Какие есть способы изображения земной поверхности. Изображение поверхности земли

Дата: 26.10.2015

Часто, особенно при решении различных задач, приходится иметь дело с изображениями земной поверхности. Эти изображения весьма разнообразны. Наиболее распространенными среди них - рисунки, планы, карты, глобусы, аэрофотоснимки и космические снимки.

На рисунке земная поверхность изображается в ее реальном, но уменьшенном виде под любым углом зрения.

Аэрофотоснимки и космические снимки, как правило, являются уменьшенными изображениями реального вида земной поверхности сверху.

Планы, карты и глобусы являются уменьшенными картографическими изображениями земной поверхности, поскольку для ее отображения на них используется система условных обозначений .

План местности - это уменьшенное, выполненное с помощью условных знаков изображение небольшого участка земной поверхности. В отличие от снимков, на планах и картах мелкие и несущественные детали не изображены.

Карта - это уменьшенное, обобщенное изображение земной поверхности, выполненное с помощью условных знаков и построенное в определенной картографической проекции.

Географическая карта дает возможность изобразить значительные участки территории и даже всю поверхность Земли. Однако при этом возникает необходимость учитывать, что Земля имеет шарообразную форму. Поэтому при изображении шаровидной земной поверхности на карте, которая является плоскостью, некоторые участки приходится изображать несколько искаженными (чуть сжатыми или растянутыми).

Глобус является моделью, т.е. уменьшенной в десятки миллионов раз копией Земли , поэтому он в общих чертах сохраняет ее форму.

На глобусе все материки, океаны, моря показаны в полном соответствии с их положением на земном шаре, а масштаб остается одинаковым на всей поверхности глобуса. Глобус лучше, чем другие картографические изображения, передает форму нашей планеты.

Основные отличия географической карты от плана местности

1. На плане изображают небольшие участки земной поверхности: школьная участок, землепользования сельскохозяйственного предприятия, населенный пункт и т.д.
2. На план наносят все объекты и детали местности в заданном масштабе. Карты через мельче масштаб менее подробными изображениями земной поверхности. На них отображаются наиболее важные объекты и свойства.
3. При создании плана кривизну земной поверхности за малой величины не учитывают, и земная поверхность считается плоскостью. Все предметы показывают такими, какие они есть на самом деле, без искажений, сохраняется их форма и очертания, только размер уменьшают в соответствии с масштабом. При создании карт обязательно учитывают кривизну (шарообразности) Земли, поэтому на картах неизбежно присутствуют искажения.
4. На планах отсутствует градусная сетка , а на картах она непременно есть (меридианы и параллели).

На планах направлением на север принято считать верхний край листа , на юг - нижней, на запад - левый, на восток - правый. Северное направление показывают дополнительно стрелкой с обозначением север - юг. На картах направление север - юг определяют меридианы, запад - восток - параллели. Они могут быть не только прямыми линиями, но и дугами различной кривизны, в зависимости от проекции карт.

С древнейших времен у людей была потребность в передаче графических сведений о поверхности земли, ее очертаниях, составе населения и прочем. Причем люди научились передавать эти сведения задолго до появления карт и других графических систем. Чаще всего для этого использовались кости, наскальная живопись и тому подобное. Современные виды изображения земной поверхности включают в себя:

• Карты и планы.
• Атласы.
• Аэрокосмическая и топографическая съемка.

Глобус (от латинского Globe - шар) представляет собой копию Землив меньших размерах. Впервые было доказано, то земной шар имеет форму круга, в Древней Греции. С тех пор считается, что для корректного отображения земной поверхности нужно использовать глобус, как элемент, полностью повторяющий структуру.

Главное преимущество глобуса - он предоставляет данные без искажений (искажений, прежде всего, лишена земная кора). Работая с ним мы получаем точное расположение и очертание морей, континентов, океанов, островов и других объектов. К недостаткам этого вида отображения поверхности следует отнести ограниченность по размерам. Глобусы, в большинстве своем, небольшого размера, поэтому детально исследовать местность по нему не выйдет.

Карты и планы

План - чертеж, на котором подробно изображен определенный элемент. Как правило, это делается з асчет использования условных обозначений. За счет того, что изучается только ограниченное пространство нет необходимости в работе учитывать шарообразную форму земли.

