Навчальний посыбник "Основи картографування"

Про матеріал

У навчальному посібнику розкриті основні поняття дисципліни “Основи картографування”, розглянуті актуальні напрямки сучасної картографічної науки, яка є інтегральною із астрономією, геодезією, географією, інформатикою. Тематика розділів підручника відповідає навчальній та робочій програмі дисципліни «Основи картографування» для студентів 4 курсу за напрямом підготовки 6.080101 «Геодезія, картографія та землеустрій», спеціальність 5.08010102 «Землевпорядкування» ВП «Костянтинівського технікуму Луганського національного аграрного університету».

Перегляд файлу

Основи картографування

Навчальний посібник

О.В.РЯБКО

ОСНОВИ КАРТОГРАФУВАННЯ

2018

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВП «КОСТЯНТИНІВСЬКИЙ ТЕХНІКУМ ЛУГАНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТУ»

О.В.РЯБКО

ОСНОВИ КАРТОГРАФУВАННЯ

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

КОСТЯНТИНІВКА 2018

УДК 528.91

Розглянуто на засіданні циклової комісії гідромеліоративних та землевпорядних дисциплін

ВП «Костянтинівського аграрного технікуму Луганського національного аграрного університету»

Протокол № «___» від___________2018р.

Голова циклової комісії Євсюкова А.О.

Рецензенти:

С. Г. Радов К.т.н. доцент кафедри землевпорядкування і кадастру

Рябко О.В. викладач ІІ категорії

Основи картографування: навчальний посібник.-Костянтинівка: 2018.- 195 с.

Тематика розділів підручника відповідає навчальній та робочій програмі дисципліни «Основи картографування» для студентів 4 курсу за напрямом підготовки 6.080101 «Геодезія, картографія та землеустрій», спеціальність 5.08010102 «Землевпорядкування» ВП «Костянтинівського технікуму Луганського національного аграрного університету».

©Рябко О.В.

ЗМІСТ
ЗМІСТ	4
ВСТУП	6
Частина 1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ДИСЦИПЛІНУ	8
1.1 Загальне поняття, завдання картографії	8
1.2 Структура навчальної дисципліни	9
1.3 Зв’язок картографії з іншими науками	12
Частина 2 КАРТОГРАФІЧНІ ОБРАЗНО ЗНАКОВІ ПРОСТОРОВІ МОДЕЛІ	16
2.1 Карта та її основні властивості	16
2.2 Класифікація карт	23
2.3 Етапи створення карт та їх використання	32
2.4 Класифікація атласів і глобусів	41
Частина 3 МАТЕМАТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ КАРТ	47
3.1 Основні елементи математичної основи географічних карт	47
3.2 Поняття про географічні та плоскі полярні координати	49
3.3 Види масштабів і способи їх показу на карті	54
3.4 Рамки, розграфлення та компонування карт	60
3.5 Допоміжне оснащення карти. Довідкові дані карти.	62
3.6 Принципи розграфлення номенклатурних карт	64
Частина 4 КАРТОГРАФІЧНІ ПРОЕКЦІЇ ТА СПОСОБИ КАРТОГРАФІЧНОГО ВІДОБРАЖЕННЯ ДІЙСНОСТІ	72
4.1 Поняття картографічних проекцій та їх класифікації	72
4.2 Вибір та розпізнавання картографічних проекцій	96
4.3 Проекція Гауса-Крюгера	99
4.4 Способи картографічного відображення дійсності	103
Частина 5 ОСНОВШ ПРИНЦИПИ РЕДАГУВАННЯ, СКЛАДАННЯ, ОФОРМЛЕННЯ ТА ТЕХНОЛОГІЯ ВИДАННЯ КАРТ	120
5.1 Поняття про картографічні джерела	120
5.2 Редакційний план карти	126
5.3 Складальний оригінал карти і роботи з його виготовлення	129
5.4 Способи складання карт	133
5.5 Контроль картографічних робіт	135
5.6 Загальні відомості з оформлення карт. Різновиди видавничих оригіналів карти і вимоги до них	147
Частина 6 ВИКОРИСТАННЯ КАРТ У ЗЕМЛЕВПОРЯДКУВАННІ ТА ЗЕМЕЛЬНОМУ КАДАСТРІ, НАУКОВІЙ І ПРАКТИЧНІЙ РОБОТІ	147
6.1 Карта як засіб пізнання дійсності	147
6.2 Картографічний метод дослідження	155
6.3 Аналіз та оцінка карт	160
6.4 Оцінка надійності досліджень за картами	164
6.5 Завдання, які вирішують за допомогою карт у землевпорядному кадастрі, управлінні земельними ресурсами	169
Частина 7 ГЕОІНФОРМАЦІЙНЕ КАРТОГРАФУВАННЯ	173
7.1 Загальне поняття геоінформаційних систем (ГІС)	173
7.2 Поняття геоінформаційного картографування	183
7.3 Растрові зображення. Векторні зображення	191
7.4 Технологія створення цифрових карт	195
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ	198

Вступ

Предметом вивчення навчальної дисципліни є земельні ресурси України, які вражають своєю різноманітністю, як з точки зору географії, так і ландшафтів, права і обов’язки суб’єктів права на землю тощо.

Основи картографування є однією з базових дисциплін під час підготовки фахівців із землеустрою та кадастру.

Метою навчальної дисципліни “Основи картографування” є:

вивчення теоретичних основ картографування;
застосування набутих знань і умінь на практиці.

Завданням навчальної дисципліни “Основи картографування” є:

формування картографічного світогляду майбутніх спеціалістів;
ознайомлення їх з теорією і практикою картографічного моделювання - методом пізнання й відображення поверхні Землі на площині;
вивчення техніки проектування, редагування, складання й видання карт і методів їхнього використання.

У своїй роботі фахівці із землеустрою та кадастру повсякчас використовують картографічні зображення (карти, плани, схеми) або як основу майбутніх побудов, або як інформаційні джерела.

В останні роки стрімкий прогрес картографії та суміжних із нею дисциплін призвів до появи нових методів, технологій і напрямків картографування, а також до створення нових типів картографічних творів.

Вивчення дисципліни та набуття картографічної культури обов’язково передбачають широке використання вітчизняних і зарубіжних загально- географічних і тематичних карт, комплексних атласів, а також ознайомлення з комп’ютерними картографічними програмами та додатковою науковою літературою під час лабораторних практикумів і самостійної роботи.

Як результат вивчення навчальної дисципліни “Основи картографування” студенти повинні знати:

загальні поняття та визначення в картографії;
види сільськогосподарських карт і карти, які використовують у землевпорядкуванні;
значення сільськогосподарських карт і атласів;
основні елементи математичної основи географічних карт, основи теорії спотворень і картографічних проекцій;
основні способи картографічного відображення дійсності;
фактори, види і прийоми картографічної генералізації;
основні етапи створення карти, значення редакційної підготовки в проектуванні карти;
зміст видавничих робіт і засоби малотиражного розмноження карт;
методи аналізу картографічної інформації для пізнання відображених об’єктів і явищ;

Перспективи розвитку сільськогосподарської картографії, використання найновіших досягнень науки і техніки в галузі картографічного виробництва- вміти:

виконувати опис топографічних карт за частинами і елементами, різні прийоми картографічної генералізації;

Частина 1

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ДИСЦИПЛІНУ

Загальне поняття, завдання картографії

Картографія — це галузь науки, техніки і виробництва, що охоплює вивчення, створення та використання картографічних творів.

Складовою частиною поняття "картографія" є слово "карта" (в перекладі з грецької означає аркуш папірусу для письма), яким позначають особливу форму фіксування знань про оточуючий світ. Цю форму, завдяки притаманним тільки їй ознакам, легко відрізнити від інших форм закріплення знань людини: вербальної, чи описової природньою мовою, математичної та ін.

В наведеному вище стандартному визначенні відмічені різні за змістом і прийомами вирішення напрямки діяльності людини: наукові дослідження і розробки, технічне забезпечення картографічних робіт, працю по безпосередньому виготовленню картографічної продукції.

Географи основну увагу приділяють науковому напрямку картографії. З цієї точки зору картографія — наука про відображення і дослідження об'єктів природи і суспільства (їх розміщення, властивостей, взаємозв'язків, змін у просторі і часі) за допомогою карт та інших картографічних моделей будь-яких сторін реального світу. Таке визначення вказує на предмет наукової картографії, на те, що вивчає ця наука.

Предметом картографії є об'єкти природи і суспільства — їх властивості, взаємозв'язки, зміни у просторі і часі. Саме відображення змін об'єктів в просторі (або просторових відношень об'єктів) відрізняє картографію від інших наук, що вивчають ті ж об'єкти (географії, біології, фізики, історії та ін.). Слід відмітити, що об'єктом можуть бути предмети(будь-які конкретні матеріальні утворення реального світу, що сприймаються органами чуття людини), їх стан, ситуація, зумовлена певними обставинами чи умовами, явища(будь-які вияви змін, перетворень та ін., що відбуваються в навколишньому середовищі.

Як кожна наука, картографія має свої методи вирішення наукових і практичних завдань — це картографічне моделювання і картографічний метод дослідження, за допомогою яких створюють картографічні моделі, розробляють прийоми їх аналізу, застосування та перетворення з метою вивчення реального світу і набуття нових знань. Тобто коло інтересів картографії не обмежується відображенням реального світу, а й включає дослідження останнього за допомогою притаманних тільки їй засобів, що дозволяє віднести картографію до пізнавальних наук.

Невід'ємною складовою сутності будь-якої науки є отримані нею знання та способи їх подання. Картографія фіксує знання шляхом створення картографічних моделей, основним видом яких є карта.

Структура навчальної дисципліни

Сучасну картографію складає система наукових і технічних дисциплін (розділів), зміст яких визначається завданнями, котрі цими розділами вирішуються.

Теорія картографії (картознавство, вчення про карту) — розділ, що розглядає предмет і методи картографії, окремі питання, пов'язані зі створенням та використанням карт: картографічне відображення дійсності, його можливості й особливості зображення різних об'єктів, картографічні джерела; загальну методику використання картографічних творів у наукових і практичних цілях; історію картографічної науки, розвитку її технічної бази і методів створення і застосування карт та інших картографічних творів.

Математична картографія займається математичним обґрунтуванням картографічних моделей, розробкою математичних методів побудови картографічних сіток, виявленням спотворень зображення та їх розподілу тощо.

Проектування і складання карт — розділ, присвячений теоретичним основам, методам і технології лабораторного створення географічних карт, питанням науково-технічного керівництва цими роботами.

Оформлення карт і картографічна семіотика — розділ, в якому розглядаються теорія зображувальних засобів картографії і принципе розробки елементів' картографічних умовних знаків (картографічної мови); правила побудови знакових систем та користування ними (картографічний синтаксис), співвідношення знаків і об'єктів, що подаються на картах (картографічна семантика), інформаційні можливості знаків, сприйняття їх пізнаючим суб'єктом (картографічна прагматика); питання художнього проектування карт, їх кольорового чи штрихового оформлення тощо.

Видання карт — технічна дисципліна, що вивчає і розробляє технологію друкування, розмноження (тиражування), поліграфічного оформлення картографічних творів.

Економіка і організація картографічного виробництва — галузева економічна дисципліна, яка займається планово-економічними питаннями, організацією виробництва при оптимальному використанні картографічного устаткування, матеріалів, трудових ресурсів.

Використання даних інших наук (зокрема, лінгвістики, історії, географії і інформатики) сприяло формуванню таких розділів картографії, як картографічна топоніміка і картографічна інформатика. Перша вивчає географічні назви (їхнє змістове значення, лексичний склад, написання, переклад з однієї мови на іншу тощо); друга розробляє методи збирання, зберігання і надання користувачам інформації про картографічні твори та джерела.

Іноді в окремі розділи виділяють складові картознавства: картографічне джерелознавство, використання картографічних творів, історію картографії.

Цілком зрозуміло, що наведена вище структура картографії визначена за предметом дослідження — карта, методи її створення тощо. Поряд з таким членуванням картографії існує її галузевий (тематичний) поділ відповідно до особливостей картографування — комплексу робіт по створенню карт, які розрізняються за об'єктами картографічного вивчення, технічним оснащенням, методами проведення, організацією, отриманими результатами. Так, за об'єктом картографування виділяють географічну (земну) картографію з подальшим поділом на картографію суші і картографію морів та океанів, космічну картографію, завданням якої є відображення небесних тіл та космічного простору. За змістом зображеного на картах виділяють картографію топографічну і загально географічну, завданням якої є зображення земної поверхні на картах так, як її бачить людина, і картографію тематичну, котра займається відображенням на картах певних об'єктів, які мають місце в природі, суспільному житті та діяльності людини. Залежно від цього тематичну картографію поділяють на галузеві види; геологічну, геоморфологічну, ґрунтів, кліматичну, геоботанічну, зоогеографічну, ландшафтну, економічну, населення, медико-географічну, історичну тощо. За методом проведення картографічних робіт розрізняють картографію наземну, аерокосмічну та підводну. Слід зауважити, що в сучасних працях з картографії поняття "галузь картографії" та "галузеве картографування" часто є синонімами (наприклад, топографічна картографія і топографічне картографування).

Зв’язок картографії з іншими науками

Зв'язки картографії з іншими науками різноманітні. Вони збагачують її, сприяють взаємному використанню здобутих теоретичних і практичних знань для розвитку кожної з наук, виникненню нових розділів та галузей, становленню нових наукових напрямків тощо.

На філософські науки, які досліджують загальні закони природи, суспільства та мислення, спирається теорія картографії. Достовірне відображення дійсності передбачає знання основ теорії відображення і теорії моделювання. Під впливом системних уявлень сформувалося системне картографування, метою якого є вдосконалення процесів створення карт, і яке ґрунтується на усвідомленні багаторівневого характеру картографування, обумовленого змістовою складністю об'єктів вивчення тощо. Обробка та зведення до певної системи відомостей про об'єкти картографування веде до глибшого пізнання цих об'єктів та підвищення наукової цінності карт. Врахування загальної теорії систем і формальної логіки сприяє оптимізації систем картографічних знаків, якими на картах зображують реальні об'єкти, формуванню картографічного образу зображеного. На системних принципах функціонують картографічні автоматизовані системи тощо.

Картографія має плідні зв'язки з географією і науками про Землю, які формують знання про природу та її компоненти, котрі знаходять своє відображення на картах. У той же час карти і картографування є одним із основних засобів пізнання з географії, екології, геології, геофізики, океанології, планетології тощо.

Картографія, використовує також здобутки соціально-економічних наук: економіки, соціології, демографії, історії, етнографії, археології тощо.

Взаємозв'язки з іншими науками є підґрунтям для формування нових галузей тематичного картографування, розробки нових видів і типів карт, принципів картографування, методів та прийомів використання карт. Разом з тим, збагачуючись сама, картографія сприяє становленню нових наукових дисциплін, таких, як медична географія, порівняльна планетологія.

Здавна картографія тісно пов'язана з математичними науками., які вона залучає для обґрунтування картографічних проекцій (математичного способу зображення складної поверхні на площині), системи координат для визначення положення об'єктів картографування. В наш час різні галузі математики використовуються при розробці методів застосування карт, математико-картографічного моделювання, автоматизації картографічних процесів. Саме взаємодія картографії і математики дозволяє розв'язувати задачі, які неможливо вирішити зусиллями кожної з них.

Зв'язок картографії з геодезією ґрунтується на використанні нею даних про фігуру Землі та інших планет, їхні гравітаційні і магнітні поля, системи координат, вимірювання ліній та кутів на поверхні Землі . і над нею, що є предметом супутникової геодезії. Ці дані потрібні для математичного обґрунтування картографічних зображень. Основу всього розмаїття карт складають топографічні карти, створенням яких займається топографія.

Сучасна картографія разом з топографією та науками про природу і суспільство широко використовує дані аеро- та космічних знімань, що створює умови для появи карт нового типу (космофотокарт), розширення тематики традиційних за формою карт, створення карт інших небесних тіл: Місяця, Венери, Марса та його супутників, Меркурія.

Розвитку картографії сприяють її зв'язки з технічними дисциплінами: автоматикою, електронікою, приладобудуванням, напівпровідниковою і лазерною технікою, хімічною технологією, матеріалознавством, поліграфією тощо. Наслідком цього є удосконалення і створення нового картографічного обладнання, приладів автоматизованих систем, підвищення технічного рівня картографічного виробництва, покращення якості й естетичних характеристик картографічних творів.

Новітня техніка дозволяє створювати нові напрямки картографії, такі, як цифрове картографування, формування картографічних банків даних про реальний світ. Географічні інформаційні системи і банки картографічних даних і знань стали поштовхом для становлення геоінформаційного картографування. Прикладом позитивних наслідків взаємозв'язку різних наукових і технічних дисциплін (картографії, аерокосмічного зондування і машинної графіки) є становлення геоіконіки — науки, яка вивчає загальні характеристики геозображень усіх типів: традиційних та електронних карт, аеро- і космічних знімків, стереозображень, комп'ютерних анімацій, тривимірних моделей тощо.

Сполучення картографії з технічною (включаючи машинну) графікою і мистецтвом, урахування основних положень естетики та художнього конструювання (технічного дизайну) забезпечують гармонійне поєднання художніх і функціональних властивостей картографічних творів. Наведений перелік багатьох наук, з якими картографія має зв'язки, і наслідків взаємного впливу, звичайно, неповний, але й він ілюструє різнобічність таких контактів, що дозволяє розширити сферу наукових інтересів картографії і практичного використання картографічних творів.

Частина 2

КАРТОГРАФІЧНІ ОБРАЗНО ЗНАКОВІ ПРОСТОРОВІ МОДЕЛІ

Карта та її основні властивості

Карта - зменшене, подібне та узагальнене зображення на площині поверхні Землі, інших небесних тіл або космічного простору, що побудоване за певними математичними законами й наочно за допомогою умовних знаків показує розміщення й зв’язки різних предметів, явищ чи процесів, а також їх якісні та кількісні характеристики.

Моделювання природних процесів та явищ за допомогою географічних карт передбачає знання їх властивостей як образно-знакових моделей. Вивчення й складання карт вимагають аналітичного підходу, розділення карт на складові її елементи, уміння розуміти зміст, значення й функції кожного елемента та бачити зв’язок між ними. Схема елементів загально- $C:\Users\SERVER\Desktop\714793290_w0_h0_veb_nasha_map___final_copy.jpg$ географічної карти наведена на рис. 2.1.

Карта як модель дійсності, що розглядається з позицій теорії пізнання як просторова, математично визначена й генералізована образно- знакова модель, має характерні властивості.

Гносеологічні властивості карт такі: просторова-часова подібність, змістова відповідність, абстрактність, вибірковість та синтетичність, метричність, однозначність, безперервність, наочність та читанність, оглядовість та висока інформативність.

Просторово-часова подібність картографічного зображення й самого об’єкта проявляється в трьох аспектах: геометрична подібність форм та розмірів об’єктів картографування; часова подібність, тобто відображення на карті стану й розвитку об’єктів в момент часу, що відображений на карті; подібність відношень, зв’язків та підпорядкованості об’єктів.

Змістова подібність - це науково обгунтоване відображення головних особливостей дійсності з врахуванням генезису, зовнішньої та внутрішньої структури, а також ієрархії об’єктів.

Рисунок 2.1 - Схема елементів загальногеографічної карти

Абстрактність досягається генералізованістю карти, переходом від індивідуальних понять до узагальнених шляхом підбирання типових характеристик об’єктів та усунення дрібних й другорядних деталей. Карта не є точною копією об’єкта чи його фотографією, а є суб’єктивним відображенням об’єктивної реальності.

Вибірковість й синтетичність характеризується здатністю вичленити й роздільно представити ті фактори, процеси й аспекти об’єкта, які в реальній дійсності проявляються сумісно. З іншої сторони, карти можуть забезпечувати єдине цілісне зображення явищ й процесів, які в реальних умовах проявляються ізольовано.

Метричність карти забезпечується математичним законом побудови, точністю її складання й відтворення. Наявність масштабу, класифікацій, шкал та градацій дозволяє виконувати на картах різноманітні вимірювання кількісних показників й визначати якісні характеристики. Кількісні характеристики можна отримати в абсолютних одиницях, в вигляді бальних або рангових оцінок.

Однозначність - властивість карти як моделі мати тільки єдине значення в кожній точці в межах прийнятої системи позначень. Однозначність розглядається як просторова та знакова. Просторова однозначність проявляється в тому, що в кожній точці карти з координатами X та у поставлено в відповідність тільки одне значення параметра, що картографується. Знакова однозначність проявляється в тому, що кожний умовний знак на карті має тільки одне точно зафіксоване в легенді значення.

Безперервність означає, що картографічне зображення присутнє на всіх точках карти. На ній немає пустот та розривів, за винятком розривів, що передбачені деякими картографічними проекціями.

Наочність - це можливість зручного зорового сприйняття просторових форм, розмірів розміщення та зв’язків об’єктів. Ця властивість забезпечується продуманим відбором елементів змісту, доцільністю генералізації, ретельним вибиранням засобів зображення. Читанність карти характеризується візуальним розпізнаванням елементів та деталей картографічного зображення.

Оглядовість карти є здатність представляти одному погляду читача які завгодно простори (райони, материки або в цілому планету), головні закономірності розміщення і взаємозв’язку об’єктів та основні елементи їх структури.

Інформативність - це число знаків, кількісних характеристик та назв, що їх розміщено на одиниці площі карти, інформація передається за допомогою знаків та їх просторових комбінацій. Інформацію на карті читач може сприймати безпосередньо та за результатами вимірювань, перетворень та логічних висновків.

Крім загальноприйнятих карт, використовують анагліфічні, рельєфні й цифрові карти, фотокарти, карти-транспаранти, карти на мікрофіші, блок-діаграми й глобуси.

Анагліфічна карта друкується двома кольорами, що доповнюють один одного (наприклад, синьо-зеленим та червоним). При роздивлянні цих карт через спеціальні окуляри-світлофільтри спостерігають об’ємне зображення.

Рельєфна карта виконується для об’ємного тривимірного зображення місцевості. Вертикальний масштаб таких карт збільшений порівняно з горизонтальним в 2.....10 разів. Картографічну інформацію на таких картах показують звичайними знаками.

Фотокарта - це карта, що суміщена з фотографічним зображенням. її отримують суміщенням поліграфічних відтисків фотоплана з умовними позначеннями окремих об’єктів місцевості, горизонталями й підписами. Для складання фотокарт використовують аеро- й космічні знімки, що виконані в різних діапазонах.

Цифрова карта - цифрова модель об’єктів, що представлена в вигляді закодованих в числовій формі просторових координат X та У та інших елементів змісту. Цифрові карти є результат логіко- математичних перетворювань вихідної інформації про об’ єкти картографування. Зміст цифрових карт складають масиви даних про об’єкти картографування, проекції, масштаби й геодезичну основу, рамку карти та оформлення, що розміщене за рамкою.

Карта-транспарант-карта, що віддрукована поліграфічним способом на прозорій плівці й призначена для проектування на екран. При суміщенні комплекту карт з різним але взаємоузгодженим тематичним змістом розкривається зв’язок явищ між собою.

$C:\Users\SERVER\Desktop\depositphotos_194782218-stock-photo-miniature-people-standing-travel-planner.jpg$

Карта на мікрофіші - мініатюрна копія з карти або з іншого картографічного твору на фото- і кіноплівці або на масштабних носіях. Мікрофіші дають можливість зберігати оригінали з малими затратами та використовувати їх для картоскладання. Інформація з мікрофішей може безпосередньо вводитися в ЕОМ при автоматичному складанні та використанні карт.

Блок-діаграма - тривимірний картографічний рисунок, що суміщає зображення якої-небудь поверхні з повздовжніми та поперечними вертикальними розрізами. Вони використовуються для картографування геологічної, геоморфологічної, ландшафтної, океанологічної та іншої інформації про природне середовище.

Глобус - кулеподібна модель Землі, іншої планети або небесної сфери з картографічним зображенням. Глобуси бувають роз’ємними, що дозволяє демонструвати внутрішню будову земної кори.

Класифікація карт

Класифікація карт за різними ознаками необхідна для їх обліку, збереження, пошуку необхідної інформації, що є їх змістом, та вивчення особливостей самих карт. Вона також сприяє раціональній організації картографічного виробництва. Карти класифікують за такими ознаками: масштаб, територіальне охоплення, зміст, призначення, математична основа, епоха тощо. Карти, на яких зображена Земля або її частини, називають географічними. Зоряні - це карти зоряного неба. Існують карти інших небесних тіл.

За масштабом географічні карти класифікують: крупномасштабні (1:200000 та більше), середньомасштабні (1:200000 - 1:1000000) й дрібномасштабні (менше 1:1 000 000).

За просторовим охопленням карти класифікують, дотримуючись послідовного переходу від найбільш загальних понять до часткових. Першу рубрику класифікації складають карти всієї земної поверхні - карти світу, які часто зображують на двох півкулях. Далі розрізняють карти суші й Світового океану. Карти суші ділять на карти материків або їх груп. Всередині материків карти класифікують в залежності від вибраної ознаки: політико- адміністративна, фізико-географічна або економічна. За політико-адміністративним устроєм карти бувають груп держав, окремих держав, областей, штатів, кантонів, районів тощо. За фізико-географічною або економічною ознакою карти ділять на карти природних чи економічних районів, спочатку великі, а потім дрібні.

За змістом географічні карти класифікують на загальногеографічні та тематичні. Загальногеографічні карти відображають сукупність основних елементів місцевості, тобто показують гідрографію, рельєф, населені пункти, шляхи сполучення та інші елементи місцевості. Особливість їх змісту визначається масштабом карти. В залежності від масштабу їх ділять на топографічні, оглядно-топографічні та оглядні. Тематичні карти, основний зміст яких визначається конкретною темою відображення, спеціально присвячені якому-небудь елементу або явищу (населені пункти, клімат, транспорт, події історії тощо). Вони діляться на карти природних явищ та карти суспільних явищ, які, в свою чергу, групуються за більш вузькими галузями картографування (рис.2.2).

