Картография. Экзамен. Вопросы-ответы. Азимутальные проекции
 Скачать 77.77 Kb.
|
Разновидности этих проекций различаются положением точки проектирования относительно шара. Азимутальные проекции – поверхность земного шара переносится на касательную секущую плоскость. Если плоскость перпендикулярна оси вращения, то получается нормальная азимутальная проекция. Если плоскость проекции перпендикулярна к плоскости экватора, то получается поперечная азимутальная проекция. А если проектирование выполнено на касательную или секущую вспомогательную плоскость, под любым углом к плоскости экватора, то получается косая азимутальная проекция.
Картография для получения необходимых сведений использует многие источники — разнообразные документы, по которым ведется составление карт. К источникам принадлежат: · астрономо-геодезические данные; · общегеографические и тематические карты; · кадастровые данные, планы и карты; · данные дистанционного зондирования; · данные непосредственных натурных наблюдений и измерений; · данные гидрометеорологических наблюдений; · материалы экологического и других видов мониторинга; · экономико-статистические данные; · цифровые модели; · результаты лабораторных анализов; · литературные (текстовые) источники; · теоретические и эмпирические закономерности. В зависимости от тематики и назначения создаваемого картографического произведения одни из источников выступают как основные, а другие оказываются дополнительными и вспомогательными. Различают источники современные, отражающие нынешнее состояние картографируемого объекта, и старые, показывающие его прошлые состояния или ранние стадии изученности. В некоторых случаях ценны именно старые источники, например, когда речь идет об исторических картах, палеогеографических реконструкциях или о показе динамики явлений. Кроме того, источники, привлекаемые для картографирования, подразделяют на первичные, полученные в ходе прямых измерений и наблюдений, и вторичные, являющиеся результатом обработки и преобразования первичных материалов.
Виды ландшафтных карт, примеры. Основные группы карт природы - это карты Земли, содержание которых определяется географическими законами (зональностью, круговоротом веществ), геохимическими и биологическими процессами. Их разделяют обычно по сферам земной оболочки на карты: атмосферы - общие климатические, климатообразующих факторов, метеорологических элементов и показателей климата; биосферы - почвенного покрова, растительности, животного мира; гидросферы - карты океанов, морей, поверхностных вод суши; строения поверхности Земли (рельефа суши и морского дна) - гипсометрические, геоморфологические, орографические; недр Земли - геологические, четвертичных отложений, тектонические, карты полезных ископаемых, инженерно - геологические и др.
Углубленное изучение структуры явлений нередко требует преобразования картографического изображения, т.е. трансформирования его с целью создания производных карт и получения по ним новой информации. Различают несколько видов преобразования. Вычленение, т.е. выделение на карте интересующих исследователя компонентов сложной геосистемы и снятие прочих деталей. Выделенные элементы предстают в наглядной и удобной для данного исследования форме, например в виде системы спрямленных элементов рельефа и гидрографии. Схематизация — устранение второстепенных деталей и представление картографического изображения в упрощенном виде. Так, при схематизации гипсометрического изображения и снятии деталей эрозионного расчленения проявляется основная первично-тектоническая структура рельефа. Детализация — преобразование, противоположное схематизации, оно имеет целью сделать изображение более подробным. Например, на топографической карте можно детализировать изображение эрозионной сети, проведя по изгибам горизонталей тальвеги временных водотоков. Континуализация — замена дискретного картографического изображения непрерывным, что обычно связано с введением понятия «географическое поле». Например, карту тектонических трещин преобразуют в псевдоизолинейную карту поля трещиноватости, карту расселения — в карту плотности населения, карту размещения лесов — в карту лесистости и т.п. Такие преобразования дают представление об абстрактном рельефе явления, на производных картах хорошо читаются максимумы и минимумы распределения, их удобно коррелировать с другими изолинейными картами. Дискретизация — обратное преобразование, имеющее целью перевод непрерывного изображения в дискретную форму. Хорошим примером может служить интерполирование по сетке точек при создании цифровых моделей по картам с изолиниями или картограммам. Средствами подобных преобразований часто служат графические операторы — сетки равномерно или неравномерно расположенных точек, геометрических ячеек, в каждой из которых выполняют пересчет исходных данных и получают производные показатели. Если ячейки (квадраты, кружки и др.) перекрываются по площади, то их называют скользящими операторами. Преобразования подразделяют на однократные и многократные. В свою очередь, многократные преобразования бывают параллельными и последовательными. При изучении структуры сложных явлений часто применяют древовидные преобразования, сочетая параллельные и последовательные варианты.
