- •Введение
- •Раздел 1. Общая теория математической картографии
- •1.1.2. Системы координат, применяемые в математической картографии
- •1.1.3. Системы координат трехосного эллипсоида
- •1.1.4. Геодезические системы координат и высот, используемые при создании карт
- •1.1.6. Определение картографической проекции; уравнения меридианов и параллелей; картографическая сетка и условия ее изображения
- •1.1.7. Масштабы
- •2.1.2 Псевдоцилиндрические проекции
- •2.2.3. Перспективные азимутальные проекции
- •2.2.5. Псевдоазимутальные проекции
- •2.3.2. Поликонические проекции в “узком смысле”
- •Раздел 3. Картографические проекции карт конкретного назначения
- •3.1.1. Псевдоцилиндрическая трапециевидная проекция
- •3.1.2. Поперечно-цилиндрические проекции
- •3.1.3. Проекция Гаусса-Крюгера
- •3.2.1. Проекция Гаусса-Крюгера
- •3.2.3. Стереографическая проекция Руссиля
- •3.5.1. Назначение аэронавигационных карт, основные проекции, используемые при их создании
- •3.5.4. Проекция Литтрова
- •3.6.1. Определение геодезических координат промежуточных точек геодезических линий, локсодромии и малых кругов
- •3.6.2. Отображение на картах линий трасс ИСЗ
- •Раздел 4. Теоретические основы изыскания и выбора наилучших, идеальных и других проекций. Направления автоматизации математической основы карт
- •4.1.2. Прямая и обратная задачи математической картографии в теории прямых отображений поверхностей на плоскость
- •4.1.4. Проекция Чебышева - наилучшая равноугольная проекция
- •4.1.5. Равноугольные проекции с приспособляемой изоколой
- •4.1.6. Равноугольные проекции, определяемые при помощи эллиптических координат
- •4.2.1. Изыскание картографических проекций на основе решения прямой задачи математической картографии
- •4.2.2. Изыскание картографических проекций на основе решения обратной задачи математической картографии
- •4.3.1. Теоретические основы выбора картографической проекции
- •4.3.2. Об определении характера искажений проекций создаваемых мелкомасштабных карт
- •4.5.1. Общие сведения
- •4.5.2. Интерполирование (экстраполирование)
- •4.6.1. Вычисление картографических проекций при помощи ЭВМ
- •4.6.2.Преобразование картографических проекций (картографического изображения) исходных карт в заданные проекции
- •4.6.4. Автоматическое построение элементов математической основы
- •Список литературы
- •Оглавление
(a bt, с, d.). Это позволяет по выбранным аппроксими р у ю щ и м з а в и с и м о с т я м в ы ч и с л и т ь п р я м о у г о л ь н ы е координаты точек новой равновеликой проекции, а с использованием производных по ср, X от этих зависимос тей и ф о р м у л а м х а р а к т е р и с т и к из общ ей т е о р и и картографических проекции - частные масштабы длин и н а и б о л ь ш и е и с к а ж е н и я у гл о в этой р а в н о в е л и к о й проекции.
4 .3 . ВЫ БОР К А РТО ГРА Ф И ЧЕС К И Х П РО ЕКЦ И Й
4.3.1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫБОРА КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ПРОЕКЦИИ
При создании любых карт важное значение имеет вопрос о выборе к а р то г р а ф и ч е с к и х проекций, обеспечивающ их оптимальное решение по этим картам различных задач.
Выбор картографических проекций зависит от многих
факторов, которые можно разделить на три |
группы. |
|
|||
К первой отнесем |
факторы, хар актер и зу ю щ и е |
объект |
|||
к а р т о г р а ф и р о в а н и я . |
Это |
г е о г р а ф и ч е с к о е |
п о л о ж е н и е |
||
и з о б р а ж а е м о й т е р р и т о р и и , |
ее р а з м е р ы , |
ф |
о р м а |
границ |
(конфигурация), степень показа смежных с картографируе мой областью территорий, значимость отдельных ее частей.
