Картография. Экзамен. Вопросы-ответы. Азимутальные проекции
 Скачать 77.77 Kb.
|
|
Математическая основа карты: масштабы и определение их искажения Масштаб – степень уменьшения объектов на карте относительно их размеров на земной поверхности. Численный масштаб. Линейный масштаб. Именованный масштаб. Искажения: · Искажения длин · Искажения площадей · Искажения углов · Искажения форм Эллипс искажений – любая бесконечно малая окружность на шаре предстает на карте бесконечно малым эллипсом.
Картографическая проекция – математически определенное отображение поверхности эллипсоида или шара на плоскость карты. Делятся по следующим признакам: · Характеру искажения · Виду меридианов и параллелей нормальной сетки · Положению полюса нормальной системы координат · Способу использования По характеру искажения Равноугольные (конформные) – углы и азимуты передаются без искажений Равновеликие (эквивалентные) –площади передаются без искажений 1. Равнопромежуточные (эквидистантные) – масштаб по одному из главных направлений сохраняется и равен единице (а=1 или b=1) 2. Произвольные – присутствуют все виды искажений. По виду меридианов и параллелей нормальной сетки: 1. Круговые 2. Азимутальные 3. Цилиндрические 4. Конические 5. Псевдоконические 6. Псевдоцилиндрические 7. Поликонические По положению полюса нормальной системы координат P0 - полюс нормальной системы координат совмещается с центральной точкой картографируемой территории. Это делается для того, чтобы уменьшить величины искажений в пределах картографируемой территории. В зависимости от величины φ0 все проекции классифицируются: 1. Полярные (нормальная) – полюс нормальной системы координат совпадает с географическим - φ0=90° 2. Поперечные (трансверсионные) – полюс нормальной системы совпадает с экватором - φ0=0° 3. Косые (наклонные) – полюс нормальной системы координат располагается между географическим полюсом и экватором - 0°< φ0<90° По способу использования 1) Сплошные – вся картографируемая территория проектируется на плоскость по одному закону 2) Многополосные – территория разбивается на ряд широтных зон, каждая из которых проектируется на плоскость по одному и тому же закону, но с разными параметрами для каждой из зон. Преимущества - малые величины искажений; недостатки – невозможно получить сплошное изображение. (трапецивидная проекция Мюфлинга, применялась для карт крупного масштаба до 1928г. Для СССР) 3) Многогранные – территория разбивается на ряд меридианальных зон, каждая из которых проектируется на плоскость по одному и тому же закону, но с разными параметрами для каждой из зон. Преимущества - малые величины искажений; недостатки – невозможно получить сплошное изображение. (проекция Гаусса-Крюгера) 4) Составные – часть территории проектируется по одному закону, а оставшаяся часть по другому. (составная проекция для карты Луны – в этом случае экваториальная часть Луны проектируется в равноуголных цилиндрических проекциях, а полюса в равноугольных азимутальных). Поперечные (трансверсионные) – полюс нормальной системы совпадает с экватором - φ0=0° Косые (наклонные) – полюс нормальной системы координат располагается между географическим полюсом и экватором - 0°< φ0<90° По способу использования 1. Сплошные – вся картографируемая территория проектируется на плоскость по одному закону 2. Многополосные – территория разбивается на ряд широтных зон, каждая из которых проектируется на плоскость по одному и тому же закону, но с разными параметрами для каждой из зон. Преимущества - малые величины искажений; недостатки – невозможно получить сплошное изображение. (трапецивидная проекция Мюфлинга, применялась для карт крупного масштаба до 1928г. Для СССР) 3. Многогранные – территория разбивается на ряд меридианальных зон, каждая из которых проектируется на плоскость по одному и тому же закону, но с разными параметрами для каждой из зон. Преимущества - малые величины искажений; недостатки – невозможно получить сплошное изображение. (проекция Гаусса-Крюгера) 4. Составные – часть территории проектируется по одному закону, а оставшаяся часть по другому. (составная проекция для карты Луны – в этом случае экваториальная часть Луны проектируется в равноуголных цилиндрических проекциях, а полюса в равноугольных азимутальных).
