Практическое занятие 1.
ОВЛАДЕНИЕ НАВЫКАМИ РАБОТЫ С ГЕОГРАФИЧЕСКИМИ КАРТАМИ
Для любого специалиста, деятельность которого связана с природой, умение читать и понимать географические карты является обязательным. Географические карты обладают способностью передавать в наглядной форме знания о размещении объектов на земной поверхности. При этом использование карт в практической деятельности позволяет рациональнее проектировать размещение различного рода хозяйственных объектов без ущерба как для инженерных конструкций, так и для природных объектов.
Можно выделить 5 основных функций географических карт:
– коммуникативную – по хранению и передаче пространственной информации;
– оперативную, связанную с непосредственным решением практических задач (навигация);
– конструктивную, по применению карт для разработки различных народнохозяйственных проектов;
– познавательную (научно-познавательную), для исследования явлений в природе и в обществе;
– прогностическую, для предвидения явлений, их распространения в будущем.
Термин «карта» происходит от греческого chartes, которое означает лист из папируса для письма. Издавна было принято определять карту как уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости. Однако в определении необходимо отразить те свойства, которые отличают карту от других изображений земной поверхности. Карта: 1) математически определенное построение; 2) изображает объекты и явления на земной поверхности с помощью особой системы условных знаков; 3) отображает лишь необходимые для целей ее создания объекты, т. е. в процессе картографирования осуществляется отбор и обобщение объектов земной поверхности.
Математически определенное построение карт предусматривает: а) изображение шарообразной поверхности Земли на плоскости; б) установление строгой функциональной зависимости между координатами точек на земной поверхности и их координатами на карте.
Поверхность шара нельзя развернуть на плоскости подобно поверхности конуса или цилиндра без искажений (складок и разрывов). Поэтому непрерывность изображения достигается за счет растяжения или сжатия, т. е. деформации поверхности шара при совмещении с плоскостью. Отсюда следует, что в различных частях карты могут быть искажения. Карт без искажений не бывает. Подобие и пропорциональность всех частей Земли может быть только на глобусе. На карте могут быть искажения длин, углов, площадей, или всего вместе, в зависимости от того, какая вспомогательная геометрическая поверхность использовалась, чтобы развернуть (спроектировать) шарообразную поверхность Земли на плоскость. С этой точки зрения выделяют проекции: цилиндрические, когда вспомогательной поверхностью служит боковая поверхность цилиндра; конические, когда вспомогательной служит поверхность конуса; азимутальные, когда вспомогательная поверхность плоскость. С точки зрения характера передаваемых искажений картографические проекции также делятся на несколько групп. Проекции, которые передают величину углов без искажений, называются равноугольными, которые сохраняют площади без искажений – равноплощадными. Есть промежуточные проекции.
Для того, чтобы при использовании карта верно передавала заложенную в нее информацию, взаимное положение точек на земной поверхности должно соответствовать их взаимному положению на карте. Для этих целей при картографировании объектов и создании карт используют масштаб. Масштаб определяет степень уменьшения при переходе от натуры к изображению. Он характеризуется отношением длины линии на карте к длине соответствующей линии на местности. Масштаб записывают в виде дроби с числителем, равным единице, и знаменателем, показывающим, во сколько раз уменьшены на карте длины линий, например, 1: 25000, или 1: 1000000. Такой масштаб называют численным. Наряду с представлением масштаба в виде дроби (численного масштаба), пользуются словесным описанием масштаба, например: в одном сантиметре 250 метров, что соответствует масштабу 1:25000, или в одном сантиметре 10 километров, что соответствует масштабу 1: 1000000. Такую словесную форму выражения масштаба называют именованным масштабом. При измерениях расстояний по карте пользуются помещенным под нижней рамкой карты линейным (графическим) масштабом. Линейным масштабом называется графическое изображение численного масштаба в виде прямой линии с делениями для отсчета расстояний. Деления линейного масштаба оцифрованы в метрах или километрах. Длину отрезка на карте измеряют циркулем-измерителем. Его ножки устанавливают в концы отрезка. Не изменяя раствора ножек, измеритель прикладывают к линейному масштабу и отсчитывают значение расстояния. Для контроля измерения выполняют дважды. Когда необходимо отложить на карте измеренное на местности расстояние, действуют в обратной последовательности.
Специфической особенностью географических карт является то, что они передают явления не в фотографическом или картинном воспроизведении, а посредством особого языка карт – специальной системы знаков. Картографическими условными знаками называются графические символы, применяемые на картах для обозначения различных объектов и их характеристик.
Использование картографических знаков позволяет: а) сильно уменьшить изображение земной поверхности, чтобы охватить одним взглядом значительную по площади территорию, воспроизводя при этом объекты, которые в силу уменьшения не выражаются в масштабе карты; б) показывать на карте рельеф земной поверхности и другие объемные явления, т. е. передавать три измерения в плоском пространстве; в) не ограничивать изображением на карте только внешнего вида, но и показать внутренние свойства явлений; г) показывать распространение явлений, не воспринимаемых нашими органами чувств (напр., магнитное склонение); д) отображать направление движения в пространстве, а также ход процессов во времени, т. е. вводить в карты четвертое измерение – время.
Несмотря на разнообразие карт, количество используемых на них условных знаков ограничено. Все используемые на картах знаки можно подразделить на точечные, линейные и площадные. При этом, точечные подразделяются на масштабные и внемасштабные. По способам изображения все условные знаки можно объединить в 10 основных групп:
1. Локализованные значки используются для указания местоположения объектов, локализованных в конкретных пунктах (этим способом часто изображаются населенные пункты).
