Лекции по дисциплине «Геоинформационное обеспечение туристической деятельности» (стр. 6 )

Многогранные проекции ~ проекции, получаемые путём проектирования на по­верхность многогранника, касательного или секущего шар (эллипсоид). Чаще всего каж­дая грань представляет собой равнобочную трапецию, хотя возможны и иные варианты (например, шестиугольники, квадраты, ромбы). Разновидностью многогранных являются многополосные проекции, причём полосы могут «нарезаться» и по меридианам, и по па­раллелям. Такие проекции выгодны тем, что искажения в пределах каждой грани или по­лосы совсем невелики, поэтому их всегда используют для многолистных карт. Топогра­фические и обзорно-топографические создают исключительно в многогранной проекции, и рамка каждого листа представляет собой трапецию, составленную линиями меридианов и параллелей.

Проекция Гаусса-Крюгера

При создании средне - и крупномасштабных тематических карт чаще всего используется равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера. Это объясняется тем, что основным источником при камеральном способе создании карт такого масштаба служат карты топографические, созданные именно в этой проекции.

История применения проекции Гаусса-Крюгера в нашей стране началась в 1928 году на эллипсоиде Бесселя для составления топографических карт масштаба крупнее 1:500 000, а с 1939 - и для масштаба 1:500 000.

В апреле 1946 г. Постановлением Правительства СССР были утверждены новые исходные данные, характеризующие систему координат 1942 года, и в качестве математической поверхности Земли был принят референц-эллипсоид Красовского со следующими параметрами:

большая полуось (а) - 6 378 245 м. малая полуось (b) - 6 356 863 м сжатие (a)- 1:298,3

Эта проекция является практически равноугольной.

С июля 2002 года в России в качестве Государственной принята система координат 1995 года (СК-95).

Определение точных параметров эллипсоида вращения - задача очень сложная и на протяжении многих десятилетий эти параметры, полученные разными способами и различными инструментальными средствами, постоянно уточняются. Например, в 1984 году на основе спутниковых измерений специалистами нескольких стран были определены параметры так называемого международного эллипсоида WGS-84 (World Geodetic System) [ 1 ] :

большая полуось (а) - 6 378 137 м; малая полуось (b) - 6 356 752 м; сжатие (a) - 1:298,257.

Таким образом, чем точнее определены параметры эллипсоида, т. е. чем ближе математическая поверхность к поверхности геоида, тем, в конечном счете, меньше величины искажений в рассчитанных картографических проекциях.

В1825 г. Гаусс решил задачу по изображению одной поверхности на другой с сохранением подобия в беконечно малых частях (например, углов). Частный случай этой задачи – отображение поверхности эллипсоида вращения на плоскости. Гаусс применил данную проекцию для численной обработки ганноверской триангуляции, после чего проекция практически не применялась.  В  1912 г. Крюгер вывел и опубликовал рабочие формулы этой проекции. После этого проекция получила полное название: равноугольная поперечно - цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера и нашла широкое применение в топографо-геодезических работах.

В проекции Гаусса-Крюгера поверхность эллипсоида на плоскости отображается по меридиальным зонам (рис.1), ширина которых равна 6°(для карт масштабов 1: 500 000-1: 10 000) и трем градусам (для карт масштабов 1:5 000- 1: 2 000). Меридианы и параллели изображаются кривыми линиями,

симметричными относительно осевого меридиана зоны (прямая линия) и экватора. Однако кривизна меридианов настолько мала, что западные и восточные рамки карты изображаются прямыми линиями. Параллели, совпадающие с южной и северной рамками карты, изображаются прямыми на картах масштабов 1:2 000 - 1:50 000; на картах более мелкого масштаба они изображаются кривыми линиями. Начало прямоугольных координат каждой зоны находится в точке пересечения осевого меридиана зоны с экватором. В нашей стране принята нумерация зон, отличающаяся от нумерации колонн карты 1:1 000 000 масштаба на тридцать единиц, т. е. крайняя западная зона с долготой осевого меридиана L=210 и номером 4, к востоку номера зон возрастают.

Рис.1 Проекция Гаусса – Крюгера

Каждая зона проектируется на поверхности своего цилиндра, касающегося эллипсоида по осевому меридиану зоны (рис.2.,а). Развернув поверхность цилиндра на плоскость, получают изображение зоны (рис.2,б). При развертывании осевой меридиан изображается без искажений прямой линией, его и принимают за ось абсцисс – ХX. Экватор изображается тоже прямой, перпендикулярной к осевому меридиану, принимается за ось ординат – YY (рис.2-б).

Долгота осевого меридиана зоны L0 определяется по формуле: L0= 6N – 30, где N – номер зоны, а номер зоны Nзоны = Nколонны – ЗО, т. к. счет колонн идет с запада на восток против хода часовой стрелки от Гринвичского меридиана с долготой L = 0о.

