Комитет по делам образования города Челябинска

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГИМНАЗИЯ № 10 г. ЧЕЛЯБИНСКА»

Проектная работа

«История картографии»

Тип проекта: исследовательский

Выполнила:

Зенкина

Анна Алексеевна,

ученица 7 -б класса

Руководитель проекта: Егорова

Татьяна Витальевна

Челябинск, 2021г.
Содержание

Введение                                                                                     3

I.  Основная часть                                                                         5

I.1.Картография Древнего мира                                                 5

I.2. Картография Средних веков                                                 8

I.3. Картография Нового времени                                                 11

I.4 Использование современных технологий в картографии  12

I.5.Взаимосвязь географии и математики                                     14

II.Заключение                                                                        17

III.Список литературы и источников                                     19

IV. Приложение

Приложение А. Карты Древнего мира                                     20

Приложение Б. Карты Средних веков                                     23

Приложение В. Карты мира Нового времени                          26

Приложение Г. Физическая карта Челябинской области  27

Введение

Картография представляет собой одну из наиболее древних отраслей человеческих знаний - её истоки уходят в далёкое прошлое. Картография ‑ это одновременно искусство и наука создания карт, она требует твердой руки, внимания к деталям и всестороннего знания географии.

Изучение истории картографии позволяет понять её современное положение и задачи, яснее видеть перспективы её последующего развития. Изложение истории картографии строится в соответствии с общей исторической периодизацией и демонстрирует, как человечество проходило долгий путь от настенных росписей до GPS. Развитие картографии всегда определялось потребностями жизни, запросами производства, сильно изменявшимися в условиях различных общественно-экономических формаций, а значит, имеет практическую актуальность.

Цель работы: исследование истории создания географических карт.

Задачи:

1.                 Изучить литературу по истории картографии.

2.                 Проследить «судьбу» географической карты с «рождения» и до современности.

3.                 Познакомится с современными методами и перспективами развития картографии.

4.                 Сравнить географические карты и их виды искажений между собой на предмет удобства восприятия и математического аппарата, который лег в основу их построения.

5.                 Создать плакат, демонстрирующий карту мира разных времен.

Работа состоит из введения, основной части, заключения и списка использованной литературы.

Актуальность: карты — хранители информации о нашей планете. Современный человек пользуется картами практически ежедневно: карты украшают стены школ, они помогают нам ориентироваться на местности, находить кратчайший путь из одного пункта в другой, изучать историю, географию, экономику и ряд других наук.  История географической карты неразрывно связана с историей человечества. На протяжении многих столетий общество занималось созданием и разработкой новых карт, при этом возникали вопросы, связанные с правильным изображением на плоскости, умением понять их смысл, определить их место, увидеть их связь между собой. Самой главной задачей построения карт является необходимость в математических расчетах, правильность изображения местности для различных целей.

Гипотеза: ‑ взаимосвязь математики и географии в картографии.

I.  Основная часть

I.1.Картография Древнего мира

Истоки картографии уходят в далекое прошлое. Некоторые из наскальных рисунков и изображений на костях и доисторических артефактах, которые долгое время считались исключительно художественными изображениями, согласно последним исследованиям, оказались ранними картами охотничьих угодий, ручьев и даже расположения звезд.

Картография Древнего мира была основана на религиозных верованиях относительно форм мира. Так, карты на вавилонских глиняных табличках, датируемых приблизительно 600 г. до н. э., показывают Вавилон и его окрестности в стилизованной форме, где город представлен прямоугольником, а река Евфрат — вертикальными линиями. Названная область изображена круглой и окруженной водой, что соответствует религиозному образу мира, в который верили вавилоняне [1].

Говорить о появлении картографии как дисциплины можно лишь с начала греческой цивилизации, когда географы эпохи начали научно оценивать окружность Земли. Птолемей, Геродот, Анаксимандр, Эратосфен оказали огромное влияние на науку о Земле, включая географию. Они провели глубокое изучение размеров и формы планеты, ее обитаемых районов, климатических зон и положения стран.

