Понятие о земном эллипсоиде и сфере

Классификация карт

Свойства карты

· математический закон построения — применение специаль­ных картографических проекций, позволяющих перейти от сферической поверхности Земли к плоскости карты;

· знаковость изображения — использование особого условно­
го языка картографических символов;

· генерализованность карты — отбор и обобщение изображаемых объектов;

· системность отображения действительности — передача элементов и связей между ними, отображение иерархии геосистем.

1) Классификация карт по масштабу

· планы — 1:5 000 и крупнее;

· крупномасштабные — 1:10 000 — 1:200 000;

· среднемасштабные — 1:200 000 до 1:1 000 000 включительно;

· мелкомасштабные — мельче 1:1 000 000.

2)По пространственному охвату:

· карты Солнечной системы и звездного неба

· карты планет, в том числе Земли

· карты мате­риков и океанов, а после этого возможны разные разветвления классификации:

· по административно-территориальному делению;

· по природным районам;

· по экономическим регионам;

· по естественно-историческим областям.

Карты океанов подразделяют на карты морей, заливов, проливов, гаваней.

Классификация карт по пространственному охвату (по тер­ритории) чаще всего используется в картохранилищах и библио­теках.

3) Классификация карт по содержанию

· общегеографические карты;

· тематические карты;

· специальные карты.

Общегеографические карты. Эти карты отображают совокуп­ность элементов местности, имеют многоцелевое применение при изучении территории, ориентировании на ней, решении научно-практических задач. На общегеографических кар­тах показу всех элементов уделяют равное внимание, изображая все объекты, видимые на местности. Дальнейшая классификация общегеографических карт почти полностью совпадает с их деле­нием по масштабу:

· топографические — в масштабах 1:100 000 и крупнее;

· обзорно-топографические — в масштабах 1:200 000 —1:1 000 000;

· обзорные — мельче 1:1 000 000.

Тематические карты. Категория карт природных и общественных (социальных и эко­номических) явлений, их сочетаний и комплексов. Содержание карт определяется той или иной конкретной темой.

Группа карт природы охватывает карты литосферы, гидросфе­ры, атмосферы и биосферы. Они подразделяются на следующие крупные блоки:

· геологические

· геофизические

· рельефа земной поверхности и дна океанов

· метеорологические и климатические

· гидрологические (вод суши)

· океанологические

· почвенные

· ботанические

· зоогеографические

· медико-географические

· общие физико-географические

Карты общественных явлений охватывают социосферу и тех­носферу.

· Карты населения

· Карты хозяйства

· Карты обслуживания и здравоохранения

· Карты науки и культуры

· Карты политические и политико-административные

· Карты исторические

Специальные карты. Карты этой группы предназначены для решения определенного круга задач или рассчитаны на опреде­ленные круги пользователей. Чаще всего это карты технического назначения:

· Карты навигационные

· Карты технические

· Карты кадастровые

· Карты проектные

Но эта классификация не отлича­ется строгостью. К числу специальных можно, отнести карты учебные, экскурсионные, спортивные и другие. Иногда в основание для подоб­ной классификации кладут назначение карт.

Лекция № 3. Математическая основа карт и классификация картографических проекций.

План:

1. Понятие о земном эллипсоиде и сфере

2. Система координат на поверхности эллипсоида и сферы

3. Понятия о картографической проекции и сетке

4. Масштабы карт

5. Классификация картографических проекций

Известно, что Земля шарообразна, т.е. не обладает формой идеального шара. Фигура ее неправильна, и, как всякое вращающееся тело, она немного сплюснута у полюсов. Кроме того, из-за неравномерного распределения масс земного вещества и тектонических деформаций Земля имеет обширные выпуклости и вогнутости. В силу этого земную поверхность заменяют некоторой правильной поверхностью, которая носит название поверхности относимости.

В самом точном приближении такой поверхностью является поверхность геоида (фигура, ограниченная уровенной поверхностью океана). Точно определить его форму практически невозможно. Поэтому в теории и практике картографии за поверхность относимости принимают земной эллипсоид, либо сферу определенного радиуса (при создании мелкомасштабных карт (когда можно пренебречь полярным сжатием).

Земной эллипсоид – это эллипсоид вращения с малым сжатием, размеры которого выбраны таким образом, чтобы для заданной территории он наименее уклонялся от геоида. При этом полагают, что плоскость экватора и центр эллипсоида вращения совпадают с плоскостью экватора и центром масс Земли. Такой земной эллипсоид иначе называют референц-эллипсоидом.

Постановлением Совета Министров от 7 апреля 1946 г. за такой референц-эллипсоид у нас в стране принят референц-эллипсоид Красовского. Он имеет следующие параметры:

a = 6 378 245 км – большая полуось;

b = 6 356 863 км – малая полуось;

с = 1 : 298,3 – полярное сжатие.

Рис.1. Эллипсоид вращения и его элементы

Эллипсоид вращения образуется вращением эллипса P_NE₁P_SE₂ вокруг полярной оси P_NP_S (рис. 1). Точки P_N, P_S являются, соответственно, северным и южным полюсами эллипсоида. Они получаются сечением оси P_NP_S поверхности эллипсоида.

Сечения поверхности эллипсоида вращения плоскостями, параллельными плоскости экватора, образуют окружности – параллели. Сечения поверхности эллипсоида вращения плоскостями, проходящими через ось вращения, образуют эллипсы – меридианы.

Пусть О'К' – нормаль к поверхности эллипсоида в точке К (рис. 1). Плоскости, проходящие через нормаль, называются нормальными плоскостями. Сечения этих плоскостей с поверхностью эллипсоида дают нормальные сечения, или вертикалы. Тогда меридиан – это нормальное сечение, плоскость которого проходит через полярную ось. Нормальное сечение, перпендикулярное плоскости меридиана P_NЕ₁P_SЕ₂, дает сечение 1-го вертикала.

Радиусы кривизны этих сечений определяются следующими формулами:

– радиус кривизны меридиана;

– радиус кривизны 1-го вертикала;

где – 1-й эксцентриситет;

a и b – большая и малая полуоси эллипсоида вращения.

Радиус параллели (r) вычисляется через радиус кривизны первого вертикала