С древних времён у человека была потребность передавать другим людям информацию о том, где он был и что видел. Сегодня существуют различные виды изображения земной поверхности. Все они — маленькие модели окружающего нас мира.

Картография

Изображения земной поверхности появились раньше, чем письменность. Древний человек использовал бивень мамонта, камень или дерево для первых зарисовок местности. В Древнем мире изображения делали на папирусе и ткани, а позднее - на пергаменте. Первые составители карт были настоящими художниками, а карты - произведениями искусства. Древние карты напоминают сказочные картины с изображением неведомых стран и их обитателей. В Средние века появились бумага и печатный станок, что позволило наладить массовое производство карт. Создатели карт собирали информацию о Земле со слов многочисленных путешественников. Содержание карт становилось всё более разнообразным. Наука о картах как особом способе изображения земной поверхности, об их создании и использовании называется картографией.

Глобус — модель Земли

Древние греки впервые доказали, что Земля имеет форму шара. Чтобы правильно отобразить форму Земли, был придуман глобус. Глобус (от латинского слова globe - шар) - ото объёмная модель планеты, уменьшенной по много миллионов раз. На нет искажений поверхности, поэтому с его помощью получают правильное представление о расположении материков, морей, океанов, островов. Но глобус намного меньше Земли, и на нём невозможно показать какую-либо местность подробно. Его неудобно использовать и во время путешествий.

План и карта

План - это чертёж, на котором условными знаками подробно изображён в уменьшенном виде небольшой участок местности, поэтому нет необходимости учитывать кривизну земной поверхности.

Карта - обобщённое уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости с помощью системы .

Географические карты обладают важными свойствами. В отличие от планов на них изображают разные но охвату территории - от небольших участков земной поверхности до.материков, океанов и земного шара в целом. При отображении выпуклой поверхности Земли на плоском листе бумаги неизбежно возникают искажения в изображении отдельных её частей. Тем не менее карты позволяют измерять расстояния и определять размеры объектов. Они содержат сведения о свойствах объектов. Например, о высоте гор и глубине морей, составе растительного и животного мира.

Атласы — сборники карт

Важным шагом в развитии географических изображений стало создание атласов сборников карт. Это настоящие картографические энциклопедии. Считают, что первый сборник карт появился в Римской империи. Позднее, в 16 веке, в было введено само понятие «атлас». Географические атласы очень разнообразны по территориальному охвату: атласы мира, атласы
отдельных стран, районов и городов. По назначению атласы разделяют на учебные, краеведческие, дорожные и другие.

Аэрокосмические снимки

Прогресс в авиации и космонавтике позволил человеку фотографировать Землю. Аэрофотоснимки и космические снимки дают подробное изображение всех деталей местности. Но географические объекты на них имеют непривычный для нас вид. Распознавание изображений на снимках называют дешифрированием.

Сегодня мы всё чаще пользуемся картами на мониторе компьютера или экране мобильного телефона. Они создаются на основе космических снимков с помощью специальных компьютерных программ.

Вопрос 1. Какие существуют способы изображения земной поверхности?

Существуют различные виды изображений земной поверхности: рисунок, аэрофотоснимок, план местности, географическая карта, глобус.

Вопрос 2. Чем отличаются изображения земной поверхности?

Изображения земной поверхности отличаются детализацией и условностью. Например, на плане местности используются условные знаки.

Вопрос 3. Что такое географическая карта?

Географическая карта - изображение модели земной поверхности, содержащее координатную сетку с условными знаками на плоскости в уменьшенном виде.

Вопрос 4. Зачем потребовалось вводить масштаб?

При вычерчивании карты, расстояния уменьшаются. Масштаб показывает, во сколько раз длина линии на карте уменьшена относительно длины линии на местности.

Вопрос 5. Что такое географическая карта?

Географическая карта - это чертёж местности, выполненный в системе географических координат с помощью масштаба и условных знаков.

Вопрос 6. Что означает слово «чертёж»? Чем чертёж отличается от рисунка?

Чертеж делается с соблюдением определённых, очень строгих правил. Изображение на рисунке сразу понятно каждому. А для того чтобы понимать, что изображено на чертеже, нужно уметь его читать, то есть знать правила, по которым он выполнен.

Вопрос 7. Что такое масштаб?

Масштаб карты показывает, во сколько раз изображение на ней уменьшено по сравнению с реальными размерами на местности. Чем сильнее уменьшено изображение на карте, тем мельче её масштаб.

Вопрос 8. Какие существуют способы записи масштаба?

Существует три способа записи масштаба - численный, именованный и линейный. Хотя бы один из них обязательно указывается на карте. Чаще всего это бывает численный масштаб.

Вопрос 9. Чем отличается мелкомасштабная карта от крупномасштабной?