Карта - способ изображения поверхности Земли в уменьшенном формате с использованием условных знаков и обозначений. Карты различаются по охвату территории, масштабу и содержанию. В отличие от плана исследуют обект более детально.

Чем они отличаются

План и карта отличаются исключительно по охвату территории. Планы всегда ограничены небольшими объектами (план дома, улицы, города, деревни, леса, реки и так далее), в то время как карты бывают разными по охвату, отображая графически как локальные объекты, так и земной шар в целом. В то же время на картах из-за большого пространства наносимых на поверхность неизбежно возникают погрешности.

Атласы

Атлас - сборник карт. Если сегодня атласы являются чем-то обыденным (они есть у каждого школьника и с ними можно работать лего), то еще в средневековье атласы представляли собой настоящие энциклопедии, доступ к которым был далеко не у всех.

Принято считать, что первые атласы появились в древнем Риме. Так это или нет неизвестно, но впервые понятие «атлас» было введено в 16 веке в Нидерландах Герардом Меркатором.Современные географические атласы различаются:

• атласы по охвату территории (атлас мира, атлас стран(страны), атлас города и так далее.
• атласы по назначению (учебные, дорожные, краеведческие и так далее.
• атласы по назначению (настольные, книжные, карманные и другие).

Отличия глобуса от карты

Рассмотрим чем глобус отличается карты. Это два основных вида изображения земной поверхности и важно правильно определять различия между ними.

Главное отличие между глобусом и картой - точность. Глобус благодаря тому, что повторяет форму строения земли, лишен искажений. У карт они есть. С другой стороны глобусы это уменьшенная Земля в миллионы раз, поэтому детально работать с ними не удобно. Глобусы небольшие по размеру, а с очень крупными работать нельзя. У карт этих недостатков нет. Благодаря различным масштабам появляется возможность досконально исследовать любые объекты.

И глобусы и карты при этом имеют абсолютно идентичные типы:

• Политический. Отображает политическое устройство мира - страны.
• Физический. Отображает общую структуры планеты.
• Рельефный. Модификация физического вида карты и глобуса, где все объекты представлены в виде выпуклой поверхности. Напоминает 3D модель.
• Астрономический. Позволяют изучать небо.
• Контурный. Сегодня распространены контурные карты, но и контурные глобусы также существуют.

Мы рассмотрели основные виды изображения земной поверхности. В дальнейших материалах более детально остановимся на вопросах картографии.

Аэрокосмическая съемка

Этот вид отображения земной поверхности считается более точным в сравнении с картами и планами, поскольку делается сверху с помощью спутника или другого специального оборудования. Благодаря съемкам из космоса и с воздуха появляется возможность детального изучения любых объектов, доступность которых раньше была под вопросом. Результаты таких съемок немного отличаются от того, что мы привыкли видеть на картах (глобусе) и для работы с такими снимками часто используют дешифрирование.

Сегодня многие из нас пользуются гугл картами или яндекс картами. Это и есть предоставление аэрокосмической съемки.

Изображать поверхность планеты люди начали очень давно. Первые изображения представляли собой примитивные рисунки, которые совершенно невозможно по сегодняшним меркам именовать картами. Дело в том, что карту от вольного изображения поверхности планеты в первую очередь отличает наличие масштаба. Изучение географии немыслимо без карты. По словам Н.Н. Баранского: "карта - это альфа и омега географии". На картах изображено практически всё, что изучает наша наука, именно о картах и пойдёт здесь речь. И также для любой карты существует глобус, по которому эта карта построена. Так что знакомство со способами изображения поверхности Земли мы начнём именно с глобуса.

