Файл: kartografia_1-10.docx

1. Картография, ее предмет и задачи, научное и практическое значение. Теоретические концепции картографии.

Картография – это область науки технологии и производства, охватывающая создание, изучение и использование картографических произведений.

Предметом картографии по определению являются разнообразные картографические произведения - их свойства, методы создания и использования.

Картография интегрирует фундаментальные дисциплины рассматриваемой области знаний: картоведение; теорию и историю картографии; математическую картографию; проектирование, составление и редактирование карт; оформление (картографический дизайн) и издание карт; картометрию.

Главнейшая задача картографии - это разработка, создание, изучение и использование картографических произведений. В настоящее время одной из главных задач картографии является создание цифровых и электронных карт, а также формирование баз цифровой картографической информации.

В настоящее время в картографии сложилось несколько теоретических концепций - систем взглядов на предмет и метод картографии.

Познавательная или модельно-познавательная концепция трактует картографию как познавательную науку, тесно связанную с науками о Земле, естественными и социально-экономическими науками. Представителями этой концепции являются главным образом российские картографы Н.Н.Баранский, К.А.Салищев, А.В.Гедымин, А.Г.Исаченко и их последователи еще с 1940-х гг.

Коммуникативная концепция рассматривает картографию как отрасль информатики, а карту как средство коммуникации, канал информации. В развитие этой системы взглядов большой вклад внесли в 60-70 годы XX в. западные картографы Е.Арнбергер, А.Колачный, А.Робинсон и др.

Языковая (картоязыковая) концепция считает картографию как науку о языке карты, а карту — как особый текст, выполненный с помощью условных знаков. Разработками этой концепции являются А.Ф.Асланикашвили, А.А.Лютый, Я.Правда (1970-1980 -е гг.).

2. История картографии. Картография античного времени. Труды Птолемея. Римские дорожные карты. Картография в средние века. Портоланы.

Истоки зарождения картографии относятся к глубокой древности. Еще в первобытном обществе, задолго до появления письменности появились схематические рисунки (чертежи) расположения участков охоты, рыбной ловли с указанием дорог к ним и др. К числу древнейших принадлежит наскальный рисунок бронзового века (II тыс. до н.э.) в Северной Италии, картографический рисунок на серебряной вазе, найденный при раскопках вблизи г. Майкопа на Северном Кавказе ( III тыс. до н.э.) и др. Древнейшая из сохранившихся карт обнаружена при раскопках вблизи г. Вавилона (2200 г. до н.э.).

Научные истоки картографии берут начало в Древней Греции, где были составлены географические карты, учитывающие шарообразность Земли. Этому способствовали расширение колониальных владений и торговли, походы Александра Македонского (IV в. до н.э.), которые сопровождались географическими открытиями. Астроном Гиппарх (II в.до н.э.) предложил при создании карт наносить градусную сетку, построенную по данным астрономических наблюдений широт и долгот. Он же впервые применил и сам термин «географическая широта» и «географическая долгота», ввел деление окружности на 360˚ и разработал ряд проекций для звездных карт. В это же время был изготовлен первый глобус.

Научные основы картографии заложил знаменитый древнегреческий ученый математик, астроном, картограф и географ Клавдий Птолемей (III .вв. н..э.).

В Древнем Риме карты широко использовались в военных и экономических целях для транспортных связей с удаленными провинциями и странами. Появились дорожные карты, предназначенные для пользования ими в пути. До нашего времени сохранилась копия с одной из таких карт, найденная в XVI в. немецким историком Пейтингером и в литературе поэтому получила название «Пейтингерова таблица». Она представляет собой пергаментный лист шириной 30 см и длиной 7 м.

Средневековье. в странах Арабского Востока и Армении картография достигла определенных успехов, заключающихся прежде всего в сохранении памятников античного времени, в переводе «Руководства по географии» К.Птолемея и др. Карты, составленные арабскими и армянскими картографами, отличались реалистичностью содержания.

В связи с этим в конце XIV в. получили широкое распространение морские компасные карты – портоланы. Эти карты подробно изображали береговую линию, места стоянки судов. Для прокладки курса корабля на них вычерчивалась специальная сетка компасных линий (с направлениями до 28 румбов). Для измерения расстояний на картах помещался линейный масштаб. Однако, компасные карты не были приспособлены для плавания по океанам, поэтому мореплаватели обратились к глобусам, которые с конца XV в. стали изготавливаться для целей мореплавания

3. Зарождение русской картографии. Труды С. Ремезова. Картография нового времени. Русская картография при Петре I. Государственные съемки России. И. Кирилов.

