Рис. 1.3. Абсолютные, условные и относительные высоты

тальная черта на медной пластине, прикрепленной к устою моста через обводной канал в г.Кронштадте). Условной высотой , например НВусл , называется отвесное расстояние от точки земной поверхности до условной уровенной поверхности - любой точки, принятой за исходную (нулевую).

Относительной высотой, или превышением, hточки называется высота ее над другой точкой земной поверхности (например, точки Внад точкой А).

1.2. Изображение земной поверхности на плоскости (план, карта, профиль)

Поверхность Земли изображают на плоскости в виде планов, карт, профилей.

При составлении планов сферическую поверхность Земли проецируют на горизонтальную плоскость и полученное изображение уменьшают до требуемого размера. Как правило, в геодезии применяют метод ортогонального проецирования (рис. 1.4). Сущность его состоит в том, что точки местности переносят на горизонтальную плоскость по отвесным линиям, параллельным друг другу и перпендикулярным горизонтальной плоскости. Например, точка А местности (перекресток дорог) проецируется на горизонтальную плоскостьН по отвесной линииАа, точкаВ -

по линии ВЬ и т.д., точкиа иb являются ортогональными проекци-

Рис. 1.5. Изображения местности:

а - разрез; б - профиль

Полученное на плоскости изображение участка земной поверхности уменьшают с сохранением подобия фигур. Такое уменьшенное изображение называется планом местности . Следовательно, план местности - это уменьшенное подобное изображение горизонтальной проекции участка поверхности Земли с находящимися на ней объектами.

Однако план нельзя составить на очень большую территорию, так как сферическая поверхность Земли не может быть развернута в плоскость без складок или разрывов. Изображение Земли на плоскости, уменьшенное и искаженное вследствие кривизны поверхности, называют картой.

Таким образом, и план, и карта - это уменьшенные изображения земной поверхности на плоскости. Различие между ними состоит в том, что при составлении карты проецирование производят с искажениями поверхности за счет влияния кривизны Земли, а на плане изображение получают практически без искажения.

Профилем местности называется уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности по заданному направлению. Как правило, разрез местности (рис. 1.5,а) представляет собой кривую линиюABC ...G. На профиле (рис. 1.5,б) она строится в виде ломаной линииabc...g , а уровенную поверхность изображают прямой линией. Для большей наглядности вертикальные отрезки (высоты, превышения) делают крупнее, чем горизонтальные (расстояния между точками).

1.3. Измерения и построения в геодезии

Под измерениями понимают процесс сравнения какой-либо величины с другой однородной величиной, принимаемой за единицу. При всем многообразии геодезических измерений все они сводятся в основном к трем видам:

линейные - определяются расстояния между заданными точками;

угловые - определяются значения горизонтальных и вертикальных углов между направлениями на заданные точки;

высотные (нивелирование) - определяются разности высот отдельных точек.

За единицу линейных и высотных измерений (расстояний, высот и превышений) в геодезии принят метр, представляющий собой длину жезла - эталона, изготовленного из платино-иридиевого сплава в 1889 г. и хранящегося в Международном бюро мер и весов в Париже. Копия №28 этого жезла находится в НИИ метрологии им. Д. И. Менделеева в Санкт-Петербурге. В качестве эталона более высокой точности в настоящее время служит метр, определенный как длина пути, пройденного светом за 1/299792548 доли секунды.

Единицей для измерений углов (горизонтальных и вертикальных) служит градус, представляющий 1/90 прямого угла или 1/360 окружности. Градус содержит 60 угл. мин, минута делится на 60 угл. с. В некоторых странах применяют градовую систему, в которой 1 град составляет 1/400 окружности, градовая минута - 1/100 град, а градовая секунда - 1/100 град мин.

В современных автоматизированных угломерных приборах единицей измерений служит гон, равный 1 град или 54 угл. мин; тысячная его доля, равная 3,24 угл. с, называется миллигон.

