Минобрнауки россии федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
 Скачать 1.73 Mb.
|
|
Азимутальные проекции – поверхность земного шара (эллипсоида) переносится на касательную или секущую плоскость. Нормальная (полярная) азимутальная проекция – плоскость перпендикулярна к оси вращения Земли. Параллели в ней являются концентрическими окружностями, а меридианы – радиусы этих окружностей. В таких проекциях всегда картографируют полярные области нашей и других планет. 19 Поперечная (экваториальная) азимутальная проекция – плоскость проекции перпендикулярна к плоскости экватора, всегда используется для карт полушарий. Косая азимутальная проекция – проектирование выполнено на касательную или секущую вспомогательную плоскость, находящуюся под любым углом к плоскости экватора. Можно допустить, что азимутальная проекция является предельным случаем конической, когда угол при вершине конуса равен 180°. Рис. 7. Азимутальные проекции. а – нормальная или полярная проекция на плоскость; б – сетка в полярной проекции; в – сетка в поперечной (экваториальной) проекции; г – сетка в косой азимутальной проекции. В зависимости от положения точки, из которой ведется проектирование шара на плоскость различают: 1. ортогональные проекции – когда точка находится в бесконечности; 2. внешние – точка находится за пределами шара на продолжении диаметра; 3. стереографические – точка находится на противоположном конце диаметра; 4. гномонические – точка расположена в центре шара. Рис. 8. Положение центра проектирования для азимутальных проекций Поликонические проекции – это проекции, получаемые в результате проектирования шара (эллипса) на множество конусов. Средний меридиан в 20 проекции – прямая линия, остальные меридианы – кривые симметричные относительно среднего. Параллели – дуги разноцентренных окружностей. Центры этих окружностей лежат на среднем меридиане. Т.о. параллели проводят из разных центров различными радиусами. Очевидно, что по среднему меридиану расстояния между параллелями равны, а по мере удаления от среднего меридиана они увеличиваются. Проекция удобна для изображения территорий вытянутых вдоль меридианов. Простая поликоническая проекция положена в основу проекции принятой для международной карты мира масштаба 1:1000000. Применяется как многогранная. Рис. 9. Принцип построения поликонической проекции. а –положение конусов; б – полосы; в –развертка. Условные проекции – это проекции, для которых нельзя подобрать простых геометрических аналогов. Их строят, исходя из каких-либо заданных условий, например: желательного вида географической сетки; того или иного распределения искажений на карте; и др. В частности, к условным принадлежат: псевдоцилиндрические, псевдоконические, псевдоазимутальные и другие проекции, полученные путем преобразования одной или нескольких исходных проекций. Псевдоцилиндрические проекции – проекции, в которых параллели прямые линии (как и в нормальных цилиндрических проекциях), средний меридиан – перпендикулярная им прямая, а остальные меридианы – кривые, увеличивающие свою кривизну по мере удаления от среднего меридиана. Чаще всего эти проекции применяют для карт мира и Тихого океана. Псевдоконические проекции – это проекции, в которых все параллели изображаются дугами концентрических окружностей (как в нормальных конических), средний меридиан – прямая линия, а остальные меридианы – 21 кривые, причем кривизна их возрастает с удалением от среднего меридиана. Применяются они для карт России, Евразии, других материков. Псевдоазимутальные проекции – видоизмененные азимутальные проекции. В полярных псевдоазимутальных проекциях параллели представляют собой концентрические окружности, а меридианы – кривые линии, симметричные относительно одного или двух прямых меридианов. Поперечные и косые псевдоазимутальные проекции имеют общую овальную форму и обычно применяются для карт Атлантического океана или Атлантического вместе с Северным Ледовитым. Многогранные проекции – это проекции, получаемые путем проектирования шара (эллипсоида) на поверхность касательного или секущего многогранника. Чаще всего каждая грань представляет собой равнобочную трапецию, хотя возможны и иные варианты, например, шестиугольник, квадрат, ромб. Рис. 10. Схема многогранной проекции и расположение листов карт. Разновидностью многогранных являются многополюсные проекции, причем полосы могут "нарезаться" и по меридианам, и по параллелям. Такие проекции выгодны тем, что искажения в пределах каждой грани или полосы совсем невелики, поэтому их всегда используют для многолистных карт. Рамка каждого листа, составленного в многогранной проекции, представляет собой трапецию, образованную линиями меридианов и параллелей. За это приходится "расплачиваться" – блок листов карт нельзя совместить по общим рамкам без разрывов. На рис. 11 приведены виды сеток меридианов и параллелей в разных картографических проекциях. 