lebedeva_n_i_kartografichni_metodi_v_ekologii_navchalnometod
.pdfДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» МІНІСТЕРСТВА ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
Н.І. Лебедєва
Картографічні методи в екології
Н а в ч а л ь н о - м е т о д и ч н и й п о с і б н и к д о л а б о р а т о р н и х р о б о т
для студентів напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»
Затверджено вченою радою ЗНУ
Протокол № … від … 09.11 р.
Запоріжжя
2011
УДК: 528:504(075.8)
ББК: Д1я73
Л33
Лебедєва Н.І. Картографічні методи в екології: навчально-методичний посібник до лабораторних робот для студентів напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування». – Запоріжжя: ЗНУ, 2011. – 87 с.
Курс «Картографічні методи в екології» є необхідною складовою частиною вивчення методів та способів дослідження природного середовища та техногенного навантаження. Практична частина курсу «Картографічні методи в екології» спрямована на формування у студентів комплексу вмінь та навичок польових еколого-ландшафтних досліджень, застосування прийомів картографічного етапу досліджень екосистем та основ геоекологічного картографування.
Навчально-методичний посібник включає теоретичний матеріал, розробки до практичних завдань та питання до самостійної роботи.
Видання розраховане на студентів напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування».
Рецензент К.О. Домбровський
Відповідальний за випуск Н.В. Колісник
2
ВСТУП
Картографічне моделювання є підґрунтям для впорядкування, аналізу та узагальнення різноманітної інформації, зокрема про стан навколишнього природного середовища, ступень антропогенного навантаження на нього, екологічний потенціал геосистем тощо. В наочній та доступній формі результати еколого-географічного аналізу та оцінки території відображає карта.
Курс «Картографічні методи в екології» є необхідною складовою частиною вивчення методів та способів дослідження природного середовища та техногенного навантаження. Він надає можливість сформувати цілісне уявлення про стан природних комплексів, їх ієрархію і структуру, методи картографічних досліджень, а також поєднати знання про принципи і закономірності функціонування екосистем з широким географічним кругозором. Мета курсу - надати студентам комплекс теоретичних і практичних знань щодо інформаційних властивостей карт та атласів, особливостей картографічного аналізу, основних етапів геоекологічного картографування окремих компонентів екосистем. Завдання курсу – надати студентам знання та вміння щодо напрямів й способів використання картографічних моделей (карт, серій карт, географічних атласів); характеристик математичних властивостей географічних карт; змісту географічних та тематичних карт; способів картографічного зображення на топографічних та тематичних картах.
Важливе місце в системі природничо-наукової підготовки студентів відводиться лабораторним роботам. Вони служать не тільки джерелом знань, а й засобом закріплення й контролю сформованих умінь та навичок. Практична частина курсу «Картографічні методи в екології» спрямована на формування у студентів комплексу вмінь та навичок польових еколого-ландшафтних досліджень, застосування прийомів картографічного етапу досліджень екосистем та основ геоекологічного картографування.
Навчальний посібник включає теоретичний матеріал, розробки до практичних завдань та питання до самостійної роботи. Завдання різняться за обсягом теоретичних відомостей та часом, необхідним на їх виконання, яке здійснюється під час лабораторно-практичних занять з самостійним доопрацюванням в позааудиторні години. Після визначення рівня теоретичних знань, студенти самостійно виконують наведені завдання, роблять рисунки, схеми, висновки. Виконані роботи підписуються викладачем.
Видання розраховане на студентів напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування».
3
МОДУЛЬ 1. КАРТОГРАФІЯ
Масштаб топографічних карт
Мета: вивчити види масштабу, навчитися переводити числовий масштаб в іменований і навпаки
Обладнання: навчальні топографічні карти, лінійка, циркуль-вимірювач, олівець, методична література.
Теоретичні відомості
Масштабом топографічних карт називається відношення довжини лінії
на карті до довжини горизонтальної проекції відповідної лінії місцевості. На рівнинних територіях, при невеликих кутах нахилу фізичної поверхні, горизонтальні проекції ліній мало відрізняються від довжин самих ліній, і в цих випадках масштабом є ступінь зменшення довжин ліній на карті щодо їх довжини на місцевості. Масштаб указується під південною рамкою листа карти у вигляді відношення чисел (чисельний масштаб), а також у вигляді іменованого і лінійного (графічного) масштабів (рис. 1).