Измерения называют прямыми , если их выполняют с помощью приборов, позволяющих непосредственно сравнить измеряемую величину с величиной, принятой за единицу, икосвенными , когда искомую величину получают путем вычислений на основе результатов прямых измерений. Так, угол в треугольнике можно непосредственно измерить угломерным прибором (прямое измерение) или вычислить по результатам измерения трех сторон треугольника (косвенное измерение).

Необходимыми условиями любого измерения являются: объект измерения; субъект измерения - лицо, производящее измерение; мерный прибор, которым выполняют измерения; метод измерения - совокупность правил и действий, определяющих процесс измерения; внешняя среда, в которой выполняют измерения.

Обозначенные на местности точки, от которых выполняют геодезические измерения, называются исходными. Точки, положение которых на местности необходимо определить, называютопределяемыми.

Исходные и определяемые точки могут располагаться в горизонтальной плоскости в плане (плановые точки) и вертикальной - по высоте (высотные точки).

Рассмотрим шесть основных геодезических способов построения, применяемых для определения положения точки в плане.

Требуется определить положение точки С относительно обозначенных на местности исходных точек А иВ.

1. Положение точки С (рис. 1.6, а) можно определить, если опустить из этой точки перпендикуляр на прямую АВ, а затем измерить расстояние / от точкиА до основания перпендикуляра и Длину перпендикуляраd. Отрезки / иd будут координатами точки С. Такое построение называютспособом перпендикуляров.

Рис. 1.6. Схемы (а...е) к способам определения положения точки в плане

Если прямую АВ принять за ось абсцисс прямоугольной системы координат, то перпендикуляр d будет ординатой определяемой точки, а расстояние / - ее абсциссой. Поэтому способ называют такжеспособом ординат.

2. Положение точки С (рис. 1.6, б) определяется, если измерить на точке А угол а и длинуА С - г. Такой способ называютспособом полярных координат : полярные координаты точки С - а и г, угол а - полярный, точка А - полюс, прямая АВ - полярная ось, отрезок г - радиус-вектор.

3. в) относительно прямойАВ достаточно измерить углы а и р на точкахА иВ. Этот способ называютпрямой угловой засечкой (прямаяАВ - базис засечки).

4. Положение точки С (рис. 1.6, г) определяется, если измерить угол а на точкеА и угол у на определяемой точке С(способ боковой засечки).

5. Для определения положения точки С (рис. 1.6, д) можно измерить длину линийАВ =b иВС = а (способ линейной засечки).

6. Точка С (рис. 1.6, е) находится на линииАВ (в створеАВ) и на расстоянии / от точкиА (способ створной засечки).

Эти построения выполняют, если расстояния между точками сравнительно невелики и есть непосредственная видимость между

Географическая карта

Географическая карта - это уменьшенное, обобщенное, условно-знаковое изображение.

Географическая карта –уменьшенное обобщенное изображение поверхности Земли или ее частей на плоскости при помощи условных знаков.

Географическая карта - изображение земной поверхности, на котором показано размещение, состояние и взаимосвязь природы и общества, их изменение во времени, развитие и перемещения.

Географическая карта - уменьшенное и обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное в той или иной картографической проекции, географические объекты которой переданы условными знаками.

Картографическая проекция – математический способ изображения земного шара на плоскости.

Отбор и обобщение изображенных на карте явлений должны соответствовать назначению и масштабу карты, а также особенностям территории.

(от франц. general – общий, главный) – представляет собой выделение более важных элементов, процессов и связей на определенной территории.

Картографическая генерализация - отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно назначению, масштабу и особенностям картографируемой территории.

Для изображения географических объектов на картах используют условные знаки : масштабные (площадные - леса, болота, озера; линейные - реки, дороги); внемасштабные (объекты, не учитываемые в масштабе карты); пояснительные (стрелки, рисунки деревьев).

Перечень всех используемых на карте условных знаков и объяснения содержит легенда к карте.

Виды карт

По охвату территории различают карты мировые и полушарий; материков, океанов и их частей; государств и их частей.

На общегеографических карта х все изображаемые объекты равноправны, в основном это рельеф, реки, озера, населенные пункты, дороги и т.д.

