К группе мелкомасштабных карт относится. В каких случаях используются мелкомасштабные карты, а в каких - крупномасштабные? Типы карт в зависимости от масштабов

Лекция 2 Ротарь М.Ф.

Картой называется построенное в картографической проекции, уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли, показывающее расположенные на ней объекты в определенной системе условных знаков.

Топографический план - изображение (модель) участка местности построенная без учета кривизны земной поверхности.

Небольшие участки земной поверхности (до 20 кв.км.) можно считать плоскими и изображать на плоскости с соблюдением подобия всех очертаний местности, т.е. в ортогональной проекции При ортогональной проекции линии проектирования перпендикулярны плоскости проекции. Проведем через точки A, B, C, D линии, перпендикулярные плоскости проекции P ; в пересечении их с плоскостью P получим ортогональные проекции a, b, c, d соответствующих точек (рис.1.5-б)

Исходя из сказанного, можно дать следующее определение. Топографический план это уменьшенная подобная модель земной поверхности, получаемая путём ортогонального (вдоль отвесной линии) проектирования линий местности на горизонтальную плоскость, без учета кривизны Земли.

Термины и определения .

2. Масштабы карт и планов. Точность масштаба

На топографических картах и планах изображают горизонтальные проекции линий местности, которые называют горизонтальными проложениями, при этом изображение местности уменьшают.

Степень линейного уменьшения горизонтальных проложений линий местности при изображении их на плане или карте называется масштабом плана или карты.

Масштаб выражают простой дробью с числителем, равным единице и знаменателем показывающем степень уменьшения горизонтального проложения линий местности при изображении их на карте или плане. Чем больше знаменатель масштаба, тем мельче карта и наоборот.

Минимальной величиной, которую можно видеть невооруженным глазом, является отрезок в 0.1 мм. Эту величину называют предельной графической точностью. Горизонтальные проложения линий местности, соответствующие 0,1 мм на карте или плане, называются точностью масштаба. Так, например, для масштабов 1: 500, 1: 1000, 1:25 000 точность масштабов равна соответственно 0.05, 0.1, 2.5 м.

Точность масштаба позволяет решать две важные задачи:

1) определение минимальных размеров объектов и предметов местности, которые изображаются в данном масштабе, и размеров объектов, которые в данном масштабе не изображаются.

2) установление масштаба, в котором следует создавать карту, чтобы на ней изобразились предметы и объекты местности с заранее определенными минимальными размерами.

3.Классификация и назначение топографических карт и планов. Требования, предъявляемые к картам и планам.

На картах изображается информация о местности, необходимая для самого разнообразного и широкого использования.

Топографическая карта - это общегеографическая карта отображающая совокупность основных элементов местности. На топографических картах изображаются следующие группы элементов местности:

физико-географические – гидрография, рельеф, почвенно- растительный покров;

социально-экономические – населенные пункты, дорожная сеть, гидротехнические и мелиоративные сооружения границы и ограждения.

Общегеографические карты масштабы 1: 1000 000 и крупнее считаются топографическими. В нашей стране топографические карты и планы создаются в следующих масштабах, составляющих масштабный ряд:

Мелкомасштабные – 1:1000 000, 1: 500 000, 1: 200 000;

Среднемасштабные - 1: 100 000, 1: 50 000, 1: 25 000;

Крупномасштабные – 1: 10 000, 1: 5000,

Топографические планы – 1:2000, 1: 1000, 1: 500.

Масштабный ряд установлен с таким расчетом, чтобы во- первых чтобы карты этого ряда удовлетворяли всем нуждам народного хозяйства и обороны страны; во- вторых число масштабов в нем было минимальным; в третьих, имелась возможность легко переходить от одного масштаба к другому.

Требования, предъявляемые к топографическим картам:

Геометрическая точность- степень соответствия местоположения точек на карте их местоположению на земной поверхности;

Достоверность карты - правильность сведений даваемых картой на определенную дату;

Наглядность карты – предоставляемая картой возможность зрительного восприятия пространственных форм и, размеров и размещения изображаемых объектов;

Читаемость карты – заполнение карты условными знаками и надписями;

Современность карты- соответствие карты современному состоянию научно-технического прогресса..

Назначение топографических карт и планов.

Топографические карты каждого из принятых масштабов имеют свое назначение.

Так мелкомасштабные топографические карты предназначены для общего изучения местности при генеральном проектировании народного хозяйства, учета ресурсов поверхности Земли и водных пространств, предварительного проектирования крупных инженерных сооружений и нужд обороны.

Среднемасштабные топографические карты отличаются от мелкомасштабных большей подробностью содержания и более высокой точностью изображенных на ней объектов. Эти карты используются в сельском хозяйстве, в геологической разведке, в гидротехническом строительстве, при изысканиях и проектировании железных и автомобильных дорог, трасс трубопроводов, линий электропередач, в лесном хозяйстве.

