Конспек лекцій ВНС
.pdfРельєфні карти – карти, які дають об’ємне тривимірне зображення місцевості. Для кращої наочності і виразності вертикальний масштаб таких карт завжди більший в порівнянні з горизонтальним в 2-5 разів для гірських територій і в 5-10 разів для рівнин.
Весь зміст цих карт показують звичайними умовними знаками. Ці карти тепер виготовляють з пласиту в термовакуумних установках. Рельєфні карти застосовують в навчальних цілях для вирішення деяких практичних задач, наприклад проектування
доріг, водосховищ та ін.
Блок-діаграми – тривимірні плоскі картографічні рисунки, які поєднують зображення якої-небуть поверхні з поздовжніми і поперечними вертикальними
розрізами. Тематика блок-діаграм різна, наприклад грунтові блок-діаграми
д а ють уявлення про співвідношення рельефу місцевості і грунтового профілю та ін.
Фотокарти - карти, поєднані з фотозображенням. Для їх виготовлення поліграфічні відбитки з фотопланів поєднують з картографічним
зображенням окремих елементів місцевості (з координатною сіткою,
горизонталями та ін.) або з тематичним змістом (геологічна будова,
ландшафти та ін.).
Цифрові карти ‒ цифрові моделі об’єктів, представлені у вигляді закодованих в числовій формі планових координат х, у і z. Цифрові дані
(цифрові моделі) отримують шляхом оцифровуванням змісту вихідних топографічних і тематичних карт або шляхом безпосередніх вимірів по стереофотограмметричним моделям.
3. Елементи карти
Для створення і повноцінного використання карт необхідно знати їх властивості і особливості. Тому вивчення і розробка карт вимагають аналітичного підходу, розчленування карт на складові елементи, вміння розуміти значення і функції кожного елементу, бачити їх зв’язки між собою. До елементів карти належать її зміст, який передається картографічними знаками (тобто картографічне зображення в його вузькому розумінні), математична основа, допоміжне оснащення і додаткові дані
(рис).
Елементи карти Основний елемент карти – картографічне зображення, яке є змістом
карти і містить у собі сукупність відомостей (інформацію) про вказані на карті природні і соціально-економічні об'єкти (явища), їх розміщення,
властивості, та динаміку. Картографічне зображення загальногеографічних карт включає наступні елементи змісту: гідрографію, рельєф, рослинність і ґрунти, населені пункти, шляхи сполучень і засоби зв’язку, соціально-
економічні і культурні об’єкти, політико-адміністративні межі. На тематичних картах розрізняють тематичний зміст (наприклад, геологічну будову території) і географічну основу, тобто загальногеографічну частину змісту, яка служить для нанесення і прив’язки елементів тематичного змісту, для загального орієнтування.
Важливим елементом карти є легенда, тобто система використаних на карті умовних знаків і текстових пояснень, які розкривають її зміст.
Все картографічне зображення будується на математичній основі,
елементи якої на карті є сітка меридіанів і паралелей чи прямокутна координатна сітка (для топографічних карт), масштаб і геодезична основа.
На тематичних картах елементи геодезичної основи не показуються. З
математичною основою безпосередньо пов’язане і компонування карти,
тобто розміщення картографічного зображення відносно рамки, а також розміщення назви карти, її легенди, додаткових карт та інших даних.
Допоміжне оснащення карти, яке полегшує її читання і використання,
складають картометричні графіки, схеми вивчення, використані матеріали,
довідкові дані.
До додаткових даних відносяться карти-врізки, діаграми, графіки,
профілі, текстові чи цифрові дані, які тематично пов’язані із змістом карти,
доповнюючи і пояснюючи його.
4. Відомості з історії розвитку картографії. Задачі і перспективи розвитку картографії.
Картографію можна вважати однією з найдревніших наук людства, такою ж як і астрономію чи геодезію. Відомі наскальні зображення місцевості, яким понад 5 тисяч років. А географічні та астрономічні карти появились значно пізніше, приблизно 2 -2,5 тисяч років тому.
