Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бугаевский Л.М. - Математическая картография - 1998.pdf
Скачиваний:
633
Добавлен:
10.03.2016
Размер:
12.22 Mб
Скачать

ческих сеток

с изоколами (с

учетом желаемой

компоновки

с о з д а в а е м ы х

к арт) во всех

их о тобран н ы х

ва р и а н т а х .

Предпочтение отдается тому из этих вариантов, в котором оптимально удовлетворяются отмеченные выше требования, а вид картографической сетки наиболее близок к желаемому.

4.3.2. ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ХАРАКТЕРА ИСКАЖЕНИЙ ПРОЕКЦИЙ СОЗДАВАЕМЫХ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ КАРТ

Очень важно, чтобы х а р а к т е р и с к а ж е н и й проекц и й наиболее полно соответствовал назначению, содержанию, масштабам создаваемых карт, особенностям решения задач по этим картам, выбранным способам изображения основного содержания на картах.

Карты масштабов 1:1 ООО ООО и крупнее целесообразно в большинстве случаев составлять в равноугольных проекциях, 1:2 ООО ООО - 1:10 ООО ООО - в равновеликих и в меньшей мере в равноугольных и произвольных проекциях, масштабов мельче 1:10 ООО ООО - в произвольных и в меньшей мере в равновеликих проекциях.

При отображении тематического содержания способами картограмм и картодиаграмм более целесообразны равновели­ кие и близкие к ним проекции.

Вслучаях, когда основная картографическая информация отображ ается способом изолиний, следует иметь в виду назначение, сп ец и али зац и ю карт, какие зад ач и по ним предполагается решать.

Вчастности, если предполагается выполнение измерений площадей, заклю ченных меж ду изобарами, изотермами,

изогонами и т.п., предпочтительны равновеликие и близкие к ним проекции. Если же необходимо определять градиенты

различных явлений

(магнитного склонения, солености воды

и т.п.), в ы п о л н я ть

и н т е р п о л и р о в а н и е з н а ч е н и й м еж д у

изолиниями необходимо применять равноугольные проекции, в которых частные масштабы длин не зависят от направле­ ний.

С точки зрения назначения и содержания конкретных

кар т,

р е ш а е м ы х по ним з а д ач , с л е д у е т

иметь в виду

следующее.

 

На

обще г е о гр а ф и ч е ск и х к а р т а х могут

и з м е р я т ь с я и

сопоставляться площади различных физико-географических объектов, изучаться протяженность береговой линии, рек,

дорог и т.п. - в этих

с л у ч а я х целесообразно

вы б и рать

р а вн о п р о м е ж у то ч н ы е

или близкие к ним по

х а р а к т е р у

искажений проекции.

 

 

При создании ф изических карт, на которых основное значение имеет изображение гидрографии и рельефа, по которым изучаются и сопоставляются очертания и направле­

ния рек,

долин, хребтов, а также измеряются и

изучаются

п л о щ а д и

б а с с е й н о в , о р о г р а ф и ч е с к и х о б ъ е к

т о в и т.п.

используемые проекции могут иметь различный характер искажений. В первом случае более подходят равнопромежу­ точные и близкие к ним проекции, а для некоторых карт - равноугольны е и близкие к ним проекции; во втором - проекции с небольшими искажениями площадей.

На к л и м а т и ч е с к и х и м ете о р о л о ги ч е ск и х к а р т а х , на которых ряд закономерностей изучают с помощью изолиний, стрелками показывают направления, скорость и силуветров, обращается внимание на формы изолиний - предпочтительны равноугольны е проекции. Для некоторых из этих карт, например, синоптических, по совокупности требований более других подходят равнопромежуточные или близкие к ним проекции.

Для геологических карт, на которых показывают участки с различными геологическим строением - целесообразнее использовать равновеликие и близкие к ним проекции.

На тектонических, геоморфологических и картах рельефа, когда важ но пер едать площади областей складчатости , различных видов отложений, бассейнов, а также площади, заключенные между высотными ступенями и т.д. следует выбирать проекции, обладающие небольшими искажениями площадей. В случаях, когда основное внимание уделяется правильной передаче направлений разломов, горных цепей и хребтов, очертаний и направлений рек, выявлению форм долин, плоскогорий и т.п. - больше подходят равнопромежу­ точные проекции, а так ж е проекции приближ ающ иеся к равноугольным.

На с е й с м и ч е с к и х к а р т а х в ы п о л н я ю т с я и з м е р е н и я расстояний от эпицентров землетрясений - более других подходят равноугольные и близкие к ним проекции. Для измерения расстояний по ортодромиям от одной сейсмической станции - подходят карты, составленные в равнопромежуточ­

ной а зи м у т а л ь н о й проекции с

полюсом в точке

данной

станции.

