Лекция ©5 Глобус, географическая карта и план местности

           Глобус. Глобус - это уменьшенная модель земного шара. На нем сохраняются все геометрические свойства изображенных географических объектов (материков, океанов, рек, озер). Их линейные и площадные размеры, углы и формы. На глобусе также отражена градусная сеть. Линии градусной сети являются дугами окружностей и пересекаются под прямым углом. Клетки, образуемые при пересечении параллелей и меридианов, представляют собой равнобокие сферические трапеции. Площадь трапеций, расположенных на одной широте одинакова. Градусная сеть позволяет определить местоположение любой точки на земной поверхности с помощью географических координат - широты и долготы.

         Географическая широта (фи) - угол между плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке, иначе - угловое расстояние точки по меридиану от экватора. Она изменяется от 0 (экватор) до 90  градусов (полюса). Различают северную и южную широту. Все точки лежащие на одной параллели имеют одинаковую географическую широту. На глобусе параллели подписывают на нулевом и 180 меридиане.

          Географическая долгота - двухгранный угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана проходящего через данную точку, иначе угловое расстояние точки от начального меридиана. За начальный нулевой меридиан принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию. К востоку от него долгота - восточная, к западу - западная. Долгота измеряется от 0 до 180 градусов. Все точки лежащие на одном меридиане имеют одинаковую долготу. На глобусе меридианы подписываются на экваторе. Если развернуть глобус в виде плоскости, то получиться географическая карта.  

           Особенности географических карт и планов. Географическая карта - это уменьшенное, обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное на плоскости, построенное по определенным математическим законам  в системе условных обозначений. Карты показывают размещение на земной поверхности явлений природы и общества, их свойства и взаимосвязи. 

            Географическая карта не является уменьшенной копией местности. Карта - это чертеж, на котором нет ничего лишнего, а показано только необходимое. Математическая основа карт включает масштаб и картографическую проекцию, которые определяют степень уменьшения величины объектов на карте, их правильное географическое положение, а также характер и степень искажений, неизбежных при изображении шара.   

          План- это чертеж небольшого участка местности в крупном масштабе и в условных знаках, построенный без учета кривизны земной поверхности. Отличие плана от карты: на плане изображаются небольшие участки земной поверхности, на картах же изображены гораздо большие территории и в более мелком масштабе. На план наносятся все объекты и детали местности в заданном масштабе. На карты объекты отбирают в зависимости от их содержания и назначения. При вычерчивании планов не учитывается кривизна земной поверхности. На планах направление север-юг показывают стрелкой. На картах направление север-юг определяют меридианы, на направление запад - восток - параллели.     

         Масштаб - это степень уменьшения длины линий на плане или карте по сравнению с их действительной длиной на местности. Масштаб указывается под южной рамкой листа плана или карты. Различают масштаб трех видов: численный, именованный, линейный. Численный масштаб записывается в виде дроби, в числителе которого единица, а в знаменателе число м, показывающие степень уменьшения: М= 1/м. Например, на карте масштаба 1/100000 или 1: 100 000 длины уменьшены по сравнению с действительностью в 100 000 раз. Очевидно, что чем больше знаменатель масштаба, тем в большее число раз уменьшены длины, тем мельче изображение объектов на карте. Именованный масштаб - это пояснение, указывающее соотношение длин линий на карте и на местности. Например, если численный масштаб 1: 100 000, именованный масштаб выглядит так> в 1см - 1км>, так как 1 см на карте соответствует 100 000 см, т.е. 1 км, на местности.  Линейный масштаб служит для измерения по картам длин линий в реальности. Он представляет собой прямую линию, разделенную на равные отрезки, соответствующие десятичным числам расстояний на местности. Отрезки, а называют основанием масштаба. А расстояние на местности, соответствующее основанию, называют величиной линейного масштаба. Для повышения точности определения расстояний крайнее слева основание делят на более мелкие части б, называемые наименьшими делениями линейного масштаба.  При работе с планом и картой часто приходиться переводить численный масштаб в именованный или линейный. Для этого необходимо знаменатель численного масштаба перевести в более крупные меры - метры и километры. Например, если численный масштаб плана 1:5000, это значит что в 1 см на плане соответствует на местности 5000 см или 50 метрам.

          Классификация карт. Географические карты классифицируются по масштабу, обхвату территории, содержанию и назначению. По масштабу географические карты делят на крупномасштабные, построенные в масштабе 1: 200 000 и крупнее; среднемасштабные, построенные в масштабе мельче 1: 200 000 до 1: 1 000 000 включительно; мелкомасштабные, построенные в масштабе мельче 1: 1 000 000. Крупномасштабные карты называют топографическими, среднемасштабные - обзорно-топографическими, мелкомасштабные - обзорными. По обхвату территории различают карты мира, полушарий, материков и их крупных частей, океанов и морей, государств, областей, районов. По содержанию карты подразделяются на общегеографические и тематические. На общегеографических картах изображают основные элементы местности: рельеф, водоемы, населенные пункты, транспортную сеть, государственные и административные границы и др. При этом ни один элемент земной поверхности не выделен особо. Подробность изображения зависит лишь от масштаба карты, особенностей местности и тех задач, для решения которых предназначается карта. Тематические карты передают с большей подробностью один или несколько определенных элементов в зависимости от темы данной карты. Среди них различают физико-географические (геологические, климатические, почвенные) и социально-экономические (политические, политико-административные, карты населения, экономические и др.) По назначению выделяют карты многоцелевого  назначения (топографические карты), научно-справочные, учебные, туристические, навигационные, военные и другие.

