Основные элементы картографического изображения

Географической картой называется уменьшенное условное изображение земной поверхности или ее части на плоскости, построенное на математической основе и передающее размещение, состояние и взаимосвязь различных явлений природы

Математическое обеспечение построения географических карт предусматривает установление функциональной зависимости между географическими координатами точек земной поверхности и прямоугольными координатами тех же точек на карте. Такое построение включает два действия для перехода от физической поверхности Земли к ее изображению на плоскости.

Одно из них состоит в проецировании земной поверхности на физическую поверхность Земли, за которую принимают уровенную поверхность Мирового океана, мысленно продолженную под материки. Это проецирование выполняется ортогонально, по отвесным линиям, перпендикулярными физической поверхности Земли. Вследствие сложности физическая поверхность Земли заменяется весьма близкой по форме поверхностью эллипсоида вращения (Земной эллипсоид).

Другое действие заключается в изображении поверхности эллипсоида или шара уменьшенном виде до масштаба проектируемой карты на плоскости бумаги.

Наиболее наглядное представление о сложных формах земной поверхности дают топографические карты.

Топографическая карта — это уменьшенное и подобное изображение части земной поверхности на плоскости бумаги, построенное в ортогональной проекции и выраженное в условных знаках.

Геометрические законы построения и свойства картографического изображения определяются его математической основой, элементами которой являются: масштаб, геодезическая опорная сеть и картографическая проекция.

Масштаб определяет степень уменьшения длин и площадей. Геодезическая опорная сеть определяет переход от физической поверхности Земли к условной поверхности Земного эллипсоида, а также обеспечивает правильное положение изображаемых на карте объектов по широте, долготе и высоте.

Картографическая проекция определяет переход от поверхности Земного эллипсоида к плоскости, и закон распределения искажений, возникающих при этом на картах. Спроецировать сфероидическую поверхность на плоскость без искажений не представляется возожным. Поэтому переход от Земного эллипсоида к плоскости осуществляется при помощи картографических проекций математическим способом. При этом разрывов не будет, но элементы содержания карты, сохраняя точное географическое положение, будут иметь искажение в очертании контуров или в соотношениях площадей. Следовательно, земную поверхность на карте приходится изображать не с одинаковыми уменьшениями во всех её частях, а искаженно, чтобы избежать разрывов, линии вытягивают, а в местах, где должны были бы образовываться складки, укорачивают. Таким образом, в различных местах карты изображение земной поверхности уменьшается в разное число раз. Это значит, что масштаб карты в различных ее частях различный.

§ 11. Классификация карт. Номенклатура карт и топографических планов

Картографическое изображение на листе бумаги может представлять всю земную поверхность или часть ее, в связи с этим карты подразделяют:

- по охвату территории: на мировые, полушарий, материков и океанов, частей материков, в том числе групп стран и отдельных государств, частей государств;

- по содержанию: на общегеографические и тематические;

- по масштабу: крупномасштабные, имеющие масштаб 1:200 000 и крупнее, среднемасштабные мельче 1:200 000 и до 1:1 000 000 и мелкомасштабные, у которых масштабы мельче 1:1 000 000.

Крупномасштабные общегеографические карты называют топографическими, на них рельеф местности изображается горизонталями.

Среднемасштабные общегеографические карты называют обзорно-топографическими.

Мелкомасштабные общегеографические карты называют обзорными.

Номеклатура карт и топографических планов

Разграфкой карт называется разделение всей поверхности Земли на отдельные тематчески определенные участки. Обозначение отдельных таких участков по определенной системе называется номенклатурой карт.

За основу номенклатуры карт в России положена международная разграфка листов карты масштаба 1:1000000. Листы карты этого масштаба ограничены меридианами и параллелями и имеют размеры по широте 4° (ряды) и по долготе 6° (колонны). Ряды обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от А до U к северу и югу от экватора, а колонны нумеруются арабскими цифрами от 1 до 60. Номера колонн считаются от меридиана с долготой 180° с запада на восток (рис.13).

Рис. 13.

Например, лист карты масштаба 1:1000000, на которой находится Москва, имеет номенклатуру N-37. Центральные меридианы карт масштабов 1:1000000 совпадают с осевыми меридианами шестиградусных зон координат Гаусса-Крюгера. Связь между номерами колонн и шестиградусных зон определяется формулой

N=Q-30 (14)

где Q – номер колонны карты масштаба 1:1000000;

N– номер зоны координат Гаусса-Крюгера.

