Картографические источники-
Классификация карт-
-схема представления всей совокупности карт в виде классов, подклассов и других таксонов в соответствии с избранными признаками деления.
Цели: инвентаризация, упорядочивание, создание информационно-поисковых систем и каталогов.
Функции: инвентаризационная, справочная, моделирующая, прогнозная.
Признаки деления: по территории, по масштабу, по тематике, по назначению, по уровню анализа и синтеза, по функциям, по языку…
Классификация по территории (по пространственному охвату):
1. карта небесной сферы
2. карта полушарий небесной сферы
3. планеты в целом
4. полушария планеты
5. основных планетарных структур (моря, океаны)
6. по физико-географическому принципу или по административному принципу.
Классификация карт по масштабу:
1. крупномасштабные >1:200 000
2. среднемасштабные 1:200 000 – 1:1 000 000
3. мелкомасштабные <1:1 000 000
Классификация карт по тематике:
1. Общегеографические карты (характеризуют внешний облик Земли):
топографические, обзорно-топографические, обзорные (общегеографические)
2. Тематические карты (отображают природные социально-экономические, экологические объекты соответственно теме карты):
а)физико-географические: (дальше по компонентам географической среды – сферам) гидросфера, атмосфера, педосфера, литосфера…
б) Социально-экономические: социосфера, техносфера, исторические
в) экологические
Классификация по назначению:
1. Многоцелевые
2. Специальные: учебные, научно-справочные, для народного хозяйства и управления, проектные, культурно-просветительские + агитационно-пропагандистские, рекламные, для слепых и слабовидящих – тактильные, для оборонных и военных задач, навигационные и дорожные
17.Типы карт:
I. По уровню анализа и синтеза:
1) аналитические: показывающие отдельные стороны или свойства явлений и процессов отвлеченно от целого (пример: карта tº воздуха в январе)
2) комплексные: показывают совместно несколько свойств явлений, но отдельно каждый в своих показателях и способах изображения (синоптическая карта)
3) синтетические: дают целостное представление интегральной характеристики явлений в единой системе показателей (карта гидрологического районирования)
4) аналитико-синтетические (анализ+синтез)
II. Функциональные типы карт
1) инвентаризационные: наличие и локализация объекта. Если есть показатели, то кадастры.
2) оценочные: показывают явление по пригодности для хозяйственной деятельности и жизни людей.
3) рекомендательные: размещение мер для рационального природопользования и других целей.
4) прогнозные: карты научного предвидения процесса.
III. По степени объективности:
1) документальные: карты по результатам съемок
2) карты выводы, умозаключения
3) гипотетические: построенные по недостаточному материалу
4) тенденциозные: подчиненные предвзятой мысли
5) вымышленные
18.Классификация атласов:
1) По тематике: такая же как у карт, но появляются новые виды:
а. общие комплексные (включаются и общегеографические, и тематические карты) и б.общегеографические с включением тематических.
2) По широте охвата темы:
а. общие комплексные («Национальный атлас России», «Большой Советский атлас мира» - 1939 г.)
б. комплексные (1964 г – «Физико-Географический Атлас Мира», 1999 г – «Природа и ресурсы земли»)
в. Комплексные отраслевые («Климатический Атлас СССР», «Атлас с/х СССР»)
г. узко отраслевые
3) По формату:
а. большие (настольные)
б. средние (книжного формата)
в. Малые (карманные)
г. миниатюрные
19. Надписи на картах:
Картографическая топонимика – раздел картографии, в котором изучаются географические наименования объектов, показываемые на картах.
Группы надписей:
1. топонимы – собственные географические наименования объектов
а)описательные (г. Шелудивая, г.Лысая)
б) собственные названия, лишенные смысла (Азия, Африка)
в) мемориальные (пик Победы)
2. пояснительные надписи
3. термины
Формы передачи названий
1. Местная официальная форма, т.е. написание названия на языке той страны, в которой она находится (Paris)
2. Фонетическая – воспроизведение звучания названия при написании его буквами алфавита другого языка (Пари)
3. Транслитерация – побуквенный переход от одного алфавита к другому без учета произношения (Парис)
4. Традиционная – передача названия, как оно по традиции употребляется в языке другого народа (Париж)
5. Переводная – перевод названия по смыслу.