Вторая группа вклю чает фак торы , х а р а к те р и з у ю щ и е создаваемую карту, способы и условия ее использования. В эту группу входят назначение и специализация, масштаб и содержание карты, задачи, которые будут решаться по ней
(картометрические, навигационные |
и пр.) и требования к |
т о ч н о с ти их р е ш е н и я , способы |
и с п о л ь з о в а н и я к а р т ы |
( н а с т о л ь н а я , н а с т е н н а я ) , а н а л и з а к а р т о г р а ф и ч е с к о й
информации |
(с помощью ЭВМ или |
без), |
условия работы |
с |
||
к ар то й (отдельно, |
в к о м п л ек се |
с |
д р у г и м и к а р т а м и , |
в |
||
с к л е й к е ) , |
у с л о в и я |
п е р е д а ч и |
на |
них |
о т н о с и т е л ь н ы х |
характеристик картографируемых объектов (географического пол о ж ен и я одних те р р и т о р и й относительно других, их площадей и форм), требования по отображению коммуника ций и связи территорий и т.п.
К третьей группе отнесем факторы, которые характеризу ют п о л у ч а е м у ю к а р т о г р а ф и ч е с к у ю п р о ек ц и ю . Это ее х а р а к т е р и с к а ж е н и й , у с л о в и я о б е с п е ч е н и я м и н и м у м а искажений и допустимые максимальные искажения длин, углов и площадей, характер их распределения, кривизна
изображения геодезической линии, локсодромии, условия изображения других линий положения, стереографичность проекции (степень передачи форм территории), кривизна изображения линий картографической сетки, требования об ее о р т о г о н а л ь н о с т и , о б е с п е ч е н и и з а д а н н ы х в е л и ч и н о т к л о н е н и й от п р я м о г о у г л а м е ж д у и з о б р а ж е н и я м и меридианов и параллелей, их равноразделенности, характер изображения полюсов, условия симметричности картографи ческой сетки относительно среднего меридиана и экватора, условия их изображения (размеры изображения экватора относительно среднего м ер и д и ан а и полюсов, если они изображаются линиями), условия зрительного восприятия изображения, наличия эфф екта сферичности, перекрытий (повторяемости), участков картографического изображения и т.п.
Выбор картографических проекций осуществляется в два этапа: на первом устанавливается совокупность проекций (или их свойства), из которой целесообразно производить их выбор; на втором - определяют искомую проекцию.
Все факторы первой группы, как правило, должны быть твердо заданными. Их учет предполагает, преж де всего,
выбор таких |
проекций, |
в которых их центральные точки и |
ц е н т р а л ь н ы е |
л и н и и , |
в б л и з и к о т о р ы х м а с ш т а б ы м ало |
и з м е н я ю т с я , н а х о д я т с я в ц е н т р е к а р т о г р а ф и р у е м о й т е р р и т о р и и , а ц е н т р а л ь н ы е л и н и и н а п р а в л е н ы , по возможности, по направлению наибольшего протяжения этих территорий.
Поэтому для многих карт выбирают:
- цилиндрические проекции - для территорий, располо ж енных вблизи и симметрично относительно экватора и вытянутых по долготе;
- конические проекции - для таких же территорий, но не симметричных относительно экватора или расположенных
всредних широтах;
-азимутальные проекции - для изображения полярных областей;
-поперечные и косые цилиндрические проекции - для изображения территорий, вытянутых вдоль меридианов или вертикалов;
-поперечные или косые азимутальные проекции - для показа территорий, очертания которых близки к окружности
ит.п.
Т а к и м о б р а з о м , у ч е т ф а к т о р о в этой г р у п п ы д а е т
в озм ож ность п р е д в а р и т е л ь н о у стан о ви ть совокупность проекций (или их свойств), из которой ц елесооб разн о определять искомую проекцию.