До кожної групи тематичних карт відноситься ряд карт конкретної тематики. Наприклад, до групи геологічних карт відносяться стратиграфічні, тектонічні, гідрогеологічні, інженерно-геологічні та інші.

В залежності від прийомів дослідження карти бувають аналітичні, синтетичні та комплексні. Аналітичні карти відображають окремі сторони або властивості явищ без відображення зв’язків та взаємодії з іншими їх сторонами або властивостями (температурою повітря, напрямком і силою вітру, опадами, крутизною схилів тощо). Синтетичні карти дають цілісну інтегральну характеристику явищ, при формуванні яких враховуються складові частини конкретного явища та існуючі між ними зв’язки (ландшафтні, кліматичного чи гідролого-кліматичного районування тощо). Комплексні карти відображають декілька взаємопов’язаних явищ або їх елементів й причому кожне явище в своїх показниках.

Рисунок 2.2 - Класифікація тематичних карт

За ступенем об’єктивності й достовірності змісту розрізняють карти-спостереження, карти-висновки, карти-гіпотетичні та карти-тенденціозні. Карти-спостереження містять дані, що отримані безпосередньо в результаті спостережень (опадів, забруднення атмосфери). Карти- висновки складають шляхом обробки фактичних даних та їх інтерпретації в відповідності з уявою автора про явище, що зображується (наприклад, клімат). Гіпотетичні карти складають при недостатній кількості фактичних даних на основі гіпотез та припущень (дрейфу материків). Тенденціозні карти відображають явно спотворену дійсність.

В залежності від характеру й ступеня практичної направленості змісту розрізняють інвентаризаційні, оцінні, рекомендаційні та прогнозні карти. Інвентаризаційні карти відображають об’єкти й явища в відповідності з їх класифікацією, що враховує інтереси даної області діяльності. Оцінні карти показують необхідність або ефективність використання природних або соціально-екологічних умов й ресурсів для тих чи інших цілей.

$C:\Users\SERVER\Desktop\20180822090133-7038.png$ Рекомендаційні карти показують способи й види раціонального використання природних й соціально-економічних умов та ресурсів.

Прогнозні карти показують очікуваний в майбутньому стан, розміщення й розвиток відомих або ще не виявлених об’єктів та явищ (забруднення території внаслідок аварійної ситуації на підприємстві).

За призначенням карти бувають науково-довідкові, навчальні, морські навігаційні, лоцманські річок, озер й каналів, аеронавігаційні, кадастрові, дорожні, оперативні, проектні, пропагандистські, туристичні.

$C:\Users\SERVER\Desktop\geogr-kartu-660x414.jpg$ Науково-довідкові карти призначені для отримання необхідної довідки, а також для ретельного вивчення особливостей зображення території або акваторії, розміщення на ній об’єктів і явищ, їх просторових взаємозв’язків та закономірностей їх розміщення з метою наукового дослідження та практичної діяльності.

Навчальні карти призначені для навчання відповідно до існуючих програм й посібників.

$C:\Users\SERVER\Desktop\Geologichna_budova_200_140.gif$

$C:\Users\SERVER\Desktop\narezka_mediterranean.png$ Морські навігаційні карти забезпечують судноводіння та безпечне плавання кораблів.

Аеронавігаційні карти призначені для підготовки до польоту, його виконання та контролю за ним. Кадастрові карти використовуються для забезпечення організації ефективного визначення й охорону сільськогосподарських, лісогосподарських та міських земель для планування виробництва, меліорації земель $C:\Users\SERVER\Desktop\Без названия.jpg$ та інших цілей.

Дорожні карти призначені для організації роботи доріг, їх ремонту та обслуговування транспортними засобами, а також для їх користувачів.

$C:\Users\SERVER\Desktop\dallas-trafik-karta.jpg$ На оперативних картах вирішуються поточні господарські та інші задачі.

Проектні карти відображають проектовну організацію території для цілей землевпорядкування, лісовпорядкування, гідротехнічного будівництва й меліорацій.

Пропагандистські карти призначені для розповсюдження політичних, наукових й технічних знань та ідей з метою їх впровадження в громадську свідомість.

$C:\Users\SERVER\Desktop\Без названия (1).jpg$

На туристичних картах показують розміщення турбаз, кемпінгів, архітектурних та історичних пам’яток, об’єктів природи, тобто дається інформація необхідна для забезпечення потреб туристів.

$C:\Users\SERVER\Desktop\111.gif$

Етапи створення карт та їх використання

Проектування карт - це розроблення проекту для створення або модернізації існуючої карти.

Мета проектування - розроблення документів й додатків до них, що необхідні для організації та виконання всіх робіт зі створення або модернізації карт й атласів і забезпечення на їх базі цілеспрямованого редагування, складання й підготовлення їх до видання.

Задачі проектування такі:

підготовлення спільно з замовником технічного завдання (ТЗ) до карти;
розроблення математичної основи карти (масштабу, проекції, компоновки й формату);
розроблення змісту карти, умовних знаків, образнотворчих засобів;
створення експериментальних зразків й авторських макетів;
розроблення найбільш раціональної й економічної технології робіт;
розроблення організаційних заходів зі створення карти та складанню техніко-економічного обґрунтування проекту.

Технічне завдання містить пояснювальну записку, в якій визначають назву карти, тип, територію картографування, формат, об’єм й можливі джерела вихідних матеріалів для складання. Додаються відомості про масштаб, проекції, наявність тексту й ілюстрації.

Науково-технічне проектування карти включає такі етапи:

уточнення цільового призначення карти й розкриття її теми та списку карт атласу;
розроблення математичної основи;
виготовлення макету компонування;
складання списку основних картографічних й інших джерел;
розроблення змісту карти, умовних знаків, варіантів художнього оформлення, зразків оформлення карти;
написання програми карти;
складання технології по окремих процесах;
розрахунок вартості й складання графіка робіт по окремих процесах.

Розроблення математичної основи карти передбачає: вибирання картографічних проекцій та визначення густини картографічної сітки для створюваної карти; проектування масштабу карти; проектування формату, компонування й розграфлення карти.

При вибиранні проекції враховують розміри й географічне положення території, призначення карти, величину лінійних, кутових й площинних спотворень та розподіл їх в різних частинах карти, вид картографічної сітки й масштаб.

Масштаб залежить від розмірів території, призначення карти, характеру її використання, значимості території, яка зображується, необхідного й можливого ступеня навантаження карти, можливості читати карти. Основна вимога - забезпечити точність карти, що складається.

$C:\Users\SERVER\Desktop\41b749e040aecf96cc44d496c5d183e3e7f54932.jpg$

$C:\Users\SERVER\Desktop\3941x2048.jpg$ Формат карти визначають її масштабом, охопленням території, що картографується, особливостями проекцій, умовами користування, техніко-економічними й поліграфічними факторами.

Проектування компонування карти передбачає визначення положення, яке зображується на карті території відносно рамок карти, розміщення назви карти, її легенди, додаткових карт, графіків й тестів та схеми розграфлення карти, тобто поділу її на аркуші.

Густина картографічної сітки вибирається за умови визначення координат шляхом лінійної інтерполяції а також забезпечення швидкого визначення знаходження точок Земної поверхні за її координатами.

Основні види робіт зі збирання й систематизації вихідних картографічних матеріалів такі:

збирання, систематизація, збереження й видача картографічних матеріалів та джерел для виробничого використання;
анотування, рецензування карт й атласів і підготовлення картографічних та додаткових посібників, що мають значення загально редакційних;
збереження, облік та видача документації й матеріалів, що вивчені та відібрані, формулярів, редакційних планів, штрихових й фарбових проб, дублікатів постійного зберігання, екземплярів минулорічних відбитків карт.

При збиранні, аналізі і оцінюванні звертають увагу на:

достовірність й повноту показу на джерелах всіх об’єктів, що їх необхідно відобразити на карті, яка проектується;
точність нанесення об’єктів й характер генералізації змісту картографічних матеріалів;
якість оформлення картографічного матеріалу;
суть та відповідність відображення об’ єктів певній даті;
відсутність в змісті картографічних матеріалів кон’юнктурних, випадкових та неперевірених відомостей.

Сільськогосподарські карти складають з використанням землевпорядкувальних знімань, матеріалів меліоративних робіт, схем землекористувань й статистичних матеріалів. Повнота змісту картографічного матеріалу оцінюється за наявністю об’єктів й явищ, які необхідно відобразити на карті, що проектується.

Виявлені картографічні матеріали для складання тематичних карт повинні бути однорідними за використаними показниками, класифікацією об’єктів та масштабом. Повнота змісту картографічних матеріалів оцінюється наявними об’єктами та явищами, які необхідно зобразити на карті, що проектується. Оцінювання вихідних матеріалів для картографування необхідно виконувати за участю спеціалістів з відповідної галузі знань.

Складання карт передбачає визначення їх змісту, вибір умовних знаків й способів картографічного зображення.

Зміст карти, що проектується, визначається її призначенням, тематикою, масштабом та вимогами основних користувачів. Проектування змісту карти включає розроблення відповідно до вимог науково-технічного проекту, переліку елементів й об’єктів, їх класифікацію, а також розроблення легенди карти й вибирання образотворчих засобів.

Способи картографічного зображення повинні передавати всю різноманітність території, що картографується, її стан на даний відрізок часу, кількісні й якісні характеристики, розміщення об’ єктів та явищ, що картографуються, а також зв’язки між ними й динаміку їх розвитку.

При проектуванні образотворчих засобів та умовних знаків необхідно врахувати:

традиційність зображення окремих об’ єктів й елементів;
послідовність умовних знаків за видом й формою від топографічних й дрібномасштабних загальногеографічним й тематичним картам;
простоту, наочність зображення об’ єктів змісту;
добру розпізнаваність знаків як в межах однієї класифікаційної групи, так і між групами;
відповідність розмірів знаків масштабу й призначенню карти;
відповідність розмірів й форми знаків значенню об’єктів, що картографуються;
дотримання багатоплановості зображення на карті;
виділення головних й другорядних елементів та об’єктів, контрастне зображення головних з них;
використання з найбільшою наочністю й повнотою образотворчих засобів, які відображують суть об’єктів та явищ, що картографуються;
взаємна узгодженість, єдність, цілісність й гармонійність образотворчих засобів;
врахування технічних можливостей відтворення засобів, які проектуються.

$C:\Users\SERVER\Desktop\slide-19.jpg$ Легенда є органічною частиною карти й дозволяє розкрити її зміст. Легенди бувають елементарні, комплексні, типологічні й синтетичні. Тип легенди визначається тематикою й об’ємом змісту карти, тобто кількістю об’єктів, явищ, що відображуються, й складністю їх поняття. Елементарні легенди відображають вузьку тематику з односторонньою характеристикою окремих об’єктів карти. Для різносторонньої характеристики використовують комплексні легенди, зміст яких містить декілька показників, що зображуються на картах, тобто одна загальна легенда пояснює зміст декількох вузькотематичних карт, що взаємозв’язані за змістом. Типологічні легенди розробляються на базі наукових класифікацій, що забезпечують повну характеристику явищ з виділенням різних за ієрархією груп. Синтетичні легенди характеризують природні умови, екологічні об’єкти, що показані на картах в цілому або по групах і в яких є висновки про зв’язки між компонентами.

Для упорядкування розміщення й об’єднання в групи багаточисельних позначень використовують такі прийоми графічної побудови легенд:

виділення основних розділів легенди крупними заголовками;
класифікація розграфлення легенди, що відображує таксономічний поділ різних рангів системою розділювальних ліній;
легенди-графіки, що дозволяють характеризувати кожне позначення одночасно за двома ознаками - по вертикальній й горизонтальній осях графіка;
розміщення позначень в послідовності класифікаційного поділу, але без об’ єднання в групи;
легенди-ключі, коли замість умовних позначень використовують системи індексів, а в легенді пояснюють індекси й прийоми їх комбінацій.

Особливе значення має узгодження легенд для серії карт або карт атласів, яке полягає в однотипності класифікації явищ, об’єктів змісту та логічній послідовності.

Авторські роботи зі створення тематичних карт виконуються в такій послідовності:

зародження ідеї карти та розроблення загальної концепції її змісту;
складання попередньої програми й вивчення джерел;
попереднє розроблення легенди та вибирання показників й шкал;
складання попередніх ескізів;
обробка матеріалів вихідних джерел та складання допоміжних схем й графіків;
розроблення повної легенди карти;
складання авторського макета або оригінала.

Редагування карт - це розроблення редакційних документів зі складання карти й науково-технічного керівництва на всіх етапах її створення. Редагування передбачає: редакційно-підготовчі роботи, редакційне керівництво й контроль якості робіт в процесі складання, підготовлення до видання й видання карти; редакційно-контрольну перевірку й приймання авторських й видавничих оригіналів, штрихових та кольорових проб; редакційний аналіз виданих карт.

Редагування в процесі складання карти забезпечує:

правильність побудови математичної й геодезичної основи карти та точність монтажу основних картографічних матеріалів;
повноту й правильність використання картографічних матеріалів;
дотримання необхідної точності при зображенні на карті елементів й об’ єктів місцевості;
достовірність й правильність передавання на карті назв географічних об’ єктів й пояснювальних підписів;
правильність відбирання й узагальнення об’єктів і явищ, що зображені на картографічному матеріалі, наочність зображення характеру й особливостей території та правильність використання умовних знаків;
узгодження змісту створеної карти з однотипними раніше виданими картами;
правильність використання джерел, що заново надходять.

Завершується редагування контрольним оглядом оригінала карти, що складається.

Класифікація атласів і глобусів

Атласи, як і карти, перш за все розподіляють на три групи: атласи географічні, атласи астрономічні, атласи окремих небесних тіл. кількісно переважають географічні атласи. їх, як і атласи окремих небесних тіл, класифікують за такими ознаками: розмір відображеної території, зміст і призначення.

За розміром зображеної території виділяють: атласи світу (або всесвітні атласи), атласи окремих частин світу, континентів (океанів) та груп їх, атласи окремих країн (у тому числі національні) або груп їх, регіональні атласи, тобто частин певної країни, атласи природних або економічних районів, атласи міст.

За змістом розрізняють загальногеографічні, тематичні і загальні комплексні атласи. Загальногеографічні атласи містять переважно загальногеографічні карти.

Тематичні атласи складаються з карт, які визначають особливість їх змісту. Розрізняють атласи природних явищ, або фізико-географічні, і атласи суспільних явищ, або соціально-економічні. Як перші, так і другі можуть бути вузькогалузевими (наприклад, атлас автомобільних шляхів), комплексними галузевими (наприклад, кліматичний атлас, на картах якого подані характеристики різних складових клімату: температури і тиску, повітря, опадів тощо.), комплексними міжгалузевими (як фізико-географічний атлас, що складається з карт окремих $C:\Users\SERVER\Desktop\elnau_04.jpg$ компонентів природи' рельєфу, гідрографії, ґрунтів тощо).

$C:\Users\SERVER\Desktop\Без названия (2).jpg$ Загальні комплексні атласи включають карти природних і суспільних явищ і загальногеографічні карти (як атлас для вчителів середньої школи). За призначенням виділяють науково-довідкові атласи, " навчальні, широкого застосування, краєзнавчі, морські навігаційно - геогарафічні, воєнні, туристські, дорожні тощо.

$C:\Users\SERVER\Desktop\Без названия (3).jpg$ Науково-довідкові атласи містять карти з докладним і якомога повним (для їхнього масштабу) змістом. Такі атласи призначені для глибокого вивчення об'єкта картографування.

Навчальний атлас є посібником для початкової, середньої і вищої шкіл. Зміст такого атласу узгоджений з відповідною навчальною програмою та підручником.

$C:\Users\SERVER\Desktop\Без названия (4).jpg$ Атласи широкого застосування розраховані на масового користувача і призначені для довідкових цілей.

Краєзнавчий, або шкільний краєзнавчий, атлас призначений для краєзнавчої роботи, а також є посібником для загальноосвітніх шкіл. Кожний з них відображає географічні, історичні та інші особливості певної території (країни, області).

$C:\Users\SERVER\Desktop\narezka_odesa_bosfor.png$ Морський навігаційно-географічний атлас призначений для вчених і мореплавців.

$C:\Users\SERVER\Desktop\Без названия (5).jpg$

Дорожній атлас складається з карт доріг або картосхем.

$C:\Users\SERVER\Desktop\2016-12-2620161226tourisztproject_w440_h290.JPG$ Туристський атлас містить інформацію для туристів.

Воєнний атлас призначений для вивчення воєнної історії, а також стратегічних районів тощо. $C:\Users\SERVER\Desktop\000028604.jpg$

Розподіл атласів на однорідні в певному відношенні групи здійснюють і за іншими ознаками. Так, за формою видання розрізняють атласи в книжковій оправі, у розбірних оправах, у футлярах із незброшурованими аркушами, видані окремими випусками. Бувають атласи однотомнії багатотомні. За форматом та способом використання атласи розподіляються на настільні, середньоформатні і кишенькові. Настільні атласи — це атласи великого формату, середньоформатні атласи мають розмір звичайної книжки, а назва кишенькові атласи говорить сама за себе.

Основними класифікаційними ознаками глобусів є об'єкт, моделлю якого служить глобус, масштаб і зміст, а також призначення.

За об'єктом розрізняють глобуси географічні, або глобуси Землі, інших небесних тіл (наприклад, глобус Місяця), небесної сфери.

За масштабом чіткої класифікації глобусів не існує. Умовно можна виділити три групи їх: дрібно-, середньо- та великомасштабні. Першу групу складають глобуси з масштабом 1:100 000 000 і дрібніше, другу — глобуси з масштабом 1:30 000 000-1:80 000 000, третю — глобуси масштабу 1:10 000 000 і крупніше.

За змістом виділяють глобуси загальногеографічні (їх більшість) і тематичні, серед яких є глобуси політичного поділу світу, ландшафтів, неотектонічної структури та ін.

За призначенням розрізняють глобуси шкільні, для повітряної і космічної навігації, утилітарного призначення (наприклад, глобус з вмонтованим радіоприймачем) та ін.

Частина 3

МАТЕМАТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ КАРТ

3.1 Основні елементи математичної основи географічних карт

Математична основа картографічних творів обумовлює, як відзначалося раніше, правила створення плоского або іншого за формою картографічного зображення будь-яких космічних об'єктів. Вона визначає особливості відображення геометричних параметрів об'єктів реального світу, якими є довжина, ширина, площа, обриси (форма) їх чи зайнятої ними площі, а також відстань між об'єктами, напрямки від одного до другого, кути, що утворюють між собою певні напрямки чи лінійні елементи обрисів об'єктів тощо. Саме математична основа карт забезпечує однозначність і безперервність зображення, а головне — його метричність.

Відомо, що під час створення плоского зображення сфероїдальної поверхні, криволінійної по всіх напрямках (а такою є поверхня земного еліпсоїда та кулі), не можна уникнути тих або інших спотворень, оскільки така поверхня на площині не розгортається. Спотворення картографічних зображень розуміють як зміну геометричних ознак об'єктів чи ділянок поверхні щодо їхніх дійсних значень. Характер та величина спотворень визначаються математичною основою картографічного твору.

Особливості математичної основи виявляються через зображення координатної сітки, за якою визначають положення об'єктів. На картах ця сітка відбиває характерні риси картографічної проекції і має назву картографічної сітки. На глобусах її називають географічною сіткою. І перша, і друга утворюються меридіанами і паралелями.

Геодезична основа картографічних творів

З топографії відомо, що елементами геодезичної основи є форма і розміри земного еліпсоїда, прийнята система координат для визначення положення географічних об'єктів, а також опорна геодезична мережа, точки якої утворюють кістяк (остов) для побудови картографічного зображення.

Розміри земного еліпсоїда за Ф.М. Красовським, такі: — довжина великої напівосі а, розташованої в площині екватора, становить 6 378 245 м,

довжина малої напівосі Ь, яка збігається з віссю обертання Землі, становить 6 356 863 м,
різниця напівосей а - І = 21 382 м,
$C:\Users\SERVER\Desktop\200px-Еліпсоїд.JPG$ стиснення еліпсоїда а = a- b І а = 1/298,3.

За певних умов еліпсоїд замінюють кулею, площа поверхні якої дорівнює площі поверхні земного еліпсоїда. Радіус такої кулі становить 6371,1 км. Іноді його величину заокруглюють до 6370 чи 6400 км, якщо це задовольняє вимогам до картографічного твору.

Положення географічних об'єктів або точок на поверхні земного еліпсоїда (кулі) визначають у системі географічних координат за широтою В і довготою L. Застосовують також систему прямокутних координат, в якій положення точок визначають абсциса х і ордината у.

Створення картографічного зображення починають з нанесення на папір за певною системою координат точок опорної геодезичної мережі, тому іноді поняття "опорна геодезична мережа" вживається замість поняття "геодезична основа карт".

Геодезична основа має першорядне значення для карт загальногеографічних, тому що від точності цієї основи залежить точність вказаних карт. Зі зміною елементів геодезичної основи змінюється положення відображених на карті об'єктів.

3.2 Поняття про географічні та плоскі полярні координати

Положення точок на земній поверхні та на поверхні еліпсоїда визначаються їх координатами в тій чи іншій системі.

Координатами називають лінії та кутові величини, що визначають положення точки в тій чи іншій системі. Осями координат і координатними площинами називають лінії та площини, відповідно до яких визначають положення точок. Для визначення місцеположення точок і напрямків використовують характерні лінії і площини на поверхні еліпсоїда обертання (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - Основні лінії та площини еліпсоїда

Площина екватора - площина, що перпендикулярна до осі обертання еліпсоїда і проходить через його центр.

Екватор - лінія перетину еліпсоїда площиною, що проходить через центр еліпсоїда і перпендикулярна до його осі обертання, тобто до полярної площини. Екватор - є коло, радіус якого дорівнює великій півосі. $C:\Users\SERVER\Desktop\1200px-World_map_with_equator.jpg$

Паралелі - лінії перетину поверхні еліпсоїда площинами, що паралельні площині екватора. Вони являють собою кола.

Меридіан - лінія перетину земного еліпсоїда меридіальною площиною. Будь-який меридіан - це еліпс, який своїм обертанням навколо малої осі утворює еліпсоїд.

$C:\Users\SERVER\Desktop\image006.jpg$ Нормаль до поверхні еліпсоїда в даній точці (рис. 3.2) є пряма, що перпендикулярна до площини, яка дотична до еліпсоїда в цій точці. Нормаль до поверхні еліпсоїда завжди лежить в меридіальній площині, що проходить через дану точку. Для точок північної половини еліпсоїда паралелі перетинають вісь на північ від центра еліпсоїда, а для точок південної

Довжина паралелі визначається відрізком нормалі від поверхні еліпсоїда до його малої осі. Нормальними площинами називаються всі площини, що проходять через нормаль.

Нормальний переріз - це є лінії перетину нормальних площин з поверхнею еліпсоїда.

Прямовисна лінія - напрямок вектора сили тяжіння в даній точці. Прямовисна лінія перпендикулярна дотичній до поверхні геоїда в даній точці.

Рисунок 3.2 – Географічні координати точки М

Географічні координати

Систему географічних координат запропонував в другому столітті до нашої ери грецький астроном Гіпарх. За координатні поверхні, на яких визначають планове положення точок Землі, приймають поверхні референц - еліпсоїда або геоїда. Координатними площинами в системі координат є площини екватора й меридіана, що прийнятий за початковий (нульовий). За початковий прийнято у 1884 році Грінвічський меридіан, який проходить через англійську обсерваторію в Грінвічі, що поблизу Лондона. В цій системі положення будь-якої точки визначається географічною широтою й географічною довготою. В залежності від методу визначення широти та довготи географічні координати діляться на геодезичні та астрономічні.

Геодезичними координатами називають широту та довготу точок на поверхні земного еліпсоїда, що обчислені за даними геодезичних вимірювань.

Геодезичною широтою точки (рис.3.2) називають кут В, що утворений нормаллю до поверхні еліпсоїда в цій точці з площиною екватора. Широти обчислюють в обидві сторони від екватора. Вони можуть приймати значення від 0° до 90°. Широти точок, що розміщені на північ від екватора, називаються північними, а на південь від екватора - південними.

Геодезичною довготою точки називають двогранний кут L, що утворений площиною геодезичного меридіана даної точки і площиною меридіана, що прийнятий за початковий. Довготи обчислюють від початкового меридіана на схід та захід й, відповідно називають східний та західний. Рахунок їх ведуть в градусній мірі від 0° до 180°.

Астрономічними координатами називають широту та довготу точок на поверхні геоїда, які визначають астрономічним методом, тобто за результатами спостережень небесних світил.

Астрономічною широтою точки називають кут ф, що утворений напрямком прямовисної лінії, яка проходить через цю точку, з площиною земного екватора.

Астрономічною довготою точки називають двогранний кут X, що утворений площиною істинного меридіана, яка проходить через дану точку, і площиною, що проходить через початковий (нульовий) меридіан. За площину істинного (астрономічного) меридіана прийнято площину, що проходить через напрямок прямовисної лінії в цій точці паралельно осі обертання Землі.

Рахунок астрономічних широт і довгот ведуть так само, як і геодезичних. Астрономічні координати точок відрізняються від її геодезичних координат, оскільки площини астрономічного та геодезичного меридіанів, в яких лежать прямовисна лінія та нормаль, також не збігаються.

Плоскі прямокутні координати

Їх використовують при зображенні обмеженої частини поверхні земного еліпсоїда на площині, коли розміри ділянки при виконанні геодезичних робіт дозволяють знехтувати сферичністю Землі.

