11.Классификация картографических проекций.
Картографические проекции классифицируют по характеру искажений, виду изображения меридианов и параллелей (географической сетке), по ориентировке вспомогательной поверхности.
· По характеру искажений различают следующие картографические проекции:
Равновеликие проекции сохраняют масштаб площадей, в пределах всей карты, одинаковым. Это означает, на карте отсутствуют искажения площадей. Бесконечно малый кружок на местности изобразится на карте в равновеликой проекции эллипсом, площадь которого равна площади кружка на глобусе. Любая замкнутая фигура произвольных размеров на глобусе изобразится на проекции не подобной, но равновеликой ей замкнутой фигурой. Формы эллипсов искажений в разных точках карты будут различными, площади же их обязательно будут равны площадям соответствующих кружков на глобусе.
Математическое условие равновеликости можно записать следующим образом:
p = const= 1; p=mn; m=1/n; n=1/m
tg 
На картах, составленных в равновеликих проекциях, можно измерять площади и сопоставлять их. Свойство равновеликости сохраняется независимо от размеров картографируемых участков. Поэтому измерения можно производить и на больших площадях.
Равноугольные проекции — проекции без искажений углов. Не искажаются формы фигур, а масштаб зависит только от положения точки и не зависит от направления. Угол на местности всегда равен углу на карте, линия, прямая на местности — прямая на карте. Главный пример данной проекции - цилиндрическая Проекция Меркатора (1569 г.), которая используется для морских навигационных карт.
m=n=a=b=Mo; 
; р=а2
Равнопромежуточные, масштаб длин по одному из главных направлений сохраняется постоянным.
m=1 или p= 1;
Искажение углов и площадей в равнопромежуточной проекции выражается формулами:
sin 
= 
Произвольные, не сохраняющие ни равенства углов, ни пропорциональности площадей, ни постоянства масштаба. Смысл применения произвольных проекций заключается в более равномерном распределении искажений на карте и удобстве решения некоторых практических задач.
· По виду изображения меридианов и параллелей (географической сетке).
1. Конические проекции. Когда поверхность эллипсоида переносится на боковую поверхность касательного к нему (а) или секущую его конуса (б), а затем, разрезав конус по образующей, разворачивают его на плоскость.
В уравнениях этих проекций (б) используют плоские полярные координаты:
ρ =f(φ), δ = αλ, где ρ - радиус параллели на карте; δ - долгота на карте; α - коэффициент пропорциональности (как правило, α < 1).
В этих проекциях: Меридианы - прямые линии, сходящиеся в одной точке (полюсе) под углами, пропорциональными разности долгот.
Параллели — дуги одноцентренных окружностей, с центром в точке полюса.
2. Цилиндрические. Поверхность эллипсоида переносится на боковую поверхность касательного (а) или секущего (б) цилиндра, после чего, последний разрезается в плоскость.
а) Построение картографической сетки в равновеликой цилиндрической проекции
б) Цилиндр, секущий шар по двум параллелям
а) б)
Меридианы – равностоящие параллельные прямые линии
Параллели – прямые линии, перпендикулярные к меридианам.
3. Азимутальные. Проектирование эллипсоида осуществляется на касательную или секущую его плоскость
а) Построение картографической сетки в азимутальной проекции; б)Эмблема ООН - равнопромежуточная азимутальная проекция
Меридианы – прямые линии, исходящие из одной точки (полюса) под углами, пропорциональными разности долгот.
Параллели – концентрические окружности, с центром в точке схода меридианов.
· По ориентировке вспомогательной поверхности. Различают поверхности:
Нормальные, поперечные, косые.
У нормальной проекции ось вращения вспомогательной поверхности совпадает с осью вращения земного эллипсоида.
У поперечных – ей перпендикулярна.
У косых – азимут направления оси от 0о до 90о
12.Алгоритм разработки числовых ступенчатых шкал по правилу алгебраической прогрессии.
13.Какой вид имеет нормальная сетка в проекциях?