В общегеографическихкартах выделяют математическую основу (проекция, масштаб, геодезическая основа) и непосредственно картографические изображения (гидрография, рельеф, растительность и почвы, населенные пункты, коммуникации, инфраструктура, политико-административное деление, экономика и культурные объекты).

Тематические карты с большей подробностью передают один или несколько определенных элементов, в зависимости от темы карты.

Карты растительности, например, изображают распространение и состав растительного мира, отдельных материков и стран. Есть также карты полезных ископаемых, карты лесов, карты рельефа, синоптические карты, карты промышленности, которые изображают крупные города – промышленные центры, их специализацию. Все эти карты характеризуют географические объекты и явления на определенную тему: растительность, рельеф, промышленность. В этой связи их называют тематическими.

В тематическихкартах выделяют картографические изображения (географическая основа, т.е. гидрография, границы, населенные пункты, пути сообщения; тематическое содержание) и пояснительные условные знаки (условные знаки, текстовые пояснения, таблица). Математической основы в тематических картах нет.

В социально-экономических картах показывают уровень развития экономики, количество, плотность и распределение населения по регионам, трудовые ресурсы и др.

По назначению : справочные, учебные, туристские, сельскохозяйственные и др.

По масштабу :

крупномасштабные (масштаб от 1:200 000 и крупнее);

среднемасштабные (от 1:200 000 до 1:1 000 000) и

мелкомасштабные (мельче 1:1 000 000)

Крупномасштабные карты являются основными, поскольку предоставляют информацию, используемую потом при составлении карт средних и мелких масштабов. К ним относятся топографические карты масштаба крупнее 1:250 000. На них показывают транспортные магистрали, населенные пункты, политические и административные границы, набор дополнительной информации (например, распространение лесов, болот, незакрепленные песчаные массивы и пр.) зависит от назначения карт и характерных черт местности. Рельеф на крупномасштабных картах обычно показывается при помощи изогипс, или горизонталей, что позволяет определить угол наклона, относительные превышения.

Среднемасштабные карты издаются для нужд регионального планирования и навигации. Они обычно выпускаются комплектами. Наиболее распространенный их масштаб 1:1 000 000. Содержание среднемасштабных карт в основном соответствует содержанию топографических карт, но отличается большей генерализацией.

Большинство карт атласов имеет мелкий масштаб , причем тематически они могут быть очень разными. Их масштаб 1:10 000 000. На них показывается вся поверхность земного шара или значительная ее часть.

По объекту : материковые, морские, астрономические, планетарные.

По методу фиксации изображения : наземные, аэрокосмические, подводные.

Самой подробной является географическая карта бывшего СССР, созданная учеными в 1987 г. в масштабе 1: 25 000, то есть в одном сантиметре 250 метров. Такой подробнейший «портрет» огромного региона создан впервые, подобного масштаба карты мировая практика не знает.

Чем мельче масштаб карты, тем существеннее искажения.

Дата: 26.10.2015

Часто, особенно при решении различных задач, приходится иметь дело с изображениями земной поверхности. Эти изображения весьма разнообразны. Наиболее распространенными среди них - рисунки, планы, карты, глобусы, аэрофотоснимки и космические снимки.

На рисунке земная поверхность изображается в ее реальном, но уменьшенном виде под любым углом зрения.

Аэрофотоснимки и космические снимки, как правило, являются уменьшенными изображениями реального вида земной поверхности сверху.

Планы, карты и глобусы являются уменьшенными картографическими изображениями земной поверхности, поскольку для ее отображения на них используется система условных обозначений .

План местности - это уменьшенное, выполненное с помощью условных знаков изображение небольшого участка земной поверхности. В отличие от снимков, на планах и картах мелкие и несущественные детали не изображены.

Карта - это уменьшенное, обобщенное изображение земной поверхности, выполненное с помощью условных знаков и построенное в определенной картографической проекции.