Плоскі прямокутні координати - це система координат, що складається з двох взаємно перпендикулярних прямих: осі абсцис Х та осі ординат Y, які ділять площину на чверті. В цій системі площина збігається з площиною горизонту в даній точці О, що є початком цих координат. Вісь абсцис Х суміщають з напрямком меридіана, що проходить через початок координат, або з напрямком, який паралельний даному меридіану. Вісь ординат Y проходить через точку О перпендикулярно до осі абсцис (рис .3.3).

В плоскій прямокутній системі координат ділянка місцевості в точці О ділиться на чотири чверті, які відраховуються за ходом годинникової стрілки. Напрямки осей від початку координат позначають на північ та схід знаком "+", а на південь та захід знаком "-". Положення точки визначається абсцисою Х та ординатою Y, тобто відрізками відповідної осі від початку координат до основи перпендикуляра, що опущений з точки на вісь.

Рисунок 3.3 - Плоскі прямокутні координати точки А(Х,У)

Відрізкам приписують знаки тієї чверті, в якій лежить точка. Назви чвертей та знаки координат наведені в таблиці 3.1.

таблиця 3.1.

Полярні та біполярні координати

Полярні координати - система координат на площині, кулі або поверхні еліпсоїда, що складається з точки О, яку називають полюсом, початку координат та полярної осі (рис.3.4).

За полярну вісь вибирають довільний напрямок, але деколи її суміщають з напрямком меридіана, що проходить через полюс О. Положення будь-якої точки М визначається радіус-вектором і, за який приймають пряму на площині, що з'єднує шукану точку з полюсом, та полярним кутом р. В полярній системі координат полярний кут вимірюють від полярної осі за ходом годинникової стрілки до радіус-вектора.

Біполярні координати - лінії або кутові величини, що визначають положення точки М на площині, кулі або еліпсоїді відносно двох вихідних точок Р1 та Р2 (рис. 3.5). Цими величинами можуть бути відстані d1 та d2 від точки М до точок Р1 та Р2, або кути Р1 та р2, що утворені напрямками Р1М і РМ з прямою Р.

Рисунок 3.4 Полярні координати

Рисунок 3.5 Біполярні координати на площині.

3.3 Види масштабів і способи їх показу на карті

Для зображення на поверхні проекцій ділянок місцевості їх зменшують у відповідне число разів.

Масштаб - відношення довжини відрізка на плані або карті до відповідної йому горизонтальної проекції на місцевості.

Чисельний масштаб - це дріб, чисельник якого одиниця, а знаменник - число, яке вказує на показник зменшення при зображенні на карті або плані. Наприклад, масштаб плану 1:10 000 вказує, що горизонтальна проекція відрізка лінії місцевості зменшена на плані в 10 000 разів, тобто 1 см на плані відповідає 10 000 см на горизонтальній проекції місцевості. Чим менше знаменник чисельного масштабу, тим крупнішим вважається масштаб і навпаки. Числовий масштаб величина умовна і не залежить від системи лінійних мір.

Щоб при користуванні масштабами не виконувати розрахунків замість числового масштабу використовують графічні масштаби, які бувають лінійні та поперечні.

Лінійний масштаб - графік, на якому відкладені відрізки, що відповідають певним відстаням на місцевості (рис. 3.6), які називаються основою масштабу. Основу лінійного масштабу вибирають таких розмірів. щоб вона в даному чисельному масштабі виражала ціле й кратне число метрів на проекції місцевості. Ліву крайню основу лінійного масштабу ділять на декілька рівних частин, щоб відповідала зручним для користування кратним числам метрів або їх частин.

Рисунок 3.6 Лінійний масштаб

Для більшої точності побудови й вимірювання відрізків на плані або карті користуються поперечним масштабом.

Поперечний масштаб - це графічне зображення чисельного масштабу в вигляді номограми, що вигравіювана на металевій пластині або транспортирі (рис. 3.7). Для побудови поперечного масштабу на прямій лінії відкладають рівні відрізки, що їх приймають за основу масштабу. Ліву крайню основу, як правило, ділять на 10 рівних частин. Цю частину приймають за десяту основи (п). Із точок основ масштабу вверх відкладають перпендикуляри довжиною, що рівна довжині основи, які, як правило, ділять на десять рівних між собою відрізків. Верхній лівий крайній відрізок, що рівний довжині основи, також ділять на 10 частин. Кінець похилої лівої крайньої основи з’єднують лінією; з першим вліво від кінця верхнім лівим крайнім відрізком, що рівний 1/10 частини основи. Паралельно до цієї лінії з’єднують другі відрізки за допомогою трансверсалей.

Рисунок 3.7 - Поперечний масштаб

Найменше значення поділки поперечного масштабу рівне:

Граничні розміри предметів, які можна розрізняти на плані, визначаються точністю масштабу. Людське око може розрізняти на плані точку величиною не менше 0,1 мм. В зв'язку з цим за точність масштабу приймають відстань на місцевості, що відповідає в даному масштабі 0,1 мм плану або карти.

Топографічні плани складають в масштабі 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10 000, а топографічні карти загальнодержавного значення в масштабах 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000 та 1:200 000.

Абсолютні значення точностей для різних числових масштабів планів й карт наведені в табл. 3.2.

Таблиця 3.2 - Точність планів та карт

3.4 Рамки, розграфлення та компонування карт

Карти різного призначення та змісту можуть мати різний вигляд. Але в цілому всі типи карт складаються з певного набору основних елементів: математична основа, картографічне зображення, допоміжнє оснащення карти та довідкові дані

Рисунок 3.8. Карта лісів Колумбії

На карті лісів Колумбії цифрами позначені основні елементи карти:

1 - елементи математичної основи карти: градусна рамка, виходи прямокутної сітки, паралелі та меридіани;
2 - власне картографічне зображення;
3, 4, 5 - елементи допоміжного оснащення карти (3- вихідні дані, 4 та 5 - легенда карти);
6 - довідкові дані карти - розподіл лісів комерційного призначення по регіонам;
7 та 8 - окремі території відображені на окремих картах-врізках.

Рамка карти - це система ліній, що оконтурюють весь рисунок карти. За звичай рамка карти має форму прямокутника або трапеції, але використовуються також колові та овальні рамки. Рамка карти складається з внутрішньої рамки, градусної або мінутної рамки, зовнішньої рамки карти. Цифрами на рисунку позначені: 1 - внутрішня рамка, 2 - градусна рамка, 3 - зовнішня рамка, 4 - виходи ліній прямокутної сітки.

Внутрішня рамка - це лінія, що обмежує картографічне зображення.

Градусна рамка - рамка з двох близько розташованих між собою паралельних ліній, в середині яких через певну кількість градусів показані виходи ліній картографічної сітки.

Мінутна рамка - рамка з двох близько розташованих між собою паралельних ліній, в середині яких показані виходи меридіанів і паралелей через певну кількість мінут.

Зовнішня рамка карти - рамка карти, що обмежує всі інші рамки, зокрема градусну або мінутну. Зовнішня рамка карти має здебільшого художньо-декоративне призначення.

Для топографічних карт використовується також поняття рамки трапеції. Рамка трапеції - внутрішня рамка топографічної карти у вигляді трапеції, вершини якої мають геодезичні координати згідно з номенклатурою аркуша. У вершинах рамки подають геодезичні координати, а вздовж сторін оцифровані виходи сітки плоских прямокутних координат та сітки геодезичних координат.

Досить часто при компонуванні карти виникає потреба розміщувати в середині рамки не тільки картографічного зображення, а й елементи допоміжного оснащення карти або додаткові дані. В цьому випадку застосовують врізання до карти.

Врізання до карти - частина карти, розташована всередині внутрішньої рамки карти і, як правило, обмежена лініями різної форми. Для врізання на карті зазвичай використовують ту площу карти, на якій з певних причин не подається картографічне зображення. Наприклад, це може бути територія, що не пов'язана з тематикою карти, або територія, зображення якої дуже спотворюється внаслідок прийнятої проекції.

3.5 Допоміжнє оснащення карти. Довідкові дані карти.

Допоміжнє оснащення карти

Допоміжнє оснащення карти - допоміжні елементи, що полегшують користування картою. До них належать:

вихідні дані карти;
легенда карти;
графіки, пов'язані з вимірюванням по карті, наприклад, висот або довжин;
дані щодо час складання карти;
джерела , використані для складання карти.

Вихідні дані карти - дані, що переважно подаються за рамкою карти і містять інформацію про автора або назву установи, що склала карту, назву установи, що друкувала карту, їх адреси, замовника та номер замовлення, формат карти, номер видання за порядком (якщо карта видається повторно) та інше.

Легенда карти - сукупність умовних знаків, палітри кольорів, зразків штрихування та їх текстових пояснень, що розкривають зміст карти. В легенді не тільки подаються всі умовні позначення (в деяких випадках лише окремі), палітра кольорів, приклади штриховки, які є на карті, а також коротко й точно тлумачиться їхній зміст. Таким чином, легенда карти відображає логічну основу картографічного зображення.

$C:\Users\SERVER\Desktop\slide-19.jpg$

Рисунок 3.9. Фрагмент легенди до карти

До легенди карти прийнято відносити також шкалу висот (глибин) карти (рис. 3.10).

Рисунок 3.10. Зразок шкали глибин та висот карти

Для спрощення вимірювань по карті її доповнюють різноманітними графіками, що реалізують шкали вимірювання довжин, кутів, площ, схилів тощо.

Довідкові дані карти

Довідкові дані карти - інформація, що розміщується на карті для доповнення основного картографічного зображення. Це можуть бути додаткові карти і графічні побудови (профілі, діаграми), таблиці, тексти, фотографії. Додаткові дані можуть розміщуватись на карті на вільних місцях у середині або зовні рамки карти. Для розміщення додаткових даних у середині карти використовуються врізання до карти (рис. 3.11).

Рисунок 3.11. Карта густоти населення України: цифрами 1 та 2 позначені врізки з довідковими даними.

3.6 Принципи розграфлення номенклатурних карт

На окремі листи топографічні карти діляться лініями меридіанів і паралелей, причому кожний лист карти точно указує положення на земному еліпсоїді ділянки місцевості, що зображується, і його орієнтацію за сторонами світу.

Розграфкою називається розділення топографічних карт на окремі листи.

Номенклатура - це система позначень окремих листів топографічних карт.

Загальногеографічні карти діляться на три види:

оглядові (масштаб 1 : 1 000000 і дрібніші);
оглядово-топографічні (масштаб 1:100 000 ÷ 1: 1 000 000);
топографічні (масштаб 1 : 100000 і крупніші).

Оглядово-топографічні карти складаються за картами більш крупніших масштабів.

Топографічні карти складаються за результатами зйомок територій і відрізняються детальністю зображення місцевості. Це багатолистні карти, тобто на кожному листі відображається частина території, а в сукупності на всіх листах розміщується повне її відображення. Строго кажучи, криволінійна частина поверхні, що відображається на листі карти, відповідає якійсь криволінійній трапеції. Тому для позначення певних листів карти використовують термін трапеція.

В основу розграфки топографічних карт покладений лист карти масштабу 1:1000000. Для складання карти такого масштабу зображення земної поверхні розбивається на 60 колон (двохкутників), починаючи від Грінвічського меридіану через 6° (рис.3.12).

Двохкутники нумеруються арабськими цифрами від 1 до 60, від меридіану 180° із заходу на схід (зліва на право). Можлива нумерація від 0°. У цьому випадку двохкутники називають не колонами, а зонами.

Нумерація зон від колон відрізняється на 30 одиниць, наприклад, колона з номером 40 відповідає зоні з номером 10.

Рис. 3.12. Номенклатура і розграфка карти масштабу 1:1000 000

Таким чином, колони і зони ділять земну кулю уздовж меридіанів.

Паралелями через 4° уздовж широти зображення земної поверхні ділиться на ряди, які позначаються буквами латинського алфавіту на північ і південь від екватора (рис. 3.12). Таким розподілом уздовж меридіанів і паралелей визначається номенклатура листа карти масштабу 1 : 1000000 (мільйонної).

Номенклатура кожного листа включає букву ряду і номер колони. Так, лист, на якому знаходиться м. Москва (55°70′ - широта; 37°60′ - довгота), має номенклатуру N-37, що відповідає 52° ÷ 56° широти і 36° ÷ 42° довготи. Лист, на якому знаходиться м. Харків (50°10′ - широта; 36°20′ - довгота), має номенклатуру М-37, що відповідає 48° ÷ 52° широти і 36° ÷ 42° довготи.

Номенклатура листів карт більш крупних масштабів пов'язана з номенклатурою листів мільйонної карти. Так, лист карти масштабу 1:500000 (рис. 3.13) складає 1/4 листа мільйонної карти і позначається додаванням великої літери А, Б, В, Г до номенклатури листа мільйонної карти, наприклад N-37-Б.

Рисунок 3.13 Номенклатура листів карт масштабів 1:500000 і 1:300000

Лист карти масштабу 1:300000 складає 1/9 листа мільйонної карти і позначається римськими цифрами від I до IX, розташованими перед номенклатурою мільйонного листа, наприклад I-N-37 (рис. 3.13).

Лист карти масштабу 1:200000 (рис. 3.14) складає 1/36 листа мільйонної карти і позначається римськими цифрами від I до XXXVI, розташованими після номенклатури мільйонного листа, наприклад N-37- XV. Лист карти масштабу 1:100000 (рис. 3.15) складає 1/144 листа мільйонної карти і позначається арабськими цифрами від 1 до 144, розташованими після номенклатури мільйонного листа, наприклад N-37- 143.

Номенклатура листів карт більш крупних розмірів будується на основі листів карти масштабу 1:100000, подібно тому, як будувалися номенклатури розглянутих вище карт на основі листа мільйонної карти.

Рисунок 3.14 Номенклатура листів карт масштабів 1:200000

Рисунок 3.15 Номенклатура листів карт масштабу 1:100000

Так, лист карти масштабу 1:50000 складає 1/4 листа карти масштабу 1: 100000 і позначається додаванням великої літери А, Б, В, Г до номенклатури листа карти стотисячного масштабу (рис.3.16-а), наприклад N-37-144-A.

Лист карти масштабу 1:50000 містить 4 листи карти масштабу 1:25000, які позначаються додаванням малих літер а, б, в, г до номенклатури листа карти п'ятдесятитисячного масштабу (рис.3.16-а), наприклад N-37-144-Б-б.

Рисунок 3.16 Номенклатура карт крупних масштабів а) – 1:50000; б) – 1:25000

Лист карти масштабу 1:25000 містить 4 листи карти масштабу 1:10000, які позначаються додаванням арабських цифр 1, 2, 3, 4 до номенклатури листа карти двадцятип'ятитисячного масштабу (рис.3.16-а), наприклад N-37-144-B-a-1.

Лист карти масштабу 1:10000 містить 256 листів карти масштабу 1:50000, які позначаються додаванням арабських цифр від 1 до 256 до номенклатури листа карти стотисячного масштабу (рис. 3.16-а), наприклад N-37-144-(256).

Номенклатура листа карти масштабу 1:2000 утворюється на основі розподілу листа карти 1:5000 на 9 частин. Кожний лист позначається шляхом додавання рядкових букв російського алфавіту а, б, в, г, д, е, ж, з, и до номенклатури п'ятитисячного масштабу (рис. 3.16-б), наприклад N-37-144-(256-а).

Номенклатура для повного списку масштабів карт дана в таблиці 3.3

У колонці "Номенклатура" показано позначення останнього листа даного масштабу всередині листа М 1:1000000. В деяких випадках для зручності користування картами розграфка дається з більш менш значними перекриттями листів.
Наприклад, морські навігаційні карти перекриваються на величину до 10 см – це зроблено для зручності прокладки курсу судна на суміжних листах.

Таблиця 3.3

Частина 4

КАРТОГРАФІЧНІ ПРОЕКЦІЇ ТА СПОСОБИ КАРТОГРАФІЧНОГО ВІДОБРАЖЕННЯ ДІЙСНОСТІ

4.1 Поняття картографічних проекцій та їх класифікації

Картографічні проекції можна класифікувати за двома основними ознаками:

за характером перекручування;
за видом меридіанів і паралелей нормальної картографічної сітки.

Картографічна сітка називається нормальною в тому випадку, якщо меридіани і паралелі на карті в даній проекції зображуються більш простими лініями, ніж координатні лінії будь-якої іншої системи сферичних координат.

За характером перекручувань проекції поділяються на рівнокутні (конформні), рівновеликі (еквівалентні), рівно проміжні й довільні.

$C:\Users\SERVER\Desktop\image207.jpg$

Рівнокутні проекції

Рівнокутними (конформними) називаються такі проекції, у яких нескінченно малі фігури на карті подібні відповідним фігурам на глобусі. У цих проекціях нескінченно мале коло, взяте на глобусі в будь-якій його точці, при перенесенні на карту зобразиться також нескінченно малим колом, тобто еліпс перекручувань у рівнокутних проекціях перетворюється в коло. У рівнокутних проекціях у нескінченно малих фігурах на карті і на глобусі відповідні кути рівні між собою, а сторони пропорційні.

Рівність масштабів показує, що масштаб у будь-якій точці карти в рівнокутних проекціях від напрямку не залежить. Але при переході від точки до точки (при зміні координат точки) масштаб змінюється.

Це означає, що однакові за своїми розмірами нескінченно малі кола, узяті в різних точках глобуса, зобразяться на карті також нескінченно малими колами, але різних розмірів (у даному випадку під нескінченно малим колом на глобусі можна розуміти коло з діаметром близько 1 см).

Рисунок 4.1. Нескінченно мале коло на глобусі і на карті в рівнокутній проекції

Рівновеликі проекції

Рівновеликими (еквівалентними) називаються такі проекції, у яких масштаб площі у всіх точках карти дорівнює одиниці. У цих проекціях нескінченно мале коло (рис. 4.2 а), узяте на глобусі, відобразиться на карті рівним за площиною нескінченно малим еліпсом (рис. 4.2 б).

Рисунок 4.2. Коло на глобусі й еліпс на карті в рівновеликій проекції

Тому що площа еліпса

а площа за формулою

То для цих проекцій буде справедлива рівність

При С₀ =1, властивість рівновеликої проекцій аналітично виражається рівністю

Отже, у рівновеликих проекціях добуток масштабів за головними напрямками дорівнює одиниці.

Якщо рівнокутні проекції зберігають рівність кутів тільки в нескінченно малих фігурах, то рівновеликі проекції зберігають площі будь-яких фігур незалежно від їхніх розмірів на карті. У цих проекціях кути між меридіанами і паралелями на карті можуть бути не рівні 90°. Варто пам'ятати, що властивості рівнокутності і рівновеликості в одній проекції несумісні, тобто не може бути таких проекцій, що одночасно зберігали б рівність кутів і рівність площ у всіх точках карти.

Рівнопроміжними називаються такі проекції, у яких у кожній точці карти зберігаються довжини за одним з головних напрямків. У цих проекціях

аналітично властивість рівнопроміжності виражається рівністю

А=1 Або b=1.

Іноді під рівнопроміжними розуміють і такі проекції, у яких відношення

залишається постійним, хоча і не рівним одиниці.

У рівнопроміжних проекціях коло, узяте у будь-якій точці глобуса, відобразиться на карті еліпсом (рис. 4.3 б або 4.3 в), одна з півосей якого буде дорівнює радіусу цього кола.

Довільними називаються такі проекції, що не мають властивості рівнокутності, рівновеликості або рівнопроміжності. Клас довільних проекцій є найбільш великим, сюди можуть бути включені проекції, що різко відрізняються одна від одної за характером перекручувань.

Довільні проекції застосовуються в основному для карт дрібного масштабу, зокрема для карт півкуль і світових, і в окремих випадках для карт великого масштабу.

За характером перекручувань ці проекції займають середнє місце між рівнокутними і рівновеликими проекціями. Не зберігаючи ні кутів, ні площ, вони менше, ніж рівновеликі проекції, спотворюють кути і менше, ніж рівнокутні проекції, спотворюють площі і тому застосовуються в тих випадках, коли немає потреби за рахунок збільшення перекручування площ зберегти рівність кутів або, навпаки, за рахунок збільшення перекручування кутів зберегти рівність площ.

Рис. 4.3 Коло на глобусі й еліпси на карті в рівнопроміжній проекції

За видом меридіанів і паралелей нормальної картографічної сітки проекції підрозділяються на конічні, циліндричні, азимутальні, псевдоконічні, псевдоциліндричні, поліконічні та інші. Причому в межах кожного з цих класів можуть бути різні за характером перекручувань проекції (рівнокутні, рівновеликі тощо).

Конічні проекції

Конічними називаються такі проекції, у яких паралелі нормальної сітки зображуються дугами концентричних кіл, а меридіани — їхніми радіусами, кути між якими на карті пропорційні відповідній різниці довгот у натурі.

Геометрично картографічну сітку в цих проекціях можна одержати шляхом проектування меридіанів і паралелей на бічну поверхню конуса з наступним розгортанням цієї поверхні в площину.

Уявімо собі конус, дотичний глобуса по деякій паралелі А0В0С0 (рис. 4.4). Продовжимо площини географічних меридіанів і паралелей глобуса до перетинання їх з поверхнею конуса. Лінії перетинання зазначених площин з поверхнею конуса приймемо відповідно за зображення меридіанів і паралелей глобуса. Розріжемо поверхню конуса по утворюючій і розгорнемо її в площину; тоді одержимо на площині картографічну сітку в одній з конічних проекцій (рис. 4.5).

Паралелі з глобуса на поверхню конуса можна перенести й іншими способами, а саме: шляхом проектування променями, що виходять з центра глобуса або з деякої точки, що знаходиться на осі конуса, шляхом відкладання на меридіанах проекції в обидва боки від паралелі торкання вирівняних дуг меридіанів глобуса, обмежених між паралелями, і наступного проведення через точки відкладення концентричних кіл із точки S (рис. 4.5), як з центра. В останньому випадку паралелі на площині будуть розташовані на такій же відстані одна від одної, як і на глобусі.

При зазначених вище способах перенесення географічної сітки з глобуса на поверхню конуса паралелі на площині будуть

Рисунок.4.4 Конус, що стосується

Рисунок 4.5 Відкладення концентричних кіл. глобуса по паралелі.

Картографічна сітка в конічній проекції може зображуватися дугами концентричних кіл, а меридіани будуть являти собою прямі, що виходять з однієї точки і складають між собою кути, пропорційні відповідної різниці довгот.

Остання залежність може бути виражена рівнянням

Де кут між сусідніми меридіанами на карті називають кутом сходження або зближення меридіанів на площині,

— різниця довгот тих же меридіанів,

— коефіцієнт пропорційності називають показником конічної проекції. У конічних проекціях завжди менше одиниці.

Радіуси паралелей на карті залежать від широти цих паралелей, тобто

Таким чином, картографічну сітку можна відразу побудувати на площині, минаючи проектування на допоміжну поверхню конуса, якщо відомий показник і залежність між і .

При виборі конічних проекцій для зображення даної території необхідно знайти таке значення А і таку залежність Р від Ср, щоб отримати необхідну за характером перекручувань проекцію (рівнокутну, рівновелику, рівнопроміжну або довільну) з можливо меншими перекручуванням та в цілому.

Розглянуті вище конічні проекції були проекціями на дотичному конусі. Таким же геометричним шляхом можна представити і проекції на січному конусі.

Рис. 4.6 Конус, сікучий глобус по паралелям

На рис. 4.6 показаний конус, що січе глобус по паралелях ADB і СЕР. Очевидно, що в першому випадку (рис. 4.4) на паралелі торкання A0В0C0, а в другому випадку (рис. 4.6) на паралелях Положення конусів перетину ADB і СЕР масштаб на карті буде дорівнювати головному масштабові (масштабові глобуса).

Рис. 4.7 Положення конусів при різних конічних проекціях:

а)нормальних, б)поперечних, в)косих

Конус стосовно глобуса може бути розташований по-різному. Вісь конуса може збігатися з полярною віссю глобуса РР, складати з нею кут у 90° і, нарешті, перетинати її під довільним кутом. У першому випадку конічні проекції називаються нормальними (прямими) , у другому — поперечними й у третьому — косими. На рис. 4.7 показану положення конусів при нормальній (а), поперечній (б) і косій (в) конічних проекціях. Кожна з них у свою чергу може бути на дотичному або січному конусі.

Очевидно, що в поперечній і косій конічних проекціях при будь-яких способах проектування з глобуса на поверхню конуса меридіани і паралелі зобразяться у вигляді складних кривих ліній. Прямими лініями, що сходяться, і концентричними колами на поверхні конуса в цих випадках відповідно зобразяться дуги великих кіл, що проходять через точки перетинання осі конуса з поверхнею глобуса, і перпендикулярні їм дуги малих кіл. Зазначені дуги великих кіл на сфері називаються вертикалами, а дуги малих кіл — альмукантаратами.

Картографічна сітка має найбільш простий вид у нормальних конічних проекціях, у яких вона зветься нормальною, або прямою сіткою. У поперечних проекціях картографічна сітка називається поперечною, а в косих проекціях — косою.

В усіх нормальних конічних проекціях, за винятком рівнокутних, полюс зображується дугою. У рівнокутних конічних проекціях полюс зображується точкою.

Вид картографічної сітки в нормальних конічних проекціях для зображення північної півкулі показаний на рис. 4.8 (рівнопроміжна конічна проекція).

У нормальних конічних проекціях лініями нульових перекручувань є паралелі перетину або паралель торкання, а ізокола збігаються з паралелями. Перекручування наростають в обидва боки в міру віддалення від цих паралелей, причому масштаб за паралелями на карті між паралелями перетину завжди менше одиниці, на паралелі торкання і на паралелях перетину дорівнює одиниці, а в інших місцях більше одиниці і зростає в міру віддалення від цих паралелей до полюсів.