Чисельний масштаб виражається дробом, де в чисельнику одиниця, а в знаменнику число, що показує ступінь зменшення. Так, наприклад, на карті в масштабі 1:100 000 довжин зменшені порівняно з їх горизонтальними проекціями (або з дійсністю) в 100 000 разів. Очевидно, чим більше знаменник масштабу, тим більше зменшення довжин, тим дрібніше зображення об’єктів на карті, тобто, тим дрібніший масштаб карти.
Іменований масштаб – пояснення, яке вказує співвідношення довжин ліній на карті і на місцевості (у 1 сантиметрі – 1 кілометр).
Лінійний масштаб служить для визначення по картах довжин ліній в натурі. Це пряма, розділена на рівні відрізки, відповідні «круглим» десятковим числам відстаней місцевості (рис. 1).
Відрізки а, що відкладаються вправо від нуля, називаються підставою масштабу. Відстань на місцевості, відповідна підставі, називається величиною лінійного масштабу. Для підвищення точності визначення відстаней крайній зліва відрізок лінійного масштабу ділиться на дрібніші частини b, які
4
називаються найменшими діленнями лінійного масштабу.
Відстань на місцевості, що виражається одним таким діленням, є точністю лінійного масштабу. Як видно на рисунку, при чисельному масштабі карти 1:100 000 і підставі лінійного масштабу в 1 см величина масштабу буде 1 км, а точність масштабу (при найменшому діленні в 1 мм) – 100 м.
Точність вимірювань по картах і точність графічних побудов на папері пов’язані як з технічними можливостями вимірювань, так і зі здібністю людського зору. Точність побудов на папері, графічну точність, прийнято вважати рівною 0,2 мм. Дозвільна здатність нормального зору близька до
0,1 мм.
Гранична точність масштабу карти – відрізок на місцевості, відповідний 0,1 мм в масштабі даної карти. При масштабі карти 1:100 000 гранична точність складе 10 м, при масштабі 1:10 000 вона буде рівна 1 м.
Масштаби топографічних карт в значній мірі зумовлюють відбір і детальність показу об’єктів, що зображаються на них. Із зменшенням масштабу втрачається детальність зображення об’єктів місцевості.
Для задоволення різноманітних потреб галузей народного господарства і науки необхідні карти різних масштабів. Для державних топографічних карт розроблений ряд стандартних масштабів, заснованих на метричній десятковій системі мерів (табл. 1).
Таблиця 1 – Масштаби топографічних карт
Чисельний |
|
1 см на карті |
1 см2 на карті |
|||
Назва карти |
відповідає на |
відповідає на |
||||
масштаб |
||||||
|
місцевості відстань |
місцевості площа |
||||
|
|
|||||
1 : 5 000 |
П’ятитисячна |
50 м |
|
0,25 га |
||
1 : 10 000 |
Десятитисячна |
100 м |
|
1 га |
||
1 : 25 000 |
Двадцятип’ятитисячн |
250 м |
|
6,25 га |
||
а |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
1 : 50 000 |
П’ятдесятитисячна |
500 м |
|
25 га |
||
1 : 100 000 |
Стотисячна |
1 км. |
1 |
км2 |
(100 га) |
|
1 : 200 000 |
Двохсоттисячна |
2 км. |
4 |
км2 |
(400 га) |
|
1 : 500 000 |
П’ятьсоттисячна |
5 км. |
25 |
км2 |
(2500 га) |
|
1 : 1 000 000 |
Мільйонна |
10 км. |
100 |
км2 |
(10000 га) |
|
|
Хід роботи |
|
|
|
||
Завдання 1. Знайти іменований масштаб для заданого |
числового: 1:200; |
|||||
1:50 000; 1:150 000; 1:3 000 000; 1:8 000 000; 1:100 000 000. |
|
|
|
|||
Завдання 2. Знайти числовий масштаб для заданого іменованого: в 1 см – 6 м; в 1 см – 35 м; в 1 см – 250 м; в 1 см – 2 км; в 1см – 15 км; в 1 см – 220 км; в 1 см – 500 км.
Завдання 3. Визначити граничну точність масштабу: 1:500; 1:20 000; 1:3 500 000; 1:150 000 000
5
Завдання 4. Знайти масштаб карти за зміряними на ній відрізками та відповідною відстанню на місцевості: на карті – 26,3 мм, на місцевості – 263 м; на карті – 34,8 мм, на місцевості – 43,5 м; на карті – 16,2 мм, на місцевості – 405 м; на карті 53,2 мм, на місцевості – 26,600 км.
