tym samym zubażają obraz. Można jednak zauważyć, że użycie znaków kartograficznych umożliwia:

1. Znacząco zmniejsz obraz, aby na pierwszy rzut oka pokryć znaczną część powierzchni Ziemi lub całą planetę, jednocześnie odtwarzając te obiekty, które ze względu na redukcję nie są wyrażone w skali mapy. Na zdjęciach lotniczych wraz ze zmniejszaniem się skali szczegóły są trudne do rozróżnienia, a następnie całkowicie gubione.

2. pokaż teren na mapie, na przykład za pomocą linii konturowych.

3. pokaż nie tylko wygląd zewnętrzny obiektu, ale także wskazać jego właściwości wewnętrzne, np. podać cechy jakościowe gruntów rolnych, pokazać temperaturę i zasolenie wody, wysokość i gatunki drzew w lasach i wiele więcej.

4. pokazać propagację zjawisk nieodczuwanych przez nasze zmysły, takich jak deklinacja magnetyczna, wartości zniekształceń itp.

5. wykluczyć nieistotne aspekty przedmiotów i podkreślić ich wspólne i istotne cechy. Jednocześnie bardzo ważny jest proces selekcji i generalizacji przedstawionych zjawisk, który nazywamy generalizacją kartograficzną. Uogólnienie zapisuje na mapie tylko te zjawiska, które są ważne w sensie praktycznym lub teoretycznym, skupia się na przeniesieniu najistotniejszych cech przedstawianego zjawiska, przede wszystkim na podstawie ich przeznaczenia na mapie. Pozwala odróżnić główne od drugorzędnych na mapach, znaleźć wspólne wzorce w pojedynczych właściwościach.

1.4 Elementy mapy geograficznej

Badanie i opracowywanie map wymaga analitycznego podejścia do nich, dzielenia ich na elementy składowe, umiejętności rozumienia ich znaczenia, określania ich miejsca i dostrzegania ich wzajemnego powiązania.

Mapa rozróżnia obraz kartograficzny, podstawę matematyczną, wyposażenie pomocnicze i dane dodatkowe (ryc. 1.4.1).

Obraz kartograficzny i związana z nim legenda- główna część każdej mapy geograficznej, zawiera informacje o obiektach i zjawiskach pokazanych na mapie, ich lokalizacji, właściwościach, relacjach.

Ta informacja stanowi zawartość mapy. Z kolei zawartość mapy podzielona jest na elementy, zarówno geograficzne, jak i tematyczne. Kompleks tych elementów nie jest taki sam na różnych mapach. Ale jeden z elementów, a mianowicie hydrografia, jest obowiązkowy na wszystkich mapach. Na przykład na mapach tematycznych głównymi elementami treści mogą być minerały, flora lub fauna, gleby itp. Elementy treści są przedstawiane z taką samą szczegółowością na mapach topograficznych.

Geometryczne prawa do konstruowania map są określone przez jego podstawa matematyczna, którego elementami są: rzut kartograficzny, a także związana z nim siatka kartograficzna (sieć południków i równoleżników), skala, referencyjna sieć geodezyjna, nazewnictwo, układ i układ mapy.

Skala mapy wskazuje ogólny stopień zmniejszenia powierzchni Ziemi na płaszczyźnie. Charakteryzuje się stosunkiem długości linii na mapie do odpowiadającej jej linii na powierzchni Ziemi. Istnieją 3 rodzaje (metody) reprezentacji skali na mapach:

− numeryczne (na przykład 1:25000)

− naturalny (na przykład w 1 centymetrze jest 250 metrów)

− liniowy (poprzeczny, graficzny), wyświetlany w postaci wykresu.

W W zależności od skali mapy i wielkości mapowanego obszaru mapa może być wyświetlana na jednym lub kilku arkuszach.

Głównymi elementami podstawy matematycznej są odwzorowanie mapy i powiązana siatka mapy. W zależności od rodzaju powierzchni geometrycznej, na którą rzutowana jest powierzchnia elipsoidy, występują rzuty cylindryczne, stożkowe, azymutalne i inne.

Układ - racjonalne rozmieszczenie na arkuszu mapy mapowanego terytorium, wyposażenie pomocnicze i dodatkowe.

Akcesoria- ułatwia czytanie mapy i pracę z nią. Zawiera niezbędne wyjaśnienia i wykresy do pomiarów za pomocą map, a także nazwę mapy, informacje o wykonawcach, dane referencyjne i wyjściowe itp.

Do dodatkowe wyposażenie obejmują karty umieszczone w „powietrzu” lub na

jego pola dodatkowe karty, profile, diagramy, dane tekstowe i cyfrowe, które wyjaśniają, uzupełniają i wzbogacają obraz kartograficzny.

Mapy ogólne geograficzne

Dodatkowe informacje

Treść artykułu

MAPA, zredukowany uogólniony obraz powierzchni Ziemi (lub jej części) na płaszczyźnie. Człowiek tworzy mapy od czasów starożytnych, próbując zobrazować względne położenie różnych części lądu i mórz. Zbiór map, zwykle połączonych razem, nazywa się atlasem (termin ukuty przez flamandzkiego kartografa renesansowego Gerardusa Mercatora).

Kula (kula) z kartograficznym obrazem Ziemi nałożonym na jej powierzchnię nazywana jest globusem. To najdokładniejsza reprezentacja powierzchni Ziemi. Na wszystkich mapach, które dają obraz piłki w samolocie, występują pewne zniekształcenia, których nie można wyeliminować. Niemniej jednak mapy mają pewne zalety na całym świecie. Na przykład mapa świata pozwala spojrzeć na całą powierzchnię Ziemi (tj. jej obraz), podczas gdy na kuli ziemskiej z jednego punktu widać nie więcej niż połowę Globus; dlatego mapy są wygodniejsze przy rozpatrywaniu całej powierzchni Ziemi. Ponadto na mapie znacznie łatwiej niż na kuli ziemskiej mierzyć kąty i kierunki. Obecnie globusy są rzadko używane do celów nawigacyjnych. Obraz na sferycznej powierzchni terytoriów nieprzekraczających wielkości subkontynentu nie daje praktycznie żadnych korzyści, dlatego w takich przypadkach stosuje się mapy, a nie wycinki kuli ziemskiej. Co więcej, mapy są znacznie łatwiejsze do wykonania, transportu i przechowywania (chociaż niektóre z tych trudności można przezwyciężyć za pomocą dmuchanych globusów).

GŁÓWNE CECHY KART

Z całą niesamowitą różnorodnością istniejących map, większość z nich ma kilka wspólnych cech. Nawet mapy konturowe, które są maksymalnie rozładowane, aby uczniowie mogli zastosować dodatkowe, wybrane przez siebie informacje, zwykle mają siatkę stopni współrzędnych, skalę i podstawowe elementy (na przykład linie brzegowe). Ponadto na kartach zwykle umieszczane są napisy i symbole, do których dołączona jest legenda.

siatka współrzędnych

to system wzajemnie przecinających się linii wskazujących szerokość i długość geograficzną na mapie lub powierzchni kuli ziemskiej. Linie szerokości geograficznej biegną ze wschodu na zachód równolegle do równika (który ma szerokość geograficzną 0°); szerokość geograficzna biegunów jest uważana za 90 ° (szerokość geograficzna północna dla bieguna północnego i szerokość geograficzna południowa dla bieguna południowego). Ponieważ te linie nie przecinają się i są wzajemnie równoległe, nazywane są również równoległościami. Spośród nich tylko równik jest największym okręgiem (płaszczyzna ograniczona tą linią, przechodząca przez środek Ziemi, przecina kulę ziemską na pół). Pozostałe równoleżniki to koła, których długość naturalnie maleje wraz z odległością od równika. Wszystkie linie długości geograficznej - południki - są połówkami dużego koła, zbiegającymi się na biegunach. Meridiany biegną w kierunku północ-południe, od bieguna do bieguna; obliczają odległość kątową od początkowego południka, oznaczonego jako 0° długości geograficznej, na wschód i zachód do 180° (jednocześnie długości liczone w kierunku wschodnim są oznaczone literami „długość geograficzna wschodnia”, oraz w kierunku zachodnim - „w. itd.”) . W przeciwieństwie do równika, który jest równoodległy od biegunów na całej swojej długości i w tym sensie jest „naturalnym” punktem odniesienia przy określaniu szerokości geograficznej, początkowy południk, od którego mierzona jest długość, jest wybierany arbitralnie. Zgodnie z umową międzynarodową za punkt początkowy współrzędnych (0° długości geograficznej) przyjmuje się południk Obserwatorium Astronomicznego w Greenwich (obecnie zlokalizowanego w Londynie). Jednak przed osiągnięciem tego porozumienia niektórzy kartografowie używali jako początkowych południków Wysp Kanaryjskich lub Azorów, Paryża, Filadelfii, Rzymu, Tokio, Pułkowa itp.

