Тема ответа: ответы на вопросы

ответы на вопросы

1. 1.       Перечислите элементы математической основы карт

Математическая основа карты – совокупность математических элемен­тов карты.

Математический элемент кар­ты – элемент карты, определяющий мате­матическую связь между изображаемой поверхностью и картой.

В картографии карте соответствует ее теоретическая система координат, задаваемая выбором математических элементов, то есть астрономо-геодезической основы, картографической проекции, главного масштаба, координатных сеток, а также элементов компоновки. Указанные математические элементы и составляют математическую основу традиционной географической карты. Заданная теоретическая система координат вместе с координатными линиями позволяет определять (находить) положение объектов на карте, осуществлять операции локализации и съемки.

1. 2.       Что называется картографической проекцией?

Картографическая проекция –  определённый способ изображения одной поверхности на другую, устанавливающий аналитическую зависимость между координатами точек эллипсоида (сферы) и соответствующих точек плоскости.

Суть проекций связана с тем, что фигуру Земли — эллипсоид, не развертываемую в плоскость, заменяют на другую фигуру, развёртываемую на плоскость. При этом с эллипсоида на другую фигуру переносят сетку параллелей и меридианов. Вид этой сетки бывает разный в зависимости от того, какой фигурой заменяется эллипсоид.

1. 3.       Как классифицируются проекции  (по характеру искажений; по виду нормальной картографической сетки)?

По характеру искажений:

  1)  Равноугольные (конформные) – углы и азимуты передаются без искажений, т.к. масштабы  длин  в  точках  не  зависят  от  направления.  Как  следствие,  в  этих проекциях  сохраняется  подобие  в  бесконечно  малых  частях.  Картографическая сетка в этих проекциях ортогональна. На картах в равноугольных проекциях можно измерять  углы  и  азимуты,  на  них  удобно  производить  измерение  длин  по  всем направлениям.

  2)  Равновеликие (эквивалентные)  –  масштаб  площадей  остается  постоянным  и равным единице, а следовательно площади передаются без искажений. На картах в равновеликих проекциях можно делать сопоставление площадей.

  3)  Равнопромежуточные (эквидистантные) –  масштаб  по  одному  из  главных направлений сохраняется и  равен единице (а=1 или b=1) 

  4)  Произвольные – присутствуют все виды искажений.

 Свойства равноугольности, равновеликости, равнопромежуточности одновременно на одной и той же проекции несовместимы. Проекции, на которой всюду отсутствовали бы искажения длин, т.е. было бы сохранено постоянство масштаба, не существует. На карте могут  отсутствовать  либо  искажения  углов,  либо  площадей,  но  одновременно отсутствовать  искажения  углов  и  площадей  не  могут.  Поэтому  характерным  свойством картографической  проекции  является  обязательное  наличие  на  карте  того  или  иного искажения.

По виду меридианов и параллелей нормальной сетки:

Классификация проекций по виду нормальной сетки наиболее наглядна и наиболее проста,  и  поэтому  она  легче  всего  воспринимается.  Следует  подчеркнуть,  что классификация по этому признаку касается только проекций в нормальном положении, вид косых или поперечных сеток будет уже другой, не охватываемый классификацией. 

  1)  Круговые –  проекции,  у  которых  меридианы  и  параллели  изображаются окружностями.  Экватор  и  ср.  меридиан –  прямые  линии.  Применяются  для изображения  всей  поверхности  Земли. (произвольная  Гринтена,  равноугольная Лагранжа).

   2)  Азимутальные –  параллели –  одноцентренные  окружности,  меридианы –  пучок прямых, расходящихся радиально из центра параллелей. Эти проекции применяются в прямом положении - для полярных территорий; в поперечном - для изображения зап. и вост.  полушарий; в косом - для изображения территорий, имеющих округлую форму. 

