ИЗОБРАЖЕНИЕ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Даже далекий от географии человек сегодня постоянно сталкивается с изображениями земной поверхности: почти каждый день нам показывают в новостях по телевизору отмеченные на картах места, где произошли те или иные события; смотря по телевизору прогноз погоды, мы тоже видим карту; туристы и жители пользуется планом города, чтобы добраться до нужного места кратчайшим путем. Но необходимость изображения земной поверхности диктуется не столько обыденными интересами, сколько научными и практическими задачами. Карты необходимы геологам и мореплавателям, историкам и строителям, экономистам и археологам и многим, многим другим. Они являются источниками и средствами распространения разнообразной информации.

Масштаб

Понятно, что из-за огромных размеров земного шара отразить в натуральную величину его поверхность, например, на куске бумаги невозможно. Но можно изобразить его уменьшенную копию. Для работы с копией и верного представления о самом оригинале необходимо знать во сколько раз копия меньше оригинала. Для этого существует масштаб. Масштаб показывает отношение длины любого отрезка копии к длине соответствующего отрезка оригинала. Масштаб карты - это отношение длины линии (расстояния) на карте к длине соответствующей линии (расстояния) на местности. Выражаться масштаб может разными способами. Численный масштаб выражается в виде отношения (дроби), например, 1:50 000. Это означает, что одна единица длины на карте соответствует 50 000 таким же единицам длины на местности. Именованный масштаб указывает на то, какое расстояние на местности соответствует одной единице длины карты, например, в 1 см – 500 м. Перевести численный масштаб в именованный и обратно очень просто. Например, если масштаб карты 1:200 000, то это означает, что 1 мм (или см) на карте соответствует 200 000 мм (или соответственно см) на местности. Переводим миллиметры (или сантиметры) в метры и получаем, что в 1 мм – 200 м (в 1 см – 2 000 м, т.е. 2 км). Существует еще линейный (графический) масштаб, изображаемый в виде масштабной линейки, разделенной начиная от 0 на сантиметры. Над каждым сантиметровым делением подписывается соответствующее им реальное расстояние на местности (обычно в км). Слева от 0 откладывается 1 см, разделенный на миллиметры. Линейный масштаб очень удобен при работе с циркулем. На карте циркулем снимают измеряемое расстояние и затем, прикладывая его к линейному масштабу, узнают его истинное значение на местности.

Необходимо различать такие понятия как крупный и мелкий масштабы. Чем меньше соответствующих линейных единиц местности содержится в одной единице длины на карте, тем масштаб крупнее и наоборот, чем больше линейных единиц местности соответствуют одной линейной единице карты, тем мельче масштаб. Проще говоря, чем меньше нулей в численном масштабе, тем он крупнее и наоборот, чем больше нулей, тем масштаб мельче.

В зависимости от масштаба различают мелкомасштабные, среднемасштабные, крупномасштабные карты, а также планы. К мелкомасштабным картам относятся карты с масштабами от 1:1000000 и мельче, к среднемасштабным – от 1:200000 до 1:1000000, к крупномасштабным – от 1:10000 до 1:200 000. Планы имеют масштабы от 1:5000 и крупнее.

Вопросы для самоконтроля.

1. Что такое масштаб?
2. Какие бывают масштабы по своему выражению?
3. Как перевести именованный масштаб в численный и наоборот? Приведите примеры.
4. Для чего нужен линейный масштаб?
5. Что означает крупный и мелкий масштабы?
6. Какие бывают карты в зависимости от масштаба? Какие у них масштабы?
7. Какие масштабы имеют планы?

