Глобус.

Картография связана с географией в том, что касается более широких аспектов Земли и ее жизни. В прежние времена картографические работы были больше художественными, чем научными и фактическими. По мере того как человек исследовал и записывал свое окружение, качество его карт и схем улучшалось.Эти строки Джонатана Свифта были вдохновлены ранними картами:

Итак, географы, на африканских картах,

.

С дикими картинками заполните их пробелы,

И другие необитаемые холмы

Разместите слонов за городом.

Топографические карты представляют собой графические изображения природных и антропогенных особенностей частей земной поверхности в масштабе. Они показывают форму земли и записывают высоту над уровнем моря, озер, ручьев и других гидрографических объектов, а также дорог и других произведений человека.Короче говоря, они предоставляют полный перечень местности и важную информацию для всех действий, связанных с использованием и развитием земли. Они служат основой для специализированных карт и данных для составления обобщенных карт меньшего масштаба.

Морские карты — это карты прибрежных и морских районов, содержащие информацию для навигации. Они включают кривые глубины или зондирования, или и то, и другое; средства навигации, такие как буи, указатели каналов и огни; острова, скалы, затонувшие корабли, рифы и другие опасности; а также важные особенности прибрежных территорий, включая мысы, церковные шпили, водонапорные башни и другие особенности, полезные для определения местоположения с берега.

Термины «гидрография» и «гидрограф» относятся к середине 16 века; их внимание ограничилось изучением океанских глубин, а также направлений и интенсивности океанических течений; хотя в разное время они охватывали большую часть наук, которые теперь называются гидрологией и океанографией. В Британской Ост-Индской компании в 18 веке работали гидрографы, а первый гидрограф Королевского флота Александр Далримпл (1737–1808) был назначен в 1795 году. Военно-морская обсерватория и гидрографический офис были созданы в административном порядке в Военно-морском флоте США в 1854 году. .В 1866 году статутом было создано гидрографическое управление, а в 1962 году оно было переименовано в Морское океанографическое управление США.

Интерес к нанесению на карту океанических областей вдали от морских побережий возник во второй половине XIX века одновременно с совершенствованием подводных кабелей. По мере того, как знания о конфигурации океанических бассейнов увеличивались, внимание ученых было привлечено к этой области исследований. Особенностью морской науки с 1950-х годов были все более подробные батиметрические (измерение глубины воды) исследования отдельных участков морского дна.Вместе со сбором соответствующих геофизических данных и отбором проб отложений эти исследования помогают интерпретировать геологическую историю покрытой океаном части земной коры.

Аэронавигационные карты предоставляют важные данные для пилота и аэронавигатора. По сути, они представляют собой мелкомасштабные топографические карты, на которые наложена текущая информация о средствах навигации. Чтобы облегчить быстрое распознавание и ориентацию, показаны основные элементы местности, которые были бы видны с самолета в полете, за исключением менее важных деталей.

История картографии

За столетия до христианской эры вавилоняне рисовали карты на глиняных табличках, самые старые образцы из которых были найдены примерно в 2300 году до нашей эры. Это самое раннее положительное свидетельство графических изображений частей Земли; Можно предположить, что картографирование восходит к гораздо более древним временам и началось у бесписьменных народов. Логично предположить, что люди очень рано пытались общаться друг с другом относительно своего окружения, царапая маршруты, места и опасности на земле, а затем — кору и кожу.

Самые ранние карты должны были быть основаны на личном опыте и знании местных особенностей. Они, несомненно, указывали пути к соседним племенам, где можно было найти воду и другие предметы первой необходимости, а также местонахождение врагов и других опасностей. Кочевой образ жизни стимулировал такие усилия, записывая пути пересечения пустынь и гор, относительное расположение летних и зимних пастбищ, а также надежные источники, колодцы и другую информацию.

Знаки на стенах пещер, которые связаны с картинами первобытного человека, были идентифицированы некоторыми археологами как попытки показать следы дичи изображенных животных, хотя общего согласия по этому поводу нет.Точно так же сети линий, нацарапанные на некоторых костяных табличках, могут представлять собой охотничьи тропы, но определенно нет убедительных доказательств того, что таблички действительно являются картами.

Однако многие бесписьменные народы умеют изображать основные черты своей местности и странствий. Во время исследования южных морей капитаном Чарльзом Уилксом в 1840-х годах дружелюбный островитянин нарисовал хороший набросок всего архипелага Туамоту на палубе капитанского мостика. Считалось, что в Северной Америке индейцы пауни использовали звездные карты, нарисованные на коже лося, чтобы направлять их во время ночных походов по равнинам.Говорят, что Монтесума дал Кортесу карту всей области Мексиканского залива, нарисованную на ткани, в то время как Педро де Гамбоа сообщил, что инки использовали эскизные карты и вырезали некоторые из них в камне, чтобы показать рельефные детали. Было найдено множество образцов ранних эскимосских карт-схем на коже, дереве и кости.