          Применение карт. Карты широко применяются в научной и практической деятельности. Карта как модель действительности обладает большей информационностью, обзорностью и наглядностью. С картами связаны, и разведка полезных ископаемых, учет и оценка земель, водных и почвенных ресурсов, строительство жилых и промышленных сооружений. Карты необходимы морякам, летчикам, космонавтам, метеорологам и биологам. Карты позволяют устанавливать причинно-следственные связи, как в природе, так и между природным окружением и человеческим обществом. Она развивает географическое мышление и ее нельзя заменить ни текстом, ни живым словом. <Карта - это язык, на котором разговаривает география>.     

         Картографические проекции. Искажения на картах. Наиболее точное изображение земной поверхности дается на глобусе. Но шаровая поверхность глобуса не может быть развернута на плоскости без разрывов и складок. Поэтому для создания непрерывного картографического изображения прибегают к растяжениям и сжатиям ее частей. Это приводит к нарушениям геометрического пространства и свойств картографируемых объектов, т.е. искажениям. Только на планах и крупномасштабных картах небольших участков местности искажения не ощутимы. Чем мельче масштаб карты, тем больше искажения. Искажены, могут быть длины линий, горизонтальные углы между определенными направлениями, формы и размеры площади, занимаемой объектом.

Картографические проекции - это математический способ изображения земной поверхности земного эллипсоида (шара) на плоскости. Известно, что при создании карт поверхность модели земного эллипсоида развернуть на плоскости без сжатий и растяжений невозможно. Поэтому используют вспомогательные поверхности - цилиндр, конус, или саму плоскость. Вначале путем проектирования на вспомогательную поверхность переносят линии меридианов и параллелей, совокупность которых составляет картографическую сетку. Затем на ней строят картографическое изображение. По виду вспомогательной поверхности, которая используется для построения, картографические проекции делятся на три основные группы. Цилиндрические, у которых вспомогательной поверхностью является боковая поверхность цилиндра, касательного к эллипсоиду или секущего эллипсоид.  Конические, у которых вспомогательной поверхностью служит боковая поверхность касательного или секущего конуса. Азимутальные, у которых вспомогательной поверхностью является сама касательная ли секущая плоскость.  В зависимости от положения цилиндра, конуса, плоскости по отношению к эллипсоиду различают: прямые или нормальные, проекции, когда ось цилиндра или конуса совпадает с земной осью, а плоскость расположена перпендикулярно к ней; поперечные, когда ось цилиндра или конуса лежит в плоскости экватора, а плоскость перпендикулярна ей и касается эллипсоида в одной из точек экватора; косые, когда ось цилиндра или конуса образует острый угол с земной осью, а плоскость касается эллипсоида в одной из точек между полюсом и экватором. Выбор проекции для той или иной карты определяется положением и размерами изображений территории, содержанием  и назначением карты.  Цилиндрическая проекция. Если глобус обернуть бумажным цилиндром, так, чтобы он касался линии экватора и спроецировать на внутреннюю поверхность цилиндра градусную сеть, получиться нормальная цилиндрическая проекция. Развернув цилиндр мы увидим, что меридианы и параллели образуют сеть прямоугольников. Такая проекция удобна для изображения поверхности всего земного шара, но при этом появляются большие искажения. Все параллели цилиндрической поверхности равны по длине, на глобусе их длина уменьшается к полюсам. Меридианы также равны между собой, но имеют вид прямых параллельных линий, а на глобусе они сходятся у полюсов. Коническая проекция. Если бумажный конус надеть на глобус так, чтобы его ось совпадала с осью глобуса и спроектировать на внутреннюю поверхность конуса градусную сеть, то получиться коническая проекция. Развернув конус мы увидим, что меридианы имеют вид прямых линий лучеобразно расходящихся из одного центра, а параллели - вид конических дуг, имеющих общий центр в точке пересечения меридианов. Углы и площади на таких картах искажаются незначительно. В конической проекции обычно создаются карты России для средней школы. В этой же проекции выполнены карты отдельных материков и отдельных государств.  Азимутальная проекция. Если градусная сеть глобуса спроецировать на две плоскости, касающихся глобуса в противоположных точках экватора, то получиться карта полушарий, созданная в поперечной азимутальной проекции. Полушария принято разделять по меридианам 20 о з.д. и 160 о в.д., так как эти меридианы проходят почти полностью по океанам. Если сравнить карту полушарий с глобусом, то увидим, что средний меридиан изображен прямой линией, остальные меридианы - кривыми, причем длина их увеличивается по мере удаления от среднего меридиана. На краю полушария меридиан имеет  вид  полуокружности, которая в полтора с лишним раза  больше среднего меридиана. На глобусе все меридианы равны по длине. Параллели на карте полушарий имеют вид кривых, непараллельных между собой, тогда как на глобусе они параллельны.     

Вопросы для СРС

Что такое географические полюса, экватор, параллели и меридианы?

Градусная сеть и ее элементы. Что такое географическая широта, долгота, как их определяют на практике? Определите при помощи географических координат широту и долготу города Улан-Удэ?

Чем отличается географическая карта от плана местности?

Определите по физической карте Российской Федерации протяженность ее территории по долготе и широте?