Способы построения географических карт

Способы построения географических карт

При проектировании поверхности шара и картографической сетки на плоскость используют вспомогательные геометрические поверхности: цилиндр, конус, плоскость.

В зависимости от этого картографические проекции делятся соответственно на: цилиндрические, конические и азимутальные (рис. 2). Например, для карт мира применяются цилиндрические проекции, где параллели и меридианы изображаются системой прямых линий, пересекающихся под прямым углом. Для карт России применяются конические проекции, где параллели — дугообразные линии, а меридианы — лучи, расходящиеся из одной точки.

Картографические проекции

Для всех топографических и обзорно-топографических карт выбор проекций предрешен, поскольку проекции для них предусмотрены наставлениями (инструкциями) по составлению этих карт. Поэтому ниже речь будет идти лишь о выборе проекций для карт масштабов мельче 1:1000000.

Для карт мелкого масштаба, охватывающих обширные территории, различные проекции дают и различные искажения как по характеру, так и по величине, причем нередко эти искажения достигают весьма значительных размеров, создавая тем самым неправильное представление о форме, площади и протяженности картографируемой территории.

Выбор картографической проекции для той или иной карты — сложная задача, которая по своему существу одного определенного решения не имеет. Строго установленных правил здесь не существует. Однако можно отметить ряд основных условий, предопределяющих этот выбор. К таким условиям относятся

— целевая установка карты;

— положение картографируемой территории на земной поверхности и ее конфигурация;

— размер картографируемой территории;

— особенности компоновки карты;

— специальные и дополнительные требования.

В целевой установке карты должно быть указано ее назначение (для школы, ВУЗа или для специальных целей: точных картометрических работ, для общего обозрения и т. д.) и вид (стенная, настольная или отдельный лист атласа). Целевой установкой карты прежде всего решается вопрос, какой должна быть ее проекция по характеру искажений. Решение принимается в зависимости от того, требуется ли на карте сохранить равенство углов или площадей или для данной карты равноугольность или равновеликость изображения имеют второстепенное значение. Обычно для обзорных карт, которые тесно связаны с топографическими и обзорно-топографическими картами и для которых важное значение имеет сохранение направлений, применяют равноугольные проекции; для политических и экономических карт, на которых важно сохранить правильное соотношение площадей отдельных стран и территорий, применяют равновеликие проекции и для учебных карт, на которых нет надобности в сохранении одних свойств изображения за счет увеличения искажения других, применяют равно-промежуточные и произвольные проекции. Указанный подход к выбору проекций является распространенным, однако он не всегда выдерживается.

Положение картографируемой территории на земной поверхности и ее конфигурация определяют выбор проекции по виду меридианов и параллелей нормальной картографической сетки. Так, для карт экваториальных стран лучшими будут нормальные цилиндрические проекции; для карт стран, расположенных в умеренном поясе и вытянутых по параллелям — нормальные конические проекции; для карт полярных областей и стран, имеющих округлую форму, а также для карт полушарий — азимутальные и перспективные проекции; для карт стран, вытянутых по меридиану — поперечно-цилиндрические проекции; для карт стран, вытянутых по произвольной дуге большого круга, — косые цилиндрические проекции и т. д.

Размер картографируемой территории также оказывает большое влияние на выбор проекции. Например, для карт мира нецелесообразно применять конические и азимутальные проекции, так как они в этом случае будут давать большие искажения. Для мировых карт в настоящее время широко используются псевдоцилиндрические и прочие проекции (по характеру искажений произвольные и равновеликие). Нередко применяются и цилиндрические проекции (например, произвольная цилиндрическая проекция Урмаева). Для карт материков обычно употребляются равновеликие азимутальные проекции, например для карт Европы, Азии, Северной Америки, Южной Америки, Австралии и Океании — равновеликая косая азимутальная проекция Ламберта, а для карт Африки — равновеликая поперечная азимутальная проекция Ламберта.

В понятие компоновки карты входит размещение на листе (на листах) карты картографического изображения, дополнительных сведений (врезных карт) и элементов зарамочного оформления. От особенностей компоновки карты зависит выбор проекции по виду меридианов и параллелей нормальной картографической сетки.

К специальным требованиям, влияющим на выбор проекции, можно отнести требования, связанные с назначением карты. Так, на морских картах необходимо, чтобы локсодромия изображалась прямой линией. Такому требованию, как известно, удовлетворяет проекция Меркатора. Если необходимо, чтобы на карте изображалась прямой линией ортодромия, то в этом случае следует применить центральную перспективную проекцию. На маршрутных полетных картах должны сохраняться длины по данному кратчайшему маршруту и все направления и углы. Очевидно, что для этих карт лучшими будут равноугольные косые цилиндрические проекции, на цилиндре, касающемся земного шара по дуге большого круга, совпадающей с заданным маршрутом.

В качестве проекции, удовлетворяющей дополнительным требованиям, можно указать произвольную косую перспективно-цилиндрическую проекцию профессора М. Д. Соловьева для учебных карт.

Дополнительные требования к этой проекции следующие:

— полюс должен изображаться точкой;

— изображения северо-западной и северо-восточной частей должны иметь меньшие повороты, чем в конических проекциях (меньшая кривизна параллелей);

— вид меридианов и параллелей на карте должен давать представление о шарообразности земной поверхности.

При выборе проекции для той или иной карты необходимо также учитывать имеющийся в этом отношении опыт по ранее изданным картам.