Завдання для самостійної роботи
1. Яка карта має менший масштаб? |
|
а) 1:50 000 чи 1:100 000; |
е) 1:8 000 чи 1:80 000; |
б) 1:250 000 чи 1:25 000; |
є) 1:25 000 чи 1:10 000; |
в) 1:100 000 чи 1:150 000; |
ж) 1:2 000 000 чи 1:200 000; |
г) 1:400 000 чи 1:450 000; |
з) 1:500 чи 1:600; |
д) 1:1 000 000 чи 1:5 000 000; |
і) 1:300 000 чи 1:250 000. |
2. Поставте знак нерівності: |
|
а) 1:100 ...1:200; |
е) 1:1 500 000 ... 1:2 000 000; |
б) 1:500 000 ... 1:250 000; |
є) 1:15 000 ... 1:20 000; |
в) 1:1 000 ... 1:1 500; |
ж) 1:250 ... 1:200; |
г) 1:400 000 ... 1:300 000; |
з) 1:15 000 000 ... 1:20 000 000; |
д) 1:500 ... 1:400; |
і) 1:400 000 ... 1:500 000. |
3. Чи правильні нерівності? |
|
а) 1:100 > 1:250; |
е) 1:200 > 1:250; |
б) 1:100 000 < 1:250 000; |
є) 1:300 < 1:200; |
в) 1:200 000 > 1:150 000; |
ж) 1:40 000 > 1:50 000; |
г) 1:250 < 1:300; |
з) 1:10 000 < 1:20 000; |
д) 1:25 000 > 1:15 000; |
і) 1:25 000 > 1:50 000. |
4. Яка карта має більший масштаб? |
|
а) 1:6 000 чи 1:7 000; |
е) 1:4 000 чи 1:5 000; |
б) 1:450 000 чи 1:500 000; |
є) 1:1 000 чи 1:2 500; |
в) 1:25 000 чи 1:50 000; |
ж) 1:100 чи 1:150; |
г) 1:5 000 000 чи 1:4 000 000; |
з) 1:200 000 чи 1:500 000; |
д) 1:1 000 000 чи 1:2 500 000; |
і) 1:75 000 чи 1:80 000. |
5.Ділянка саду має форму прямокутника із сторонами 365 м і 485 м. Як зобразиться вона на планах і картах в масштабі:
а) 1:500 |
г) 1:50 000; |
б) 1:10 000; |
д) 1:200 000; |
в) 1:25 000; |
е) 1:1 000 000; |
6.Довжина дороги між двома населеними пунктами на карті масштабу 1:25 000 складає 76,4 мм. Яка її довжина на місцевості? Як вона зобразиться на картах масштабів:
а) 1:1 000; |
г) 1:50 000; |
б) 1:2 000; |
д) 1:500; |
в) 1:10 000; |
е) 1:100 000. |
6
7.Довжина річки на карті масштабу 1:50 000 складає 334,6 мм. Якою вона буде на місцевості та на карті масштабом?
а) 1:10 000; б) 1:25 000; в) 1:100 000;
г) 1:5 000; д) 1:200 000; е) 1:500.
8.На карті масштабу 1:200 000 відстань між криницею та джерелом 27,6 мм. Яка відстань між цими об’єктами на місцевості та карті масштабом?
а) 1:5 000; б) 1:2 500; в) 1:10 000;
г) 1:20 000; д) 1:600; е) 1:500 000;
9.На карті масштабу 1:50 000 відстань між джерелом і курганом складає 46,8 мм. Яка відстань між цими об’єктами на місцевості та карті масштабом?
а) 1:100 000; |
г) 1:50 000; |
б) 1:500; |
д) 1:1 000 000; |
в) 1:2 000; |
е) 1:25 000. |
10.Відстань між двома населеними пунктами на карті масштабу 1:25 000 складає 75,4 мм. Якою вона є на місцевості та карті масштабом?
а) 1:2 000 і 1:25 000; |
г) 1:2 500 і 1:60 000; |
б) 1:5 000 і 1:40 000; |
д) 1:4 000 і 1:50 000; |
в) 1:1 000 і 1: 100 000; |
е) 1:10 000 і 1:75 000. |
11.Відстань між будинком лісника та джерелом на плані становить 47,6 мм , а на місцевості їй відповідає 119 м. У якому масштабі складено план?