Мелкомасштабные карты - это карты мира и материков. Они охватывают большие территории, но подробность их не очень велика. Со всеми деталями изображают поверхность Земли крупномасштабные, или топографические, карты.

Вопрос 10. Какой масштаб мельче - 1:10 000 или в 1 см 1 км?

Масштаб 1 см 1 км мельче, чем 1 см 10 000.

Вопрос 11. Какую длину имеет линия экватора на карте масштаба 1:100 000 000?

Данный масштаб равен 1 см 1000 км, длина экватора равна примерно 45000 км, значит длина экватора на данной карте 45 см.

Вопрос 12. Какие достоинства и недостатки имеют мелкомасштабные карты по сравнению с крупномасштабными?

Мелкомасштабные карты вмещают больше картографической информации, большую площадь. Но это же является их недостатком, т. к. они имеют большую погрешность.

Вопрос 13. В каких случаях используются мелкомасштабные карты, а в каких - крупномасштабные?

Крупномасштабные карты предназначены для различных измерений и технических проектировок на местности. Мелкомасштабные карты предназначены для изучения больших территорий и часто используются в качестве основы для тематических карт.

Вопрос 14. Масштаб карты 1:30 000 000. Переведите этот численный масштаб в именованный.

Именованный масштаб - в 1 см 300 км.

Вопрос 15. Определите масштаб карты, если длина линии на местности составляет 5 км, а длина линии на карте 0,5 см.

Масштаб 5:0,5=10 км. Следовательно, в 1 см 10 км или 1:1 000 000.

Одной из важнейших задач географии во все времена была фиксация полученных знаний о Земле, о распределении объектов и явлений во времени и пространстве в виде изображений. При изображении шарообразной Земли на плоскости (на листе бумаги) неизбежно возникают искажения. Чтобы свести их к минимуму, используют специальные математические правила - масштаб и проекцию.

Масштабом называется отношение длины отрезка на изображении к его длине в натуре. Это отношение может выражаться дробью - (численный масштаб), словами (именованный) или наглядно (линейный).

Способы перехода от объемных тел к плоскости задаются проекцией. Картографическая проекция - это математически определенное отображение на плоскости поверхности эллипсоида или шара. При этом на карте передаются положения и очертания объектов, сетка меридианов и параллелей. Закон, описывающий картографическую проекцию, может быть выражен уравнениями, указанием графического построения, таблицей координат и т. п.

Основные виды географического (в отличие от художественного) изображения Земли - глобус, карта и план - модели реальной действительности и одновременно мощнейшие средства познания в науках о Земле.

Глобус - это шарообразная модель Земли. Обычно на глобусах изображают очертания суши и водных объектов, рельеф материков и дна Мирового океана, реки, границы государств, города. Кроме глобусов Земли, существуют глобусы небесной сферы, Луны и других планет. Очертания природных объектов на глобусе передаются довольно точно и измерения можно производить, не вводя поправок, кроме масштабных пересчетов.

Карта - уменьшенное и обобщенное изображение на плоскости поверхности Земли, другого космического тела или космического пространства, показывающее расположенные или спроецированные на них объекты в принятой системе условных знаков. Объектами, изображаемыми на картах могут быть любые предметы, явления или процессы. Изображение на карте должно быть математически определено, то есть выполнено в определенном масштабе и проекции. Карты Земли называются географическими.

Среди других картографических произведений назовем рельефные карты (объемное трехмерное изображение местности), фотокарты (совмещающие карты с фотопланами), блок-диаграммы (где изображение поверхности соединено с продольными и поперечными вертикальными разрезами), атласы (систематические собрания карт, выполненных по общей программе, как единое целостное произведение).

Одно из древнейших изображений, напоминающее план местности относится к III тыс. до н. э. - на серебряной вазе из Майкопского кургана показаны две реки, стекающие с залесенных гор и впадающие в озеро, а так же пасущиеся вокруг животные. На территории Греции найдены изображения долины реки с богатой растительностью, дикими животными и плывущей флотилией - им 3500 лет. Впервые с использованием масштаба Анаксимандром (VII-VI вв. до н. э.) была создана круглая карта, на которой помещенную в центр Грецию окаймляет океан. Математическая картография родилась стараниями Клавдия Птолемея, одна из глав его "Руководства по географии" называлась "Способ правильно изображать Земной шар на плоскости", созданные им проекции известны и сейчас, а карта мира Птолемея и есть первая настоящая карта.

Первый глобус был изготовлен немецким географом М. Бехаймом в 1492 году.

Лекция 6. План местности. Горизонт. Стороны горизонта.

1. План местности.

2. Условные обозначения.

3. Способы ориентации на местности.