Аналітично конічні проекції на дотичному конусі характеризуються вираженням

А на січному конусі — вираженням

Де — мінімальний масштаб за паралеллю.

Конічні проекції знайшли широке застосування для зображення територій, витягнутих вузькою або широкою смугою уздовж паралелей. У першому випадку вигідніше застосовувати конічні проекції на дотичному конусі, у другому — на січному конусі. Зокрема для карт України широко використовуються конічні проекції на січному конусі.

Поперечні і косі конічні проекції вигідно застосовувати відповідно до карт країн, витягнутих уздовж дуг малих кіл, рівнобіжних осьовому меридіанові, і дуг малих кіл довільного напрямку, але ці проекції через складність їхнього обчислення практичного застосування не знайшли.

Циліндричні проекції

Циліндричними називаються такі проекції, у яких паралелі нормальної сітки зображуються рівнобіжними прямими, а меридіани — рівновіддаленими прямими, перпендикулярними до ліній паралелей.

Геометрично картографічну сітку в цих проекціях можна отримати шляхом проектування меридіанів і паралелей глобуса на бічну поверхню циліндра з наступним розгортанням цієї поверхні в площину.

Рисунок 4.8. Картографічна сітка в рівнопроміжна конічної проекції.

Уявімо собі циліндр, дотичний глобуса по екваторі (рис. 4.9) Продовжимо площини географічних меридіанів і паралелей до перетинання з бічною поверхнею циліндра. Приймемо відповідно за зображення меридіанів і паралелей на поверхні циліндра лінії перетинання зазначених площин з поверхнею циліндра.

Розріжемо поверхню циліндра по утворюючій і розгорнемо її в площину. Тоді на цій площині вийде картографічна сітка в одній з циліндричних проекцій як і в конічних проекціях, паралелі нормальної картографічної сітки можна перенести на поверхню циліндра й іншими способами, а саме: шляхом проектування променями, що виходять з центра глобуса або з деякої точки, що знаходиться на осі циліндра шляхом відкладання на меридіанах проекції по обидва боки від екватора вирівняних дуг меридіанів глобуса, обмежених паралелями, і наступного проведення через точки відкладання прямих, паралельних екватору. В останньому випадку паралелі на карті будуть розташовані на однаковій відстані одна від одної.

Розглянута циліндрична проекція (рис. 4.9) є проекцією на дотичному циліндрі. У такий же спосіб можна побудувати і проекцію на січному циліндрі.

На рис 4.10 показаний циліндр, що січе глобус за паралелями AFB і CKD. Очевидно, що в першому випадку на екваторі (рис. 4.9), а в другому випадку на паралелях перетину AFB і CKD (рис. 4.10) масштаб на карті буде дорівнювати головному, тобто екваторові.

Рис. 4.9. Циліндр, дотичний глобуса по екваторі, і частина поверхні циліндра, розгорнута в площину і зазначені паралелі перетину будуть зберігати свою довжину на карті. Циліндр стосовно глобуса може бути розташований по-різному.

Рис. 4.10. Циліндр, що січе глобус за паралелями

У залежності від положення осі циліндра щодо осі глобуса циліндричні проекції, подібно конічним, можуть бути нормальними, поперечними і косими. Відповідно з цим і картографічна сітка в цих проекціях буде мати назву нормальної, поперечної і косої. Поперечні і косі картографічні сітки в циліндричних проекціях мають вигляд складних кривих ліній.

Як і у випадку з конічними проекціями, для побудови нормальних сіток циліндричних проекцій немає потреби проектувати поверхня глобуса спочатку на циліндр, а потім останній розгортати в площину. Для цього досить знать прямокутні координати Х и У точок перетинання паралелей і меридіанів на площині. Причому в циліндричних проекціях абсциси х виражають собою віддалення паралелей від екватора, а ординати у-віддалення меридіанів від середнього (осьового) меридіана.

Виходячи з цього, загальні рівняння всіх нормальних циліндричних проекцій можна представити у вигляді:

Де С — постійний множник, що представляє собою радіус екватора (для проекцій на дотичному циліндрі) або радіус паралелі перетину глобуса (для проекцій на січному циліндрі),

і — широта і довгота даної точки, виражені в радіанній мері,

Х, у — прямокутні координати тієї ж точки на карті. У залежності від вибору функції Циліндричні проекції можуть бути за характером перекручувань рівнокутними, рівновеликими, рівнопроміжні або довільними. Залежністю же Х від середнього визначаються і відстані між паралелями на карті. Відстані між меридіанами залежать від множника С. Таким чином, вибираючи ту чи іншу залежність Х від і те чи інше значення С, можна одержати необхідну проекцію як за характером перекручувань, так і за розподілом їх щодо екватора або середньої паралелі карти (паралелі перетину).

Рис 4.11 Картографічна сітка в квадратній циліндричній проекції.

Вид картографічної сітки в нормальних циліндричних проекціях для зображення всієї земної поверхні показаний на рис. 4.11 (квадратна циліндрична проекція).

У циліндричних проекціях так само, як і в конічних, лініями нульових перекручувань у нормальних картографічних сітках є паралелі перетину або паралель торкання, а ізоколи збігаються з паралелями. Перекручування наростають у міру видалення від паралелі торкання (паралелей перетину) в обидва боки.

Нормальні циліндричні проекції застосовуються в основному для зображення територій, витягнутих уздовж екватора, і порівняно рідко для зображення територій, витягнутих по довільній паралелі, тому що в останньому випадку вони дають великі перекручування, ніж конічні проекції.

У поперечній і косій циліндричній проекціях лінією нульових перекручувань є дуга великого кола, по якій циліндр дотикається кулі або еліпсоїда. Ізоколи зображуються прямими, рівнобіжними лінії нульових перекручувань, а перекручування наростають в обидва боки від лінії нульових перекручувань.

Поперечні циліндричні проекції застосовуються для зображення територій, витягнутих уздовж меридіана, а косі — для зображення територій, витягнутих у довільному напрямку по дузі великого кола.

Азимутальні проекції

Азимутальними (зенітальними) називаються такі проекції, у яких паралелі нормальної сітки зображуються концентричними колами, а меридіани — їхніми радіусами, кути між якими рівні відповідним різницям довгот у натурі. Геометрично картографічну сітку в цих проекціях можна отримати в такий спосіб. Якщо через вісь глобуса і меридіани провести площини до їхнього перетинання з площиною, дотичною до глобуса в одному з полюсів, то на останній утворяться меридіани в азимутальній проекції. При цьому кути між меридіанами на площині будуть рівні відповідним двогранним кутам на глобусі, тобто різницям довгот меридіанів. Для одержання паралелей в азимутальній проекції з точки перетинання меридіанів проекції, як з центра, варто провести концентричні кола радіусами, рівними, наприклад, вирівняним дугам меридіанів від полюса до відповідних паралелей. При таких радіусах паралелей вийде рівнопроміжна азимутальна проекція (Рис 4.12)

Площина може не тільки дотикатися, але і сікти поверхню глобуса по деякому малому колу, від цього сутність азимутальної проекції не міняється. Так само, як і в конічних проекціях, у залежності від розташування площини щодо полярної осі глобуса картографічна сітка в азимутальних проекціях може бути нормальною (прямою), поперечною і косою. При нормальній картографічній сітці площина дотикається глобуса в одному з полюсів, при поперечній — у точці, що лежить на екваторі, і при косій — у деякій довільній точці із широтою більше 0° і менше 90°. Нормальні азимутальні проекції називаються також полярними, поперечні — екваторіальними і косі — горизонтальними азимутальними проекціями.

Рис.4.12 Картографична сітка до рівнопроміжної азимутальної проекції

Виходячи з визначення нормальних азимутальних проекцій, їхні загальні рівняння можна виразити так

У залежності від характеру зв'язку між радіусом паралелі на карті і її широті азимутальні проекції за характером перекручувань можуть бути рівнокутними, рівновеликими, рівнопроміжними і довільними.

Картографічна сітка і ізоколи кутів

Рис 4.13 Картографічна сітка і ізоколи кутів у косій азимутальній проекції.

В азимутальних проекціях на дотичній площині точка торкання кулі або еліпсоїда є точкою нульових перекручувань, а в проекціях на січній площині окружність перетину служить лінією нульових перекручувань В обох випадках ізоколи мають вигляд концентричних кіл, що збігаються з паралелями нормальної сітки. Перекручування наростають у міру віддалення від точки нульових перекручувань (від лінії нульових перекручувань).

Нормальні, поперечні і косі азимутальні проекції знайшли широке застосування для зображення територій, що мають округлу форму. Зокрема, для зображення північної і південної півкуль уживаються тільки нормальні, а західної і східної півкуль — тільки поперечні азимутальні проекції. Косі азимутальні проекції застосовуються для карт окремих материків. Вид картографічної сітки та ізокол кутів в одній із косих азимутальних проекцій показаний на рис. 4.13. Частковим випадком азимутальних проекцій є проекції перспективні.

Перспективними називаються такі проекції, у яких паралелі і меридіани з кулі або еліпсоїда переносяться на площину за законами лінійної перспективи, тобто за допомогою прямих променів, що виходять з так названої точки зору. При цьому приймається обов'язкова умова, щоб точка зору знаходилася на головному промені, тобто на лінії, що проходить через центр кулі або еліпсоїда, а площина проекції (картинна площина) була перпендикулярна до цього променя.

Точка зору і картинна площина можуть займати різне положення щодо центра кулі або еліпсоїда. За видом меридіанів і паралелей нормальної сітки ці проекції нічим не відрізняються від азимутальних проекцій.

Картографічна сітка в псевдоконічній проекції

Рис 4.14. Картографічна сітка в псевдоконічній проекції

Псевдоконічні проекції

Псевдоконічними називаються такі проекції, у яких паралелі нормальної сітки зображуються дугами концентричних кіл, а меридіани — кривими лініями, симетричними щодо середнього меридіана, що зображується прямою, перпендикулярною до паралелей. Ці проекції відрізняються, від конічних видом меридіанів. Вид картографічної сітки псевдоконічної проекції показаний на рис. 4.14.

У псевдоконічних проекціях лініями нульових перекручувань є середній меридіан і середня паралель. Перекручування в них наростають у міру віддалення від цих ліній. Вид ізокол кутів у цих проекціях показаний на рис. 4.15.

Псевдоконічні проекції застосовуються при зображенні територій, що мають форму ромба з увігнутими сторонами.

Ізоколи кутів у псевдоконічній проекції

Рис 4.15. Ізоколи кутів у псевдоконічній проекції.

Псевдоциліндричні проекції

Псевдоциліндричними називаються такі проекції, у яких паралелі нормальної сітки зображуються рівнобіжними прямими, а меридіани — кривими лініями, симетричними щодо середнього меридіана, що зображується прямою, перпендикулярною до паралелей. Ці проекції відрізняються від циліндричних видом меридіанів. У псевдоциліндричних проекціях ізоколи мають вигляд складних кривих ліній, симетричних щодо екватора і середнього меридіана, причому закон наростання перекручувань може бути різним.

На рис. 4.16 показаний вид картографічної сітки і ізокол кутів в одній з рівновеликих псевдоциліндричних проекцій (проекції Мольвейде), у якій кути не спотворюються тільки в точках перетинання середнього меридіана з паралелями 40°44' північної і південної широти.

При зображенні всієї земної кулі ці проекції дають менші перекручування, ніж циліндричні.

Поліконічні проекції

Поліконічними називаються такі проекції, у яких паралелі нормальної сітки зображуються різноцентровими колами, а меридіани — кривими лініями, симетричними щодо середнього меридіана, що зображується прямою, перпендикулярною до паралелей.

Поліконічні проекції можна розглядати, як проекції глобуса не на один дотичний по паралелі конус, а на безліч дотичних конусів, що обумовлює рівність масштабів по всіх паралелях.

Картографічна сітка і ізоколи кутів у псевдоциліндричній проекції

Рисунок 16 Картографічна сітка і ізоколи кутів у псевдоциліндричній проекції

У цих проекціях масштаб за всіма паралелями і на середньому меридіані дорівнює одиниці. Перекручування зростають з віддаленням від середнього меридіана, і ізоколи мають вигляд ліній, приблизно паралельних середньому меридіанові. Тому ці проекції більш вигідно застосовувати для зображення територій, більш витягнутих уздовж меридіанів хоча б від одного полюса до іншого.

Картографічна сітка в поліконічній проекції

Рис 4.17 Картографічна сітка в поліконічній проекції

Вид картографічної сітки в поліконічній проекції показаний на рис.4.17.

Частковим випадком поліконічних проекцій є кругові проекції. Круговими називаються такі проекції, у яких середній меридіан і екватор нормальної сітки зображуються прямими перпендикулярними лініями, а інші меридіани і паралелі - дугами різноцентрових кіл, причому середній меридіан є віссю симетрії для інших меридіанів, а екватор — віссю симетрії для паралелей.

До інших відносяться такі проекції, що не можуть бути віднесені до жодного з розглянутих вище класів проекцій за видом меридіанів і паралелей нормальної сітки. Меридіани і паралелі в них зображуються досить різноманітно. Ізоколи в цих проекціях звичайно мають вигляд складних кривих ліній, симетрично розташованих щодо екватора і середнього меридіана.

Картографічна сітка в проекції Аитова-Гаммера.

Рис. 4.18. Картографічна сітка в проекції Аитова-Гаммера.

Ці проекції знайшли широке застосування для світових карт. Вид картографічної сітки однією з цих проекцій (проекція Аитова-Гаммера) показаний на рис. 4.18.

4.2 Вибір та розпізнавання картографічних проекцій

Для всіх топографічних і оглядово-топографічних карт вибір проекцій зумовлений, оскільки проекції для них передбачені настановами (інструкціями) по складанню цих карт. Тому нижче мова буде йти лише про вибір проекцій для карт масштабів дрібніше 1:1000000.

Для карт дрібного масштабу, що охоплюють великі території, різні проекції дають і різні перекручування як за характером, так і за величиною, причому нерідко ці перекручування досягають досить значних розмірів, створюючи тим самим неправильне уяву про форму, площу і довжину території, що картографується.

Вибір картографічної проекції для тієї або іншої карти

складна задача, що по своїй суті одного визначеного рішення не має. Суворо встановлених правил тут не існує. Однак можна відзначити ряд основних умов, що визначають цей вибір.

До таких умов належать

цільова настанова карти;
положення та конфігурація на земній поверхні території, що картографується;
розмір території, що картографується;
особливості компонування карти;
спеціальні і додаткові вимоги.

У цільовій настанові карти повинне бути зазначене її призначення (для школи, вузу або для спеціальних цілей: точних картометричних робіт, для загального огляду тощо) і вид (стінний, настільна або окремий аркуш атласу). Цільовою настановою карти насамперед вирішується питання, якою повинна бути її проекція за характером перекручувань. Рішення приймається в залежності від того, чи потрібно на карті зберегти рівність кутів або площ або для даної карти рівнокутність чи рівновеликість зображення мають другорядне значення. Зазвичай для оглядових карт, що тісно пов'язані з топографічними й оглядово-топографічними картами і для яких важливе значення має збереження напрямків, застосовують рівнокутні проекції; для політичних і економічних карт, на яких важливо зберегти правильне співвідношення площ окремих країн і територій, застосовують рівновеликі проекції і для навчальних карт, на яких немає потреби в збереженні одних властивостей зображення за рахунок збільшення перекручування інших, застосовують рівно-проміжні і довільні проекції. Зазначений підхід до вибору проекцій є розповсюдженим, однак його не завжди дотримаються.

Положення на земній поверхні території, що картографується, і її конфігурації визначають вибір проекції за видом меридіанів і паралелей нормальної картографічної сітки. Так для карт екваторіальних країн кращими будуть нормальні циліндричні проекції; для карт країн, розташованих у помірному поясі і витягнутих за паралелями — нормальні конічні проекції; для карт полярних областей і країн, що мають округлу форму, а також для карт півкуль — азимутальні і перспективні проекції; для карт країн, витягнутих за меридіаном — поперечно-циліндричні проекції; для карт країн, витягнутих по довільній дузі великого кола, — косі циліндричні проекції тощо

Розмір території, що картографується, також впливає на вибір проекції. Наприклад, для карт світу недоцільно застосовувати конічні й азимутальні проекції, тому що вони в цьому випадку будуть давати великі перекручування. Для світових карт у даний час широко використовуються псевдоциліндричні та інші проекції (за характером перекручувань довільні і рівновеликі). Нерідко застосовуються і циліндричні проекції (наприклад, довільна циліндрична проекція Урмаєва). Для карт материків зазвичай вживаються рівновеликі азимутальні проекції, наприклад, для карт Європи, Азії, Північної Америки, Південної Америки, Австралії й Океанії — рівновелика коса азимутальна проекція Ламберта, а для карт Африки — рівновелика поперечна азимутальна проекція Ламберта.

У поняття компонування карти входить розміщення на аркуші (на аркушах) карти картографічного зображення, додаткових зведень (врізних карт) і елементів зарамкового оформлення. Від особливостей компонування карти залежить вибір проекції за видом меридіанів і паралелей нормальної картографічної сітки.

До спеціальних вимог, що впливають на вибір проекції, можна віднести вимоги, пов'язані з призначенням карти. На морських картах необхідно, щоб локсодромія зображувалася прямою лінією. Таку вимогу, як відомо, задовольняє проекція Меркатора. Якщо необхідно, щоб на карті зображувалася прямою лінією ортодромія, то в цьому випадку варто застосувати центральну перспективну проекцію. На маршрутних польотних картах повинні зберігатися довжини за даним найкоротшим маршрутом і всі напрямки і кути. Очевидно, що для цих карт кращими будуть рівнокутні косі циліндричні проекції, на циліндрі, що дотикається земної кулі по дузі великого кола, що збігається з заданим маршрутом.

Як проекцію, що задовольняє додатковим вимогам, можна вказати довільну косу перспективну-циліндричну проекцію професора М. Д. Соловйова для навчальних карт.

Додаткові вимоги до цієї проекції наступні:

полюс повинен зображуватися точкою;
зображення північно-західної і північно-східної частин повинні мати менші повороти, ніж у конічних проекціях (менша кривизна паралелей);
вид меридіанів і паралелей на карті повинен давати уявлення про кулястість земної поверхні.

При виборі проекції для тієї або іншої карти необхідно також враховувати наявний у цьому відношенні досвід з раніше виданих карт.

На закінчення необхідно відзначити, що, вирішуючи питання про вибір картографічної проекції, варто мати на увазі, що основним цінністю тієї або іншої проекції є не простота побудови меридіанів і паралелей і не вид картографічної сітки, а величина і розподіл перекручувань у проекції. Правильно обраною варто вважати ту проекцію, при застосуванні якої в центральній частині карти перекручування відсутні або є незначними; найбільші ж перекручування рівномірно розподіляються на краях зображення території, що картографується.

4.3 Проекція Гауса-Крюгера

У будь-якій проекції зображення виходить тим більше спотвореним, чим більше картографується територія. Тому прямокутна система координат не може бути поширена на більшу територію. Доводиться вирішувати завдання по частинах.

У 1825 р К.Ф. Гаус вперше вирішив загальну задачу по зображенню однієї поверхні на інший із збереженням подібності в нескінченно малих частинах. Окремим випадком цього завдання є відображення поверхні еліпсоїда обертання на площині. Запропонована К.Ф. Гаусом проекція практично не застосовувалася. У 1912 р А. Крюгер вивів і опублікував робочі формули цієї проекції. Після цього проекція отримала назву проекції Гауса-Крюгера і знайшла широке застосування в топографо-геодезичних роботах.

Геометрична інтерпретація проекції Гауса-Крюгера виглядає наступним чином. Поверхня земного еліпсоїда умовно ділять меридіанами на зони, відповідні 6° по довготі. Середній меридіан зони називається осьовим. Потім еліпсоїд вписується в поперечно розташований циліндр так, щоб площина його екватора поєдналася з віссю циліндра, а один з осьових меридіанів опинився дотичній до його бічної поверхні. Цю зону, а потім і наступні за певним математичним законом проектують на внутрішню бічну поверхню циліндра (рис. 4.19, а). Після проектування поверхню циліндра розгортають у площину, розрізавши циліндр по утворюючим, дотичним земних полюсів. Спроектовані аналогічно послідовно одна за одною зони стикаються між собою в точках, розташованих по лінії екватора, як це показано на рис. 4.20, а.

Рис.4.19 Схема створення проекції Гауса-Крюгера

а - геометричне уявлення отримання зображення зони; б - спроектований на площину зображення зони (- справжніх розмірів зони, - - розміри зони в проекції)

Виходить, що вся поверхня Землі розбивається на 60 зон, вважаючи від початкового - Гринвічського меридіана (0 °). Через кожну зону від Північного до Південного полюса проходить прямолінійний осьової меридіан зон. Довгота осьового меридіана n-ї зони дорівнює (6n - 3) °. Нумерація зон йде із заходу на схід, починаючи від Гринвічського меридіана. У межах кожної зони плоска координатна система розташовується самостійно. Осі X і Y розміщуються по осьовому меридіану зони і екватора. Початок відліку координат в їх перетині. Значення координати у можуть бути в кожній зоні і позитивними і негативними. Щоб уникнути цих незручностей, початок відліку ординат штучно зміщують на захід на 500 км (рис. 4.20). Іншими словами, до значення у додають 500 км. Ширина полузони по довготі становить всього 3 °, т. Е. Близько 333 км, тому всі значення у стануть позитивними. Оскільки в кожній зоні координати можуть збігатися, в значенні у вказується також номер зони. Наприклад, якщо координати точки дано у вигляді: х = 6 650 457, у = 4 307 128, то це означає, що точка розташована від екватора на відстані 6 650 457 м; в значенні координати у цифра 4 означає номер зони, а від решти числа слід відняти 500 000 м, тоді отримаємо відстань нашої точки від осьового меридіана, а саме - 192 872 м. Такі координати називають перетвореними. Для зручності користування плоскими координатами кожну зону покривають сіткою квадратів, так званої кілометрової сіткою (сторона квадрата дорівнює 1 км), яка зображується на топографічних картах масштабу 1:10 000; 1:25 000; 1:50 000 (на картах масштабу 1: 100 000 квадрати двокілометрові; 1: 200 000 - від 4 до 10 км).

Рис 4.20 Зональна система координат в проекції Гауса–Крюгера:

а - розподіл поверхні Землі на зони (1 - осьовий меридіан, 2 - екватор); б - визначення плоских координат в зоні

Така зональна система координат, прийнята в якості державної, забезпечує можливість побудови на території всієї Землі системи плоских прямокутних координат і дозволяє отримувати практично без спотворень досить великі ділянки земної поверхні.

4.4 Способи картографічного відображення дійсності

Картографічне зображення (cartographical imagery) - це основний елемент будь-якої карти, що за допомогою графічних та інших засобів розкриває її зміст. Перше завдання картографічного зображення правильно передати інформацію про земну поверхність (її окрему ділянку), про природні та суспільні явища, що на ній відбуваються, до користувача. По-друге, картографування певної території та явищ на ній може виконуватися з метою пошуку певних взаємозв'язків та закономірностей. Тому правильний вибір способів, за допомогою яких на карті буде передаватися інформація про ті чи інші об'єкти та явища, їх положення, форму, розміри, якісні ознаки та динаміку, визначає такі фундаментальні характеристики карти як наглядність та читаність карти, і як наслідок її придатність для використання за тією метою, для якої вона була створена.

Слід відзначити, що об'єкти та явища, що відображаються на картах є дуже різноманітними за своїми ознаками. Так деякі характеристики місцевості, як наприклад, рельєф чи клімат мають безперервний характер, інші мають чітко виражений характер локалізації. Одні об'єкти та явища є сталими (а точніше можуть вважатися такими на певному інтервалі часу), а інші постійно змінюються або мають періодичний характер. Отже, оскільки за змістом карти є дуже різноманітними, то і способи подання на них інформації дуже різняться.

До основних способів картографічного зображення відносять:

спосіб значків;
спосіб лінійних знаків;
спосіб ареалів;
спосіб знаків руху;
спосіб ізоліній;
спосіб крапок;
спосіб кількісного фону;
спосіб якісного фону;
спосіб картограм;
спосіб картодіаграм;
спосіб локалізованих діаграм;
спосіб тіньової пластики;
спосіб перспективного зображення;
спосіб гіпсометричного забарвлення.

Спосіб значків (sign method) - спосіб картографічного зображення, що застосовується для відображення на карті локалізованих на місцевості об'єктів і явищ відповідними умовними позначеннями - різних за формою, розмірами та кольорами значків (рис. 4.21). За формою значки поділяють на геометричні, буквенні та наочні.

Перші - це прості геометричні фігури (коло, зірочка, трикутник), що позначають певні об'єкти.

Другі - це одна або пара перших букв назви об'єкта, явища, або букви їх загальноприйнятого позначення чи скорочення (наприклад, позначення хімічних елементів на геохімічній карті). Наочні значки - це значки за зовнішнім виглядом схожі до певного об'єкта місцевості (наприклад, рисунок автобуса для позначення автостанції або чашки - для кафе).

Рисунок 4.21. Різноманітні умовні знаки відображають розташування основних виробництв на економічній карті Хорватії.

Спосіб лінійних знаків (linear sign method) - використовується для зображення на карті різних лінійних об'єктів (наприклад, меж політико-адміністративного поділу, вододільний ліній тощо), об'єктів лінійної протяжності, ширина яких не виражається в масштабі карти (наприклад, річки та дороги), а на деяких тематичних картах також ліній немалої протяжності доволі витягнутих об'єктів (наприклад, лінії основних напрямків гірських хребтів, тектонічні лінії тощо). Передача якісних і кількісних характеристик, а також їх зміна з часом осягається в способі лінійних значків за допомогою рисунка, кольору, структури лінійних знаків, а деколи й їх ширини (рис. 4.22).