Крупномасштабные карты и планы предназначены для разработки генеральных планов городов и других населенных пунктов, инженерных сетей, для детальной разведки полезных ископаемых, для ведения земельного кадастра и землеустройства на застроенных и незастроенных территориях.

Планы масштабов 1: 1000 и 1: 500 являются также основными планами учета подземных коммуникаций.

Любая отрасль народного хозяйства не может обойтись без топографической карты или плана. Топографические карты могут быть на бумажном носителе или представлены в виде цифровой модели местности. ЦММ представляет собой объединенную в единую систему по определенным математическим законам информацию о пространственных координатах множества точек земной поверхности.

4. Картографические условные знаки.

Условные знаки – это графические обозначения, при помощи которых на картах и планах показывают местоположение объектов и явлений, а также их качественные и количественные характеристики.

Условные знаки должны быть :

хорошо различимыми между собой, наглядными и выразительными, т. е. по возможности напоминать рисунком или цветом объекты местности, которые они изображают; содержательными, т. е. давать по возможности полную количественную и качественную характеристику изображаемых объектов; стандартными , т. е. по возможности одинаковыми по начертанию для топографических карт и планов разных масштабов; экономичными , т. е. занимать на карте минимальное место, простыми для вычерчивания, удобными для их полиграфического воспроизведения, легкими для запоминания. Начертание и размеры условных знаков приводятся в специальных таблицах условных знаков, которые являются обязательными для всех организаций, создающих топографические карты и планы. Например, «Условные знаки для топографической карты масштаба 1:10000» Классификация условных знаков. Условные знаки делятся на следующие групы: масштабные, внемасштабные, линейные и пояснительныё. Масштабные знаки - картографические условные знаки, применяемые для изображения объектов, выражающихся в масштабе карты. Границы таких предметов местности показывают, как правило, точечным пунктиром, а площадь внутри границ обозначается соответствующими условными знаками, называемыми площадными.

Внемасштабные знаки - картографические условные знаки, применяемые для изображения объектов, площади которых не выражаются в масштабе карты или плана, но эти объекты являются важными, или служат в качестве ориентиров и поэтому должны быть изображены на карте.

Чем мельче масштаб карты, тем больше объектов изображается на ней внемасштабными знаками. Местоположение объектов местности, изображенных на карте внемасштабными знаками, соответствует определенной точке на этих условных знаках.

Линейные знаки - картографические условные знаки, применяемые для изображения объектов линейного характера, длина которых выражается в масштабе карты, а ширина - внемасштабна. Так, например, линейными знаками изображаются линии связи и электропередач, нефте- и газопроводов, железные и другие дороги на картах мелких масштабов и т. д. Местоположению этих объектов на местности соответствует геометрическая ось знака.

Для придания карте большей наглядности и читаемости при изображении ее элементов пользуются различными цветами: элементы гидрографии и заболоченные участки показывают синим цветом; лесные массивы и сады зеленым; огнеупорные здания, шоссейные дороги- красным; не огнеупорные здания и улучшенные грунтовые дороги -оранжевым цветом; рельеф изображают коричневым цветом. В дополнение к условным знакам – даются пояснительные подписи, которые поясняют вид или род изображенных на картах и планах объектов, а также дают их количественные и качественные характеристики. Указывают также географические названия- собственные имена изображенных на карте географических объектов. К ним относятся названия населенных. пунктов, рек, озер, урочищ, перевалов и т. д.

Зарамочное оформление карты .

Зарамочное оформление карты состоит из совокупности данных, облегчающих пользование картой и помещаемых за внешней рамкой карты. Так, над северной частью внешней рамки посередине рамки пишется номенклатура листа карты, правее в скобках указывается название наиболее крупного населенного пункта, изображенного на этом листе карты. Около северо-восточного угла над внешней рамкой указывается гриф карты. Под южной частью внешней рамки, посередине, указывается численный масштаб, под ним - линейный масштаб, высота сечения рельефа горизонталями и система высот. Западнее масштаба дается схема взаимного расположения меридианов с указанием магнитного склонения и сближения меридианов. Восточнее масштаба строится график заложений.

Классификация географических карт marina3107 wrote in April 7th, 2011

Беляевой Марины, 2 к., 3 гр.

Географическая карта — это уменьшенное и обобщённое изображение шарообразной земной поверхности на плоскости с применением условных знаков, выполненная в определённом масштабе.

Классификация карт —это система, представляющая совокупность карт, подразделяемых (упорядоченных) по какому-либо избранному признаку.

Деление карт по масштабу. Принята следующая классификация карт по масштабу:
I) планы - I:5 000 и крупнее;
2) крупномасштабные карты от I:I0 000 до I:200 000;
3) среднемасштабные карты - мельче I:200 000 до I:I 000 000;
4) мелкомасштабные карты - мельче I:I 000 000.
Различные по масштабу карты имеют разную подробность и точность, разную генерализованность и, нередко, разное значение. Следовательно, масштаб карты позволяет судить об особенностях ее содержания.