4. Масштабы и его виды.

5. Абсолютная и относительная высота местности.

План местности.

План местности - простейший вид карты, это чертеж небольшого (порядка 0,5 км) участка местности в крупном масштабе в условных знаках. План напоминает вид сверху и похож на аэрофотоснимок, но предметы здесь показываются условными знаками и сопровождаются надписями. В отличие от карты на план наносятся все объекты (для карты отбираются самые существенные), изображаются значительно меньшие территории, для которых искажения за счет кривизны поверхности настолько малы, что могут не учитываться. На планах нет градусной сетки, а направлением на север считается направление вверх.

Определение своего местоположения относительно сторон горизонта (стран света) называется ориентированием. Ориентирование по карте (плану) предусматривает нахождение и узнавание на местности указанных на карте объектов, определение на карте точки своего нахождения.

Горизонтом называют часть земной поверхности, наблюдаемую на открытой местности. Кроме того различают математический или истинный горизонт (большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии в месте наблюдения) и видимый горизонт (линия, по которой небо кажется сливающимся с земной поверхностью). На ровной поверхности видимый горизонт представляет собой окружность, диаметр которой пропорционален квадратному корню из высоты наблюдения (D = 3860*H1/2). У человека, стоящего на ровной местности, диаметр этой окружности составляет 4,5-5 км, при подъеме на 100 м увеличивается до 40 км. Для ориентирования на местности используют четыре главные точки горизонта (или соответствующие четверти) - стороны горизонта или страны света. Направление к точке горизонта относительно стран света называют румбом, в метеорологии применяют обычно 8 или 16 румбов, в морском деле - 32.

Основные стороны горизонта (румбы) - север, восток, юг и запад, промежуточные - северо-восток, юго-восток, юго-запад, северо-запад. В полдень, когда Солнце находится в южной стороне небосвода (для жителей нашей страны это справедливо всегда), тень от предметов (она при этом самая короткая) падает строго на север. Если встать лицом к северу, сзади будет юг, справа - восток, слева - запад. Полярная звезда - наиболее яркая звезда в созвездии Малой Медведицы. Она сохраняет почти постоянное положение на небе при видимом суточном вращении небесной сферы и в ясные ночи удобна для определения направления на север и широты места, приблизительно равной её высоте над горизонтом.

В любую погоду и время суток направление на север показывает стрелка компаса, прибора указывающего направление магнитного меридиана. Географический и магнитный меридианы не совпадают, как не совпадают соответствующие полюса, поэтому чтобы найти точное направление на север, надо учитывать угол между северным направлением географического меридиана и направлением северного конца магнитной стрелки - магнитное склонение. Если северный (обычно синий) конец магнитной стрелки компаса отклоняется к востоку от географического меридиана склонение называется восточным и имеет знак плюс (положительное), при отклонении к западу - западным и имеет знак минус (отрицательное). Магнитное склонение указывается на топографических картах. Например, магнитное склонение Москвы +8°.

Точное направление на объект показывает географический (истинный) азимут - угол, который отсчитывают от северного конца географического меридиана по часовой стрелке до направления на предмет (от 0 до 360°).

При отсутствии компаса направление на север можно определить по местным признакам, отмечающим северные и, значит, получающие меньше солнечного тепла места. Например, влажные стороны зданий, камней, замшелые стволы деревьев, пятна-снежинки на склонах (весной). С северной стороны у деревьев, растущих на открытой местности, беднее крона; у пней меньше толщина годовых колец; а муравейники, напротив, обычно располагаются к югу от пней и деревьев, с юга на стволах хвойных деревьев выделяется больше смолы.

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.

РАЗДЕЛ II ЗЕМЛЯ НА ПЛАНЕ И КАРТЕ

Тема 2 СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ ЗЕМЛИ

§10. КАКИЕ ЕСТЬ СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Вспомните из уроков природоведения, как можно отобразить местность на плоскости.

Что является уменьшенной моделью Земли?

ИЗОБРАЖЕНИЕ ЗЕМЛИ НА ГЛОБУСЕ. Вы уже знаете, что глобус дает возможность представить форму нашей планеты. Поэтому его называют моделью Земли, уменьшенная в миллионы раз. Для дальнейшего изученным географии важно помнить, что глобус-Земля вращается вокруг стержня-оси. В действительности наша планета такой видимой, как на глобусе, оси не имеет. Ось можно математически вычислить и представить. Стержень глобуса показывает, где и с каким уклоном проходит воображаемая земная ось.

Те точки, где земная ось пересекается с поверхностью земного шара называются полюсами. Сверху - Северный полюс, внизу - Южный полюс. Посередине глобуса на одинаковом расстоянии от полюсов проведена линия - экватор. Вы уже знаете, что экватор разделяет Землю на два полушария: Северную (на глобусе - сверху) и Южную (внизу). Линия экватора и точки полюсов мнимые, их обозначающие только на глобусах и картах.