Климатические карты
Разделы: tº воздуха и почвы, осадки, давление, грозы и град, наледь и изморозь…
50-60-е гг:
1951 год – «Климатические карты Европейской территории СССР»: направление, скорость ветра, атмосферные осадки; масштаб: 1:10 000 000-1:15 000 000
1951 год – «Климатический атлас районов полезащитных насаждений Европейской территории СССР»
«Атлас сезонных амплитуд температуры воздуха», «Атлас максимальных снегозапасов на территории СССР»
1974 год – «Атлас мирового водного баланса»
1977-78 год – атлас «Данные по климату СССР» (Обнинск)
«Карты климатических осадков»
под эгидой ВМО «Мировой климатический атлас»: 1970 год – «Климатический атлас Европы», 1981 год – «Климатический атлас Азии»
Гидрометеоиздат: «Климатический атлас Азии», «Климатический атлас Африки»
«Атлас Климатических карт парциального содержания озона»
1972 год – «Агроклиматический атлас мира», «Атлас с/х», «Агроклиматический атлас Архангельской области», «Агроклиматический атлас Ленинградской области»…
«Содержание и перенос влаги» - Институт водных проблем.
В 50-е годы:
«Климатическая карта мира» про классификации Кайгородова.
«Климатическая карта мира» Будыко и Григорьева, 1:10 000 000
«Климатические пояса и области мира» по Алисову, масштаб 1:15 000 000 (аналитико-синтетическая карта)
По содержанию климатические карты:
1. Карты основных элементов климата для широкого пользования
-карты основных климатообразующих факторов
-карты термического режима
-режима увлажнения
-ветрового режима
-атмосферных явлений
«Климатический атлас СССР» в двух томах
2. Карты прикладных климатических показателей
-агроклиматические (оценка для возделывания с/х культур; «Агроклиматический атлас мира»
-карты био- и медикоклиматические
-карты для строительства
-для транспорта
-оперативные, для обслуживания населения
-морской и воздушной навигации
-для туризма
3. Карты климатического районирования
-общеклиматические
-прикладные
Основной способ изображения на климатических картах – способ изолиний. Основные принципы подбора цветов послойной окраски: изменение силы цвета должно соответствовать изменению насыщенности величины показателей, перелом красочной шкалы – качественным изменениям в показателе. Шкала изолиний на картах должна быть непрерывна в легенде. Климатические карты могут строиться на уровне земной поверхности и для разных высотных слоев.
Синтетические карты – карты климатического районирования.
Общеклиматические карты могут делиться по:
1. генетической основе (Алисов)
2. одному или нескольким элементам климата (Кеппен, Зупан, Каминский, Иванова)
3. ландшафтно-географическому принципу (Берг, Докучаев)
4. классификации рек (Воейков, Пенк, Львович)
Источники для картографирования:
Материалы наблюдений, многолетние, на основе климатологической обработки. Справочник по климату СССР» - 1961-77 гг. «Климатологический справочник», «Научно-прикладной справочник»
От 1:30 000 000 до 1:10 000 000 – карты СССР; по регионам – от 1: 1 000 000 до 1:5 000 000; крупномасштабное микроклиматическое картографирование – от 1:10 000 до 1:25 000; среднемасштабное – 1:100 000
При проведении изолиний на климатический картах используется метод географической интраполяции, т.е. учитывается взаимосвязь с рельефом, гидрографическими объектами…
22. Гидрологические карты:
для инвентаризации водных объектов и учета водных ресурсов
в 1736 году – Питерская Академия – инструкция по характеристике бассейна реки (румбовая съемка рек по берегу или с судна)
1797 год – экспедиция Фролова и Каренина: «Частные карты озеру Байкал и рекам Селенге, Ангаре и другим»
1832 год – Гидрографический атлас Российской империи.
По содержанию карты были больше лоцманские.