12.Відстань між курганом і вітряком на плані складає 65,4 мм, а на місцевості їй відповідає 130,8 м. У якому масштабі складено план?
13.Відстань між джерелом і криницею на плані складає 134,5 мм, а на місцевості їй відповідає 672,5 м. Який масштаб плану?
14.Відстань між пасікою і окремим каменем на карті складає 242,8 мм, а на місцевості їй відповідає 12140 м. Який масштаб карти?
15.Відстань між окремим греблею і пристанню на карті складає 184,6 мм; на місцевості їй відповідає 36920 м. Який масштаб карти?
16.Відстань між двома вершинами на карті складає 361,8 мм; на місцевості їй відповідає 18090 м. Який масштаб карти?
17.Відстань між млином і курганом на карті складає 255,5 мм, на місцевості їй відповідає 6387,5 м. Який масштаб карти?
18.Відстань між школою і заводом на карті складає 197,6 мм, на місцевості їй відповідає 1976 м. Який масштаб карти?
7
19.Визначить числові масштаби топографічних карт, якщо 1 см2 їх площі відповідає на місцевості:
а) 1 га; |
з) 100 м2; |
б) 4 га; |
і) 0,25 га; |
в) 6,25 га; |
к) 2 500 м2; |
г) 1 км2; |
л) 6,25 га; |
д) 25 га; |
м) 4 км2 |
е) 4 км2; |
н) 56,25 м2; |
є) 16 га; |
о) 3600 см2; |
ж) 9 га; |
п) 100 км2. |
20.Визначить площу лісу в гектарах, що має на карті масштабу 1:10 000 форму прямокутника із сторонами 48,8 мм і 74,2 мм. Які розміри матиме ліс на карті масштабу 1:50000.
21.Визначить площу саду в гектарах, що має на карті масштабу 1:25 000 форму прямокутника із сторонами 78,6 мм і 59,2 мм. Які розміри матиме поле на карті масштабу 1:100 000.
22.Визначить площу саду в гектарах, що на плані масштабу 1:2 000 має форму трапеції із нижньою основою 47,8 мм, верхньою основою 41,2 мм, висотою 27,3 мм. Які розміри матиме сад на плані масштабу 1:500.
23.Визначить площу поля, що на плані масштабу 1:5 000 має форму ромба із діагоналями 8,4 см та 12,6 см. Які розміри матиме поле на планах і картах масштабу 1:2 000.
24.План земельної ділянки квадратної форми виконано в масштабі 1:2 000. Сторона ділянки на плані складає 255,8 мм. Обчисліть площу ділянки на місцевості.
25.Периметр квадратної ділянки на плані масштабу 1:4 000 складає 1048 мм. Знайдіть площу ділянки на місцевості. Як ця ділянка зобразиться на планах і картах масштабу 1:25 000?
26.Ліс квадратної форми на плані 1:5 000 має периметр 920 мм. Яка його площа на місцевості?
27.На плані масштабу 1:3 000 фруктовий сад має форму квадрата із периметром 692 мм. Яка його площа на місцевості?
28.Норма висіву озимого жита 163 кг/га. Скільки озимого жита необхідно для засівання поля, що на карті масштабу 1:10 000 має форму прямокутника із сторонами 92,6 мм і 75,2 мм?
29.Норма висіву озимого ячменю 1,95 ц/га. Скільки ячменю необхідно для засівання поля прямокутної форми, що на карті масштабу 1:25 000 має розміри 23,4 мм та 19,8 мм?
8
30.Норма висіву кукурудзи 1,68 ц/га. Скільки кукурудзи необхідно для засівання поля, що на карті масштабу 1:50 000 має форму трапеції із нижньою основою 26,4 мм, верхньою основою 23,2 мм, висотою 16,6 мм?
31.Норма висіву озимого жита 185 кг/га. Скільки жита необхідно для засівання поля, що на карті масштабу 1:25 000 має форму ромба із діагоналями 12 см і
9 см?
32.Норма висіву льону 0,5 цнт/га. Скільки насіння льону необхідно для засівання поля, що на карті масштабу 1:50 000 має форму трапеції із основами 25,2 мм і 19,4 мм та висотою 14,6 мм?