Na powierzchni globu linie równoleżników i południków przecinają się pod kątem 90°; jeśli chodzi o mapy, taki stosunek jest na nich zachowany tylko w niektórych przypadkach. Zarówno na mapach, jak i na globusach stosuje się zwykle pewien system południków i równoleżników (przekrój 5°, 10°, 15° lub 30°). Ponadto mapy i globusy pokazują Zwrotnik Północny lub Zwrotnik Raka (23 1/2° N), Zwrotnik Południowy lub Zwrotnik Koziorożca (23 1/2° S), koło podbiegunowe ( 66 1/ 2°N) i koło Antarktyczne (66 1/2°S). Międzynarodowe linie zmiany daty są często również pokazywane na wykresach, które zazwyczaj pokrywają się z długością geograficzną 180°.

Skala

karty mogą być numeryczne (stosunek liczb lub ułamek, na przykład 1:25 000 lub 1/25 000); werbalna lub liniowa (graficzna). W powyższym przykładzie jednostka długości na mapie odpowiada 25 000 takich jednostek na ziemi. Ten sam stosunek można wyrazić słowami: „1 cm równa się 250 m” lub krócej: „250 m na 1 cm”. W niektórych krajach, które tradycyjnie używają niemetrycznych miar długości (USA itp.), skala jest wyrażona w calach, stopach i milach, na przykład 1:63 360 lub „1 mila na 1 cal”. Skala liniowa jest przedstawiona jako linia z podziałami wykreślonymi w określonych odstępach, na których wskazane są odpowiednie odległości na powierzchni ziemi. Graficzna reprezentacja skali ma pewną przewagę nad pozostałymi dwoma sposobami jej wyrażania. W szczególności, jeśli rozmiar mapy zmienia się podczas jej kopiowania lub rzutowania na ekran, to tylko skala graficzna, która zmienia się wraz z całą mapą, pozostaje poprawna. Czasami oprócz skali długości używana jest również skala powierzchni. Globusy mogą używać dowolnego z powyższych oznaczeń skali.

Podstawowe elementy i konwencjonalne znaki kartograficzne.

Elementy bazy geograficznej obejmują obraz linii brzegowej, cieków wodnych, granic politycznych itp., które tworzą bazę, na której ukazany jest rozkład przestrzenny prezentowanego zjawiska. Podczas kompilowania map używa się wielu konwencjonalnych znaków, które są podzielone na kilka kategorii: poza skalą lub punkt, używany do przedstawiania obiektów „punktowych” lub takich, skala czego nie da się wyrazić na mapie (na przykład, aby pokazać rozliczenia- kropki lub kółka, których wielkość wskazuje na określoną populację); liniowy dla obiektów o charakterze liniowym, z zachowaniem podobieństwa zarysów obiektu (np. obraz stałego cieku wodnego w postaci linii, której grubość zwiększa się z prądem); area, służy do wypełniania obszarów obiektów, które są wyrażone w skali mapy (na przykład kreskowanie lub wypełnienie kolorem w celu pokazania rozmieszczenia lasów). Te trzy klasy znaków można dalej podzielić w zależności od tego, czy przedmioty, które reprezentują, są urojone (np. granice polityczne) lub rzeczywiste (drogi); czy same znaki są jednorodne (punkty na mapie, z których każdy odpowiada określonej liczbie mieszkańców), czy w różny sposób reprezentują ilościowe cechy obiektów (obraz miast za pomocą okręgów o różnej wielkości, odpowiadających liczbie ludności); czy podają jakościową charakterystykę obiektu (na przykład obecność bagna), czy zawierają informacje ilościowe (na przykład gęstość zaludnienia - liczba osób na jednostkę powierzchni).

Celem legendy jest poinformowanie czytelnika o znaczeniu użytych symboli. Na starych mapach legenda była umieszczona w misternie zdobionej ramie w formie zwoju, a obecnie jest to ściśle prostokątna ramka.

Jako przykład podano legendę do map geograficznych zawartych w Encyklopedii Dookoła Świata.

Napisy i nazwy geograficzne na mapach.

W przeszłości wszystkie litery były wykonywane ręcznie, co nadało każdej mapie własny charakter, ale obecnie kartografowie wybierają jedną ze standardowych czcionek, która najlepiej odpowiada charakterowi przedstawianych obiektów. Niektóre rodzaje czcionek są tradycyjnie używane dla pewnych grup obiektów, na przykład rzeki, jeziora, morza są zwykle pisane kursywą, a cechy lądu są oznaczone czcionką rzymską. Wielkość liter zależy od znaczenia (lub wielkości) przedmiotu. Odległości między literami i słowami w nazwach mogą się znacznie różnić w zależności od obszaru lub zasięgu danego obiektu na mapie.

Projekt czcionki mapy zawiera nagłówek, który odzwierciedla treść mapy i terytorium, do którego się odnosi; w tym celu używana jest największa czcionka. Szczególne miejsce zajmują nazwy geograficzne, których dobór i liczba zależy od przeznaczenia mapy (np. plan miasta zawiera wiele nazw ulic, a mapy roślinności tylko kilka najpotrzebniejszych nazw). Zwyczajowo wskazuje się organizację wydawniczą, rok wydania, wykorzystane źródła. Mapie towarzyszy legenda, którą rozszyfrowuje konwencje a czasem notatki.

Orientacja mapy

w stosunku do punktów kardynalnych wyznaczają linie siatki kartograficznej w ramach mapy i stanowi istotny element jego układu. W średniowieczu, zarówno w Europie, jak iw krajach arabskich, mapy rysowano w taki sposób, że wschód znajdował się na górze (sam termin „orientacja” pochodzi od łacińskiego słowa oriens – wschód). W nowoczesne mapy północ jest zwykle na górze mapy, chociaż czasami dopuszcza się odstępstwa od tej zasady. Czytanie mapy, zwłaszcza w terenie, jest znacznie ułatwione dzięki jej prawidłowej orientacji względem obiektów i kierunków na ziemi. Aby wskazać punkty kardynalne, czasami na mapie wyświetlana jest karta kompasu, ale częściej jest to po prostu strzałka wskazująca północ.

RODZAJE KARTY

Mapy są podzielone na grupy według szeregu cech - skali, tematu, zasięgu terytorialnego, projekcji itp. Jednak właściwie przeprowadzona klasyfikacja musi uwzględniać co najmniej dwie pierwsze cechy. W Stanach Zjednoczonych wyróżnia się trzy grupy według skali: mapy wielkoskalowe (w tym mapy topograficzne), mapy średnioskalowe i mapy w małej skali lub mapy ankietowe.

Mapy w dużej skali

są podstawowe, ponieważ dostarczają podstawowych informacji wykorzystywanych przy sporządzaniu map w średniej i małej skali. Najczęstsze z nich to mapy topograficzne w skali większej niż 1:250 000.

Na współczesnych mapach topograficznych rzeźba terenu jest zwykle przedstawiana za pomocą izogypsów lub warstwic, które łączą punkty o tej samej wysokości powyżej poziomu zerowego (zwykle poziomu morza). Połączenie takich linii daje bardzo wyrazisty obraz rzeźby powierzchni ziemi i pozwala określić następujące cechy: kąt nachylenia, profil nachylenia i względne wzniesienia. Oprócz obrazu reliefu mapy topograficzne zawierają jeszcze jeden przydatna informacja. Zazwyczaj pokazują autostrady, osady, polityczne i administracyjne granice. Zestaw Dodatkowe informacje(np. rozmieszczenie lasów, bagien, luźnych masywów piaszczystych itp.) zależy od przeznaczenia map i cech charakterystycznych terenu.

