Закрыть ☒

Что такое топографический план и карта?

Люди давно научились изображать территорию на подробном плане и карте. Эти изображения показывают местность не так, как мы ее видим в природе и на фотографии, т. е. не в перспективе. Мы видим развесистое дерево, пестрые цветы на лугу, озеро с белыми кувшинками и стайкой плавающих уток и т. д. Наш глаз видит, а объектив фотоаппарата отображает предметы, находящиеся на переднем плане, крупными, а дальние предметы — мелкими.

Не то на плане и па карте. На них все это изображается как бы «с птичьего полета», сверху.

Мы знаем, что Земля имеет шарообразную форму, а поэтому земную поверхность невозможно изобразить на плоскости без искажений, т. е. при полном соблюдении подобия очертаний морей, материков, островов и т. п. Однако небольшие территории можно принимать за плоскость и изображать на бумаге без учета кривизны земной поверхности. Такое уменьшенное изображение на плоскости отдельного небольшого участка земной поверхности, принимаемого за плоскость, называется топографическим планом или просто планом. На нем сохраняется очертание всех элементов участка, но только в уменьшенном виде. Уменьшение это зависит от принятого для плана масштаба.

Масштабом называют отношение, показывающее, во сколько раз уменьшена каждая линия, нанесенная на план или карту, против ее действительных размеров на местности.

На плане масштаб одинаков во всех его частях.

Чем больше степень уменьшения изображенной на карте территории, тем более мелким называют масштаб карты, и наоборот: чем меньше степень уменьшения, тем более крупным называют масштаб карты. Поэтому на картах мелкого масштаба все элементы земной поверхности изображаются с меньшей подробностью, чем на картах крупного масштаба.

В отличие от плана картой принято называть уменьшенное изображение всей земной поверхности или отдельных ее частей на плоскости, построенное по определенным математическим правилам с учетом шарообразности Земли.

На карте масштаб в различных ее частях неодинаков, хотя не на всех картах эти колебания масштаба значительны по своей величине. Кроме того, на картах в с е г- д а показывается градусная сетка (меридианы и параллели), а на планах обычно вычерчивают только стрелку, указывающую направление на север.

Что такое топографический план и карта?

Как видно из самого определения плана и карты, это, прежде всего, уменьшенные изображения того или иного участка земной поверхности. Поэтому изобразить на них все, что есть на местности, не представляется возможным. Для изображения на планах и картах тех или иных предметов местности применяют определенные условные знаки. Так, например, на топографических картах для обозначения хвойного леса используют знаки в виде елочки, границы леса выделяют точками, луговую растительность — парными черточками, плодовый сад — маленькими кружками, расположенными ровными рядами, и т. п.

Что нужно знать, чтобы читать план местности, т. е. разобраться в том, что на нем изображено? Надо прежде всего научиться понимать условные знаки.

На топографических картах и планах неровности земной поверхности — рельеф — изображаются горизонталями. Горизонталью называют линию на земной поверхности, все точки которой лежат на одной и той же высоте над уровнем моря. Если бы местность была затоплена водой до данного уровня, то очертания берегов совпали бы с соответствующей горизонталью.

Горизонтали проводятся через равное число метров по высоте (по вертикали). В объяснении к плану на карте (в «легенде») всегда указывается расстояние между горизонталями по отвесной линии, принятое для данного плана или карты, т. е. разность их высот, например 2, 5, 10 м.

Изображение рельефа горизонталями позволяет по карте решать много различных задач, которые возникают при изучении страны и при проектировании самых разнообразных инженерных сооружений (дорог, каналов, плотин, водохранилищ и т. п.).

Холм или замкнутая впадина изображаются на плане и топографической карте в виде замкнутых горизонталей, одна внутри другой. Чем выше холм или глубже впадина, тем больше проводится горизонталей.

Для того чтобы на карте отличить впадину от холма, на горизонталях впадины ставятся коротенькие штрихи в сторону понижения склона.

Зная расстояние между горизонталями по отвесной линии, нетрудно по числу их определить высоту холма или глубину впадины.

