По характеру искажений проекций

Лекция № 1.7

Тема: Общие понятия о навигационных картах и решаемых задачах на картах.

(в соответствии с рабочей программой дисциплины)

  Время 4 часа.

 

Вопросы выносимые на лекцию

1. Основные сведения из картографии.

2. Классификация картографических проекций.

3. Меркаторская проекция.

4. Общее понятие о масштабах.

5. Определение морской карты. Классификация морских карт

6. Формат и нарезка навигационных карт.

 

Основные сведения из картографии.

 

Земной шар наиболее правильно и точно отображает гло­бус. На глобусе сохраняется подобие фигур (условие конформ­ности) и соотношение площадей (условие эквивалентности). Однако глобус не может быть использован для навигационных целей. При изображении на нем одной мили даже в 1 мм его диаметр равнялся бы 7 м. Отсюда очевидно, что применение глобусов на судах из-за малой точности и больших размеров практически невозможно. Более подробное представление о размерах и виде поверх­ности Земли, необходимых для практических целей, можно по­лучить только при помощи географической карты.

Построенное по определенному математическому закону изображение земной поверхности на плоскости называется гео­графической картой.

Способ изображения поверхности земного шара на плоско­сти называется картографической проекцией. При любом способе задания картографической проекции работа на­чинается с построения географической сетки меридианов и па­раллелей, при помощи которой по координатам наносят все остальные нужные точки и подробности местности.

Вид координатной сетки, а следовательно, и изображения земной поверхности будет зависеть от заданных условий, по которым была построена координатная сетка. Выбор картогра­фической проекции определяется целью, для которой строится карта.

Наука о методах создания географических карт и способах их использования для практических целей называется карто­графией.

Все способы проекций земного шара на различные плоско­сти имеют общий недостаток — спроектировать сферическую поверхность на плоскость без искажений не удается. При раз­вертывании шаровой поверхности на плоскость обязательно бу­дут создаваться разрывы и складки. При создании карты за­дача сводится к тому, чтобы неизбежные искажения носили не случайный или произвольный характер, а подчинялись бы оп­ределенному математическому закону. Поэтому участки зем­ной поверхности обычно изображают с помощью условных по­строений на так называемой математической основе карты. Математическая основа карты включает в себя следующие элементы: картографическую проекцию, координатную сетку, астрономо-геодезическую основу, масштаб, нарезку, ориенти­ровку и компоновку. Вопросы составления, редактирования, оформления и изда­ния карт изучаются в специальных разделах картографии. В отличие от карт, проекции, где искажение изображения небольших по размерам участков земной поверхности не вы­ходят за пределы графической точности построения, называют­ся планами.

Классификация картографических проекций.

Картографические проекции можно классифицировать по различным признакам, а именно:

1. по характеру искажений проекций;

2. по виду меридианов и параллелей картографической сетки.

 

По характеру искажений проекций

 

Равноугольные или конформные проекции. Эти проекции сохраняют равными углы и, следовательно, подобие бесконечно малых фигур, изображенных на карте, по сравнению с этими фигурами на местности. Если при построении карты в равно­угольной проекции на нее нанести две удаленные друг от дру­га по меридиану совершенно подобные и равные по площади фигуры, то полученные на карте изображения будут подобны их изображениям на местности, но равенство площадей этих фигур не будет сохранено (см.рис.1).

Рис.1

Так, например, если фигуры на земной поверхности имеют форму равных кругов, то на карте конформной проекции они также изобразятся кругами, но круг, находящийся в большей широте, будет теперь иметь на карте больший радиус и боль­шую площадь. Для представления о действительных размерах этих фигур каждая конформная проекция имеет переменный масштаб, ко­торый изменяется в зависимости от широты места. На картах равноугольных проекций углы и азимуты можно измерять транспортиром. Конформные проекции широко исполь­зуются при составлении морских карт.

Равновеликие, эквивалентные или равноплощадные про­екции. На картах этих проекций площади фигур пропорцио­нальны соответствующим площадям этих же фигур на земной поверхности, но подобие самих фигур, из-за искажения углов, не сохраняется (см рис.2).

 

 

 

Рис.2

 

Следовательно, условие равновеликости несов­местимо с условием равноугольности. Две равные и подобные фигуры, взятые в разных частях земной поверхности, на карте изобразятся двумя фигурами равновеликими по площади, но разными по форме. На картах равновеликих проекций можно сопоставлять и измерять площади земной поверхности, поэтому эти карты ис­пользуются для картометрических работ.

Произвольные проекции. Произвольными называются проек­ции, заданные несколькими условиями, но не обладающие ни свойством равноугольности, ни свойством равновеликости. Из произвольных проекций наибольшее применение получи­ли равнопромежуточные и ортодромические. Первые — это такие проекции, масштаб которых по одному из главных направлений не равен общему масштабу карты, а толь­ко постоянен. По своим свойствам равнопромежуточные проек­ции представляют нечто среднее между равноугольными и рав­новеликими проекциями.

В ортодромических проекциях дуги больших кругов (орто­дромии), являясь на шаре кратчайшими расстояниями, изобра­жаются прямыми линиями. К ортодромическим проекциям от­носится центральная или гномоническая проек­ция. В этой проекции составляются морские карты околополюс­ных районов, карты океанов, для выбора кратчайших по рас­стоянию путей плавания и др.

 

 

Рис.3