Вторая группа факторов является основной при решении поставленной задачи . Именно, исходя из условий этой группы, определяют относительную значимость факторов третьей группы: какие из них являются в конкретном случае наиболее су щ е ст ве н н ы м и , а к ак и е ф а к т о р ы можно не учитывать. При этом некоторые из требований, например, о ж елаемом х а р а к те р е искажений проекции, максимально допустимых их величинах, изображении полюсов, симметрич ности или а с и м м е т р и ч н о с т и к а р т о г р а ф и ч е с к о й сетки, разделенности меридианов и параллелей, наличии перекры вающихся частой изображения и т.п. в определенных случаях п о д л е ж а т безу сл о в н о м у учету. Это зн ачи т, что выбор проекции должен выполняться в данном случае только из совокупности проекций, в которой заданные требования полностью удовлетворяются, например, только из равновели ких проекций или только из проекций с ортогональной сеткой и т.п. Таким образом, факторы, приобретающие в данном конкретном случае безусловную значимость, в дополнение к факторам первой группы, позволяют, в основном, решить первую часть задачи - установить совокупность проекций (или их свойств), из состава которой целесообразно определять
искомую |
проекцию. |
После |
в ы д ел е н и я всех этих ф ак то р о в, п о д л е ж а щ и х |
обязательному учету, выполняется ранжирование (иерархия) всех п р о ч и х ф а к т о р о в , о п р е д е л я е т с я о т н о с и т е л ь н а я значимость каждого из них при выборе конкретной проекции.
Выбор картографических проекций может осуществляться в автоматизированном режиме (см. п.4.6.3.) или традиционны ми методами, основанными на с р а вн и те л ь н о м а н а л и з е различных картографических проекций, которые могут быть использованы для создания конкретной карты.
При выборе проекций по второму способу, который в настоящее время пока имеет наибольшее распространение, с р а в н и т е л ь н ы й а н а л и з к а р т о г р а ф и ч е с к и х п р о е к ц и й осуществляется на основе учета влияния (в значительной мере субъективного) отдельных указанных выше факторов.
Как уж е отмечалось, учет ф ак то р о в первой группы позволяет установить совокупность проекций, из состава которой целесообразно определять искомую проекцию.
В лияние на р еш ен и е данной за д а ч и этих ф а к т о р о в
возрастает вместе с увеличением размеров изображаемых областей.
Для у м ен ь ш ен и я величин и скаж ен и й и обеспечения лучшего их распределения, особенно при картографировании крупных территорий, стремятся, кроме учета положения центральных точек и линий проекций и их соответствия географическому положению территорий, добиться, чтобы
изоколы |
совпадали со схематизированными очертаниями |
||
и з о б р а ж а е м ы х областей. Точно |
так |
ж е а н а л и з и р у е т с я |
|
влияние |
назначения, содержания |
(специализации) карты, |
|
способа |
ее и с п о л ь з о в а н и я , а н а л и з а |
к а р т о г р а ф и ч е с к о й |
информации (с использованием ЭВМ или без), ф ормата
издания |
и т.п. |
|
|
Такой анализ выполняется в каждом конкретном случае |
|||
создания |
карты. |
|
|
Так, например, при создании школьных карт для учеников |
|||
среднего |
возраста стремятся, |
чтобы |
на рассматриваемых |
к а р т а х |
к а р т о г р а ф и ч е с к и е |
с е т к и |
были с и м м е т р и ч н ы |
относительно среднего меридиана и имели равноразделенные или близкие к ним меридианы и параллели при минимальной кривизне последних.
П о ск о л ьк у ш ко л ьн ы е к а р т ы не п р е д н а з н а ч е н ы д л я выполнения по ним измерений, то не предъявляют строгих т р е б о ва н и й к х а р а к т е р у , ве л и ч и н ам и р а с п р е д е л е н и ю искажений. Желательно, чтобы при зрительном восприятии к а р т ы с о з д а в а л с я э ф ф е к т с ф е р и ч н о с т и , а в з а и м н о е р а з м е щ е н и е и з о б р а ж е н и я м а т е р и к о в и о к е а н о в было традиционным и привычным; районы оконечности Азии располагались вблизи восточной рамки, а материки Америки - вблизи западной рамки листа.
В тех случаях, когда изображению подлежат крупные по площади области и, следовательно, искажения длин и площадей будут достигать значительных величин, пренебречь которыми невозможно, следует выбирать не те проекции, в которых искажения длин минимальны, а те, в которых проще учитывать влияние этих искажений.
При создании мелкомасштабных карт, предназначенных для зрительного восприятия, существенными ф акторами являются наиболее правильная передача относительности географического расположения территорий, вид картогра фической сетки, наличие эффекта сферичности и другие.
Для окончательного решения вопроса о выборе искомой проекции составляются и анализируются макеты картографи