Анаксимандр, мыслитель и ученик Фалеса Милетского, был первым, кто нарисовал карту известного мира. До наших времен она не сохранилась, но, благодаря описанию Геродота, есть представление о том, как она могла выглядеть: мир был изображен по кругу и размещался на Земле, которая имела форму барабана. Карта содержала два континента, «Европа» и «Азия», десять населенных пунктов и была разделена сверху вниз [2].

Хотя Анаксимандр, возможно, был первым греческим географом, титул «отец географии» получил ливийско-греческий ученый и философ Эратосфен, который жил между 276–194 годами до н. э. Именно он придумал слово «география» (и написал по этому поводу трехтомник, который сохранился во фрагментах), а также стал первым человеком, который смог вычислить размер Земли (ошибившись всего ​​на 2%), используя в измерении осевой наклон планеты и, возможно, даже ее расстояние от Солнца.

Величайшим вкладом Эратосфена в науку создания карт стала концепция широты и долготы: ему принадлежит одна из самых ранних карт известного мира (220 г. до н. э.), на которой представлены параллели и меридианы, что указывает на представление ученого о том, что Земля круглая.

В римскую эпоху, в отличие от греков, которые интересовались в первую очередь наукой, картографы Рима ориентировались на практическое использование карт, военные и административные нужды. Необходимость контролировать империю в финансовом, экономическом, политическом и военном аспектах мотивировала на составление карт, которые отражали административные границы, физические характеристики земель или дорожные сети.

Римские карты были более или менее ограничены территорией, включающей то, что называлось «Mare Nostrum», поскольку Средиземное море было ядром Римской империи, вокруг которого распределялись все административные районы.

Птолемей написал свою «Географию» около 150 года н. э. и собрал в ней имеющиеся знания о географии мира того времени. В работе упоминалась система широты и долготы, а также средства описания местоположений объектов на Земле на основе астрономических наблюдений. Оригинальные карты астронома так и не были найдены и, предположительно, были потеряны, но его работа была достаточно описательной, чтобы картографы смогли воссоздать наблюдения и в 1300 году создать карту Птолемея.

Независимо от европейских традиций развивалась картография в Китае. Карты по характеру изображения и детальности сравнимы с топографическими картами. По точности они существенно превосходили даже более поздние европейские карты.

Основной вклад в технологию создания карт в Древнем мире внесли греки, римляне и китайцы. Греческий вклад в картографию заключался в использовании геометрии для создания карт, в разработке картографических проекций и в измерении Земли. В Римской империи картография была поставлена на службу практики. Для военных, торговых и административных надобностей создавались дорожные карты. Независимо от европейских традиций развивалась картография в Китае. Карты по характеру изображения и детальности сравнимы с топографическими картами. По точности они существенно превосходили даже более поздние европейские карты. После распада в IV в. Римской империи научные и картографические достижения Античной Греции и Рима были забыты в Европе на несколько веков (Приложение А. Карты Древнего мира).

I.2. Картография Средних веков

Как только христианство распространилось по Европе, доминирующим стало утверждение, что истина о мире содержится исключительно в Библии, поэтому в тех местах, где библейские цитаты противоречили научным открытиям дохристианского времени, наука была отвергнута как языческая глупость.

Библейские цитаты, несмотря на все открытия греков, убедили одних в том, что Земля — круг, а не сфера, а других — в том, что Земля прямоугольник (согласно цитатам из Исаии  о «четырех углах Земли»). Таким образом в эпоху Средневековья западный прогресс в области картографии приостановился.

С другой стороны, настоящий расцвет начался в арабском, персидском и мусульманском мире, где ученые продолжали и продвигали традиции создания карт, в основном следуя методам Птолемея. В эту эпоху картографы также начали использовать знания и заметки исследователей и торговцев, которые путешествовали по мусульманскому миру.