Что такое топографический план и карта?

В тех местах, где склоны земной поверхности круты, горизонтали сближаются, и, наоборот, они удалены друг от друга там, где склоны более пологи. Поэтому, если мы видим на плане и карте густое расположение горизонталей, значит, в этом месте земная поверхность имеет крутой склон или подъем.

Тот, кто хорошо разбирается в условных знаках топографической карты, может читать карту. Читать карту — это значит за каждым ее обозначением представлять себе действительную местность. Читающий карту может дать подробное описание изображенной на ней территории.

Тот, кто попал в незнакомую местность и имеет топографическую карту, не нуждается в проводнике. Ему нужно прежде всего ориентировать карту, затем определить на ней место своего нахождения, тогда станет ясно, куда и откуда идут дороги, какие протекают реки, где начинаются и кончаются леса, что находится за этими лесами и холмами, какие и где расположены селения.

Глобус и карта

Глобус —уменьшенное изображение земного шара. На глобусе хорошо видно, как расположены материки, океаны и моря и их раз меры. На глобусе во всех направлениях сохраняется один и тот же масштаб и поэтому получается наиболее правильное изображение земной поверхности, без каких-либо искажений.

Но у глобусов есть крупный недостаток: они всегда делаются в мелком масштабе. Если бы мы захотели сделать глобус такого же масштаба, как стенная физическая карта (1:5 000 000, или в 1 см 50 км), то диаметр его был бы равен примерно 2,55 м. Пользоваться таким глобусом, конечно, очень неудобно.

На обычных глобусах, применяющихся в школах, нельзя изобразить мелких подробностей в очертаниях материков, в строении речной сети, горных хребтов и т. п. Многие государства (например, Дания, Бельгия, Португалия) изображаются такими малыми фигурами, что на них едва хватает места для одного кружка — условного знака столицы. Поэтому создаются географические карты, на которых в масштабе более крупном, чем на глобусе, но более мелком, чем на топографической карте, изображается часть земной поверхности.

Однако поверхность шара нельзя развернуть, разостлать на плоскости без складок и разрывов. Чтобы это проверить, проделайте следующий опыт: возьмите какой-либо шар и оберните его бумагой так, чтобы по всей его поверхности лег только один слой бумаги. Сделать это не удастся: на бумаге неизбежно появятся складки. Попробуйте срезать их и после этого разверните бумагу. Что получится на ней? Она вся будет в вырезах. Отсюда и следует, что шаровая поверхность не развертывается на плоскости без разрывов или складок.

Поэтому при составлении карты приходится допускать некоторые неточности. Они сводятся к искажениям направлений, расстояний и площадей, неодинаковых в разных частях карты. Путем сложных математических расчетов и построений эти искажения стараются свести к минимуму.

Типы карт

Географические карты различаются по содержанию и по масштабу. По содержанию карты бывают общегеографические и специальные, а по назначению учебные, морские, туристические, справочные.

Наибольшее распространение имеют так называемые общегеографические карты. На них показываются формы земной поверхности (рельеф), гидрография (моря, реки, озера, болота), населенные пункты, пути сообщения, государственные и административные границы, объекты хозяйственного и культурного значения и т. п.

Специальные карты с особой детальностью передают какую-нибудь часть содержания общегеографических карт (например, плотность населения, рельеф, с растительный покров и т. п.) или показывают то, что отсутствует на общегеографических картах (например, почвенный покров, геологическое строение, климат, животный мир).

Кроме того, на специальных картах некоторые элементы содержания- общегеографических карт могут вовсе отсутствовать (например, леса на политических картах).

В школе на уроках географии вы пользуетесь как общегеографическими, так и специальными картами: политическими, политикоадминистративными, физическими и др.

Посмотрите на политическую карту мира. Вы увидите на ней раскрашенные разными цветами площади различных государств.

Обратите внимание: Что такое палеоихнология и для чего она нужна?.