Żaden kraj, który potrzebuje oceny swoich zasobów przyrodniczych, nie może obejść się bez badań topograficznych, które w dużym stopniu ułatwiają zdjęcia lotnicze. Niemniej jednak wciąż brakuje map topograficznych dla wielu regionów globu, które są tak niezbędne do celów inżynierskich. Sukcesy w rozwiązaniu tego problemu osiągnięto przy pomocy tzw. ortofotomapa. Ortofotomapy bazują na przetworzonych komputerowo, zaplanowanych zdjęciach lotniczych o podwyższonej jasności kolorów i wykreślonych konturach, granicach, nazwach geograficznych itp. Ortofotomapy i obrazy kosmiczne z podniesionymi na nich elementami obciążenia topograficznego są znacznie mniej pracochłonne w produkcji niż tradycyjne mapy topograficzne. Wiele tematycznych map wielkoskalowych — geologicznych, glebowych, roślinnych i użytkowania gruntów — wykorzystuje mapy topograficzne jako podstawę, na której nakładane jest specjalne obciążenie. Inne specjalistyczne mapy wielkoskalowe, takie jak mapy katastralne lub plany miast, mogą nie mieć podstawy topograficznej. Zazwyczaj na takich mapach płaskorzeźba albo nie jest w ogóle pokazana, albo jest przedstawiona bardzo schematycznie.

Mapy średniej skali.

Zarówno wielkoskalowe, jak i średnioskalowe mapy topograficzne są zwykle produkowane w zestawach, z których każdy spełnia określone wymagania. Większość tych o średniej skali publikowana jest na potrzeby planowania regionalnego lub nawigacji. Największym zasięgiem terytorialnym wyróżniają się średniej skali Międzynarodowa Mapa Świata oraz lotnicze mapy USA. Oba zestawy map są produkowane w skali 1:1 000 000, najczęściej dla map o średniej skali. Przygotowując Międzynarodową Mapę Świata, każdy kraj wydaje mapy swojego terytorium przygotowane zgodnie z podanymi Ogólne wymagania. Prace te są koordynowane przez ONZ, ale wiele map jest nieaktualnych, a inne nie są jeszcze gotowe. Zawartość Międzynarodowej Mapy Świata w zasadzie odpowiada treści map topograficznych, ale jest bardziej uogólniona. To samo dotyczy lotniczych map świata, ale większość arkuszy tych map ma dodatkowe obciążenie specjalne. Mapy lotnicze obejmują cały ląd. W skali średniej opracowuje się również niektóre mapy morskie lub hydrograficzne, na których Specjalna uwaga nadawany jest obrazowi zbiorników wodnych i linii brzegowej. Niektóre administracyjne i mapy drogowe mają również średnią skalę.

Mapy w małej skali lub ankiety.

Na mapach mała skala pokazana jest cała powierzchnia kuli ziemskiej lub jej znaczna część. Trudno jest wyznaczyć dokładną granicę między mapami małej i średniej skali, ale skala 1:10 000 000 zdecydowanie dotyczy map geodezyjnych. Większość map atlasowych jest na małą skalę i tematycznie mogą być bardzo różne. Niemal wszystkie wyżej wskazane grupy obiektów można również odzwierciedlić na mapach małoskalowych, pod warunkiem, że informacje są wystarczająco uogólnione. Ponadto na małą skalę opracowywane są mapy rozmieszczenia różnych języków, religii, upraw, klimatów itp. Jako ilustracyjny przykład specjalnych map małoskalowych, dobrze znanych milionom ludzi, można wskazać mapy pogodowe.

Karty animowane i komputerowe.

Dla kart z kreskówek, które mogą być wyświetlany na ekranie telewizora, wprowadzana jest czwarta współrzędna - czas , pozwalając śledzić dynamikę zmapowany obiekt . Kartografia komputerowa osiągnęła obecnie taki etap rozwoju, że prawie wszystkie operacje można wykonywać w formie cyfrowej. Dzięki temu znacznie łatwiej jest dokonywać wszelkiego rodzaju poprawek i wyjaśnień. Ta metoda tworzenia map dowolnego typu i skali, w tym map rysunkowych, jest określana specjalnym terminem „systemy informacji geograficznej” (GIS).

GŁÓWNE RODZAJE PROJEKCJI

Rzut mapy to sposób wyświetlania sferycznej powierzchni kuli ziemskiej na płaszczyźnie. Związana z tym transformacja obrazu nieuchronnie prowadzi do zniekształceń. Jednak niektóre cechy siatki kartograficznej zastosowanej na powierzchni globu mogą być przechowywane na mapie kosztem innych cech, które zostaną zniekształcone.

Na kuli ziemskiej wszystkie równoleżniki i południki przecinają się pod kątem prostym. Rzut, w którym ta właściwość jest zachowana, nazywa się konformalnym lub konforemnym. W tym przypadku kształt obiektów powierzchniowych zostaje zachowany, ale ich względne rozmiary zmieniają się w zależności od miejsca. Za pomocą innej metody transformacji możliwe jest zachowanie prawidłowego stosunku obszarów (odpowiadającego pierwotnej powierzchni kuli ziemskiej), ale w tych przypadkach obserwuje się zniekształcenie kątów przecięcia południków i równoleżników; kąty proste są zachowane tylko w ograniczonym obszarze. Projekcje, które zachowują prawidłowy stosunek obszarów poszczególnych komórek siatki stopni, nazywane są równymi; charakteryzują się większym lub mniejszym naruszeniem podobieństwa figur. Prawidłowe przeniesienie konfiguracji obiektów, a także prawidłowe przeniesienie powierzchni ma ogromne znaczenie, zwłaszcza jeśli rozmawiamy o małej skali mapy poglądowe. Jednak obie te cechy nie mogą być połączone na tej samej mapie: nie ma projekcji, która byłaby zarówno równokątowa, jak i równopowierzchniowa. Ponadto bardzo ważne jest prawidłowe wyświetlanie odległości i kierunków. Do pewnego stopnia można to osiągnąć za pomocą pewnych projekcji.

Rzuty mapy można klasyfikować według rodzaju pomocniczej powierzchni geometrycznej, która może być wykorzystana do jej budowy. Weźmy przezroczysty globus z narysowanymi na jego powierzchni liniami południków i równoleżników oraz punktowym źródłem światła. Globus (ze źródłem światła znajdującym się w środku kuli) możemy zamknąć w cylindrze. W tym przypadku siatka stopni jest rzutowana na powierzchnię cylindra, który można następnie rozłożyć na płaszczyźnie. Cylinder może być styczny i dotykać kuli ziemskiej tylko wzdłuż jednej linii (na przykład równika) lub może być sieczny. W tym drugim przypadku powierzchnie kuli i cylindra będą się pokrywać wzdłuż dwóch linii (na przykład wzdłuż 45° N i 45° S) i tylko wzdłuż tych linii zachowana jest w tym rzucie prawidłowa skala. Zmieniając położenie źródła światła względem powierzchni kuli, można uzyskać różne rzuty siatki kartograficznej na powierzchnię walca lub innej figury geometrycznej.

Jedną z takich figur tradycyjnie stosowanych w odwzorowaniach map jest stożek. Podobnie jak w poprzednim przypadku, stożek może dotknąć kuli lub ją przeciąć. Linie, wzdłuż których te figury stykają się lub przecinają (zazwyczaj są to pewne paralele) zachowują prawidłową skalę i są standardowymi paralelami. Aby zmniejszyć zniekształcenia, zamiast jednego stożka można zastosować serię ściętych stożków; w tym przypadku zostanie osiągnięty prawidłowy transfer łusek wzdłuż szeregu standardowych paraleli.

W rozważanych przypadkach konieczne jest rozwinięcie na płaszczyźnie cylindra lub stożka, ale oczywiście jest również możliwe bezpośrednie rzutowanie powierzchni kuli na płaszczyznę. W takim przypadku samolot może dotknąć piłki w jednym punkcie lub ją przeciąć; w tym drugim przypadku powierzchnie kuli i płaszczyzny zbiegną się wzdłuż linii koła. Ta transformacja siatki stopni nazywana jest projekcją azymutalną; w nim prawdziwa skala jest zachowana tylko w punkcie styku lub na linii przecięcia płaszczyzny i kuli. Konfiguracja wynikowej siatki na rzucie zależy od położenia źródła światła.

