1. Понятие о плане и карте
Планету Земля нельзя считать правильным геометрическим телом, так как она несколько сжата со стороны полюсов и поверхность Земли представляет собой сложную совокупность возвышенностей и низменностей как на суше, так и на дне океанов и морей.
Поэтому в геодезии форму Земли определяют как тело, ограниченное уровенной поверхностью воды морей и океанов в спокойном состоянии, мысленно проложенную под континенты. Образованное этой поверхностью тело получило название геоид. Однако геоид тоже не является правильным геометрическим телом, так как из-за разной плотности земных масс в теле Земли, его поверхность на определенных участках может быть выпукла в большей или меньшей степени.
Поэтому для решения геодезических задач используют вспомогательное тело, хорошо изученное в математическом отношении, и в то же время наиболее близко по своим размерам к размерам геоида. Таким телом является эллипсоид, образованный вращением эллипса вокруг его малой оси.
Такой эллипсоид называют референц-эллипсоид, но эти отклонения не превышают 150 м. И ими пренебрегают при решении многих геодезических задач. Форма и размеры земного эллипсоида определяются длинами полуосей большой а и малой в. Полярное сжатие – это разность полуосей к большей полуоси: Сжатие эллипсоида показывает степень его отклонения от окружности. Для того чтобы земной эллипсоид ближе подходил к геоиду, его надо соответственно расположить в теле Земли. Референц-эллипсоид – эллипсоид с определенными размерами и определенным образом ориентированный в теле Земли. В России, начиная с 1946 г. При проведении топографо-геодезических работ используют референц-эллипсоид Красовского со следующими параметрами: а=6378 км., в=6357 км., Ввиду небольшой разницы величин полуосей (около 21 км.) по сравнению с их размерами, для решения многих геодезических задач без ущерба их точности Землю принимают за шар с радиусом, равным R=6371 км.
План – это чертеж местности, представляющий собой уменьшенное и подобное изображение ее проекции на горизонтальную плоскость.
Карта – это уменьшенное обобщенное изображение на плоскости Земли или ее частей с учетом кривизны уровенной поверхности, построенное по определенным математическим законам.
Глобус – это уменьшенная шаровидная модель Земли с нанесенным картографическим изображением ее поверхности, сохраняющим геометрическое подобие контуров и соотношение площадей.
Основные линии и плоскости:
Меридиан – это линия на поверхности Земли, образуемая плоскостью, проходящей через ось вращения и заданную точку.
Параллель – это линия на поверхности Земли, образуемая плоскостью, проходящей через данную точку параллельно экватору.
Экватор – это линия на поверхности Земли, образуемая плоскостью, проходящей через середину оси вращения Земли и перпендикулярная к ней.
Основное отличие карты от плана заключается в выбранном способе проектирования, т.е. в их математической основе.
Картографические искажения – это нарушения подобия отображенного на карте участка земной поверхности вследствие непостоянства масштабов и изменения углов между направлениями.
В картографических проекциях могут присутствовать следующие виды искажений:
• искажения длин - вследствие этого масштаб карты непостоянен в разных точках и по разным направлениям, а длины линий и расстояний искажены;
• искажения площадей - масштаб площадей в разных точках карты различен, что является прямым следствием искажений длин и нарушает размеры объектов;
• искажения углов - углы между направлениями на карте искажены относительно тех же углов на местности;
• искажения форм - фигуры на карте деформированы и подобны фигурам на местности, что прямо связано с искажениями углов.
Те места на карте, где удается уменьшить или исключить искажения принято называть точками, линиями, зонами наименьших искажений (нулевых искажений).Для наиболее употребительных проекций существуют специальные вспомогательные карты, на которых показаны эти линии и точки, а кроме того проведены изоколы – линии равных искажений длин, площадей, углов или форм.