Географическая карта дает возможность изобразить значительные участки территории и даже всю поверхность Земли. Однако при этом возникает необходимость учитывать, что Земля имеет шарообразную форму. Поэтому при изображении шаровидной земной поверхности на карте, которая является плоскостью, некоторые участки приходится изображать несколько искаженными (чуть сжатыми или растянутыми).

Глобус является моделью, т.е. уменьшенной в десятки миллионов раз копией Земли , поэтому он в общих чертах сохраняет ее форму.

На глобусе все материки, океаны, моря показаны в полном соответствии с их положением на земном шаре, а масштаб остается одинаковым на всей поверхности глобуса. Глобус лучше, чем другие картографические изображения, передает форму нашей планеты.

Основные отличия географической карты от плана местности

1. На плане изображают небольшие участки земной поверхности: школьная участок, землепользования сельскохозяйственного предприятия, населенный пункт и т.д.
2. На план наносят все объекты и детали местности в заданном масштабе. Карты через мельче масштаб менее подробными изображениями земной поверхности. На них отображаются наиболее важные объекты и свойства.
3. При создании плана кривизну земной поверхности за малой величины не учитывают, и земная поверхность считается плоскостью. Все предметы показывают такими, какие они есть на самом деле, без искажений, сохраняется их форма и очертания, только размер уменьшают в соответствии с масштабом. При создании карт обязательно учитывают кривизну (шарообразности) Земли, поэтому на картах неизбежно присутствуют искажения.
4. На планах отсутствует градусная сетка , а на картах она непременно есть (меридианы и параллели).

На планах направлением на север принято считать верхний край листа , на юг - нижней, на запад - левый, на восток - правый. Северное направление показывают дополнительно стрелкой с обозначением север - юг. На картах направление север - юг определяют меридианы, запад - восток - параллели. Они могут быть не только прямыми линиями, но и дугами различной кривизны, в зависимости от проекции карт.

Изображать поверхность планеты люди начали очень давно. Первые изображения представляли собой примитивные рисунки, которые совершенно невозможно по сегодняшним меркам именовать картами. Дело в том, что карту от вольного изображения поверхности планеты в первую очередь отличает наличие масштаба. Изучение географии немыслимо без карты. По словам Н.Н. Баранского: "карта - это альфа и омега географии". На картах изображено практически всё, что изучает наша наука, именно о картах и пойдёт здесь речь. И также для любой карты существует глобус, по которому эта карта построена. Так что знакомство со способами изображения поверхности Земли мы начнём именно с глобуса.

Глобус - модель Земли

Бесспорно то, что наша планета шарообразная. Первым доказательством в пользу этого послужило плавание Ф. Магеллана, а в наши дни мы уже смогли взглянуть на нашу Землю из космоса и убедиться в этом воочию. Единственный способ изобразить поверхность планеты без искажений - это глобус. Глобус всегда сориентирован таким образом, что в верхней его части находится Северное, а в нижней Южное полушарие. Такое расположение полушарий является общепринятым для изображения нашей планеты и обусловлено исторически, так как именно европейская цивилизация первой открывала планету, то Европа находится в верхней части карты, более того большая часть населения Земли проживает в Северном полушарии, так что оно располагается в верхней - наиболее информативной части изображения. Следует помнить, что в космосе нет "верха" и "низа", поэтому если бы передовая цивилизация, открывавшая Землю проживала в Южном полушарии, наш глобус был бы вероятно перевёрнутым. Все глобусы наклонены под углом, что соответствует углу наклона земной оси - 23,5°. Как правило, глобус ещё отличается тем, что его можно покрутить. Это свойство глобуса в первую очередь сделано для удобства работы с ним, однако в то же время оно символизирует вращение нашей планеты вокруг своей оси. Однако, на самом деле, глобус - очень неудобный инструмент, потому что из-за его размеров на нём невозможно детализировать поверхность планеты. Обычный глобус ограничивается изображением континентов Земли, обозначениями крупных географических объектов, стран и городов. Разумеется, можно сделать и большой глобус, но тогда возникают проблемы с его размещением. Самый большой глобус в мире находится в офисе компании DeLorme, которая занимается производством навигационных карт и разработкой систем GPS-навигации. Его размеры сопоставимы с четырёхэтажным домом и составляют 12,4 метра в диаметре, сам офис располагается в США.
Сегодня, правда, для глобусов возникла перспективная возможность для развития - это электронные глобусы. Компьютерные технологии очень удачно позволяют использовать глобус, так как дают возможность детализировать его изображение. Наверно, самым известным таким глобусом является программа Google Earth, где поверхность нашей Земли можно детально рассмотреть, благодаря миллионам космических снимков, выложенных в открытый доступ компанией Google.

