§ 6. Классификация атласов

Подавляющее большинство атласов являются географиче­скими. Несравненно меньшее число составляют звездные атласы, состоящие из звездных карт, и атласы отдельных небесных тел (например, Атлас Луны). Географические атласы классифицируют по следующим основ­ным признакам: пространственному охвату, содержанию, назна­чению, формату и способу использования. По этим признакам можно различать и атласы других небесных тел.

По пространственному охвату прежде бссго выделяют атласы мира, например, Атлас географический справочный (1986 г.) или английский атлас Тайме (1985 г.). Затем различают атласы от­дельных частей света, континентов (океанов) и их групп, напри­мер, Атлас Африки (1968 г.), Атлас Латинской Америки (1969г.) и Атлас Антарктики (1966 г.). Следующую рубрику составляют атласы их крупных частей .(крупных регионов), например, атлас Ближнего Востока (1977—'1984 гг.). Затем выделяют атласы от­дельных государств или их групп, например, Атлас СССР (1984 г.) или Атлас Германской Демократической Республики (1976— 1981 гг.); затем — атласы частей государств, т. е. региональные атласы, например, Атлас Целинного края (1964 г.) или Атлас Са­халинской области (1967 г.) и, наконец, атласы небольших при­родных или экономических районов (Атлас Байкала издания 1969 г.) и атласы городов (Атлас города Линц, издания 1961 — 1983 гг., Атлас Ленинграда издания 1977 г.).

По содержанию прежде всего различают общегеографические, тематические и общие комплексные атласы (рис. 7).

Общегеографический атлас состоит преимущественно из обще- географических карт. Б начале такого атласа {или каждого из его территориальных разделов) обычно помещают несколько карт всей территории или акватории, которой посвящен атлас (или данный его раздел), обычно это политическая (политико- административная) и физическая карты. А затем даются обще- географические карты разных частей этой территории или аквато­рии в относительно крупных (для атласа) масштабах. Они со­ставляют основную по объему и определяющую по существу часть атласа. Примером является Атлас мира издания 1954 г. (пе­реиздан в 1967 г.) большого формата (50x30 см).

Тематический атлас состоит в основном из разных по содер­жанию тематических карт. Тематические атласы подразделяют на атласы природных явлений, или физико-географические и атласы общественных явлений, или социально-экономические. И те, и другие могут быть узкоотраслевыми (Атлас автомобильных дорог СССР издания 1982 г.), комплексными отраслевыми (Климати­ческий атлас СССР издания 1960—1963 гг.), комплексными ряда явлений или межотраслевыми (Атлас развития хозяйства и куль­туры СССР издания 1967 г.) и комплексными природы в целом (Физико-географический атлас мира издания 1964 г.) или обще­ственных явлений в целом.

- Комплексный атлас карт взаимосвязанных явлений дает раз­ностороннюю характеристику изображаемой территории или ак­ватории. Например, Большой советский атлас мира (т.I издания 1937 г., т.II издания 1940 г.), трехтомный советский Морской атлас (1950^1959 гг.) и Атлас океанов (т. I «Тихий океан» изда ния 1974 г., т. II «Атлантический и Индийский океаны» издания 1977 г., т. Ill «Северный Ледовитый океан» издания 1980 г.).

Общий комплексный атлас состоит из карт природных и об­щественных явлений и, как правило, общегеографических карт, например, Географический атлас для учителей средней школы (1954—1985 гг.). Другие примеры дают национальные атласы, издаваемые государственными или общественными учреждениями различных стран, как труд национального значения и престижа. Они издаются почти во всех странах Европы (в Австрии, Ирлан­дии, Польше, Румынии, Швейцарии и др.), в Австралии, Индии, Канаде, Кубе, Мали, Нигере, США и ряде других стран. Напри­мер, Атлас Словацкой Социалистической Республики (1980 г.) и Атлас Германской Демократической Республики (1976—1981 гг.).

По назначению выделяют следующие виды атласов: научно- справочные, учебные, широкого использования, краеведческие, морские навигационно-географические, военные, туристские, до­рожные и некоторые другие.

Научно-справочный атлас является картографическим сводом и обобщением научных знаний об отображенных на его картах природных и социально-экономических явлениях, предназначен­ным для глубокого изучения их особенностей с целью научного исследования и различной практической деятельности. Его .карты дают подробное и полное (для их масштабов.) изображение.

Атлас широкого использования рассчитан па широкий круг потребителей и предназначен прежде всего для справочных це­лей. Он обычно не дает такой исчерпывающей информации, как научно-справочный атлас, но все же позволяет получить общее и достаточно полное представление об отображенных на его картах природных и социально-экономических явлениях.