Общие сведения о масштабе карты — GIS Lounge

Масштаб — это отношение изображенного на карте объекта к его фактическому размеру в реальном выражении (подробнее: масштаб карты ). Все карты являются смоделированными представлениями реального мира, поэтому при отображении объекты уменьшаются в размере. Другими словами, масштаб — это измерение степени уменьшения нанесенного на карту объекта по сравнению с его фактическим аналогом на земле.

Отображение масштаба на карте

На всех картах будет указатель масштаба. Карта, которая не соответствует определенному масштабу, будет обозначена словами «не в масштабе» (или NTS). Эти обозначения чаще всего встречаются на картах стиля графики, таких как карты стиля «мы здесь» или «как добраться», используемые в приглашениях. Поскольку ГИС полагается на минимальный порог точности и точности, все карты на основе ГИС будут иметь масштаб.

Есть три способа показать масштаб карты: графический (или столбчатый), словесный и репрезентативный. Графические шкалы, также известные как линейчатые шкалы, как указано в названии, отображают масштаб графически.

Словесная шкала основана на тексте, при этом шкала отображается в виде числа и типа единицы измерения, равной указанной единице измерения на земле.Левая часть словесного выражения — это единица измерения на карте, а правая часть отношения — это единица измерения на земле. Например, словесный масштаб 1 ″ = 100 ′ означает, что один дюйм измерен на карте, представленной на высоте 100 футов над землей. Этот тип шкалы иногда путают со шкалами репрезентативных долей (RF).

Шкала RF также является текстовой шкалой, но единицы измерения не показаны. Масштаб представляет собой простое соотношение размеров карты и земли с двоеточием между двумя измерениями.Например, масштаб RF 1: 1200 означает, что каждая единица на карте равна 1200 единицам на земле. Нет обозначения фактического типа единицы, используемой на шкале RF. Следовательно, шкала RF 1: 1200 — это та же шкала, что и словесная шкала 1 ″ = 100 ′.

Крупномасштабные и мелкомасштабные

Карты могут быть крупномасштабными или мелкомасштабными. Крупномасштабные карты показывают меньшую площадь с большим количеством деталей. Географический экстент, показанный на крупномасштабной карте, невелик.На крупномасштабной карте, представленной в репрезентативном масштабе, справа от соотношения будет меньшее число. Например, крупномасштабная карта может иметь масштаб RF 1: 1000. Крупномасштабные карты обычно используются для отображения окрестностей, местности, небольших городов и т. Д.

Мелкомасштабные карты показывают более крупный географический район с небольшими деталями на них. В масштабе RF на мелкомасштабной карте справа от двоеточия будет гораздо большее число, например 1: 1 000 000. Карты малого масштаба используются для отображения протяженности всей страны, региона или континента.

Часы: крупномасштабные карты и мелкомасштабные карты

Как масштаб влияет на представление объектов

Чем больше масштаб карты, тем лучше детали, которые можно детализировать. На карте, на которой показана водная сеть небольшого участка, река может быть изображена в виде многоугольного слоя и показаны притоки этой реки. На небольшой карте, покрывающей территорию, эта же река будет показана в виде линейного объекта, а притоки будут удалены (процесс, известный как обобщение).Чем меньше масштаб карты, тем меньше сохраняется фактическая детализация объекта. На картах меньшего масштаба речные элементы имеют сглаженные линии, тогда как на крупномасштабной карте более подробно показаны изгибы и повороты той же реки.

Так почему бы не показать одинаковый уровень детализации независимо от масштаба карты? Есть две основные причины. Первая причина — это уровень шума. Отображение большого количества деталей на мелкомасштабной карте вызовет много путаницы на карте. За счет уменьшения количества деталей, чтобы показать только самые важные аспекты объекта, карта показывает более четкое изображение области. Вторая причина — размер файла. Детали, которые содержат много деталей, имеют больший размер файла. Для небольшой карты загрузка нескольких больших слоев замедлит создание карты.

Пример мелкомасштабного и крупномасштабного представления

Марина-дель-Рей — это район округа Лос-Анджелес, в котором находится одна из крупнейших искусственных гаваней для небольших лодок в Соединенных Штатах.

Изображение этой гавани на картах местности зависит от масштаба используемого слоя. Слой, показывающий округа для всех Соединенных Штатов, показанный на изображении ниже, имеет очень обобщенную береговую линию для этой области. На береговой линии почти нет деталей, а гавань вообще не представлена.

На карте ниже показана та же береговая линия со слоем всех округов штата Калифорния.Береговая линия все еще является мелкомасштабным, но показывает больше деталей. Гавань Марина-дель-Рей представлена ​​на карте небольшим заливом.

В крупномасштабном слое, созданном для отображения только границы округа Лос-Анджелес, береговая линия этой области содержит самый высокий уровень детализации, и представлена ​​узнаваемая гавань.