Уже в допетровскую эпоху в России было известно искусство составления географических чертежей, что доказывает «Большой Чертеж», начавший составляться ещё в XVI веке(по-видимому, по приказу Ивана Грозного) и значительно пополненный в XVII веке, но который, к сожалению, до нас не дошёл (он имелся лишь в одном экземпляре); сохранился лишь комментарий к нему, «Книга Большому Чертежу».  Ремезов- Им составлены три уникальных атласа — «Хорографическая книга Сибири», «Чертёжная книга Сибири»( первый русский географический атлас, обобщивший результаты географических открытий XVII века) и «Служебная книга Сибири». Все они являются ценнейшими памятниками русской картографии.

Новое время. Развитие капиталистических отношений в Зап. Европе, расширение экономических связей, колонизация новых территорий увеличивало потребность в новых картах различных масштабов и назначения.

Реформы Петра I затронули практически все стороны жизни общества. Существовавшая система географического описания и картографирования не отвечала потребностям страны. Царь-реформатор придавал особое значение созданию точных карт российского государства. Развернувшиеся государственные съемки были призваны дать четкое представление о территории всей страны. Масштабы и качество русских картографических работ были по достоинству оценены в Европе благодаря целому комплексу обзорных и специальных карт, которые широко издавались как в самой России, так и за рубежом. Именно в эпоху Петра началась история военной топографии и картографии, расцвет которой пришелся на XIX век.

Иван Кириллович Кирилов, один из основателей отечественной географической науки. Автор первого экономико-географического описания России: начал издание первого русского Атласа Всероссийской империи в 1734 г. Для его составления использовал многочисленные материалы съёмочных работ петровского и послепетровского времени и иностранные карты. Таким образом, И. К. а можно считать первым русским экономикогеографом.

4. Карта, ее свойства. Элементы географических карт: картографическое изображение, легенда, математическая основа, вспомогательное оснащение, дополнительные данные.

Карта- математически определенное, уменьшенное, генерализованное изображение поверхности Земли, другого небесного тела или космического пространства.

Элементы карты-это ее составные части, включающие само картографическое изображение, легенду и зарамочное оформление карт. Картографическое изображение-содержание карты,совокупность сведений об объектах и явления, их размещении, св-х,взамосвязях,динамике.(Общегеографические карты-населенные пункты,соц-эконом и культурные объекты, на тематических и специальных-гео.основа, тематическое изображение).Легенда-система использованных на ней условных обозначений и текстовых пояснений к ним. Математическая основа-координатная сетка,масштаб,геодезическая основа.Вспомогательное оснащение карты облнгчает чтение и пользование ей. Включает картометрические графики, схему изученности картографируемой территории,схему использованных материалов, разнообразные справочные сведения. К дополнительным данным относят карты-врезки,фотографии,диаграммы,графики,профили,текстовые и цифровые данные.

5. Картографические произведения: глобусы, блок-диаграммы, анаглифы, рельефные карты и др. Фотокарты, космофотокарты. Понятие об электронных картах.

Глобусы-вращающиеся шарообразные модели Земли, планет или небесной сферы, с нанесенным на них картографическим изображением. Имеют масштаб, систему меридианов и параллелей. На глобусах отсутствуют искажения, присущие картографическим проекциям, сохраняется постоянство масштаба. Глобусы различаются по объекту(земные, небесные, планетные), тематике(общегеографические, геологические, политические), назначению(учебные, навигационные и др.), по размерам(большие кабинетные, настольные, малые, миниатюрные).Первые глобусы изготовлены в Европе в 15-16 в. Современные глобусы из пластика. Наиболее употребительные масштабы земных глобусов – 1:30000000 – 1:80000000.

Рельефные карты –карты, дающие объемное трехмерное изображение местности. Вертикальный масштаб всегда преувеличен по сравнению с горизонтальным в 2-5 раз. Изготавливали из дерева, гипса, картона, теперь из пластика.

Блок-диаграммы – трехмерные плоские картографические рисунки, совмещающие изображение какой-либо поверхности с продольными и поперечными вертикальными разрезами. Геологические и геоморфологические отражают устройство земной поверхности, почвенные – соотношение рельефа местности и почвенного профиля. Иногда блок-диаграммы строят в виде системы профилей(вертикальных сечений), делают в них вырезы или изображают отдельные блоки как бы раздвинутыми.

Анаглифы (анаглифические карты) – карты, отпечатанные двумя взаимно дополняющими цветами(сине-зеленым и красным) с параллактическим так, что оба изображения образуют пару. Просмотр таких карт через специальные очки, в которых каждый глаз видит только свой цвет, но в результате они воспринимаются как единое черно-белое объемное стереоскопическое изображение. Используют в качестве учебных пособий как наглядные рельефные модели.

Фотокарты – карты, совмещенные с фотоизображением. Сочетают достоинства подробных снимков с обобщенностью карт, что удобно при ориентировании на местности, научных исследованиях, инженерных и проектно-изыскательских работах. Если фотоосновой карты служат космические снимки, то таки карты называются космофотокартами.