14.Проекция Гаусса-Крюгера. Выбор картографических проекций.
В проекции Гаусса-Крюгера поверхность эллипсоида на плоскости отображается по меридианным зонам, ширина которых равна 6 градусам.
Меридианы и параллели изображаются кривыми линиями, симметричными относительно осевого меридиана зоны (прямая линия) и экватора.
Каждая зона проектируется на поверхность своего цилиндра, касающегося эллипсоида по осевому меридиану зоны.
Рис. Равноугольная картографическая проекция Гаусса – Крюгера (а) и зональная система координат (б):1 – зона, 2 – осевой (средний) меридиан зоны, 3 – проекция экватора на поверхность цилиндра, 4 – экватор, 5 – ось абсцисс – проекция осевого меридиана, 6 – ось ординат – проекция экватора
Развернув поверхность цилиндра на плоскость, получают изображение зоны. В каждой зоне проекции своя система координат: Х – осевой меридиан с положительным направлением на север,
У – экватор с положительным направлением на восток.
Долгота осевого меридиана каждой зоны: L = 6N – 3, где N – номер зоны, отсчитываемый от нулевого меридиана. N=Nколонны-30, т.к. счет колонн идет с запада на восток против хода часовой стрелки от Гринвического меридиана с долготой L=0o, Nколонны- номер долготной колонны.
Выбор картографических проекций зависит от факторов, которые можно разделить на три группы.
К первой отнесем факторы, характеризующие объект картографирования. Это географическое положение изображаемой территории, ее размеры, форма границ (конфигурация), степень показа смежных с картографируемой областью территорий. Для многих карт выбирают:
· цилиндрические проекции — для территорий, расположенных вблизи и симметрично относительно экватора, и вытянутых по долготе;
· конические проекции — для таких же территорий, но несимметричных относительно экватора или расположенных в средних широтах;
· азимутальные проекции — для изображения полярных областей;
· поперечные и косые цилиндрические проекции — для изображения территорий, вытянутых вдоль меридианов или вертикалов;
· поперечные или косые азимутальные проекции — для показа территорий, очертания которых близки к окружности и т.п.
Таким образом, учет факторов этой группы дает возможность предварительно установить совокупность проекций (или их свойств), из которой целесообразно определять искомую проекцию.
Вторая группа включает факторы, характеризующие создаваемую карту, способы и условия ее использования. В эту группу входят назначение и специализация, масштаб и содержание карты, задачи, которые будут решаться по ней (картометрические, навигационные и пр.) и требования к точности их решения, способы использования карты (настольная, настенная), анализа картографической информации (с помощью ЭВМ или без), условия работы с картой (отдельно, в комплексе с другими картами, в склейке), условия передачи на них относительных характеристик картографируемых объектов (географического положения одних территорий относительно других, их площадей и форм), требования по отображению коммуникаций и связи территорий и т. п.
Эта группа факторов является основной при решении поставленной задачи. Именно, исходя из условий этой группы, определяют относительную значимость факторов третьей группы: какие из них являются в конкретном случае наиболее существенными, а какие факторы можно не учитывать.
Таким образом, факторы, приобретающие в данном конкретном случае безусловную значимость, в дополнение к факторам первой группы, позволяют в основном решить первую часть задачи — установить совокупность проекций (или их свойств), из состава которой целесообразно определять искомую проекцию.
К третьей отнесем факторы, которые характеризуют получаемую картографическую проекцию. Это характер искажений, условия обеспечения минимума искажений и допустимые максимальные искажения длин, углов и площадей, характер их распределения, кривизна изображения геодезической линии, локсодромии, условия изображения других линий положения, стереографичность проекции (степень передачи форм территории), кривизна изображения линий картографической сетки, требования ее ортогональности, обеспечения заданных величин отклонений от прямого угла между изображениями меридианов и параллелей, их равноразделенности, характер изображения полюсов, условия симметричности картографической сетки относительно среднего меридиана и экватора, условия их изображения (размеры изображения экватора относительно среднего меридиана и полюсов, если они изображаются линиями).