  3)  Цилиндрические –  параллели -  параллельные  прямые,  перпендикулярные  осевому меридиану,  причем  параллели  всегда  равноразделенные (отрезки  параллелей пропорциональны разностям долгот); меридианы - Все меридианы прямые,  перпендикулярные  параллелям.  Расстояния  между  меридианами  пропорциональны разностям  долгот.  В  этих  проекциях  можно  изобразить  весь  земной  шар.  Наиболее выгодны  эти  проекции  для  изображения  территорий,  расположенных  вблизи экваториальных широт и растянутых вдоль экватора (или вдоль некоторой стандартной параллели).

  4)  Конические –  параллели - Дуги  концентрических  окружностей,  общий  центр  которых лежит  на  осевом  меридиане  или  его  продолжении.  Параллели  равноразделенные, т.е.вдоль  каждой  параллели  отрезки  между  меридианами  одинаковые;  меридианы - пучок  прямых,  расходящихся  радиально  из  точки,  являющейся  центром  параллелей. Углы  между  меридианами  пропорциональны  разностям  их  долгот.  Эти  проекции наиболее выгодны для изображения территорий, расположенных в средних широтах и растянутых вдоль параллелей.

   5)  Псевдоконические –  параллели -  дуги  концентрических  окружностей,  общий  центр которых  лежит  на  осевом  меридиане  или  его  продолжении;  меридианы –  некоторые кривые, симметричные относительно среднего прямолинейного меридиана. Наиболее выгодны  для изображения  территорий,  имеющих  форму  квадрата  с  вогнутыми сторонами. (проекция Бонна – применяется для карты Франции).

  6)  Псевдоцилиндрические –  параллели -  Параллельные  прямые,  перпендикулярные осевому  меридиану.  В  большинстве  случаев  равноразделенные;  меридианы – некоторые кривые,симметричные относительно среднего прямолинейного меридиана. Используются  для  изображения  всей  земной  поверхности.  Наиболее  выгодны  для изображения  территорий  растянутых  вдоль  среднего  меридиана  и  экватора. (равновеликая  синусоидальная  проекция  Сансона,  равновеликая  синусоидальная проекция Эккерта, равновеликая эллиптическая проекция Мольвейде).

  7)  Поликонические – параллели - дуги окружностей (окружности), центры которых лежат на осевом меридиане сетки или на его продолжении; меридианы – некоторые кривые, симметричные  относительно  среднего  прямолинейного  меридиана.  Широко применяются  для  мелкомасштабных  обзорных  карт,  выгодны  для  изображения территорий,  растянутых  вдоль  среднего  меридиана. (простая  поликоническая проекция, видоизмененная поликоническая проекция для международной карты мира в масштабе 1:1 000 000).  

1. 4.       Какие проекции применяются для построения топографических и обзорно-топографических карт России? 

Топографические карты разделяются на обзорно-топографические, топографические и топографические планы. Обзорно-топографические карты создаются преимущественно методами картосоставления по топографическим картам более крупных масштабов. В нашей стране топографические карты составляются в поперечно-цилиндрической равноугольной проекции Гаусса-Крюгера, вычисленная по элементам эллипсоида Красовского. Применительно к созданию обзорно-топографических и собственно топографических карт поверхность Земли проектируют по шестиградусным зонам, топографических планов - по трехградусным, в каждой из которых строят самостоятоятедьную систему прямоугольных координат, имеющую в качестве осей средний меридиан зоны и экватор. Соответственно на топографических картах, в отличие от других географических карт, дается не только градусная сетка долгот и широт, но и километровая квадратная сетка.

  

1. 5.       Cистемы координат. Картографическая сетка (сферическая и прямоугольная).

Система координат - комплекс определений, реализующий метод координат, то есть способ определять положение точки или тела с помощью чисел или других символов. Совокупность чисел, определяющих положение конкретной точки, называется координатами этой точки.

Географические координаты – широта (угол между нормалью и поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора); долгота (двугранный угол между меридианной данной точки и начальным меридианом (Гринвичским)).