 

 

К арты сельского х о зяй ства

р азн о о б р азн ы по

своему

н а з н а ч е н и ю и с о д е р ж а н и ю . Д ля б о л ь ш и н с т в а из них, например, общесельскохозяйственных карт, отражающих как основные факторы природы, так и социально-экономические, связанные с состоянием и развитием сельского хозяйства, карт земельных фондов и землепользования, его интенсив­ ности и эффективности, карт животного и растительного м и р а, п о ч в е н н ы х к а р т гр у н то в , с т р у к т у р ы п о с е в н ы х площ адей и др. - более целесообразны р авн о в ел и к и е и близкие к ним проекции.

Для административных, политико-административных и политических карт, по которым картографическая информа­ ция оценивается преимущественно зрительно - наиболее

подходят

проекции, близкие к равнопромежуточным, а в

с л у ч а я х ,

когда п р е д п о л а г а е т с я вы п олн ен и е и з м ер е н и й

площадей

- равновеликие и близкие к ним проекции.

При создании многих экологических карт: различны х видов загрязнений территорий, комплексного наруш ения земель добывающей промышленности и ее продуктивности при разных видах хозяйственной деятельности, интеграль­ ного в о зд е й с тв и я тр ан сп о р та, п ы льны х бурь, водной и в е т р о в о й э р о з и и , д е м о г р а ф и ч е с к о г о д а в л е н и я , к а р т растительности (фитоэкологических), позволяющих через реакцию растительности выявлять и фиксировать пространст­

венные

и

временные изменения состояния окр у ж аю щ ей

среды,

а

также

других аналогичных карт - целесообразны

р а в н о в е л и к и е

проекции . Для к а р т сейсм и чн ости , к а р т

демографического и экологического потенциалов, взаим о ­ действия различных экологических факторов, корреляцион­ ные оценки которых отображаются способами изолиний, по которым в ы п о л н я е т с я и н т е р п о л и р о в а н и е , о п р е д е л е н и е гр ад и ен то в - более п р е д п о ч т и т е л ь н ы ра вн о у го л ь н ы е и близкие к ним проекции, а при одновременном отображении различных экологических характеристик: одних способами картограм, а других изолиниями - равнопромежуточные по характеру искажений проекции.

Для создания исторических карт, на которых важно правдоподобно показать размеры территорий, на которых происходили исторические события, а также создания карт здравоохранения, отображающих распространение болезней или условий и источников их возникновения - более других подходят равновеликие и близкие к ним проекции. Такой ж е п о д х о д ц е л е с о о б р а з е н к с о з д а н и ю б о л ь ш и н с т в а экономических карт, карт населения народов.

При создании инвентаризационных карт, карт динамики - преимущества также имеют равновеликие проекции. Для оценочных и прогнозных карт, в зависимости от отображае­ мых и оцениваемых (прогнозируемых) объектов и явлений - могут быть использованы разные по характеру искажений проекции.

Так оценочные карты, как известно, дают целенаправлен­ ные классификации и оценки отображаемых явлений природы

и общества,

их отдельных компонентов

с

точки

зр ен и я

к о н к р е т н ы х

о тр а с л е й д е я т е л ь н о с т и или

ж и з н и

людей,

например, оценку природных комплексов

с

точки

зрения

о р г а н и з а ц и и б аз о т д ы х а , к у р о р т о в , о с у щ е с т в л е н и я сельскохозяйственного производства; взаимосвязи отдельных компонентов природы с другими элементами и т.п.

В одном случае содержание таких карт будет изображать­ ся способом картограмм и в этом случае предпочтительнее использование равновеликих и близких к ним проекций; в другом более целесообразно использовать (для отображения содержания карты) способ изолинии и составление карты вести в равноугольных и близких к ним проекциях.

4.4 . О П О ЗН А В А Н И Е (О П Р Е Д Е Л Е Н И Е )

ПР О Е К Ц И Й ПО ВИДУ И З О Б Р А Ж Е Н И Я ИХ

МЕРИДИАНОВ И ПАРАЛЛЕЛЕЙ

Как отмечалось выше (раздел 1, п.4), картографические проекции по виду ориентировки картографической сетки могут быть получены в нормальной (прямой), косой или п о п е р е ч н о й с и с т е м а х к о о р д и н а т , и м ет ь и з о б р а ж е н и е

п а р а л л е л е й

с постоянной или

п ер ем ен н о й

к р и в и з н о й ,

р а зл и ч а ть ся

своим характером

искажений,

относиться

к

одному из

многочисленных классов проекций.

 

 

В этой

связи определение проекций изданных карт

во

многих случаях пр ед ставл яет сложную задачу . Поэтому желательно, чтобы на картах при их создании были даны сведения о проекциях, в которых они составлены.

Определение проекций по виду картографической сетки особенно осложняется при изучении крупномасштабных карт, поскольку, чем крупнее масштаб, тем меньше р а з м е р ы изображенных на листах территорий, меньше по абсолютной величине и скаж ения всех видов и труднее установить различия проекций.