22 Рис. 11. Виды сеток меридианов и параллелей в разных картографических проекциях. а – цилиндрическая; б – коническая; в – азимутальная; г – псевдоцилиндрическая; д – псевдоконическая; е –поликоническая; ж – псевдоазимутальная. 2.1.4. Проекция Гаусса – Крюгера. Топографические карты в России создают в равноугольной поперечно- цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера. Главное требование к проекции топографических карт – это искажения расстояний и углов должны быть меньше точности измерений по карте. Проекция Гаусса-Крюгера вполне отвечает этим требованиям. Рис. 12. Поперечная цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера Систему Гаусса–Крюгера иногда называют зональной, потому что поверхность Земли делят меридианами на зоны и в каждой зоне принимается своя система координат. Последовательность построения равноугольной поперечной цилиндрической проекции Гаусса–Крюгера: Поверхность эллипсоида условно делят меридианами на 6°–ые зоны, всю земную поверхность охватывает 60 6°–ых зон. Каждую зону проецируют на внутреннюю боковую поверхность цилиндра, каждая зона имеет вид двуугольника, ограниченного двумя меридианами. Поверхность цилиндра разрезают и развертывают в плоскость. При этом осевой меридиан изобразится без искажений, его принимают за ось абсцисс ХХ; экватор также изобразится прямой, перпендикулярной к осевому меридиану, – его принимают за ось ординат УУ. Начало координат в каждой зоне в точке пересечение экватора и осевого меридиана. На топографических картах и планах прямоугольные координаты Х и У представлены прямоугольной координатой (километровой) сеткой. Положительным направлением абсцисс считается направление от экватора к северу, положительным направлением ординат – направление от осевого 23 меридиана на восток. Для всех точек на территории нашей страны абсциссы имеют положительный знак. Для того чтобы ординаты точек также были только положительными, в каждой зоне ординату начала координат принимают равной 500 км. Для однозначного определения положения точки перед каждой приведенной ординатой ставится номер зоны. Масштаб изображения в проекции вдоль осевого меридиана сохраняется и равен 1. Проекция - равноугольная, т.е. нет искажений углов и форм контуров. Искажения длин увеличиваются по мере удаления от среднего меридиана. На расстоянии 200км - 0,0005, 350 км - 0,0015. Для удобства в работе смежные зоны имеют перекрытия. Западная зона перекрывает восточную на 30', восточная западную на 7'30" по долготе. Точки триангуляции, попадающие на эти территории, вычисляются в координатах обеих зон. Рис. 13. Перекрытия зон проекции Гаусса–Крюгера. Сетка прямоугольных координат состоит из прямых линий, параллельных экватору и осевому меридиану. В масштабах 1:10000, 1:25000, 1:50000 координатные линии проводят через 1 км; в масштабах 1:100000 - через 2 км; в масштабах 1:200000 - через 4 км; в масштабах 1:300000 и 1:500000 сетка не проводится, но даются ее выходы на рамке через 10 км. Сетку прямоугольных координат называют километровой. В пределах одной зоны координатные линии соседних листов карты строк образуют единую координатную сетку. На стыках соседних зон километровые линии располагаются под некоторым углом друг к другу, так как осевые меридианы зон не параллельны друг другу. Решение задач в прямоугольных координатах для точек разделенных крайними меридианами зоны становится затруднительным. Возникает необходимость в вычислении поправок за счет изменения начала координат и поворота осей. 24 Рис. 14. Координатная сетка на стыке двух зон. Чтобы преодолеть это затруднение листы топокарт, расположенные в пределах 2° к востоку и западу от крайнего меридиана зоны имеют дополнительную километровую сетку соседней зоны. Координатные линии дополнительной сетки обозначаются короткими штрихами за внешней рамкой карты. Чтобы устранить затруднения с использованием координатных сеток, относящихся к разным зонам, принято в пределах полос протяжением в 2° долготы вдоль западной и восточной границ зоны показывать выходы линий координатной сетки не только своей зоны, но и ближайшей соседней. При одновременном пользовании двумя соседними листами карты, расположенными в смежных зонах, надо на листе, имеющем выходы дополнительной сетки, провести карандашом прямые линии между противоположными выходами одноименных линий этой сетки. Относительно этих линий определяются координаты заданных точек 2.2. Картографическая информация. 