Zgodnie z figurami geometrycznymi użytymi do budowy rozważanych rzutów, te ostatnie nazywane są cylindrycznymi (lub prostokątnymi), stożkowymi i azymutalnymi. Oprócz wskazanych możliwe są inne przekształcenia siatki stopni, które nie dają się sprowadzić do tych prostych figury geometryczne, ale z matematycznym uzasadnieniem; są zwykle nazywane arbitralnymi. Wiele projekcji zostało opracowanych w różnym czasie, ale tylko kilka z nich weszło do powszechnego użytku. Zadaniem kartografa jest wybór rzutu, który najlepiej odpowiada zadaniom tej mapy.

Charakterystyczną cechą projekcji stereograficznej jest to, że wszystkie obiekty będące okręgami na powierzchni ziemi są również przedstawiane na mapie jako okręgi lub, w niektórych szczególnych przypadkach, jako linie proste. To dzięki tej właściwości projekcja stereograficzna, wynaleziona w czasach starożytnych, jest obecnie tak szeroko stosowana, na przykład do pokazywania propagacji fal radiowych itp.

Rzut Mercatora jest konforemny. Każda linia prosta, która przecina wszystkie południki pod tym samym kątem na powierzchni ziemi, jest w tym rzucie przekazywana przez linię prostą, zwaną lokodromem. Ta niezwykła właściwość sprawia, że ​​odwzorowanie Mercatora jest bardzo przydatne na mapach nawigacyjnych. Niestety, ta prognoza jest często niewłaściwie wykorzystywana do pokazywania takich obszarów, jak globalna dystrybucja populacji, uprawy i tak dalej.

W takich przypadkach najwłaściwsze jest wybranie równych rzutów, na przykład sinusoidalnego. Rzut ten, jeden z wielu opracowanych na potrzeby map świata, ma pewną wadę – oba słupy na nim znajdują się na półkach, a przyległe do nich obszary okazują się mocno zdeformowane. Na innych mapach świata w rzutach równopowierzchniowych bieguny są przedstawiane jako linia prosta o różnej długości (w rzutach cylindrycznych równa się równikowi, w rzucie Eckerta IV - połowa długości równika, w płaskim projekcja biegunowa - jedna trzecia równika), a nawet w formie łuku (rzut Mollweide ). Charakterystykę niektórych rzutów podano w tabeli ( patrz poniżej). Lista rzutów umieszczonych w tabeli jest daleka od kompletności i nie obejmuje np. biegunowych równoodległych i biegunowych równoodległych (oba azymutalnych), a także niektórych rzutów, które pozwalają najdokładniej odwzorować np. powierzchnię kuli ziemskiej , ortograficzny.

Jedna z najwygodniejszych projekcji, gnomoniczna, jest wyjątkowa pod tym względem, że każdy wielki okrąg kuli (i łuk wielkiego koła) jest w nim przedstawiony jako linia prosta. Ponieważ łuki wielkich okręgów są liniami najkrótszych odległości na mapie, to na mapie małoskalowej sporządzonej w takim rzucie można łatwo znaleźć (linijką) skróty między dwoma punktami; jednak należy o tym pamiętać Co łuk wielkiego koła nie odpowiada stałemu kierunkowi mierzonemu przez kompas. Podobnie jak w innych projekcjach azymutalnych, w projekcji gnomonicznej obraz może być rzutowany na płaszczyznę styczną do powierzchni kuli w dowolnym punkcie, np. na biegunie lub na równiku, ale zasięg terytorialny takich map jest bardzo ograniczony .

Rzut równopowierzchniowy Bonn jest bardziej odpowiedni do przedstawiania obszarów, które są wydłużone w kierunku południkowym. Jeśli mapowany obszar jest wydłużony na szerokości geograficznej, preferowane jest dla niego odwzorowanie konforemne stożka Lamberta. Rzut polikoniczny nie jest ani konforemny, ani równy obszarem, ale dla małych obszarów daje niewielkie zniekształcenia; to właśnie w tej projekcji zestawiane są serie map przygotowanych przez Służbę Geologiczno-Geodezyjno-Kartograficzną USA, a także (z niewielkimi zmianami) Międzynarodowa Mapa Świata. Kolejna projekcja równopowierzchniowa, opracowana dla map geodezyjnych, łączy cechy sinusoidalnego (przy przenoszeniu obszarów równikowych) i pseudocylindrycznego Projekcje Mollweide (w rejonach polarnych). Podobnie jak w wielu innych projekcjach o równej powierzchni, obraz w nim może być podany z przerwami lub w formie skompresowanej.

Nieciągłości powstają, jeśli nie jeden średni (prostoliniowy) zostanie wybrany, ale kilka, a dla każdego z nich budowana jest część siatki stopni. Skrajnym przypadkiem jest obraz całej powierzchni kuli ziemskiej w postaci segmentów kuli ziemskiej. Mapy w tej projekcji również wykorzystują „skompresowany” obraz; kompresja jest osiągana dzięki temu, że części obrazu, które nie są potrzebne na danej mapie (np. akweny dla mapy pokrycia terenu) są „wycinane”, a pozostałe są łączone; umożliwia to zastosowanie większej skali przy zachowaniu tej samej powierzchni arkusza.

METODY MAPOWANIA

Po wybraniu rzutu i narysowaniu odpowiadającej mu siatki można przystąpić do tworzenia podstawy i przygotowania informacji, które decydują o zawartości mapy. Jednocześnie na mapach wielkoskalowych często wykorzystuje się zdjęcia lotnicze. Teoretycznie zaplanowane zdjęcie lotnicze zawiera wszystkie elementy krajobrazu, które można na nim pokazać mapa na dużą skalę. Ponadto, mając zdjęcia częściowo zachodzące na siebie, możliwe jest budowanie map reliefowych w warstwicach; wymaga to stereoskopu i różnych urządzeń do pomiaru wysokości ze zdjęć. Rozwój fotogrametrii, nauki zajmującej się pomiarami i mapowaniem powierzchni Ziemi za pomocą zdjęć lotniczych, pozwolił znacznie przyspieszyć sporządzanie map i poprawić ich dokładność. Wykorzystanie zdjęć lotniczych i satelitarnych ułatwiło aktualizację nieaktualnych map. Chociaż zdjęcia lotnicze dobre zdjęcie powierzchnie, nadal nie mogą zastąpić kart; zawierają wiele „nieposortowanych” informacji, dlatego wymagają interpretacji. Na mapie stosunkowo mniej ważne dane można pominąć, natomiast inne, bardziej istotne na potrzeby tej mapy, wręcz przeciwnie, są wyróżnione dla łatwiejszej lektury. Co więcej, zarówno w obrębie tego samego obrazu, jak i na różnych obrazach z tej samej serii, występują różne zniekształcenia obrazu i naruszenia jego skali. Dlatego, aby wykorzystać obrazy do opracowania szczegółowych map, należy je sprowadzić do jednej skali i skorygować.

Niektóre problemy związane z kartowaniem można zilustrować przykładem linii brzegowych wyznaczających obszary lądowe i wodne. Ponieważ istnieją pływy, granice kontynentów i oceanów zmieniają się wraz ze zmianą poziomu Oceanu Światowego; zazwyczaj mapy pokazują ich pozycję na średnim poziomie morza (tj. średnią między poziomem przypływu i odpływu). Co więcej, nawet największe mapy nie mogą pokazać wszystkich szczegółów linii brzegowej; dlatego konieczne jest uogólnienie.

Wartość uogólnienia, czyli selekcja i generalizacja detali, wzrasta wraz ze zmniejszaniem się skali map; niemal wszystkie elementy podłoża i treści mapy podlegają uogólnieniu. Na przykład ze strumieni przedstawionych na wielkoskalowej mapie topograficznej tylko kilka można zachować na mapie w średniej skali; przy przejściu do map poglądowych wymagana jest dalsza selekcja i redukcja liczby elementów. Przy selekcji i uogólnianiu konieczne jest również ustalenie zasad selekcji – np. przy doborze kryteriów prezentacji osiedli należy zdecydować, czy kierować się wyłącznie wielkością populacji, czy też brać pod uwagę polityczne znaczenie miast; w tym drugim przypadku konieczne jest pokazanie na mapie wszystkich stolic, choć ich populacja może być niewielka.