В заключение необходимо отметить, что, решая вопрос о выборе картографической проекции, следует иметь в виду, что основным достоинством той или иной проекции является не простота построения меридианов и параллелей и не вид картографической сетки, а величина и распределение искажений в проекции. Правильно выбранной следует считать ту проекцию, при применении которой в центральной части карты искажения отсутствуют или являются незначительными; наибольшие же искажения равномерно распределяются на краях изображения картографируемой территории. Указания к выполнению задания:

1. Перечертить и заполнить таблицу 1.

2. Для определения проекции выяснить:

а) какая территория изображена на карте (мировая карта, карта полушарий, материки, их части, государства, Россия, еѐ части и др.);

б) какова рамка карты (круглая, прямоугольная, эллиптиче-ская);

в) какими линиями изображаются меридианы (прямыми, кри-выми) и параллели (прямыми, кривыми, окружностями, ду-гами концентрических или эксцентрических окружностей);

г) как изменяются промежутки между параллелями по пря-мому (среднему) меридиану – измерения производятся только для мировых карт (не изменяются, изменяются незначитель-но, увеличиваются или уменьшаются и во сколько раз);

д) какие дополнительные признаки проекции изображены на карте (экватор – прямая или кривая, не изображен; полюс – не изображен, показан точкой);

е) дать классификацию проекции по характеру вспомогатель-ной геометрической фигуры (азимутальная, цилиндрическая, коническая, их разновидности);

ж) дать полное название проекции по основным классифика-циям (по ориентировке картографической сетки, по харак-теру вспомогательной фигуры, по характеру искажений) и фамилию автора или название организации, разработавших данную проекцию.

При заполнении таблицы следует обратить внимание на особенности выбора картографических проекций.

На выбор проекции для конкретной карты влияет ряд факторов, в первую очередь назначение карты (требования по-требителей) и пространственные особенности территории.

Прежде всего, исходя из назначения карты, устанавлива-ют предпочтительный характер искажений. Карты, используемые для измерения азимутов и углов, целесообразно строить в равно-угольных проекциях. Например, для морских навигационных карт применяют цилиндрическую проекцию Меркатора. При необхо-6

димости производить по картам измерения или сравнение пло-щадей (что, например, существенно для некоторых экономиче-ских карт) обращаются к проекциям равновеликим. Когда чрез-мерные искажения углов и площадей одинаково нежелательны (например, на картах полушарий), берут одну из произвольных проекций.

Учет пространственных факторов, то есть размеров, формы и положения картографируемой территории, позволяет найти в избранной группе проекций (равноугольных, равновели-ких, произвольных) проекцию, обладающую наименьшими иска-жениями или их выгодным распределением, или другими ценны-ми для карты свойствами.

Для карт мира ранее широко использовались цилиндри-ческие (например, карта поясного времени в проекции Н.А. Ур-маева) и псевдоцилиндрические проекции (например, карта Ти-хого и Индийского океанов в проекции Н.А. Урмаева), имеющие сетки с прямолинейными и параллельными друг другу паралле-лями, что ценно при изучении явлений широтной зональности. Псевдоцилиндрические проекции по сравнению с цилиндриче-скими дают в высоких широтах меньшие искажения площадей, но увеличивают искажения углов, что сказывается особенно не-благоприятно на изображениях повторяющихся территорий, на-пример, Северной и Южной Америк.

В настоящее время более употребительны поликониче-ские произвольные проекции ЦНИИГАиК (Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъѐмки и картогра-фии) с малой кривизной параллелей, слабо возрастающей к по-люсам, обладающие меньшими и уравновешенными искажения-ми углов и площадей.

Карты полушарий естественно строить в азимутальных проекциях. Наиболее употребительными среди них являются равновеликие азимутальные проекции и произвольные, промежу-точные по величине искажения. Например, физическая карта за-падного и восточного полушарий составлена в поперечной ази-мутальной равновеликой проекции Ламберта.

Для карт отдельных материков и частей света (Евро-пы, Азии, Северной Америки, Южной Америки, Австралии с Океанией) применяют преимущественно равновеликую косую 7

азимутальную проекцию Ламберта с точкой нулевых искажений в центре изображаемого материка. Для Африки косая проекция заменяется поперечной. В азимутальной проекции искажения на-растают по мере удаления от центра проекции и потому дости-гают наибольшей величины в углах прямоугольной рамки карты.

Карты Евразии составлены преимущественно в произ-вольной проекции ЦНИИГАиК.

Для карт полярных стран (Арктики и Антарктики) ис-пользуют нормальные азимутальные равнопромежуточные про-екции Постеля. Благодаря этому можно непосредственно изме-рять по карте прямолинейные расстояния от различных пунктов до полюса.

Карты зарубежных государств и их частей. Большин-ство карт этой группы составлено в нормальных конических рав-ноугольных проекциях. Однако, карты, составленные в масштабе 1:10 000 000 и мельче и имеющие протяженность изображаемой территории с севера на юг более 30, представлены в конических равнопромежуточных проекциях.

Карты СССР, России, изображающие страну в целом, составляются главным образом в нормальных конических проек-циях, равнопромежуточных по меридианам; разработанные В.В. Каврайским и Ф.Н. Красовским, они не имеют принципиальных различий, но проекция Красовского дает несколько меньшие ис-кажения для крайних северных районов СССР, России.

Скачано с www.znanio.ru