2.8. Связи картографии с искусством

В древние времена черчение и гравирование карт бьіли сродни искусству, так что даже графика и цвет на картах испьітьівали влияние разньїх художественньїх стилей. Известньї, например, па-раллели между оформлением карт и глобусов великих фламандс-ких картографов Меркатора и Ортелия и художественньїм стилем современной им голландской школьї живописи XVI в. Многие ста-ринньїе картьі по сей день считаются произведениями искусства и служат обьектами коллекционирования наряду со старинньїми кар­тинами и гравюрами.

Картьі и глобусьі нередко бьіли атрибутами и темами живопис­них полотен и рисунков. Дань зтим сюжетам отдали крупнейшие живописцьі средневековья Бернардо Строцци и Марко Базаити, Рембрандт и Вермер Делфтский. К составлению карт обращались великие художники Возрождения Леонардо да Винчи и Альбрехт

Дюрер. Их картьі не только драгоценньїе произведения искусства, но и документальньїе исторические свидетельства состояния ланд-шафтов в XVI—XVII вв.

Тесньїе связи картографии с живописью не означают, конеч­но, что картография целиком принадлежит искусству. Знаковьіе системи и способи оформлення карт разрабатнваются на научньїх основах, да и сами карти отражают научньїе понятия, а не худо-жественнне образи.

В наши дни на оформительском решении карт сказнваются тенденции современного дизайна и машинной графики. От кар­тографических произведений теперь требуется не столько зстети-ческое воздействие, сколько ясность, четкость, наглядность и ла-коничность передачи содержания. Позтому так существеннн ук-репляющиеся связи картографии с технической графикой и художественннм дизайном. На стике с зтими дисциплинами раз-рабативаются теория и методи гармоничного оформлення карт как изделий промншленного производства. Использование в кар­тографии принципов художественного дизайна облегчает воспри-ятие карт, способствует развитию хорошего вкуса, а в конечном счете повншает зффективность использования карт и атласов в науке, практике, образовании.

Глава III

Математическая основа карт

3-1. Земной зллипсоид

Известно, что Земля шарообразна, т.е. не обладает формой идеального шара. Фигура ее неправильна, и, как всякое вращаю-щееся тело, она немного сплюснута у полюсов. Кроме того, из-за неравномерного распределения масс земного вещества и глобаль­них тектонических деформаций Земля имеет обширнне, хотя и довольно пологие, внпуклости и вогнутости. Сложную фигуру на-шей планети, ограниченную уровенной поверхностью океана, назьівают геоидом. Точно определить его форму практически не-возможно, но современнне високоточнне измерения со спутни-ков позволяют иметь о нем достаточно хорошее представление и даже описать уравнением.

Наилучшее геометрическое приближение к реальной фигуре Земли дает зллипсоид вращения — геометрическое тело, которое образуется при вращении зллипса вокруг его малой оси (рис. 3.1). Сжатие зллипсоида моделирует сжатие планети у полюсов. На ри-сунке видно, насколько не совпадают меридиональние сечения геоида и земного зллипсоида.

Вичисление и уточнение размеров земного зллипсоида, нача-тое еще в XVIII в., продолжается по сей день. Теперь для зтого используют спутниковне наблюдения и точнне гравиметрические измерения. Зто непростая задача: нужно рассчитать геометрически правильную фигуру — референц-зллипсоид, которнй наилучшим образом приближен к геоиду и относительно которого будут вн-полняться все геодезические внчисления и рассчитиваться кар­тографические проекции. Многие исследователи, пользуясь раз-ннми исходними данннми и методиками расчета, получают не-одинаковне результати. Позтому исторически сложилось так, что в разнне Бремена и в разньїх странах били принятн и законода-тельно закреплени различнне зллипсоидн, и их параметри не со­впадают между собой.

В России принят референц-зллипсоид Ф. Н. Красовского, вн-

численньїй в 1940 г. Его параметри таковьі:

большая полуось (я) — 6 378 245 м; малая полуось (Ь) — 6 356 863 м; сжатие а = (а - Ь)/а— 1: 298,3.