В 1927 году – Кагелин. «Карта среднегодового стока Европейской части России», масштаб 1:20 000 000, по данным 34 гидростворов
1937 год – Зайков и Беленков «Карта стока Европейской части России»
1946 год – ими же «Карта стока СССР»
1946 год – «Атлас максимальных снегозапасов на территории СССР»
1972 год – Воскресенский «Карта годового стока рек СССР»
(!) «Атлас расчетных гидрологических карт и номограмм», ГГИ, 1986 год (!)
«Ресурсы поверхностных вод»
«Карта подземного стока СССР», ВСЕГИМ ГЕО
«Карты водного баланса», Троицкий, 1988 год
«Карта типов водного баланса»
«Гидрохимический атлас СССР», 1990 год, 1:20 000 000
«Экологический атлас России»
карта «Водный режим рек России и сопредельных территорий», 1:4 000 000
Виды гидрологических карт:
I. Гидрографические
1) рисунка речной сети и озер
2) густоты речной сети
3) водосборных бассейнов
II. Режима вод
1) годового стока
2) сезонного многолетнего стока
3) коэффициента стока
4) максимального, минимального стока
5) карты ледового режима
6) отдельных гидрографических явлений: половодье, межень, паводки, наводнение, разлив
7) карты оценки поверхностных вод: гидрологического районировании, водного баланса, водных ресурсов
8) качественной характеристики вод: гидрохимические карты, твердый сток
Сток показывается изолиниями
Показатели картографирования:
1. расход воды (знаки движения)
2. объем стока (диаграмма)
3. модуль стока и слой стока (изолинии)
Основной источник данных:
До 35-го года – водный кадастр СССР, с 36-го года материалы наблюдений озер и водохранилищ
23. Морские навигационные карты:
По назначению: общенавигационные, радионавигационные, навигационно-акустические, навигационно-тактические, навигационно-промысловые.
По масштабу:
1) Генеральные <1:500 000
для выбора маршрута, предварительной прокладки и навигационной прокладки в районах открытого моря
2) Путевые 1:500 000 – 1:100 000
для плавания, как в открытом море, так и в прибрежных водах
3) Частные 1:25 000 – 1:100 000
плавание в непосредственной близости от берега
4) Морские планы >1:25 000
Проекции:
1. основная: нормальная равноугольная Меркатора, иногда поперечная цилиндрическая Меркатора
2. нормальная равноугольная коническая, для районов, вытянутых вдоль параллелей
3. стереографическая азимутальная равноугольная, для полюсов
4. косая равновеликая азимутальная Ламберта, для оценки площадей
24. Использование карт:
раздел картографии, в котором изучаются проблемы применения картографических произведений в различных сферах, разрабатываются приемы и способы работы с ними, оценивается надежность и эффективность результатов.
Цель: познание окружающей действительности.
Геральд Меркатор – 1561 год: врезка «методы измерения расстояний», «краткие указания к применению роз – направлений»
Использование карт как научное направление: XVIII – XIX вв.
В 1819 году – Гумбольдт, карта «Линии изотерм» - научные основы климатологии
Докучаем доказал наличие картографической зональности
А. А. Тилло – составил первые гипсометрические карты в 1890 и 1896, сравнивал их с геологическими картами. Изучал совпадение границ оледенения с расположением орографических объектов и влияние орографии на расселение славян, проведены картометрические измерения длин рек и площадей бассейнов.
Картографический метод исследования – метод использования карт для изучения явлений.
Существуют следующие приемы анализа карт:
1. Описание
2. Графические приемы – построение по картам двухмерных и трехмерных графических моделей (профили, эпюры, диаграммы)
3. Графо-аналитические приемы – измерение по картам координат, длин, высот, площадей, углов, объемов (приемы картометрии) и расчет по ним показателей кривизны, формы, структуры, плотности (приемы морфометрии).
4. приемы математико-картографического моделирования – построение и анализ математических моделей по данным, снятым с карт, и создание новых производных с карт на основе математического моделирования. Делятся на приемы математической статистики, приемы теории информации, приемы теории графов (приемы топологии), приемы математического анализа.