Глобус - модель Земли

Бесспорно то, что наша планета шарообразная. Первым доказательством в пользу этого послужило плавание Ф. Магеллана, а в наши дни мы уже смогли взглянуть на нашу Землю из космоса и убедиться в этом воочию. Единственный способ изобразить поверхность планеты без искажений - это глобус. Глобус всегда сориентирован таким образом, что в верхней его части находится Северное, а в нижней Южное полушарие. Такое расположение полушарий является общепринятым для изображения нашей планеты и обусловлено исторически, так как именно европейская цивилизация первой открывала планету, то Европа находится в верхней части карты, более того большая часть населения Земли проживает в Северном полушарии, так что оно располагается в верхней - наиболее информативной части изображения. Следует помнить, что в космосе нет "верха" и "низа", поэтому если бы передовая цивилизация, открывавшая Землю проживала в Южном полушарии, наш глобус был бы вероятно перевёрнутым. Все глобусы наклонены под углом, что соответствует углу наклона земной оси - 23,5°. Как правило, глобус ещё отличается тем, что его можно покрутить. Это свойство глобуса в первую очередь сделано для удобства работы с ним, однако в то же время оно символизирует вращение нашей планеты вокруг своей оси. Однако, на самом деле, глобус - очень неудобный инструмент, потому что из-за его размеров на нём невозможно детализировать поверхность планеты. Обычный глобус ограничивается изображением континентов Земли, обозначениями крупных географических объектов, стран и городов. Разумеется, можно сделать и большой глобус, но тогда возникают проблемы с его размещением. Самый большой глобус в мире находится в офисе компании DeLorme, которая занимается производством навигационных карт и разработкой систем GPS-навигации. Его размеры сопоставимы с четырёхэтажным домом и составляют 12,4 метра в диаметре, сам офис располагается в США.
Сегодня, правда, для глобусов возникла перспективная возможность для развития - это электронные глобусы. Компьютерные технологии очень удачно позволяют использовать глобус, так как дают возможность детализировать его изображение. Наверно, самым известным таким глобусом является программа Google Earth, где поверхность нашей Земли можно детально рассмотреть, благодаря миллионам космических снимков, выложенных в открытый доступ компанией Google.

Топографический план

Топографическим планом называется изображение на плоскости небольшого участка земной поверхности в уменьшенном виде при помощи условных знаков. Топографический план также часто называют топографической картой. Как правило это карта достаточно крупного масштаба, детализация которой позволяет изображать сельские населённые пункты, мелкие водоёмы, ручьи, леса, в случае очень подробной детализации могут изображаться отдельные здания, деревья и кустарники. Масштаб топографических карт обычно колеблется в пределах 1:100 000 - 1:10 000, хотя могут быть и более подробные планы отдельных зданий, дворов и кварталов. В Советском Союзе доступ к топографическим картам как правило был закрыт, на картах регулярно специально наносились ошибки или не обозначались целые населённые пункты для сохранения их секретности. К сожалению, обстановка тотальной засекреченности от потенциальных врагов наносила больше вреда для жителей самой страны. Сегодня в эпоху космических технологий, когда военными спутниками отфотографирована каждая улица и каждый дом, тем более что с большей частью этой информации мы можем познакомиться в сети Интернет, сама идея засекречивания карт становится бессмысленной. Более того, топографические карты сами шагают в новую цифровую эпоху. В то время, когда несколько десятков лет назад топографам и геодезистам вручную приходилось измерять каждый участок земли и переносить его на бумагу, современные технологии позволяют строить карты по спутниковым фотографиям, что не просто удобнее, но и позволяет взглянуть на поверхность Земли с новой точки зрения. Более того, современные топографические карты интерактивны, на них можно отсортировывать только нужную информацию к изображению, а современные GPS и ГЛОНАСС - навигаторы ещё и отслеживают наше положение на этом плане. Сама интерактивная программа по карте измеряет нужные нам расстояния и даже может руководить нашим передвижением, подсказывая наиболее оптимальный маршрут.

