Минобрнауки россии федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
 Скачать 1.73 Mb.
|
|
1 МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Майкопский государственный технологический университет» Факультет аграрных технологий Кафедра землеустройства Картография Учебно-методическое пособие Майкоп 2016 2 УДК 528,9 (07) ББК 26,1 К-27 Печатается по решению учебно-методической комиссии по направлению подготовки 21.03.02 «Землеустройство и кадастры» Составитель: Астахова И.А., канд. экон. наук, доцент кафедры землеустройства Картография: учебно-методическое пособие / И.А. Астахова. – Майкоп, 2016. В учебно-методическом пособии изложены основные сведения по картографии. Рекомендуется для студентов направления подготовки 21.03.02 «Землеустройство и кадастры». Майкоп, МГТУ, 2016 3 СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение в картографию……………………………………………….. 4 1.1. Предмет и структура картографии………………………………….…. 4 1.2. История развития картографии……………………………………….….. 5 1.3. Понятие – карта. Классификация карт……………………………….….. 9 1.4. Элементы карты…………………………………………………………... 11 2. Теоретические основы картографии…………………………….……. 13 2.1. Картографические проекции…………………………………….……….. 13 2.1.1. Искажения на карте. Эллипс искажений……………………………… 13 2.1.2. Классификация проекций по характеру искажений………………….. 16 2.1.3. Классификация проекций по виду нормальной картографической сетки………………………………………………………………………….… 16 2.1.4. Проекция Гаусса-Крюгера……………………………………….…… 22 2.2. Картографическая информация…………………………………….….… 24 2.2.1. Элементы содержания карты…………………………………….…….. 24 2.2.2. Картографические знаки и способы изображения тематического содержания……………………………………………………………….…….. 25 2.3. Картографическая генерализация………………………………….…….. 33 2.3.1. Смысл картографической генерализации……………………….…….. 33 2.3.2. Факторы генерализации…………………………………………….….. 34 2.3.3. Виды и способы генерализации………………………………….…….. 35 2.4. Использование карт………………………………………………………. 38 3. Технология создания карт……………………………………….……... 40 3.1. Виды картографических технологий……………………………………. 40 3.2. Проектирование карт………………………………………………….….. 40 3.2.1. Основные этапы создания карт………………………………….……... 40 3.2.2. Картографические источники…………………………………….……. 41 3.2.3. Анализ и оценка карт как источников…………………………….…… 44 3.2.4. Программа карты………………………………………………….…….. 46 3.3. Составление и оформление карт…………………………………….…… 47 3.4. Подготовка к изданию и издание карт…………………………….…….. 50 3.5. Компьютерные технологии создания карт………………………….…... 52 3.5.1. Общее понятие………………………………………………………..…. 52 3.5.2. Функциональные возможности программного обеспечения…….….. 55 3.5.3. Технологическая схема создания и подготовки к изданию карт и атласов с применением компьютерной техники……………………….….… 56 4. Карты в землеустройстве и кадастрах………………………….…….. 59 Список литературы……………………………………………………….…… 62 4 1. Введение в картографию 1.1. Предмет и структура картографии Картография – это область науки, техники и производства, основным направлением которой является изучение, создание и использование различных картографических произведений, или – это наука о географических картах, методах их создания и использования. Современная картография представляет собой разветвленную систему научных дисциплин и технических отраслей, все они тесно связаны между собой и со многими другими отраслями науки и техники. Основные картографические дисциплины следующие: 1. Общая теория картографии (картоведение) – изучает предмет и метод картографии как науки, вопросы методологии создания и использования карт. Картоведение – это общее учение о картографических произведениях. 2. История картографии – изучает историю идей, представлений, методов картографии, развитие картографического производства, а также старые картографические произведения. 3. Математическая картография – дисциплина, изучающая математическую основу карт. В ней разрабатываются теория и методы картографических проекций, анализируются распределение искажений в них, построение картографических сеток с заданными условиями. 4. Проектирование и составление карт – изучает и разрабатывает методы и технологию лабораторного (камерального) изготовления и редактирования карт. 5. Картографическая семиотика – разрабатывает язык карты, теорию и методы построения систем картографических знаков, правила их использования. 6. Оформление карт или картографический дизайн – изучает теорию и методы художественного проектирования картографических произведений их штрихового и красочного оформления, в том числе средствами компьютерной графики. 