Внимательно рассматривая карту, нетрудно заметить, что на ней хорошо выделяется величина и положение Российской Федерации среди других государств. На политической карте мира очень хорошо видно, какое громадное и вместе с тем целостное государство представляет собой Россия, как относительно малы государства Западной Европы, как разбросаны колонии Англии и другие зависящие от нее страны.

Возьмите политико-административную карту России и стран постсоветского пространства. На этой карте также путем раскраски показаны величина и взаимное расположение республик, автономных республик, краев, областей, а также величина их центров, связанных со столицей железнодорожными и другими путями сообщения.

Физическая карта отображает главным образом рельеф земной поверхности, а также важнейшие реки и их главные притоки. Для изображения рельефа на физических картах применяют способ послойной окраски по степени высот. Так, например, низменности, расположенные на высоте до 200 м над уровнем моря, закрашивают зеленым цветом, а самые высокие части горных хребтов — чаще всего различными оттенками коричневого цвета.

Реки наиболее мощные, а также имеющие важное экономическое значение выделяются на физических картах наиболее толстыми линиями.

В зависимости от масштаба общегеографические карты подразделяют на топографические (масштаб от 1:1000 до 1:100000), обзорно-топографические (масштаб до 1:1 000000) и обзорные (масштаб мельче 1:1 000 000).

Самые подробные и точные общегеографические карты — карты топографические. Они предназначаются главным образом для использования при проектировании и строительстве различных инженерных сооружений (гидроэлектростанций, дорог, промышленных предприятий), при поисках полезных ископаемых, изучении лесов, болот и т. п

Картографические проекции

Без тех или иных искажений, как вам уже известно, нельзя изобразить на бумаге значительную часть поверхности Земли. Наука создала много различных способов приближенного изображения шарообразной поверхности Земли на плоскости, т. е. построения карт. Каждый из таких способов называется картографической проекцией. Каждая проекция имеет свойственные ей искажения. Некоторые проекции особенно сильно искажают площади. На такой карте малый участок земной поверхности может изображаться большей площадью, чем другой, на самом деле больший, чем первый.

В основе любой картографической проекции ежит тот ила иной способ изображения градусной сетки. На глобусе градусная сетка образуется меридианами и параллелями. Каждый меридиан пересекается со всеми остальными в двух точках — полюсах. Длины всех меридианов на глобусе равны. Экватор — окружность на поверхности глобуса, все точки которой отстоят от обоих полюсов на равных расстояниях. Параллели — также окружности на поверхности глобуса; все точки одной какой-либо параллели отстоят от экватора на одном и том же расстоянии. Длины параллелей различны: они увеличиваются при приближении к экватору и уменьшаются у полюсов. Все точки одного и того же меридиана имеют одинаковую долготу, по различную широту. Все точки одной параллели, наоборот, имеют одинаковую широту, но различную долготу.

Изображение градусной сетки на плоскости, т. е. на карте, называется картографической сеткой.

В зависимости от выбранной картографом проекции меридианы и параллели на картах изображаются в виде то прямых, то кривых ланий.

Приступая к составлению карты той или иной части земной поверхности, картограф должен прежде всего выбрать картографическую проекцию, в которой он будет делать карту. Этот выбор зависит от назначения карты. Например, если составляется политическая карта Европы, то следует выбрать такую проекцию, которая, прежде всего, давала бы достаточно точное представление о размерах территории того или иного государства, т. е. такую проекцию, которая позволяет сравнивать территории стран по площади.

Поэтому карту следует вычерчивать в проекции, про которой все площади уменьшаются в одно и то же число раз (не искажаются). Такие проекции называются равновеликими.

Для целей навигации (вождения кораблей и самолетов) удобнее всего равноугольные проекции, в которых углы между различными направлениями на земной поверхности изображаются в натуральную величину, хотя при этом не сохранятся отношения между площадями.

Чтобы яснее представить себе приемы, при помощи которых картограф строит такую проекцию, мысленно проделаем следующий опыт. Возьмем тонкий полый стеклянный шар, начертим на одной половине его географическую сетку и нанесем очертания материков, границы отдельных стран, моря, реки и горные хребты. Затем с этой же стороны шара поместим экран из прозрачной бумаги, касающийся шара в одной из точек экватора, а с другой стороны осветим шар лампой, которую будем держать на уровне экватора. На экран будет падать тень от линий, проведенных на шаре.