Кроме условных знаков на картах имеется много надписей. Это важный элемент содержания. Надписи обогащают карту, но в то же время могут и ухудшить ее читаемость. Существуют три группы надписей на картах — топонимы, термины, пояснительные надписи, Топонимы — собственные наименования географических объектов. К ним относятся названия элементов рельефа (оронимы), водных объектов (гидронимы), животных (зоонимы) и т. п. Термины — понятия, относящиеся к изображенным объектам, например: река, впадина, залив, провинция, область и др. Пояснительные надписи — самая разнообразная группа надписей, которая включает качественные характеристики («Ель», «Сосна», «Горькое», «Соленое», «Каменный»); количественные показатели (ширина шоссе, высота горной вершины, глубина океанической впадины, скорость течения реки и др.); хронологические надписи (даты событий, географических открытий, наступления каких-то явлений, например, начало ледостава); пояснения к знакам движения («Путь Магеллана», «Дрейф ледокола «Седов»); пояснения к линиям картографической сетки («Северный Полярный круг», «К востоку от Гринвича» и т. п.). Для того чтобы карта точно передавала информацию и легко читалась, каждая надпись должна быть четко привязана к обозначаемому объекту. Надписи размещают компактно, но так, чтобы они не пересекались, не «наползали» на другие элементы, были хорошо видны на цветовом фоне, не располагались «вниз головой». При этом рисунок, цвет, размер шрифта должны подчеркивать значимость и величину объекта. Старинные карты гравировались на медных досках, в ходу тогда были изящные шрифты, с округлыми формами, острыми сопряжениями, тонкими линиями и подсечками, с множеством декоративных деталей. Надписи украшали карту. Шрифты совершенствовались выдающимися художниками Возрождения — Леонардо да Винчи и Дюрером. С введением в печать фотопроцессов такие шрифты стали непригодны: тонкие линии не пропечатывались, «рвались», толстые линии раздавливались, острые сопряжения забивались краской. Современный Дизайн ориентирован на удобство чтения, компактность, красоту пропорций, гармоничность сочетания с другими элементами содержания карты. Компьютерные технологии обеспечивают практически неограниченный выбор шрифтов самых разных видов, размеров, рисунков, наклонов. Разработаны даже специальные алгоритмы и программы для оптимального подбора шрифтов и размещения надписей по полю карты, а применение лазерных принтеров вновь возвратило на карты тонкие, изящные надписи.
Картография - наука о картах как особый способ изображения действительности, их создании и использовании. Структура картографии: · Общая теория картографии – изучает общие проблемы, предмет и метод картографии как науки, вопросы методологии создания и использования карт. · История картографии – изучает историю идей, представлений, методов картографии, развитие картографического производства · Математическая картография – изучение математической основы карт · Проектирование и составление карт – изучает и разрабатывает методы и технологии камерального изготовления и редактирования карт · Картографическая семиотика – язык карты · Оформление карт – изучает теорию и методы художественного проектирования картографических произведений · Экономика и организация картографического производства · Издание карт · Использование карт – теория и методы картографических произведений · Картографическое источниковедение · Картографическая информатика – предоставляет потребителям информацию о картографических произведениях · Картографическая топонимика – нормализация и стандартизация названий и терминов, наносимых на картах
Широкое использование картографического метода исследования в разных отраслях знания привело к возникновению множества приемов анализа карт, в разработке которых активно участвовали картографы, географы, геологи, геофизики, математики, экономисты. Издавна применялись картометрия и морфометрия, позднее активное развитие получили приемы математического анализа, математической статистики, теории вероятностей и иные. В наши дни все методы математики, так или иначе, испытываются для анализа картографического изображения. Такое многообразие приемов порой даже затрудняет их выбор для каждого конкретного исследования. Наиболее употребительные приемы группируются следующим образом: Описания общие поэлементные Графические приемы двумерные графики трехмерные графики Графоаналитические приемы картометрия морфометрия Математико-картографическое моделирование математический анализ математическая статистика теория информации Каждая из указанных в этом перечне групп включает множество отдельных способов и их модификаций. Все вместе они образуют целостную систему, позволяющую исследовать объекты с разных сторон. В пределах каждой группы выделяют приемы сплошного, выборочного и ключевого анализов. Все приемы анализа карт значительно варьируются в зависимости от технического оснащения. Существуют разные уровни механизации и автоматизации исследований по картам: визуальный анализ, т.е. чтение карт, глазомерное сопоставление и зрительная оценка изучаемых объектов; инструментальный анализ — применение измерительных приборов и механизмов; компьютерный анализ, выполняемый в полностью автоматическом или интерактивном режиме с использованием специальных алгоритмов, программ или геоинформационных систем. Все приемы на разных уровнях механизации и автоматизации могут быть использованы для работы с отдельной картой либо с сериями карт и атласами.
Экономико-географические карты - тематические карты, отображающие различные экономические явления и процессы на определенной территории. Экономико-географические карты могут изображать прогнозы развития какого-либо района или отрасли хозяйства. Различают: - общеэкономические карты, показывающие национальное или мировое хозяйство в целом; и - отраслевые карты, характеризующие размещение и состояние промышленности, сельского хозяйства, транспорта или отдельных их отраслей. При составлении карт такого рода необходимо помнить, что система принятых для них условных обозначений должна полностью соответствовать обозначениям, используемым в картографии. Для создания экономических карт нередко используют метод картограмм и картодиаграмм. С их помощью показывают результаты статистической обработки материалов экономико-географического исследования. Особенно наглядными на экономических картах бывают картосхемы-рисунки. Их еще называют перспективными картосхемами. Вместе с основной смысловой нагрузкой, которая дается не в виде абстрактных значков, а в виде изображения реальных объектов, в такие картосхемы вмонтированы объемные рисунки городских кварталов, культурных ландшафтов и др. Территория представляется как бы с высоты птичьего полета. К такого рода изображениям местности близки схемы-планы небольших участков территорий в очень крупном масштабе или внемасштабные схемы, которые без конкретной территориальной привязки отражают суть явления или объекта в самых общих чертах. Примером могут служить схемы открытых разработок полезных ископаемых, оросительных систем, гидроузлов.