Глобус

Путешествие в слово

Слово экватор в переводе с латинского означает ривнодильник - то, что разделяет на равные части.

Рис. 34. Виртуальный глобус на экране монитора

В наше время создан виртуальный (такой, что имитирует, подражает настоящий) глобус. Это трехмерная модель Земли, что воспроизводит реальную действительность с помощью компьютера. Специальная программа дает возможность видеть поверхность Земли, регулируя приближение изображения. Виртуальный глобус можно вращать так, как и настоящий. На нем легко искать объекты по географическим названиям. Программа также может отображать облачность, ураганы, землетрясения в реальном времени. форму Земли, то только на нем очертания географических объектов отражают их настоящий облик. Это означает, что на глобусе не искажается расстояние между отдельными точками.

Рис 35. Фотоснимок

Рис. 36. Аэрофотоснимок

Расстояния на нем измеряют гибкой линейкой или с помощью полоски бумаги или нитки. Затем определяют реальные размеры, применяя масштаб.

Глобусом пользуются ученики для изучения Земли.

ИЗОБРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ НА ПЛОСКОСТИ. Из уроков природоведения в 5 классе вы уже знаете, что изобразить отдельные участки земной поверхности на плоскости можно на обычном фотоснимке, аэрофотоснимке, плане, карте.

Небольшую по площади местность можно сфотографировать. Фотоснимокобычно делают с поверхности Земли (рис. 35). Поэтому на нем ближние предметы заслоняют то, что находится дальше. Кроме того, фотографии дают лишь представление о местности. На них не видно, какие размеры и какую форм/имеет участок.

Аэрофотоснимок - фотография (снимок) местности, сделанная с самолета или другого летательного аппарата (вертолета или беспилотного устройства). Такие снимки делают с различной высоты специальными аэрофотоаппаратами. Они передают

подробное изображение всего, что есть на земной поверхности на момент фотографирования. На них хорошо видно размеры и взаимное размещение объектов (рис. 36). Обычно аэрофотоснимки черно-белые. Иногда их делают цветными: тогда местность изображается в цветах, приближенных к натуральным. На цветных снимках легче различить растительность, реки, болота, населенные пункты и другие объекты.

Космический снимок - это фотография планеты всей или части земной поверхности. Космические снимки, как вы уже знаете, получают с помощью специальных приборов для фотографирования, которыми оснащены космические аппараты. На них исследователи могут сразу увидеть и огромные пространства Земли, и детали на относительно небольших участках (рис. 37). С большой высоты видно самые черты строения нашей планеты. С поверхности земного шара их просто невозможно различить.

Фотографии делают с поверхности Земли

Аэрофотоснимок делают с самолета

Космические снимки получают со спутников

Рис. 37. Космические снимки различного охвата территории

Рассмотреть космические и аэрофотоснимки поверхности нашей планеты, в том числе и Украины, можно в Интернете. Они предоставляют возможность быстро получить достоверные данные о местности. Их используют во время географических исследований и составления карт. Вид земной поверхности воспроизводят также план местности и географическая карта. О них вы узнаете из следующих параграфов.

Сервис «Гугл. Карты»

На основе космических и аэрофотоснимков созданы онлайн-сервисы, которые дают возможность осмотреть всю поверхность Земли. Сервис «Гугл. Карты» и (англ.Google Maps ) предоставляет возможность просматривать трехмерные (с учетом рельефа) изображение земной поверхности.

ЗАПОМНИТЕ

Глобус - это объемная модель Земли, которая дает возможность представить форму и поверхность нашей планета.

Изобразить местность на плоскости можно на фотоснимке, аэрофотоснимке, космическом снимке, на плане и географической карте.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Почему глобус называют уменьшенной моделью Земли?

2. Какие воображаемые точки и линии обозначены на глобусе?

3. В чем заключаются особенности изображения земной поверхности на глобусе?

4. Сравните фотографии и аэрофотоснимок (рис. 35, 36). Что общего и отличного в изображении местности на них?

5. Рассмотрите космические снимки (рис. 37). Чем отличается изображена на них поверхность?

ИЩИТЕ В ИНТЕРНЕТЕ

Пользуясь поисковой системой, найдите в Интернете сервис «Гугл. Карты». Задайте в поиске любое географическое название, например, своего города или села. Программа предложит вам не только карту, но и спутниковое изображение поверхности. Воспользуйтесь масштабом и попробуйте увеличить изображение. Какие объекты вы можете различить? Удалось ли вам увидеть свою улицу, школу, найти свой дом?