Изображенные на поверхности глобуса континенты, моря и т. п., как говорят, спроектируются на плоскую поверхность экрана.

Обведя на экране полученное изображение карандашом или тушью, мы получим карту в так называемой азимутальной экваториальной проекции. В этой проекции обычно строятся карты полушарий.

Что такое топографический план и карта?

Если приложить экран к точке Северного или Южного полюса глобуса, а лампу держать против другого полюса, то спроектируется карта в азимутальной полярной проекции. Она дает верное представление о приполярных областях.

Искажения на этих картах будут возрастать по мере удаления от полюса.

Рассмотрим другую проекцию. Обернем глобус цилиндром из прозрачной бумаги так, чтобы бумага касалась глобуса по линии экватора, и осветим глобус изнутри. Тогда на боковой поверхности цилиндра мы увидим изображение поверхности шара. Такая проекция называется цилиндрической.

Что такое топографический план и карта?

Если мы развернем боковую поверхность цилиндра, то увидим, что меридианы и параллели превратились в пересекающиеся под прямыми углами параллельные линии. Искажения очертаний земной поверхности при цилиндрической проекции увеличиваются по мере удаления от экватора к полюсам. Поэтому для изображения полярных стран эту проекцию применять нельзя, но она удобна для изображения стран, расположенных вблизи экватора.

В разное время были предложены другие виды цилиндрических проекций. Нередко применяется цилиндрическая проекция Меркатора, которую нельзя получить таким простым путем, как это было только что объяснено; для получения ее картографической сетки нужны специальные вычисления.

Проекция Меркатора сильно увеличивает размеры полярных стран, но зато она позволяет легко определять нужное направление, что особенно важно в мореплавании и в авиации. Однако капитан, прокладывая по карте путь судна, всегда должен помнить, что карта Меркатора сильно искажает расстояние; так, например, расстояние от Мурманска до Уэлена на Чукотке кажется таким же, как расстояние от Панамы до о. Цейлона, а в действительности первое примерно в два с половиной раза меньше. На меркаторской карте мира Гренландия изображается больше Южной Америки; в действительности же Южная Америка в восемь раз больше Гренландии.

Для изображения стран, расположенных в средних шпротах, обычно применяется коническая проекция. Чтобы представить себе способ ее построения, наденем на наш стеклянный глобус бумажный конус, который будет касаться поверхности глобуса по одной из параллелей.

Если мы вычертим на поверхности изображения, нарисованные светом лампы помещенной с противоположной стороны глобуса, а затем развернем конус, то получим карту в форме сектора.

Что такое топографический план и карта?

В конической проекции меридианы изображаются прямыми линиями, которые расходятся лучами из одной точки, а параллели показаны дугами кругов с общим центром в той точке, которая была вершиной конуса. В этой проекции точный масштаб сохраняется на параллели, по которой конус касался глобуса. Чем дальше от этой параллели, тем больше на карте искажаются очертания земной поверхности.

Для уменьшения искажений очертаний земной поверхности проектирование часто ведется не на касательный, а на секущий конус, тогда точный масштаб сохраняется по двум параллелям сечения шара конусом. Многие карты России выполнены в конической проекции.

Профессор М.Д. Соловьев разработал особую косую перспективно-цилиндрическую проекцию для карты постсоветского пространства. На этой карте северные части страны растянуты с запада на восток, поэтому она удобна для обозрения северных берегов нашей страны. В этой проекции сделаны карты в атласе для начальной школы. Проекция М. Д. Соловьева менее всего искажает средние широты. Названные выше проекции - наиболее простые. В современной картографии употребляется несколько десятков самых разнообразных сложнейших проекций, специально вычисленных и построенных применительно к назначению и содержанию карт.

Что такое топографический план и карта?

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Что такое топографический план и карта?.