2.2.1. Элементы содержания карты. Все географические элементы карты в сочетании называются ее содержанием. Содержание карт различно, оно зависит от масштаба и назначения карты. Содержание географической карты включает изображение особенностей географического ландшафта (рельеф, гидрографию, растительный покров и грунты), а также социально-экономические объекты (населенные пункты, пути сообщения, промышленные и сельскохозяйственные предприятия и др.). Из географических элементов наиболее сложным для отображения является рельеф. Наиболее часто рельеф на картах изображается горизонталями, гипсометрическим способом (раскраской по ступеням) и способом отмывки. Каждый из этих способов имеет свои положительные и отрицательные стороны. 25 Гидрографические объекты — моря, океаны, озера — изображаются на картах в форме четко ограниченных контуров, закрашенных в голубой цвет. Глубины водоемов отображены изобатами с послойной окраской. Шкала глубин морей и океанов различна. Однако на всех обзорных картах указывается изобата, соответствующая 200 м. Она считается границей материковой отмели. Реки на мелкомасштабных картах изображаются так, чтобы четко выделялись речные системы. Величина рек показана размером условного знака, а деление на судоходные и несудоходные указано особенностью шрифта. В засушливых районах показываются все мелкие реки. Растительный покров и грунты на мелкомасштабных картах общегеографического характера изображаются обобщенно, но подробно изображаются на тематических картах этой группы. Населенные пункты на обзорных картах изображаются со значительным обобщением и отбором. Обычно отображается лишь их незначительная часть с учетом обжитости района, вида населенного пункта и масштаба карты. В густонаселенных районах показывают лишь 2—4% пунктов, имеющихся на местности. В малообжитых районах на карты наносят все населенные пункты, до отдельных дворов включительно. Крупные населенные пункты на этих картах передаются знаком, отдаленно напоминающим очертания города. Все остальные изображаются пунсонами различного размера. Тип и политико-административное значение населенных пунктов можно определить также по характеру шрифтов и подчеркиванию названий. Пути сообщения. На обзорных картах показаны только важнейшие железные и автомобильные дороги. В малообжитых районах указывают не только все дороги, но и караванные пути и тропы. Морские пути сообщения указывают портами и линиями пароходных рейсов. На картах указана протяженность каждой линии и километрах, а иногда и в морских милях. На всех мелкомасштабных картах показывают государственные и политико- административные границы до границ областей включительно. 2.2.2. Картографические знаки и способы изображения тематического содержания. Основное свойство, которое отличает карту от других графических моделей (аэро- и космические снимки, панорамы и др.) это использование на ней условных знаков. Исследованием свойств знаков и знаковых систем занимается наука - семиотика. На стыке картографии и семиотики сформировался особый раздел - картографическая семиотика, которая разрабатывает общую теорию систем картографических знаков как языка карты. Язык карты- это используемая в картографии знаковая система, включающая условные обозначения, способы изображения, правила их построения, употребления и чтения при создании и использовании карт. 26 В связи с автоматизацией и компьютеризацией картографии внимание к языку карты особенно возросло. Картографические исследования тесно связаны с общей семиотикой, машинной графикой, художественным дизайном и психологией восприятия. Они направлены на повышение качества электронных карт. Картографические условные знаки - это графические символы, с помощью которых на карте показывают вид объектов, их местоположение, форму, размеры, качественные и количественные