Глобус, карта, план

Любое изображение земной поверхности – это ее моделирование. Земная поверхность моделируется на глобусах, картах и планах. Глобус – это объемная модель земного шара. Считается, что первый географический глобус был создан в конце XV в. В XVII и XVIII вв. глобус применяли в мореплавании. Сегодня он широко используется в школах в качестве наглядного учебного пособия. На глобусе представлена вся земная поверхность, причем объекты (материки, острова, океаны и др.) показываются наиболее точно, в неискаженном виде, сохраняя в отличие от изображения на мелкомасштабных картах свою форму, длину и площадь. Масштаб глобусов очень мелкий от 1:30000000 до 1:70000000. Масштаб школьных глобусов обычно 1:50000000.

Карты существовали уже в глубокой древности. Самые древние карты, сохранившиеся до настоящего времени, были созданы в древних Египте и Китае. В античное время греческие ученые уже создавали карты с учетом шарообразности Земли. В средние века в связи с бурным развитием мореплавания создавались морские (навигационные) карты. В эпоху Великих географических открытий рождались карты новых открытых земель. В XIX в., в основном, в военных целях создавались подробные карты местности (топографические карты), которые позднее использовались при строительстве дорог и инженерных сооружений. В ХХ в. развитие науки потребовало создания множества тематических карт: геологических, климатических и др.

Карта – это уменьшенная обобщенная модель земной поверхности на плоскости, построенная по математическим правилам в определенной картографической проекции и масштабе. Картографическая проекция и масштаб являются математической основой карты.

Изобразить на плоскости контуры объектов, расположенных на поверхности любой сферической формы, в том числе земного шара, без их искажений невозможно, поскольку поверхность эллипсоида или шара нельзя развернуть на плоскости без разрывов или складок. На картах различают 4 вида искажений: искажение длин, площадей, углов и контуров. Причем, чем мельче масштаб, тем искажения больше, а чем он крупнее, тем искажения меньше. Это и понятно, ведь чем меньше площадь земной поверхности, тем больше она приближается к плоской поверхности, то есть к плоскости карты, и наоборот, чем больше изображаемая площадь поверхности Земли, тем она становится все сферичной. Следовательно, на плоской поверхности карты присутствуют больше искажений. На картах крупного масштаба и планах искажения настолько малы, что ими практически пренебрегают.

План – это чертеж относительно небольшого пространства земной поверхности, выполненный в условных знаках и крупном масштабе. Такие чертежи составляют для небольших участков местности, площадью несколько км² и менее, принимаемых за плоскую поверхность. То есть при составлении планов кривизна земной поверхности не учитывается и земная поверхность принимается за плоскость, следовательно, на планах не изображаются ни меридианы, ни параллели. Вычерчиваются они в масштабе 1:5000 и крупнее. На планах изображаются все объекты, выражающиеся в масштабе. Объекты показываются с полным соответствием их натуральных длин, площадей, углов, с сохранением их форм и очертаний, то есть искажения, присущие картам на планах отсутствуют. Ориентирование плана по сторонам горизонта осуществляется с помощью стрелки, обычно направленной вверх и показывающей направление на север. Отличия плана от карты приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Отличительные характеристики карты и плана

Простейшие из видов вспомогательных проекций и наиболее часто употребляемые – это цилиндрическая, коническая и азимутальная.

Цилиндрическая картографическая проекция представляет собой цилиндр как бы одетый на земной эллипсоид (шар), который соприкасается с ним по экватору, в силу чего искажения здесь будут отсутствовать. На цилиндр проецируется поверхность Земли, причем наименьшие искажения наблюдаются в приэкваториальных и средних широтах, а наибольшие – в полярных областях. В этой проекции меридианы представляют собой параллельные равноотстоящие друг от друга прямые линии, а параллели – прямые линии, перпендикулярные к линиям меридианов. Чаще всего цилиндрическая проекция используется для построения карт мира.

Коническая картографическая проекция представляет собой одетый на земной эллипсоид конус, вершина которого находится над полюсом, а соприкосновение происходит в умеренных широтах, где и наблюдаются наименьшие искажения. В этой проекции параллели изображаются дугами концентрических окружностей, а меридианы – прямыми лучами, расходящимися веером от полюса. Коническая проекция удобна для изображения территорий, вытянутых по широте. Именно в такой проекции построены карты, изображающие территорию России.