Примеры того, как детализация береговой линии изменяется в зависимости от масштаба слоя, помогают также проиллюстрировать важность тщательного рассмотрения масштаба любых данных, используемых для картографирования и пространственного анализа.Данные малого масштаба по своей сути менее точны и менее подробны, чем данные большого масштаба. Использование мелкомасштабных данных для крупномасштабного анализа может привести к грубым ошибкам. Данные, созданные для мелкомасштабных целей, не должны использоваться на крупномасштабных картах. Крупномасштабные данные, если они не обобщены, не должны использоваться на мелкомасштабных картах.

Связанные ресурсы

Что на карте? — Понять основные элементы, составляющие хорошо сформированную карту.

Картографические ресурсы — ресурсы для получения дополнительных сведений о картографии и картографических методах.

Статья является частью постоянно растущей серии GIS Essential, в которой представлена ​​информация об основных концепциях, используемых в ГИС.

Поделитесь этой статьей:

2.1 Что такое масштаб? | GEOG 160: Отображение нашего меняющегося мира

Слово « масштаб » часто встречается, когда вы работаете с людьми, которые производят или используют географическую информацию. Если вы внимательно прислушаетесь, то заметите, что этот термин имеет несколько разных значений в зависимости от контекста, в котором он используется.Вы услышите разговоры о масштабах географических явлений и о масштабах, в которых явления представлены на картах. Вы даже можете слышать это слово как глагол, например, «масштабирование карты» или «уменьшение». Цель этого раздела — научить вас различать эти разные значения и уметь использовать концепции масштаба, чтобы помочь разобраться в географических данных.

2.1.1 Объем или объем

Часто «масштаб» используется как синоним «объема» или «степени». Например, в названии статьи «Подрядчики обвиняются в крупномасштабном хищении продовольственной помощи в Сомали» используется термин «крупномасштабный» для описания широко распространенной хищения продовольственной помощи.Это обычное использование среди публики. Термин «масштаб» может иметь и другие значения.

2.1.2 Измерение

Слово «шкала» также может использоваться как синоним линейки — измерительной шкалы. Поскольку данные состоят из символов, которые представляют измерения явлений, важно в первую очередь понимать системы отсчета, используемые для проведения измерений. В этом разделе мы рассмотрим шкалу измерений, известную как географическая система координат , которая используется для определения положений на приблизительно сферической поверхности Земли.В других разделах мы встретимся с двумерными (плоскими) системами координат, а также со шкалами измерений, используемыми для задания данных атрибутов.

2.1.3 Масштаб карты

Масштаб карты — это пропорция между расстоянием на карте и соответствующим расстоянием на земле (Dm / Dg). По соглашению пропорция выражается как репрезентативная дробь , в которой расстояние на карте (Dm) всегда уменьшается до 1. Репрезентативная дробь 1: 100 000, например, означает, что участок дороги длиной 1 единицу на карта обозначает участок дороги длиной 100 000 единиц.Репрезентативная дробь — без единиц , она имеет то же значение, если мы измеряем на карте дюймы, сантиметры или любые другие единицы (в этом примере часть мира, представленная на карте, в 100000 раз больше как представление карты). Если бы мы изменили масштаб карты таким образом, чтобы длина участка дороги на карте была уменьшена, скажем, до 0,1 единицы длины, мы бы создали карту меньшего масштаба , репрезентативная доля которой равна 0.1: 100 000 или 1: 1 000 000.

2.1.4 Графические шкалы

Рисунок 2.1. Барная шкала и переменная шкала.

Еще один способ выразить масштаб карты — использовать графический (или «столбчатый») масштаб (рисунок 2.1). В отличие от репрезентативных дробей, графические масштабы остаются верными, когда карты уменьшаются или увеличиваются, поэтому они особенно полезны на веб-картах, где невозможно предсказать размер, в котором пользователи будут их просматривать. Большинство карт имеют линейную шкалу, подобную показанной выше слева.Некоторые также выражают масштаб карты как репрезентативную дробь. В любом случае подразумевается, что масштаб на карте одинаков. Однако, за исключением карт, которые показывают только очень маленькие области, масштаб варьируется на каждой карте. Это следует из того факта, что позиции на Земле, близкой к сферической, должны быть преобразованы в позиции на двумерных листах бумаги. Систематические преобразования мира (или его частей) на плоские карты называются картографическими проекциями . Как мы обсудим более подробно позже в этой главе, все картографические проекции сопровождаются деформацией объектов в некоторых или всех областях карты.Эта деформация приводит к изменению масштаба карты по всей карте. Поэтому типичные фракции обычно указывают масштаб карты вдоль линии, на которой деформация минимальна (номинальный масштаб ). Мы обсудим номинальный масштаб более подробно позже. Барные шкалы также обычно обозначают только номинальный или средний масштаб карты. Альтернативой простой линейчатой ​​шкале, учитывающей искажение карты, является переменный масштаб . Переменные масштабы, подобные показанному выше справа, показывают, как масштаб изменяется, в данном случае по широте, из-за деформации, вызванной проекцией карты.