Сравнение карт разной тематики и разновременных позволяет перейти к прогнозам на основе выявленных взаимосвязей и тенденций развития явлений. В науках о Земле и обществе прогноз понимается по-разному. Географы и экологи обычно трактуют его как предвидение будущих ситуаций, геологи — как предсказание неизвестных структур и месторождений полезных ископаемых, экономисты и социологи — как выявление тенденций развития. Картографический метод сближает эти подходы. Прогноз по картам рассматривается как изучение явлений и процессов, недоступных современному непосредственному исследованию. Это означает, что прогнозирование не ограничивается гипотезами о развитии явлений или процессов в будущем. Можно прогнозировать и современные, но еще неизвестные явления, например неизвестные полезные ископаемые. Существенно лишь то, что предсказываемое явление недоступно прямому изучению в настоящее время. В основе прогноза лежат картографические экстраполяции, понимаемые в широком смысле как распространение закономерностей, полученных в ходе картографического анализа какого-либо явления, на неизученную часть этого явления, на другую территорию и (или) на будущее время. Картографические экстраполяции, как и любые другие (математические, логические), не универсальны. Их достоинство в том, что они хорошо приспособлены для прогнозирования и пространственных, и временных закономерностей. В практике прогнозирования по картам широко применяют также известные в географии методы аналогий, индикации, экспертные оценки, расчет статистических регрессий и др. Существуют три вида прогноза по картам: прогноз во времени, основанный на экстраполяции динамических тенденций, выявленных по разновременным картам; прогноз в пространстве, опирающийся на взаимосвязи и аналогии, установленные по картам разной тематики; пространственно-временной прогноз, сочетающий оба названных выше вида прогноза и позволяющий предсказать тенденции развития и эволюции явления в прогнозируемом пространстве. Достоверность прогнозных карт зависит от заблаговременности и дальности экстраполяции, характера самого явления, его стабильности или подвижности, цикличности, от достоверности и полноты исходных карт, а также от устойчивости выявленных- тенденций, тесноты взаимосвязей, что во многом определяется самой методикой прогнозирования. В зависимости от степени достоверности различают карты предварительного, вероятного и весьма вероятного прогноза, а также карты перспективного расчета.
Геометрическая точность карты — это степень соответствия положения объектов на карте их действительному положению на местности. Нарушение геометрической точности ведет к смещению объектов, и координаты их будут получены по карте с ошибкой. Содержательное подобие (соответствие) означает, что на карте географически правильно переданы взаимные соотношения объектов, их характерные особенности и соподчиненность. Выше отмечалось, что одно из основных противоречий процесса картографической генерализации как раз и состоит в том, что стремление сохранить содержательную верность (подобие) изображения часто ведет к нарушению геометрической точности. В ходе генерализации происходят смещения контуров и линий (рис. 7.6 и 7.7), исключение или объединение некоторых объектов, утрирование характерных деталей — все это не может не сказаться на геометрической точности картографического изображения. Известно, например, что знак автострады имеет на карте ширину около 0,6 мм, в масштабе 1:1 000 000 это составляет 600 м; таким образом, геометрическая точность нарушается примерно в 100 раз. Ширина железной дороги, идущей параллельно автостраде, тоже резко преувеличивается, и населенный пункт, расположенный на этих магистралях, оказывается сдвинут на много сотен метров. Получается, что геометрическая точность резко нарушена, а содержательное соответствие сохранено. При генерализации рельефа на картах средних и мелких масштабов при редком сечении рельефа инструкции допускают сдвиг отдельных горизонталей вверх или вниз по склону, «затяжку» их вверх по тальвегам и т.п. Такие приемы рисовки правдоподобно передают морфологию рельефа, но существенно нарушают геометрическую точность. На мелкомасштабных гипсометрических картах хорошо видны типы рельефа, особенно четко проявляются макроформы земной поверхности, но эти карты малопригодны для вычисления морфометри-ческих показателей, например углов наклона местности. Еще более возрастают сдвиги, смещения и иные искажения при автоматической генерализации, когда обобщение проводят по некоторым формальным алгоритмам. Иногда для этого задают «шаг» осреднения извилистой линии или выполняют сглаживание посредством аппроксимации, т.е. приближения геометрически неправильной линии (формы) с помощью некоторой математической кривой (рис. 7.8). Генерализованная линия или контур нередко оказываются сдвинутыми относительно их положения на исходной карте. В целом можно сказать, что при генерализации геометрическая точность всегда нарушается ради сохранения содержательного подобия, иными словами, содержательное подобие имеет приоритетное значение. При этом следует помнить, что мелкомасштабные географические карты носят обзорный характер и не предназначены для точных измерений или снятия точных координат.
Географическая карта –математически определенное, уменьшенное, генерализованное изображение поверхности Земли, другого небесного тела или космического пространства, показывающее расположенные или спроецированные на них объекты в принятой системе условных знаков. Элементы: · Картографическое изображение · Легенда · Зарамочное оформление
Географическим атласом называют собрание географических карт планеты, или какой-либо отдельной части. Следует отметить, что обычно речь идёт о планете Земля. Но существует множество других атласов, например атласов солнечной системы или спутников земли. На протяжении многих веков атласы представляли собой книжные пособия, но сегодня довольно часто атласы встречаются в электронном виде. Для того, что бы более детально понять все особенности того или иного региона довольно часто в атлас включают не только саму физическую карту, но так же и карту, которая отражает рельеф местности, климатические условия и различные социальные пометки, которые дают информацию о плотности населения, рождаемости и смертности. Первый свод карт, который можно было назвать атласом, был составлен под руководством Клавдия Птолемея предположительно в 150 году нашей эры. Интересно отметить, что каждый издатель карт выпускал их так, как видел сам и в зависимости от своих нужд. Поэтому совершенно не удивительно, что в то время карты довольно сильно отличались друг от друга не только своим размером. Потребовалось довольно много времени для того, что бы привести их в соответствие друг с другом. Хотя на тот исторический период атласы ещё не носили своего теперешнего названия, но тем не менее их довольно часто называли "атлас Лафрери", что говорило о том, кто является издателем данного свода карт. Сегодня издательства атласов стараются учитывать особенности различных языков при составлении карт.