Карта

Наконец, мы подошли к самому главному - географической карте. Географическая карта - это уменьшенное изображение земной поверхности при помощи условных знаков в выбранной картографической проекции. Автором первой карты был древнегреческий мыслитель Анаксимандр, живший в VI веке до н.э. Он начертил первую карту известного тогда мира, изобразив Землю в виде плоского круга, окруженного водой. Карта имеет принципиальное отличие от топографического плана - на карте присутствуют искажения земной поверхности. Дело в том, что без искажений поверхность планеты может быть изображена только в трёхмерном пространстве - то есть на глобусе, при переносе на плоскость изображение приходится искажать. Существует много способов построения карт, однако, карты без искажений не бывает - слишком уж большой участок Земли изображает карта, в отличие от плана местности. Карты бывают разными. Все их можно поделить на физические (изображающие природные объекты и явления) и политические (изображающие страны, территории, столицы), отдельно можно выделить экономические карты, показывающие процессы, связанные с населением и хозяйством стран мира. Разумеется, что при составлении любой карты приходится отбирать объекты и названия, которые будут изображены на карте, а которыми придётся пренебречь, чтобы карта не оставалась пустой, но и не была перегружена информацией. Этот процесс носит название генерализации. Современные карты также претерпели ряд изменений. Их уже тоже не строят карандашом на бумаге. Современные карты строятся при помощи компьютеров, так как вычисление всех расстояний и углов для человека - работа очень долгая и трудная, компьютер же способен совершать миллионы вычислений в секунду, значительно облегчая жизнь картографам XXI века, а простым пользователям позволяя находить практически любой интересующий их объект не выходя из дома и даже участвовать в создании карт в Интернете.

Земная поверхность на плоскости изображается в виде планов и карт.

План – уменьшенное подобное изображение ограниченных участков земной поверхности рассматриваемых как плоскость.

Карта – уменьшенное подобное изображение значительной части земной поверхности полученная с учетом кривизны земли.

Для проектирования различного рода сооружений линейного типа составляют специальные чертежи, отображающие относительные высоты точек земной поверхности называемые – профилем.

Профиль местности – представляет собой уменьшенное изображение вертикального разреза земной поверхности по данному направлению. Обычно профили местности применяются для проектирования и строительства инженерных сооружений линейного вида (автомобильных и железных дорог), при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, в сельском хозяйстве при осушении и орошении земель.

Для большей наглядности и восприятия информации принято строить профили с различными значениями горизонтального и вертикального масштабов. Обычно вертикальный масштаб в 5-10 раз крупнее горизонтального. Исходным материалом для построения профилей могут служить топографические планы и карты или непосредственно результаты геодезических изысканий, выполненных инструментально на местности.

Инженерная геодезия предусматривает составление специальных разбивочных и исполнительных чертежей.

Разбивочный чертеж служит для переноса строительного объекта на местность, на которой показано положение основных точек объекта определяемых аналитическими данными. Исполнительный чертеж аналитически отображает фактическое положение элементов объекта в период строительства или при его возведении.

Тема 5: Масштабы

Масштаб – отношение длины линии на плане к соответствующему отрезку на местности.

ü Числовой – это правильная дробь, в числителе которой единица, а знаменатель показывает во сколько раз уменьшена местность при изображении ее на плане.

ü Именованный – показывает, сколько метров местности соответствует одному сантиметру данного чертежа.

ü Линейный – графическое изображение числового масштаба представляющий собой шкалу с делениями соответствующую числовому масштабу.

ü Поперечный – Он представляет собой график в виде металлической линейки длиной 10 или 12 см , Отрезок линейки АВ, равный 2 см и разбитый на 10 равных частей, называется основанием поперечного масштаба. Графическая точность определения длин отрезков, на плане с помощью поперечного масштаба составляет 1/100 его основания. Измерение длин линий на плане по поперечному масштабу выполняется с помощью измерителя (циркуля).

Точность масштаба – это расстояние на местности соответствующая 0,1 мм данного чертежа.

0,1мм – 0,1м

Тема 6: Условные знаки топографических планов и карт

На топографических планах и картах объекты местности отображаются едиными условными знаками, которые подразделяются на масштабные, внемасштабные, линейные, пояснительные, специальные.

1. Масштабные знаки – показывают местоположение объекта и его фактические размеры. Границы таких объектов могут отображаться тонки сплошными линиями или точечным пунктиром.

2 – этажность

К – кирпич

Н – нежилое

2. Внемасштабные знаки – показывают местоположение объекта, но не отображают его размеры.

Столбы - колодцы - отдельно стоящие деревья

3. Линейные – отображают местоположение и протяженность линейных объектов.

4. Пояснительные – показывают название Ии характеристики объектов в буквенных и цифровых обозначениях.

5. Специальные – используются для отображения объектов на специальных картах различных ведомств.

Тема 7: Рельеф и его изображение на планах или картах

Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности.