2. Способ линейных знаков применяется для передачи линейных объектов – дорог, линий электропередач, рек и т. д.
3. Способ изолиний. Изолиниями называют линии на карте, проходящие по точкам с одинаковыми значениями каких-либо количественных показателей, например, линии, показывающие одинаковые глубины водоемов (изобаты), линии одинаковых температур воздуха (изотермы), линии одинаковых высот местности (горизонтали, или изогипсы) и др.
4. Способ качественного и количественного фона. Качественный фон применяют для подразделения территории на группы однородных в качественном отношении участков по тем или иным признакам (так, на почвенной карте разным цветом показывают различные типы почв, на карте лесов – различные типы леса). Количественный фон применяют для подразделения территории по определенному количественному показателю, например, густоте расчленения рельефа.
5. Способ локализованных диаграмм. Локализованные диаграммы приурочены к определенным точкам (пунктам) и широко используются для дискретной характеристики сезонных и других периодических явлений. Таким способом на климатических картах изображаются характеристики повторяемости и скорости ветра («розы ветров»).
6. Точечный способ используется для характеристики массовых рассредоточенных явлений. Им обозначают определенное количество объектов картографируемого явления посредством точки (небольшого кружка), располагаемой на карте там, где соответствующее явление фактически размещено.
7. Способ ареалов показывает области (ареалы) распространения какого-либо явления или объекта, например, древнего оледенения, вида растений.
8. Способ знаков движения служит для показа различных пространственных перемещений и связей (направления движения атмосферных фронтов, миграции животных).
9. Картодиаграммы – это способ изображения распределения какого-либо явления посредством диаграмм, размещаемых на карте внутри единиц территориального деления и выражающих суммарную величину явления в пределах каждой территориальной единицы. Картодиаграммы используют, например, для сравнения площадей, покрытых лесом.
10. Картограммы – способ изображения средней интенсивности какого-либо явления в пределах определенных территориальных единиц. В отличие от картодиаграмм, для составления которых служат абсолютные величины (например, количество населения), в картограммах используются относительные показатели (например, средняя плотность населения).
Как правило, на картах используется несколько способов изображения, а для передачи одного и того же явления можно применять различные способы. Так, рельеф на картах изображается одновременно изолиниями (горизонталями – линиями одинаковых высот), количественным фоном (цветом, когда с увеличением абсолютной высоты пространство между горизонталями закрашивают все более темным оттенком коричневого цвета) и локализованными значками, показывающими отдельные высотные отметки или формы рельефа, не выражающиеся в масштабе карты.
По мере уменьшения масштаба карты становится невозможным отражать на ней все объекты земной поверхности, так как рисунок становится более мелким и потому трудно читаемым. Для сохранения наглядности изображения принято устранять (обобщать или генерализовать) второстепенные объекты. Картографическая генерализация – отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно назначению и масштабу карты. Само слово «генерализация» в переводе с латинского означает обобщение.
Любая географическая карта характеризуется определенной структурой. В карте различают ее содержание, передаваемое картографическими знаками, математическую основу, легенду, вспомогательное оснащение и дополнительные данные.
Содержание – главная часть любой карты – заключает в себя некую совокупность сведений показанных на карте. Главными элементами содержания могут быть полезные ископаемые, животный мир, почвы и т. д.
Математическая основа устанавливает связь между объектами в натуре и их изображением на карте. В математическую основу входят картографическая проекция, координатная сетка, масштаб и опорная геодезическая сеть.
Легенда карты – систематический свод используемых на карте знаков с необходимыми к ним пояснениями.
Вспомогательное оснащение – это формальные сведения о карте (название карты, имена авторов, данные о времени составления карты, название издательства и т. д.).
Дополнительные данные – это добавочные карты, профили, диаграммы, таблицы, тексты, которые дополняют поясняют и обогащают основное картографическое изображение.
Все географические карты могут классифицироваться по ряду признаков.
По масштабу выделяют крупномасштабные (1:200000 и крупнее), среднемасштабные (до 1: 1000000), мелкомасштабные карты. Первые называют топографическими, вторые – обзорно-топографическими, третьи – обзорными. Топографические карты крупнее 1: 5000 называются топографическими планами.
По тематике различают общегеографические и тематические карты. Среди тематических выделяются климатические, почвенные, геологические и др.
ЗАДАНИЯ:
Задание 1. Выразите в форме именованного масштаба следующие численные масштабы: 1:500; 1:10000; 1:25000; 1:100000; 1:500000; 1:1000000; 1:1500000; 1:2500000; 1: 5000000.
Задание 2. Длина отрезка на карте равна 6,37 см. Каким горизонтальным расстояниям на местности соответствует данный отрезок, если масштаб карты равен 1:10000, 1:25000, 1:200000, 1:5000000.
Задание 3. Расстояние на местности 1780 м. Каким длинам будет соответствовать это расстояние на картах масштабов 1:50 000, 1:100 000, 1:500 000.
Задание 4. Определите численный масштаб карты, если длина линии на местности 132,5 м, а ее длина на плане 5,3 см (на местности – 200 м, а на карте – 2,5 см; на карте – 4 см, а на местности – 8 км; на карте – 15 см, а на местности – 450 км).
Задание 5. Охарактеризуйте одну из карт Атласа по используемым на ней способам изображения.