Надежность картографического метода — это его способность обеспечивать верное решение поставленной задачи. Иными словами, чем ближе к истине полученный результат, тем надежнее исследование. Оценка надежности — довольно сложная и часто неопределенная задача, поскольку погрешность результата зависит от многих причин, из которых одни выявляют, пользуясь методами теории ошибок, картометрии и математической статистики, а другие не имеют точных оценок, и судить о них можно лишь с учетом навыка, опыта, научной зрелости исследователя и других субъективных факторов. Многообразие научных и практических задач, решаемых с помощью картографического метода исследования, всякий раз требует особого подхода к оценке надежности, поэтому универсальные критерии вряд ли применимы. Тем не менее можно указать причины и основные источники ошибок: концептуальные — неточность, неполнота и другие недостатки исходных концепций, неверная интерпретация результатов; коммуникационные — ошибки исполнителей, непонимание или неправильное восприятие мыслей, идей, нечеткость формулировок задания, выводов; географические — неопределенность или условность пространственных границ и временных пределов самих объектов, изучаемых по картам, приближенные представления о тенденциях их изменения во времени и пространстве и т.п.; картографические — неточность карт, по которым ведутся исследования, их неполнота, устарелость; технические — погрешности измерений, несовершенство инструментов и оборудования, алгоритмов и программ, незащищенность баз данных. Многие неточности и ошибки неизбежны, но исследователь всегда должен пытаться учесть их. Важно помнить, что ошибки и неточности появляются на всех этапах исследования — при постановке задач, подготовительных работах, в процессе проведения самого исследования и на заключительном этапе интерпретации результатов. По точности получаемых результатов все исследования по картам делят на три группы. Точные исследования, при которых измерения и вычисления выполняют с максимально возможной точностью. При этом стараются тщательно учесть и исключить все ошибки, проводят неоднократные контрольные измерения и независимые вычисления. Например, при точных исследованиях погрешности измерения длин и площадей по картам не должны превышать 1%, а углов — Г. Исследования средней точности, когда по условиям работы принимается, что погрешность результата не должна превышать определенного допустимого предела. Тогда погрешности, меньшие заданной точности, вообще не учитываются, что снижает трудоемкость и сокращает сроки работ. Заметим, что избыточная точность, не оправданная практическими целями исследования, — это серьезный методический просчет. Погрешности определения длин и площадей при измерениях средней точности доходят до 3—5%, а углов — до 3°. В географических исследованиях, как показывает опыт, такой уровень точности оказывается вполне приемлемым. Приближенные исследования, выполняемые с невысокой точностью, обычно нужны для предварительных оценок и прикидок. Их проводят без использования точных инструментов, часто визуальным путем. Ошибки измерения длин и площадей при этом составляют 6—10%, а углов — до 8°. Приближенные определения позволяют правильно спланировать дальнейшие, более точные исследования.
Подготовка карты к изданию начинается с изготовления издательских оригиналов, отвечающих принятым требованиям и технологиям и предназначенных для получения печатных форм. Эти оригиналы готовят способом фоторепродукции. Они должны в точности соответствовать содержанию составительских оригиналов и обладать высоким качеством графического оформления всех штриховых, цветовых, полутоновых элементов и шрифтов. Существуют разные издательские оригиналы. Штриховые издательские оригиналы создают по числу штриховых элементов, печатаемых разными цветами. Их называют расчлененными штриховыми оригиналами и готовят отдельно для каждого элемента, например оригинал гидрографии — для печати синим цветом, оригинал рельефа — коричневым и т.д. На совмещенном оригинале воспроизводят все штриховые элементы, имеющиеся на составительском оригинале. Оригиналы фоновых окрасок содержат изображение площадей, которые при издании будут показаны сплошными заливками или сетками. Для каждого цвета нужен отдельный оригинал, например лес, показывается зеленой краской, водная поверхность — синей и т.д. Оригиналы надписей содержат все надписи, помещаемые на карте, причем для разного цвета могут быть изготовлены отдельные оригиналы. Полутоновые оригиналы передают изображение элементов, имеющих плавные переходы одного и того же цвета. Обычно такие оригиналы создают для воспроизведения отмывки рельефа или теней вдоль границ. Перечисленные издательские оригиналы выполняют черчением на прозрачных основах, гравированием на непрозрачном пластике либо путем электронного вывода слоя на фотопленку. Число оригиналов и последовательность их изготовления зависят от красочности карты и принятой технологии печати. Однако при этом основной проблемой становится множественность издательских оригиналов. Для сложных карт их число достигает 20 и более. Решение проблемы состоит в применении фоторепродукционного процесса, основанного на электронном цветоделении.
Эллипс искажений (индикатрисса Тиссо) – эллипс конечных размеров, каждый радиус-вектор которого равен масштабу длин в точке по данному направлению и оси которого совпадают с главными направлениями. Эллипс искажений используется для показа веичины искажений в разных точках картографической сетки. Главные направления не совпадают с направлениями меридиана и параллели. Они будут совпадать с ними только в том случае, если угол между меридианом и параллелью равен 90°. Поэтому эллипсы искажений характеризуют не только величину искажений длин, но и характер размещения искажений в данной точке по направлениям. Для наглядного показа распределения искажений на картографической сетке, кроме эллипсов искажения, строят линии, соединяющие точки с одинаковыми значениями искажений углов или площадей, так называемые изоколы.