Классификация карт по пространственному охвату. В качестве наиболее крупного подразделения можно выделить карты звездного неба, затем карты, изображающие какую-то одну планету, и, далее, карты крупнейших планетарных структур (для Земли - это материки и океаны). После этого классификация может идти двумя путями: по административно -территориальному делению либо по природному районированию.
Одна из наиболее употребительных классификаций имеет следующий вид:
карты звездного неба;
карты планет и Земли;
карты полушарий;
карты материков и океанов;
карты стран;
карты республик, краев, областей, административных районов;
карты отдельных территорий (заповедников, туристких районов и др.);
карты городов;
карты городских раеонов и т.д.
К арты океанов можно, далее, делить на карты морей, заливов, проливов, гаваней.
Кроме этой классификации, возможны и иные подразделения, например выделение группы карт экномических районов, охватывающих несколько административных единиц (Северо -Западный экономический район и др.), или карт крупных природных регионов, таких, как европейская часть России, Дальний Восток.

Классификация карт по содержанию. Выделяются две большие группы карт: общегеографические и тематические . Общегеографические карты с одинаковой подробностью отображают все географические элементы местности: рельеф, гидрографию, почвенно-растительный покров, населенные пункты, хозяйственные объекты, пути сообщения, линии связи, границы и др.
Общегеографические карты подразделяются на топографические (в масштабе I:I00 000 и крупнее), обзорно-топографические (I:200 000 - I:I 000 000) и обзорные (мельче I:I 000 000).

Вторую большую группу составляют тематические , показывающие размещение, взаимосвязи и динамику природных явлений, населения, экономики и культуры. Среди тематических карт выделяют две основные группы: карты природных явлений и карты общественных явлений.
Карты природных явлений охватывают все компоненты природной среды и их комбинации. В эту группу входят карты геологические, геофизические, рельефа земной поверхности и дна океанов, метеорологические и климатические, океанографические, гидрологические (вод суши), почвенные, ботанические, зоогеографические, медико -географические, общие физико -географические, ландшафтные, охраны природы.
Карты общественных явлений включают карты населения, экономические, науки и культуры, обслуживания населения и здравоохранения, политические и политико -административные, исторические. Эта группа карт обширна и разнообразна, она постоянно расширяется за счет новых тем, характерзующих современное общество и хозяйство со всеми прогрессивными и негативными аспектами его развития.
К аждое из указанных подразделений содержит большое количество разных тематических карт. Например, к картамм экономическим относятся карты промышленности (в целом и по отдельным видам), сельского хозяйства, лесного хозяйства, рыбного промысла, энергетики, транспорта и связи, торговли и финансов, агропромышленных комплексов, общеэкономические и экономического районирования. Следует отметить также карты пограничной (междисциплинарной) тематики, отражающие тесное взаимодействие природы, общества и экономики. Таковы карты экономической оценки природных ресурсов, агроклиматические, инженерно-геологические и многие другие. Исследования на стыке разных отраслей знания - характерная черта современной науки, это находит отражение в разработке карт междисциплинарной, комплексной тематики.

Классификация карт по назначению. Назначение карт так же разнообразно, как разнообразны сферы человеческой деятельности, однако некоторые виды карт обособляются довольно четко.
Научно-справочные карты предназначены для выполнения по ним научных исследований и получения максимально подробной, научно достоверной информации.
Культурно-просветительные и агитационные карты предназначены для широких масс читателей. Их цель - распространение знаний, идей, расширение культурного кругозора людей. Такие карты обычно имеют яркое, простое, доходчивое оформление, они дополняются диаграммами, рисунками, элементами плаката.
Карты технические отображают объекты и условия, необходимые для решения какой-либо технической задачи. К этой группе относятся космические навигационные, аэро- и морские навигационные, автодорожные, а также некоторые инженерные карты.
Карты учебные используются в качестве наглядных пособий или материалов для самостоятельной работы при изучении географии, геологии, истории и других дисциплин. Выделяют карты для начальной, средней, высшей школы.
Карты туристские предназначены для туристов и отдыхающих. На них изображаются интересные для туризма объекта: исторические памятники, заповедники, музеи, а также гостиницы, турбазы, кемпинги. Карты отличаются красочным оформлением, сопровождаются указателями, справочными сведениями.

Типы карт. Тип карты характеризует широту охвата темы, степень обобщения картографируемых явлений. В современной картографии принято выделять три основных типа карт: аналитические, комплексные и синтетические.
Аналитическими называют карты , дающие изображение отдельных явлений (или даже отдельных свойств явлений) вне связи с другими явлениями (свойствами). Примером могут служить карты температуры воздуха, осадков, ветров, давления, которые являются аналитическими климатическими картами.
Комплексные карты совмещают изображения нескольких элементов близкой тематики, набор характеристик одного явления. Например, на одной карте можно показать одновременно давление и ветры на территории. Совмещение двух или трех явлений на одной карте позволяет рассматривать их в комплексе, сопоставлять, сравнивать, анализировать взаимосвязи.
Синтетические карты отражают совокупность взаимосвязанных явлений как единое целое. На таких картах отсутствуют характеристики отдельных компонентов, но зато дается их интегральная оценка. Например, карта климатического районирования является синтетической, на ней нет конкретных данных о температурах, осадках, скоростях ветров и т.п., но имеется общая оценка климата выделенных районов. Синтетические карты являются картами -выводами, построенными на основе обобщения данных, содержащихся в наборах аналитических и комплексных карт.