2.1.5 Изменение размера карты

Как отмечалось выше, еще один способ использования термина «масштаб» — это глагол. «Масштабировать карту в масштабе » означает воспроизвести ее в другом размере. Например, если вы фотографически уменьшите карту в масштабе 1: 100 000 до 50 процентов от ее исходной ширины и высоты, результатом будет четверть площади оригинала. Очевидно, что масштаб карты уменьшения тоже будет меньше: 1/2 x 1/100 000 = 1/200 000 (или характерная спецификация масштаба дроби 1: 200 000).Из-за неточностей, присущих всем географическим данным, скрупулезные специалисты по географической информации избегают увеличения исходных карт. Поступать так — значит преувеличивать обобщения и ошибки.

В следующих разделах вы узнаете больше о процессе преобразования трехмерной Земли в двухмерное визуальное представление, карту. По мере продвижения по главе помните о различных значениях термина «масштаб» и думайте о том, как он связан с процессом создания карты.

Практика викторины

Зарегистрированные студенты штата Пенсильвания должны вернуться, чтобы пройти тест для самооценки по карте масштаба .

Вы можете проходить практические викторины сколько угодно раз. Они не оцениваются и никак не влияют на вашу оценку.

Что такое масштаб карты? — Определение, типы и примеры — Видео и стенограмма урока

Типы масштабов карты

Существует два основных типа масштабов карты: линейчатая и лексическая.В шкале штриха , которая, как правило, является наиболее распространенной, картограф предоставил вам наглядное руководство для расчета расстояний. Вы можете использовать любой измерительный инструмент или кусок веревки, чтобы вычислить фактические расстояния на карте, напрямую измерив расстояние на карте и переведя его в шкалу столбцов.

Лексическая шкала визуально не похожа на линейную шкалу. Вместо этого картограф дает преобразование расстояния в словах. Например, карта может иметь масштаб, написанный как «1 дюйм равен 10 милям».Обычно это считается менее практичным и поэтому встречается гораздо реже. С этой шкалой также гораздо чаще встречаются языковые барьеры для носителей языков, отличных от того, на котором написана карта. Этот масштаб работает так же, как шкала гистограммы, но только отображается по-другому.

Примеры использования масштабов карты

Давайте посмотрим на некоторые реальные приложения, которые действительно могут помочь тем, кто пытается измерить расстояние в повседневной жизни.

Во-первых, у нас есть карта системы метро Вашингтона, округ Колумбия, нарисованная в масштабе.На карте метро Вашингтона масштаб карты находится в правом нижнем углу. Он дает расстояния в километрах и милях. В этом примере мы будем использовать мили. Если кто-то хотел проехать по красной ветке от Роквилля до центра метро, ​​он мог вычислить расстояние, измерив, сколько раз пройдено расстояние в масштабе карты. Для этой задачи хорошо подойдет веревка. Это путешествие проходит чуть более чем в 3 раза дальше шкалы. Поскольку шкала говорит нам, что это расстояние составляет 5 миль, мы можем приблизительно рассчитать расстояние примерно в 16 миль.

На этой карте Бали масштаб карты указан в нижнем левом углу. Он указывается в метрах и милях, но мы будем использовать мили. Расстояние в этом масштабе намного меньше, чем масштаб карты метро DC, потому что карта детализирует гораздо меньшую область. Используя тот же метод, что и раньше, мы можем вычислить расстояние от Waroeng Asia (номер 8 в кулинарном справочнике) до Bali Beach Shack (номер 1 в кулинарном справочнике).Его размер составляет около 4 единиц, указанных на масштабе карты, или 0,8 мили. Это было бы полезно, если бы вы посещали Бали и хотели пройти пешком из одной точки в другую.

Резюме урока

Так же, как важно иметь набор инструкций при сборке предмета мебели, необходимо иметь карту масштаба при чтении карты, чтобы рассчитывать точные расстояния в реальной жизни. Существует два типа шкалы карты: линейчатая и лексическая, но шкалы шкалы используются чаще, потому что они представляют соотношение расстояний визуально, а не словами, как в случае с лексической шкалой .Использование масштабов карты важно в реальном мире, если вы хотите вычислить расстояние, на которое вы путешествуете.

Что следует помнить

• Масштаб карты показывает соотношение между расстояниями на карте и расстояниями в реальной жизни
• Масштаб карты может быть линейным (визуальный) или лексическим (письменные слова)
• Масштаб карты полезен для определения реального расстояния между точками на карте

Результаты обучения

Когда вы закончите, вы сможете:

• Объяснить, какой масштаб карты используется для
• Опишите два типа масштабов карты
• Оценить расстояние на карте в масштабе карты

3.Масштаб и прогнозы — картографирование, общество и технологии

Масштаб и проекции — две фундаментальные особенности карт, которым обычно не уделяется должного внимания. Масштаб относится к тому, как единицы карты соотносятся с объектами реального мира. Проекции касаются методов и проблем, связанных с превращением трехмерной (и своего рода неровной) земли в двухмерную карту.