Выбор картографических проекций осуществляется в два этапа: на первом устанавливается совокупность проекций (или их свойства), из которых целесообразно производить их выбор; на втором — определяют искомую проекцию.
15.Алгоритм разработки числовых ступенчатых шкал по правилу геометрической прогрессии.
16.Какой вид имеет нормальная сетка в цилиндрических проекциях?
17.Рамки карты, разграфка и номенклатура.
Рамка карты – линия, непосредственно ограничивающая изображение.
Размеры и форма рамок зависит от масштаба и проекции карт:
- круглая – для изображения карт полушарий, а также карт, выполненных в азимутальной проекциях;
- овальная – для изображения земного шара в целом;
- треугольная – для отдельных листов многолистных карт;
- прямоугольная – для изображения тематических карт.
Карты большой территории зем.поверхности издают отдельными листами. Листы объединены единой системой разграфки и номенклатурой. Единая система разграфки состоит в том, что при построении карты на плоскости бумаги наносится сетка меридианов и параллелей, именуемая картографической сетью, которая служит основой для нанесения ситуации местности. План и карта представляют собой уменьшенное изображение на плоскости бумаги проекций участков местности.
Прямоугольная разграфка производится простым делением картографического изображения страны на листы прямоугольной формы.
В международной разграфке карт рамками листов служат линии меридианов и параллелей карты масштаба 1:1 000 000 с размерами 4° по широте и 6° по долготе. При разграфке по этой системе северное и южное полушария делятся на 60 колонн, обозначенных цифрами, и на 22 ряда, обозначенных буквами латинского алфавита. Территория России занимает 29 колонн (34-2)
Разграфка – система деления на листы.
Номенклатура карт — система обозначения отдельных листов карты. Существует два вида разграфки: прямоугольная и международная.
18. Картографическая генерализация. Факторы, виды, приемы.
Картографическая генерализация - это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов, выделение их основных типических черт и характерных особенностей.
Факторы картографической генерализации:
— назначение карты;
— ее масштаб;
— географические особенности картографируемого района;
— тематика и тип карты
Назначение карты обусловливает ее содержание и масштаб. В зависимости от назначения устанавливаются элементы и объекты, подлежащие показу на данной карте, определяется необходимая степень полноты и подробности изображения всех элементов ее содержания.
Влияние назначения на содержание особенно заметно при сравнении карт одного масштаба, но разного назначения, например справочной и учебной. Таким образом, назначение карты является первым и главным фактором, определяющим характер и степень картографической генерализации.
Масштаб карты устанавливают исходя из ее назначения. Если карта предназначена для измерительных работ и использования на местности, то она составляется в довольно крупном масштабе.
Выбранный масштаб карты оказывает влияние на степень генерализации: чем мельче масштаб карты, тем меньше возможностей для изображения объектов и их деталей.
Географические особенности картографируемого района оказывают весьма большое влияние на характер и - степень картографической генерализации. Одни и те же объекты в различных типах местности имеют неодинаковое значение. Нельзя поэтому характер и степень генерализации, принятые при составлении карты одного определенного района, механически переносить на составление карты другого, отличного по характеру района.
Тематика и тип карты определяют, какие элементы следует показывать на карте с наибольшей подробностью, а какие подвергать боле или менее существенному обобщению. Так, на геологической или почвенной карте важно дать детальное изображение гидросети, но можно сильно генерализовать дорожную сеть и населенные пункты, совсем исключить административные границы.
Карты разного типа также имеют разную генерализацию. Наиболее подробны аналитические карты инвентаризационного типа, наиболее обобщены синтетические карты (например, карты районирования), в особенности карты-выводы, карты-умозаключения.
Виды:
1. Ценз отбора – значение, указывающее величину или значимость объектов, сохраняемых на карте при генерализации. Например, сохранить на карте все леса, имеющие размер более 10 кв. км, показать на карте м-ба 1:100 000 все болота площадью более 25 кв. мм или показать все районные административные центры.