Топографический план

Топографическим планом называется изображение на плоскости небольшого участка земной поверхности в уменьшенном виде при помощи условных знаков. Топографический план также часто называют топографической картой. Как правило это карта достаточно крупного масштаба, детализация которой позволяет изображать сельские населённые пункты, мелкие водоёмы, ручьи, леса, в случае очень подробной детализации могут изображаться отдельные здания, деревья и кустарники. Масштаб топографических карт обычно колеблется в пределах 1:100 000 - 1:10 000, хотя могут быть и более подробные планы отдельных зданий, дворов и кварталов. В Советском Союзе доступ к топографическим картам как правило был закрыт, на картах регулярно специально наносились ошибки или не обозначались целые населённые пункты для сохранения их секретности. К сожалению, обстановка тотальной засекреченности от потенциальных врагов наносила больше вреда для жителей самой страны. Сегодня в эпоху космических технологий, когда военными спутниками отфотографирована каждая улица и каждый дом, тем более что с большей частью этой информации мы можем познакомиться в сети Интернет, сама идея засекречивания карт становится бессмысленной. Более того, топографические карты сами шагают в новую цифровую эпоху. В то время, когда несколько десятков лет назад топографам и геодезистам вручную приходилось измерять каждый участок земли и переносить его на бумагу, современные технологии позволяют строить карты по спутниковым фотографиям, что не просто удобнее, но и позволяет взглянуть на поверхность Земли с новой точки зрения. Более того, современные топографические карты интерактивны, на них можно отсортировывать только нужную информацию к изображению, а современные GPS и ГЛОНАСС - навигаторы ещё и отслеживают наше положение на этом плане. Сама интерактивная программа по карте измеряет нужные нам расстояния и даже может руководить нашим передвижением, подсказывая наиболее оптимальный маршрут.

Карта

Наконец, мы подошли к самому главному - географической карте. Географическая карта - это уменьшенное изображение земной поверхности при помощи условных знаков в выбранной картографической проекции. Автором первой карты был древнегреческий мыслитель Анаксимандр, живший в VI веке до н.э. Он начертил первую карту известного тогда мира, изобразив Землю в виде плоского круга, окруженного водой. Карта имеет принципиальное отличие от топографического плана - на карте присутствуют искажения земной поверхности. Дело в том, что без искажений поверхность планеты может быть изображена только в трёхмерном пространстве - то есть на глобусе, при переносе на плоскость изображение приходится искажать. Существует много способов построения карт, однако, карты без искажений не бывает - слишком уж большой участок Земли изображает карта, в отличие от плана местности. Карты бывают разными. Все их можно поделить на физические (изображающие природные объекты и явления) и политические (изображающие страны, территории, столицы), отдельно можно выделить экономические карты, показывающие процессы, связанные с населением и хозяйством стран мира. Разумеется, что при составлении любой карты приходится отбирать объекты и названия, которые будут изображены на карте, а которыми придётся пренебречь, чтобы карта не оставалась пустой, но и не была перегружена информацией. Этот процесс носит название генерализации. Современные карты также претерпели ряд изменений. Их уже тоже не строят карандашом на бумаге. Современные карты строятся при помощи компьютеров, так как вычисление всех расстояний и углов для человека - работа очень долгая и трудная, компьютер же способен совершать миллионы вычислений в секунду, значительно облегчая жизнь картографам XXI века, а простым пользователям позволяя находить практически любой интересующий их объект не выходя из дома и даже участвовать в создании карт в Интернете.