Велика роль в розвитку картографії належить древньогрецьким вченим, які першими поклали в основу картографічного зображення математичні закони і стали використовувати сітку меридіанів та паралелей. До них належали Анаксимандр, Ератосфен, Аполлоній, Гіппарх та інші. А у II ст. до н.е. Птоломей написав капітальну працю «Географія», в якій описав способи створення карт, визначення розмірів Землі та побудову картографічних проекцій.
В епоху середньовіччя створювали так звані монастирські карти, які не мали математичної основи і картами їх можна назвати умовно.
І лише в епоху Відродження, в часи розвитку торгівлі та мореплавства стали створювати більш-менш достовірні карти, які відзначались, насамперед, своєю математичною основою. Найбільш видатними в XVI ст. були нідерландські (фламандські) картографи Герард Меркатор (1512–1594) та Абрагам Ортелій (1527-1598), які створили цілий ряд географічних карт і атласів. Г. Меркатор вперше застосував рівнокутову циліндричну проекцію, яка ще донедавна використовувалась для створення морських навігаційних карт. В ці часи для більшості карт світу і значних за розмірами територій використовувалась трапецевидна проекція і проекція Апіана, які стали основою для створення в подальшому псевдоциліндричних проекцій. Так нову синусоїдальну псевдоциліндричну проекцію для карт світу у XVII ст. запропонував французький картограф Н. Сансон.
У Науковій бібліотеці Львівського національного університету ім. Івана Франка знаходиться чимало карт з тієї епохи, зокрема:
-карта Світу (TYPUS ORBIS TERRARUM, мідерит, 35х47 см) А. Ортелія (1587), яка походить з атласу «Theatrum Orbis Terrarum», створеного ЖаномБатистом Врінтом у 1602 р. в Антверпені;
-карта Європи (Europa, мідерит, 13х17 см) Г. Меркатора і А. Ортелія, яка походить з книги «Космографія» голандського філософа та історика Пауля Мерулі (1558-1607), виданої у 1621 р. Генриком Гондіусом в Амстердамі у друкарні, заснованої його батьком Йодоком Гондіусом (1561-1611), який після смерті Г. Меркатора викупив його картографічні плити і укладав та видавав атласи різними мовами;
-карта Азії (мідерит, 39х46,5 см), яка походить з латинського видання Атласу Меркатора (1589), укладеного Й. Гондіусом і перевиданого Яном Янсонієм у 1630 р. в Амстердамі;
-карта Європейської Сарматії (Octava Europae Tabula, дереворит, 3138х33 см), яка походить з унікального венеційського видання «Підручник Географії» Клавдія Птолемея, виданого португальським монахом Бернардом Сильванусом з Еболі у 1511 р. у Венеції. До 27 карт Птоломея він додав карту світу, на якій позначив відкриття Колумба і вніс поправки, модернізуючи
картографічний простір і уточнюючи назви. Праця Сильвануса є винятковою також щодо способу видання, де вперше в картографії автор застосував двоколірний та двобічний друк;
-карта Європи К. Птолемея (дереворит, 26х34 см), яка походить з німецького видання «Космографії» Себастіана Мюнстера (1488-1552), виданої в Базелі у 1568 р. у друкарні Генріха Петрі. Себастіан Мюнстер - відомий представник епохи Ренесансу, філософ, математик, географ;
-карта Угорщини, Польщі, Русі, Литви, Валахії та Болгарії К. Птолемея (дереворит, 27х34 см), яка також походить з базельського видання «Космографії» С. Мюнстера (1568);
-карта Литви (LITHUANIA, мідерит, 15,5х21 см) Г. Меркатора, яка походить з «Малого Атласу» Г. Меркатора, укладеного Й. Гондіусом та виданого Я. Янсонієм у 1628 р. в Амстердамі. Цей варіант є зменшеною копією карти Литви Г. Меркатора, створеної на основі карти Південної Сарматії польського картографа Бернарда Ваповського (1526). З незначними змінами карта входила у всі Атласи Меркатора, починаючи з 1595 р., а також у популярні і скромні версії «Atlas Minor», які видавали Й. Гондіус і Ян Янсоній
у1607-1630 р.р. Починаючи з 1633 р. її замінили картою Литви Томаша Маковського та Миколи-Кшиштофа Радзивілла;
-карта Великого князівства Литовського і прилеглих регіонів (MAGNI DUCATIS LITUANIE, et Regionum Adiacentium, мідерит, 44,5х52,5 см) Т.