Электронные карты – цифровые карты, визуализированные в компьютерной среде с использованием программных и технических средств в принятых проекциях. Изображения выведенных на дисплей называют экранными картами. Наряду с электронными картами существуют и электронные атласы – компьютерные аналоги обычных атласов. Интернет-карты, веб-карты, интернет-атласы

6. Математическая основа карт. Фигура и размер Земли. Эллипсоид Ф.Н. Крассовского.

Элементами математической основы карт является координатная сетка, масштаб, геодезическая основа. Известно, что Земля шарообразна, т.. н обладает формой идеального шара. Земля, как и всяко вращающееся тело сплюснуто у полюсов. Имеет выпусклости и вогнутости из-за неравномерного распределения массы земного в-ва и глобальных тектонических деформаций. Фигура земли, органиченая уровенной поверхностью океана – геоид. Наилучшее геометрическое приближение к реальной фигуре Земли – эллипсоид вращения – геометрическое тело, которое образуется при вращении эллипса вокруг его малой оси.

Эллипсо́ид Красо́вского — земной эллипсоид, определённый из градусных измерений в 1940 году. Малая полуось (полярный радиус) 6356863.019 м

Большая полуось (экваториальный радиус) 6378245.000 м

Средний радиус Земли, принимаемой за шар 6371100 м

Полярное сжатие (отношение разницы полуосей к большой полуоси) 1/298.3

Площадь поверхности Земли 510 083 058 км²

Длина меридиана 40 008 550 м

Длина экватора 40 075 696 м

Длина дуги 1° по меридиану на широте 0° 110,6 км

Длина дуги 1° по меридиану на широте 45° 111,1 км

Длина дуги 1° по меридиану на широте 90° 111,7 км

7. Математическая основа карт. Масштаб карт. Координатная сетка. Компановка.

Элементами математической основы карт является координатная сетка, масштаб, геодезическая основа. Масштаб карты – степень уменьшения объектов на карте относительно их размеров на земной поверхности(не поверхности эллипсоида). Различают главный и частный масштаб карт. Главный масштаб показывает, во сколько раз линейные размеры на карте уменьшены по отношению к эллипсоиду или шару. Частный масштаб отражает соотношения размеров объектов на карте и эллипсоиде в данной точке. Он может быть меньше или больше главного. Чем мельче масштаб картографического изображения и чем обширнее территория, тем сильнее сказываются различия между главным и частным масштабом. В основном карты городов составляют в масштабе 1:40000, областей 1:600000. Обзорные георафические карты могут составляться в любых масштабах мельче миллионного: 1:1500000, 1:2500000, 1:10000000.

КООРДИНАТНАЯ СЕТКА, в топографии сеть воображаемых линий, опоясывающих земной шар в широтном и меридиональном направлениях, с помощью которой можно точно определить положение любой точки на земной поверхности. Отсчет широт ведется от экватора – большой окружности, плоскость которой делит пополам земной шар под прямым углом к его оси. Параллельно экватору располагаются окружности, радиусы которых последовательно уменьшаются по направлению к Северному и Южному полюсам. Линии равных долгот соединяют между собой полюса и каждая из них составляет половину большой окружности, диаметром которой служит земная ось. Эти линии, называемые меридианами, делят поверхность Земли на 360 равных сегментов. Начальный меридиан, выбранный произвольно согласно международному соглашению, проходит через бывшую обсерваторию в Гринвиче (ныне район Лондона, Англия). Линии равных широт, или параллели, проводят через одинаковые расстояния вкрест меридианам. Экватор соответствует 0° широты; первая параллель к северу от него – 1° северной широты (с.ш.); десятая параллель к югу от экватора – 10° южной широты (ю.ш.) и т.д. Таким образом формируется система параллелей между экватором и полюсами. На полюсе широта равна 90°. Каждый градус широты (расстояние между соседними параллелями) подразделяется на 60 частей, называемых минутами (дальнейшее деление на 60 секунд представляет интерес главным образом для геодезистов и топографов). Линии долготы – меридианы, пересекающие параллели под прямыми углами и сходящиеся у полюсов, тоже подразделяются на градусы и минуты. Только на экваторе расстояние в 1° между соседними меридианами равно расстоянию между соседними параллелями – 111 км. С удалением от экватора по направлению к полюсам расстояние между соседними меридианами последовательно сокращается. На широте 45° оно составляет лишь 79 км. Отсчет долгот ведется к востоку и западу от Гринвича, в каждом направлении – по 180°. Линия, соответствующая долготе 180°, – продолжение нулевого меридиана. Она пересекает Тихий океан от полюса до полюса и проходит южнее экватора к востоку от Новой Зеландии, а севернее – через западную часть Алеутских о-вов.