Пока христианская Европа создавала религиозные представления о мире, впервые стали появляться карты нового типа для моряков — портуланы, — при изготовлении которых использовался магнитный компас. Самые ранние известные портуланы, на которых показывались береговые линии и острова, датируются началом 14 века и являются итальянскими или каталонскими картами. Первые портуланы охватывали Средиземное и Черное моря, показывали направления ветра и прочую информацию, полезную для моряков.

Революция картографии в Европе произошла лишь в 15 веке, и основной мотивацией стало, во-первых, открытие новых земель, а во-вторых, рост доступности карт благодаря изобретению печатного станка.

Полиграфия, а также разработка различных методов и инструментов измерения начиная с 16 века, сделали картографов влиятельными людьми. Коммерческая экспансия, колонизация новых частей мира и поиск возможностей для военного превосходства над другими странами сделали необходимостью создание точных карт. Наибольший прогресс в картографической науке той эпохи случился в 1569 году, когда были опубликованы первые карты Герарда Меркатора

Наибольший прогресс в картографической науке той эпохи случился в 1569 году, когда были опубликованы первые карты Герарда Меркатора. На 16 век также пришлись значительные улучшения в вопросах тригонометрии, изготовлении математических инструментов, астрономии и географии, были изобретены методы измерения долготы. Карта мира Герарда Меркатора известна как первая попытка «правильно» представить круглую Землю на плоской поверхности.

На 16 век также пришлись значительные улучшения в вопросах тригонометрии, изготовлении математических инструментов, астрономии и географии. Немецкий математик Региомонтан был в числе первых, кто понял, что для составления точных карт необходимы точные координаты мест и что самая большая проблема заключается в вычислении долготы — решить ее он предлагал с помощью метода расчета лунных расстояний.

Последователем Региомонтана был Иоганн Вернер из Нюрнберга, географическая работа которого содержит описание инструмента с угловой шкалой, позволяющего считывать градусы. Вернер также представил метод определения долготы на основе лунных затмений и изучал картографические проекции: все это оказало сильное влияние на Герарда Меркатора.

Сам Меркатор создал много новых карт и глобусов, но его величайшим вкладом в картографию является проекция Меркатора. В какой-то момент картограф понял: все это время моряки неправильно предполагали, что следование определенному курсу компаса заставит их путешествовать по прямой линии. Корабль, плывущий к определенной точке по компасу, будет следовать по кривой, называемой локсодромией. Глобус, который Меркатор создал в 1541 году, впервые показал эти линии неровностей и стал шагом в разработке идеи проекции, которую Меркатор использовал впервые в 1569 году для настенной карты мира на 18 отдельных листах.

Карта мира Герарда Меркатора известна как первая попытка «правильно» представить круглую Землю на плоской поверхности. Поскольку она представляет собой цилиндрическую проекцию, карта не имеет согласованного масштаба применительно к круглой Земле, из-за чего расстояния вблизи полюсов сильно искажены.

Интересно и то, что на этой карте Гренландия кажется больше Африки. В общем, как карта мира проекция Меркатора имеет существенные недостатки (как и все проекции), но для морских карт это, несомненно, лучшее решение, которое в конечном итоге было принято всеми моряками.

После промышленной революции во всем мире начали процветать торговля и коммерция. Эпоха постиндустриальной революции привела к появлению среднего класса, который мог позволить себе такую роскошь, ​​как книги и путешествия. Географы и картографы отреагировали на растущий спрос: крупное, почти художественное создание карт, столь популярное в предыдущие столетия, уступило место более практичным и портативным картам с мелкими элементами. (Приложение Б Карты Средних веков).

I.3. Картография Нового времени

К 17–18 векам научные достижения привели к дальнейшим улучшениям, прогресс в картографии стал зависеть от наличия средств для точного определения положения мест. Расчет широты давно уже не был проблемой, однако с долготой по-прежнему все было не так уж просто.