Маковського і М.-К. Радзивілла, званого Сиріткою. Карта походить з атласу видавця Йоганна Блау «Atlas major, sive Cosmographia Blaviana…Amsterdam, 1662-1668».
У бібліотечній збірці Львівського національного університету ім. Івана Франка є й багато інших карт, зокрема рукописні карти і плани земельних володінь (близько 600 одиниць) Львівської єзуїтської колегії та громадських маєтків, які охоплюють період 1600-1825 р.р. і стосуються території 19 циркулів Галичини.
З XVIII ст. розроблялись наукові основи картографії і були розроблені та стали застосовуватись проекції запропоновані Жозефом Ніколя (1688-1768) – французьким астрономом, директором Петербурзької астрономії, Р. Бонном, Й. Ламбертом (нім., 1728 – 1777), Ж. Лагранжем (фр., 1776 – 1813), Т. Делілем та іншими, які були видатними математиками, астрономами та картографами. З початку XIX ст. розпочалось створення відносно великомасштабних військових топографічних карт, зокрема і на територію України – триверстна (1:126000) та десятиверстна (1:420000).
У XIX ст. видатний німецький математик К. Гаусс (1777–1855) вперше розв’язав задачу рівнокутового зображення одної поверхні на іншій, що стало основою для створення рівнокутової поперечно-циліндричної проекції ГауссаКрюгера, яка прийнята для виконання всіх геодезичних і топографічних робіт на території колишнього СРСР з 1928 р. спочатку на еліпсоїді Бесселя, а з 1946 р. на референц еліпсоїді Красовського, які і сьогодні покладені в так звану систему геодезичних координат 1942 р. і розграфки та номенклатури листів карт масштабів від 1:1000000 до 1:2000.
ВРосії першою відомою картою Московської держави була складена наприкінці XVI ст. карта – „Большой чертеж”. У XVII ст. вона доповнювалась і
у1627 р. вийшла під назвою „Чертеж украинским и черкасским городам от Москвы до Крыма”. Проте ці карти також назвати картами можна лише умовно, тому що вони не мали доброї математичної основи.
З XVIII ст. за наказом Петра І в Росії розпочато систематичні зйомки для створення генеральної карти Росії та потреб флоту, які створювались в циліндричній, псевдоциліндричній, стереографічній та конічній проекціях. А у 1934 р. був виданий „ Атлас Всероссийской империи ” І. К. Кірілова, в якому більшість карт складені в рівнопроміжній конічній проекції з двома головними паралелями.
Підсумком більш як 20-річної праці Петербургської Академії наук став випущений у 1945 р. „ Атлас Российский ”, який включав генеральну карту Росії, 13 карт Європейської частини і 6 карт Азіатської частини країни і рахувався одним із найкращих атласів цього часу у світі.
У другій половині XVIII ст. найбільш значні успіхи у розвитку картографії пов’язані з ім’ям М. В. Ломоносовим, під керівництвом якого в Географічному департаменті АН вперше були створені карти Росії з зображенням акваторії Північного Льодовитого океану, а також карти всього світу. Ці карти були складені в якісній стереографічній, нормальній азимутальній, рівнопроміжній і рівнокутовій циліндричній проекціях.
Найбільш видатними російськими картографами кінця XVIII ст. та XIX ст. були І. А. Стрельбицький, О. О. Шуберт, А. П. Болотов, О. А. Тілло, Н. Я. Цингер, А. П. Карпінський, Ю. М. Шокальський, а в XX ст. і в радянський період В. В. Вітковський, О. Н. Красовський, А. А. Михайлов, М. А. Урмаєв, В. В. Каврайський, М. Д. Соловйов та багато інших.
Окрім „Атласу Росії” у XVIII – XIX ст. зображення України (західної її території) були на і на ряді карт зарубіжних атласів, зокрема, німецьких та австрійських. У XVIII ст. в Росії створений великого формату рукописний „ Атлас реки Днепра ”, який поданий на 95 аркушах.