Теоретическая концепция – это определенная система взглядов на предмет и метод картографии. В настоящее время в картографии оформилось несколько теоретических концепций. Познавательная или модельно-познавательная концепция рассматривает картографию как науку о познании действительности посредством картографического моделирования, а саму карту – как модель действительности Коммуникативная концепция – в ней картография предстает как наука о передаче пространственной информации, а карта – как канал информации, средство коммуникации. Языковая концепция – трактует картографию как науку о языке карты, а карту – как особый текст, составленный с помощью условных знаков. Метакартография – общая теория картографии строится на логико-философских принципах теории отражения. Картология – совмещает представления о модельных и коммуникативных функциях картографии и др. Геоинформационная концепция – картография рассматривается как наука о системном информационно-картографическом моделировании и познании геосистем.
Для изучения динамики явлений и процессов, т.е. их возникновения, развития, изменения во времени и перемещения в пространстве, используют разновременные карты, на которых одни и те же объекты изображены в разные моменты времени. К разновременным относятся карты, составленные и изданные в разные годы (например, старые и современные топографические), либо карты, составленные одновременно, но фиксирующие разные моменты времени (помесячные карты температур), а также карты-реконструкции (палеогеографические, историко-географические и т.п.). По разновременным картам изучают изменения разных типов: медленные изменения (например, тектонические движения, смещения береговых линий или русел рек), для выявления которых необходимы карты, разделенные большими промежутками времени быстрые изменения (смена синоптической обстановки, экологической ситуации и т.п.), анализ которых можно проводить только по сериям карт, разделенным малыми временными интервалами; периодические и циклические изменения (сезонные, фенологические явления и др.) — в этом случае привлекают разновременные карты, отражающие характерные фазы развития явления или процесса; эпизодические и катастрофические изменения или замещения (землетрясения, сход лавин, появление гарей на месте лесов) — для их изучения необходимы карты, фиксирующие моменты до и после наступления явления. сравнения чаще всего представляют путем простого совмещения контуров явлений на разные даты. Так, например, получена карта прироста дельты Дуная за 130 лет. По ней удобно выполнять картометрические определения, подсчитывать величину и среднюю скорость прироста дельты и др. Другой способ отображения динамики — составление карт разности состояний явления на разные даты. Так можно показать, например, прирост населения по районам или изменение урожайности сельскохозяйственных культур на посевных площадях. Один из самых наглядных способов представления результатов анализа разновременных источников — составление карт ареалов изменения явлений. Это достигается путем графического оверлея, т.е. совмещения двух карт (прошлого и современного состояния) на общей основе.
Канонические проекции – поверхность шара проектируется на поверхность касательного или секущего конуса, после чего она как бы разрезается по образующей и разворачивается в плоскость. Нормальная – когда ось конуса совпадает с осью вращения земли. Поперечная, когда ось конуса лежит в плоскости экватора. Косая, когда ось конуса наклонена к плоскости экватора.
Цилиндрическая равновеликая проекция. Описание: Если пересечь поверхность цилиндра, касательного к поверхности глобуса по экватору, плоскостями меридианов и параллелей и затем развернуть поверхность его в плоскость, то получим равновеликую цилиндрическую проекцию, предложенную Ламбертом, под названием изоцилиндрической. Простая цилиндрическая проекция В данном случае на поверхность цилиндра, касательного к экватору глобуса, переносятся равноотстоящие меридианы и экватор в виде образующих цилиндра и касательной, а на полученных меридианах откладываются выпрямленные дуги меридианов глобуса, соответствующие принятой постоянной разности широт. После развертывания поверхности цилиндра в плоскость получим картографическую сетку в простой цилиндрической или квадратной проекции. Сетка в этой проекции квадратная. Эта проекция самая простая не только среди всех цилиндрических, но и вообще среди всех картографических проекций. Прямоугольная цилиндрическая проекция В целях уменьшения крайних искажений вместо касательного цилиндра можно взять секущий цилиндр с двумя параллелями сечения, отстоящими от экватора на равных расстояниях. Картографическая сетка в прямоугольной проекции представляет собой систему равных прямоугольников, сжатых по долготе, чем и объясняется название проекции. цилиндрическая равноугольная проекция. (проекция Меркатора) Описание: Предложена Меркатором в 1569г. Обладает свойством локсодромичности, т.е. локсодромии (см. Словарь) изображаются прямыми линиями.
В России создают в поперечно-цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера, а в США и многих других западных странах – в универсальной поперечно-цилиндрической проекции меркатора. Обе проекции близки по свойствам, и та и другая являются многополосными.