Учебный атлас предназначен для учебных целей и является пособием при изучении тех или иных природных и социально-эко­номических явлений в начальной, средней и высшей школах. В нем содержание, а также последовательность карт и методиче­ских материалов согласованы с соответствующей программой и учебником. Наиболее распространены школьные атласы, которые в России издаются для изучения курсов географии и историй в на­чальной и средней школах.

Краеведческий (или школьно-краеведческий) атлас — комп­лексный атлас республики, края, области СССР, предназначенный для краеведческой работы и как пособие для местных общеобра­зовательных школ. Он невелик по объему, доступен массовому потребителю и отражает своеобразие местных географических, исторических и других особенностей.

Морской навигационно-географический атлас, предназначен­ный для ученых и мореплавателей, на картах океанов и морей дает достаточно подробное изображение рельефа диа (обычно изобатами и отметками глубин), морских течений, навигационной обстановки (характер грунта дна, банки, рифы и другие навига­ционные опасности), средства навигационного оборудования (маяки, навигационные знаки и др.), а также характеристику при­легающих частей суши (обычно по типу общегеографических карт). Примером является первый том советского Мирового ат­ласа издания 1950 г.

Дорожный атлас состоит из дорожных карт, а иногда и карто­схем. Примером является Атлас железных дорог СССР издания 1982 г.

Туристский атлас предназначен для туристов и состоит пре­имущественно из туристских карт.

Военный атлас, предназначенный для обслуживания армии, в частности ее офицерского состава, является пособием при изу­чении политической, физической, военной географии и экономики изображаемой территории, в частности, возможных театров воен­ных действий и отдельных стратегических районов, а также при изучении военной истории. Примером советского военного атласа является Атлас офицера издания 1974 и 1984 гг.

По формату и способу пользования атласы делятся на настоль­ные, среднеформатные и карманные. Настольные атласы — ат­ласы большого формата. Они достаточно подробны, суммарная полезная площадь карт более 15 м². Атласы среднего формата имеют меньшие размеры (размер обычной книги) и полезную пло­щадь карт от 6 до 14 м². Карманные атласы — атласы малого формата — имеют полезную площадь карт не более 5 м².

Лекция 5

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ КАРТОГРАФИЯ

Математическая основа карты

Математическая основа карты состоит из совокупности мате­матических элементов карты, которые определяют математиче­скую связь между картой и отображаемой поверхностью. К мате­матическим элементам карты относят ее масштаб, картогра­фическую проекцию, координатную сетку, а также элементы компоновки и систему разграфки.

Масштаб карты меняется не только от точки к точке, но и от точки по разным направлениям. Поэтому различают главные и частные масштабы длин и площадей. Главный масштаб длин есть отношение, показывающее, во сколько раз уменьшены линейные размеры эллипсоида или шара при их отображении на карте. Он сохраняется не па всей карте, а лишь в тех ее точках и линиях, где нет искажений длин. Масштаб длин в других местах карты больше или меньше главного масштаба, и его называют частным масштабом длин. Обычно его выражают в долях глав­ного масштаба, принимая последний равным единице. Поэтому частный масштаб длин µ определяют как отношение длины бесконечно малого отрезка ds' на карте к длине соответствующего бесконечно малого отрезка ds на поверхности эллипсоида или шара:

µ= ds'/ds.

Нa карте чаще всего подписывают главный масштаб длин.

Главный масштаб площадей есть отношение, показы­вающее, во сколько раз уменьшены площадные размеры поверх­ности эллипсоида или шара при их отображении на карте. Он со­храняется на карте только в тех местах, где нет искажений пло­щадей. В других местах карты масштабы площадей больше или меньше главного и их называют частными масштабами площадей.

Частный масштаб площадей р есть отношение беско­нечно малой площади dp' на карте к соответствующей бесконечно малой площади dp на поверхности эллипсоида или шара:

р = dp'/dp.

Картографическая проекция — это математически определенное отображение поверхности эллипсоида или шара на плоскости. При этом на карте передаются положения и очертания картографируемых объектов, а также сетка меридианов и парал­лелей. Закон, определяющий картографическую проекцию, может быть выражен ее уравнениями, указанием графического построе­ния, таблицей координат и другими способами. Уравнениями картографической проекции называют два уравнения, определяющие связь между координатами точек на карте и со­ответствующих точек на поверхности эллипсоида или шара.

Координатные сетки — это картографическая, прямо­угольная, километровая и другие сетки. Картографическая сетка есть изображение меридианов и параллелей на карте. Прямоугольная сетка па карте — это координатная сетка в системе плоских прямоугольных координат в данной картогра­фической проекции. Километровая сетка — это координат­ная сетка, линии которой проведены на карте через интервалы, соответствующие определенному числу километров. Точки пересе­чения линий координатной сетки па карте называют узловыми точками.

