Масштаб. Измерения расстояний по планам, картам небольших территорий

Для измерения расстояний по планам, картам и глобусу надо уметь пользоваться масштабом, который показывает степень уменьшения длины линии на плане, карте или глобусе по сравнению с действительным расстоянием на местности, Масштабы бывают численные, именованные и графические (линейные).

Численный масштаб выражается дробью, где в числителе — единица, а в знаменателе — число m, показывающее, во сколько раз расстояние на карте меньше истинного расстояния на местности, т.е. степень уменьшения. Например, М=1:m=1:100000 означает, что на карте длина уменьшена в 100000 раз по сравнению с местностью. Числитель и знаменатель даются в одинаковых измерениях (сантиметрах). Численный масштаб обычно сопровождают пояснением, указы­вающим соотношение длин линий на карте и на местности. В нашем примере 1 см соответствует 1 км (100000 см). Это так называемый именованный масштаб. Его указывают на всех картах.

Для непосредственного определения по картам и планам расстояний служит линейный масштаб (рис. 5). Это график, помещаемый внизу карты в виде прямой линии, разделенной на сантиметры, при этом справа от нуля у каждого деления линии (например, сантиметрового) подписано истинное расстояние на местности, равное одному, двум или нескольким величинам масштаба. В нашем примере это 1, 2, 3 км и т.д. Слева от нуля 1 см разбивают на меньшие деления, например на миллиметры, для получения более точных результатов. Измеряют расстояние по карте линейкой или циркулем, переносят это расстояние на масштаб и без дополнительных расчетов получают искомое расстояние. При этом неизбежны погрешности, которые зависят от масштаба и проекции карты. Чем крупнее масштаб карты, тем точнее результат измерений. Масштаб мелкомасштабных карт обширных территорий не постоянен в разных частях карты, поэтому следует учитывать, что указанный на них масштаб относится к определенным линиям или точкам (в зависимости от примененной проекции), а не ко всему полю карты.

Картографические проекции

Сферическая поверхность Земли при изображении на пло­скости претерпевает сжатия или растяжения, что приводит к нарушениям геометрических свойств картографируемых объектов, т.е. искажениям. Математический способ изображения на плоскости поверхности земного шара (эллипсоида) называется картографической проекцией. Проекция позволяет учитывать неизбежные искажения, особенно существенные на картах всей Земли и ее крупных частей. На планах и крупномасштабных картах небольших участков местности искажения практически неощутимы.

Выделяют четыре вида искажений на картах: длин, площа­дей, углов и форм объектов.

По характеру искажений картографические проекции подраз­деляются на равноугольные, при которых сохраняются углы и форма объектов, но искажаются длины и площади; равновеликие, при которых сохраняются площади, но сильно изменены углы и форма объектов; произвольные, при которых есть искажения длин, площадей и углов, но они распределяются на карте определенным образом. Среди них особо выделяют равнопромежуточные про­екции, при которых нет искажения длин по определенным направлениям.

Масштаб, указанный на картах, справедлив только на линиях и в точках нулевых искажений. Он называется главным. Во всех остальных частях карты масштаб отличается от главного и называется частным. Для его определения нужны специальные расчеты.

Чтобы определить характер и величину искажений на карте, надо сравнить градусную сеть карты и глобуса. На глобусе все меридианы равны между собой и пересекаются с параллелями под прямым углом. Поэтому все ячейки градусной сети между соседними параллелями имеют одинаковые размеры и форму, а клетки между меридианами расширяются и увеличиваются от полюсов к экватору.

Искажение длин заключается в том, что масштаб длин изменяется на карте с переменой места и направления. Признак — фазные по величине отрезки меридианов между соседними параллелями.

Искажение площадей состоит в изменении на карте масштаба площади. Признак — неодинаковые величина и форма ячеек между соседними параллелями.

Искажение углов заключается в том, что углы на карте между определенными направлениями не соответствуют таковым на местности. Признак — отклонение от прямых углов между парал­лелями и меридианами на карте.

Искажение форм объектов состоит в том, что формы географических объектов на карте не соответствуют им в натуре. Признак — формы клеток на одной и той же широте различны, а площади их одинаковы.

Так как карты строятся на основании математических расчетов, можно, зная характер искажений и учитывая их, получить довольно точные нужные результаты.