Графоаналитические приемы анализа карт — картометрия и морфометрия — предназначены для измерения и исчисления по картам показателей размеров, формы и структуры объектов. Эти приемы наиболее обстоятельно разработаны в картографическом методе исследования. Методы картометрии позволяют непосредственно измерять следующие показатели: географические и прямоугольные координаты; длины прямых и извилистых линий, расстояния; площади; объем; вертикальные и горизонтальные углы и угловые величины. Кроме того, в рамках картометрии исследуется точность измерений по картам. В отличие от картометрии, морфометрия занимается расчетом показателей формы и структуры объектов. Число их велико — до нескольких сотен — и не поддается обзору. Наиболее употребительны следующие группы показателей и коэффициентов: очертания (форма) объектов; кривизна линий и поверхностей; горизонтальное расчленение поверхностей; вертикальное расчленение поверхностей; уклоны и градиенты поверхностей; плотность, концентрация объектов; густота, равномерность сетей; сложность, раздробленность, однородность/неоднородность контуров.
Горизонтали (изогипсы) — линии равных высот. Они представляют собой проекции на плоскость следов сечения рельефа уровенными поверхностями, проведенными через заданный интервал, который называется высотой сечения рельефа. Горизонтали — основной способ изображения рельефа на современных топографических, общегеографических, физических, гипсометрических картах. Одно из важных достоинств способа — его высокая метричность. Ключевая проблема изображения рельефа горизонталями — выбор высоты сечения. Для топографических карт установлены стандартные сечения в зависимости от масштаба карты и характера изображаемой территории. В тех случаях, когда с помощью горизонталей основного сечения не удается показать какие-либо существенные детали рельефа, применяют дополнительные полугоризонтали. Иногда бывают, недостаточны и полугоризонтали, тогда вводят вспомогательные горизонтали с произвольно выбранной высотой сечения. Гипсометрическая карта - карта, дающая геометрически точное изображение рельефа суши и морского дна с помощью горизонталей и раскраски (по определенной цветовой шкале) высотных ступеней. На гипсометрические карты наносятся абсолютные отметки характерных точек рельефа.
Рельеф — главный элемент ландшафта. Он определяет характер и конфигурацию гидрографической сети, распределение растительности и почвенного покрова, микроклимат и экологические условия, расположение дорог и населенных пунктов, — словом, все особенности местности. Еще в XVIII веке произошел переход к шкалам штрихов крутизны. Принцип построения таких шкал прост: чем круче склон, тем толще и плотнее штриховка, что отвечает изменению освещенности, при которой крутые склоны как бы покрыты глубокой тенью, а пологие — максимально освещены. Впервые шкалу штрихов крутизны создал в 1799 году картограф Иоганн Леман. Он принял следующее допущение: отношение тени, т.е. толщины штриха Т, к свету, т.е. к промежутку между штрихами С, выражалось простой пропорцией: Т/С = а/ (45°-а), где а — угол наклона склона. В России применяли иные шкалы, в которых более детально были проработаны ступени для малых уклонов (менее 15°): увеличено число градаций, изменена толщина штрихов и ширина промежутков между ними. ( Шкала А. П. Болотова и шкала Главного штаба). Штрихи выполнялись способом гравюры. Иной принцип использовали при изображении рельефа с помощью теневых штрихов, которые наносили по принципу бокового (косого) освещения. Обычно предполагалось, что источник света размещен в северо-западном углу карты. Штрихи черного ; или коричневого цвета накладывали так, чтобы выделить освещенные и затененные склоны, подчеркнуть основные формы рельефа, перегибы склонов, расчленение поверхности. Способы штрихов очень хорошо передают пластику рельефа, его морфологию, но не позволяют определять абсолютные и относительные высоты. Способ отмывки, т.е. создание полутонового изображения при заданном освещении местности. В картографии используются три варианта отмывки: отмывка при боковом (косом) освещении, чаще всего при северо-западном, когда свет падает как бы из левого верхнего угла карты, освещая западные и северо-западные склоны и затеняя восточные и юго-восточные. отмывка при отвесном (зенитальном) освещении, при котором свет падает сверху, и вершины гор оказываются освещенными, а понижения — затененными; отмывка при комбинированном освещении, сочетающая эффекты бокового и отвесного освещения, она пригодна для нанесения теней на склоны любой ориентировки, этот художественный прием дает наилучший пластический эффект. Отмывка используется как основной способ изображения рельефа на некоторых мелкомасштабных общегеографических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям и многоцветной гипсометрической окраске. |