Эта глава познакомит вас с:

• Масштаб и способы сообщить пользователю карты, что карта измеряет на земле
• Проекционная механика, виды проекций и их характеристики

К концу этой главы вы должны уметь читать масштабы карты и определять общие проекции, а также их основные функции и способы использования.

Мир огромен. Поверхность Земли имеет площадь более 500 миллионов км ² , и на любом изображении Земли, которое вы легко переносите, можно увидеть только общие очертания континентов и стран. Когда мы визуально представляем регион мира на карте, мы должны уменьшить его размер, чтобы он соответствовал границам карты. Масштаб карты показывает, насколько элементы мира уменьшены, чтобы поместиться на карте; или, точнее, масштаб карты показывает пропорцию данного расстояния на карте к соответствующему расстоянию на земле в реальном мире.

Масштаб карты представлен репрезентативной дробью, графическим масштабом или словесным описанием.

Масштаб карты. Карта может иметь репрезентативную дробь, графический масштаб или словесное описание, которые означают одно и то же.

Представитель фракции . Наиболее часто используемая мера масштаба карты — это репрезентативная доля (RF), где масштаб карты отображается в виде отношения. Если числитель всегда установлен на 1, знаменатель представляет, насколько больше расстояние в мире.На рисунке ниже показана топографическая карта с RF 1: 24 000, что означает, что одна единица на карте представляет 24 000 единиц на земле. Репрезентативная фракция является точной независимо от используемых единиц; RF может быть измерен от 1 сантиметра до 24 000 сантиметров, от одного дюйма до 24 000 дюймов или любой другой единицы.

Представитель фракции. Репрезентативные доли и масштабные линейки на топографической карте Геологической службы США (USGS). Эта топографическая карта имеет RF 1: 24 000, что означает, что одна единица на карте представляет 24 000 единиц на земле.

Графический масштаб. Масштабные полосы — это графические представления расстояния на карте. На рисунке есть масштабные линейки для 1 мили, 7000 футов и 1 километра. Одним из важных преимуществ графических масштабов является то, что они остаются верными при уменьшении или увеличении карты.

Устное описание. На некоторых картах, особенно старых, используется словесное описание масштаба. Например, часто на карте написано «один дюйм представляет один километр» или что-то подобное, чтобы дать пользователям карты представление о масштабе карты.

Создатели карт используют термин «масштаб» для описания карт как мелкомасштабных или крупномасштабных. Такое описание масштаба карты, как большого, так и маленького, на первый взгляд может показаться нелогичным. Карта США размером 3 на 5 метров имеет масштаб малая , тогда как карта кампуса UMN того же размера имеет масштаб большой . Описание масштаба с использованием RF обеспечивает один из способов рассмотрения масштаба, поскольку 1: 1000 больше, чем 1: 1 000 000. Иными словами, если бы мы изменили масштаб карты на RF 1: 100 000, чтобы участок дороги уменьшился с одной единицы до, скажем, 0.1 единиц длины, мы бы создали карту меньшего масштаба , репрезентативная доля которой составляет 1: 1 000 000.

Когда мы говорим о крупномасштабных и мелкомасштабных картах и ​​географических данных, мы говорим об относительных размерах и уровнях детализации объектов, представленных в данных. Как правило, чем больше масштаб карты, тем больше деталей отображается.

Экстент карты описывает область, видимую на карте, а разрешение описывает наименьшую отображаемую единицу.Вы можете рассматривать экстент как описание региона, до которого масштабируется карта. Экстент карты ниже является национальным, так как он охватывает прилегающие Соединенные Штаты, в то время как разрешение — это штат, потому что штаты — это лучший уровень пространственной детализации, который мы можем видеть.

Разрешение и размер карты. Эта карта показывает национальный экстент и разрешение штата. Экстент карты является национальным, а разрешение — на уровне штата, потому что они являются лучшим уровнем пространственной детализации, который мы можем видеть.

Мы часто намеренно выбираем разрешение карт, чтобы облегчить понимание карты. Например, если бы мы попытались отобразить карту с национальным экстентом при разрешении блоков переписи, уровень детализации был бы настолько прекрасным, а границы были бы такими маленькими, что было бы трудно понять что-либо о карте. Уравновешивание размера и разрешения часто является одним из самых важных и сложных решений, которые должен принять картограф. На рисунке ниже представлены еще два примера разницы между экстентом и разрешением.

Больше экстента и разрешения карты. Карты, показывающие протяженность северо-запада Тихого океана. Верхнее изображение имеет пространственное разрешение округа, а нижнее — пространственное разрешение переписных участков.