Географические атласы . Атласы - это систематические, целостные собрания карт, созданные по единой программе. Подобно картам, атласы классифицируют по пространственному охвату, выделяя атласы планеты (Земли, Луны, Венеры), континентов и океанов, крупных географических регионов, государств, республик, административных районов, городов. По сожержанию различают атласы физико -географические (геологические, климатические и др.), социально -экономические и исторические.
Наибольшее практическое значение имеет классификация атласов по назначению .
Справочные атласы - это обычно общегеографические и политико -административные атласы, максимально подробно передающие общегеографические объекты: населенные пункты, рельеф, гидрографию, дорожную сеть. Эти атласы особенно детальны в отношении географической номенклатуры, они сопровождаются обширными указателями названий.
Комплексные научно-справочные атласы - капитальные картографические произведения, дающие наиболее полную, научно обоснованную и разностороннюю характеристику территории. В этих атласах отражаются многие компоненты природы, экономики, населения и культуры, их взаимосвязи и динамика. Научно -справочные атласы можно назвать картографичекими энциклопедиями по данной территории.
Популярные (краеведческие) атласы предназначены для массового читателя, они общедоступны и адресованы учащимся, изучающим родной край, туристам и краеведам, охотникам и рыболовам. Такие атласы обычно сопровождаются фотографиями, рисунками, основными справочными данными по территории, перечнем исторических достопримечательностей.
Учебные атласы ориентированы на обслуживание учебного процесса в школе, в высших учебных заведениях. Набор карт ватласах, степень их подробности и глубина раскрытия содержания находятся в соответствии с учебными программами (например, атласы по географии, истории для 5, 6 и других классов).
Туристские и дорожные атласы предназначены для удовлетворения запросов туристов, спортсменов, автолюбителей, путешественников. В них подробно изображаются туристские объекты, сети автомобильных и железных дорог, пешеходные, водные, автомобильные маршруты.

2.1. Элементы топографической карты

Топографическая карта - подробная крупномасштабная общегеографическая карта, отражающая размещение и свойства основных природных и социально-экономических объектов, дающая возможность определить их плановое и высотное положение.

Топографические карты создаются, главным образом, на основе:

• обработки аэрофотоснимков территории;
• путем непосредственных измерений и съемок объектов местности;
• картографическими методами с уже имеющимися планами и картами крупных масштабов.

Как и любая другая географическая карта, топографическая карта является уменьшенным, обобщенным и образно-знаковым изображением местности. Ее создают по определенным математическим законам. Эти законы сводят к минимуму искажения, неизбежно возникающие при переносе поверхности земного эллипсоида на плоскость, и, вместе с тем, обеспечивают максимальную ее точность. Изучение и составление карт требуют аналитического подхода, разделения карт на составляющие ее элементы, умения понимать смысл, значение и функции каждого элемента, и видеть связь между ними.

Элементы карты (составные части) включают:

• картографическое изображение;
• математическую основу;
• легенду;
• вспомогательное оснащение;
• дополнительные данные.

Главным элементом любой географической карты является картографическое изображение - совокупность сведений о природных или социально-экономических объектах и явлениях, их размещение, свойства, связи, развитие и т.д.. На топографических картах изображают водные объекты, рельеф, растительный покров, почвы, населенные пункты, пути сообщения и средства связи, некоторые объекты промышленности, сельского хозяйства, культуры и т.д..
Математическая основа топографической карты - совокупность элементов, определяющих математическую связь между реальной поверхностью Земли и плоским картографическим изображением. Она отражает геометрические законы построения карты и геометрические свойства изображения, обеспечивает возможность измерения координат, нанесения объектов по координатам, достаточно точные картометрические определения длин, площадей, объёмов, углов и др. Благодаря этому карту иногда называют графоматематической моделью окружающего мира.

К математической основе относят:

• проекцию карты;
• координатные сетки (географические, прямоугольные и иные);
• масштаб;
• геодезическое обоснование (опорные пункты);
• компоновку, т. e. размещение всех элементов карты в пределах её рамки.

Масштаб каты может иметь три вида: числовой, графический (линейный) и пояснительную подпись (именованный масштаб). От масштаба карты зависит степень подробностей, с которой можно нанести картографическое изображение. Более детально масштабы карт будут рассмотрены в Теме 5.
Картографическая сетка представляет собой изображение градусной сетки Земли на карте. Вид сетки зависит от того, в какой проекции составлена карта. На топографических картах масштабов 1:1 000 000 и 1:500 000 меридианы имеют вид прямых линий, сходящихся в определенной точке, а параллели - дуги эксцентрических окружностей. На топографические карты более крупного масштаба наносят только две параллели и два меридиана (рамка), ограничивающие картографическое изображение. Вместо картографической сетки на крупномасштабные топографические карты наносят координатную (километровую) сетку, которая имеет математическую связь с градусной сеткой Земли.
Рамкой карты называют одну или несколько линий, ограничивающих карту.
К опорным пунктам относятся: астрономические пункты, пункты триангуляции, пункты полигонометрии и марки нивелирования. Опорные пункты служат геодезической основой для съемки и составления топографических карт.