Опознание проекции по виду изображения меридианов и

параллелей на картах включает решение пяти задач:

-установление вида ориентировки картографической сетки по положению полюса системы координат, принятой для вычисления данной проекции;

-определение характера изображения параллелей - имеют ли они постоянную или переменную кривизну;

-установление класса данной картографической проекции;

-

определение

характера

ее искажений;

-

определение

постоянных

параметров проекции.

Первая задача более просто решается в случае, если на карте дано изображение географического полюса.

Д л я с л у ч а я н о р м а л ь н о й к а р т о г р а ф и ч е с к о й с е т к и географический полюс будет показан: в центре изображаемой области - в азимутальных проекциях; у северной (южчой) рамки - при использовании псевдоконических проекций, в к о т о р ы х п а р а л л е л и и з о б р а ж а ю т с я к о н ц е н т р и ч е с к и м и окружностями; не будет показан в пределах карты - в случае

использования

прочих проекций.

При решении второй задачи - определении характера

и зо б р а ж е н и я

п а р а л л е л е й с постоянной или переменной

кривизной, необходимо иметь в виду, что в настоящее время абсолютное большинство карт составляется в проекциях с постоянной кр и ви зн о й п а р а л л е л е й . Только в проекции Чебышева и в некоторых проекциях, получаемых численными методами, применяемых весьма редко, параллели имеют переменную кривизну.

Х арактер кривизны параллелей можно установить на основе вы п о л н ен и я и з м ер ен и й на р а з л и ч н ы х у ч а с т к а х изображения параллелей проекции и при необходимости путем вычисления этих показателей, например, по формулам (см. п.1.2.7.).

Если кривизна параллелей

окажется переменной,

то в

б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в это

б у д е т о з н а ч а т ь , что

при

со ставлении данной к ар ты была и сп о л ьзо ван а система сферических координат, в которой полюс не совпадает с географическим полюсом.

Если в р е з у л ь т а т е п р е д в а р и т е л ь н о г о п р о с м о т р а установлено, что карта составлена в нормальной системе координат, то определение ее класса сводится к отождеств­ лению вида картографических сеток данной проекции с теми, которые даны в рассмотренных выше их классификациях (см. п.1.4).

С этой целью при а н а л и з е к а р т о г р а ф и ч е с к о й сетки

рассматриваемой проекции устанавливается какими линиями (прямыми или кривыми) изображаются меридианы; являются ли и з о б р а ж е н и я п а р а л л е л е й к о н ц е н т р и ч е с к и м и или эксцентрическими окружностями; определяется ортогональна ли ее картографическая сетка, характер ее симметричности

относительно

среднего м ери д и ан а и экватора, х а р а к т е р

и з о б р а ж е н и я

г е о г р а ф и ч е с к о г о полюса

- в

виде точки,

отрезков прямых или кривых линий. Все

эти

определения

вы полняются визуально, либо с использованием простых графических приемов.

При решении четвертой задачи - определении характера

искажений проекции

следует иметь в виду следующее.

В р авноугольны х

п р о ек ц и ях к а р т о г р а ф и ч е с к а я сетка

о б я з а т е л ь н о д о л ж н а б ы т ь о р т о г о н а л ь н о й , а ч а с т н ы е масштабы длин не зависеть от направлений.

В проекциях с ортогональной картографической сеткой ( ц и л и н д р и ч е с к и х , к о н и ч е с к и х и а з и м у т а л ь н ы х ) д л и н ы о т р е з к о в м е р и д и а н о в м е ж д у с м е ж н ы м и п а р а л л е л я м и изменяются при удалении от центральных линий или точек (линий или точек экстремальных масштабов): возрастают - в

равноугольных

и близких

к

ним проекциях, убывают - в

р а в н о в е л и к и х

и б л и з к и х

к

ним п р о е к ц и я х , о с т а ю т с я

неизменными - в равнопромежуточных вдоль меридианов проекциях.

Для более точного определения х а р а к те р а искаж ений проекций, как с ортогональной, так и с неортогональной к а р т о г р а ф и ч е с к и м и с е т к а м и , н е о б х о д и м о в ы п о л н и т ь измерения прямоугольных координат узлов картографической с е т к и в п р о и з в о л ь н о й с и с т е м е к о о р д и н а т , а з а т е м с использованием способов численного дифференцирования (см. п.4.5.3.), вычислить по известным формулам общей теории частные масштабы длин и другие характеристики проекции, что обеспечивает однозначный ответ на поставленный вопрос.

В ы ч и с л е н и е п о с т о я н н ы х п а р а м е т р о в п р о е к ц и й с использованием формул этих проекций после установления их класса и характера искажений трудностей не вызывает.

Реш ение задачи опознавания (определения) проекций карт, составленных в “косой” или “поперечной” системах координат даже при картографировании крупных регионов, но без изображения географического полюса, представляет значительные трудности.

В о з н и к а е т н е о б х о д и м о с т ь в ы п о л н е н и я к о м п л е к с а измерений и исследований свойств проекции, указан н ы х