Норма отбора – показатель, определяющий принятую степень отбора, среднее за единицу площади значение объектов, сохраняемых при генерализации. Нормы отбора регулируют нагрузку карты. Этот критерий всегда дифференцирован соответственно особенностями картографируемой территории. При переходе от топографических карт масштаба 1:200 000 к картам масштаба 1:500 000 норма нагрузки населенными пунктами в густонаселенных районах составляет 1/3 (т.е. на генерализованной карте сохраняется только третья часть населенных пунктов), на менее заселенных территориях – ½, а в районах с очень редким расселением – показывают все населенные пункты.
2. Геометрическая генерализация - обобщение плановых очертаний объектов с выделением технических форм этих объектов.
- исключение контуров площадью меньше цензового
- объединение мелких однородных контуров площадью меньше цензового
- присоединение контуров
- исключение мелких случайных деталей формы
- исключение повторяющихся деталей формы.
3. Обобщение легенды – обобщение качественных и количественных характеристик и вкл:
-обобщение классификаций
- обобщение шкал
4. Объединение территориальных единиц. По мере изменения масштаба или назначения и темы карты переходят от отдельных объектов к собирательным обозначениям.
5. Способы изображения тематического содержания карт – выбираются, в зависимости от особенностей размещения объекта картографирования, назначения и масштаба карт:
- Способ значковый
- Способ линейных знаков
- Способ качественного фона
- Способ количественного фона
- Способ изолиний.
- Способ локализованной диаграммы.
- Способ знаков движения
- Способ ареалов
- Точечный способ
- Способ картодиаграмм
- Способ картограмм
Приемы картографической генерализации
Картографическая генерализация включает в себя:
— обобщение характеристик картографируемых объектов;
— отбор объектов;
— обобщение изображения объектов.
Характеристики объектов являются неотъемлемыми элементами их картографического изображения. Количество и подробность характеристик объектов зависят от назначения карты, ее масштаба и географических особенностей местности. Отправным пунктом обобщения характеристик является установление классификации картографируемых объектов.
Подробность классификации определяется назначением и масштабом карты. Например, на карте масштаба 1:50000 показывается 27 типов дорог, с различными характеристиками дорог высших классов (ширина проезжей части, материал покрытия и т. д.), на карте масштаба 1:1 000000 — 16 типов дорог, а на карте Украины масштаба 1:4 000000 — только 10 типов дорог.
В процессе непосредственного составления топографических и обзорно-топографических карт обобщение характеристик имеет ограниченное применение в виду того, что оно в основном проведено в утвержденных наставлениях и условных знаках.
Отбор объектов заключается в том, что из объектов, имеющихся на местности или показанных на картографических материалах, на составляемую карту в первую очередь наносятся те, которые являются важными с точки зрения назначения и масштаба карты и характерными для картографируемой местности. Объекты второстепенные и нехарактерные частично исключаются.
Этот способ имеет две разновидности: в одной определяют объекты, которые не следует наносить на карту, в другой — объекты, которые обязательно должны быть нанесены на нее.
Обобщение изображения объектов достигается:
— изменением очертаний;
— изменением линейных размеров или площади;
— объединением изображений нескольких объектов в одно.
Обязательным условием во всех случаях является сохранение подобия фигур в их главных чертах.
Необходимость в изменении очертаний объектов возникает в связи с изменением назначения и уменьшением масштаба составляемой карты по сравнению с назначением и масштабом картографических материалов. Все мелкие детали рисунка дорог, рек, рельефа, контуров угодий и т. д. не могут быть целиком перенесены с картографических материалов на составляемую карту и, во-первых, потому, что частью становятся ненужными на данной карте и, во-вторых, потому, что чрезмерная детализация уменьшенного изображения ведет к ухудшению наглядности.
При изменении очертаний объекта выявляются и сохраняются основные точки, определяющие общий характер его конфигурации и существенные на карте данного назначения. Ими могут быть четкие повороты контуров леса, угловые здания кварталов, и т. д.