UTM (UNIVERSAL TRANSVERSE MERCATOR) – универсальная поперечная проекция Меркатора. Описание: В этой проекции Земля делится на 60 шестиградусных зон (6°х60=360°). Зоны пронумерованы от 1 до 60 от 180° з.д. Каждая зона имеет свой центральный меридиан (рис. 30). Проекция UTM основана на цилиндре, ориентированном параллельно экватору, поэтому она является поперечной. Координаты UTM выражаются в метрах. Отчёт по оси Х (направление на восток) идёт от центрального меридиана зоны. Отчёт по оси Y (направление на север) начинается от экватора. Чтобы исключить отрицательные координаты, проекция изменяет значения в начале координат. Величина сдвига от центрального меридиана это ложный восточный сдвиг , он равен 500000 метров; величина сдвига от экватора – ложный северный сдвиг (0 метров). Искажения: Проекция UTM является конформной, т.е. сохраняет форму с точным соблюдением малых форм и минимальными искажениями крупных форм внутри зоны. В определённых пределах также сохраняется направление. Имеются небольшие искажения площади. Масштаб постоянен вдоль центрального меридиана при факторе масштаба 0.9996, чтобы сократить широтные искажения внутри каждой зоны. Использование: Проекция UTM рассчитана на ошибку по масштабу не более 0.1% внутри каждой зоны. Т.к. искажения увеличиваются на территории, занимающей более одной зоны, UTM не может быть лучшей проекцией во всех случаях. Параметры (для первой зоны): Longitude of the Central Meridian: -177 (долгота центрального меридиана зоны) Latitude of the Origin of the Projection: 0 (широта точки начала отсчета координат) Scale Factor: 0.9996 (масштабный коэффициент, т.е. степень уменьшения на центральном меридиане) (Scale Reduction Factor at the Central Meridian) False Easting:500000 (ложный восточный сдвиг)(смещение начала отсчета координат в метрах) False Northing: 0 (ложный северный сдвиг) (смещение начала отсчета координат)
Для того чтобы карта точно передавала информацию и легко читалась, каждая надпись должна быть четко привязана к обозначаемому объекту. Надписи размещают компактно, но так, чтобы они не пересекались, не «наползали» на другие элементы, были хорошо видны на цветовом фоне, не располагались «вниз головой». При этом рисунок, цвет, размер шрифта должны подчеркивать значимость и величину объекта. Современный Дизайн ориентирован на удобство чтения, компактность, красоту пропорций, гармоничность сочетания с другими элементами содержания карты. Компьютерные технологии обеспечивают практически неограниченный выбор шрифтов самых разных видов, размеров, рисунков, наклонов. Разработаны даже специальные алгоритмы и программы для оптимального подбора шрифтов и размещения надписей по полю карты, а применение лазерных принтеров вновь возвратило на карты тонкие, изящные надписи. У.Г.Н. Указатель содержит все географические названия, размещенные на детальных общегеографических картах. Все названия в указателе располагаются в алфавитном порядке. Рядом дается номенклатурный термин, номер страницы и индекс трапеции, образованной линиями параллелей и меридианов, в которой находится объект. Номенклатурный термин дается сокращенно или полностью и указывает род объекта, к которому относится название (река, гора, мыс и т. д.). Употребляемые сокращения помещены в список сокращений. К названиям объектов большой протяженности и большой площади (грив, хребтов, заповедников и т. д.) указан индекс трапеции, в которой расположена первая буква собственного названия. Географические наименования со вторыми названиями в скобках вписаны два раза. Для основного названия дан индекс, а для второго помещена ссылка на основное название. Для рек указана трапеция расположения надписи названия около устья. Для рек большой протяженности даны индексы тех трапеций в которых расположены надписи истока и устья реки. При пояснении одноименных рек, указывается бассейн, к которому принадлежит данный объект. К названиям населенных пунктов пояснения не помещены. У одноименных населенных пунктов в скобках указывается принадлежность к той или иной административно-территориальной единице, либо помещается название субъекта.
Для того чтобы атлас выполнял функции источника согласованной пространственной информации и модели геосистемы, он должен отвечать определенным условиям, обеспечивающим его внутреннее единство. Главные из этих условий таковы: в атласе нужно использовать минимальное число разных картографических проекций — это упростит сравнение карт; целесообразно иметь один масштаб для всех карт, а если это не получается, то масштабы должны быть кратными — также для облегчения взаимного сопоставления карт; карты атласа надо составлять на единых базовых географических основах; в атласе должен соблюдаться определенный баланс между количеством аналитических, комплексных и синтетических карт; легенды разных карт, шкалы и градации следует взаимно согласовать; важно соблюдать на картах атласа по возможности единый уровень генерализации и одинаковую подробность изображения явлений; совершенно обязательно взаимное согласование карт разной тематики, устранение случайных расхождений в изображении контуров — при создании атласов согласование карт является основной заботой картографов; все данные, показываемые в атласе, должны быть отнесены к одной дате, к единому временному интервалу; карты должны иметь общие принципы оформления, единый стиль дизайна. Эти требования не всегда легко выполнимы. Возникают определенные противоречия, например ограничение разнообразия масштабов противоречит желанию дать отдельные территории более детально, а стремление сохранить единый подход к генерализации не всегда согласуется с уровнем изученности того или иного явления. Обычно над атласами трудятся большие коллективы картографов, географов разного профиля, геологов, экологов и других ученых. Работы длятся долго, много времени затрачивается на сбор материала, согласование карт и т.