По способу построения различают проекции условные, которые строятся по заранее заданным условиям, и проекции, в которых изображение сначала переносится на вспомогательную геометрическую поверхность, а затем с нее на плоскость. По виду вспомогательной поверхности выделяют проекции цилиндрические (для карт мира), конические (карты России и других стран), азимутальные (карты полушарий, материков и др.).

Виды карт. Условные обозначения

Современные географические карты весьма разнообразны. Они подразделяются по содержанию, масштабу, назначению, по охвату территории.

По содержанию карты бывают общегеографические и те­матические. На общегеографических картах изображаются в основном рельеф, реки, озера, а также населенные пункты, дороги в т.д. Ни один из объектов, нанесенных на карту, не выделяется особо среди других. Тематические карты передают с большей подробностью один или несколько определенных элементов в зависимости от темы данной карты. Среди них выделяются физико-географические карты (геологические, климатические, почвенные, ботанические, природного районирования и др.) и социально-экономические (политические, политико-администра­тивные, экономические, карты населения и др.).

По масштабу выделяют крупномасштабные, среднемасштабные и мелкомасштабные карты. Крупномасштабные (топог­рафические) карты масштаба 1:200 000 и крупнее передают основные особенности местности, создаются в результате обработки аэрофотоснимков и путем непосредственных наблюдений и изме­рений на местности; искажения на топокартах весьма незначитель­ны. Среднемасштабные (обзорно-топографические) (1:200000-1000000 включительно) создаются по крупномасштабным картам путем генерализации, т.е. отбора и обобщений объектов в соответствии с назначением карты. Мелкомасштабные (обзорные) карты (мельче 1:1000 000) предназначены для изучения больших территорий.

По назначению карты делятся на учебные, справочные, туристические и др.

По охвату территории создаются карты мира, полушарий, материков и их частей, океанов и морей, государств и их частей — республик, областей, районов и т.д.

Для изображения географических объектов на картах приме­няют специальные условные знаки, объяснения которых даются в легенде карты. Легенда — ключ к пониманию и чтению карты, поэтому изучение ее надо начинать с легенды.

Условные знаки бывают площадные (контурные), линейные и внемасштабные. К площадным знакам относятся контур леса, озера, городского квартала и др.; к линейным — реки, дороги, каналы и т.д., у них преувеличена ширина, они могут быть разного цвета, рисунка и пр.

Особую категорию линейных знаков на географических картах составляют изолинии, т.е. линии, соединяющие точки с равными значениями изображаемых явлений. Для изображения рельефа — неровностей земной поверхности — применяются горизонтали (изогипсы) — линии на карте, соединяющие точки с одинаковой абсолютной высотой, т.е. высотой над уровнем моря. Цифровые значения горизонталей даются через определенные интервалы. Кроме того, на картах ставятся точки на водоразделах и у урезов воды рек и озер, у которых подписываются их абсолютные высоты. Направление склонов отмечается короткими черточками — бергштрихами, проставляемыми перпендикулярно горизонтали и направленными в сторону понижения склонов. Разность высот двух соседних горизонталей называется высотой сечения рельефа, зная эту величину, по количеству горизонталей можно вычислить, как абсолютную, так и относительную высоту местности.

Относительная высота — превышение одной точки местности над другой, например вершины горы над подножием, поймы над руслом реки.

Глубины моря изображаются с помощью изобат — линий равных глубин.

Таким образом, горизонтали и изобаты разграничивают ступени с разной высотой и глубиной. На мелкомасштабных физических картах ступени подчеркиваются послойной окраской, внизу карты изображается шкала высот и глубин.

Внемасштабными знаками отмечаются, например, колодец, домик лесника, церковь, памятник, т.е. такие объекты, которые не могут быть выражены в масштабе карты.

На тематических картах, отображающих разнообразные свой­ства явлений природы, и общества, применяются различные способы картографирования: ареалы (например, угольный бас­сейн), знаки движения (ветры, морские течения), значки (населенные пункты) и др.

Применение карт

Карты широко применяются в научной и практической деятельности. Карта как модель действительности обладает большой информативностью, обзорностью, наглядностью. Это делает ее важнейшим средством научного познания в географии и в других областях знаний о Земле и обществе. Многие географические исследования начинаются с карты и заканчиваются картой. Недаром говорят: «Без карты нет географии».