Каждая зона переносится на плоскость независимо от остальных и имеет самостоятельную систему координат. Зона простирается от осевого меридиана на запад и восток по 30. Это составляет примерно 330 км в обе стороны. Следовательно, в любой зоне координаты Х и Y могут быть  с положительными и отрицательными значениями.

Рис.2  Проектирование зон на поверхность цилиндра

Для территорий, лежащих к северу от экватора (в северном полушарии), абсциссы Х – положительны, но ординаты, лежащие к западу от осевого меридиана, получают знак минус. Для того, чтобы избежать отрицательных значений ординат, осевой меридиан начальной точки О (рис.2-б) условно принимают не за нуль, а + 500 км, т. е. нуль вынесен на запад на 500 км.

В этом случае ординаты всех точек зоны имеют положительное значение. Такие ординаты называют приведенными.

КЛАССИФИКАЦИЯ КАРТ

Классификация карт и атласов по различным признакам необходима для их учета, хранения, поиска содержащейся в них нужной информации и изучения особенностей самих карт и атласов. Она также способствует рациональной постановке и организации картографического производства.

Среди изданных и рукописных карт большинство – это карты Земли, которые, собственно, и называются географическими картами. Существуют карты и других небесных тел и карты звездного неба, называемые звездными.

Основные признаки, используемые для классификации географических карт: пространственный охват, масштаб, содержание и назначение. Именно они определяют пригодность карт для тех или иных целей. Есть еще второстепенные признаки: время издания (современные и устаревшие), место издания (российские и зарубежные), язык и проч.

По пространственному охвату карты земной поверхности подразделяются, прежде всего, на карты мира (всей Земли). При этом нередко различают карты на двух полушариях (карты полушарий) и остальные карты мира (мировые карты). Далее отдельно классифицируют карты суши и карты Мирового океана. Карты суши делят на карты материков или их групп. Затем классифицируют карты в зависимости от выбранного признака. Если это политико-административное деление, то первую группу составляют карты государств (или их групп), следующая рубрика – карты их политико-административного подчинения: республик, АО, областей, районов, штатов, кантонов и т. п. По физико-географическому или экономическому признакам различают карты природных или экономических регионов, сначала более крупных, а затем более мелких. Карты Мирового океана делят на карты океанов (или их групп) и далее – карты морей, заливов и проливов.

По масштабу географические карты подразделяют на: крупномасштабные (1:200 000 и крупнее), среднемасштабные (мельче 1: 200 000 до 1:1 000 000 включительно) и мелкомасштабные (мельче 1:1000 000) .

При классификации географических карт по содержанию используют несколько признаков. Прежде всего, в зависимости от того, какие стороны действительности отображает содержание карты, т. е. какая ее тематика, карты делятся на общегеографические и тематические.

Общегеографические  карты отображают совокупность основных элементов местности (видимого ландшафта): гидрографию. Населенные пункты, дорожную сеть, рельеф, растительность и грунты, границы. Особенности и подробность их содержания зависят, главным образом, от масштаба карты. Среди них выделяют топографические – подробные карты местности, позволяющие определить плановое и высотное положение точек. Их масштабы 1: 5 000 – 1: 1 000 000. Карты крупнее 1: 5 000 называются топографическими планами. Другое деление общегеографических карт: крупномасштабные – 1: 10 000, 1:25 000, 1: 50 000, 1: 100 000, 1: 200 000. Затем среднемасштабные, иначе называемые обзорно-топографическими: 1: 500 000 и 1: 1 000 000. К мелкомасштабным относятся карты обзорные – мельче 1: 1 000 000.

Общегеографические карты имеют следующее содержание: населённые пункты, со­циально-экономические и культурные объекты, пути сообщения и линии связи, рельеф, гидрография, растительность и грунты, политико-административные границы.

На тематических и специальных картах различают две составные части картогра­фического изображения. Во-первых, это географическая основа, т. е. общегеографическая части содержания, которая служит для нанесения и привязки элементов тематического или специального содержания, а также для ориентировки по карте. Во-вторых, тематиче­ское или специальное содержание, например геологическое строение территории или на­вигационная обстановка.

Важнейший элемент всякой карты - легенда, т. е. система использования на ней ус­ловных обозначений и текстовых пояснений к ним. Для топографических карт составлены специальные таблицы условных знаков. Они стандартизированы и обязательны к приме­нению на всех картах соответствующего масштаба. На большинстве тематических карт обозначения не унифицированы, поэтому легенду размещают на самом листе карты. Она содержит разъяснения, истолкования значков, отражает логическую основу и иерархиче­скую соподчинённость картографируемых явлений. Последовательность обозначений, их взаимное соподчинение в легенде, подбор цветовой гаммы, штриховых элементов и шрифтов - всё это подчинено логике классификации изображаемого объекта или процес­са. На сложных картах для повышения информативности легенды её иногда представляют в табличной (матричной) форме. Тогда по строкам легенды даётся один показатель (на­пример, генетическая характеристика объекта), а по столбцам - другой (например, морфо­логические особенности этого объекта).