В США и Канаде до недавнего времени использовали зллипсоид Кларка, рассчитанньїй еще в 1866 г., его большая полуось на 39 м короче, чем в российском зллипсоиде, а сжатие определено в 1:295,0. Во многих странах Западной Европьі и некоторьіх государствах Азии принят зллипсоид Хейфорда, вьічисленньїй в 1909 г., а в бьівших английских колониях — в Индии и странах Южной Азии, использу­ют рассчитанньїй англичанами в 1830 г. зллипсоид Звереста. В 1984 г. на основе спутниковьіх измерений вьічислен международньїй зллип­соид \УС8-84 (\Уог1<і Оеосіеїіс 5узІет). Всего в мире насчитьівается около полутора десятков разньїх зллипсоидов (табл. 3.1).

Картьі, составленньїе на основе разньїх зллипсоидов, получа-ются в несколько различающихся координатних системах, что со-здает неудобства. Однако для принятия єдиного международного зллипсоида требуется перевнчислить координати и пересоставить все карти, а зто долгое, сложное и, главное, дорогостоящее дело.

Таблица 3.1

Значення злементов земньїх референц-зллипсоидов

[поЛ. М. Бугаевскому, 1998]

Референц-	Полу оси							Сжатие,		Страньї, где используется
зллипсоид	большсія, а (м)			малая, Ь (м)			а		референц -злл ип соид
Красовского	6	378	245		6 356	863		1:298,3		Россия, страньї СНГ,
(1940)										страньї Восточной Евро-пьі, Антарктида
Бссселя (1841)	6	377	397,2		6 356	079		1:299,15		Европа и Азия
Хейфорда (1909)	6	378	388		6 356	912		1:297,0		Европа, Азия, Ю. Амери­ка, Антарктида
Кларка 1 (1866)	6	378	206		6 356	584		1:294,98		С. и Ц. Америка
Кларка II (1880)	6	378	249		6 356	515		1:293,46		Африка, Барбадос, Изра-иль, Иордания, Иран, Ямайка
Зйри (1880)	6	377	491		6 356	185		1:299,3		Великобританію
Зйри (№ 1)	6	377	563,4		6 356	257		1:299,32		Великобритания
Зйри (№ 2)	6	377	340,2		6 356	034		1:299,32		Ирландия
Звереста (1830)	6	377	276,3		6 356	075		1:300,8		Индия, Пакистан, Непал, Шри-Ланка
Звереста (1956)	6	377	301,24		6 356	100		1:300,80		Индия, Непал
Австралийский	6	378	160		6 356	775		1:298,25		Австралия, Папуа-Новая
(1965)										Гвинея
ОК5 (1980)	6	378	137		6 356	752		1:298,26		Аляска, Ц. Америка, Мек­сика, США, Канада
Международньїй	6	378	388		6 356	912		1:297
Южно-Амери-
канский (1969)	6	378	160		6 356	775		1:298,25		Ю. Америка
\УС5-72	6	378	135		6 356	750		1:298,26
\УС5-84	6	378	137		6 356	752		1:298,257
ПЗ-90	6	378	136		6 356	751		1:298,258		Россия

Несовпадения бьівают заметньї главньш образом на крупномас-штабньїх картах при определении по ним точньїх координат обьек-тов. Но на широко используемьіх географами средне- и мелкомас-штабньїх картах такие различия не очень чувствительньї. Более того, иногда вместо зллипсоида берут шар и тогда в качестве среднего радиуса Земли принимают величину Я = 6367,6 км. Погрешности при замене зллипсоида шаром оказьіваются столь мальї, что никак не проявляются на большинстве географических карт.

Для того чтобьі добиться наименьших искажений, применяют также способ двойного проектирования: сперва зллипсоид проек-тируют на шар, а затем шар — на плоскость. При равновеликом отображении, когда площадь поверхности зллипсоида Красовско-го должна бьіть равна площади поверхности шара, радиус его ока-зьівается равньїм К = 6 371 116 м. Для упрощения проектирования применяют и иньїе способи отображения зллипсоида на шар.