Прямоугольная система координат - наиболее легкая и простая для восприятия, при практическом определении пространственного положения на карте. Прямоугольная система координат на плоскости образуется двумя взаимно перпендикулярными осями координат X'X и Y'Y. Оси координат пересекаются в точке O, которая называется началом координат, на каждой оси выбрано положительное направление. Прямоугольная система координат в пространстве образуется тремя взаимно перпендикулярными осями координат OX, OY и OZ. Оси координат пересекаются в точке O, которая называется началом координат, на каждой оси выбрано положительное направление, указанное стрелками, и единица измерения отрезков на осях

КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ СЕТКА - изображение на карте географических меридианов и параллелей в той или иной картографической проекции. Служит для построения картографического изображения и позволяет определять по карте координаты точек.

1. 6.       Основные свойства равноугольной поперечно-цилиндрической проекции ГАУССА-КРЮГЕРА.

В Гаусса-Крюгера проекции сохраняется равенство углов; осевой меридиан и экватор изображаются на плоскости проекции двумя взаимно перпендикулярными линиями, принимаемыми за оси абсцисс и ординат; масштаб проекции вдоль осевого меридиана постоянный и равен единице. Проектирование осуществляется на вспомогательный цилиндр, располагаемый перпендикулярно к оси вращения земного шара и касающийся эллипсоида по меридиану. После проектирования цилиндр разрезается по образующим, проходящим через полюса, и разворачивается в плоскость. По мере удаления от касательного (осевого) меридиана происходит быстрое увеличение искажений. Поэтому проектирование ограничивается в интервале (зоне) долгот 6° (число всех шестиградусных зон равно 60); счёт зон ведётся от Гринвичского меридиана на западе. Долгота осевого меридиана зоны определяется по формуле: L° = 6°N — 3°, где N — порядковый номер зоны.

 

1. 7.       Охарактеризуйте виды искажений, возникающих при переходе от поверхности эллипсоида к плоскости.

Процесс создания топографической карты заключается в том, что вначале от физической формы земной поверхности переходят к ее математической форме — эллипсоиду, а затем в соответствии с предполагаемым масштабом карты уменьшают эллипсоид до необходимых размеров. Поверхность уменьшенной фигуры проектируется на плоскость. Изобразить на плоскости сферическую поверхность эллипсоида без разрывов или искажений очертаний материков и океанов невозможно. Когда карта становится источником достоверных сведений о местности, когда возникает необходимость путем графических построений и измерений получить данные о длинах линий, размерах площадей, величинах углов и азимутов, искажения будут вносить ошибки в результаты измерений тем больше, чем больше по величине будут сами искажения. Поэтому при изображении земной поверхности принимают условия, выраженные математическими зависимостями, позволяющими учитывать искажения.

Изображения земной поверхности на плоскости с учетом этих условий называются картографическими проекциями.

     По характеру искажений проекции могут быть:

а) равноугольными или конформными, в этих проекциях сохраняется равенство углов на поверхности эллипсоида (шара) и на плоскости;

б) равновеликими или эквивалентными, в них сохраняют постоянную величину отношений площадей на карте к соответствующим им площадям на поверхности Земли;

в) равнопромежуточными, в которых в каждой точке масштаб сохраняется только по вполне определенным направлениям;

г) произвольными, в этих проекциях не сохраняется ни равенство углов, ни отношение площадей.

 

1. 8.       Какие способы изображения применяются для показа объектов, локализованных в пунктах, на линиях, площадях, и для объектов массовых рассеянных, сплошных планетарных), характеризуемых по территориальным единицам?