Jednym z najtrudniejszych zadań mapowania jest prawidłowe renderowanie terenu. W tym przypadku stosuje się takie metody jak cieniowanie wzgórz, renderowanie form reliefowych, izohipsy, kreskowanie i warstwowe barwienie hipsometryczne. Kontury można traktować jako linie przecięcia powierzchni topograficznej przez szereg równo rozmieszczonych płaszczyzn poziomych; odległość między tymi płaszczyznami wzdłuż pionu nazywana jest sekcją poziomą. Jako wskaźnik ilościowy linie konturowe są bardzo pouczające, ale ta metoda ma pewne wady - na przykład małe ukształtowanie terenu może nie być odzwierciedlone na mapie nawet przy niewielkim przekroju, a ponadto relief na takim obrazie nie jest bardzo jasne. W niektórych przypadkach trudności pokonuje się za pomocą plastikowego cienia wzgórza - oprócz linii konturowych na obraz reliefowy nakładane są cienie zgodnie z głównymi liniami szkieletu, dając charakterystykę jakościową, tj. rozkład światła i cienia dla danego oświetlenia (ukośnego lub pionowego). Podobny efekt można uzyskać fotografując oświetlony model terenu. Teoretycznie za pomocą cieniowania można pokazać nawet bardzo małe formy terenu, jeśli w ogóle są wyrażone w tej skali. Połączenie linii konturowych i cieniu wzgórza pozwala uzyskać najdokładniejsze, jakościowo i ilościowo, przenoszenie kształtów powierzchni.

Przedstawienie reliefu za pomocą pociągnięć różni się tym, że kreski są rysowane wzdłuż spadku zbocza (a nie wzdłuż uderzenia, jak linie poziome). Grubość pociągnięć zależy od kąta nachylenia; im bardziej strome zbocze, tym grubsza linia, przez co bardziej strome zbocza wydają się ciemniejsze na mapie. Wylęganie może pokazywać ostre grzbiety i strome półki; podczas rysowania konturów, nawet najbardziej starannych, formy te zwykle wyglądają gładko. Zastosowanie sondowania echa umożliwia wykonanie szczegółowego mapowania topografii dna oceanu.

Najstarszym sposobem ukazania zarysów powierzchni ziemi jest użycie perspektywicznych znaków konwencjonalnych, które są stylizowanym obrazem pewnych form terenu w profilu lub w perspektywie 3/4. Jednocześnie ich wygląd oczywiście różni się od planowanego obrazu charakterystycznego dla mapy, a zatem niektóre z nich okazują się być przesunięte względem prawdziwych współrzędnych. Taka zmiana jest tolerowana na mapach poglądowych, ale nie do zaakceptowania w przypadku map o dużej skali. Dlatego schematyczne znaki przedstawiające ukształtowanie terenu są zwykle stosowane tylko na mapach małoskalowych. Wcześniej transmitowano w ten sposób tylko największe obiekty, małe formy są też pokazywane na współczesnych mapach fizjograficznych. W takim przypadku konieczne jest wyolbrzymianie skali pionowej w porównaniu z poziomą, ponieważ w przeciwnym razie formy reliefowe wyglądają zbyt płasko i niewyraźnie.

Obraz reliefu na mapach hipsometrycznych jest najwyższym stopniem uogólnienia metody warstwic. Podobnie jak przedstawianie ukształtowania terenu za pomocą stylizowanych znaków perspektywicznych, metoda ta stosowana jest głównie na mapach poglądowych. Na mapach hipsometrycznych każda strefa wysokościowa jest zamalowana określonym kolorem (lub odcieniem). Linia może być narysowana wzdłuż styku dwóch wysokich stopni wyróżnionych różnymi kolorami. Jednocześnie w każdym indywidualnym pasie wysokościowym, który czasami rozciąga się na setki metrów w pionie, wiele szczegółów struktury reliefowej nie znajduje odzwierciedlenia na mapie.

Tradycyjnie mapy hipsometryczne wykorzystywały określoną skalę kolorów, w której odcienie zieleni, żółci i brązu następowały po sobie w rosnącym porządku wysokości; teraz niektórzy kartografowie odmawiają tego. Istnieje jednak tradycja przedstawiania wielu mapowanych obiektów w określonym kolorze. Na przykład brązowy jest używany do linii konturowych, niebieski do cech wodnych, czerwony do osiedli, a zielony do roślinności. Użycie koloru nie tylko uatrakcyjnia mapę, ale także pozwala na przedstawienie dodatkowych informacji.

mapy statystyczne.

Na szczególną uwagę zasługują małoskalowe mapy statystyczne ze względu na ich rosnące znaczenie. Mapy te są zwykle oparte na źródłach ilościowych, takich jak dane spisowe. Wśród metod przekazywania informacji należy wskazać metody punktowe, izoplet, kartogram (kartogram) i kartogram. Wszystkie te metody można stosować do tych samych danych. Ikony kropek o tym samym rozmiarze, z których każda reprezentuje tę samą liczbę jednostek przedstawionego zjawiska , są nanoszone na mapę zgodnie z faktyczną lokalizacją zjawiska; nagromadzenie lub rzadkość punktów pokazuje rozkład (gęstość) mapowanego zjawiska. Izoplety to izolinie łączące punkty o tych samych wartościach jakiegoś względnego wskaźnika obliczonego na podstawie innych wskaźników (a nie mierzonych bezpośrednio). Przykładem są izolinie średnich miesięcznych temperatur (wskaźnik wyliczony). W systemie Horoplet określona terytorialna jednostka statystyczna (na przykład powiat administracyjny) jest uznawana za jednorodną pod względem danego wskaźnika statystycznego; zróżnicowanie przestrzenne uzyskuje się poprzez podzielenie wybranych jednostek na klasy według wielkości mapowanej cechy i przypisanie każdej klasie określonego koloru. Na wykresach map tereny statystycznie jednorodne pod względem wybranego atrybutu są pokazywane niezależnie od granic jednostek terytorialnych, dla których dane są podstawą mapy.

Dwie kolejne metody często stosowane do map statystycznych to znaki, których wielkość zależy od ilościowej charakterystyki przedstawianego zjawiska, oraz znaki wskazujące kierunek ruchu. W pierwszej metodzie, stosowanej w przypadku zjawisk ściśle zlokalizowanych, takich jak ludność miejska, symbole punktowe mają różną wagę; wielkość znaków dobierana jest proporcjonalnie do ich wagi i ma kilka stopni (np. w zależności od liczby mieszkańców miasta). Znaki ruchu mogą również zawierać charakterystykę ilościową (na przykład wielkość przesyłki). Efekt ten osiąga się poprzez zmianę grubości linii.

HISTORIA ROZWOJU KARTOGRAFII

O uniwersalności kart świadczy fakt, że nawet tzw. prymitywne ludy tworzą mapy, które idealnie odpowiadają ich potrzebom. Na przykład Eskimosi, nie dysponując żadnymi przyrządami pomiarowymi, wykonali mapy rozległych obszarów północnej Kanady, które niewiele tracą w porównaniu z mapami tych samych terytoriów opracowywanymi nowoczesnymi metodami. Podobnie, mapy morskie opracowywane przez mieszkańców Wysp Marshalla dostarczają wyjątkowo ciekawych przykładów „prymitywnej” kartografii. Na tych mapach „siatka” jest utworzona przez nerwy liści palmowych, reprezentujące otwarte morze, a łukowate boczne żyły odpowiadają przodowi fal zbliżających się do wysp; same wyspy są oznaczone muszlami małży. Rośnie zainteresowanie mapami Aborygenów, w tym Indian amerykańskich.

Oprócz malowideł naskalnych zachowały się do nas najstarsze mapy skompilowane w Babilonie i starożytnym Egipcie. Babilońskie mapy na glinianych tabliczkach datowane na około 2500 lat p.n.e. pokazują obiekty o różnych rozmiarach, od pojedynczego gospodarstwa ziemskiego po dużą dolinę rzeczną. Na pokrywie jednego egipskiego sarkofagu znajduje się stylizowana mapa dróg starożytnego Egiptu. Chińska kartografia również sięga czasów starożytnych. W Chinach, bardzo ważne techniki zostały opracowane dawno temu i niezależnie od Zachodu, w tym prostokątna siatka kartograficzna używana do lokalizacji obiektu.