Рельеф отображается на картах мелкого масштаба интенсивностью цвета, на крупномасштабных планах горизонталями, бергштрихами, абсолютными отметками.

Горизонтали – это замкнутая кривая линия на плане, все точки которой на местности имеют одинаковые отметки.

Кратчайшее расстояние между соседними горизонталями на плане называется – заложением.

Вертикальное расстояние между соседними горизонталями на местности называется – высота сечение рельефа.

Бергштрихи – это короткие черточки на горизонталях, указывающие направление склона.

Основные формы рельефа:

Гора – куполообразная (коническая) возвышенность.

Котловина – чашеобразное понижение.

Хребет – возвышенность вытянутая в одном направлении.

Лощина (лог) – вытянутое понижение.

Седловина – понижение между двумя возвышенностями на хребте.

Уступ (терраса) – горизонтальная площадка на склоне горы или хребта.

Тема 8: Ориентирование

Ориентирование – определение заданного направления относительно начального. Принято ориентироваться от северного направления меридиана.

В геодезии выделяют три меридиана, проходящие через данную точку.

1. Истинный – соединяет северный и южный полюса.

2. Магнитный – совпадает с направлением магнитной стрелки компаса.

3. Осевой – совпадает с осевым меридианом данной зоны на карте.

С древних времён у человека была потребность передавать другим людям информацию о том, где он был и что видел. Сегодня существуют различные виды изображения земной поверхности. Все они — маленькие модели окружающего нас мира.

Картография

Изображения земной поверхности появились раньше, чем письменность. Древний человек использовал бивень мамонта, камень или дерево для первых зарисовок местности. В Древнем мире изображения делали на папирусе и ткани, а позднее - на пергаменте. Первые составители карт были настоящими художниками, а карты - произведениями искусства. Древние карты напоминают сказочные картины с изображением неведомых стран и их обитателей. В Средние века появились бумага и печатный станок, что позволило наладить массовое производство карт. Создатели карт собирали информацию о Земле со слов многочисленных путешественников. Содержание карт становилось всё более разнообразным. Наука о картах как особом способе изображения земной поверхности, об их создании и использовании называется картографией.

Глобус — модель Земли

Древние греки впервые доказали, что Земля имеет форму шара. Чтобы правильно отобразить форму Земли, был придуман глобус. Глобус (от латинского слова globe - шар) - ото объёмная модель планеты, уменьшенной по много миллионов раз. На нет искажений поверхности, поэтому с его помощью получают правильное представление о расположении материков, морей, океанов, островов. Но глобус намного меньше Земли, и на нём невозможно показать какую-либо местность подробно. Его неудобно использовать и во время путешествий.

План и карта

План - это чертёж, на котором условными знаками подробно изображён в уменьшенном виде небольшой , поэтому нет необходимости учитывать кривизну земной поверхности.

Карта - обобщённое уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости с помощью системы .

Обладают важными свойствами. В отличие от планов на них изображают разные но охвату территории - от небольших участков земной поверхности до.материков, океанов и земного шара в целом. При отображении выпуклой поверхности Земли на плоском листе бумаги неизбежно возникают искажения в изображении отдельных её частей. Тем не менее карты позволяют измерять расстояния и определять размеры объектов. Они содержат сведения о свойствах объектов. Например, о высоте гор и глубине морей, составе растительного и животного мира.

Атласы — сборники карт

Важным шагом в развитии географических изображений стало создание атласов сборников карт. Это настоящие картографические энциклопедии. Считают, что первый сборник карт появился в Римской империи. Позднее, в 16 веке, в было введено само понятие «атлас». Географические атласы очень разнообразны по территориальному охвату: атласы мира, атласы
отдельных стран, районов и городов. По назначению атласы разделяют на учебные, краеведческие, дорожные и другие.

Аэрокосмические снимки

Прогресс в авиации и космонавтике позволил человеку фотографировать Землю. и космические снимки дают подробное изображение всех деталей местности. Но географические объекты на них имеют непривычный для нас вид. Распознавание изображений на снимках называют дешифрированием.

Сегодня мы всё чаще пользуемся картами на мониторе компьютера или экране мобильного телефона. Они создаются на основе космических снимков с помощью специальных компьютерных программ.