Для лучшего отображения характерных особенностей местности в ряде случаев необходимо подчеркнуть (выделить) незначительные по размерам объекты или детали очертаний, что достигается путем некоторого преувеличения их линейных размеров или площадей.
Объединение изображений нескольких объектов в одно применяется в том случае, если они могут рассматриваться, как части целого и ввиду малых размеров не могут быть изображены по отдельности. Как правило, объединяются дома и строения в кварталах населенных пунктов, участки леса, различные формы рельефа и т. д. Но нельзя, например, объединять дома в кварталы в случае рассредоточенного характера поселения или несколько малых озер в одно большое и т. д.
Все описанные приемы генерализации между собой тесно связаны и взаимообусловлены. Во всех случаях генерализация проводится по принципу от главного к второстепенному, в последовательности, определяемой взаимной зависимостью и соподчиненностью различных элементов содержания карты
19.Определить масштаб карты, если номенклатура карты Р
СМ ВОПРОС 3!)))
20.Компоновка карт. Легенда карты.
Компоновка карты – оптимальное, сбалансированное размещение всех элементов карты на физической основе (бумаге, пластике).
Результаты компоновки - оформления в виде схематического чертежа – макета компоновки.
К макету компоновки предъявляются следующие требования:
1. Макет компоновки выполняется в масштабе создаваемой карты и в той же проекции, что и проектируемая карта.
2. Центральная часть листа отводится под картографическое изображение, а оставшееся место между территорией и внутренней рамкой.
3. Расстояние от картографируемой территории до рамки карты- врезки, других врезок или легенды не должно быть менее 5мм и более 10мм.
4. Рамки врезок должны иметь форму, близкую к прямоугольнику или многоугольнику с минимальным числом углов поворота.
5. Масштаб карты помещается под названием или вблизи от южной рамки карты.
6. На свободных местах сопредельной территории обязательно показываются элементы географической основы.
7. При сложной конфигурации территории допускается разрывать внешнюю рамку, а также применять плавающую компоновку, т.е. размещать элементы карты без полей и разграничительных рамок.
8. Вспомогательное и дополнительное оснащение, ограниченное дополнительными рамками должно иметь не менее двух примыканий к внутренней рамке, другими врезками, или соединяются между собой.
9. Картографируемая территория показывается внешним контуром (соответствующими условными знаками границ) с основными ориентирами (река/водоём, железная дорога, 2-3 крупных населённых пункта)
10. Разреженно показываются основные ориентиры и на карте-врезке.
Разработка макета компоновки начата с установления размеров внутренней рамки, переноса границ картографируемой территории на лист чертёжной бумаги.
Коэффициент увеличения изображения при составлении макета компоновки масштаба 1:50000 для карты территории Кировского района, масштаб которой 1:600000, определяется из соотношения:
K= 
, где К- коэффициент уменьшения изображения;
Мист- знаменатель масштаба административной карты;
Мк- знаменатель масштаба составляемой карты.
Предварительные размеры внутренней рамки определялись после проведения на административной карте через крайние точки территории вертикальных и горизонтальных линий, параллельных линиям картографической сетки. Горизонтальный размер внутренней рамки равен:
А=а*к, где а- длина северной стороны прямоугольника, ограничивающую картографируемую территорию.
Вертикальный размер внутренней рамки равен:
В=b*к, где b- длина западной(или восточной) стороны прямоугольника, ограничивающую картографируемую территорию.
Макет компоновки выполняется в натуральную величину.
Тонкости: располагать территорию ближе к рамкам, для более крупного изображения территории и по меньше прихватить сопредельной территории.
1. Определение границ. Масштабы соответствуют круглым числам 1:2500000, 1:4000000, 1:5000000 и т.д. Размеры листов тоже стандартные А1, А0 или скомпонованные. Дополнительные трудности: если территория не компактна или выпирают части.
2. Элемент компоновки карт: выбор центрального меридиана (для России 70-100. Центральный для Европы и Африки).
3. Использование внутреннего пространства для размещение различных дополнительных элементов. Ее содержание: условные обозначения, дополнительные врезные карты, графики и т.п.