W odniesieniu do starożytnej Grecji, chociaż mamy tylko kilka przykładów map z tej epoki, ze źródeł literackich wiadomo, że Grecy znacznie prześcignęli inne ludy na tym terenie. Już w IV wieku. PNE. Grecy doszli do wniosku o kulistości Ziemi i podzielili ją na strefy klimatyczne, z których później powstało pojęcie szerokości geograficznej. Eratostenes w III w. PNE. posługując się prostymi konstrukcjami geometrycznymi, zdumiewająco dokładnie określił wymiary Ziemi. Jest też właścicielem mapy świata, na której pokazano linie szerokości i długości geograficznej (choć nie w nowoczesnej, uporządkowanej formie). Przedstawienie współrzędnych geograficznych w postaci regularnej siatki o równych odstępach, przypisywanej greckiemu astronomowi Hipparchusowi, zostało wykorzystane przez słynnego greckiego kartografa Ptolemeusza żyjącego w II wieku p.n.e. OGŁOSZENIE w Aleksandrii. Ptolemeusz opracował gazeter, w którym znalazło się ok. 10 tys. 8000 punktów wraz z ich współrzędnymi i opracował podręcznik do kompilacji map, z którego wiele wieków później naukowcy byli w stanie zrekonstruować niektóre ze skompilowanych przez niego map. Po Ptolemeuszu kartografia na Zachodzie podupadła, chociaż Rzymianie wykonywali wiele pomiarów geodezyjnych. oraz sporządzanie map drogowych.

Znaczny postęp w kartografii poczyniono w Chinach: skompilowano tam w XII wieku. mapy są lepsze od wszystkich innych z tamtych czasów. To właśnie Chinom przypisuje się wydanie pierwszej drukowanej mapy ok. 19 tys. 1150 ( patrz rys.). Tymczasem Arabowie, korzystając z danych z obserwacji astronomicznych, nauczyli się określać szerokość i długość geograficzną dowolnego miejsca znacznie dokładniej niż potrafił to Ptolemeusz. Większość map sporządzanych w Europie w średniowieczu była albo bardzo szkicowa, jak mapy drogowe dla pielgrzymów, albo przeładowana symboliką religijną. Najczęściej spotykane były karty typu „T w O”; Ziemia została na nich przedstawiona w formie dysku, a litera „O” przedstawiała ocean otaczający ląd; pionowa linia litery „T” przedstawiała Morze Śródziemne, a rzeki Nil i Don stanowiły odpowiednio prawą i lewą część górnej poprzeczki. Te zbiorniki wodne oddzielały Azję (znajdującą się u góry mapy), Afrykę i Europę na mapie.

Na początku XIV wieku w kartografii pojawił się nowy rodzaj mapy. Były to mapy morskie - portolany, które służyły celom nawigacyjnym; ich stworzenie stało się możliwe dzięki pojawieniu się w Europie kompasu magnetycznego. Początkowo mapy te, ozdobione schematycznym przedstawieniem kompasu i charakteryzujące się niezwykle szczegółowym badaniem linii brzegowych, zostały opracowane tylko dla Morza Śródziemnego. Pod pewnymi względami szczytem średniowiecznej kartografii jest mały globus wykonany przez Martina Behaima w 1492 roku, przedstawiający świat przed odkryciem Ameryki. To najstarszy globus.

Wielkie odkrycia geograficzne Europejczyków w drugiej połowie XV wieku. przekazany kartografom renesansu nowy materiał. W tym samym czasie uczeni na nowo odkryli i przetłumaczyli ze starożytnej greki dzieła Ptolemeusza, których rozpowszechnienie było możliwe dzięki drukowi. Rozwój poligrafii zrewolucjonizował kartografię, czyniąc mapy znacznie bardziej dostępnymi. W szczególności dramatycznie wzrosła produkcja map w Holandii. Centralną rolę w tym procesie odegrał Gerard Mercator (1512–1594), który doprecyzował położenie wielu punktów na mapie świata, opracował rzuty kartograficzne i stworzył wydawany po śmierci atlas główny. Pierwszym atlasem we współczesnym znaczeniu był zbiór map wydanych przez flamandzkiego Abrahama Orteliusa pod tytułem Spektakl świata (Teatr orbis terrarum). Sukces tych przedsięwzięć doprowadził do rozkwitu handlu kartami; w następnych stuleciach przemysł upadał z powodu braku nowych pomysłów.

Nowy impuls do rozwoju kartografii nadano w XVII wieku. w wyniku działalności nowo powstałych towarzystw naukowych, takich jak Royal Society of London czy Royal Academy of Sciences w Paryżu. Organizacje te finansowały wyprawy naukowe, a także podejmowały wiele wysiłków, aby dokładniej określić kształt Ziemi i położenie poszczególnych punktów, co przyczyniło się do znacznego postępu w kartografii. Ważną rolę w rozwoju kartografii topograficznej odegrało wynalezienie zegarów teodolitowych, podziałowych, barometrycznych i wahadłowych, a także opracowanie nowych metod obrazowania (izolinie, cieniowanie itp.). Współczesne pomiary topograficzne w skali całego kraju rozpoczęto we Francji w XVIII wieku.

W 19-stym wieku nastąpił znaczący postęp w mapowaniu na małą skalę, a zwłaszcza w rozwoju kartografii ilościowej. Pod koniec XIX wieku Niemiecki geograf Albrecht Penk wystąpił na Międzynarodowym Kongresie Geograficznym z propozycją stworzenia międzynarodowej mapy świata. Projekt ten został zrealizowany w XX wieku. W naszym stuleciu rozpowszechniło się wykorzystanie zdjęć lotniczych. Idee dotyczące struktury powierzchni Ziemi i kształtu Ziemi zostały znacznie wzbogacone dzięki obserwacjom ze sztucznych satelitów, z których pozyskano materiały do ​​mapowania innych ciał niebieskich.

ORGANIZACJE I PRZEDSIĘBIORSTWA ZAANGAŻOWANE W OPRACOWANIE I PUBLIKACJĘ MAPY

Mapowanie powierzchni Ziemi było i pozostaje zadaniem różnych organizacji międzynarodowych. Na przykład ONZ, oprócz finansowania Międzynarodowej Mapy Świata, przeznacza fundusze na organizacje mapujące. Międzynarodową wymianę informacji kartograficznych ułatwia Międzynarodowe Stowarzyszenie Kartograficzne, które: odbywa regularne spotkania i wydaje rocznik referencyjny ( Międzynarodowy Rocznik Kartografii). Kolejne międzynarodowe wydawnictwo, magazyn Imago Mundi (tłumaczone jako „Obraz Świata”), poświęcone jest historii kartografii.

Rozpoznanie topograficzne terytoriów poszczególnych krajów jest zwykle prowadzone przez siły tych krajów. W wielu krajach prace geodezyjne i topograficzne pierwotnie służyły celom wojskowym; Przykładem jest UK Film Service, odpowiedzialny za przygotowanie map topograficznych terytorium tego kraju. W USA istnieje kilkanaście organizacji federalnych zaangażowanych w badania topograficzne w kraju; największym z nich jest US Geological, Surveying and Mapping Service, którego główna siedziba znajduje się w Waszyngtonie. Pomiary strefy przybrzeżnej USA i zapewnienie niezbędnej bazy geodezyjnej są przypisane do US Coast and Geodetic Survey. Inne organizacje mapujące w USA obejmują Departament Geodezji Obronnej i Administracji Kartografii, który zajmuje się badaniami topograficznymi, hydrograficznymi i lotniczymi. W wielu krajach atlasy narodowe są produkowane przez różne organizacje, częściowo lub w całości finansowane przez rząd.

W niektórych krajach towarzystwa geograficzne sporadycznie wydają mapy tematyczne jako dodatki do swoich czasopism. Na przykład US Geographic Society zamieszcza różnorodne mapy polityczne i tematyczne w większości wydań swojego popularnego magazynu National Geographic.