ВXIX ст. разом з топографічним розвивається й тематичне картографування. Прикладами є петрографічна карта Донецького кряжу (1:210000; 1829), кліматична карта території України в книзі К. Веселовського „О климате России ” (1857). А на „ Карте промышленности Европейской России” (1842), на картах „Статистического атласа главнейших отрослей фабрично-заводской промышлйнности Европейской России ”(1869 – 1873) та інших показаний стан економічного розвитку промисловості більшої частини України (Донбас, Єкатиренбург і ін.).
У XIX ст. у працях першого ректора Київського університету М.Максимовича та М. Закревського відновлюється за історичними та археологічними даними топографія Києва в різні історичні часи. Іншим прикладом історичного картографування є карта І. Шараневича „Львів за часів панування руських князів”. На початку XX ст. найбільш детальне зображення України відзначаються карти „Большого всемирного настольного атласа” під редакцією А.О.Маркса (1905), загальнотопографічного за змістом.
Наступний етап розвитку картографії починається з 1917 р. У 1918 р. створюється Українська академія наук і відновлюється картографічна діяльність. У 1922 р. виходить „Атлас карт електрифікації України”, а перший комплексний атлас „Географічний атлас України”, підготовлений Л. Кльованим вийшов друком у 1928 р. Він мав 33 карти, на яких відображені природа, населення, промисловість і сільське господарство.
Тематичне картографування знаходить відображення у „Кліматичному атласі України” (1927), „Атласі стародавніх карт УРСР” (1933) та ін. Велика заслуга в налагодженні картографічної справи, в Україні належить С.Л.Рудницькому (1877–1937), який був організаторським директором Українського науково дослідного інституту географії та картографії.
У 1931 р. друкується праця В. Кордта „Матеріали до історії картографії України”. В ній проаналізовані карти, створені з 1648 р. до кінця XVIII ст., зокрема відзначена вища точність відтворення русла Дніпра на картах Боплана, ніж на картах „Атласа Российского” (1745).
Серед видатних українських картографів слід відзначити Я.І.Жупанського, який вніс значний вклад в розробку теорії тематичного картографування та картографічного моделювання територіально-виробничих комплексів; А. П. Золовського – автора багатьох праць, зокрема з сільськогосподарського картографування ; Л. Г. Руденка (1941) – з питань картографування складних систем господарств і населення; А. С. Харченка (1908 - 1985), який був ініціатором і керівником розробки кількох атласів України; професора О. С. Лисичанського – теоретика–картографа, видатного педагога, який був першим завідувачем кафедри аерофотогеодезії у ЛПІ (1963 – 1966 р. р.) та кафедри геодезії і картографії у Київському університеті ім. Т. Г. Шевченка, проф. Мельника В.М., який на даний час є деканом географічного факультету Волинського державного університету ім. Лесі Українки і читає там курс картографії; доц. Гудза І.М. – лектора картографічних курсів Інституту геодезії НУ «Львівська політехніка» у період з 1953 по 2003 р. та багатьох інших.
Виробництво :
1. ДНВП „Картографія” (директор Сосса Р. І.) 2. Вінницька картфабрика.
3. Інститут передових технологій (м. Київ, директор Барладін) 4. Військово – топографічна фабрика (м. Київ)
Основні задачі розвитку вітчизняної картографії:
неперервне і постійне забезпечення новими, точними сучасними картографічними матеріалами народне господарство, науково-дослідну і навчальну діяльність, культуру;
оновлення застарілих карт;
створення нових тематичних і спеціальних карт, розвиток комплексного картографічного методу дослідження, тематичного картографування, пов’язаного з освоєнням Світового океану, космосу;
використання досягнень суміжних географічних наук, математичної статистики, автоматизованих систем інформації і обчислювальної техніки;
використання високоякісної картографічної і поліграфічної техніки та технології у виданні карт;
розробка нових методів накопичення і зберігання інформативних даних. Перспективи розвитку картографії – виробництва і науки –
обумовлюються викладеними вище задачами і визначаються, передусім, безперервним і швидким зростанням масштабів застосування карт і підвищення їх ролі в господарському комплексі, науково-дослідній, навчальній та інших видах діяльності. Серед різноманітних засобів удосконалення методів виготовлення і застосування карт особливо перспективне впровадження комп’ютерної техніки і автоматики, а також космічних методів.