Важнейший элемент карты — легенда, т.е. система использованных на ней условных обозначений и текстовых пояснений к ним.
21.Способы изображения тематического содержания карт. Способы значковый и картограммы.
Способы изображения тематического содержания карт выбираются в зависимости от особенностей размещения объекта картографирования, содержания картографируемой характеристики, назначения и масштаба карты.
В настоящее время в картографии известно 11 способов изображения тематического содержания:
- способ значковый
- способ линейных знаков
- способ качественного фонда
- способ количественного фонда
-способ изолиний
- способ локализованных диаграмм
-способ знаков движения
-способ ареалов
-точечный способ
- способ картограммы
-способ кардиограммы
Способ значков применяют для показа объектов, локализованных в пунктах и обычно не выражающихся в масштабе карты. Это могут быть населенные пункты, месторождения полезных ископаемых, промышленные предприятия, отдельные сооружения, ориентиры на местности и т.п. Значки позволяют характеризовать качественные и количественные особенности объектов, их внутреннюю структуру.
Различают 3 вида значков:
1. Абстрактные геометрические значки – кружки, квадрат, звездочки, ромбы и др.; размер знака отражает количественную характеристику, цвет или штриховка- качественные особенности, а структура знака передает структуру самого объекта.
2. Буквенные значки – буквы русского или латинского алфавитов, например, Ф или Al, обозначающие месторождение фосфоритов или алюминия; размер букв может количественно характеризовать объект, хотя сравнивать их между собой сложно, чем геометрические фигуры.
3. Наглядные значки (пиктограммы) – напоминают изображаемый объект, например рисунок самолета обозначает аэродром; такие обозначения очень наглядны и чаще всего их используют на популярных туристских, рекламных, пропагандистских картах.
Способ картограммы используют для показа относительных статистических показателей по единицам административно- территориального деления. Это всегда расчетные показатели: скажем, число детских учреждений на тысячу жителей. Иногда картограммы строят по сетке квадратов, вычисляя такие показатели, как плотность населения, овражность, распаханность и т.п., для каждой ячейки.
Картограмма как правило имеет интервальную шкалу, в которой интенсивность цвета и плотность штриховки закономерно меняются соответственно нарастанию или убыванию значения картографируемого показателя. Иногда картограммы становятся похожи на карты количественного фонда с той, однако, разницей, что количественный фонд всегда отнесен к областям естественного районирования, тогда как картограммы – к административным районам или ячейкам геометрической сетки.
22.Как изображается земная поверхность в проекции Гаусса-Крюгера?
В 1825 году Гаусс решил задачу по изображению одной поверхности на другую с сохранением углов, а в 1912 году Крюгер вывел рабочие формулы этой проекции.
С июля 2002 года в России в качестве Государственной принята система координат 1995 года (СК-95) со следующими параметрами эллипсоида:
Большая полуось(а) -6 378 245 м
Малая полуось (b) -6 356 863 м
Сжатие - 1: 298,3
В проекции Гаусса-Крюгера поверхность эллипсоида на плоскости отображается по меридианным зонам, ширина которых равна 6 градусам.
Меридианы и параллели изображаются кривыми линиями, симметричными относительно осевого меридиана зоны (прямая линия) и экватора.
23.Основные этапы создания карт. Редакционно-подготовительные работы.
Основные этапы:
1. Редакционно- подготовительные работы
2. Составление карты и ее оформление
3. Подготовка карты к изданию
4. Издание карт
Результатом является программа карты, которая содержит разделы:
1.основные сведения о карте,где указываются:
-название карты
-ее значение
-масштаб
- число листов
- требования, которыми должна удовлетворять карта
- руководствующие документы, на основе которых она составляется.
2.анализ и оценка картографических источников, где приводятся данные обо всех используемых в процессе создания карты источниках, дается их характеристика по полноте и содержанию, для планово-картографических материалов указываются выходные данные, дается характеристика математической основы, содержания и способ изображения.