7. Экономика и организация картографического производства – изучает проблемы оптимальной организации и планирования производства. 8. Издание карт – техническая дисциплина, разрабатывающая технологию печатания карт, атласов и другой картографической продукции. 9. Использование карт – разрабатывает теорию и методы применения картографических произведений (карт, атласов, глобусов и др.) в различных сферах практической, научной, культурной, образовательной деятельности. 10. Картографическое источниковедение – изучает и разрабатывает методы оценки и систематизации картографических источников (карт, снимков, статистических данных и других документов), используемых для составления карт. 11. Картографическая информатика – изучает и разрабатывает 5 методы сбора, хранения и предоставления информации о картографических произведениях и источниках. Раздел занимающийся систематизацией изданных карт и атласов, составлением указателей, списков, обзоров, называется картобиблиографией. 12. Картографическая топонимика – изучает географические названия, их смысловое значение с точки зрения правильной передачи на картах. Система картографических дисциплин развивается, появляются новые отрасли картографии. Например, появление глобальных позиционирующих систем (ГПС) привело к появлению в математической картографии нового направления – спутникового позиционирования. В системе картографии сложилось множество отраслей, различных по тематике: общегеографическое, геологическое, почвенное, этнографическое картографирование и др. С появлением новых отраслей знания возникают все новые разделы тематической картографии. Примерами могут служить недавно сформировавшиеся геоэкологическое, экогеохимическое и радиоэкологическое картографирование. Кроме того, достаточно четко выделяются такие отрасли как учебное, научное, туристическое, навигационное картографирование. Виды картографирования можно подразделить: 1) по объекту – астрономическое, планетное и земное картографирование. В свою очередь земное можно разделить на картографирование суши и океанов; 2) по методу – наземное, аэрокосмическое, подводное; 3) по масштабу – крупно-, средне- и мелкомасштабное; 4) по уровню обобщения – аналитическое, комплексное и синтетическое; 5) по степени автоматизации – ручное, автоматизированное и автоматическое; 6) по оперативности – базовое и оперативное. 1.2. История развития картографии Создателем первой географической карты считают древнегреческого ученого Анаксимандра. В VI в. до н.э. он начертил первую карту известного тогда мира, изобразив Землю в форме плоского круга, окруженного водой. В III в. до н.э. древнегреческий ученый Эратосфен написал книгу "Географика", впервые применив термины "география", "широта" и "долгота". Наиболее древние из уцелевших картографических изображений созданы в Вавилонии и Египте в 3—1-м тыс. до н. э. Свои первые научные основания картография получила в Древней Греции, где были созданы географические карты, учитывавшие шарообразность Земли. Знаменитое "Руководство по географии Клавдия Птолемея" (2 в.) 6 было по существу руководством к составлению географических карт. Оно включало карту мира и 16 карт крупных подразделений Земли. После Птолемея картография на Западе пришла в упадок, хотя римляне вели большие работы по съемке земельисоставлению дорожных карт. В начале 14 в. в картографии появился новый тип карт. Это были морские карты – портоланы, служившие навигационным целям; их создание стало возможным благодаря появлению в Европе магнитного компаса. В некоторых отношениях вершиной средневековой картографии можно считать небольшой глобус, изготовленный Мартином Бехаймом в 1492 и показывающий мир таким, каким он представлялся перед открытием Америки. Это самый старый глобус. Великие географические открытия европейцев во второй половине 15 в. предоставили картографам эпохи Возрождения новый материал. В то же время ученые повторно открыли и перевели с древнегреческого работы Птолемея, распространение которых стало возможным благодаря книгопечатанию. Герард Меркатор (1512–1594) уточнил положение многих пунктов на карте мира, разработал картографические проекции и создал капитальный атлас, опубликованный уже после его смерти. Первым атласом в современном смысле было собрание карт, опубликованное фламандцем Абрахамом Ортелием под названием «Зрелище земного шара». Успех этих предприятий привел к расцвету торговли картами; в последующие века эта отрасль пришла в упадок из-за недостатка новых идей. Новый толчок развитию картографии был дан в 17 в. в результате деятельности вновь образованных научных обществ, таких, как Лондонское королевское общество или Королевская академия наук в Париже. Эти организации финансировали научные