Долготы центральных меридианов листов миллионной карты вычисляется по формуле:

L=6°х Q – 183° (15)

Разграфка топографических карт более крупных масштабов установлена с соблюдением следующих условий:

-границами карт служат меридианы и параллели;

-размеры листов карты должны быть удобными для создания и практического использования;

-лист карты масштаба 1:1000000 должен делиться на целое число

листов более крупного масштаба как по мердиану, так и по параллели;

-номенклатура листов карт, включает номенклатуру карты масштаба 1:1000000, а для карт масштаба 1:50000 и крупнее – и номенклатуру листа карты масштаба 1:100000.

В России принят следующий ряд масштабов топографических карт: 1:1000000; 1:500000; 1:300000; 1:200000; 1:100000; 1:50000; 1:25000; 1:10000; топографических планов: 1:5000; 1:2000; 1:1000; 1:500.

Таким образом, одному листу миллионной карты соответствует: 4 листа карты масштаба 1:500000, обозначаемые буквами А,Б,В и Г; номенклатура этих листов имеет вид, например N-37-А;

-9 листов карты масштаба 1:300000, обозначаемых римскими цифрами I, II…. IХ; номенклатура листов этой карты пишется в виде I-N-37;

-36 листов карты масштаба 1:200000, обозначаемых также римскими цифрами; запись номенклатуры листов такая N-37-I;

-144 листа карты масштаба 1: 100000, обозначаемых арабскими цифрами от 1 до 144, например, N-37-144.

Одному листу карты масштаба 1:100000 соответствует 4 листа карты масштаба 1:50000. Каждый лист обозначается буквами А, Б, В и Г. Номенклатура листа карты масштаба 1:50000 запишется так:

N-37-144-А

Одному листу карты 1:50000 соответствует 4 листа карты масштаба 1:25000, обозначаемые строчными буквами а, б, в, г, например, N-37-144-А-а.

Одному листу карты масштаба 1:25000 соответствуют 4 листа карты масштаба 1:10000, обозначаемых арабскими цифрами 1, 2, 3, 4, например, N- 37-144-А-а-4.

Одному листу карты масштаба 1:100000 соответствует 256 (16x16) листов плана масштаба 1:5000, которые обозначаются арабскими цифрами от 1 до 256, заключенными в скобках, например, N-37-144-(256).

Одному листу плана масштаба 1:5000 соответствуют 9 листов плана масштаба 1:2000, которые обозначаются строчными буквами русского алфавита а, б, в, г, д, е, ж, з, и, заключенными в скобки, например, N-37-144-(256-и).

Сводные данные о номенклатуре карт и планов, размерах их рамок и километровой сетке даются в табл. 1.

Таблица 1

Пример: Определить номенклатуру листа карты масштаба 1:10000, в пределах которого находится пункт триангуляции, с такими значениями географических координат: широта 50°24', долгота 71° 14' (рис. 15)

Значение широты северной параллели, ограничивающей искомый лист масштаба 1:1000000 равно ближайшему к 50°24’ большему числу градусов, кратному 4, т.е. 52°. Делением 52° на 4 получается номер ряда, равный 13; ему соответствует буква М латинского алфавита.

Значение долготы восточного меридиана равно ближайшему к 71°14’ большему числу градусов, кратному 6, т.е. 72°. Прибавляя к нему 180° и деля сумму на 6, получается номер колонны:

Q = (72°+180°):6 = 252°:6 = 42

Таким образом, лист карты масштаба 1:1000000, в пределах которого находится заданный пункт триангуляции, имеет номенклатуру М-42.

Определение номенклатуры листов карт масштабов 1:100000; 1:50000, 1:25000 и 1:10000 показано соответственно на рис. 15 а, б, в и г.

Рис. 14.

Пример. Определить географические координаты углов листа карты К-48-14-(125) (- рис.16). Определяем широты параллелей и долготы меридианов, ограничивающих лист карты К-48 масштаба 1:100000. Так как буква K- одиннадцатая в латинском алфавите, то широта северной параллели равна 11х4°=44°, а южной 44°-4°=40°. Долгота восточного меридиана листа К-48 равна 6х48°-180°=108°, а западного 108°-6=102°. Деля лист К-48 на 144 части находим что лист карты К-48-14 ограничен параллелями с широтами, 43°20’ и 43°40’ , а меридианами с долготами равными 102°30’ и 103°00’’.

Деля лист карты К-48-14 на 256 частей (16x16) находим, что лист карты К-48-14-(125) ограничен параллелями с широтами 43°31’15’’ и 43°30’00’’ и меридианами с долготами 102°52’30’’ и 102°54’22,5’’.