Рисунок 4.22. За допомогою лінійних знаків на топографічній карті подаються дороги, водотоки, лінії електропередач.

Використання лінійних знаків різної ширини та рисунку дозволяє передати інформацію про ширину річок: 1 - річки шириною від 5 до 30 метрів, 2 - річки та струмки шириною до 5 метрів.

Спосіб ареалів (area method) - зображення на карті певних ділянок земної поверхні за допомогою відповідних площових картографічних позначень. Цей спосіб широко використовується, наприклад, на різноманітних картах рослинного покриву та тваринного світу, оскільки дозволяє наглядно відобразити території поширення певного виду тварин або рослин (рис. 4.23).

Рисунок 4.23. На геоботанічній карті за допомогою способу ареалів показано райони поширення в Європі окремих видів рослин:

- кам'яного дубу,
- ковилю Лессінгова,
- аллепської сосни,
- луазелеурії лежачої,
- еріки крестолитяної.

Спосіб знаків руху (motion sign method) - використовується для зображення на карті різноманітних просторових переміщень, як природних (морські течії, діяльність вітрів за деякий проміжок часу), так і соціально-економічних (міграція населення, перевезення вантажів). Цим способом, використовуючи різні графічні засоби, можна показати на карті напрям і швидкість переміщення, кількість, якість та інші дані явищ, що переміщуються в просторі. Графічними засобами в способі знаків руху є стрілки (наприклад, для зображення вітрів при цьому кількісний бік характеризується товщиною стрілки, що залежить від сили вітру, а якісний - кольором, (наприклад, теплі і холодні вітри зображуються різними кольорами), а також стрічки різного кольору або рисунка (штрихування тощо) і ширини. Знаки руху можуть точно зображувати напрям переміщень, тобто дотримуючись, наприклад, зображених на карті залізниць чи судноплавних річок, або схематично, коли, наприклад, стрілка відповідних форми і ширини з'єднує пункти, між якими здійснюється переміщення.

Рисунок 4.24. За допомогою знаків руху - стрілок різного кольору на кліматичній карта подається інформація про переважні напрямки вітрів у літній та зимовий період.

Спосіб ізоліній (isoline method) - використовується для зображення на карті неперервних і поступово змінюваних і до того ж суцільно поширених на якомусь просторі явищ за допомогою ізоліній. За допомогою ізоліній на картах відображають, наприклад, рельєф, температури, час настання певних подій та інше (рис. 4.25). Деколи для наочності простір чи смугу між ізолініями зафарбовують відповідними кольорами або заштриховують. Спосіб ізоліній використовується також для подання на картах і деяких характеристик, що мають насправді дискретний характер. Прикладом такої характеристики може бути щільність населення.

а) б)

Рисунок 4.25. Спосіб ізоліній: а) на топографічній карті горизонталями показують рельєф місцевості; б) на фенологічній карті ізофенами подають інформацію про дати настання певних фенофаз рослин.

Спосіб крапок (dot method) - використовується для зображення на карті масових поширених об'єктів та явищ за допомогою відповідної кількості однакового розміру крапок, розташування яких відповідає розташуванню і концентрації цих об'єктів місцевості, а кожна крапка певного розміру відповідає однаковій кількості одиниць зображуваного на карті об'єкта чи явища. У цьому способі важливим є визначення так званої ваги крапки, тобто кількості об'єктів, якій на карті відповідає одна крапка. Наприклад, однією крапкою якогось розміру може позначатися кількість випадків захворювання на певну хворобу на медико-географічній карті і т.п. Деколи на одній і тій же карті застосовують крапки двох і більше вагових категорій. Використовуючи різнобарвні крапки, можна подавати на карті якісні характеристики об'єктів та явищ (рис. 4.26).

Рисунок 4.26. За допомогою крапок різного кольору на карті відображено розселення представників різних етнічних груп.

Спосіб кількісного фону (quantitative background method) - спосіб зображення на карті кількісних відмінностей деякого явища, суцільно поширеного на території, що картографується (рис. 4.27). Цю територію поділяють на однакові частини за певними кількісними показниками, після чого однотипні частини зафарбовують відповідним кольором або заштриховують. Спосіб кількісного фону використовується, наприклад, для складання карт вмісту основних речовин в грунті, карт щільності населення та інших.

Рисунок 4.27. За допомогою різних кольорів на кліматичній карті світу показано річну кількості опадів в різних регіонах.

Спосіб якісного фону (qualitative background method) - спосіб зображення на карті якісних особливостей чи відмінностей певних явищ, суцільно або масово поширених на території, що картографується. Суть способу полягає в тому, що згідно з розробленою класифікацією картографічного явища зображувану територію поділяють на якісно однорідні ділянки, які зафарбовують відповідним кольором або заштриховують. Допускається поєднання фонового забарвлення зі штрихуванням. Спосіб якісного фону використовують для складання ботанічних, геологічних, ґрунтових, етнічних та інших карт (рис. 4.28).

Рисунок 4.28. За допомогою різних кольорів фону на геологічній карті подається інформація про типи відкладень та порід.

Спосіб картограм (collation maps method) - спосіб зображення середньої інтенсивності певного кількісного за своєю характеристикою явища в межах наявних на карті територіальних одиниць, найчастіше адміністративних, за допомогою графічних засобів площового відображення (наприклад, фонове забарвлення, штрихування); при цьому інтенсивність графічних позначень відповідає інтенсивності зображуваного явища.

Рисунок 4.29. Способом картограм подається інформація щодо щільності населення Іспанії.

Спосіб картодіаграм (maps diagram method) - спосіб зображення на карті за допомогою діаграм сумарної (кількісної) величини якогось явища, що стосується певної територіальної одиниці (рис. 4.30). Діаграмні фігури можуть бути: лінійні - у вигляді стовпчиків, смужок тощо; об'ємні куби, кулі тощо. Діаграмні фігури можуть бути ще й структурні: фігура поділена на частини відповідно до величини зображуваного явища (наприклад, круг подає кількість населення області, а площові сектори круга - національний склад населення).

Рисунок 4.30. Структурні діаграми відображають величину ВВП країн Східної Європи у 1990 році та долю різних галузей економіки.

Спосіб локалізованих діаграм (localizated diagrams method) - використовується для картографування за допомогою графіків і діаграм як явищ, локалізованих у певних точках, так і явищ суцільного поширення на певній території, при цьому точки локалізації можуть бути підписані, або й без підпису, але мають бути локалізовані хоч би за виходами картографічної сітки. Локалізація може бути здійснена також у вибраних клітинках карти заздалегідь визначеного розміру. Спосіб локалізованих діаграм застосовується для карт, що характеризують сезонні і періодичні явища, їх зміну та повторюваність.

Рисунок 4.31. За допомогою локалізованих діаграм подається обсяг та склад промисловості в основних містах Японії у 1971 році.

Спосіб тіньової пластики (shadow plastics method) - зображення на картах форм рельєфу відтінюванням їх схилів. Серед способів тіньової пластики - штриховий спосіб відображення рельєфу та відмивання рельєфу. Штриховий спосіб зображення рельєфу ґрунтується на сприйнятті тіней, що створюють уявлення випуклих і увігнутих форм рельєфу (рис. 4.32а). Штриховий спосіб зводиться до нанесення на карту коротких ліній різної товщини залежно від стрімкості схилу. Штрихи відіграють роль тіні, просвіт між ними - елемент світла. Відмивання рельєфу - це створення полутонового зображення при заданому напрямку освітлення місцевості (рис. 4.32б). Відмивання рельєфу широко застосовується на дрібномасштабних фізичних та топографічних картах.

а) б)

Рисунок 4.32. Використання методів тіньової пластики дозволяє підкреслити рельєф місцевості: а) подання рельєфу штриховим способом; б) відмивання рельєфу.

Спосіб перспективного зображення або фізіографічний - це один зі способів подання на картах інформації про рельєф місцевості. Цей спосіб походить з далекої давнини, коли для відображення гірських хребтів, окремих гір та значних холмів на карті малювався рисунок відповідно гір або хребтів. Цей спосіб є наглядним, але не дозволяє якісно визначати висоти рельєфу. Сьогодні він застосовується здебільшого для відображення рельєфу на туристичних картах та картах-ілюстраціях, що включаються до популярних видань (рис. 4.33).

Рисунок 4.33. Перспективне зображення є досить наглядним, тому часто застосовується на туристичних картах та схемах.

Спосіб гіпсометричного забарвлення - спосіб картографічного зображення рельєфу земної поверхні та дна морів і океанів, який полягає в пошаровому зафарбуванні висотних ступенів відповідними для них кольорами або відтінками (рис. 4.34). Зазвичай цей спосіб використовується для підвищення наглядності даних про рельєф на дрібномасштабних картах та в атласах. Часто застосовується спільно зі способом ізоліній. Для відображення рельєфу вводиться шкала кольорів, наприклад, "що вище, то темніше", "що вище, то світліше" або "чим вище, тим тепліщі та насищеніші кольори". Спосіб гіпсомертичного забарвлення дуже широко використовується на різноманітних картах для передачі даних про глибини. В цьому випадку використовують різноманітні відтінки синього кольору - "чим глибше, тим темніше".

Рисунок 4.34. Гіпсометричного зображення наглядно подає різницю в абсолютних висотах різних ділянок земної поверхні.

Крім наведених вище способів картографічного зображення інформація на картах подається також за допомогою різноманітних підписів (рис. 4.35). Виділяють три типи підписів на картах:

топоніми - власні географічні назви об'єктів місцевості: населених пунктів, гір, річок та т.п.;
терміни - загальногеографічні, геологічні, соціально-економічні та інші поняття, що відносяться до об'єктів карти;
пояснювальні підписи - якісні та кількісні характеристики об'єктів карти, підписи ліній картографічної сітки, хронологічні підписи. Наприклад, це підписи переважаючої породи дерев в лісі ("дуб", "сосна") , якості води в водоймах ("прісна", "солена"), характеристики промислових та соціальних об'єктів і т.п.

Рисунок 4.35. За допомогою підписів на картах подається інформація про назви населених пунктів, річок, урочищ, призначення промислових об'єктів та інші відомості.

Для підписів на картах використовуються спеціальні картографічні шрифти. Їх особливість - це добра чиаємість на фоні кольорового зображення, компактність та придатність для друку. Картографічні шрифти розрізняються по ширині букв, інтенсивності кольору, нахилу, наявності підсічок та по висоті букв.

Для топографічних карт зазвичай нормативно встановлюється, які підписи слід наносити на карту, які скорочення використовуються для пояснювальних підписів, які шрифти мають використовуватись для підпису різноманітних власних назв і які для пояснювальних підписів. При цьому колір, розмір та тип шрифту, що використовується для підпису об'єкту, сам може розглядатися як певна характеристика об'єкта. Наприклад, залежно від того, до якої категорії "місто", "селище" чи "село" належить населений пункт і скільки в ньому мешканців, використовуються різні картографічні шрифти з різною висотою букв для підпису назви населеного пункту.

Частина 5

ОСНОВШ ПРИНЦИПИ РЕДАГУВАННЯ, СКЛАДАННЯ, ОФОРМЛЕННЯ ТА ТЕХНОЛОГІЯ ВИДАННЯ КАРТ

5.1 Поняття про картографічні джерела

Одним із різновидів зображальних джерел з історії України є історичні та географічні карти, картографічні схеми. Зображення на картах — це особливий вид моделювання реальних явищ, що у графічній формі передає їх кількісні і якісні характеристики, структуру, взаємозв'язки та динаміку.

Слід зазначити, що з історії України існує досить багато змістовних картографічних джерел. Найдавніші карти території сучасної України належать грецьким та римським авторам.

Певтінгерова таблиця — римська шляхова карта, створена у IV ст. н. е., першою занотувала назви народів, що населяли давню Україну. Друковані західноєвропейські карти зберегли інформацію про територію України XV— XVI ст. Вони створені на підставі праць Клавдія Птолемея (II ст. н. е.), інших античних географів, учених періоду середньовіччя (Н. Кузанського, А. Віда та ін.).

Старовинні карти є безцінним, але недостатньо дослідженим джерелом з української історії. Як зауважував із цього приводу сучасний дослідник старовинних українських карт С. Хведченя, "вони подібні чарівним ключам, якими можна відкрити двері в загадкове минуле і поринути в таємниці далеких століть". Старовинні карти — це особливий вид пам'яток історії та культури. Розвиток картографії відбувався разом із розвитком людства. Серед найдавніших картографічних зображень можна згадати малюнки кам'яного та бронзового віку, карти античних географів, китайські карти на шовку, середньовічні портолани, креслення княжої доби. Вивчаючи старовинні карти, необхідно знати закони картографічного зображення, умовні позначки, рівень розвитку географічних знань відповідної епохи, опанувати мову карт, що вимагає спеціальної підготовки.

Карта України де Боллана

Особливий комплекс українських картографічних зображень складають монастирські карти XVII— XVIII ст. До перших друкованих карт цієї групи можна віднести три пам'ятки з книги Афанасія Кальнофойського "Тератургіма", надрукованої у Києво-Печерській лаврі в 1638 р. На першій з них відображено Феодосієві, або Дальні, печери, на другій — Антонієві, або Ближні, печери і на третій — верхню територію Печерської лаври, Микільським монастир, Старе місто і частину Подолу.

Картам 1638 р. присвячено небагато наукових праць, існують досить суперечливі оцінки їх історичної вартості. За твердженням С. Хведчені, вони майже не містять помилок. Більше того, коли вчений склав всі три карти в тому порядку, як їх було надруковано в "Тератургімі", то дістав єдиний план стародавнього Києва. Зображення сусідніх карт пристали до міліметрів. Порівняльний аналіз старовинних картографічних зображень із сучасними картами дає можливість встановити досить точне розташування на них лаврських катакомб і наземних споруд лаври. Що ж стосується неточностей на плані Києва (неправильне нанесення Десятинної і Трьохсвятительської церков), то це, на думку вченого, пояснюється прагненням картографа показати бодай частину Подолу, внаслідок чого він вимушено змінив перспективу.

Є підстави називати зображення 1638 р. картами, оскільки об'єкти на них показані значно зменшеними, для їх позначення використовувалась ціла система умовних знаків (шляхи, рослинність, рельєфу споруди), зроблено цифрові позначення, які розшифровані в описах до карт (легендах).

Цінними є картографічні зображення "Києво-Печерського патерика" 1661 р. Автором двох карт був гравер Печерського монастиря Ілля. У 1675 р. їх було передруковано у книзі І. Гербінія про київські підземелля релігійного призначення. Вони до найменших дрібниць повторюють оригінали, але відрізняються вищою якістю зображення, оскільки українські карти друкувалися з гравюр на дерев'яних, а європейські — на мідних пластинах. До речі, деякі дослідники припускають, що рукописний "Києво-Печерського патерик", датований 1462 p., міг супроводжуватися давнішими картографічними зображеннями лаврських печер. Цілком можливо, що перші українські друковані карти XVII ст. було створено на основі більш ранніх картографічних креслень, але вони на сьогодні науці невідомі.

План Києва 1637 р. Гравюра А. Кальнофойського

Для видання "Патерика" 1702 р. були створені нош карти гравером Мартином Нехорошевським. Традиційний зміст карт доповнений яскравими художніми елементами постатями ченців, пілігримів, які пливуть на човнах або простують шляхом, цікавими замальовками з життя киян. Все це створює неповторну атмосферу епохи, відтворює стиль того часу.

Українські карти XVII — початку XVIII ст. можна порівняти з західноєвропейськими картами пізнього середньовіччя. Вітчизняним картам притаманна висока майстерність виконання. Вони несуть на собі вплив української іконописної традиції, поширеної на той час сюжетної книжкової гравюри. Особливості українських карт полягають у тому, що кожен автор пропонував свої варіанти умовних позначок, використовував на свій смак художні засоби, фарби.

Карти Лаврських печер 1638 і 1702 pp. зорієнтовані не на північ, як це прийнято в картографії, а на захід. Починаючи з 1661 р. на монастирських картах зображували компасну розу — орієнтир сторін світу.

Старовинні монастирські карти є дороговказом для сучасних дослідників історії монастирів. Завдяки печерським картам учені в Ближніх лабіринтах відкрили більш як 150 м давніх підземних ходів, а також унікальну підземну споруду, що датується XI ст. Можливо давні картографічні джерела сприятимуть розкриттю таких таємниць української історії, як зникнення бібліотеки Ярослава Мудрого, легендарного скарбу Варязької печери та ін.

Є підстави вважати, що українські карти середини XVIII ст. створювалися за математичними законами і за допомогою геодезичних приладів. Серед них особливої уваги заслуговують карти, складені в 1744 р. інженерно-топографічною командою Київського гарнізону у зв'язку з будівництвом Печерської фортеці. Рукописні карти 1744 р. за своїм оформленням дуже нагадують сучасні, вони неодноразово копіювалися у другій половині XVIII— на початку XIX ст. і практично використовувалися.

План Києва 1695. Фрагмент гравюри І. Ушакова

Територія України в давнину була відображена також на картах іноземного походження. Українські землі на них нерідко розглядалися як частина Польщі або Московського царства. Це пам'ятки картографії Н. Радзивіла, Т. Маковського, Г. Боплана. У Московській державі XVII ст. була створена карта "Чертеж украинским и черкасским городам от Москвы до Крыма". Цікава пам'ятка картографії — атлас ріки Дон з картами Чорного та

Азовського морів, К. Ж. Круйса, виданий у 1703 р. У XVIII—XIX ст. українські землі окреслюються на картах Росії, Австро-Угорщини, Польщі, Пруссії, Туреччини та інших країн. Детально зображена Україна в атласах І. Кирилова (1734) та А. Вільбрехта (1792). Значний внесок у вивчення географії України та відображення її в картографічних джерелах зробили військові картографи ХІХ— XX ст.

Історичні географічні карти України постійно створюються і в наш час. Цьому сприяло створення Відділу історичної географії та картографії Інституту історії України НАН України.

Карти є не лише цінними носіями джерельної інформації, а й важливим навчальним, науковим та ілюстративним матеріалом.

5.2 Редакційний план карти

Основна задача редакційного плану полягає в тому, щоб розвинути і конкретизувати настанови наставляння (інструкції) стосовно до особливостей території, яка картографується, і картографічних матеріалів.

Редакційний план складається в результаті всієї проробленої роботи з вивчення району і картографічних матеріалів і є основним керівним документом при складанні карти. У ньому відбувається впорядкування і методика робіт даються вказівки з використання картографічних матеріалів і генералізації елементів змісту карти, що складається.

Редакційний план розробляється на групу аркушів, що покривають даний район. При складанні карт масштабів 1:25 000 і 1:50000 за однорідними вітчизняними матеріалами редакційний план може бути замінений короткими вказівками з додатком зразкового аркуша.

Зміст редакційного плану на район

1) завдання і загальні зведення про район;

2) картографічні матеріали;

3) указівки за методикою складання карти;

4) указівки по підготовці карти до видання;

5) висновки про передбачувану якість проектованої карти;

6) додатка.

У першому розділі викладається зміст завдання, вказуються територія або кордони району, що картографуються, масштаб карти, що складається, номенклатури її аркушів, настанови, якими слід керуватися в роботі, дається коротка географічна характеристика району, ціль якої полягає у визначенні типових рис і характерних рис території, що картографується, і які впливають на характер і ступінь генералізації змісту карти.

В другому розділі приводиться характеристика картографічних матеріалів, що підлягають використанню при складанні даної карти, дається їхня оцінка і вказується порядок використання.

Розділ починається з характеристики геодезичного обґрунтування району, що картографується, після чого описуються картографічні матеріали в порядку їх значимості, починаючи з основних. Для складання характеристик матеріалів використовуються дані, отримані в результаті їхнього вивчення. По відношенню до кожного картографічного матеріалу вказується, при зображенні яких конкретних елементів змісту карти, що складається, він повинен бути використаний.

У третьому розділі, що складається з двох частин, установлюються порядок і методика складання карти і даються вказівки по проведенню генералізації кожного елемента змісту карти.

У першій частині розділу вказуються:

порядок використання і необхідна густота геодезичного обґрунтування;
порядок використання і методи підготовки картографічних матеріалів;
послідовність і технічні прийоми складання карти.

В другій частині розділу подаються за кожним елементом змісту карти спочатку коротка географічна характеристика того або іншого елемента, а потім указівка, по якому матеріалу необхідно нанести його на карту, що складається, і в якому ступені зробити генералізацію. Ця частина розділу дається у вигляді тексту з ілюстраціями (зразками генералізації) і зразковими аркушами і викладається зазвичай в наступному порядку: гідрографія, населені пункти, мережа доріг, рельєф, рослинність і ґрунти, границі, місцеві предмети, географічні назви, зведення, зарамкове оформлення.

Вказівки по генералізації окремих елементів змісту повинні забезпечити виконання всіх основних вимог, пропонованих до карти, що складається.

Для забезпечення точності і вірогідності зображення кожного елемента рекомендується найбільш сучасний картографічний матеріал. Щоб забезпечити повноту змісту карти і подробицю зображення кожного елемента, вказуються характерні об'єкти, що повинні бути нанесені на карту, а також ступінь і характер їх узагальнення. З метою забезпечення наочності вказуються принцип і способи виділення головних об'єктів, можливі випадки відступу від установлених розмірів умовних знаків і шрифтів.

Характер змісту, подробиця й обсяг указівок залежать від особливостей території, що картографується, призначення і масштабу карти, якості вихідних матеріалів і досвіду виконавців.

У четвертому розділі встановлюються способи виготовлення видавничих оригіналів, їхній масштаб, особливості креслення і вказуються припустимі межі відхилень від прийнятих розмірів умовних знаків, якщо ці відхилення необхідні для кращого відображення топографічних особливостей району.

У п'ятому розділі дається висновок про очікувану якість проектованої карти, її точності, відповідності призначенню і сучасному станові місцевості.

5.3 Складальний оригінал карти і роботи з його виготовлення

У дійсній главі розглядаються питання, що відносяться до складання оригіналу карти, називаного складальним. Складальний оригінал, будучи оригіналом карти, повинен давати повну і ясну уяву про навантаження, наочність і читаність майбутньої карти.

Як правило, складальний оригінал (рис. 5.1) виготовляється в масштабі карти і креслиться в наступних фарбах: елементи гідрографії — зеленною, елементи рельєфу — коричневою, всі інші штрихові елементи змісту й оформлення оригіналу — чорною (тушшю).

Крім того, на складальному оригіналі зафарбовуються: площі лісів — світло-фіолетовою фарбою; водні простори — блакитною; полотно шосейних доріг і квартали з перевагою вогнестійких будівель — жовтогарячою, полотно поліпшених ґрунтових доріг і квартали з перевагою не вогнестійких будівель — жовтою; лінії координатної сітки кресляться червоною фарбою, за винятком їхніх виходів за внутрішньою рамкою аркуша, що проводяться чорною тушшю.

Координатна сітка наноситься на початку складання (для того, щоб при роботі на її лініях не розташовувати підписів). Зафарбування (слабкими фарбами) полотна шосейних і поліпшених ґрунтових доріг, а також кварталів у населених пунктах відбувається на складальному оригіналі після одержання з нього синьої копії для креслення видавничого оригіналу.

За оформленим в такий спосіб оригіналом карти можна скласти зразкове уявлення про те, якою буде карта за змістом після видання. Деякі відступи від фарб, прийнятих для видання карт, викликаються необхідністю фотографічного репродукування складального оригіналу. Зважаючи на те, що синій і фіолетовий кольори не сприймаються фотографічним шаром, елементи гідрографії на складальному оригіналі кресляться не синьої, а зеленою фарбою, площі лісів зафарбовуються не зеленою, а світло-фіолетовою фарбою. З метою економії часу заповнення контурів угідь значками лук, купин, садів тощо прийнято робити не за розмірами умовних знаків, а розріджено. З тих же розумінь усі підписи на складальному оригіналі кресляться волосним шрифтом, а зарамкове оформлення виконується з деякими спрощеннями.

В даний час для здешевлення виготовлення складальних оригіналів і підвищення якості одержуваних з них синіх копій упроваджуються, крім того, вдруковування підписів на складальний оригінал і показ площ, зайнятих елементами рослинності (чагарниками, лугами тощо) і ґрунтами (такирами, галечниками тощо), фоновим зафарбуванням замість заповнення їх умовними контурними значками.

Вдруковування підписів на складальний оригінал може виконуватися двома способами:

підписи друкуються типографським способом на плюрі і потім переносяться на складальний оригінал;
підписи друкуються на прозорій основі, вирізаються і наклеюються на аркуш целофану, накладений на складальний оригінал; потім з такого аркуша целофану позитивним копіюванням виготовляється друкована форма, з яким на офсетному верстаті підпису вдруковується на складальний оригінал.

Освоєння зазначених способів у 3—4 рази скоротить час, необхідний для виконання підписів вручну.

Показ площ, зайнятих елементами рослинності і ґрунтами, фоновим зафарбуванням застосовуються тоді, коли ці площі, загалом займають значну частину карти, що складається. Фонове зафарбування в цих випадках виконуються різними, добре помітними кольорами, але не відтворюються при фотографуванні фарбами, причому на полях складального оригіналу розміщують умовні позначки виконаних зафарбувань і пояснення до них.