33.Норма висіву ячменю 183 цнт/га. Скільки ячменю необхідно для засівання поля, що на карті масштабу 1:50 000 має форму прямокутника із сторонами
19,4 мм і 16,2 мм?
34.Урожайність озимого жита 31 цнт/га. Визначить валовий збір озимого жита з поля, що на карті масштабу 1:10 000 має форму прямокутника зі сторонами 76,3 мм і 59,2 мм?
35.Урожайність озимої пшениці 37,6 цнт/га. Який валовий збір озимої пшениці із поля, що має на карті масштабу 1:25 000 має форму квадрата зі стороною
43,8 мм?
36.Урожайність озимого ячменю 34,5 цнт/га. Визначить валовий збір озимого ячменю із поля, що має на карті масштабу 1:50 000 форму прямокутника із сторонами 32,1 мм і 41,8 мм.
37.Урожайність картоплі 224 цнт/га. Який валовий збір картоплі із поля, що на карті масштабу 1:25 000 має форму трапеції із основами 35,4 мм і 32,2 мм та висотою 16,6 мм?
38.Урожайність пшениці 35 цнт/га. Який валовий збір пшениці із поля, що на карті масштабу 1:100 000 має форму трапеції із основами 39,5 мм і 27,8 мм та висотою 18 мм?
Контрольні питання:
1.Дати визначення масштабу карти.
2.Що таке чисельний, іменований, лінійний масштаб? Чим вони відрізняються один від одного?
3.Що таке гранична точність масштабу карти?
Література: основна – 1-3, 5-10; додаткова – 1, 3, 5, 8-10.
9
Номенклатура та розграфлювання карт
Мета: розглянути розграфлення та номенклатуру аркушів оглядовотопографічних та топографічних карт. Навчитися визначати номенклатуру аркуша листа топографічної карти різного масштабу, а за номенклатурою – масштаб карти.
Обладнання: навчальні топографічні карти, лінійка, циркуль-вимірювач, олівець, таблиці, методична література.
Теоретичні відомості
Топографічні карти просторих територій включають велику кількість окремих листів. Система поділу багатоаркушевої карти на аркуші, в
результаті якого визначається положення рамок аркушів, їх розміри і число називається розграфлюванням. Кожен лист обмежений відрізками паралелей і меридіанів, завдяки чому рамки листів точно вказують положення зображень території на земному еліпсоїді.
Для встановлення «адреси» листа карти служить система позначень –
номенклатура топографічних карт, яка залежить від масштабу карти і географічного положення зображеної території.
В основі розграфлення й номенклатури топографічних та оглядовотопографічних карт лежить карта масштабу 1:1 000 000.
Розграфлення на листи цієї карти проводиться по паралелях, віддалених одна від одної на 4°, а по меридіанах – на 6° (рис. 1). Чотирьохградусні смуги між двома паралелями називаються рядами і позначаються великими літерами латинського алфавіту, починаючи від екватора (на північ і південь). Ряд А обмежений екватором і паралеллю 4°, ряд В – паралелями 4° та 8° і так далі (табл. 1). В кожній півкулі 22 повних ряду.
Шестиградусні смуги між двома меридіанами називаються колонами і нумеруються арабськими цифрами із заходу на схід. Перша колона обмежена меридіанами з довготою 180° і 174° західної довготи, друга колона – 174° і 168° і т.д (табл. 2). Таким чином, Грінвічський меридіан (0°) розмежовує 30 і 31 колони. Всю земну поверхню охоплюють 60 колон.
Позначення листа мільйонної карти складається з літери ряду та номера колони. Наприклад, трапеція, розташована між паралелями з широтою 52° і 56° пн. ш. та між меридіанами з довготою 30° і 36° сх. д., матиме номенклатуру N-36 оскільки вона знаходиться в 14 поясі (чотирнадцята буква – N) та в 36 колоні (рис. 1).
При наближенні до полюсів колони і, отже, трапеції помітно звужуються, що призводить до необхідності на широтах 60-76° видавати листи здвоєними (12° по довготі), а на північ від паралелі 76° – зчетвереними (24° по довготі) трапеціями.
Розграфлення листів карт крупніших масштабів будується так, що кожному листу карти масштабу 1 : 1 000 000 відповідає ціле число листів цих карт. Їх позначення утворені номенклатурою відповідного листа мільйонної карти з додаванням збільшених російських букв, римських або арабських цифр.
10