Места на поверхности земли измеряются с помощью координат , — набора из двух или более чисел, которые определяют местоположение относительно некоторой системы отсчета. Простейшей системой такого типа является декартова система координат, названная в честь математика и философа Рене Декарта 17 ^– века.Декартова система координат, подобная приведенной ниже, представляет собой просто сетку, образованную соединением двух шкал измерения, одной горизонтальной (x) и одной вертикальной (y). Точка, в которой оба x и y равны нулю, называется началом системы координат. На рисунке начало координат (0,0) находится в центре сетки (пересечение двух жирных линий). Все остальные позиции указываются относительно начала координат, как видно из точек в (3, 2) и (-4, -1)

Система координат.Местоположение на поверхности Земли измеряется с помощью координат, набора из двух или более чисел, которые определяют местоположение относительно некоторой системы отсчета.

Географическая система координат разработана специально для определения положения на приблизительно сферической поверхности Земли. Вместо двух линейных шкал измерения x и y, как в декартовой сетке, в географической системе координат используется шкала восток-запад, называемая долготой, которая находится в диапазоне от + 180 ° до -180 °. Поскольку Земля круглая, + 180 ° (или 180 ° E) и -180 ° (или 180 ° W) — это одна и та же линия сетки, называемая Международной линией дат.Напротив международной линии перемены дат находится нулевой меридиан, линия долготы, обозначенная как 0 °. Шкала север-юг, называемая широтой, колеблется от + 90 ° (или 90 ° северной широты) на северном полюсе до -90 ° (или 90 ° южной широты) на южном полюсе. Проще говоря, долгота определяет позиции на восток и запад, а широта определяет позиции на север и юг. В более высоких широтах длина параллелей уменьшается до нуля на 90 ° северной и южной широты. Линии долготы не параллельны, а сходятся к полюсам. Таким образом, хотя градус долготы на экваторе равен расстоянию примерно 111 километров, это расстояние уменьшается до нуля на полюсах.

Долгота и широта. Масштабная сетка основана на шкале восток-запад, называемой долготой, и шкале с севера на юг, называемой широтой.

Сетка указывает положение на земном шаре с координатами широты и долготы. Сетка обозначает долготу и широту на трехмерном глобусе. Когда мы используем долготу и широту на двумерной карте, мы называем их географическими координатами. Карты могут иметь огромное количество различных систем координат в зависимости от того, кто их разработал и использовал.

Проекция — термин, обозначающий превращение трехмерного глобуса в двухмерную карту. Как отмечалось выше, координатная сетка на глобусе полезна, но как перейти от трехмерной координатной сетки к двухмерным географическим координатам, как показано на рисунке ниже? Мы обсудим процесс того, как объекты на трехмерной поверхности (Земле) представляются на плоском листе бумаги или экране компьютера. Мы будем акцентировать внимание на свойствах, которые искажаются или сохраняются в различных проекциях — площади, форме и расстоянии.

Проецируемая сетка. Долгота и широта сетки становятся двумерными географическими координатами через проекцию.

Проекция — это процесс создания двухмерной карты из трехмерного глобуса. Мы можем думать о Земле как о сфере. На самом деле это больше похоже на эллипсоид с несколькими выпуклостями, но его можно рассматривать как сферу. Чтобы понять, насколько сложным может быть этот процесс, представьте, что вы снимаете кожицу с апельсина и пытаетесь уложить кожицу ровно.

Апельсиновая цедра плоская. Вы можете представить себе сложность перехода от трехмерной поверхности к двумерной, если учесть, насколько сложно очистить кожуру с апельсина и попытаться уложить кожуру ровно.

Когда вы очистите и разгладите кожу, вы столкнетесь с несколькими проблемами:

• Стрижка — растяжение кожи в одном или нескольких направлениях
• Разрывание — вызывает отделение кожи
• Сдавливание — заставляет кожу собираться и уплотняться

Картографы сталкиваются с теми же тремя проблемами, когда пытаются преобразовать трехмерный глобус в двухмерную карту.Если бы у вас был глобус из бумаги, вы могли бы осторожно попытаться «отклеить» его от плоского листа бумаги, но у вас на руках образовался бы большой беспорядок. Вместо этого картографы используют проекции для создания удобных двумерных карт.

Сдвиг, разрыв, сжатие. Картографы сталкиваются с этими тремя проблемами: сдвигом, разрывом и сжатием на глобусе, когда они пытаются преобразовать трехмерный глобус в двухмерную карту.

Термин «картографическая проекция» относится как к процессу, так и к результату преобразования пространственных координат на трехмерной сфере в двухмерную плоскость.С точки зрения реальной механики, в большинстве проекций используются математические функции, которые принимают в качестве входных данных местоположения на сфере и переводят их в местоположения на двумерной поверхности.

Полезно думать о прогнозах в физическом выражении. Если бы у вас был прозрачный шар размером с пляжный мяч и поместите внутрь него свет, он отбрасывал бы тени на окружающую поверхность. Если бы эта поверхность была листом бумаги, который вы обернули вокруг земного шара, вы могли бы аккуратно нарисовать эти тени на бумаге, затем расплющить этот лист бумаги и получить свою проекцию!