Азимутальная картографическая проекция представляет собой соприкасающуюся с земным эллипсоидом (шаром) в какой-то точке плоскость. В этой точке наблюдаются нулевые искажения. Такая проекция с точкой соприкосновения на полюсе очень удобна для изображения полярных областей. В азимутальной проекции параллелями являются концентрические окружности с центром на полюсе, а меридианы – радиусы, расходящиеся от полюса.

Для устранения или уменьшения того или иного вида искажений используются специальные картографические проекции. Например, проекция Меркатора, используемая для составления морских навигационных карт, где углы сохраняются без искажений, но подвергаются сильному искажению длина и площадь.

Вопросы для самоконтроля.

1. Что такое глобус? В чем его преимущество по сравнению с картой?
2. Какой масштаб бывает у глобусов?
3. Что такое карта?
4. Для чего нужны карты?
5. Какие виды искажений бывают на картах?
6. Почему на крупномасштабных картах меньше искажений, чем на мелкомасштабных?
7. Что такое план?

8. Назовите известные Вам картографические проекции.

9. Что представляют собой меридианы и параллели на картах в случае использования цилиндрической, конической и азимутальной картографических проекций?

Классификации карт

Все карты можно классифицировать по разным признакам. Если рассматривать карты по их содержанию, то их делят на общегеографические и тематические. На общегеографических картах показывается то, что мы видим непосредственно на земной поверхности, то есть рельеф, , речную сеть, озера, населенные пункты, дороги и другие объекты. Если такие карты охватывают большие территории, как, например, карта полушарий, физико-географические карты материков, физико-географические карты государств, карты регионов крупных государств, на которых рельеф показывается обычно цветом, различающимся по ступеням высот, то такие карты называются обзорными. В случае изображения относительно небольших территорий на картах, где рельеф показывается с помощью горизонталей, их называют топографическими. Тематическими картами называются карты, на которых показаны объекты и (или) явления на определенную тему. К таким картам, например, относятся геологические, климатические, ландшафтные, политические, экологические и многие другие карты.

Рассматривая в начале этой темы понятие "масштаб", мы уже говорили о классификации карт в зависимости от масштаба, которые бывают мелкомасштабные, среднемасштабные и крупномасштабные. Планы, которые мы рассмотрим ниже, сюда не входят.

Если в основу классификации положен территориальный признак, то в этом случае в зависимости от охвата изображаемой территории все карты можно разделить на карты Мира, полушарий, материков, океанов, морей, стран, регионов, административных подразделений, городов и т.д. Наконец, карты можно разделить по их назначению, например,на учебные, туристические, справочные, культурно-просветительские, навигационные и др.

Особое место в классификации карт занимают географические атласы. Географический атлас – это оформленное в единый том или папку собрание карт, отражающих определенную тематику и (или) охватывающих определенную территорию. Обычно географические атласы сопровождаются пояснительными текстами в виде объяснительных записок к картам, а также таблицами со статистическими и справочными сведениями. Кроме этого, для облегчения нахождения интересующего объекта в атласах почти всегда присутствуют указатели географических названий. Географические атласы различают по территориальному признаку (атласы мира, материков, государств, областей), по содержанию (климатический атлас, атлас сельского хозяйства, геологический атлас и т.п.), по назначению (учебные, туристские, дорожные, научно-справочные и т.п.).

Вопросы для самоконтроля.

1. Как делятся карты по их содержанию?
2. Чем отличается топографическая карта от обзорной карты?
3. Как делятся карты по масштабу?
4. Приведите примеры (названия) карт, если в основе их классификации лежит территориальный признак.
5. Какие карты бывают, если их делят по назначению?
6. Что такое географический атлас?
7. По каким признакам различают географические атласы?