д. Зато хороший комплексный атлас служит многие годы и даже через столетие не теряет значения. Это фундаментальный свод документов о состоянии географической системы на определенный временной срез. Составление. Приступая к составлению карты, прежде всего проводят подготовку источников. Если нужно, выполняют масштабирование, изменение проекции или даже системы координат (когда речь идет о старых картах), преобразование классификаций и легенд. Проводят предварительную обработку таблиц и текстовых материалов, а также определяют, что именно и в каком порядке будет наноситься с источников на составляемую карту. Составление тематической карты начинают с создания географической основы, которая послужит затем для нанесения всего содержания. Основа должна иметь сетку меридианов и параллелей, на ней обязательно присутствуют береговая линия и гидрографическая сеть, населенные пункты, административные границы, дороги, в некоторых случаях — рельеф территории. Можно воспользоваться имеющейся бланковой картой или провести до-составление основы, выполнив, если нужно, ее генерализацию или детализацию, — все определяется назначением и тематикой составляемой карты. Следующий процесс — составление легенды. В ее основу кладут ту или иную классификацию картографируемых явлений, устанавливают вид и размер знаков градации и цветовую гамму шкал, выбирают фоновые окраски, кегль и вид шрифтов и т.п. Создание легенды — очень важный процесс, который дает возможность проверить логику принятых классификаций. Легенда организует все содержание карты, формализует состав изображаемых элементов, подчеркивает их иерархию, определяет детальность качественных и количественных характеристик. Далее приступают к нанесению на основу тематического содержания. Тут возможны разные приемы. Некоторые элементы переносят с источников простым копированием, другие — перерисовывают с помощью фотомеханического проектора или от руки, руководствуясь ситуацией и координатной сеткой, третьи — наносят по координатам. При компьютерном составлении предварительно отсканированную географическую основу выводят на экран в укрупненном масштабе, на нее накладывают тематическую информацию с других картографических источников путем масштабирования, проектирования или ручной перерисовки. Цифровую информацию (например, статистические данные) вызывают из баз данных или вводят непосредственно с клавиатуры. Все элементы содержания дают сразу в принятой легенде. Одновременно на карте размещают надписи, следя за тем, чтобы они хорошо соответствовали элементам содержания. В процессе составления карты выполняется генерализация изображения согласно принципам, изложенным в программе. Еще один очень важный «сквозной» процесс — согласование элементов содержания. Он предполагает учет разных географических закономерностей и взаимосвязей (зональных, гипсометрических, структурно-геологических, ландшафтных и иных), увязку элементов содержания вдоль границ, природных рубежей и структурных линий. При компьютерном составлении согласуют разные слои картографического изображения. При этом осуществляются разные виды согласования: ♦ взаимная увязка отдельных элементов географической основы; ♦ согласование основы и элементов тематического содержания; ♦ согласование однородных элементов содержания (в пределах одного тематического слоя); ♦ согласование различных элементов тематического содержания (разных слоев) друг с Другом; ♦ согласование разных карт в составе серии или атласа.
Географичекие особенности картографируемой терриориии, ее положение на земном шаре, размеры и конфигурация. Назначение, масштаб и тематика карты, предлагаемый круг потребителей Условия и способы использования карты, задачи, которые будут решаться по ней, требования к точности результатов измерений. Особенности проекции: цилиндрические проекции - для территорий, расположенных вблизи и симметрично относительно экватора и вытянутых по долготе; конические проекции - для таких же территорий, но не симметричных относительно экватора или расположенных в средних широтах; азимутальные проекции – для изображения полярных областей; поперечные и косые цилиндрические проекции - для изображения территорий, вытянутых вдоль меридианов или вертикалов; поперечные или косые азимутальные проекции - для показа территорий, очертания которых близки к окружности и т.п. компоновка карты. Это размещение самого картографического изображения, названия карты, легенды, врезок, и других данных внутри рамок и на полях карты. Компоновка считается удачной, если все ее элементы карты размещены целесообразно, достаточно компактно, но нескученно, ими удобно пользоваться – словом, пространство карты рационально организовано, и изображение зрительно уравновешенно.
Геоид – сложная фигура Земли, ограниченная уровенной поверхностиью океана. Эллипсоид вращения – геометрическое тело, которое образуется при вращении эллипса вокруг его малой оси. Геометрически приближенное к реальной фигуре Земли. Референц-эллипсоид наилучшим образом приближен к геоиду. В России принят референц-эллипсоид Ф.Н.Кросовского, вычисленный в 1940 г.: Большая полуось (а) – 6378245 м Малая полуось (b) – 6365863 м Сжатие α = (а-b)/a – 1:298,3
Современная картография имеет прочные двусторонние контакты со многими философскими, естественными и техническими науками. Картография пользуется их достижениями, впитывает новые идеи и технологии и одновременно предоставляет им обширное им обширное поле для приложения сил, способствует развитию их теории и методологии.
Способ ареалов состоит в выделении на карте области распространения какого-либо сплошного или рассредоточенного явления. Чаще всего этим способом показывают распространение животных и растений, месторождения полезных ископаемых и т.п. Различают абсолютные и относительные ареалы. Абсолютными называют ареалы, за пределами которых данное явление совсем не встречается (например, нефтегазоносный бассейн, контур которого точно установлен), тогда как относительные ареалы показывают лишь районы наибольшего сосредоточения явления (допустим, промысловый ареал каких-либо лекарственных растений).