Думая о прогнозах в физическом выражении.Вы можете представить себе проекцию как работу с прозрачным глобусом, лампочкой и калькой. Если бы у вас был прозрачный шар размером с пляжный мяч и поместите внутрь него свет, он отбрасывал бы тени на окружающую поверхность. Эта поверхность может быть (а) цилиндром, (б) конусом или (в) плоскостью.

Большинство проекций преобразуют часть земного шара в одну из трех «развертываемых» поверхностей, называемых так потому, что они плоские или могут быть сделаны плоскими: плоскость, конус и цилиндр. Полученные выступы называются плоскими, коническими и цилиндрическими.Мы используем развертывающиеся поверхности, потому что они исключают разрыв, хотя и вызывают сдвиг и сжатие. Из этих трех проблем разрывы считаются наихудшими, потому что вы будете делать карты со всевозможными дырами! Однако, как мы видим ниже, бывают случаи, когда вы можете создавать карты с разрывом, и они весьма полезны.

Место, где развивающаяся поверхность касается земного шара, называется точкой касания или касательной линией. Карты наиболее точно представляют объекты на земном шаре в этих точках или линиях касания, с искажением, увеличивающимся по мере удаления из-за сдвига и сжатия.По этой причине цилиндры часто используются для областей вблизи экватора, конусы используются для отображения средних широт, а плоскости используются для полярных регионов.

Касание. Красные линии или точки обозначают касательную линию или точку соответственно. Плоская поверхность касается земного шара, и это точка на проецируемой карте, которая имеет наименьшее искажение. Место, где развивающаяся поверхность касается земного шара, называется точкой касания или касательной линией. Эти поверхности могут быть (а) цилиндром, (б) конусом или (в) плоскостью.

Для начинающих картографов понимание точной механики проекций не так важно, как знание того, какие свойства карты сохраняются или теряются при выборе проекции — тема следующего раздела.

Выступы должны искажать элементы на поверхности земного шара в процессе их плоского изображения, поскольку проекция включает в себя сдвиг, разрыв и сжатие. Поскольку никакая проекция не может сохранить все свойства, составитель карты должен знать, какие свойства наиболее важны для их цели, и выбрать подходящую проекцию.Свойства, на которых мы сосредоточимся, — это форма, площадь и расстояние.

Обратите внимание, что искажение не обязательно связано с типом проявляющейся поверхности, а скорее со способом преобразования этой поверхности. Можно сохранить любое из трех свойств, используя любую из развертываемых поверхностей. Один из способов взглянуть на проблему — использовать эллипсы искажения. Это помогает нам визуализировать, какой тип искажения вызвал картографическая проекция, сколько искажений произошло и где они возникли.Эллипсы показывают, как воображаемые круги на глобусе деформируются в результате определенной проекции. Если бы при проецировании карты не было искажений, все эллипсы были бы одинакового размера и круглой формы.

3.4.1 Конформный

Конформные выступы сохраняют форму и угол, но при этом сильно искажают поверхность. Например, с проекцией Меркатора формы береговых линий точны на всех частях карты, но страны около полюсов кажутся намного больше по сравнению со странами около экватора, чем они есть на самом деле.Например, Гренландия составляет всего 7 процентов суши Африки, но, похоже, она такая же большая!

Проекция Меркатора. Проекция Меркатора конформна, поскольку сохраняет форму и угол, но сильно искажает площадь.

Конформные проекции следует использовать, если основное назначение карты связано с измерением углов или отображением форм объектов. Они очень полезны для навигации, топографии (высоты) и карт погоды.

Проекция Меркатора.Одна из первых карт мира была разработана Меркатором (Carta do Mundo de Mercator, 1569).

Конформная проекция будет иметь эллипсы искажения, которые существенно различаются по размеру, но все они имеют одинаковую круглую форму. Согласованные формы указывают на то, что конформные проекции (как эта проекция мира Меркатора) сохраняют формы и углы. Это полезное свойство объясняет тот факт, что конформные проекции почти всегда используются в качестве основы для крупномасштабной съемки и картирования.

Искажение Меркатора. Проекция Меркатора конформна, поскольку сохраняет форму и угол, но сильно искажает площадь.

3.4.2 Равноплощадь

На проекциях с равной площадью размер любой области на карте точно пропорционален ее размеру на Земле. Другими словами, формы стран могут казаться сжатыми или растянутыми по сравнению с тем, как они выглядят на земном шаре, но их площадь суши будет точна относительно других массивов суши.Например, в проекции Галла-Петерса форма Гренландии значительно изменилась, но размер ее области верен по сравнению с Африкой. Этот тип проекции важен для количественных тематических данных, особенно при отображении плотности (атрибут на территории). Например, было бы полезно сравнить плотность сирийских беженцев на Ближнем Востоке или количество обрабатываемых пахотных земель.