Уровни автоматизации работ:
1) без автоматизации – визуальный анализ
2)инструментальный анализ – применение измерительных приборов (курвиметр, планиметр, транспортир)
3) полуавтоматическое исследование
4) автоматическое исследование
25.Способы работы с картами, различающиеся по методике, набору источников:
1. Изучение карт без преобразования
2. Преобразование картографического изображения
3. Разложение картографической основы на составляющие – особые преобразования с целью выделения фоновой и остаточной поверхности.
4. Сопоставление разновременных карт
5. Совместное изучение карт разной тематики
6. Изучение карт-аналогов
7. Совместный анализ разномасштабных карт
Этапы исследования:
1. Постановки задачи
2. Подготовка к исследованию
3. Исследование
4. Обработка результатов (интерпретация)
26. Направления исследований по картам:
I. Изучение динамики явлений – пользуются разновременными картами
Разновременные карты – карты, на которых одни и те же объекты м явления показываются в разные моменты времени.
Виды:
1. Карты, составленные в разные годы (отличаются по точности, проекции, системе мер) – необходимо пересоставление старых карт на современной основе.
2. Карты, составленные одновременно, но фиксирующие разные моменты времени
3. серии оперативных карт (синоптические карты)
4. Динамические карты – карты анимации
5. Карты-реконструкции прошлых этапов в развитии природы и общества
Изменения бывают: медленные, вековые, эпизодические, краткосрочные, скачкообразные
Карты динамики: изолинии изменений; совмещаемость явлений (метричная легенда); карты прироста-убыли, положительной и отрицательной разности и т.д.; карты типов динамики.
При изучении динамики важно сочетание картографического и аэрокосмического методов.
II. Прогнозирование по картам:
Виды прогноза: прогноз по времени; прогноз в пространстве; пространственно-временной прогноз
Прогноз может идти по: сериям разновременных карт; изучениями карт аналогов; картам разной тематики
По достоверности прогнозные карты:
1. предварительные (неполные данные и пр.)
2. вероятного прогноза (явления размещены точно, с учетом всех явлений, но могут не случиться – карта схода лавин и пр.)
3. карты весьма вероятных прогнозов (прогноз размыва берегов)
4. точного перспективного расчета (карты границ затопления будущего вдхр.)
III. Анализ структуры объектов и явлений:
По отдельной карте. Карта может изучаться как без преобразований, так и с преобразования
Преобразования карт при методе картографического исследования:
1. вычленение (изолированное изучение компонента системы)
2. схематизация (устранение второстепенных деталей)
3. детализация (достижение более подробного изображения)
4. квантификация (перевод качественных характеристик в количественную форму)
5. квалификация (переход от количественных характеристик к качественным)
6. континуализация (замена дискретного изображения непрерывным)
7. дискретизация (перевод непрерывного изображения в дискретную форму – цифровая модель рельефа)
8. разложение на составляющие (выделяют фоновую и остаточную поверхность)
IV. Изучение взаимосвязей по картам разной тематики:
Приемы: визуальный анализ и описание по картам; построение комплексных профилей, блок-диаграмм и метахронных диаграмм; математико-картографическое моделирование (прием математической статистики)
На основе взаимосвязей строят: карты районов различной степени взаимодействия; картограммы взаимосвязей; карты-изокорреляты; карты отклонения от регрессии
27. Надежность исследований по картам:
На надежность влияют:
1. организация исследования
2. надежность исполнителей (коммуникационные)
3. картографические ошибки
4. техническая точность – точность приборов, по которым идет исследование
5. географические ошибки – неопределенность границ
6. концептуальные
Достоверность – соответствие действительности
Подтверждаемость – соответствие результатам, полученным другими методами
Исследования: точные; средне точности; приближенные
28. Приемы анализа карт:
I. Описание по карте:
Требования:
1) логичность, упорядоченность, последовательность
2) отбор и систематизация фактов
3) введение в описание сравнения, аналогии, сопоставления
4) объективная оценка объектов, явлений с точки зрения решения конкретной задачи
5) четкая формулировка выводов и рекомендаций
II. Графические приемы:
По картам строят профили и разрезы. K=f(u) (K – некий показатель, u – направление)
1. По картам можно построить разрезы, характеризующие распределение параметра как функцию двух переменных – метахронные диаграммы
2. вдоль одной оси изображаются несколько явлений – комплексные профили
3. взаимное наложение серии профилей – совмещенные профили
4. розы-диаграммы – графическое изображение ориентировки по азимутам
5. блок-диаграмма (см. вопрос 6)
6. сложение и вычитание поверхностей
III.Графо-аналитические приемы:
Основные картометрические показатели: координаты, длины, высоты, объемы, протяженность, углы наклона.