Помимо сложностей с методами ее вычисления, встал вопрос об установлении нулевой отметки. Для установления картографических стандартов было необходимо международное соглашение: гринвичский меридиан как нулевая отметка долготы был принят в 1884 году на Международной конференции по меридианам [3].

Вторым основным ориентиром стал экватор. Наконец, для стандартизации карт было необходимо принять и другое решение, а именно то, как карта будет ориентирована. Сейчас нам кажется вполне логичным располагать север сверху, а юг — внизу, но на самом деле это совершенно произвольное решение.

В 1900-х годах карты стали более подробными благодаря улучшениям печати и фотографии, которые сделали производство карт дешевле и проще. Кроме того, начали активно развиваться  дистанционное методы зондирования Земли, сначала аэрофотосъемка, а с запуском первых спутников  — космическая съемка, что позволило получить подробные карты всей поверхности Земли. (Приложение В Карты Нового времени)

I.4 Использование современных технологий в картографии

Важнейшим инструментом современной картографии стал компьютер — сейчас подавляющему большинству людей карты известны в виде GPS-навигации и плакатов с изображениями стран, развешанными над столами школьников. Хотя теоретически сама возможность рисовать карты в современном мире никуда не делась, сейчас подобное занятие является очень узкой областью для ценителей и не предполагает практического применения.

На определенном этапе развития картографии появилась необходимость в точном математическом вычислении местности, в хранении и передаче объемных баз данных в режиме реального времени, а также, в географическом прогнозировании так называемых «белых пятен». Реализация этих потребностей стала возможной благодаря быстрому развитию компьютерных технологий. Они позволили картографам «заглядывать за горизонт» и оперативно решать поставленные задачи.

Использование современных технологий в картографии обусловлено следующими преимуществами:

·     возможность масштабирования местности (вплоть до конкретных домов);

·     нанесение собственных меток на цифровую карту (например, отметка интересных заведений, объектов и зон отдыха);

·     быстрая передача информации через навигационные спутники (это позволяет избежать многих трудностей на судах, самолетах, вертолетах и транспортных средствах);

·     точная прокладка маршрута движения и контроль возможных отклонений от заданного курса;

·     запись всех карт на съемные носители (их можно использовать на любых бортовых компьютерах, оснащенных специальным программным обеспечением);

·     простота и надежность эксплуатации.

Использование современных компьютерных технологий в картографии уже давно стало обыденностью. Без навигационных систем и цифровых карт уже сложно представить функционирование многих отраслей жизнедеятельности. В числе наиболее известных навигационных систем находятся: ECDIS, GPS, ACAS, GPRS, ГЛОНАС, Google карты, Яндекс карты и другие интернет карты [3].

Дальнейшее развитие картографии видится в более детальном производстве карт мировых океанов и водоемов, с выявлением природных богатств их равнинных подводных окраин (шельфов). Также, предстоит разработать более качественные и подробные карты: охраны и контроля природной среды, населения, естественных ресурсов земли.

Специалистам еще нужно создать более совершенные методы производства карт, применяя современные средства, улучшить навигационную сферу картографии и модернизировать картографические пособия для учебных заведений. В частности, изготовить более детальные и наглядные атласы, блог-диаграммы, фотосхемы, цифровые модели местности и многое другое. Тенденции развития современной картографии абсолютно четкие и прогнозируемые. Эта отрасль преподнесет человечеству еще множество приятных сюрпризов, которые значительно упростят жизнь.

I.5.Взаимосвязь географии и математики

Необходимость применения математики в географии возникла потому, что со времен возникновения человеческой цивилизации увеличивалось количество человеческих открытий, осваивались новые земли, строились города, и поток географической информации все увеличивался. Он охватывал множество стран, городов, народов, все части и явления природы, население, культуру и многое другое, и становился огромным и необозримым. Тогда на помощь географам пришла математика.