Проекция Галла-Петерса. Проекция Галла Петерса равновеликая.Обратите внимание, как форма Гренландии значительно изменилась, но размер ее области правильный по сравнению с другими регионами, такими как Африка.

Как мы можем видеть с помощью проекции равных площадей, эллипсы сохраняют правильные пропорции в размерах областей на земном шаре, но их формы искажены. Для мелкомасштабных тематических карт предпочтительны проекции равных площадей, особенно когда ожидается, что пользователи карт будут сравнивать размеры пространственных объектов, таких как страны и континенты.

Искажение Галла-Петерса. Проекция Галла Петерса равновеликая. Обратите внимание, как форма Гренландии значительно изменилась, но размер ее области правильный по сравнению с другими регионами, такими как Африка.

3.4.3 Эквидистант

Эквидистантные проекции , как следует из названия, сохраняют расстояние . Это немного вводит в заблуждение, потому что никакая проекция не может поддерживать относительное расстояние между всеми точками на карте.Однако эквидистантные карты могут сохранять расстояния по нескольким четко определенным линиям. Например, в азимутальной эквидистантной проекции все точки являются пропорционально правильным расстоянием и направлением от центральной точки. Этот тип проекции может быть полезен при визуализации траекторий полета самолетов из одного города в несколько других городов или при нанесении на карту эпицентра землетрясения. Азимутальные проекции сохраняют расстояние за счет некоторой степени искажения формы и площади. Флаг Организации Объединенных Наций содержит пример полярной азимутальной эквидистантной проекции.

Азимутальная эквидистантная проекция. В этой эквидистантной проекции все точки представляют собой пропорционально правильное расстояние и направление от центральной точки. Эта проекция используется на карте ООН.

3.4.4 Компромиссные, прерванные и художественные проекции

Некоторые проекции, включая проекцию Робинсона, обеспечивают баланс между различными свойствами карты. Другими словами, вместо сохранения формы, площади или расстояния они стараются избежать чрезмерного искажения любого из этих свойств.Этот тип проекции будет полезен для карты мира общего назначения.

Проекция Робинсона. Некоторые проекции, включая проекцию Робинсона, обеспечивают баланс между различными свойствами карты. Другими словами, они не сохраняют форму, площадь или расстояние, а вместо этого пытаются избежать сильного искажения.

Компромиссные проекции не сохраняют ни одного свойства, но вместо этого ищут компромисс, который сводит к минимуму искажения всех видов, как в случае с проекцией Робинсона, которая часто используется для мелкомасштабных тематических карт мира.

Компромиссное искажение. Обратите внимание, что некоторые карты могут не сохранять ни форму, ни площадь, но неплохо справляются и с тем, и с другим.

В других проекциях решается задача сделать трехмерный глобус плоским, разорвав землю в стратегически важных местах. Прерывистые проекции, такие как прерванная проекция Гуда Гомолосина, представляют Землю в виде долей, уменьшая количество искажений формы и площади около полюсов. Проекция была разработана в 1923 году Джоном Полом Гудом, чтобы предоставить альтернативу проекции Меркатора для изображения глобальных пространственных отношений.

Гудская гомолозиновая проекция мира. Эта равновеликая проекция прерывается в том смысле, что в ней используются лепестки или секции.

Прерванный гомолосин Гуда сохраняет площадь (так что он равновеликий или эквивалентный), но не сохраняет форму (он не конформен).

Прерывистое искажение. Эта равновеликая проекция сохраняет площадь, но искажает форму, но не так сильно, как если бы она не прерывалась.

Есть также много проекций, которые эстетически приятны, но не предназначены для навигации между местами или для визуализации данных.Примеры этих художественных проекций включают проекцию Стабиуса-Вернера в форме сердца.

Художественные проекции. Многие проекции интересны и красивы, например, эта проекция Стабиуса-Вернера, но не предназначены для навигации между местами или для визуализации данных.

В этой главе мы исследовали концепции масштаба, разрешения и проекции. Существуют сотни проекций, каждая из которых немного по-своему искажает мир. Имейте в виду, что все карты имеют масштаб, и есть несколько важных способов указать этот масштаб.Во всех картах также используется проекция, которая может быть сформирована из развивающейся поверхности и может сохранять максимум одно или два свойства.

Руководство для начинающих по пониманию масштабов карты

Вы когда-нибудь запутались в том, что такое масштаб карты, или задавались вопросом, в чем разница между нашими картами OS Landranger и OS Explorer? Наше краткое руководство по пониманию масштабов карты поможет!

Выбор правильного масштаба карты может быть очень важным при планировании приключений.Используйте карту со слишком маленьким количеством деталей, и это может быть трудно использовать, в то время как слишком подробная карта может означать, что вы постоянно уходите со страницы или листа карты.

Критический элемент, показывающий, сколько деталей показано, называется «масштаб». Ознакомьтесь с нашим руководством Pathfinder под названием Навыки навигации для пешеходов, включая чтение карты, компас и GPS.