Значки применяют для объектов, локализованных в пунктах и не выражающихся в масштабе карты (города, месторождения, ориентиры на местности и т. п.). Различают значки геометрические (кружки, квадраты, звёздочки и др.), буквы русского или латинского алфавита и пиктограммы, напоминающие изображаемый объект (рисунок самолёта обозначает аэродром, туристская палатка – кемпинг). Размер значка характеризует объект количественно, а форма, цвет – качественно. Линейные знаки изображают линейные объекты (берега, разломы, дороги, границы). Рисунок и цвет линейных знаков передают качественные и количественные характеристики объектов: тип берега, геологический возраст разломов, класс дороги, иерархию границ и т. п. Линейным знаком можно отразить динамику объекта, напр. положение берега моря в разные эпохи, передав тем самым скорость затопления суши. Изолинии (соединяют точки с одинаковыми значениями картографируемого показателя) применяют для показа непрерывных, сплошных, плавно изменяющихся явлений, образующих физические поля. Таковы поля рельефа, силы тяжести, давления, тем-р и т. д. Этот удобный и информативный способ изображения позволяет выполнять по карте всевозможные измерения. Для усиления наглядности промежутки между изолиниями окрашивают так, чтобы интенсивность окраски отражала нарастание или убывание показателя. Качественный фон – способ отображения цветом или штриховкой качественных различий явлений сплошного распространения. Способ всегда связан с районированием тер. по какому-либо признаку (с.-х. р-ны, типы почв, растительные ассоциации). Для удобства различения качественного фона его сопровождают индексами. Количественный фон применяют для передачи количественных различий явлений сплошного распространения в пределах выделенных р-нов. Подобно качественному фону, этот способ всегда сопряжён с районированием, но по количественному признаку, напр. по запасам гидроресурсов в речных бас., по степени расчленения рельефа. Локализованные диаграммы характеризуют явления с помощью графиков и диаграмм, помещаемых в пунктах их наблюдения. Примерами служат розы ветров, графики изменения среднемес. тем-р и осадков, локализованные по метеостанциям и гидропостам. На карте всегда отмечены пункты, к которым отнесены графики. Точечный способ применяют для показа явлений массового, но не сплошного распространения, с помощью множества точек, каждая из которых имеет определённый вес, обозначая некоторое число единиц данного явления. Чаще всего так показывают размещение сельского нас. (напр., вес одной точки – 1000 жителей), посевные площади (1 точка – 200 га посевов), поголовье (1 точка – 500 голов скота) и т. п. 
Ареалы – способ выделения на карте области распространения какого-либо сплошного или рассредоточенного явления (напр., ареалы распространения животных, растений). Графические средства весьма разнообразны. Это могут быть границы, окраска и штриховка, значки, надписи. Знаки движения используют для показа пространственных перемещений явлений (напр., движение циклонов, перелёт птиц, передача электроэнергии, миграции населения). Различают два вида знаков: векторы движения – стрелки разного цвета, формы и толщины (напр., векторы тёплых и холодных течений и полосы движения – ленты, ширина и цвет которых передают интенсивность и структуру потоков, напр. грузоперевозок).Картодиаграммы – изображение абсолютных статистических показателей по единицам административно-территориального деления с помощью диаграммных знаков. Их применяют для показа таких явлений, как валовой сбор урожая, объём промышленного производства, потребление электроэнергии по р-нам, обл., провинциям и т. п. Картограммы позволяют легко сопоставлять эти ячейки между собой. Картограммы используют для показа относительных статистических данных по административно-территориальным единицам. Это всегда расчётные величины – напр., число детских садов на 1000 жителей, энерговооружённость сельского хозяйства в расчёте на 100 га обрабатываемых земель, процент лесопокрытой площади в р-не и т. п. Картограмма имеет шкалу, интенсивность которой изменяется с нарастанием или убыванием показателя. Динамические знаки используют в картографических анимациях. Знаки перемещаются по полю карты, меняют форму и размер, окраску и насыщенность цвета (напр., перемещение циклонов и фронтов), они могут мигать и пульсировать, привлекая внимание к какому-либо важному объекту, напр. к возможному источнику радиационного загрязнения.

 

1. 9.       Способов качественного фона и ареалов. Способов  количественного фона.