2.2. Свойства топографической карты

Топографическим картам присущи следующие свойства: наглядность, измеримость, достоверность, современность, географическое соответствие, геометрическая точность, полнота содержания.
Среди свойств топографической карты следует выделить наглядность и измеримость . Наглядность карты обеспечивает зрительное восприятие образа земной поверхности или отдельных ее участков, их характерные черты и особенности. Измеримость позволяет получать с помощью карты количественные характеристики изображенных на ней объектов путем измерений.

Наглядность и измеримость обеспечиваются:

математически определенной связью между многомерными объектами окружающей среды и их плоским картографическим изображением. Эта связь передается с помощью картографической проекции;

степенью уменьшения размеров изображенных объектов, которое зависит от масштаба;

выделением типичных черт местности путем картографической генерализации;

применением для изображения земной поверхности картографических (топографических) условных знаков.

Чтобы обеспечить высокую степень измеримости, карта должна обладать достаточной для конкретных целей геометрической точностью, под которой понимается соответствие местоположения, очертаний и размеров объектов на карте и в действительности. Чем меньше изображаемый участок земной поверхности при сохранении размеров карты, тем выше ее геометрическая точность.
Карта должна быть достоверной , т. е. сведения, составляющие ее содержание на определенную дату, должны быть правильными, должна быть также современной , соответствовать современному состоянию изображенных на ней объектов.
Важное свойство топографической карты - полнота содержания , которая включает объем содержащихся в ней сведений, их разносторонность.

2.3. Классификация топографических карт по масштабу

Все отечественные топографические карты, в зависимости от их масштаба, условно разделены на три группы:

• Мелкомасштабные карты (масштабов от 1:200 000 до 1:1 000 000), как правило, используются для общего изучения местности при разработке проектов и планов развития народного хозяйства; для предварительного проектирования крупных инженерных сооружений; а также для учета естественных ресурсов поверхности земли и водных пространств.
• Среднемасштабные карты (1:25 000, 1:50 000 и 1:100 000) являются промежуточным звеном между мелкомасштабными и крупномасштабными. Высокая точность, с которой изображаются все предметы местности на картах данного масштаба, позволяет широко применять их в различных целях: в народном хозяйстве при строительстве различных сооружений; для проведения расчетов; для геологических поисковых работ, землеустройства и т. д.
• Крупномасштабные карты (1:5 000 и 1:10 000) находят широкое применение в промышленности и коммунальном хозяйстве; при проведении детальных геологических разведок месторождений полезных ископаемых; при проектировании транспортных узлов и сооружений. Важную роль играют крупномасштабные карты в военном деле.

2.4. Топографический план

Топографический план - крупномасштабный чертеж, изображающий в условных знаках на плоскости (в масштабе 1:10 000 и крупнее) небольшой участок земной поверхности, построенный без учета кривизны уровенной поверхности и сохраняющий постоянный масштаб в любой точке и по всем направлениям. Топографический план обладает всеми свойствами топографической карты и является ее частным случаем.

2.5. Проекции топографических карт

При изображении больших территорий земной поверхности проектирование производится на уровенную поверхность Земли, по отношению к которой отвесные линии являются нормалями.

Картографическая проекция - способ изображения на плоскости поверхности земного шара при составлении карт .

Невозможно развернуть на плоскости сферическую поверхнность без складок и разрывов. По этой причине на картах неизбежны искажения длин, углов и площадей. Лишь в некоторых проекциях сохраняется равенство углов, но из-за этого значительно искажаются длины и площади, или сохраняется равенство площадей, но значительно искажаются углы и длины.