экспедиции, а также прилагали немало усилий для более точного определения формы Земли и местоположения отдельных пунктов, что способствовало значительному прогрессу картографии. Существенную роль в развитии топографической картографии сыграли изобретение теодолита, мензулы, барометра и маятниковых часов, а также разработка новых способов изображения (изолинии, штриховка и пр.). В 19 в. отмечаются заметные успехи в мелкомасштабном картографировании и особенно в развитии количественной картографии. В конце 19 в. немецкий географ Альбрехт Пенк выступил на Международном географическом конгрессе с предложением создания Международной карты мира. Этот проект удалось осуществить в 20 в. В нашем столетии широко распространилось использование аэрофотоснимков. Представления о строении земной поверхности и форме Земли существенно обогатились благодаря наблюдениям с искусственных спутников, с которых были получены материалы для картографирования и других небесных тел. Замечательный памятник русского летописания "Повесть временных лет" Нестора (около 1113 г.) свидетельствует о широте историко-географического кругозора летописца Древней Руси. Последующее раздробление русских княжеств ограничило интерес к географическим знаниям о карте. Монголо- 7 татарское иго XIII - XV вв., принесшее русскому народу неисчислимые бедствия, задержало экономическое и культурное развитие Руси. Положение изменилось лишь в конце XV века, когда образовалось Русское централизованное государство. Этот процесс сопровождался ликвидацией феодальной раздробленности отдельных земель и княжеств, быстрой централизацией управления и активизацией внешней политики. В таких условиях стала ощущаться острая необходимость в изучении страны и в создании её подробной карты. Как правило, служилым людям, работавшим на окраинах, а равно всем посольствам, отправлявшимся в чужие страны, поручалось составлять чертежи новооткрытых или посещенных земель. Такие съемки должны были быть примитивными. Но именно эти работы открыли культурному миру обширную страну, единственным источником для познания которой, кроме легенд античных авторов, служили смутные указания Марко Поло и других западноевропейских путешественников в Монголию. Разнообразие и многочисленности картографических работ выполнявшихся XVI веке в связи с военными, административными, хозяйственными и дипломатическими надобностями, свидетельствует опись архива Ивана IV, составленная около1575 г. Она перечисляет несколько ящиков с находившимися в них "чертежами" - картами, отдельные из которых относились к первой четверти XVI века, но большинство было порождено позднейшими событиями - активной внешней политикой Ивана IV, в частности Ливонской войной и завоеванием Казанского царства. Изготовление чертежей побуждалось Москвой и выполнялось местной администрацией, посылавшей служилых людей для непосредственного описания местности. Русской картографии с момента ее зарождения были свойственны две замечательные черты: реальный, "полевой" характер исходных материалов и государственная направленность картографической деятельности. Русские карты XVI и ХVII вв. являлись государственным достоянием и не служили, как это было на западе, предметом торговли и вообще коммерческого интереса. Вершиной русской картографии XVI в. был "Большой Чертеж всему Московскому государству", составленный, по-видимому, около 1600 г. Русские карты XVI и XVII вв. размножались рукописно, т. е. в единичных экземплярах. Большинство из них стало жертвой времени: пожары, постоянно опустошавшие русские города, разорение Москвы польскими интервентами, небрежное хранение в архивах потерявших практическую ценность документов - все это способствовало утере карт. Тем не менее, некоторые карты XVII в., сохранились до наших дней Петр I считал делом государственной важности составление карты России, которая помогла бы в освоении малоизвестных районов страны. По личному указу Петра I два геодезиста - Федор Лужин и Иван Евреинов были посланы в I719 г. на Северо-Восток (Дальний Восток). Им, как известно из письменного указа, надлежало выяснить, "сошлась ли Америка с Азией". До 8 этого, отправляя в Персию Волынского (I7I5 г.), Петр I приказал ему выяснить, "нет ли какой реки из Индии", которая впадала бы в Каспийское море, а гвардии майору И. Лихачеву исследовать (I7I8 г.) Иртыш, озеро Зайсан, Черный Иртыш. Рождение российской современной картографии сопровождалось одновременной организацией картоиздания, подготовки кадров для съемок и составления карт, экспедиций для картографирования речных систем и морей и, в конечном счете, первой государственной съемки огромного пространства страны (1717-1752 гг.). Во всех этих начинаниях отчетливо прослеживается непосредственное участие Петра I. Последующий период развития российской картографии (до начала 1760-х годов) раскрыл действенность петровских замыслов и начинаний. Государственная съемка осуществлялась получившими геодезическое образование выпускниками Московской математико-навигацкой школы и Петербургской Морской академии. По традиции их называют петровскими геодезистами. Деятельность геодезистов и организация исследовательских экспедиций контролировалась Сенатом и непосредственно обер-секретарем Сената И.