Складання карт іноді виконується з відхиленнями від загального правила. Ці відхилення можуть бути викликані обмеженістю часу, особливостями району, що картографується, характером вихідних матеріалів, а також розуміннями економічної доцільності. Наприклад, в окремих випадках складання карти відбуваються з одночасною підготовкою її до видання. При цьому складальний оригінал не відпрацьовується, тому що в результаті відразу виходить видавничий оригінал. В інших випадках буває доцільніше виконувати складання не в масштабі карти, а в проміжному, як правило, більш великому масштабі. Одним із варіантів цього може бути складання в масштабах вихідних матеріалів на восківках, що накладаються на вихідні матеріали. При цьому на восківках всі елементи змісту кресляться з необхідною генералізацією. Після закінчення складання на восківках з останніх виготовляються фотокопії в масштабі карти, яка складається, що потім монтуються на спеціально підготовлений планшет. У результаті з’являється складальний оригінал, на якому для підвищення наочності зафарбовуються площі лісів і дороги вищих класів.

Рисунок 5.1 Частина складального оригіналу карти

У загальному випадку робота з виготовлення складального оригіналу складається з трьох процесів:

побудови геодезичної і математичної основ карти;
перенесення вихідного зображення і складання змісту карти;
зведень і зарамкового оформлення складального оригіналу карти.

Паралельно з усіма роботами по створенню карти ведеться складання формуляра-документа, що є паспортом карти.

У процесі складання карти виробляються контроль і приймання окремих видів виконаних робіт. Закінчений складанням оригінал карти піддається ретельній і всебічній коректурі, що має метою встановити його відповідність вимогам редакційних указівок (редакційного плану) і настанов.

5.4 Способи складання карт

Основними етапами створення карт є:

1. Розробка та погодження з замовником завдання на карту.

2. Проектування карти

3. Збір вихідних та опрацювання даних для карти

4. Власне складання карти

5. Підготовка карти до видання

Розробка та погодження з замовником завдання на карту - перший і дуже важливий етап робіт зі створення карт. Під час цього етапу визначається тематика та призначення нової карти. З тематики та призначення карти витікають загальні вимоги до змісту, масштабу, проекції, системи координат, складу об'єктів, оформлення та формату вихідного документу. Безпосередньо в завданні часто вказується, якими нормативними документами слід керуватися при складанні карти. Все вище перелічене оформлюється у вигляді документу - технічного завдання. Технічне завдання підписується уповноваженим представником організації - замовника робіт та підприємства- виконавця робіт зі складання карти.

На підставі узгодженого технічного завдання виконується проектування карти. Результатом проектування є програма карти - документ, що містить детальну інформацію з наступних питань:

призначення карти;
характеристика району картографування;
математична основа карти;
зміст карти;
джерела даних та порядок їх використання;
способи картографічного зображення, що мають застосовуватися при складанні карти;
вимоги щодо застосування методів картографічної генералізації;
вимоги до оформлення карти;
опис технології виготовлення карти.

Наступний етап робіт зі створення карти включає роботи по збору (підбору) даних, на підставі яких має складатися карта, та їх опрацювання. Для різних типів карт джералами виступають різні матеріали.

Вихідними даними для топографічних карт є:

дані геодезичної основи на територію картографування (астрономічні пункти, пункти державних геодезичних мереж, мереж сгущення та спеціальних планових та висотних мереж, гравіметричні пункти);
дані аерофотознімання, космічного оптичного, спектрального та радарного знімань, повітряного лазерного сканування;
дані техеометричного, мензульного та інших наземних типів знімань;
крупномасштабні топографічні карти та плани;
матеріали кадастрових знімань (дані земельного кадастру, лісового та водного кадастру) та матеріали інвентаризацій доріг, інженерних комунікацій і т.п.;
матеріали польового дешифрування;
дані різноманітних спостережень (наприклад, дані гідропостів).

Для тематичних карт вихідними є:

топографічні карти на відповідну територію;
матеріали тематичної обробки даних дистанційного зондування землі;
матеріали метеорологічних, гідрометеорологічних спостережень;
дані натурних спостережень та вимірювань (наприклад, геологічні вишукування, гравіметричні вимірювання і т.п.);
матеріали довготривалих спостережень на стаціонарних пунктах спостережень (наприклад, для складання фенологічних карт час настання певних фенофаз фіксується здебільшого на певних стаціонарних точках спостережень, оскільки неможливо охопити спостереженнями всю територію);
комбінації даних лабораторних досліджень (наприклад, лабораторні аналізи зразків ґрунту, порід, якості води і т.п. Важливо щоб місця відбору проб були певним чином локалізовані);статистичні дані (фактично основне джерело для карт населення, економічних карт та ряду інших);
різноманітні текстові документи, фото та відеоматеріали, що фіксують інформацію про розвиток певних подій, явищ.

Взагалі всі джерела інформації що використовуються для складання карт прийнято поділяти на первинні та вторинні. Первинні джерела - це документи, отримані безпосередньо в ході вимірювань та спостережень. Вторинні - це джерела, що містять дані отримані шляхом аналізу та узагальнення первинних документів.

Після отримання та відповідної обробки приступають безпосередньо до складання карти. В першу чергу наносяться елементи математичної основи, необхідні для правильного розташування на карті всіх інших даних.

При складанні тематичних карт після нанесення елементів математичної основи на карту наносять базові топографічні дані: контури берегової лінії, об'єкти гідрографії, якщо потрібно межі адміністративних одиниць, населені пункти та інші необхідні для карти відповідного типу загальні дані про місцевість. Далі розробляється легенда карти: набір умовних позначень, палітра кольорів для подання відповідних кількісних або якісних показників і т.п. Всі тематичні дані класифікуються відповідно до прийнятої системи і наносяться на карту відповідно до розробленої легенди.

Під час складання стежать щоб різні елементи змісту узгоджувалися між собою. Об'єкти мають узгоджуватись:

з іншими об'єктами цього ж тематичного шару, особливо якщо мова йде про різноманітні мережі (річкову, дорожню);
з об'єктами інших тематичних шарів, якщо вони зв'язані певними топологічними відносинами (наприклад, рельєф-гідрографія, населені пункти-дорожня мережа);
з інформацією інших тематичних карт на цю ж територію (якщо складається серія карт різної тематики на одну і й ту саму територію).

Також важливо під час складання стежити, щоб дотримувалися вимоги щодо навантаження карти, її читанності та наочності. Це особливо стосується нанесення підписів до об'єктів.

Сьогодні значна частина складаємих карт використовується виключно в електронному вигляді. Між тим роль паперових карт залишається дуже важливою, бо часто не можливо чи не зручно мати при собі комп'ютер або інший пристрій для роботи з електронними картами. Якщо ж планується друк карти, то останнім етапом робіт є підготовка карти до видання.

На етапі підготовки карти до видання виконуються операції з приведення картографічного зображення, оформлення карти у вигляд придатний для роздруку. Цей етап передбачає виконання операцій, що дозволять вивести карту на друк на аркушах певного формату: так іноді карту "довертають" на якийсь кут, щоб вона зручно розташувалась на аркуші заданого розміру, при цьому постає потреба у відповідному довороті підписів та деяких умовних знаків. Далі вирішуються задача позарамкового оформлення карти: нанесення різноманітних довідкових даних та елементів допоміжнього оснащення. Крім того постає потреба розподілити карти на копії в чотирьох, шости або іншій заданій кількості кольорів для тиражування на поліграфічному обладнанні.

5.5 Контроль картографічних робіт

Інструкція про порядок контролю і приймання топографо-геодезичних та картографічних робіт

Затверджена наказом Головного управління геодезії, картографії та кадастру України №19 від 17.02.2000 р.

Обов'язкова для всіх підприємств, організацій та установ, які виконують топографо-геодезичні та картографічні роботи, незалежно від форм власності та їхньої відомчої залежності.

5.6 Загальні відомості з оформлення карт. Різновиди видавничих оригіналів карти і вимоги до них

Проектування карт - це розроблення проекту для створення або модернізації існуючої карти.

Задачі проектування такі:

підготовлення спільно з замовником технічного завдання (ТЗ) до карти;
розроблення математичної основи карти (масштабу, проекції, компоновки й формату);
розроблення змісту карти, умовних знаків, образотворчих засобів;
створення експериментальних зразків й авторських макетів;
розроблення найбільш раціональної й економічної технології робіт;
розроблення організаційних заходів зі створення карти та складанню техніко-економічного обґрунтування проекту.

Науково-технічне проектування карти включає такі етапи:

уточнення цільового призначення карти й розкриття її теми та списку карт атласу;
розроблення математичної основи;
виготовлення макету компонування;
складання списку основних картографічних й інших джерел;
розроблення змісту карти, умовних знаків, варіантів художнього оформлення, зразків оформлення карти;
написання програми карти;
складання технології по окремих процесах;
розрахунок вартості й складання графіка робіт по окремих процесах.

Масштаб залежить від розмірів території, призначення карти, характеру її використання, значимості території, яка зображується, необхідного й можливого ступеня навантаження карти, можливості читати карти. Основна вимога - забезпечити точність карти, що складається.

Формат карти визначають її масштабом, охопленням території, що картографується, особливостями проекцій, умовами користування, техніко-економічними й поліграфічними факторами.

Проектування компонування карти передбачає визначення положення, яке зображується на карті території відносно рамок карти, розміщення назви карти, її легенди, додаткових карт, графіків й тестів та схеми розграфлення карти, тобто поділу її на аркуші.

Густина картографічної сітки вибирається за умови визначення координат шляхом лінійної інтерполяції а також забезпечення швидкого визначення знаходження точок Земної поверхні за її координатами.

Основні види робіт зі збирання й систематизації вихідних картографічних матеріалів такі:

збирання, систематизація, збереження й видача картографічних матеріалів та джерел для виробничого використання;
анотування, рецензування карт й атласів і підготовлення картографічних та додаткових посібників, що мають значення загально редакційних;
збереження, облік та видача документації й матеріалів, що вивчені та відібрані, формулярів, редакційних планів, штрихових й фарбових проб, мікрофішів, дублікатів постійного зберігання, екземплярів минулорічних відбитків карт.

При збиранні, аналізі і оцінюванні звертають увагу на:

достовірність й повноту показу на джерелах всіх об’єктів, що їх необхідно відобразити на карті, яка проектується;
точність нанесення об’єктів й характер генералізації змісту картографічних матеріалів;
якість оформлення картографічного матеріалу;
суть та відповідність відображення об’ єктів певній даті;
відсутність в змісті картографічних матеріалів кон’юнктурних, випадкових та неперевірених відомостей.

Для складання тематичних карт, на відміну від загальногеографічних, додатково використовують літературні та статистичні джерела. Наприклад, для складання карт природи використовують матеріали польових досліджень, спеціальних знімань з геології, ґрунтів, рослинності тощо. Для складання гідрологічних, кліматичних й екологічних карт використовують опрацьовані результати спостережень, що отримані на стаціонарних та пересувних постах. Сільськогосподарські карти складають з використанням землевпорядкувальних знімань, матеріалів меліоративних робіт, схем землекористувань й статистичних матеріалів. Повнота змісту картографічного матеріалу оцінюється за наявністю об’єктів й явищ, які необхідно відобразити на карті, що проектується.

Складання карт передбачає визначення їх змісту, вибір умовних знаків й способів картографічного зображення. Зміст карти, що проектується, визначається її призначенням, тематикою, масштабом та вимогами основних користувачів. Проектування змісту карти включає розроблення відповідно до вимог науково-технічного проекту, переліку елементів й об’єктів, їх класифікацію, а також розроблення легенди карти й вибирання образотворчих засобів. Способи картографічного зображення повинні передавати всю різноманітність території, що картографується, її стан на даний відрізок часу, кількісні й якісні характеристики, розміщення об’ єктів та явищ, що картографуються, а також зв’язки між ними й динаміку їх розвитку.

При проектуванні образотворчих засобів та умовних знаків необхідно врахувати:

традиційність зображення окремих об’ єктів й елементів;
послідовність умовних знаків за видом й формою від топографічних й дрібномасштабних загальногеографічним й тематичним картам;
простоту, наочність зображення об’ єктів змісту;
добру розпізнаваність знаків як в межах однієї класифікаційної групи, так і між групами;
відповідність розмірів знаків масштабу й призначенню карти;
відповідність розмірів й форми знаків значенню об’єктів, що картографуються;
дотримання багатоплановості зображення на карті;
виділення головних й другорядних елементів та об’єктів, контрастне зображення головних з них;
використання з найбільшою наочністю й повнотою образотворчих засобів, які відображують суть об’єктів та явищ, що картографуються;
взаємна узгодженість, єдність, цілісність й гармонійність образотворчих засобів;
врахування технічних можливостей відтворення засобів, які проектуються.

Легенда є органічною частиною карти й дозволяє розкрити її зміст. Легенди бувають елементарні, комплексні, типологічні й синтетичні. Тип легенди визначається тематикою й об’ ємом змісту карти, тобто кількістю об’єктів, явищ, що відображуються, й складністю їх поняття. Елементарні легенди відображають вузьку тематику з односторонньою характеристикою окремих об’єктів карти. Для різносторонньої характеристики використовують комплексні легенди, зміст яких містить декілька показників, що зображуються на картах, тобто одна загальна легенда пояснює зміст декількох вузькотематичних карт, що взаємозв’язані за змістом. Типологічні легенди розробляються на базі наукових класифікацій, що забезпечують повну характеристику явищ з виділенням різних за ієрархією груп. Синтетичні легенди характеризують природні умови, екологічні об’єкти, що показані на картах в цілому або по групах і в яких є висновки про зв’язки між компонентами.

виділення основних розділів легенди крупними заголовками;
класифікація розграфлення легенди, що відображує таксономічний поділ різних рангів системою розділювальних ліній;
легенди-графіки, що дозволяють характеризувати кожне позначення одночасно за двома ознаками - по вертикальній й горизонтальній осях графіка;
розміщення позначень в послідовності класифікаційного поділу, але без об’ єднання в групи;
легенди-ключі, коли замість умовних позначень використовують системи індексів, а в легенді пояснюють індекси й прийоми їх комбінацій.

Авторські роботи зі створення тематичних карт виконуються в такій послідовності:

зародження ідеї карти та розроблення загальної концепції її змісту;
складання попередньої програми й вивчення джерел;
попереднє розроблення легенди та вибирання показників й шкал;
складання попередніх ескізів;
обробка матеріалів вихідних джерел та складання допоміжних схем й графіків;
розроблення повної легенди карти;
складання авторського макета або оригінала.

Редагування в процесі складання карти забезпечує:

правильність побудови математичної й геодезичної основи карти та точність монтажу основних картографічних матеріалів;
повноту й правильність використання картографічних матеріалів;
дотримання необхідної точності при зображенні на карті елементів й об’ єктів місцевості;
достовірність й правильність передавання на карті назв географічних об’ єктів й пояснювальних підписів;
правильність відбирання й узагальнення об’єктів і явищ, що зображені на картографічному матеріалі, наочність зображення характеру й особливостей території та правильність використання умовних знаків;
- узгодження змісту створеної карти з однотипними раніше виданими картами;
правильність використання джерел, що заново надходять..

Завершується редагування контрольним оглядом оригінала карти, що складається.

Частина 6

ВИКОРИСТАННЯ КАРТ У ЗЕМЛЕВПОРЯДКУВАННІ ТА ЗЕМЕЛЬНОМУ КАДАСТРІ, НАУКОВІЙ І ПРАКТИЧНІЙ РОБОТІ

6.1 Карта як засіб пізнання дійсності

Історичні аспекти розвитку картографії свідчать про те, що з одного боку, карти відображали успіхи у пізнанні навколишнього середовища людиною, а з іншого – надавали можливість вивчати реальний світ, вирішувати за їх допомогою численні практичні, а з часом і наукові завдання.

Перші приклади застосування карт в наукових цілях відносяться до XVIII – XIX ст., коли систематизація великого за обсягом фактичного матеріалу, який було накопичено в науках про Землю, призвела до створення перших тематичних карт, які дали поштовх для нових досліджень. Саме за картами відкрито: географічну зональність природних явищ, закономірності річних і вікових коливань магнітного поля Землі, великі магнітні аномалії, подібність в абрисах континентів тощо. За картами вивчають взаємозв’язки об’єктів, їх структуру, розвиток у просторі й часі, прогнозують розміщення й розвиток об’єктів (нагадаємо, що під об’єктами розуміються подані на картах предмети, явища та процеси реальності).

У процесі використання карти виконують різні функції:

1. Комунікативна, яка полягає у збереженні й передачі просторової інформації про навколишній світ;

2. Пізнавальна, суть якої полягає у вивченні об’єктів природи та суспільства та здобутті нових знань про них;

3. Оперативна – безпосередній зв’язок з вирішенням різних практичних завдань (наприклад з навігації, управлінням сільським господарством тощо);

4. Конструктивна функція карти проявляється під час розробки й реалізації господарських та соціальних проектів;

5. Прогностична роль карти, яку можна розглядати як продовження пізнавальної і яка надає можливість передбачати просторові й часові зміни у поширенні об’єктів, а також їх стан.

Принципова можливість наукового дослідження за картами закладена в тому, що точна та детальна карта складена на суворій науковій основі, документально фіксує різноманітну та досить багатокількісну інформацію про географічне середовище й, одночасно, сама слугує джерелом об’єктивної інформації при різних дослідженнях. В підтвердження цього положення розглянемо процес реєстрації інформації на карті для її наступного аналізу та перетворення.

У зв’язку з цим, узгодимо термінологічну базу. Так, термін “явище”, будемо далі застосовувати для позначення будь-якого явища, процесу або об’єкту відображеного на карті. “Вихідною інформацією” будемо рахувати всі дані про об’єкти, процеси та явища, які містяться в навколишньому географічному середовищі.

У процесі створення карти вихідна інформація перетворюється, причому характер перетворення залежить від призначення карти, від потрібної точності та детальності зображення, масштабу та проекції, від прийнятого способу зображення та ряду чисто технічних операцій, які пов’язані зі складанням та виданням карти. Великий вплив на перетворення вихідної інформації мають наукові та методичні принципи, які с покладено в основу укладання карти, а також навички та науковий досвід картографа.

Картографічне зображення явищ, яке отримується за результатом подібних перетворень будемо називати “інформація, що спостерігається”. Однією із особливостей карти є те, що все картографічне зображення складається із системи умовних позначень. Іншими словами, інформація, яка передається на карті, кодується на ній у вигляді умовних знаків. Процес читання карти, це фактично “декодування”. Використовуючи поняття теорії інформації, можна сказати, що “… картографічне зображення – це образнознакова модель, яка відтворює ту чи іншу частку дійсності у схематизованому (генералізованому) та наочному вигляді ” – ці слова належать К. О. Саліщеву.

Карта, як модель дійсності задовольняє ряд умов, головними з яких прийнято рахувати геометричну подібність та географічну відповідність явищ зображених на картах відносно існуючих у природі. Для наукових досліджень за картами надзвичайно важливим є те, що карта дозволяє окремо роздільно вивчати багато чинників, які в природі діють спільно. В цьому полягає принцип вибірковості картографічних моделей. Причому, можливе скільки завгодно точніше наближення до об’єктів, які існують в природі, тобто поліпшення ступеня подібності моделі та об’єкта.

Всі технічні прийоми, інструменти, науково-методичні принципи картографування, а також система умовних позначень – одним словом, всі засоби, які дозволяють перейти від вихідної інформації до інформації спостережень можна позначити поняттям – “реєструючий канал”.

Підкреслимо, ще раз, що таке перетворення інформації із одного виду в інший не є тільки механічною операцією, як наприклад, при фотографуванні місцевості з літака. В реєструючому каналі відбувається досить складна наукова обробка вихідної інформації. Зазвичай вона пов’язана з розробкою класифікацій, побудовою легенд, генералізацією та вибором способу зображення явищ.

В подальшому, при застосуванні карт для наукового дослідження, інформація спостереження, в свою чергу, піддається перетворенню, яке знов таки залежить від завдань дослідження, його теоретичного обґрунтування, від достовірності робочих гіпотез, від технічних прийомів та їх точності, і в кінцевому рахунку від кваліфікації дослідника.

Результатом цього нового перетворення є “вихідна інформація”. Вона може бути представлена у формі описів, аналітичних залежностей, графіків, таблиць або нових карт. В процесі перетворення виникає нова система кодування, яка зручніше для вирішення конкретного завдання.

Всі технічні прийоми аналізу карт, нові картографічні побудови та способи їх інтерпретації, наукові та теоретичні положення, робочі гіпотези – все, що сприяє переходу від інформації спостережень до вихідної, можна поєднати одним поняттям – “дослідницький канал”. Тобто можна зробити висновок, що картографічний метод дослідження є спосіб переходу від інформації спостережень (картографічне зображення) до вихідної інформації (результат дослідження).

Дуже важливим є те, що картографічний метод дослідження не безпомилковий. Існує велика кількість причин, які знижують якість вихідної інформації. Це систематичні помилки картометричних вимірювань, неточності інтерпретації та ін. Причому, будь-яка ланка дослідницького каналу, починаючи із робочої гіпотези та закінчуючи вимірювальними інструментами може містити свої спотворення. В теорії інформації їх називають “шумами” або “перешкодами”.

Відмітимо, що дослідницький канал найбезпосереднішим чином впливає не тільки на якість, але й на обсяг вихідної інформації. Чим досконаліші окремі ланки цього каналу (інструменти, теоретичні обґрунтування, способи інтерпретації та ін.), тим більший об’єм інформації буде отримано в результаті дослідження при інших рівних умовах. Не буде помилкою сказати, що весь розвиток картографічного методу у кінцевому рахунку має напрямок на пошук та вдосконалення тих прийомів аналізу карт, які дозволяють отримувати необхідний об’єм інформації з найменшими спотвореннями.

Можливість вирішувати за допомогою карт багато наукових і практичних завдань обумовила формування такого розділу картографії як використання карт. Він вивчає особливості та напрямки застосування картографічних творів (карт, атласів, глобусів та ін.) в різних сферах практичної, наукової, навчальної діяльності, розробляє методику роботи з картографічними творами та оцінку надійності одержаних за допомогою карт результатів. Методики використання карт розробляються не тільки картографами, але й фахівцями тих галузей де широко використовуються картографічні твори, а спільна співпраця різних фахівців призводить до кращого використання карт, тобто застосування карт завжди розвивалося та продовжує свій розвиток на стику картографії з іншими науками про Землю та суспільство. За висловом К. О. Саліщева, “важливо не тільки мати хорошу карту, але й вміти працювати з нею, беручи від неї все, що вона може дати”.

Картографічний метод – це метод застосування карт для пізнання зображених на них явищ.

Пізнання розуміється як вивчення за картами структури, взаємозв’язків, динаміки та еволюції явищ за часом та у просторі, прогноз їх розвитку, отримання якісних та кількісних характеристик та ін. Застосування карт тісно пов’язано з їх складанням, тобто виникає система “створення - використання карт” головний зміст якої полягає у наступному:

1. джерелом вихідної інформації слугує навколишнє середовище. При картографуванні вибіркові спостереження перетворюються в карти, тобто створюються моделі цієї дійсності;

2. при картографічному моделюванні відбувається складна наукова обробка даних, яка пов’язується з абстрагуванням, аналізом та синтезом, що визначається метою та призначенням карти. На процес моделювання впливають рівень знань, ступінь вивченості об’єкта, науково- методичні принципи картографування, логіка класифікацій, рівень генералізації зображення, система умовних позначень та інші чинники;

3. у процесі, за ходом наступного застосування карт відбуваються нові перетворення інформації, які також залежать від мети дослідження, кваліфікації та досвіду дослідника, застосування технічних засобів, алгоритмів та програм і ін., при цьому будь-який ланцюг дослідження, починаючи з вихідної гіпотези та закінчуючи вимірювальними інструментами вносять спотворення до результату, тому отриманий результат необхідно завжди співвідносити з реальною дійсністю, інтерпретувати його та при необхідності вносити корективи.

Таким чином, в системі “створення - використання карт” (рис 6.1) існують два тісно пов’язаних методи :

картографування, або картографічний метод відображення, мета якого складається у переході від реальної дійсності до карти (моделі);
картографічний метод дослідження, який використовує карти (моделі) для пізнання дійсності.

Ці методи перетинаються та мають зворотні зв’язки, а при інтерактивному комп’ютерному створенні карт, особливо при застосуванні геоінформаційних технологій, дуже важко розпізнати, де закінчується створення та починається використання та перетворення карти. Наприклад: оцінкові та прогнозні карти створюються за результатом трансформування та синтезу декількох аналітичних карт, в цьому випадку, вихідні карти є джерелом для створення, вони стають матеріалом для дослідження та синтезу.

Рис .6.1 Система «створення - використання карт»

Однак, ці два методи чітко розрізняються. Наприклад: ґрунтознавець може використовувати в своїх дослідженнях геоморфологічну та геоботанічну карти, при цьому він не торкається процедур їх створення, або геоморфолог – топографічну карту, хоча він не брав участі у зйомці місцевості та ін.

Використання карт базується на вмінні читати їх. Читання карти треба розуміти як процес відтворення реальної дійсності за її зображенням на карті.

Під час читання карти користувач поглядом переміщується від одного позначення чи груп позначень до іншого, у різних напрямках, порівнює їх, повертається до вже переглянутого, спостерігає окремі елементи. Читання карти є підґрунтям для аналізу й оцінки інформації, яка отримується за її допомогою.

6.2 Картографічний метод дослідження

Географічні карти мають велике практичне і наукове значення. Розвиток картографії завжди визначався потребами життя. Починаючи зі шкільних років, карта знайома кожній людині. Вона – повсякденне явище в нашому житті. Але саме ця щоденність нерідко приводить до спрощеного погляду на карту, її недооцінки, неповному використанню закладених у ній можливостей. Важливо не тільки мати добру карту, але і вміти працювати з нею, максимально використовуючи всі її можливості. Тому розробка питань використання карт належить до найважливіших проблем картографії.