Проекции топографических карт масштаба 1:500 000 и крупнее

Большинство стран мира, в том числе и Украина, для составления топографических карт используют равноугольные (конформные) проекции, сохраняющие равенство углов между направлениями на карте и на местности. Швейцарский, немецкий и российский математикЛеонард Эйлер в 1777 г. разработал теорию конформного изображения шара на плоскости, а знаменитый немецкий математик Иоганн Карл Фридрих Гаусс в 1822 г. обосновал общую теорию конформного изображения и использовал конформные плоские прямоугольные координаты при обработке триангуляции (метод создания сети опорных геодезических пунктов). Гаусс применил двойной переход: с эллипсоида на шар, а затем с шара на плоскость. Немецкий геодезист Иоганнес Генрих Луис Крюгер разработал метод решения возникающих в триангуляции условных уравнений и математический аппарат конформной проекции эллипсоида на плоскость, получившей название проекции Гаусса-Крюгера.
В 1927 г. известный российский геодезист, профессор Николай Георгиевич Келль впервые в СССР применил систему координат Гаусса в Кузбассе и по его инициативе с 1928 г. эта система была принята в качестве единой системы для СССР. Для вычисления координат Гаусса в СССР применяли формулы профессора Феодосия Николаевича Красовского, которые точнее и удобнее формул Крюгера. Поэтому в СССР не было оснований давать проекции Гаусса название «Гаусса-Крюгера».
Геометрическую сущность этой проекции можно представить следующим образом. Весь земной эллипсоид делят на зоны и для каждой зоны в отдельности составляют карты. При этом устанавливают такие размеры зон, чтобы можно было каждую из них развернуть в плоскость, то есть изобразить на карте, практически без заметных искажений.
Для получения картографической сетки и составления карты в проекции Гаусса поверхность земного эллипсоида разбивают по меридианам на 60 зон по 6° каждая (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Деление поверхности Земли на шестиградусные зоны

Чтобы представить, как получается на плоскости изображение зон, вообразим цилиндр, который касается осевого меридиана одной из зон глобуса (рис.2.2).

Рис. 2.2. Проекция зоны на цилиндр, касательный к земному эллипсоиду по осевому меридиану

Зону спроектируем по законам математики на боковую поверхность цилиндра так, чтобы при этом сохранилось свойство равноугольности изображения (равенство всех углов на поверхности цилиндра их величине на глобусе). Затем спроектируем на боковую поверхность цилиндра все остальные зоны, одну рядом с другой.

Рис. 2.3. Изображение зон земного эллипсоида

Разрезав далее цилиндр по образующей АА1 или ВВ1 и развернув его боковую поверхность в плоскость, получим изображение земной поверхности на плоскости в виде отдельных зон (рис. 2.3).
Осевой меридиан и экватор каждой зоны изображаются прямыми линиями, перпендикулярными друг к другу. Все осевые меридианы зон изображаются без искажения длин и сохраняют масштаб на всем своем протяжении. Остальные меридианы в каждой зоне изображаются в проекции кривыми линиями, поэтому они длиннее осевого меридиана, т.е. искажены. Все параллели также изображаются кривыми линиями с некоторым искажением. Искажения длин линий увеличиваются по мере удаления от осевого меридиана на восток или запад и на краях зоны становятся наибольшими, достигая величины порядка 1/1000 длины линии, измеряемой по карте. Например, если вдоль осевого меридиана, где нет искажений, масштаб равен 500 м в 1 см, то на краю зоны он будет равен 499,5 м в 1 см.
Отсюда следует, что топографические карты имеют искажения и переменный масштаб. Однако эти искажения при измерениях на карте очень незначительны, и потому считают, что масштаб любой топографической карты для всех ее участков является постоянным .
Для съемок масштаба 1:25 000 и крупнее разрешено применение 3 градусных и даже более узких зон. Перекрытие зон принято 30" к востоку и 7",5 к западу от осевого меридиана.

Основные свойства проекции Гаусса:

осевой меридиан изображается без искажений;

проекция осевого меридиана и проекция экватора являются прямыми линиями, перпендикулярными друг к другу;

остальные меридианы и параллели изображаются сложными кривыми линиями;

в проекции обеспечивается сохранение подобия малых фигур;

в проекции обеспечивается сохранение горизонтальных углов и направлений на изображении и местности.

Проекция топографической карты масштаба 1:1 000 000

Проекция топографической карты масштаба 1:1 000 000 - видоизмененная поликоническая проекция , принятая в качестве международной. Ее основные характеристики: проектирование земной поверхности, охватываемой листом карты, производится на отдельную плоскость; параллели изображаются дугами окружностей, а меридианы - прямыми линиями.
Для создания топографических карт США и стран Северного Атлантического Альянса используется Универсальная поперечная проекция Меркатора , или UTM. В своей конечной форме система UTM использует 60 зон, каждая - 6 градусов по долготе. Каждая зона расположена от 80º ю.ш. до 84º с.ш. Причина асимметрии в том, что 80º ю.ш. очень удачно проходит в южном океане, юге Южной Америки, Африки и Австралии, но необходимо подняться на 84º с.ш., чтобы достичь севера Гренландии. Зоны считают, начиная от 180º, с увеличением чисел на запад. Совместно эти зоны покрывают почти целую планету, исключая только Северный Ледовитый океан и Северную и Центральную Антарктику на юге.
Система UTM не использует «стандарт», базирующийся на поперечной проекции Меркатора - касательную. Вместо нее используется секущая , которая имеет две линии сечения, расположенные приблизительно в 180 километрах по обе стороны центрального меридиана. Зоны карты в проекции UTM отличаются друг от друга не только в позициях их центральных меридианов и линий искажений, но также и в модели Земли, которую они используют. Официальное определение системы UTM определяет пять других сфероидов для использования в различных зонах. Все зоны UTM в Соединенных Штатах основаны на сфероиде Clarke 1866.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Дайте определения: «Топография», «Геодезия», «Топографическая карта».
2. С какими науками связана топография? Объясните на примерах эту связь.
3. Какими способами создают топографические карты?
4. Для каких целей предназначены топографические карты?
5. Чем отличается топографический план от топографической карты?
6. Из каких элементов состоит карта?
7. Дайте характеристику каждому элементу топографической карты.
8. Какой вид имеют параллели и меридианы на топографических картах?
9. Какие элементы определяют математическую основу топографической карты? Дайте краткую характеристику каждому элементу.
10. Какие свойства присущи топографическим картам? Дайте краткую характеристику каждому свойству.
11. На какую поверхность производится проектирование изображений больших территорий Земли?
12. Дайте определение картографической проекции.
13. Какие искажения могут образоваться при развертывании сферической поверхности на плоскости?
14. Какие проекции использует большинство стран мира для составления топографических карт?
15. В чем заключается геометрическая сущность построения проекции Гаусса?
16. Покажите на чертеже, как производят проектирование шестиградусной зоны с земного эллипсоида на цилиндр.
17. Как изображены меридианы, параллели и экватор в шестиградусной зоне Гаусса?
18. Как изменяется характер искажений в шестиградусной зоне Гаусса?
19. Можно ли считать масштаб топографической карты постоянным?
20. В какой проекции выполнена топографическая карта масштаба 1:1 000 000?
21. Какая картографическая проекция используется для создания топографических карт в США, и в чем ее отличие от проекции Гаусса?
    