Знаки движения используют для показа пространственных перемещений каких-либо природных, социальных, экономических явлений (например, путей движения циклонов, перелета птиц, миграции населения, распространения болезней). Различают два вида знаков движения: · векторы движения— стрелки разного цвета, формы или толщины; · полосы (ленты) движения — полосы разной ширины, внутренней структуры и цвета.
Применяют для показа объектов, локализованных в пунктах и обычно не выражающихся в масштабах карты. В абсолютных шкалах размер значка прямо пропорционален величине изображаемого объекта Условные шкалы отражают количественные различия в условной соизмеримости: знак крупного города будет намного больше маленького, но все же не в сотни раз. И абсолютные и условные шкалы значков могут быть непрерывными и ступенчатыми (интервальными). В непрерывной шкале размер знака меняется плавно в соответствии с изменением количественного показателя объекта. Цветовые шкалы определяют цвет и оттенки красок, используемых на карте для послойной -окраски изолиний, для количественного фона и картограмм. При изображении рельефа для окраски ступеней высот используют особые цветовые гипсометрические шкалы, наилучшим образом приспособленные для передачи высоты и морфологии рельефа суши и морского дна.
Для изображения непрерывных, плавно изменяющихся явлений, образующих физические поля Изолинии нередко применяют для явлений, не обладающих непрерывностью, сплошностью и плавностью, т.е. не являющихся на самом деле полями. В этом случае речь идет о псевдоизолиниях, т.е. изолиниях, отображающих распределение дискретных объектов.
Способ картограммы используют для показа относительных статистических показателей по единицам административно-территориального деления. Это всегда расчетные показатели: скажем, число детских учреждений на тысячу жителей и др.
Способ картодиаграммы — это изображение абсолютных статистических показателей по единицам административно-территориального деления с помощью диаграммных знаков. Картодиаграммы применяют для показа таких явлений, как валовой сбор сельскохозяйственной продукции, общее число учащихся, объем промышленного производства, потребление электроэнергии в целом по районам, областям, провинциям и т.п.
Способ качественного фона применяют для показа качественных различий явлений сплошного распространения по выделенным районам, областям или другим единицам территориального деления. Этот способ самым тесным образом связан с классификационным подразделением территории, ее дифференциацией по какому-либо признаку, с типологическим районированием, например с выделением районов сельскохозяйственной специализации, ландшафтов, типов почвенного покрова, растительных ассоциаций.
Способ количественного фона применяют для передачи количественных различий явлений сплошного распространения в пределах выделенных районов. Подобно качественному фону он всегда сопряжен с районированием, но по количественному признаку.
Для изображения реальных или абстрактных объектов, локализованных на линиях.
Локализованные диаграммы характеризуют явления, имеющие сплошное или полосное распространение, с помощью графиков и диаграмм, помещаемых в пунктах наблюдения (измерения) этих явлений. Таковы графики изменения среднемесячных температур и осадков, локализованные по метеостанциям, диаграммы
Перечисленные издательские оригиналы выполняют черчением на прозрачных основах, гравированием на непрозрачном пластике либо путем электронного вывода слоя на фотопленку. Число оригиналов и последовательность их изготовления зависят от красочности карты и принятой технологии печати. Однако при этом основной проблемой становится множественность издательских оригиналов. Для сложных карт их число достигает 20 и более. Решение проблемы состоит в применении фоторепродукционного процесса, основанного на электронном цветоделении. Цветоделенные растровые печатные пленки высокого качества получают путем сканирования многокрасочного оригинала карты с помощью электронных цветоделителей-цветокорректоров. Такая технология включает три последовательных процесса. Фоторепродукция — преобразование изображения оригинала карты в фотоформы. Изготовление печатных форм на основе фотоформ. Печатание — тиражирование оттисков с печатных форм. При электронном цветоделении достаточно получить всего три негатива, откорректированных по цвету и тону для голубой, желтой и пурпурной красок. При печати благодаря сложению цветов с этих негативов воспроизводятся штриховые, фоновые и полутоновые элементы любого цвета и оттенка. Четвертый негатив готовят для элементов черного цвета. Электронные лазерные цветоде-лительные системы полностью исключают ручную подготовку издательских оригиналов и позволяют в автоматическом режиме быстро и надежно получать фотоформы с цветных карт и фотокарт достаточно большого формата (1 м2 и более). Для тиражирования карты изготавливают печатные формы. Для этого рисунок с оригинала переносят на поверхность металлической, резиновой, пластмассовой пластины или цилиндра. На печатных формах имеются печатающие элементы, дающие оттиск на бумаге, и пробельные (непечатающие).