Komercyjne firmy mapujące często specjalizują się w produkcji określonego typu produktu do mapowania. Jedni wydają mapy drogowe, inni mapy ścienne oraz atlasy dla szkół, uczelni i uniwersytetów, inne specjalizują się w publikowaniu map katastralnych na potrzeby prawników, inspektorów podatkowych itp. Centrum publikowania map komercyjnych w Stanach Zjednoczonych znajduje się w Chicago. W wielu krajach takie przedsiębiorstwa znajdują się w stolicach. Kolekcjonowanie kart, zwłaszcza starych, jest szeroko rozpowszechnione w Stanach Zjednoczonych. Dla kolekcjonerów ukazuje się specjalny magazyn „Kolektor kart” („Kolektor kart”). Mapa kolektor"). W handlu dostępnych jest wiele kopii faksu. stare mapy i atlasy.

W Stanach Zjednoczonych najpełniejszy zbiór map i atlasów, obejmujący zarówno współczesne, jak i starożytne wydania publikowane w różnych krajach, znajduje się w Wydziale Kartograficznym Biblioteki Kongresu w Waszyngtonie. Kopie map wydanych przez amerykańskie agencje federalne, a także odręczne mapy opracowane przez te same agencje są przechowywane w National Archives and Records Administration w Waszyngtonie. Te same funkcje w Wielkiej Brytanii i Francji pełni odpowiednio dział kartograficzny Biblioteki Brytyjskiej w Londynie i Biblioteki Narodowej w Paryżu. Biblioteka Watykańska w Rzymie posiada dużą kolekcję starych i bardzo cennych map.

Literatura:

Salishchev K.A. Kartologia. M., 1976
Berlyant AM Kartograficzna metoda badawcza. M., 1978
Krótki słownik topograficzny i geodezyjny. M., 1979
Salishchev K.A. Kartografia. M., 1982
Berlyant AM Obraz przestrzeni: mapa i informatyka. M., 1986

Bez pewnych zniekształceń niemożliwe jest zobrazowanie na papierze znacznej części powierzchni Ziemi. Matematyczne metody obrazowania na płaszczyźnie powierzchni ziemi nazywane są odwzorowaniem mapy. W odwzorowaniu mapy południki i równoleżniki są reprezentowane przez system prostych lub płaskich zakrzywionych linii. Każda projekcja ma swoje nieodłączne zniekształcenia. Sercem każdej projekcji kartograficznej jest ta lub inna metoda przedstawiania siatki stopni. Reprezentacja siatki na mapie nazywana jest siatką kartograficzną. W zależności od przeznaczenia mapy dobierany jest rzut kartograficzny. Opracowując mapy polityczne części świata, należy wybrać projekcję, która dawałaby dość dokładne wyobrażenie o wielkości terytorium danego państwa, co umożliwiłoby porównanie terytorium krajów według obszaru. Takie projekcje, w których wszystkie obszary są pomniejszone tyle samo razy (nie zniekształcone), nazywane są równymi powierzchniami. Do nawigacji wygodne są rzuty konforemne, w których kąty między różnymi kierunkami na powierzchni ziemi są przedstawione w pełnym rozmiarze, chociaż relacje między obszarami nie są zachowane.

O naturze i wielkości zniekształceń na mapie można mówić umieszczając siatkę kartograficzną z siatką stopni globu. Na kuli ziemskiej wszystkie południki, równoleżniki są umieszczone w tej samej odległości od siebie. Dlatego wszystkie komórki siatki stopni między dwoma sąsiednimi równoleżnikami mają ten sam kształt i rozmiar na kuli ziemskiej, a komórki między południkami zwężają się i zmniejszają rozmiar na północ i południe od równika. Dlatego oznakami zniekształcenia mapy są nierówny kształt i różne komórki między sąsiednimi równoleżnikami (zniekształcenie obszaru), różne odcinki południków między równoleżnikami (zniekształcenie długości linii i nierówna skala w różnych częściach mapy), odchylenia od prawej kąt kątów między południkami i równoleżnikami na mapie (zniekształcenie kątowe).

W zależności od sposobu przeniesienia siatki stopni z globu na płaszczyznę mapy występują rzuty: azymutalne, cylindryczne, stożkowe.

Jeśli do równika globu przymocujemy ekran i rzutujemy każdy z jego punktów, otrzymamy mapę w azymutalnym rzucie równikowym. W tej projekcji budowane są mapy półkul. Rzutując kulę ziemską na ekran znajdujący się na biegunach północnym lub południowym, uzyskuje się azymutalną projekcję biegunową. Daje prawidłowe wyobrażenie o regionach polarnych. Zniekształcenia na tych mapach będą się zwiększać wraz z odległością od bieguna. Rzutowanie kuli ziemskiej na boki cylindra da rzut cylindryczny. Zniekształcenie zarysów powierzchni ziemi o cylindrycznym rzucie zwiększa się wraz z odległością od równika do biegunów. Dlatego jest wygodny do przedstawiania krajów położonych w pobliżu równika. Meridiany i równoleżniki w tym rzucie są równoległymi liniami, które przecinają się pod kątem prostym.

Do obrazu krajów średnich szerokości geograficznych stosuje się projekcję stożkową. Uzyskuje się go poprzez zaprojektowanie globusa na ścianach stożka. W rzucie stożkowym południki są przedstawione jako linie proste, które rozchodzą się jako promienie z jednego punktu, a równoleżniki są pokazane jako łuki kół ze wspólnym środkiem w punkcie, który był wierzchołkiem stożka. W tej projekcji dokładna skala jest zachowana na równoleżniku, w którym stożek dotykał kuli ziemskiej. Im dalej od tego równoleżnika, tym bardziej na mapie zniekształcone są kontury powierzchni ziemi.

Powierzchnia kuli ziemskiej nie może być przedstawiona na płaszczyźnie bez zniekształceń. Tylko na kuli ziemskiej można zachować podobieństwo i proporcjonalność rozmiarów wszystkich części powierzchni Ziemi. Ale globusy są niewygodne w użyciu, a ich skala zwykle nie jest duża, na przykład przy skali 1 km na 1 cm (1: 100 000), średnica globu wynosiłaby 127,4 m.

Istnieć różne drogi obrazy powierzchni Ziemi na płaszczyźnie. Wszystkie z nich nazywane są odwzorowaniami map. Niektóre z nich są faktycznie uzyskiwane poprzez rzutowanie powierzchni Ziemi na płaszczyznę za pomocą promieni emanujących ze stałego punktu widzenia znajdującego się na zewnątrz, na lub wewnątrz globu, inne mają inne znaczenie geometryczne. Każda z tych metod wskazuje na dobrze zdefiniowany sposób przedstawiania powierzchni Ziemi na płaszczyźnie i uwzględniania nieuniknionych zniekształceń.

Jeśli jednak weźmiemy zwykły szkolny globus w skali 1: 50 000 000 (o średnicy około 25 cm) i przypniemy do jego powierzchni małą kartkę o wielkości 1 cm2, okazuje się, że prawie całkowicie pokrywa się z powierzchnią kula bez zmarszczek. To pokazuje, że na niewielkich powierzchniach możemy uznać powierzchnię Ziemi za płaską i zobrazować ją na papierze, zachowując geometryczne podobieństwo figur. Takie obrazy są często nazywane planami. Zastosowanie projekcji traci tu na znaczeniu, gdyż nawet w różnych, ale odpowiednio dobranych projekcjach, obrazy bardzo małych fragmentów kuli ziemskiej prawie nie różnią się od siebie.

Rozważając rzuty kartograficzne, obraz na płaszczyźnie powierzchni ziemi jest praktycznie zastępowany obrazem na płaszczyźnie geograficznej siatki południków i równoleżników, którą na mapie nazywamy siatką kartograficzną. Jest to dopuszczalne, ponieważ po zbudowaniu południków i równoleżników na mapie możemy wykreślić dowolny punkt zgodnie z jego współrzędnymi geograficznymi. Dlatego w poniższej prezentacji mówimy o siatce południków i równoleżników na „matematycznej powierzchni” ziemi, za którą przyjmujemy powierzchnię oceanów, kontynuowaną mentalnie pod kontynentami, oraz o obrazie tej siatki w samolocie. W przypadku niektórych rzutów siatki kartograficzne są budowane geometrycznie, ale częściej wykorzystują inną technikę. Najpierw obliczane są rzuty płaskie, korzystając z dostępnych wzorów dla wybranego rzutu. Prostokątne współrzędne punkty przecięcia południków i równoleżników, następnie punkty te są nakładane na papier zgodnie ze współrzędnymi, a następnie łączone gładkimi zakrzywionymi liniami przedstawiającymi południki i równoleżniki.