Карты земной поверхности делятся на две большие группы: географические и топографические.

Географическая карта представляет собой уменьшенное условное изображение земной поверхности на плоскости с размещением на ней всего многообразия природных и общественных объектов. Поскольку это многообразие невозможно отразить путем создания единой карты, то географические карты подразделяют на общегеографические и специальные. На каждой из них отражается одно или несколько физико-географических, социально-экономических или каких-либо других явлений. К общегеографическим картам относятся физические, политические, а к специальным — геологические, почвенные и т. д.

Географические карты в СССР, как правило, издаются в масштабе 1: 1 000 000 и мельче.

В отличие от географических карт топографические карты сохраняют постоянство масштаба по всем направлениям данного листа и группы листов.

Советские топографические карты имеют существенные преимущества перед картами многих иностранных государств. При создании карт в Советском Союзе используется единая математическая основа. В частности, для всех топографических карт масштабов от 1: 10 000 до 1: 500 000 включительно взята так называемая равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция . В капиталистических странах при составлении карт разных масштабов используются не только различные проекции, но и различная математическая основа, что приводит порой к большим неточностям в передаче изображения местности. Если к этому еще добавить, что топографические карты в СССР значительно нагляднее и богаче по содержанию и оформлению, а условных знаков на них в два с лишним раза больше, чем на топографических картах, например, США и Англии, то это преимущество станет еще более очевидным.

Благодаря единым требованиям, которые положены в основу создания советских топографических карт, они получили широкое распространение. Эти карты издаются в масштабе 1: 1 000 000 и крупнее.

В зависимости от величины масштаба топографические карты обычно подразделяют на мелкомасштабные (1: 500 000 и 1: 1 000 000), среднемасштабные (1: 100 000, 1:200 000) и крупномасштабные (1:10 000, 1:25 000 и 1: 50 000).

Мелкомасштабные карты масштабов 1: 500 000 (5 км в 1 см) и 1: 1 000 000 (10 км в 1 см) предназначаются в основном для общей оценки характера местности и изучения ее больших районов с различной целью.

Среднемасштабные карты 1:100 000 (1 км в 1 см), 1: 200 000 (2 км в 1 см) служат для изучения местности при организации и ведении боевых действий, особенно при планировании и осуществлении передвижения войск. При совершении длительных маршей с высокими темпами перемещения наиболее употребительны карты 1: : 200 000. Поэтому в боевой практике часто эти карты именуют «дорожными», чем сужают их предназначение.

В военном деле особенно широко применяются крупномасштабные карты. В свою очередь, из них чаще всего используются карты масштабов 1: 25 000 (250 м в 1 см) и 1: 50000 (500 м в 1 см). Они необходимы во всех родах войск для подробного изучения местности при организации боя, для управления подразделениями и частями, при перемещении военнослужащих на небольшие расстояния по незнакомой местности, а также при выборе мест расположения (постройки) каких-либо объектов. В артиллерии эти карты, кроме того, используют для целеуказания, подготовки исходных данных для стрельбы, при планировании огня и перемещении артиллерии.

Крупномасштабная карта 1:10 000 (100 м в 1 см) по сравнению с перечисленными встречается, а тем более используется значительно реже. Эта карта предназначается для наиболее детальной оценки местности с целью организации системы ближнего огня всех видов, управления подразделениями и частями при бое в крупных населенных пунктах, особенно за овладение наиболее важными объектами. В артиллерии карта масштаба 1: 10 000 может быть использована для подготовки исходных данных для стрельбы, а в пехоте — при инженерном оборудовании опорных пунктов, узлов обороны и других объектов.