Компоновка карт – это использование их внутреннего пространства. Использование внутреннего пространства карты означает выбор границ изображаемой территории, положение территории по отношениям рамки карты.Тонкости: располагать территорию ближе к рамкам, для более крупного изображения территории и по меньше прихватить сопредельной территории. Элемент компоновки карт: выбор центрального меридиана (для России 70-100. Центральный для Европы и Африки). Использование внутреннего пространства для размещение различных дополнительных элементов. Ее содержание: условные обозначения, дополнительные врезные карты, графики и т.п.

8. Картографические проекции. Виды искажений в проекциях. Классификация проекций по характеру искажений.

Картографическая проекция – математически определенное отображение поверхности эллипсоида планет на плоскость карты. Виды искажений: искажение длин(масштаб карты непостоянен в разных точках, линии и расстояния искажены), искажения площадей(масштаб площадей в разных точках карты различен, нарушаются размеры объекта), искажение углов(углы между направлениями на карте искажены относительно тех же углов на местности), искажение форм(фигуры на карте деформированы и не подобны фигурам на местности). По характеру искажений проекции бывают: равновеликие(сохраняются площади без искажений. Нарушены углы и формы), равноугольные(без искажений углы и формы, имеют искажение площадей), равнопромежуточные(масштаб длин по одному из главных направлений постоянен и обычно равен главному масштабу карты. Равнопромежуточные по меридианам/параллелям- без искажений остается масштаб вдоль меридианов/параллелей), произвольные(остальные виды проекций, в которых в тех или иных произвольных соотношениях искажаются и площади и углы).

9. Классификация проекций по виду нормальной картографической сетки: цилиндрические, конические, азимутальные, условные.

Цилиндрические проекции – проектирование с шара ведется на поверхность касательного или секущего цилиндра. Если ось цилиндра совпадает с осью вращения Земли, а поверхность касается шара по экватору – нормальная цилиндрическая проекция. Если ось цилиндра расположена в плоскости экватора – поперечная цилиндрическая. Если ось цилиндра расположена под углом к плоскости экватора – косая цилиндрическая.

Коническая проекция – поверхность шара проектируется на боковую поверхность касательного или секущего конуса. Нормальная коническая – когда ось конуса совпадает с осью вращения Земли. Поперечная коническая – ось конуса лежит в плоскости экватора. Косая коническая – ось конуса наклонена к плоскости экватора.

Азимутальная проекция – поверхность Земного шара переносится на касательную или секущую плоскость. Нормальная азимутальная – если плоскость перпендикулярна к оси вращения Земли. Поперечная азимутальная – плоскость проекции перпендикулярна к плоскости экватора. Косая азимутальная – касательная или секущая плоскость расположена под любым углом к плоскости.

Условные проекции – проекции для которых нельзя подобрать геометрических аналогов. Псевдоцилиндрические – проекции, в которых параллели прямые, средний меридиан – перпендикулярная им прямая, остальные меридианы – кривые, увеличивающие кривизну по мере удаления от среднего меридиана. Псевдоконические – все параллели изображены дугами концентрических окружностей, средний меридиан – прямая линия, остальные кривые, увеличивающие кривизну по мере удаления от среднего меридиана. Поликонические проекции – проекции получаемые в результате проектирования шара на множество конусов. Псевдоазимутальные – параллели – концентрические окружности, меридианы – кривые линии, симметричные относительно одного или двух прямых меридианов. Многогранные проекции – проекции получаемые путем проектирования на поверхность касательного или секущего меридиана.

10. Выбор и распознавание картографических проекций.

На выбор проекций влияет: гео особенности картографируемой территории/назначение, масштаб, тематика карты/требования к точности результатов измерений. Карты мира обычно составляют в цилиндрических, псевдоцилиндрических, поликонических проекциях. Карты полушарий – всегда строят в азимутальных проекциях. Для Западного и Восточного полушарий –поперечные, для Северного и Южного – нормальные. Карты материков – чаще всего строят в равновеликих косых азимутальных проекциях. Для Африки – поперечные, для Антарктиды – нормальные азимутальные. Карты отдельных стран, областей, провинций, штатов выполняют в косых равноугольных и равновеликих конических или азимутальных проекциях. Топографические карты создаются в поперечно-цилиндрической проекции. Морские и аэронавигационные карты – цилиндрическая проекция Меркатора.

Распознать проекцию, в которой составлена карта, - значит установить е назначение, определить принадлежность к тому или иному виду, классу. Нормальные проекции распознаются по виду меридианов и параллелей. Существуют специальные таблицы – определители проекций для карт мира, полушарий, материков и океанов. Проведя необходимые измерения по карте, можно отыскать в такой таблице название проекции.