Узагальнюючи різноманіття картографічних ліній, можна виділити такі основні напрямки практичного і наукового використання карт:

загальне ознайомлення з місцевістю за картами і з загальними зображеними на картах явищами й об'єктами — з їх просторовим розміщенням, сполученнями, зв'язками, властивостями й особливостями (читання карти, іноді з елементарними вимірами);
орієнтування за картами, тобто застосування карт у ролі путівників на місцевості;
використання карт як основи для інженерного проектування і будівництва; транспортного, гідротехнічного, містобудівного, сільськогосподарського і т.п.;
застосування карт для районних планувань, розробки і здійснення планів розвитку народного господарства і культури, а також для раціонального природокористування;
застосування карт для наукового опису, аналізу і пізнання явищ, що ми називаємо картографічним методом дослідження.

Картографічний метод дослідження – це один із сучасних наукових методів, пов’язаних з використанням карт як найповніших джерел інформації про зображення на карті, об’єкти для опису, аналізу та пізнання картографованих явищ для здобуття нових знань і характеристик, вивчення їх просторових взаємозв’язків та прогнозу їх розвитку.

У картографічних дослідженнях земельних ресурсів цей метод виконує п’ять основних функцій:

комунікативну – збереження і передача просторової інформації;
оперативну, пов'язану з безпосереднім розв’язанням різних практичних задач (наприклад, з навігації, керування сільським господарством і т.п.);
пізнавальну – для просторових досліджень явищ природи і суспільства і нагромадження про них нових знань;
конструктивну – застосування планів і карт під час проведення землеустрою, розробки систем заходів з підвищення родючості ґрунтів (агротехнічних, агрохімічних тощо) та ін.;
прогнозну – карту земельних ресурсів розглядають як один з універсальних засобів прогнозування використання земель, їх екологічного стану та ін.

Успіх комунікативної функції карт здебільшого залежить від обраних для них способів зображення і знакових систем, а також досвіду в читанні карт, що набувають під час вивчення топографії, картознавства, тематичних розділів картографії і, звичайно, у процесі практичної діяльності. Методику оперативної роботи з картами установлюють фахівці, що прибігають до допомоги карт, але картограф, що готує ці карти, повинний знати загальноприйняті вимоги. Методи використання карт як засобу пізнання розробляють фахівці у відповідних видах карт (геологи, геоботаніки, кліматологи і т.д.) і картографи, що працюють у тих же розділах тематичної картографії (геологічної, геоботанічної і т. д.). Однак загальні питання картографічного методу дослідження мають розробляти картографи (подібно тому, як розробка й удосконалювання математичного методу, широко використовуваного багатьма науками, належать математикам).

У звязку із цим помітно розширилися обсяг картографічних досліджень земельних ресурсів і впровадження картографічного методу в практику управління та планування використання земельних ресурсів на всіх рівнях – від окремого господарства до країни в цілому.

Суть картографічного методу полягає у включенні до процесу дослідження дійсності проміжної ланки — географічної карти як моделі досліджуваних явищ. При цьому карта виступає у двох ролях: як засіб дослідження і як його предмет у вигляді моделі, що замінює собою реальні явища, безпосереднє вивчення яких неможливе або складне. Яскравим прикладом таких явищ можуть бути географічні закономірності глобального масштабу.

Висновки, зроблені за картами, і знання відносять до відповідних об'єктів дійсності.

Картографічний метод дослідження передбачає не тільки використання «статичного потенціалу» карти, тобто суми зафіксованих у ній знань, але і мобілізацію її «динамічного потенціалу» — можливість розширення знань у результаті індуктивних і дедуктивних висновків.

В основі картографічного методу дослідження лежить картографічний метод пізнання.

Рис. 6.2. Схема картографічного методу пізнання дійсності (за Салищевим, 1990)

Схема, зображена на рисунку, відображає чотири послідовні стадії картографування і використання карт:

1) дістання інформації ІI у результаті спостереження деякої частини дійсності Д1 – її явищ і процесів;

2) обробка інформації ІI і побудова карти К – просторової образно-знакової моделі досліджуваної частини дійсності;

3) вивчення (читання) карти К для дістання з неї інформації І2 про відображені на карті явища, якщо треба, з додатковою обробкою цих даних;

4) використання дістаної інформації із залученням наявних у дослідника знань і досвіду для формування представлення Д2 про змодельовану у вигляді карти частину реального світу.

Дуже важливо, що на другій, третій і четвертій стадіях відбувається не тільки вилучення зайвої інформації, але і набуття нових знань у результаті обробки інформації, а також індуктивних і дедуктивних висновків. Справді, виготовлення карти дає новий просторовий образ дійсності; його аналіз способами картографічного методу дослідження приносить додаткову інформацію про відображені на карті явища. Нарешті інтерпретація інформації на основі раніше здобутих знань і досвіду сприяє подальшому збагаченню уявлень про розміщення, стан, взаємозв'язки і динаміку досліджуваних явищ. Таким чином, складання і використання карти розширює ту інформацію, яку використовували для її складання. Наприклад, топограф може побудувати горизонталі за висотними відмітками, а геоморфолог використовує зображення в горизонталях для висновків про морфологію і генезис рельєфу. Карта як засіб наукового дослідження служить для розробки гіпотез, прогнозів, рекомендацій і т. д.

Математична теорія, за якою І2 (інформація на виході з каналу комунікації) завжди менше І1 ( інформації, що вводиться,), незастосовна для розуміння комунікативної функції карт.

На схемі зображено найпростіший шлях картографічного пізнання, коли карту виготовляють на основі безпосереднього спостереження (зйомок) дійсності. Однак створення більшості карт ґрунтується не на прямому дослідженні натури, а на використанні вже наявних карт і інших джерел, які обробляють, щоб дібрати необхідну і відсіяти надлишкову інформацію, а також здобути нові знання про картографовані явища.

Таким чином, картографічний метод пізнання дійсності передбачає польове і камеральне картографування і дослідження з готових карт для здобуття нових знань про досліджувану частину дійсності. Як ми зазначали, розробка питань польового і камерального картографування – це завдання топографії (аэрофототопографії), проектування і складання карт, а також галузевих розділів тематичної картографії. Методика використання карт звичайно належить до сфери наукових і практичних досліджень у картознавстві, але в міру свого розвитку вона набуває значення самостійної картографічної дисципліни, а також її висвітлюють у розділах тематичної картографії.

Внутрішній поділ картографічного методу пізнання полягає в тому, що польове і камеральне картографування входять цілком у компетенцію професійних картографів і фахівців у відповідних галузях тематичної картографії. Готові ж карти як моделі дійсності для її пізнання можуть вивчати всі споживачі, для яких вони призначені. Саме застосування карт для здобуття нових знань про дійсність і передбачає картографічний метод дослідження.

6.3 Аналіз та оцінка карт

Виявлення характерних рис карти дає можливість оцінити придатність її використання для рішення якої-небудь конкретної задачі. З цією метою карта попередньо піддається аналізу й оцінці.

Аналіз карти - це процес всебічного розгляду її елементів і властивостей з метою з’ясування ступеня придатності карти до використання з конкретною метою (науково-дослідною, освітньою, практичною та ін.).

Оцінка карти здійснюється на підставі її аналізу і є висновком про якість карти, тобто ступеня задоволення вимог споживачів карти (відповідності цільовому призначенню).

Основні напрямки аналізу якості карти і критерії її оцінки наступні: сучасність, наукова обґрунтованість, фахова спрямованість, повнота, детальність і ймовірність змісту (ступінь відповідності дійсності), доцільність вибору елементів математичної основи, способів картографічного зображення й оснащення, правильність генералізації, досконалість застосованих засобів оформлення (загальна наочність карти, розрізнення позначень, логічні зв’язки знаків, загальне географічне навантаження), геометрична точність положення точок, ліній, контурів.

Аналіз карти включає наступні відомості:

І Вихідні відомості картографічного видання:

заголовок (назва) карти;
підзаголовні дані (відомості, що містять пояснення чи доповнення до заголовка, - зміст, призначення тощо);
вихідні дані (місце і рік видання, назва видавництва, найменування організації, від імені якої випускається карта);
особливості оформлення (зокрема, кількість фарб, використаних при печаті).

ІІ Математична основа:

масштаб карти, що аналізується;
картографічна проекція - її властивості по способу побудови і характеру перекручувань; розміщення ліній чи точок нульових перекручувань; величина; напрямок і розподіл перекручувань; їхні екстремальні значення;
географічна доцільність вибору проекції (цілісність зображення території, вид картографічної сітки й ін.).

ІІІ. Географічний зміст:

гідрографічні об’єкти: види водяних об’єктів, класифікація по режиму, складу води, господарському значенню, характерні риси гідрографічної мережі, умовні позначки, що відбивають її особливості, характер і ступінь генералізації;
рельєф: способи відображення, характерні риси кожного (якщо гіпсометричний, то встановити доцільність вибору ступіней шкали висот і глибин);
рослинність і ґрунти: методи і засоби їхнього відображення, прийнятий класифікація і система умовних знаків, характер і рівень генералізації;
соціально-економічні об’єкти:
населені пункти: їхня класифікація і генералізація по людності і адміністративній значимості; характерні риси розселення з урахуванням виробничо-функціональних особливостей кожного; положення щодо рельєфу і інших елементів місцевості;
адміністративний розподіл: границі, центри й інші адміністративні дані, характерні риси їхнього добору і відображення;
економіка і культура: типи об’єктів, способи їхнього картографічного зображення, особливостей розміщення, відображення стану і розвитку економічного потенціалу регіону (території);
географія транспорту: види шляхів сполучення, особливості картографічного відображення сухопутного, морського й іншого шляхів сполучення;
написи: які категорії об’єктів позначені географічними назвами, пояснювальними написами якісної і кількісної характеристик, як використовуються розходження в розмірі, кольорі і характері шрифту в якості картографічних умовних знаків.

ІV. Елементи оснащення: легенди, вказівки масштабу, картографічної сітки, рамки, зарамкове оформлення.

V. Елементи додаткової характеристики території: текстові дані, додаткові (урізні) карти, профілі.

VІ. Компонування карти: аналіз прийнятого на карті розташування території, яка картографується, її границь, середнього меридіану щодо рамки карти, їхня відповідність оптимальному варіанту.

Аналіз тематичної карти можна проводити по вищевикладеній програмі. Варто тільки врахувати, що розгляд пункту ІІІ – «Географічний зміст» повинний складатися з двох підрозділів: аналізу географічної основи і аналізу спеціального змісту, що складає тему аналізованої карти.

Завершується аналіз карти оцінкою з висновком про можливість її застосування окремо чи в складі серії карт як засобу для вирішення конкретних задач.

Для оцінки карти бажано залучати додаткові матеріали:

картографічні - у вигляді карт тієї ж тематики більш великих масштабів для з’ясування рівня генералізації;
новітні за часом видання карти для визначення фактичної відповідності дійсності;
текстові дані - описи, статистичні дані, матеріали переписів і ін. (особливо важливо для тематичних карт).

При оцінці карти рекомендується проводити її пробне читання, починаючи з «ключових ділянок» - найбільш характерних і репрезентативних, а також тих територій, що краще знайомі здійснюючому аналіз.

При аналізі серії карт (який здійснюється вивченням кожної карти серії по приведеній вище чи близької до неї по змісту програмі), оцінюється відповідність їхньому призначенню, погодженість по математичній основі, принципам і ступеню генералізації картографічного зображення, змісту й оформленню.

Більш складну задачу представляє аналіз і оцінка географічного атласу, де, крім вивчення серій і груп карт, що формують його зміст, досліджується систематизованість зібраних карт, їхня відповідність призначенню атласу, тематична повнота, внутрішнє єдність і взаємна погодженість карт.

6.4 Оцінка надійності досліджень за картами

Здатність картографічного методу досліджень забезпечити правдиве вирішення поставленого завдання не викликає сумнівів.

Однак, наскільки отримані результати відповідають дійсності, тобто надійність результатів, можна визначити, якщо оцінити їхню точність й достовірність.

Точніст є кількісною оцінкою результатів дослідження. Достовірність досліджень — це якісна оцінка відповідності результатів дослідження, інтерпретації їх відповідно сучасних уявлень про объект, що вивчається.

Рівень надійності досліджень за картами зумовлюється багатьма факторами. Розглянемо основні з них.

Перш за все рівень надійності досліджень визначається метою і завданням, поставленими дослідником. Саме мета обумовлює вимоги до точності результатів дослідженння, вибір потрібних карт, методики роботи, обсяг вимірювань, обчислень тощо. Наприклад, визначення за топографічними картами ступеня розчленованості рельєфу може бути виконане з різною метою, а отже, й точністю. Виявлення ділянок, перспективних для пошуку нафти й газу, потребує тільки окреслення території з інтенсивним розчленуванням. Така робота не вимагає значної точності. Розробка протиерозійних заходів потребує точного виділення на карті ділянок, де розвивається глибинна ерозія, можливі зсуви, осідання грунту тощо. Чим точніше окреслені на карті ці ділянки, тим ефективнішими будуть рекомендовані захисні заходи. Найбільші вимоги до точності морфометричних досліджень ставляться під час проектування промислового, шляхового та іншого будівництва.

Інший фактор — картографічна точність, або точність кількісних визначень за картою, яка зумовлена тільки властивостями цієї карти. Картографічна точність залежить від математичної основи карти (перш за все її проекції й масштабу), сучасності, достовірності і повноти її змісту, ступеня генералізації зображення, технології складання й видання карти тощо. Нагадаємо, що математична основа вітчизняних топографічних карт дозволяє звести помилки планового положення об'єктів до0,5-0,75мм у масштабі карти, вони більші в гірськихі менші в рівнинних районах. Помилка висотного положення об'єктів дорівнює0,3-0,5висоти перетину рельєфу на карті. Максимальні помилки вдвічі більші від указаних.

На дрібномасштабних картах, якими є більшість тематичних карт, точність положення об'єктів значною мірою залежить від особливостей картографічної проекції. На картах невеликих та середніх за розміром території (наприклад, адміністративна область, фізико-географічнийрайон, окрема держава) спотворення дорівнюють в основному 0,5-1% і лише в окремих місцях досягають 3%. На картах великих територій (материк, океан, півкуля, вся Земля) спотворення в центральних частинах не перевищують 2-5%,але значно зростають по краях.

Впливає на картографічну точність і генералізація зображення. Як відомо, від неї залежить ступінь докладності поданого на карті, узагальнення її змісту та графічних елементів. На тематичних картах помилки в положенні об'єктів, пов'язані з генералізацією, дорівнюють в середньому0,6-1,2мм (а інколи й 3 мм) у масштабі зображення. Однак доведено, що ці помилки слабо впливають на такі статистичні або морфометричні показники, котрі визначають за картами, як коефіцієнти кореляції, густота об'єктів, співвідношення площ, зайнятих різними ареалами, тощо. «

Слід відзначити також вплив на точність одержаних за картою даних географічних особливостей об'єкта досліджень. Важливо, як чітко виражені просторові межі об'єкта, наскільки вони стабільні, рухливі, мінливі в просторі й часі. Так, фізико-географічні зони, гірські пасма, ареали поширення тварин тощо не мають різких просторових меж, вони умовні. Нечітко визначені часові межі тектонічних етапів та інших об'єктів.

Невідповідність змісту карти сучасним уявленням про зображений об'єкт, що може привести до збільшення у десятки разів помилок картографічного зображення, значно зменшує надійність досліджень за такими картами. Разом з тим надійність залежить від дійсності робочої гіпотези,за якого досліджується об'єкт, наукового досвіду дослідника, рівня вивченості об'єкта.

Технічна точність дослідження пов'язана з надійністю вимірювальних приладів, обчислювальної техніки, та з методикою вимірювань. Основні кількісні значення технічної точності подані в курсі топографії. На практиці прагнуть того, щоб відносні помилки вимірювань не перевищували заданих меж.

Під час визначення загальної оцінки результатів вимірювань і обчислень за картами враховують сукупний вплив картографічної й технічної точності.

На тематичних картах точність вимірювань залежить також від застосованого способу картографічного зображення (табл. 6.1).

Таблиця 6.1 Точність кількісних визначень за тематичними картами залежно від способу картографічного зображення

Спосіб картографічного зображення	Точність калькісних визначень %
Локалізовані засічки:
за ступінчастою шкалою	33
за абсолютною безперервною шкалою	3-6
структурні	5-10
Картограми, кардіограма	33
Локалізовані діаграми	5-10
Точковий спосіб	2-3
Знаки руху:
ширина знака	2,5-5
азимут знака	0,8-1,6
Ізолінії	0,1-0,2 величини віддалення

За точністю одержаних результатів всі дослідження за картами поділяють на три групи.

Точні дослідження — це дослідження, під час яких вимірювання, обчислення та кінцеві результати мають точність, максимально можливу для даної карти й обраного прийому аналізу. Для цього намагаються старанно врахувати й виключити можливі помилки, проводять багато разів повторні й контрольні вимірювання, незалежні обчислення. Помилки у визначенні довжин і площ не перевищують 1 %, а кутів — 1 °.

Дослідження середньої точності мають результати, помилки яких не перевищують певної допустимої границі. Помилки, набагато менші від заданої точності, не враховують, що дозволяє іноді значно скоротити обсяг і термін роботи. Помилки вимірювання довжин та площ становлять не більше 3-5%, а кутів — 3°.

Наближені дослідження в основному на підставі візуального аналізу виконують з невеликою точністю:6-10%для довжин і площ та до 8° — для кутів.

На практиці за тематичними картами найчастіше проводять дослідження середньої точності. Наближені дослідження виконують на попередніх стадіях роботи для правильного планування подальшого її проведення.

6.5 Завдання, які вирішують за допомогою карт у землевпорядному кадастрі, управлінні земельними ресурсами

$C:\Users\SERVER\Desktop\kadastrova-karta.gif$ Надзвичайно важливе місце в системі управління земельними ресурсами належить планово-картографічному матеріалу, який забезпечує отримання інформації про просторове положення об’єктів, їх природний і господарський стан, правовий режим земель тощо.

Історія виготовлення планів місцевості така ж давня, як і життя людини на Землі. Нині виготовлення планово-картографічного матеріалу в Україні здійснюється з врахуванням досвіду передових країн Європи і світу в цілому.

Система управління земельними ресурсами вимагає виготовлення картографічних матеріалів двох типів - первинних і похідних. До первинних належать:

базові кадастрові плани і карти кадастрових кварталів, зон, населених пунктів;
кадастрові плани земельних ділянок;
базові тематичні плани і карти (ґрунтових, геоботанічних та інших об’єктів);
індексні кадастрові плани.

Похідні картографічні матеріали складаються на основі первинних, до яких належать кадастрові і тематичні карти (плани) адміністративних районів, стану і використання земель областей і України в цілому.

Виходячи із завдань управління земельними ресурсами, планово-картографічний матеріал за своїми ознаками поділяється на:

правовий;
природний;
соціально-економічний;
оцінний.

Правовий включає плани і карти, які відображають різні групи земельно-правових відносин:

межування прав на землю;
земельні сервітути;
адміністративно-кадастровий поділ території;
розвиток землекористування.

Такі плани необхідні, в першу чергу, органам виконавчої влади та місцевого самоврядування, особливо державним органам земельних ресурсів.

Природний - плани і карти, які відображають природні властивості та якість земель. Він має загальну частину, яка належить до всіх категорій земельного фонду, і спеціальну, яка належить до земель сільськогосподарського і лісового призначення.

У загальних рисах природний планово-картографічний матеріал включає такі плани і карти:

природний комплекс;
ґрунти;
ґрунтові води;
заболоченість;
підтопленість;
болота;
крутизна схилів;
яри і балки;
еродованість та ерозійна небезпека;
рослинність;
природні кормові угіддя (для с/г і лісогосподарських земель);
бонітування ґрунтів.

Соціально-економічний - передбачає соціальний та економічний характер відомостей про землю. Цей планово-картографічний матеріал передбачає оцінку екологічного стану землі, використання земель, класів привабливості територій та ін.

Оцінний - плани і карти, які містять дані оцінки земель, що впроваджуються для розрахунку плати за землю, економічного регулювання раціонального землекористування та ін.

Планово-картографічний матеріал за своїм функціональним призначенням виражається такою схемою масштабів:

правовий -1:1000; 1:2000; 1:5000; 1:10000;
природний-1:2000-1:10000;
соціально-економічний -1:2000 -1:25000;
оцінний -1:50000.

Певна річ, у кожному конкретному випадку масштаб виготовлення планово-картографічних матеріалів вимагає індивідуального підходу.

Наявний планово-картографічний матеріал (на паперових чи електронних носіях) разом з іншою земельно-кадастровою інформацією дозволить здійснювати оперативне управління земельними ресурсами. Але виготовлення доброякісного планово-картографічного матеріалу вимагає розробки такої нормативно-технічної бази, яка б враховувала всі сучасні вимоги до картографічних матеріалів, призначених для роботи в умовах ринкової економіки.

Частина 7

ГЕОІНФОРМАЦІЙНЕ КАРТОГРАФУВАННЯ

7.1 Загальне поняття геоінформаційних систем (ГІС)

Геоінформаційні системи (ГІС) - це інформаційні системи, призначені для збирання, зберігання, аналізу та візуалізації (видачі) просторових данних. Наука та виробнича діяльність, пов'язані з науковим обгрунтуванням, проектуванням, створенням, експлуатацією та використанням інформаційних систем, називають геоінформатикою.

$C:\Users\SERVER\Desktop\7d648f88b807b78f6b09.jpg$ Геоінформатику сьогодні вже важко назвати новою сферою діяльності, хоча виникла вона не так давно. Існує кілька версій звідки походять перші геоінформаційні системи: зі Сполучених Штатів, де метою їх створення було забезпечення точності ракетних стрільб, або ж з Канади, де перед державним департаментом природного середовища гостро постало питання систематизації великих обсягів накопичених картографічних та довідкових даних. Верніше за все розробки такого роду почалися відразу після створення перших електронних засобів обчислювальної техніки, але на перших порах велися різними установами самостійно не тільки без жодної координації своїх зусиль з іншими, але й без виділення задач обробки просторових даних серед інших видів розрахункових задач.

Перші ГІС були доступні лише для великих установ, оскільки вимагали значних площ для розміщення обчислювальної апаратури та банків просторових даних у вигляді перфокарт або перфострічок. Широковідомі сьогодні ГіС-продукти почали з'являтись у 80-х роках минулого століття: у 1982 році вийшли AutoCad та AcrInfo, наприкінці 80-х з'явилася MapInfo. Але тільки у 1994 році вийшла ГІС ArcView 2.0 компанії ESRI, що мала працювати на звичайних персональних компьютерах, і тому робила ГІС доступними і для невиличких компаній та організацій.

Оформлення карти в ГІС ArcInfo

Геоінформаційні системи базуються на кількох основних компонентах: проекційні перетворення, класифікація даних, система управління базами даних та аналітичний апарат.

Основним компонентом будь-якої просторової інформації є дані про положення кожної точки контуру об'єкту на місцевості (метрика об'єктів). При цьому слід враховувати, що реальна місцевість не є плоскою, як екран монітору чи аркуш паперу. Для відтворення земної поверхні на площі в картографії застосовуються спеціальні проекційні перетворення, різні для різних за формою та місцезнаходженням ділянок місцевості. Тому ГІС, що зберігає дані на значні за площею території, має постійно виконувати операції перетворення метрики. Від швидкості та точності виконання операцій проекційних перетворень залежить якість роботи всієї системи в цілому.

Моделювання рельєфу в ГІС (Bently)

На незначній за площею території знаходиться значна кількість різноманітних об'єктів. Вони мають різний тип локалізації: ліс займає певну площу, струмок може представлятися як лінійний об'єкт, окреме дерево - просто точка на карті і т.п. Для різних задач певний об'єкт може мати різний тип локалізації. Наприклад, якщо ГІС вирішує завдання по зберіганню та обробці даних про земельні ділянки, то дорога має описуватись площинним об'єктом, який характеризується певним контуром та площею, але якщо ГІС вирішує транспортну задачу, дорога може розглядатися як лінійний об'єкт з певною довжиною та шириною кожної ділянки. Крім того, різні об'єкти місцевості можна розділити за їх призначенням або відношенням до певної категорії (дорожня мережа, рослинність та інше). Тому важливим аспектом ГІС є спосіб класифікації об'єктів за різними ознаками, важливими для задач даної системи. Зазвичай інформація в ГІС поділяється на певні теми (топографічні дан, земельний кадастр...). А в межах теми об'єкти поділяються на шари (гідрографія, рельєф, рослинний покрів...). Крім того, для кожного об'єкта встановлюються: переліки ознак (семантик або атрибутів), якими він повинен або може характеризуватися; правила відображення об'єкту на екрані та при роздруку карти місцевості на папері; діапазон масштабів, в межах якого об'єкт при перегляді карти відображається на екрані. Також можуть призначатися певний набір правил цифрового опису, топологічних відносин та інші аспекти подання інформації про певний об'єкт місцевості.

Для зберігання, пошуку та вибору даних геоінформаційна система повинна мати розвинуті засоби роботи з базами даних. Просторова інформація, класифікована певним чином, структурується і зберігається в спеціалізованих базах даних. Враховуючи, що сформована база даних навіть для невеликої території може мати значні обсяги і при цьому пошук та вибірка інформації по атрибутах та місцерозташуванню мають певні відміни, ГІС часто спираються на власні спеціалізовані бази даних. Крім того геоінформаційна система обробляє не тільки дискретні дані, але й інформацію про безперервні явища, подану растрами, матрицями, різними моделями. Тому на швидкість роботи і можливості системи впливає спосіб зберігання різних за типами даних. Через це ГІС часто використовують власні формати для всіх типів інформації.