Связанные статьи:

Карты подразделяются на группы по ряду признаков – масштабу, тематике, территориальному охвату, проекции и т.д.

Простые охватывают карты поверхности земли, полушарий, материков, по масштабу – крупномасштабные (1/100000 и кр.) среднемасштабные (1/200000,1/500 тыс 1/1 млн) мелкомасштабные (1/1 млн и бл).

Топографические карты и планы – назначение – научно-справочные учебные, морская навигация, дорожные, кадастровые, туристские. Топографические карты и планы имеют многоцелевое назначение, поэтому элементы местности на них показываются с одинаковой подробностью.

Крупномасштабные карты являются основными, поскольку предоставляют первичную информацию, используемую при составлении карт средних и мелких масштабов. Наиболее обычными из них являются топографические карты масштаба крупнее 1:250 000.

На современных топографических картах рельеф обычно показывается при помощи изогипс, или горизонталей, которыми соединяются точки, имеющие одинаковую высоту над нулевым уровнем (обычно это уровень моря). Совокупность таких линий дает очень выразительную картину рельефа земной поверхности и позволяет определить следующие характеристики: угол наклона, профиль склона и относительные превышения. Помимо изображения рельефа топографические карты содержат и другую полезную информацию. Обычно 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.

Как крупномасштабные топографические, так и среднемасштабные карты обычно выпускаются комплектами, каждый из которых отвечает определенным требованиям. Большинство среднемасштабных издается для нужд регионального планирования или навигации. Наибольшим территориальным охватом отличаются среднемасштабные Международная карта мира и аэронавигационные карты США. Оба комплекта карт выпускаются в масштабе 1:1 000 000 – наиболее распространенном для среднемасштабных карт. При подготовке Международной карты мира каждая страна на свою территорию выпускает карты, подготовленные в соответствии с заданными общими требованиями. Эта работа координируется ООН, однако многие карты уже устарели, а другие еще не завершены. Содержание Международной карты мира в основном соответствует содержанию топографических карт, но отличается большей генерализацией. То же самое относится и к аэронавигационным картам мира, но на большинство листов этих карт нанесена дополнительная специальная нагрузка. Аэронавигационные карты покрывают всю сушу. В среднем масштабе составляются также некоторые морские или гидрографические карты, на которых особое внимание уделяется изображению водоемов и береговой линии. Некоторые административные и дорожные карты также имеют средний масштаб. Мелкомасштабные, или обзорные, карты. На картах мелкого масштаба показывается вся поверхность земного шара или значительная ее часть. Трудно точно обозначить границу между мелко- и среднемасштабными картами, однако масштаб 1:10 000 000 определенно относится к обзорным картам. Большинство карт атласов имеет мелкий масштаб, причем тематически они могут быть очень разными. Почти все выше обозначенные группы объектов могут быть отражены и на мелкомасштабных картах при условии достаточной генерализации информации. Кроме того, в мелком масштабе составляются карты распространения различных языков, религий, сельскохозяйственных культур, климатические и т.д. В качестве наглядного примера специальных мелкомасштабных карт, хорошо знакомых миллионам людей, можно указать карты погоды.

Мультипликационные и компьютерные карты. Для мультипликационных карт, которые можно проецировать на телеэкран, вводится четвертая координата – время, позволяющая проследить динамику картографируемого объекта. Компьютерная картография достигла сейчас такой ступени развития, что практически все операции могут выполняться в цифровой форме. В результате существенно облегчается внесение всевозможных исправлений и уточнений. Этот метод создания карт любых типов и масштабов, включая карты-мультипликации, обозначается специальным термином «географические информационные системы» (ГИС).

13. Элементы общегеографической карты

На топографических картах и планах изображают разные объекты местности: контуры населенных пунктов, сады, огороды, реки, озера. Совокупность этих объектов называется ситуацией. Ситуацию изображают условными знаками. Условные знаки делятся на 5 групп: площадные, линейные, внемасштабные, пояснительные, специальные. Площадные условные знаки применяют для заполнения площадей объектов направления: пашни, леса, озера, луга - они состоят из знака границы объекта точечный пунктир и заполняют его изображений или условной окраски. Показывают объекты линейного характера дороги реки длина которых выражается в данном масштабе. На условные изображения приводятся различные характеристики объектов. Внемасштабные условные знаки служат для изображения объектов, размеры которых не выражаются в данном масштабе карты или плана. Они определяют положение, но не размеры. Пояснительные условные знаки представляют собой цифровые и буквенные надписи характеризующие объекты: направление, глубину и скорость течения рек. Их проставляют на основных площадных линейных вне масштабных знаках. Специальные условные знаки устанавливают соответствующие ведомства отраслей народного хозяйства их применяют для составления спец карт и планов этой отрасли. Чтобы придать карте или плану наглядность для изображения различных элементов используют цвета, для рек озер – синий шоссейных дорог – красный.