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 км 2 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?

Дата: 26.10.2015

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные отличия географической карты от плана местности

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

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

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

Глобус - модель Земли

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

Топографический план

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

Карта

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

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 , поэтому нет необходимости учитывать кривизну земной поверхности.

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

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. 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.