В перспективах розвитку картографії як науки слід бачити два генеральних напрями її досліджень і удосконалення методів: по-перше, заради виготовлення нових карт, по-друге, заради повноцінного їх використання в науці і практиці.
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ З МАТЕМАТИЧНОЇ КАРТОГРАФІЇ
1.Математична основа карт
2.Поняття про картографічні проекції та спотворення
3.Класифікація картографічних проекцій
4.Картографічні проекції за класами. Найбільш розповсюджені картографічні проекції
5.Ортодромія і локсодромія
6. Принципи вибору картографічних проекцій і їх розпізнавання
1. Математична основа карт
Математична основа карти складається з сукупності математичних елементів, які визначають математичний зв’язок між картою і поверхнею відображення. До математичних елементів карти відносять її масштаб,
картографічну проекцію, координатну сітку, геодезичну основу, а також елементи компонування і систему розграфлення.
Масштаб на карті не є постійною величиною, він змінюється не тільки від точки до точки, але і від точки за різними напрямками. Тому розрізняють масштаб головний і частковий. Головний масштаб карти μ0 – це відношення,
яке показує, у скільки разів зменшені лінійні розміри еліпсоїда або кулі при його зображенні на карті (на площині). Його, як правило, підписують внизу, під підведеною лінією рамки карти. Він зберігається не на всій карті, а лише в тих її точках і лініях, де немає спотворень. Вони в картографії вважаються точками і лініями нульових спотворень. При дослідженнях картографічних проекцій головний масштаб μ0 як правило приймається за одиницю. Оскільки масштаб на карті є величиною змінною, тому введене поняття часткового масштабу.
Частковий масштаб – це відношення довжини нескінченно малого відрізка на карті (в проекції) ds до довжини відповідного йому нескінченно малого відрізка на поверхні еліпсоїда чи кулі dS:
dSds
Масштаб карти може вказуватися в трьох формах: числовий масштаб – дріб, з
чисельником рівним одиниці, і знаменником, рівним ступеню зменшення довжин
на карті. Наприклад, якщо на карті масштаб позначено дробом 1 : 2 500 000, то це означає, що 1 см відрізка на карті відповідає 2 500 000 см на місцевості, або 25 км;
іменований масштаб – напис, що зазначає довжину лінії на місцевості, яка відповідає
1 см на карті. Наприклад, наведений числовий масштаб можна записати іменованим: в 1 см – 25 км; графічний, або лінійний масштаб – шкала з поділами (звичайно, 1 або
2), для яких підписані відповідні довжини на місцевості (у м або км).
Важливим елементом карти є сітки координатних ліній, які служать основою для побудови картографічного зображення. Розрізняють картографічну,
прямокутну, кілометрову та інші сітки. Картографічна сітка – це зображення меридіанів і паралелей на карті. Прямокутна сітка – це координатна сітка у системі плоских прямокутних координат у даній картографічній проекції. Кілометрова сітка
– це координатна сітка, лінії якої проведені на карті через інтервали, відповідні певному числу кілометрів. Точки перетину ліній координатної сітки на карті називаються вузловими. Лінії, які обмежують картографічне зображення, називають рамками карти. Рамки поділяються на внутрішню, мінутну (градусну) і зовнішню.
Форма рамок може бути прямокутна, трапецевидна, кругла, овальна та ін.
Геодезична основа карти – це сукупність геодезичних даних, необхідних для створення карти. До них належать параметри прийнятої для картографування поверхні, система координат і визначені в цій системі координати опорних пунктів.
Визначення меж картографування та її розміщення відносно рамок, а
також розміщення всередині рамок і на полях карти її назви, легенди, при потребі – додаткових карт, графіків, тексту і т.п. називають компонуванням карти. Характер компонування залежить від розмірів і форми аркуша паперу,
від форми і положення зображуваної території, від проекції карти, її масштабу,
призначення та ряду інших факторів.