Основные морфометрические показатели: коэффициент извилистости, кривизна, густота, концентрация, равномерность
Тематическая морфометрия-
-раздел картографического метода исследований, в котором разрабатываются приемы характеристики, формы и структуры объектов по тематическим картам.
К тематической морфометрии относятся: морфометрия растительности, морфометрия планеты небесных тел, геофизическая, океанографическая, педометрия, метеорологическая и климатическая, гидрологическая, структурная (изучает геологические тела), социально-экономическая, медико-географическая, геоморфологическая, экологическая.
В картометрию входят косвенные методы измерений:
Измерение длин линий с помощью палетки:
палетка накладывается на сетку квадратов. Сторона квадрата: 1-5 мм (q); m – число пересечений извилистых линий с сеткой. N – число наложений палетки
Измерение всех длин: Σl=πqm/4N
С помощью палетки можно измерять объемы. Σzi – сумма аппликат, полученная по точечной палетке, p – площадь основания, p=0,866*r2, V=pΣzi
Палеткой можно измерять площади
Морфометрические показатели:
1. коэффициент формы: f=S2/4πP, S – периметр контура, P – площадь контура
2. относительная извилистость – отношение длины извилистой линии к длине плавно огибающей: α=l/S
3. Извилистость общих очертаний – отношение длины извилистой линии к длине общей замыкающей: β=l/D
4. вертикальное расчленение
5. горизонтальное расчленение – отношение суммарных длин расчленяющей линии к площади
6. Концентрация (Q) – число объектов (n) на единицу площади (P): Q=n/P
7. плотность – отношение площади, занимаемой i-ым объектом к общей площади, %: П=ΣPi*100%/P
IV. Приемы математико-картографического моделирования:
1) Приемы математической статистики
выборка, т.е. множество величин. Снимается по сетке точек с карты (регулярная сетка, нерегулярная).
Можно посчитать следующие показатели: среднее арифметическое, наиболее часто встречающееся значение, медиану, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации (отношение дисперсии к среднему арифметическому, выраженное в процентах).
Но основе приемов математической статистики можно получать коэффициенты корреляции:
а) Коэффициент парной корреляции: r=Σ(ai-Ma)(bi-Mb)/nσaσb, где Ma и Mb – средние арифметические значения, n – количество точек, σa и σb – разброс величин a и b. Может изменяться от 1 (прямая связь) до минус 1 (обратная связь). Если r≥|0,7| - связь тесная.
б) Коэффициент ранговой корреляции: между величинами, имеющими качественную характеристику на карте: γ=1-6Σ(Pai-Pbi)²/n³-n, где Pai и Pbi – ранг явления a и b на карте a и b.
в) Частный коэффициент корреляции: связь между явлениями a и b, исключая с.
г) Коэффициент множественной корреляции: между a, b, c
Существуют факторный и компонентный анализ на основе мат. Статистики
2) Приемы математического анализа:
Используются для аппроксимирования поверхностей – приближения или замены реальных конфигураций (поверхностей) более простыми, описание их с помощью известных функций. Неизвестную функцию z=F(x,y) можно находить как известную функцию плюс остаток z=f(x,y)+E
А) аппроксимирование с помощью алгебраических многочленов: z=A+Bx+Cy – плоскость, z=A+Bx+Cy+Dx²+Exy+Fy² (полиномы Чебышева)
Б) аппроксимация с помощью тригонометрических функций (для волнения моря, складчатости)
В) аппроксимация сферическими функциями (для изучения фоновой составляющей рельефа планет)
3) Приемы теории информации:
а) используются для оценки степени однородности и взаимного соответствия явлений. Важнейшая функция этой теории – энтропия. Энтропией некоторой системы называется сумма произведений вероятности различных состояний системы на логарифм вероятности, взятая с обратным знаком.