К. Кириловым - выдающимся русским картографом и географом XVIII столетия. Под его руководством геодезистами была создана первая генеральная карта Российской империи (1734 г.) и первый выпуск «Атласа Всероссийской империи» из 37 карт, напечатанный на личные средства Кириллова. В 1739 году был создан Географический департамент Академии наук, ставший основным картографическим центром страны. Под руководством великого математика Л. Эйлера в 1745 году был завершен академический "Атлас Российский" - первый русский национальный атлас, покрывший своими картами всю территорию России. В нем были сведены съемки петровских геодезистов и результаты многих географических исследований предшествующих лет. Однако по причине содержащихся в нем неточностей Атлас 1745 года не мог полностью удовлетворить потребностей эпохи, и одновременно с его выходом в свет началась работа по совершенствованию карт атласа. При Горном училище в 1792 году был напечатан полноценный национальный атлас России - «Российский атлас из сорока четырех карт состоящий и на сорок на два наместничества Империю разделяющий», который достаточно полно и реально отражал пространство огромной империи. Горное училище с 1784 года находилось в ведении Кабинета Екатерины II, где с 1786 года существовал специальный аппарат для разработки атласа, получивший название Географического департамента Кабинета Ее Императорского Величества. Составителем карт атласа, отражающего новое административное деление империи, был А.М. Вильбрехт (1756-1823). Говоря о «веке Екатерины» в картографии, можно заметить, что почти все стороны ее государственной деятельности находят свое отражение в картографии. Постепенно карта входит в бытовой обиход. Более того, во 9 второй половине XVIII века становится модным украшать табакерки, фарфоровые изделия, памятные медали и другие предметы картографическими изображениями. В 19 в. интересы военного дела вызвали надобность в подробных топографических картах местности. В этот период картографию считали либо отделом геодезии, либо ограничивали её научные интересы картографическими проекциями и отчасти способами измерения по картам, т. е. конкретными и относительно узкими математическими проблемами. Между тем дифференциация наук и потребности практики во 2-й половины 19 в. обусловили разработку большого числа разнообразных тематических карт — геологических, климатических, почвенных, экономических и др.; чисто геометрическая трактовка картографии того времени препятствовала её развитию. Новые взгляды на картографию установились ранее всего в СССР, где плановое хозяйство нуждалось в разностороннем картографировании страны: уже в 30-х гг. под картографией стали понимать науку о методах и процессах составления и воспроизведения карт, что было прогрессивным явлением по сравнению с прежним представлением о картографии. Однако в тени ещё оставались изучение существа карт и разработка методов их использования. Создание в СССР в 1937 г. Большого Советского атласа мира потребовало заполнения этого пробела и разработки соответствующих разделов картографии, что привело к её сегодняшнему положению. Великая отечественная война наложила свой отпечаток на развитие картографии. После победы приступили к завершению работ по созданию топографических карт масштаба 1:1000000 на всю территорию страны. В 1954 г. Вышел Справочный атлас Мира, который завоевал всеобщее признание и был переиздан в 1967 г. Среди выдающихся картографических произведений 60 –х гг. можно также выделить Физико-географический атлас мира и Атлас народов мира. В настоящее время почти ежегодно выпускаются новые крупные картографические произведения. Всё большее значение приобретают технологии создания карт с помощью географических информационных систем (ГИС) и средств компьютерной графики. Появляется и развивается новая отрасль – оперативная картография, позволяющая в кратчайшие сроки создавать великолепные по дизайну и самые современные по состоянию картографические произведения. Изучение истории картографии позволяет понять её современное положение и задачи, яснее видеть перспективы её последующего развития. |