Для тиражирования карты изготавливают печатные формы. Для этого рисунок с оригинала переносят на поверхность металлической, резиновой, пластмассовой пластины или цилиндра. На печатных формах имеются печатающие элементы, дающие оттиск на бумаге, и пробельные (непечатающие). Существуют разные способы печати. Глубокая печать — картографический рисунок углубляют (врезают) в печатную форму, а углубления заполняют краской. Это обеспечивает самое высокое полиграфическое качество карты. Высокая печать — рисунок на печатной форме делают выпуклым, рельефным, и на него «накатывают» краску, а пробельные участки вытравливают. Плоская печать — печатающие и пробельные элементы находятся на печатной форме на одном уровне, но в результате химической обработки краска наносится только на печатающие элементы, а пробельные — ее не принимают. Такой способ печати используют для простых текстовых карт. В процессе издания карты печатают штриховую пробу, а затем красочную пробу. По совмещенным оттискам проверяют совпадение всех элементов содержания, напечатанных разными красками, качество и точность воспроизведения штриховых элементов, подбор фоновых окрасок, градации шкал и отмывок, правильность надписей и т.п. Пробы нужны для корректуры карты и исправления ошибок в процессе ее издания. При тиражировании карты вначале делают контрольные оттиски, по ним проверяют режим работы печатного станка, равномерность подачи и совмещение красок, а затем печатают весь тираж. При издании атласов отпечатанные листы-оттиски карт подрезают, фальцуют (сгибают в тетради и проглаживают), затем скрепляют в блоки и вставляют в мягкий или твердый переплет.
Картографическая генерализация — это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно ее назначению, масштабу, содержанию и особенностям картографируемой территории. Термин «генерализация» происходит от латинского корня $епегаШ, что означает общий, главный. Суть процесса состоит в передаче на карте основных, типических черт объектов, их характерных особенностей и взаимосвязей. Факторы Назначение карты. На карте показывают лишь те объекты, которые соответствуют ее назначению Влияние масштаба проявляется в том, что при переходе от более крупного изображения к более мелкому сокращается площадь карты. Тематика и тип карты определяют, какие элементы следует показывать на карте с наибольшей подробностью, а какие можно более или менее существенно обобщить или даже совсем снять. Особенности картографируемого объекта (или территории). Влияние этого фактора сказывается в необходимости передать на карте своеобразие, примечательные характерные элементы объектов или территории. Изученность объекта. При достаточной изученности объекта изображение может быть максимально подробным (для данного масштаба и назначения карты), а при нехватке фактического материала оно неизбежно становится обобщенным, схематичным. Оформление карты. Многоцветные карты (при прочих равных условиях) позволяют показать большее количество знаков, чем карты одноцветные.
Картографический метод исследования — это метод использования карт для познания изображенных на них явлений. По существу, этот метод составляет главное содержание раздела об использовании карт. Познание понимается в широком смысле слова и подразумевает изучение по картам структуры, взаимосвязей, динамики и эволюции явлений во времени и пространстве, прогноз их развития, получение всевозможных качественных и количественных характеристик и т.п. Приложения картографического метода исследования в науке и практике весьма многообразны. Как было показано выше, он является одним из основных средств познания во всех науках о Земле и планетах и смежных с ними социально-экономических науках. Картографический метод служит средством для принятия практических решений, связанных с планированием и освоением территорий, размещением населения, охраной окружающей среды и многими другими хозяйственными проблемами. Использование карт теснейшим образом связано с их составлением. Это удобно показать на схеме, иллюстрирующей систему «создание — использование карт». Источником исходной информации служит окружающая действительность. При картографировании выборочные наблюдения преобразуют в карты, т.е. создают модели этой действительности. В ходе картографического моделирования происходит сложная научная обработка данных, связанная с абстрагированием, анализом и синтезом. Все это, как известно, определяется целями и назначением карты, на процесс моделирования влияют уровень знаний, степень изученности объекта, научно-методические принципы картографирования, логика классификаций, уровень генерализации изображения, применяемая система условных обозначений и многие другие факторы. В ходе последующего использования карт происходят новые преобразования информации, которые также зависят от поставленных целей, квалификации и опыта исследователя, применяемых технических средств, алгоритмов и программ и т.п. При этом, однако, любое звено исследования, начиная с исходной гипотезы и кончая измерительными инструментами, вносит погрешности в результат. Поэтому полученные данные и выводы необходимо всегда соотносить с реальной действительностью, интерпретировать его и при необходимости вносить коррективы. Таким образом, в системе «создание — использование карт» существуют два тесно сопряженных между собой метода: Картографирование, или картографический метод отображения, цель которого состоит в переходе от реальной действительности к карте (модели). Картографический метод исследования, использующий готовые карты (модели) для познания действительности. Эти методы перекрываются и имеют многие обратные связи. Так, условия использования карт определяют требования к условиям их создания. В ходе исследования получают новые производные карты, которые вновь поступают в исследование. Например, гипсометрическая карта преобразуется в карту углов наклона, а она, в свою очередь, в карту интенсивности смыва с поверхности и т.д. При интерактивном компьютерном создании карт, в особенности при применении геоинформационных технологий, оба метода настолько тесно переплетаются, что часто трудно различить, где кончается составление и начинается использование и преобразование карты. Многие оценочные и прогнозные карты составляют в результате трансформирования и синтеза нескольких аналитических карт. В этом случае исходные карты оказываются не просто источниками для составления, они становятся материалами для исследования и синтеза. Однако для некартографов эти два метода четко различаются. Например, почвовед может пользоваться в своих исследованиях геоморфологической или геоботанической картой, совершенно не касаясь процедур ее составления, а геоморфолог — топографической картой, хотя он никак не участвовал в съемке местности, и т.п. |