характеристики. До недавнего времени все знаки были статичными, однако с развитием электронных технологий появились и динамичные условные знаки. На географических картах все объекты показывают специальными знаками, которые составлены так, что их внешний вид по своему рисунку или цвету часто напоминает характерные особенности изображаемых предметов. Однородные группы таких объектов показывают общим исходным знаком. Качественные и количественные различия предметов, входящих в определенную группу, передаются с небольшими изменениями и дополнениями основного знака, например условные знаки дорог, мостов и др. Четкое отображение объектов достигается простотой начертания знаков, их небольшими размерами и легкостью запоминания и чтения. Для топографических карт применяют в основном три группы знаков: масштабные, внемасштабные и пояснительные. Для передачи содержания тематических карт используют разнообразные способы показа географических объектов и явлений: способ качественного фона, точечный способ, способ изолиний, значков, ареалов, линий движения, картодиаграмм и картограмм. 1. Способ качественного фона применяют для отображения качественных различий явлений сплошного распространения по единицам территориального деления. Этот способ тесно связан с классификационным подразделением территории по какому-либо признаку, с типологическим районированием. Например, выделение районов сельскохозяйственной специализации, ландшафтов, типов почвенного покрова, растительных ассоциаций. В качестве графических средств используют цветовой фон, или штриховой фон. Иногда на картах совместно применяют оба эти средства, так, на почвенной карте генетические типы почв дают цветовым фоном, а механический их состав - наложенным поверх цвета штриховым фоном. Для удобства качественный фон сопровождают индексами, которые проставляют на карте и в легенде. 27 Рис. 15. Качественный фон. Рис. 16. Количественный фон. 2. 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. Окраска или штриховка выполняется по шкале, т.е. интенсивность возрастает или убывает в соответствии с изменением признака. Примерами использования количественного фона могут служить карты запасов гидроресурсов в речных бассейнах, карты районирования территории по степени расчленения рельефа и т.п. Важно сочетание качественного и количественного фонов, например, при выделении районов преобладающих конфессий (качественный фон) с дополнительной характеристикой процентного соотношения населения разного вероисповедания. 3. Картодиаграмма — способ изображения явлений с помощью диаграмм. На них показывают размещение и величину того или иного явления диаграммными условными знаками (столбики, квадраты, круги), которые отнесены к определенной территориальной единице (району, области, стране). Картодиаграммы применяют для показа таких явлений, как валовый сбор сельскохозяйственной продукции, общее число учащихся, объем промышленного производства, потребление электроэнергии в целом по административным единицам и т.п. В одной административной единице можно дать несколько диаграмм для разных видов промышленности. Однако по картограммам нельзя определить, где именно размещено то или иное производство или в каком конкретно городе потребляют больше электроэнергии, - все отнесено к району в целом. Этим способ картодиаграммы принципиально отличается от способа значков. Зато легко и наглядно можно сравнить между собой целые районы или области. 28 Рис. 17. Картодиаграмма. Рис. 18. Картограмма. 4. Картограмма — графическое выражение на карте (схеме) цветом или штриховкой разной густоты степени интенсивности того или иного явления по отдельным территориальным единицам. При этом каждая такая единица считается как бы однородной по характеру развития данного явления. Если картодиаграмма передает абсолютные величины (например, количество посевных площадей по районам какой-то области), то картограмма отражает относительные показатели, скажем, различия плотности населения па карте, число детских учреждений на тысячу жителей, процент лесопокрытой площади по областям и т. п. Иногда статистические показатели берут только на ареал их распространения, например, плотность населения показывают только в обжитых районах, исключив болота или высокогорья, а показатели средней урожайности культур дают лишь в пределах контуров обрабатываемых сельскохозяйственных земель. Такой способ называют |