Ε(A)=-Σωilog2ωi ωi – вероятность. За вероятность принимается частота встречаемости ареалов или контуров. Относительная энтропия: Е=Е(А)/Е(А)max, E(A)max=log2n, т.е. энтропия достигает максимума в случае равенства вероятностей (неоднородность участка максимальна в случае равенства контуров)
б) для оценки взаимного соответствия явлений А и В.
Е(А+В)-Е(АВ)=Т(АВ), разность независимых явлений А+В и взаимосвязанных явлений АВ. Е(АВ)=-ΣΣωablogab. Если контуры сопали, то они взаимосвязанные, если не совпали, то независимые. Т(АВ)>0, Е(А+В)*100%/Е(АВ)
29. Этапы проектирования и составления карт:
I. Редакционно-подготовительный (этап проектирования карты). В результате готовится программа карты, в которой выделяются:
1) название карты, назначения, требования к ней
2) математическая основа карты (проекция, масштаб, компоновка – рациональная организация пространства карты)
3) содержание карты, способы изображения и оформления
4) принципы генерализации
5) картографические источники и указания по их использованию
6) географические характеристики территории в виде пояснительного текста (иногда)
7) технология изготовления
Программа, дополненная техническими и экономическими расчетами, называется проектом карты
II. Этап составления – графическое построение оригинала карты на бумаге или воспроизведение ее на определенном программном продукте
+Авторский этап (в зависимости от оригинальности карты):
-авторский эскиз (общая идея)
-авторский оригинал (полностью готовая карта)
-авторский макет (карта, требующая доработки и составления)
III. Подготовка к изданию – процесс изготовления издательского оригинала (оригинал, отвечающий требованиям издания, предназначенный для получения негативных форм)
На этом этапе печатают красочную (совмещение шитриховых и фоновых элементов карты на одном оттиске) и штриховую (совмещение всех штриховых элементов карты на одном оттиске) пробы.
IV. Печать тиража (издание)
Картографические источники-
-разнообразные документы, по которым ведется составление карт:
1) астрономо-геодезические данные
2) общегеографические и тематические карты
3) кадастровые данные плана и карты
4) данные дистанционного зондирования
5) данные непосредственных натурных наблюдений и измерений
6) данные гидрометеорологических и экологических наблюдений
7) материалы экологического и других видов мониторинга
8) экономико-статистические данные
9) цифровые модели
10) результаты лабораторных анализов
11) литературные текстовые источники
12) Интернет – источники
13) теоретические и эмпирические закономерности
32. Экологические карты и атласы (этап современного картографирования):
Подходы: биоцентрический и антропоцентрический
Подходы: широкий и узкий
Функциональные типы карт:
1) Констационные карты (показывают параметры состояния взаимодействия «организм – среда» без сравнения с нормой)
2) Оценочные карты (есть сравнение с нормой)
3) Прогнозные карты
4) Рекомендательные карты
«Эколого-географическая карты РФ», 1:4 000 000 (аналитико-синтетическая карта)
«Состояние окружающей среды Московской области»
«Экологическая карта России», 1:8 000 000
«Экологический атлас России», 2002 год, издательство «Карта», СПб
33. Взаимодействие картографии и геоинформатики:
Географические информационные системы (ГИС) – особые аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных. Одна из функций ГИС: создание и использование электронных карт.
В ГИС существуют подсистемы ввода информации:
1) цифрователи и сканеры; составляют базы данных – упорядоченные массивы данных. Система управления базами данных
2) подсистема обработки информации: компьютер и программное обеспечение
3) подсистема вывода информации
4) подсистема издания карт
5) подсистема обработки изображений (если аэрокосмический материал)
Единство картографии и геоинформатики определяется:
1) общегеографические и тематические карты – главный источник пространственной информации
2) система координат, разграфка и номенклатура, принятые в картографии – основа локализации данных в ГИС
3) карты – основное средство интерпретации и организации данных в ГИС