К математической основе относят те элементы компоновки, которые обусловливают границы картографического изображения и взаимное размещение его частей. Система разграфки нужна при построении многолистных карт, при этом вводится система обозначений листов. Обозначение каждого листа определяется его номенклатурой. Номенклатура в системе разграфки определяет строго однозначное соответствие между листами и соответствую­щими им участками местности. Примером может служить раз­графка и номенклатура листов топографических карт и карт мира масштабов 1 : 1 000 000 и 1 -.2 500000.

Геодезическая основа карты — это совокупность геодезиче­ских данных, необходимых для создания карты. К, ним относят параметры принятой для картографирования поверхности, систему координат и определенные в этой системе координаты опорных пунктов.

Вследствие сложности фигуры картографируемого тела ее за­меняют наиболее близко подходящей к пей математически пра­вильной поверхностью. Обычно это шар или эллипсоид (чаще всего применяют эллипсоид вращения, в отдельных случаях — трехосный эллипсоид).

Размеры шара определяют его радиусом R, положение точек на шаре — географической широтой φ и географической долготой λ (рис. 8). Широты отсчитывают от 0 на экваторе до +90° на северном полюсе и до —90° на южном полюсе. Счет долгот ведут от 0 на начальном меридиане до -И80^э в восточном направлении и до —180° в западном направлении либо от 0 до 360° в восточ­ном или западном направлениях. Международный астрономиче­ский союз (MAC) рекомендует планетографические долготы счи­тать в направлении, противоположном вращению небесного тела.

Эллипсоид вращения характеризуется большой полуосью а (экваториальной) и малой полуосью b (полярной), а также сжа­тием α и эксцентриситетами е и е'. При этом

а = (а—b)/а; е² = (а²—b²)a²; е'² = (а²— b²)/b².

Положения точек на эллипсоиде вращения определяют геоде­зической широтой В и геодезической долготой L (рис. 9), отсчитываемыми относительно нормалей к его поверхности. Начало и направление счета широт и долгот приняты так же, как на шаре.

На шаре и эллипсоиде вращения линии постоянных долгот и широт образуют сетку меридианов и параллелей, которые назы­вают географической сеткой. Эта сетка ортогональна.

Кривизна поверхности эллипсоида вращения характеризуется главными радиусами кривизны. Если в произвольно выбранной точке на поверхности восстановить нормаль к ней и через эту нормаль провести множество плоскостей, то каждая плоскость пе­ресечет поверхность но кривой линии, называемой нормальным сечением. Из них два взаимно перпендикулярных сечения будут главными, одно из которых имеет наибольшую кривизну, а дру­гое — наименьшую. Одним главным нормальным сечением явля­ется меридиан, вторым будет сечение, перпендикулярное к ме­ридиану. Его называют нормальным сечением первого вертикала. Для картографирования вычисляют радиусы кривизны меридиана М, первого вертикала N, а также средний радиус кривизны R и радиус параллели r:

; ;

;

При картографировании Луны со поверхность принимают за сферу радиуса 1738 км, или, чтобы не было отрицательных вы­сот,— за сферу радиуса 1730 км. Для Венеры =6051 км, чтобы все ее высоты были положительными, можно принять —6045 км.

В разных странах применялись и применяются различные эл­липсоиды. Они отличаются как параметрами, так и исходными геодезическими датами, определяющими установку эллипсоида в теле Земли. Их называют референц-эллипсоидами или поверх­ностями относимости. В СССР в 1942 г. н качестве обязательного введен референц-эллинсоид Красовского, имеющий следующие па­раметры: a= 6378245 м; b = 6356863 м;

e² = 0,006 6934 (первый эксцентриситет); е'² = 0,0067385 (второй эксцентриситет); α = 1:298,3. Для эллипсоида Красовского колебание значений М составляет приблизительно 1 %, колебание значений N - около 1/3%, значений R — около 2/3%. Параметры референц-эллипсоидов, применяющихся в других странах, приведены в справочных сведениях. Введением исходных геодезических дат устанавливают геодезическую широту и долготу начального пункта, координаты центров основных рсференц-эллипсоидов приведены в справочных сведениях.

При отображении на карте группы материков или океана до­пустимо заменить эллипсоид шаром, т. е. приравнять широты и долготы соответствующих точек эллипсоида и шара. Искажения, которые при этом возникнут, будут в десятки или даже в сотни способов изыскания проекций, изыскание новых и совершенство­вание известных проекций, анализ проекций, изучение характера распределения искажений в проекциях и оценка их достоинства применительно к различным картам, выбор для карт проекций и математической основы в целом, разработка способов трансфор­мирования картографического изображения из одной проекции в другую, разработка способов измерений на мелкомасштабных картах в случаях, когда приходится учитывать влияние искаже­ний в проекциях, разработка способов распознавания проекций, а также разработка способов автоматизированного решения ука­занных задач.