Картографические проекции

От других способов передачи сведений о местности (фотоснимков, рисунков, текста и т.д.) карта отличается математическим законом построения, который выражается в использовании определенного масштаба, картографической проекции и включает переход от физической поверхности к математической; отбором и обобщением отображаемого содержания, которые обусловлены назначением карты, ее масштабом и особенностями картографируемой территории; изображением всех объектов и явлений с помощью условных обозначений.

Совокупность показанных на карте элементов и объектов местности и сообщаемых о них сведений называется содержанием карты.

Существенными особенностями карты являются: наглядность, измеримость и высокая информативность.

Под наглядностью карты понимают возможность зрительного восприятия пространственных форм, размеров и размещения изображенных объектов.

Измеримость - важное свойство карты, тесно связанное с математической основой, обеспечивает возможность с точностью, допускаемой масштабом карты, определять координаты, размеры и размещение объектов местности, использовать карты при разработке и проведении различных мероприятий народнохозяйственного и оборонного значения, решении задач научно-технического характера, измеримость карты характеризуется степенью соответствия местоположения точек на карте их местоположению на картографируемой поверхности.

Информативность карты - это ее способность содержать сведения об изображаемых объектах или явлениях.

Содержание топографических карт должно быть: полным, достоверным, современным и точным.

Полнота содержания карт означает, что на них должны быть изображены все типичные черты и характерные топографические элементы, отражающие в первую очередь тактические свойства местности в соответствии с масштабом карты и ее назначением.

Достоверность (правильность сведений, изображенных на карте на определенное время) и современность (соответствие современному состоянию отображаемого объекта) карты означают, что содержание карты должно находиться в полном соответствии с местностью на момент использования карты.

Точность карты (степени соответствия местоположения точек на карте их местоположению в действительности) означает, что изображенные на ней топографические элементы местности должны сохранять точность своего местоположения, геометрического подобия и размеров в соответствии с масштабом карты и ее назначением.

На топографических картах изображают: опорные геодезические и астрономические пункты, гидрографию и гидротехнические сооружения, населенные пункты, промышленные, сельскохозяйственные и социально-культурные объекты, дорожную сеть, рельеф суши, растительный покров и грунты, границы.

Топографические карты СССР создаются в единой установленной системе координат и высот, имеют стройную разграфку и номенклатуру листов, а также унифицированную систему условных топографических знаков. По ним быстро изучают и оценивают местность, ориентируются по ней, определяют координаты и высоты Топографические карты СССР создаются в единой установленной системе координат и высот, имеют стройную разграфку и номенклатуру листов, а также унифицированную систему условных топографических знаков. По ним быстро изучают и оценивают местность, ориентируются по ней, определяют координаты и высоты точек, получают характеристики различных объектов местности. Подробность показа сведений о местности зависит от масштаба карты.

 точек, получают характеристики различных объектов местности. Подробность показа сведений о местности зависит от масштаба карты.

В качестве основных масштабов топографических карт приняты: 1:25000,

1:50000, 1:100000, 1:200000, 1:500000 и 1:1000000.

Карта масштаба 1:25000 (в 1см - 250м) - самая подробная и точная, предназначена.для детального изучения и оценки отдельных небольших участков местности командирами подразделений и частей при формировании водных преград, высадке воздушных и морских десантов, ведении боевых действий в городах, строительстве инженерных сооружений.

Карта масштаба 1:50000 (в 1см - 500м) и карта масштаба 1:I000000 (в 1см - 1км) предназначены для изучения местности и оценки ее тактических свойств при планировании боя, организации взаимодействия и управлении войсками, ориентирования на местности и целеуказании, топогеодезической привязки элементов боевых порядков войск, определения координат объектов (целей) противника, а также как и карта масштаба 1:25000 используются при проектировании военно-инженерных сооружений и выполнении мероприятий по инженерному оборудованию местности.

Карта масштаба 1:200000 (в 1см - 2км) предназначена для изучения и оценки местности при планировании боевых действий войск и мероприятий по их обеспечению, управлении войсками.

Карта масштаба 1:500000 (в 1см - 5км) предназначена для изучения и оценки общего характера местности при подготовке и ведении операций. Она используется при организации взаимодействия и управлении войсками, для ориентирования при передвижении войск (в полете) и целеуказании, а также для нанесения общей боевой обстановки.

Карта масштаба I:I000000 (в 1см - 10км) предназначена для общей оценки местности и изучения природных условий районов, ТВД, управления войсками и решения других задач.

Специальные карты - это карты, используемые войсками для детального изучения местности, навигационного обеспечения полетов авиации, организации воинских перевозок и решения других специальных задач.