Географическая карта незаменима при решении различных народнохозяйственных задач, связанных с изучением и освоением территорий. Разведка полезных ископаемых, учет и оценка сельскохозяйственных земель, вод, лесов, мелиоративное строительство, работы по проектированию дорог, каналов, ЛЭП, промышленных объектов, природоохранных и других мероприятий немыслимы без карт и планов. Карты необходимы морякам, летчикам, космонавтам, метеорологам и многим другим специалистам. Исключительно велико и разносторонне применение топографических карт в военном деле.

Огромна роль карты в преподавании географии. И не только потому, что на ней показано размещение объектов и явлений, хотя и это необходимо знать. Карты позволяют устанавливать причинно-следственные связи и взаимозависимости как в природе, так и между природными и социально-экономическими объектами. Они развивает географическое мышление.

Поэтому в школе и вузе карта является важнейшим «наглядным пособием», хотя и разговаривает со своим читателем языком условных знаков. Ее нельзя заменить ни текстом, ни живым словом.

Ориентирование на местности. Понятие о горизонте. Способы ориентирования

Ориентирование на местности включает определение своего местоположения относительно сторон горизонта и заметных предметов местности, а также определение направления пути.

Горизонтом называется часть земной поверхности, наблю­даемая на открытой местности. Линия горизонта — граница видимого пространства, где нам кажется, что небо сходится с землей. При поднятии наблюдателя дальность видимого горизонта увеличивается. У человека среднего роста, стоящего на ровной местности, она около 5 км, при подъеме на 100 м — около 40 км, на 1000 м — около 120 км и т.д.

Для ориентирования на местности надо знать стороны горизонта. Основные стороны горизонта — север, восток, юг и запад, промежуточные — северо-восток, юго-восток, юго-запад, северо-запад. Направление географического меридиана, идущего по поверхности земного шара от Северного до Южного полюса, показывает полуденная линия. 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. Ночью можно ориентироваться по Полярной звезде, которая находится почти над точкой севера.

Надежнее и удобнее в любую погоду ориентироваться по компасу, синяя стрелка которого указывает на север. Однако магнитная стрелка компаса располагается вдоль магнитного, а не географического меридиана, которые обычно не совпадают, так как не совпадают географические и магнитные полюса. Чтобы найти точное направление на север, надо учитывать угол между (северным направлением географического меридиана снаправлением северного конца магнитной стрелки, называемый магнитным склонением. Магнитное склонение бывает восточное и западное.

При отклонении северного (синего) конца магнитной стрелки компаса 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 обязательно на всех топографических картах. Например, магнитное склонение Москвы +8° (рис. 4). Чтобы узнать направление географического меридиана, надо от направления северного конца магнитной стрелки компаса отсчитать к западу 8°. Это и будет направление на север.

Наиболее надежным является ориентирование на местности с помощью подробной карты или аэрофотоснимка, проводимое путем сопоставления картографического изображения с местностью. Положение точки, в которой находится наблюдатель, определяют относительно заметных предметов местности (ориентиров) глазомерно или путем промера расстояний и углов направления — азимутов. Азимут — угол, который отсчитывается от северного конца меридиана по часовой стрелке до направления на предмет (от 0 до 360°). Если угол отсчитывают от магнитного меридиана, получают магнитный азимут, а с учетом магнитного склонения — истинный (географический) азимут.

Можно ориентироваться в пространстве и по местным признакам. В основе большинства из них лежит меньшее количество солнечного тепла, получаемого с северной стороны горизонта. Так, например, с северной стороны у деревьев, растущих на открытой местности, беднее крона; у пней меньше толщина годовых колец; на стволах деревьев больше мхов и лишайников. А муравейники обычно располагаются к югу от пней и деревьев, с юга на стволах хвойных деревьев выделяется больше смолы и т.д.

Вопросы и задания:

1. Что представляет собой градусная сеть и каково ее назначение?

2. Что такое географические координаты? Как их определяют по глобусу и карте?

3. Какие способы ориентирования на местности вам известны?

4. Назовите основные особенности географической карты и плана местности. В чем их различия?

5. Что такое масштаб? Какие виды масштаба вы знаете? Как можно измерить расстояния по карте и глобусу?

6. В чем состоит назначение картографических проекций, их основные виды.

7. Почему на картах обширных территорий неизбежны искажения? Назовите их виды.

8. Какие основные виды карт вы знаете? Где находят применение географические карты?

Дата добавления: 2014-12-27