Граф дорожньої мережі в ГІС "Карта" (Панорама)

Під аналітичним апаратом ГІС слід розуміти набір алгоритмів і задач обробки просторових даних, що включили до складу програмного забезпечення розробники системи. Склад аналітичного апарату ГІС визначається її призначенням. Широкий набір розрахункових і аналітичних операцій розширює можливості ГІС, але ускладнює її інтерфейс і, відповідно, часто впливає на складність роботи користувача, особливо новачка. Тому сучасні геоінформаційні системи мають здебільшого модульний склад. Певна частина операцій включається до базового складу системи, а інші додаються за потреби.

Інформація, що включає просторову складову, становить значну частину всіх даних, з якими мають працювати організації та установи. Тому сьогодні геоінформаційні системи вже давно вийшли за рамки поняття системи, що обробляє власно просторові дані. Сучасні ГІС дозволяють працювати не тільки з різними картами та атрибутами об'єктів на них, але і з різними типами документів (текстових, графічних, мультимедійних), пов'язаних з певними об'єктами, здійснювати складні запити до баз даних та перетворювати їх результати у карти, картограми чи діаграми, прив'язані до певних територій та багато інших операцій.

Нижче наведено перелік основних задач, що вирішують сучасні геоінформаційні системи:

1. Обробка матеріалів польових вимірювань та спостережень, оформлення їх у вигляді карт та схем.

2. Зберігання картографічних даних різних типів.

3. Відображення окремих картографічних даних та різних комбінацій даних.

4. Підготовка карт різних типів до друку.

5. Пошук даних за їх положенням, атрибутами, розташуванням відносно заданного об'єкту чи групи об'єктів.

6. Аналіз місцезнаходження об'єктів, топологічних відношень, наявності та щільності розподілу об'єктів.

7. Аналіз атрибутів об'єктів карт, класифікація даних.

8. Аналіз та відображення змін даних у часі.

9. Робота з різними типам баз даних по пошуку та виборці інформації, пов'язаної з певною територією чи об'єктами, формування звітів.

10. Побудова графових структур, мережевий аналіз, вирішення транспортних задач.

11. Моделювання рельєфу, місцевості, розвитку певних подій на місцевості.

12. Оформлення результатів аналізу даних у вигляді різних типів карт, картограм, діаграм, мультиплікацій.

13. Вирішення задач проектування об'єктів та територій.

14. Обмін даними з іншими ГІС та інформаційними системами.

Моделювання рельєфу в ГІС Autocad Civil 3D

В наш час ГІС знаходять застосування в самих різних сферах діяльності, де потрібно зберігати та обробляти інформацію, що характеризується просторовою складовою.

Найбільш поширені сьогодні ГІС в сферах:

геодезіяї та картографія: ГІС використовуються для обробки матеріалів польового знімання, зберігання та оновлення картографічних матеріалів, підготовки до друку та видання карт;
навігаційні ситеми та системи моніторингу транспорту: можливості ГІС по відображенню значних обсягів різнотипних картографічних даних дозволяють в реальному часі відстежувати місцезнаходження та рух транспортних засобів;
муніципальні системи: на ГІС покладаються завдання зберігання різноманітної просторової інформації та пов'язаних з об'єктами документів (плани території, земельно-кадастрова інформація, інформація по об'єктах нерухомості, комунікації, та пов'язані з об'єктами креслення, дозволи, рішення та інші документи);
моніторинг навколишнього природного середовища: саме спеціалісти цієї сфери першими розпочали роботи по створенню ГІС для зберігання значних масивів просторової інформації та її аналізу - тому в цій сфері ГІС відіграють дуже важливу роль;
військова справа: діяльність військових формувань завжди вимагали максимально точних та детальних відомостей про місцевість, на якій плануються або проводяться військові та спеціальні операції, тому геодезія та картографія завжди були на службі військовій справі - сьогодні, як для підготовки військово-топографічних карт, так і беспосередньо для прийняття рішень використовують ГІС.

Останнім часом геоінформаційні системи вдало впроваджуються також в сферах:

сільського господарства: сільськогосподарське виробництво - одна з галузей, де просторова інформація (місцерозташування ділянок, що оброблюються, їх площі, характерні умови місцевості, розташування доріг) має ключове значення, і тільки фінансові можливості підприємств цієї галузі стримують впровадження сучасних ГІС в процес управління;

на підприємствах зв'язку та енергетики: для підприємств цієї галузі характерна наявність об'єктів управління, розсереджених на значних територіях і тому саме ці галузі вимагають систем, здатних оперувати просторовою їнформацією;
управління бізнесом: в останні роки бізнес стає все більш розгалудженим (філіали підприємств в різних містах та країнах, мережі магазинів та складів), що означає необхідність оперувати даними про певні іноді досить великі території, вирішувати складні транспортні задачі, аналізувати та порівнювати дані про власну діяльність та діяльність конкурентів в різних регіонах;
в інформаційно-довідкових системах: глобалізований світ вимагає від людей мати уявлення не тільки про своє місто чи регіон, але і про інші, здійснювати робочі поїздки в різні регіони, звідси виникає потреба в інформації не тільки про факт існування певних об'єктів, але і про їх точне місцерозташування, взаємне положення, шляхи, по яким до них можна дістатися.

Оформлення схеми дороги в ГІС Pythagoras

За своїм призначенням ГІС поділяються на універсальні та спеціалізовані.

Універсальні ГІС можуть використовуватись практично в будь-якій сфері, надаючи користувачам певний базовий набір операцій по зберіганню та обробці растрових, векторних та матричних картографічних даних, доступ до інформації в базах даних та засоби по створенню власних спеціалізованих додатків. Універсальні ГІС здебільшого мають модульну структуру. Використання тих чи інших модулів дозволяє створювати на їх основі спеціалізовані системи.

Спеціалізовані ГІС вирішують завдання лише певної галузі. Вони мають спеціалізований набір інструментів, що краще задовільняє користувачів, яким потрібно вирішувати певне обмежене коло завдань. Такі ГІС створються на платформі універсальних ГІС або як самостійні системи.

7.2 Поняття геоінформаційного картографування

Геоінформаційне картографування – це розділ картографії та геоінформатики, що охоплює теорію і методи створення та використання геоінформаційних моделей, цифрових і електронних карт, інших просторово-часовихмоделей на основі ГІС і ГІТ.

Впровадження ГІТ в картографію спричинило появу нових типів картцифрових і електронних, а також методів їх використання. Всі традиційні задачі, що вимагали витягу інформації з карт та її наступної обробки, були переформульовані в термінах обробки баз даних, оскільки просторовий аналіз у комп’ютерному середовищі передбачає оперування не зображенням, а тими даними, на основі яких воно побудовано. Відбулась трансформація картографічного методу дослідження вгеоінформаційно-картографіч-ний, де всі точні операції (картометричні, морфометричні, аналітичні тощо) здійснюються над цифровими записами об’єктів у базі даних, а картографічне зображення є засобом відображення результатів обробки даних, джерелом інформації в процесі візуального аналізу. Сформувався новий практичний підхід до створення карт, що отримав назву"database-driven mapping", або "картографія на основі баз даних". Він зажадав обов’язкової наявності програмного середовища, яке б забезпечувало безперервний зв’язок електронної карти і бази даних. Функції цього середовища якраз і виконує ГІС.

Геоінформаційне картографування – технологічний процес збору й обробки геоінформації (ГІ), формування геоінформаційних моделей (ГІМ), створення і ведення територіальних банків даних (ТБД), створення цифрових карт місцевості (ЦКМ) і електронних карт (ЕК).

Також під ГК розуміють інформаційно-картографічне моделювання геосистем.

Традиційне картографування спрямоване на підготовку інформації безпосередньо для людини (тобто орієнтоване на людське сприйняття). ГК спрямоване на підготовку інформації для комп’ютера (тобто орієнтоване на комп’ютерну обробку даних).

Базові поняття ГК:

просторові об’єкти – видимі і віртуальні об’єкти території;
просторові відношення – взаємозв’язки об’єктів у просторі;
просторові властивості – властивості об’єкта в частині його форми, розміру і положення в просторі;
просторова інформація (геоінформація) – інформація про форму, розмір і положення об’єкта (процесу, явища) у просторі;
геоінформаційна модель – модель території в просторовому аспекті;
геоінформаційний процес – процес отримання просторової інформації, моделей об’єктів і території.

При роботі в ГІС користувач працює не з цифровою картою, а з її електронним поданням на екрані комп’ютера. Кожен значок на екрані комп’ютера - це об’єкт карти. Об’єкти карти мають координатний опис – метрику і набір атрибутивних даних (семантику), притаманні саме цьому об’єкту місцевості.

Зовнішній вид об’єкта карти, цифрове кодування, набір обов’язкових і допустимих атрибутів, генералізація (видимість об’єкта при певному масштабі візуалізації), службова інформація і посилання визначаються в цифровому класифікаторі карти.

Об’єктом електронної карти є сукупність цифрових даних (метрика, атрибути (семантика), довідкові дані). Об’єкту карти може відповідати:

реальний об’єкт (явище, процес) на місцевості (міст, річка, будівля, забруднення території або атмосфери тощо);
група об’єктів (квартал – група будинків тощо);
частина об’єкта (при складному опису метрики об’єкта вона може бути розділена на два об’єкти);
пояснювальні написи, горизонталі, кілометрова сітка тощо.

Таким чином, електронна карта – це скомпонований користувачем набір різних цифрових даних про місцевість (об’єктів карти), що відносяться до певної території. Основою електронної карти може бути векторна або растрова карта місцевості.

Карти в ГІС відрізняються від звичайних статичних паперових карт тим, що вони є інтерактивними, тобто з ними можна взаємодіяти (зменшувати і збільшувати, причому за певних масштабів деякі шари на карті можуть з’являтися або зникати). Вибравши геооб’єкт на інтерактивній карті, можна отримати про нього додаткову інформацію, будувати просторові запити і виконувати аналіз. Наприклад, визначивши межі пошуку, можна знайти всі магазини певного типу недалеко від шкіл (наприклад, у радіусі 200 м) або усі заболочені ділянки на відстані до 500 м від вибраних доріг. Крім того, за допомогою інтерактивних карт здійснюють редагування даних і створюють просторові образи об’єктів.

Сучасні ГІС під час масштабування карт виконують деталізацію залежно від масштабу перегляду. За великої кількості об’єктів можна застосовувати умовні знаки для відображення шарів карти на основі будь-якоговибраного набору атрибутів. Наприклад, кольорова шкала умовних позначень для земельних ділянок може ґрунтуватися на типах їх зонування, а розміри точкових значків для позначення свердловин можуть бути пов’язані з обсягами видобутку.

Серед характерних рис ГК найважливішими є такі:

системний підхід до відображення й аналізу геосистем;
високий ступінь автоматизації (за рахунок використання баз цифрових даних);
інтерактивність картографування, поєднання методів створення і використання карт, а також багатосередовищність, яка дозволяє поєднувати іконічні, текстові, звукові дані, різні зображення та відеодані;
оперативність створення, що наближається до реального часу, в тому числі з широким використанням даних дистанційного зондування та глобальних систем супутникового позиціонування;
багатоваріантність, що надає можливість здійснювати різнобічну оцінку ситуацій та оцінювати спектр альтернативних рішень; застосування комп’ютерного дизайну і сучасних графічних засобів, що підтримують як векторну, так і растрову графіку;
створення зображень нових видів і типів (різні електронні векторні і синтезовані векторно-растровікарти, моделі поверхонь, тривимірні комп’ю- терні моделі, анімацію тощо);
переважно проблемно-практичнаорієнтація картографування, спрямована на забезпечення прийняття рішень.

ГК поділяється на галузеве, аналітичне, синтетичнета комплексне.

Зважаючи на це, виділяють різні види і типи картографування.

Галузеве картографування – це створення карт для певної галузі (геологічне, загальногеографічне, ландшафтне, сільськогосподарське, промисловості, лісового господарства тощо).

Аналітичне картографування – це створення карт неузагальнених або мало узагальнених показників певного явища, які найчастіше отримуються на основі поодиноких спостережень. Наприклад, карти окремих метеорологічних чинників, що характеризують їх величину в той або інший момент чи період часу (рис. 7.1): температури повітря, атмосферного тиску, опадів, вітрів тощо; або карти крутизни схилів, глибин, густини розчленування рельєфу (рис. 7.2) тощо.

Рис. 7.1. Аналітична карта фактичної погоди

Рис. 7.2. Аналітична карта розчленування рельєфу

Аналітичні карти дають інформацію про певні аспекти або властивості об’єктів (процесів, явищ), їм притаманне відволікання від цілого.

Синтетичне картографування дозволяє створювати карти, які дають цілісне просторове відображення явищ у результаті інтерпретації найбільш істотних показників, їх інтеграції та узагальнення з урахуванням зв’язків між ними. Прикладом можуть слугувати карти кліматичного районування, сільсько- господарської спеціалізації районів (рис. 7.3), ландшафтні карти, на яких виділяються відповідні області (райони) за сукупністю багатьох показників

Рисунок 7.3 Синтетична карта. Особливо цінні ґрунти України

Синтетичні карти зазвичай створюють шляхом інтеграції даних, відображених в серіях аналітичних карт. При невеликій кількості синтезованих показників це можна виконувати вручну, а в більш складних випадках необхідно використовувати методи математичного моделювання.

Відзначимо, що синтетичні карти зазвичай мають доволі докладні, часом навіть громіздкі легенди (рис. 7.4). В поясненнях до інтегральної оцінки прагнуть відобразити багато вихідних параметрів.

Методи створення синтетичних карт суттєво вдосконалилися з упровадженням ГІС, які одночасно оперують десятками шарів інформації. ГІС включають спеціальні процедури для синтезу даних. Зокрема, ГІС дали імпульс широкому впровадженню синтетичного еколого-географічного картографування на основі урахування комплексу природних, економічних і соціальних параметрів. Можливе навіть суміщення на одній карті декількох синтетичних показників.

Комплексні карти поєднують зображення декількох елементів близької тематики, набір характеристик (показників) одного явища. Наприклад, на одній карті можна дати ізобари і вектори домінуючих вітрів, маючи на увазі, що вітри безпосередньо пов’язані з полем атмосферного тиску. На карті сільського господарства можна одночасно показати розораність території і врожайність пшениці, на гідрологічній карті – річний розподіл стоку в річному басейні, водоносність рік і потенційні енергоресурси. На рис. 7.4 подано комплексну карту промисловості України.

Рисунок 7.4. Комплексна карта промисловості України

7.3 Растрові зображення. Векторні зображення

Представлення даних на моніторі у графічному виді вперше було реалізовано всередині 50-х років для великих ЕОМ, що застосовувались в наукових і військових дослідженнях. Тепер, графічний спосіб відображення даних став приналежністю великого числа комп'ютерних систем. Графічний інтерфейс є необхідним для програмного забезпечення різного класу, починаючи з операційних систем.

Комп'ютерна графіка, це спеціальна ділянка інформатики, що вивчає методи і засоби створення та обробки зображень за допомогою програмно-апаратних обчислювальних комплексів.

Комп'ютерна графіка охоплює всі види та форми представлення зображень, як на екрані монітора, так і на зовнішньому носії (папір, плівка, тощо). Комп'ютерна графіка застосовується для візуалізації даних у різних сферах людської діяльності.

В залежності від способу формування зображень, комп'ютерну графіку можна поділити на: растрову; векторну; фронтальну; тривимірну.

Растрова графіка - це графіка, представлена у машинній пам'яті у вигляді растру. Обробка растрової графіки здійснюється растровими графічними редакторами. Растр у системах обробки інформації — це представлення зображень у вигляді бітових мап.

Бітова мапа - елемент зображення певної точностi(глибина, яскравість, колірність), представлений сукупністю точок з заданими характеристиками (глибина кольору, насиченість, колір). Растр може бути монохромний чи поліхромний. Обробка растрових зображень здійснюється растровими графічними редакторами.

Застосовується у випадках, коли графічний об'єкт представлено у вигляді комбінації точок (пікселів), яким притаманні свій колір та яскравість і які певним чином розташовані у координатній сітці. Такий підхід є ефективним у випадку, коли графічне зображення має багато напівтонів і інформація про колір важливіша за інформацію про форму (фотографії та поліграфічні зображення). При редагуванні растрових об'єктів, користувач змінює колір точок, а не форми ліній. Растрова графіка залежить від оптичної роздільчості, оскільки її об'єкти описуються точками у координатній сітці певного розміру. Роздільчість вказує кількість точок на одиницю довжини.

Розмір файлу. Засобами растрової графіки створюють та обробляють зображення, що потребують високої точності у передачі кольорів та напівтонів. Розміри файлів напряму зв'язані зі збільшенням роздільчості і можуть сягати десятки мегабайтів.

Глибина кольору характеризує максимальне число кольорів, які використані у зображенні.

Переваги растрової графіки:простота автоматизованого вводу зображень, фотографій, слайдів, рисунків за допомогою сканерів, відеокамер, цифрових фотоапаратів; фотореалістичність.

Можна отримувати різні ефекти, такі як туман, розмитість, тонко регулювати кольори, створювати глибину предметів.

Недоліки растрової графіки:

складність управління окремими фрагментами зображення. Потрібно самостійно виділяти ділянку, що є складним процесом;
растрове зображення має певну роздільчість і глибину представлення кольорів. Ці параметри можна змінювати лише у визначених межах і, як правило, із втратою якості;
розмір файлу є пропорційним до площі зображення, роздільчості і типу зображення, і, переважно, при хорошій якості є великим.

На відміну від растрової графіки, у векторній графіці базовим елементом є лінія, яка описується математичною формулою. Таке представлення даних компактніше, але побудова об'єктів супроводжується неперервним перерахунком параметрів кривої у координати екранного або друкованого зображення. Лінія є елементарним об'єктом, якому притаманні певні особливості: форма, товщина, колір, тощо. Любий об'єкт (прямокутник, еліпс, текст і навіть пряма лінія) сприймається як криві лінії. Виключення складають лише імпортовані растрові об'єкти.

Векторні об'єкти завжди мають шлях, що визначає їх форму. Якщо шлях є замкненим, тобто кінцева точка співпадає з початковою, об'єкт має внутрішню ділянку, яка може бути заповненою кольором або іншими об'єктами. Всі шляхи містять дві компоненти: сегменти та вузли.

Шлях уявляє собою маршрут, що з'єднує початкову та кінцеву точку.

Сегмент - окрема частина шляху, може бути як прямою, так і кривою лінією.

Вузол - початкова або кінцева точка сегмента.

Кожен елемент векторної графіки містить ці три основні елементи і дозволяє їх редагування.

Переваги векторної графіки:

невеликі за розміром файли, оскільки зберігається не зображення, а лише його основні дані, використовуючи які, програма відновлює зображення;
розмір об'єктів та опис колірних характеристик майже не збільшує розміри файлу;
об'єкти легко трансформуються, ними легко маніпулювати. Редагуючи векторний об'єкт, можна змінити властивості ліній, з яких складається зображення. Можна пересувати об'єкт, змінювати його розміри, форму та колір, не впливаючи на якість зображення;
векторна графіка не залежить від роздільчості, тобто векторні об'єкти відтворюють на пристроях з різною роздільчістю без втрати якості зображення.
векторна графіка може містити в собі фрагменти растрової графіки, які перетворюються в об'єкти, але мають обмеження у їх обробці;
у програмах векторної графіки є розвинуті засоби інтеграції зображення та тексту. Єдиний підхід до них обумовлює створення кінцевого продукту.

7.4 Технологія створення цифрових карт

Загальна технологічна схема створення цифрових карт місцевості за картографічними матеріалами. Технологія створення ЦКМ включає три основні етапи:

підготовку вихідних картографічних матеріалів до цифрування;
перетворення картографічної інформації в цифрову форму;
обробку цифрової картографічної інформації і формування номенклатурного аркуша ЦКМ.

Підготовка вихідних картографічних матеріалів до цифруванн полягає у виготовленні спеціальних графічних і текстово-табличних документів, що регламентують роботу операторів під час цифрування метричної і семантичної інформації.

На етапі перетворення картографічної інформації в цифрову форму виконуються:

зчитування метричної інформації і перетворення її в цифрову форму;
створення масивів семантичної інформації і їхній контроль;
одержання контрольних графічних копій, що є графічним відображенням цифрової інформації про точкові, лінійні і майданні об'єкти місцевості, що включаються до складу ЦКМ, і служать для контролю повноти і точності цифрування метричної інформації і правильності вибору напрямку відстеження лінійних і майданних об'єктів;
виправлення помилкової цифрової картографічної інформації.

Контрольна графічна копія може бути отримана безпосередньо в ході цифрування або по його закінченню.

На етапі обробки цифрової картографічної інформації і формування номенклатурного аркуша ЦКМ виконуються:

злиття метричної і семантичної цифрової інформації;
згладжування і стиск метричної цифрової інформації;
облік деформації вихідних картографічних матеріалів і трансформування інформації в Систему координат 1942 р.;
автоматичне зведення сусідніх номенклатурних аркушів (ділянок) ЦКМ;
автоматична нарізка цифрової картографічної інформації, зчитаної з тиражних відбитків іноземного видання, і її зшивка;
перетворення інформації в структуру збереження;
розрахунок статистичних характеристик;
нарізка цифрової інформації в межах рамки аркуша карти масштабу 1:25000 при використанні в якості вихідних картографічних матеріалів топографічних карт масштабів 1:50000 і 1:100000.

На даному технологічному етапі здійснюються програмний контроль замикання і виходу об'єктів на рамку аркуша карти, взаємної відповідності метрики і семантики, правильності структур уявлення інформації про даний клас об'єктів, а також виправлення виявлених помилок. Крім того, формується масив для одержання архівної графічної копії і складається висновок архівної семантичної копії.

Архівна графічна копія є засобом контролю якості обробки цифрової картографічної інформації і повноти її рекомендування в ЦКМ.

Архівна семантична копія є засобом візуального контролю якості вихідної семантичної інформації.

Поряд з цим у технології реалізовані програмні методи логічного контролю цифрової картографічної інформації, а також перевірки інформації про рельєф.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Артамонов Б.Б., Штангрет В.П. Топографія з основами картографії: Навчальний посібник. – Львів: Новий Світ-2000, 2006. –248 с.
Божок А.П., Осауленко Л.Є. , Пастух В.В. . Картографія. Підручник. — Київ: Фітосоціоцентр, 1999. — 252 стор.
Барановський В.А. Екологічна географія і екологічна картографія. – Національна академія наук України. Рада по вивченню продуктивних сил України. Київ: - Фітосоціоцентр. 2001, 250 с.
Байрак, Г.Р. Дистанційні дослідження Землі. Навчальний посібник [Текст] / Г.Р. Байрак, Б.П. Муха. – Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. І. Франка, 2010. – 712 с.
Берлянт, А.М. Картография: Учебник для вузов. [Текст] / А.М. Берлянт – М.: Аспект Пресс, 2002 – 336 с.
Берлянт А.М. Востокова А.В. Кравцова В.И. Картоведение: Учебник для вузов , , и др. [Текст] / – М.: Аспект Пресс, 2003. – 477 с.
Вдовенко, В.В. Картографування транспортної мережі України [Текст] / В.В. Вдовенко, Л. М. Веклич // Вісник геодезії та картографії: Наук. журнал. К.: НДІГіК, 2014. – № 2 (89). – С. 33-34.
Войславський, Л.К. Основи картографії: Навчально-методичний посібник [Текст] / Л.К. Войславський. – Харків: ХНАМГ, 2005. – 39 с
Грюнберг Г.Ю. Картография с основами топографии. М: – Просвещение, 1991, 367 с.
Картография с основами топографии, Часть II. Под. ред. А.В. Гедымина, М: - «Просвещение», 1973, 247 с.
Ляшенко, Д.О. Картографія з основами топографії: Навчальний посібник [Текст] / Д.О. Ляшенко. – К.: Наукова думка, 2008. – 184 с.
Салищев, К.А. Картоведение: Учебник для вузов [Текст] / К.А. Салищев – М.: Изд-во Московского университета, 1976. – 438 с.
Топографія з основами картографії Ратушняк Г.С. - Вінниця: ВДТУ, 2002 - 179 с.
Шмаль С.Г. Військова топографія: Підруч. для слухачів і курсантів вищ. військ. навч. закл. – К.: Вид. ПАЛИВОДА А.В., 2003. – 280 с..
Геоиконика. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу. –http://geographyofrussia.com/geoikonika-nauka-o-geoizobrazheniyax/
Геоматика. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу. – http://www.ans.nau.edu.ua/main/study/gis/lecture2.pdf
Геопортал укриття м. Києва [Електронний ресурс]. – Режим.доступу:URL:https://www.google.com/maps/d/u/0/viewer?mid=zJvCgSBBsph0. kT_Nr00aaAQ
Елементи карти. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу.http://www.geoguide.com.ua/survey/survey.php?part=map&art=200
Класифікація проекцій. Загальні відомості. Класифікація проекцій по виду меридіанів і паралелей нормальної сітки. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу. – http://www.ukrreferat.com/index.php
Умовні позначення топографічних карт. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу. – http://studall.org/all-59735.html
Харченко С.В. Картографічні ресурси в мережі Інтернет (україномовний сектор). – [Електронний ресурс]. – Режим доступу.http://irbisnbuv.gov.ua/cgibin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_n ame=PDF/bdi_2013_4_6.pdf

Середня оцінка розробки

Структурованість

5.0

Оригінальність викладу

5.0

Відповідність темі

5.0

Загальна:

5.0

Всього відгуків: 1

Оцінки та відгуки

Лещишин Оксана Михайлівна 02.02.2022 в 15:12

Дякую, матеріали сподобались

Загальна:

5.0

Структурованість

5.0

Оригінальність викладу

5.0

Відповідність темі

5.0

docx

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)

Рябко Олена Василівна

Пов’язані теми

Географія, Матеріали до уроків

Додано

2 квітня 2021

Переглядів

9237

Оцінка розробки

5.0 (1 відгук)