Планы городов создают на территории городов, крупных железнодорожных узлов, военно-морских баз и других важных населенных пунктов к их окрестностей. Они предназначены для детального изучения городов и подходов к ним, ориентирования, выполнения точных измерений и расчетов при организации и ведении боя.

Важным требованием, предъявляемым к топографическим картам, является установление единой картографической проекции. В СССР для топографических карт масштабов 1:25000 - 1:1000000 принята единая равноугольная поперечно цилиндрическая проекция Гаусса. Для того, чтобы понять принцип построения картографической сетки и составления по ней карты в проекции Гаусса рассмотрим геометрическую сущность советских топографических карт. Весь земной эллипсоид делят на зоны и для каждой зоны в отдельности составляют карты. При этом устанавливают такие размеры зон, чтобы можно было каждую из них развернуть, т.е. изобразить на карте, практически без заметных искажений.

Сферическую поверхность развернуть на плоскости без разрывов и складок невозможно, т.е. ее плановое изображение на плоскости нельзя представить без искажений, с полным геометрическим подобием всех ее очертаний. Построенная на плоскости географическая сетка, изображающая меридианы и параллели, будет иметь определенные искажения, поэтому будут искажены изображения всех объектов земной поверхности. Характер и размеры искажений зависят от способа построения картографической сетки, на основе которой составляется карта.

Отображение поверхности эллипсоида или шара на плоскости называется картографической проекцией. Существуют различные виды картографических проекций. Каждому из них соответствуют определенная картографическая сетка и присущие ей искажения (площадей, углов и длин линий).

Картографические проекции классифицируют: по характеру искажений, виду изображения меридианов и параллелей (географической сетка), по ориентации относительно оси вращения глобуса и некоторым другим признакам.

По характеру искажений различают следующие картографические проекции: равноугольные - сохраняющие равенство углов между направлениями на карте и в натуре; равновеликие - сохраняющие пропорциональность площадей на карте соответствующим площадям на земном эллипсоиде. Взаимная перпендикулярность меридианов и параллелей на такой карта сохраняется только по среднему меридиану; равнопромежуточные - сохраняющие постоянство масштаба по какому-либо направлению; произвольные - не сохраняющие их равенства углов, ни пропорциональности площадей, ни постоянства масштаба. Смысл применения произвольных проекций заключается в более равномерном распределе­нии искажений на карте и удобства решения некоторых практических задач.

По виду изображения сетки меридианов и параллелей картографической проекции подразделяются: на конические, цилиндрические, азимутальные и др. Причем, в пределах каждой из этих групп могут быть разные по характеру искажений проекции (равноугольные,равновеликие и т.д.).

Геометрическая сущность конических и цилиндрических проекций заключается в том, что сетка меридианов и параллелей проектируется на боковую поверхность конуса ила цилиндра с последующим развертыванием этих поверхностей в плоскость.

Геометрическая сущность азимутальных проекций заключается в том, что сетка меридианов и параллелей проектируется на плоскость, касательную к шару в одном из полюсов или секущую по какой-либо параллели.

Картографическую проекцию, наиболее подходящую по характеру, величине и распределению искажений для той или иной карты, выбирают в зависимости от назначения, содержания карты, а также от размеров, конфигурации и географического положения картографируемой территории.

Благодаря картографической сетке все искажения сами по себе не влияют на точность определения по карте координат объектов.

Для получения картографической сетки и составления по ней карты в проекции Гаусса поверхность земного эллипсоида разбивают по меридианам на 60 зон по 6° каждая.

Осевой меридиан и экватор каждой зоны в проекции Гаусса изображаются прямыми линиями, перпендикулярными друг другу. Все осевые меридианы зон изображаются без искажения длин и сохраняют масштаб на всем своем протяжении. Остальные меридианы в каждой зоне изображаются в проекции кривыми линиями, поэтому они длиннее осевого меридиана, т.е. искажены. Все параллели также изображаются кривыми линиями с некоторым искажением. Искажения длин линий увеличиваются по мере удаления от осевого меридиана на восток или на запад и на краях зоны становятся наибольшими. Отсюда следует, что карты проекции Гаусса имеют искажения и переменный масштаб, но эти искажения незначительны и для решения практических задач считают, что масштаб любой топографической карты является постоянным и проекция равноугольная.

Таким образом, благодаря единой проекции все наши топографические карты связаны с системой плоских прямоугольных координат, в которой определяется положение геодезических пунктов, что позволяет получать координаты точек в одной и той же системе как по карте, так и при измерении на местности.