Первые опыты применения математики в географии, как отмечают исследователи, относятся к временам древнегреческих ученых Фалеса Милетского и Эратосфена. Так называемая, математическая география в те древние времена занималась вычислением параметров Земли как планеты, расчетом ее форм и размеров. На карте, созданной Эратосфеном, мы можем видеть вертикальные и горизонтальные линии - это меридианы и параллели.

Параллели и меридианы – это воображаемые линии на поверхности Земли, они проходят через любую точку поверхности Земли. Любая точка на Земле – это пересечение параллели и меридиана и она имеет свои координаты. Немного линий было на карте Эратосфена, и нанесены они были на разном расстоянии друг от друга, мало походя на современную градусную сеть. И, тем не менее, новая страница познания Земли была открыта.

Эратосфен показал на своих картах новые пути, например, путь в Индию, которым гораздо позже воспользовался Колумб. Сегодня мы не представляем нашу жизнь без географических координат. Координаты задает капитан в навигационной системе корабля, летчик в самолете, водитель в своем автомобиле пользуется навигатором.

В средние века и во времена Великих географических открытий люди больше занимались землеописанием, связанным с открытием новых мест на планете Земля. И если в данный период и можно указать на ряд опытов применения математических методов в географии, то это скорее случайности, нежели закономерный процесс вхождения математики в географию.

Но уже, в начале XX в. появилась научная основа применения математики в географии. Появились ученые, которые серьезно работали в этой области. Чем они занимались? Они проводили статистические наблюдения, т.е. собирали сведения о каком-либо явлении, затем эти сведения обрабатывали при помощи математических формул. Таким образом, вырисовывалась картина закономерности многих явлений и процессов в географии.

Такую картину сейчас называют – «математическая модель». Это отображение географических явлений математическими формулами. Математические модели хорошо показывают, как с течением времени изменяются наблюдаемые географические явления. Модели позволяют «проигрывать» возможные ситуации развития какого-либо явления и получать самое лучшее решение, а также делать прогнозы. Такое математическое моделирование очень помогает при наблюдении за вулканами, землетрясениями, наводнениями и другими объектами. В настоящее время в географии используются достаточно сложные методы математического моделирования.

Как же человек научился наносить географические объекты на карту, ведь их размеры так отличаются друг от друга, а язык карты должен быть точным? И здесь на помощь людям приходит математика. Мы видим это из научного определения карты, которое гласит: «Карта – это уменьшенное, обобщенное изображение поверхности, построенное по математическому закону на плоскости и показывающее посредством условных знаков размещение и свойства объектов».

Для изображения географических объектов на карте применяется масштаб. Масштаб был придуман ещё до нашей эры Евклидом, а полное определение “масштаба” звучит так: «Отношение длины отрезка на карте к длине соответствующего отрезка на местности называют масштабом». Масштаб (от немецкого - мера и Stab - палка) - это отношение длины отрезка на карте, плане, аэро- или космическом снимке к его действительной длине на местности. Масштаб — это дробь, у которой в числителе единица, а знаменатель — число, указывающее, во сколько раз расстояние на карте меньше, чем сама местность.

Математика необходима при нахождении географического объекта при помощи широты и долготы. [6].

Пример: Необходимо определить объект по его координатам: 55° северной широты,61 ° восточной долготы.

С помощью географической карты определяем, что этот объект – город Челябинск.

Математика нам пригодиться при вычислении плотности населения страны, региона, района и т.д. (т.е. определение количества жителей приходящихся на 1 кв. км. территории).

Математика нужна и при нахождении высот равнин, возвышенностей, гор и т.д.

Рассмотрим физическую карту. Суша на ней окрашена в разные цвета - зеленый, светло-коричневый, красно-коричневый. В нижней ее части находится шкала высот, тоже разноцветная. Чтобы определить абсолютную высоту объекта, расположенного на земной поверхности, нужно сравнить цвет этого фрагмента карты с приведенной на полях карты шкалой высот и глубин. Чем выше горы, тем темнее и насыщеннее оттенок.