Każdemu warunkowemu obrazowi powierzchni ziemi na płaszczyźnie, tj. każdej projekcji, odpowiada ściśle określony rodzaj siatki kartograficznej i dobrze określone dopuszczalne zniekształcenia. Występują zniekształcenia długości, powierzchni i kątów.

Wiadomo, że na powierzchni ziemi wszystkie południki mają tę samą długość; odcinki tego samego równoleżnika między sąsiednimi południkami są również równe. Ale tylko środkowy południk jest pokazany jako linia prosta; pozostałe południki są liniami zakrzywionymi, których długość rośnie wraz z odległością od południka środkowego. Równolegle są zniekształcone w tym samym stopniu - ich odcinki pomiędzy sąsiednimi południkami zwiększają się wraz z odległością od południka środkowego.

Istnieją inne rzuty, które nie zniekształcają długości w określonych, ściśle określonych kierunkach. Na przykład równoodległy cylindryczny. Na nim południki są renderowane bez zniekształceń, ponieważ długości południków na siatce są równe długościom południków w naturze, oczywiście z redukcją do skali mapy. Ale długości równoleżników w tym rzucie są zniekształcone. Na siatce odcinki równoleżników między dwoma sąsiednimi południkami pozostają stałe na dowolnej szerokości geograficznej, podczas gdy w naturze zmniejszają się, gdy zbliżają się do biegunów.

Wyrażenie „zniekształcenie długości” oznacza, że ​​długości są transmitowane na tej samej mapie z różnymi redukcjami, tj. w różnych skalach w różnych miejscach na mapie. Innymi słowy, skala na tej samej mapie nie jest wartością stałą; może się zmieniać nie tylko w różnych punktach, ale nawet w jednym punkcie w różnych kierunkach.

Skala podpisana na mapie nazywana jest główną, określa stosunek długości na mapie do odpowiadających im długości rzeczowych tylko w niektórych częściach mapy określonych dla każdego rzutu. Łuski w pozostałych jego częściach są większe lub mniejsze od głównej i nazywane są prywatnymi.

Taki rzut, który bez zniekształceń przeniósłby dowolną długość w dowolnym kierunku, jest niemożliwy, ponieważ zachowałby podobieństwo i proporcjonalność wszystkich części powierzchni Ziemi, co może mieć miejsce tylko na kuli ziemskiej.

Zniekształcenia powierzchni można prześledzić na tych samych rysunkach. Powierzchnie komórek znajdujących się między dwoma sąsiednimi równoleżnikami są z natury tej samej wielkości, ale znacznie zwiększają się na wschód i zachód od środkowego południka. Powierzchnie komórek ograniczone w naturze dwoma południkami zmniejszają się na północ i południe od równika; ale wszystkie mają tę samą wartość.

Istnieje jednak wiele rzutów, na których wymiary powierzchni są przekazywane bez zniekształceń, wszystkie obszary na takich mapach są proporcjonalne do wielkości odpowiednich powierzchni w przyrodzie, chociaż naruszone jest podobieństwo figur. Takie projekcje są nazywane równymi powierzchniami, równymi powierzchniami lub równoważnymi.

Meridiany i równoleżniki, tworzące między sobą w naturze kąty proste, pozostają prostopadłe tylko wzdłuż południka środkowego. Odwrotnie, siatka kartograficzna jest wolna od zniekształceń kątowych. Takie projekcje, które zachowują wielkość kątów, nazywane są konformalnymi lub konforemnymi. Wokół każdego punktu konforemnej projekcji w nieskończenie małych odległościach skalę można uznać za stałą.

Istnieje wiele rzutów, które nie są ani równymi powierzchniami, ani równymi kątami (nazywa się je arbitralnymi), ale nie ma takiej, która łączyłaby obie cechy.

___________
Podstawowe zasady diagnozowania, profilaktyki i leczenia tak poważnej choroby stawów jak choroba zwyrodnieniowa stawów (lub artroza) można znaleźć na stronie spina.net.ua poświęconej chorobom kręgosłupa.

Od czasów starożytnych człowiek miał potrzebę przekazywania innym ludziom informacji o tym, gdzie był i co widział. Dziś są Różne rodzaje obrazy powierzchni ziemi. Wszystkie są małymi modelami otaczającego nas świata.

Kartografia

Obrazy powierzchni ziemi pojawiły się wcześniej niż pismo. starożytny człowiek Do pierwszych szkiców terenu użył kieł mamuta, kamienia lub drewna. W starożytnym świecie obrazy wykonywano na papirusie i tkaninie, a później na pergaminie. Pierwsi twórcy map byli prawdziwymi artystami, a mapy były dziełami sztuki. Starożytne mapy przypominają bajeczne malowidła przedstawiające nieznane kraje i ich mieszkańców. W średniowieczu pojawił się papier i prasa drukarska, które umożliwiły masową produkcję map. Twórcy map zebrali informacje o Ziemi ze słów wielu podróżników. Zawartość kart stawała się coraz bardziej zróżnicowana. Nauka o mapach jako szczególnym sposobie przedstawiania powierzchni ziemi, ich tworzeniu i wykorzystaniu nazywana jest kartografią.

Globe - model Ziemi

Starożytni Grecy po raz pierwszy udowodnili, że Ziemia jest kulista. Aby poprawnie pokazać kształt Ziemi, wynaleziono kulę ziemską. Globe (od łacińskiego słowa globe - ball) to trójwymiarowy model planety, pomniejszony o wiele milionów razy. Nie ma zniekształceń powierzchni, więc z jego pomocą uzyskują prawidłowe wyobrażenie o położeniu kontynentów, mórz, oceanów, wysp. Ale kula ziemska jest znacznie mniejsza niż Ziemia i nie można na niej szczegółowo pokazać żadnego obszaru. Jest również niewygodny w użytkowaniu podczas podróży.

Plan i mapa

Plan to rysunek, na którym szczegółowo przedstawiono niewielki obszar terenu w zmniejszonej formie za pomocą konwencjonalnych znaków, więc nie ma potrzeby uwzględniania krzywizny powierzchni ziemi.

Mapa jest uogólnionym, zredukowanym obrazem powierzchni Ziemi na płaszczyźnie za pomocą systemu.

Mapy geograficzne mają ważne właściwości. W przeciwieństwie do planów, przedstawiają różne obszary, ale w zasięgu - od niewielkich obszarów powierzchni ziemi po kontynenty, oceany i kulę ziemską jako całość. Podczas wyświetlania wypukłej powierzchni Ziemi na płaskiej kartce papieru nieuchronnie pojawiają się zniekształcenia w obrazie poszczególnych jej części. Niemniej jednak mapy pozwalają mierzyć odległości i określać wielkość obiektów. Zawierają informacje o właściwościach obiektów. Na przykład o wysokości gór i głębokości mórz, składzie flory i fauny.

Atlasy - zbiory map

Ważnym krokiem w rozwoju obrazów geograficznych było tworzenie atlasów zbiorów map. To są prawdziwe encyklopedie kartograficzne. Uważa się, że pierwszy zbiór map pojawił się w Cesarstwie Rzymskim. Później, w XVI wieku, wprowadzono samo pojęcie „atlasu”. Atlasy geograficzne są bardzo zróżnicowane pod względem zasięgu terytorialnego: atlasy świata, atlasy
poszczególne kraje, regiony i miasta. Zgodnie z przeznaczeniem atlasy dzielą się na edukacyjne, historii lokalnej, drogowe i inne.

obrazy lotnicze

Postęp w lotnictwie i kosmonautyce pozwolił człowiekowi fotografować Ziemię. Zdjęcia lotnicze i kosmiczne zapewniają szczegółowy obraz wszystkich szczegółów terenu. Ale znajdujące się na nich obiekty geograficzne mają dla nas niecodzienny wygląd. Rozpoznawanie obrazów na obrazach nazywa się dekodowaniem.

Dziś coraz częściej korzystamy z map na monitorze lub ekranie komputera. telefon komórkowy. Tworzone są na podstawie obrazów kosmicznych za pomocą specjalnych programów komputerowych.