На карте черной точкой обозначается высочайшая вершина каждого горного массива, а рядом подписывается ее название и абсолютная высота с точностью до метра.

По такому же принципу обозначаются самые низкие точки нашей планеты - глубочайшие впадины.

Пример: Необходимо определить наивысшую точку Челябинской области. По карте рельефа Челябинской области (Приложение Г) определяем, 1406 м г. Нургуш.

Заключение

История географической карты, картографии неразрывно связана с историей человеческого общества. Возникнув на заре человеческой цивилизации, задолго до возникновения письменности, картографические изображения служили сначала для передачи сообщений о местах добычи пищи и охоты, затем постепенно они приобретали все большее и большее значение для передачи другой информации об окружающем человеке пространстве, превратись, наконец, в универсальное средство передачи фактически любой пространственной информации.

В своей работе я постаралась показать развитие математики и географии, как наук. Работая над этой темой, я постоянно находила доказательства тому, что с самых древних времён, с начала зарождения и математики и географии, эти науки были неразрывно связаны друг с другом. И сегодня, в наше высокотехнологичное время география и математика продолжают совместно работать на благо человечества.

Если бы математика тесно не сотрудничала с географией, география как наука не смогла бы развиваться. Многие географические термины позаимствованы из математики. Например: градус, угол, измерительные единицы и т.д. В географии используются простейшие основы математики как сложение, вычитание, умножение, деление; такие понятия как диаграммы, координатная сетка, график тоже пришли из математики.

При помощи математики люди могут: считать и пересчитывать население земли, площади государств и городов; создавать карты; измерять высоту гор, глубину морей и океанов; определять координаты любых объектов, а значит летать на ракетах, самолетах, плавать на кораблях, ездить на автомобилях; наблюдать за погодой и делать прогнозы; изучать другие миры.

Таким образом, гипотеза, что математика и география очень тесно связаны между собой, и без математики географии было бы очень трудно существовать, находит свое подтверждение. Без применения математических вычислений нельзя изучить подробно такую науку как география, особенно, в практическом её применении.

В ходе работы я изучила много информации о картах и истории картографии. Самым сложным, оказалось, отобрать нужную информацию о самых важных вехах в истории картографии, но благодаря этому я научилась анализировать большое количество информации и применять эти навыки в жизни. В ходе работы мы использовали разнообразные приёмы и методы, которые позволяли получить новые знания, навыки и умения.

Своими результатами я довольна, так как работа получилась познавательная, информативная и интересная. Цели и задачи были достигнуты. Проект, также, поможет пополнить знания о картографии на уроках географии, расширит кругозор и повысит интерес к картам и научным деятелям, которые внесли значимый вклад в развитие картографии.

Список литературы и источников

1. 18 древних карт мира глазами наших предков (flytothesky.ru) https://flytothesky.ru/18-drevnix-kart-mira-glazami-nashix-predkov.

2. Как выглядели древние географические карты (mirtesen.ru) https://mypensiya.mirtesen.ru/blog/43193410993/Kak-vyiglyadeli-drevnie-geograficheskie-kartyi.

3. Картография: От древности до наших дней. https://www.kramola.info/vesti/letopisi-proshlogo/kartografiya-ot-drevnosti-do-nashih-dney kramola.info.

4. Использование современных технологий в картографии.  (geovershina.ru) http://geovershina.ru/blog/stati/sovremennaya-kartografiya.

5. Андрей Шляхов «География на пальцах». – АСТ, 2018 г. – 340 с.

6. Как появилась математика: основы и история развития науки. Роль математики в жизни и интересные факты [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://fb.ru/article/400486/kak-poyavilas-matematika-osnovyi-i-istoriya-razvitiya-nauki-rol-matematiki-v-jizni-i-interesnyie-faktyi.

Приложение А. Карты Древнего мира

Приложение Б. Карты Средних веков

Приложение В. Карты мира Нового времени

Приложение Г. Физическая карта Челябинской области

Скачано с www.znanio.ru