Картографический метод исследования в географии

Географическая модель — упрощённое представление реальных географических объектов и явлений, которое применяется для анализа и объяснения географических процессов. В состав географической модели входят различные физические модели, например, глобусы, а также планы и карты местности, которые позволяют визуализировать и изучать пространственные особенности и связи на Земле.

Глобус — трёхмерная модель Земли. На глобусе отражены основные свойства Земли: наклон её оси, шарообразная форма и вращение вокруг оси.

Глобус, в отличие от географических карт, удобен для получения общего представления о расположении континентов и океанов. В то же время глобус имеет довольно мелкий масштаб и не может показать какую-либо местность подробно, кроме того, для измерения расстояний на глобусе нужна гибкая линейка.

К основным геометрическим свойствам глобуса относятся: равноугольность (горизонтальные углы, которые были измерены на земной поверхности, равны этим же углам на глобусе, а географические объекты, изображённые на нём, соответствуют своим очертаниям на местности); равновеликость (сохранение правильного соотношения площадей на глобусе) и равномасштабность изображения (постоянство масштаба для любых отрезков линий на поверхности земного шара).

Географическая карта — построенное в картографической проекции, уменьшенное, обобщённое изображение поверхности Земли, другого небесного тела или внеземного пространства, показывающее расположенные на ней объекты или явления в определённой системе условных знаков. При изображении объектов на карте используют масштаб.

Масштаб — соотношение, которое показывает, во сколько раз каждая линия, нанесённая на карту или чертёж, меньше или больше её действительных размеров. Существуют следующие виды масштаба: численный, именованный и линейный.

1. Численный масштаб записывают в виде дроби, в числителе которой стоит единица, а в знаменателе — степень уменьшения проекции. Например, масштаб 1:5000 показывает, что 1 см на плане соответствует 5000 см (50 м) на местности.
2. Именованный масштаб показывает, какое расстояние на местности соответствует 1 см на плане. Записывается, например: «В 1 сантиметре 100 километров» или «1 см = 100 км».
3. Линейный масштаб — графический масштаб в виде масштабной линейки, разделённой на равные части.

Точность масштаба — отрезок горизонтального проложения линии, соответствующий 0,1 мм на плане. Значение 0,1 мм для определения точности масштаба принято из-за того, что это минимальный отрезок, который человек может различить невооружённым глазом. Например, для масштаба 1:10 000 точность масштаба будет равна 1 м. В этом масштабе 1 см на плане соответствует 10 000 см (100 м) на местности, 1 мм — 1000 см (10 м), 0,1 мм — 100 см (1 м).

План местности — изображение небольшого участка земной поверхности на плоскости. Это уменьшенное отображение осуществляется с помощью условных знаков. Преимущества планов местности перед географическими картами: более подробное изображение объектов, возможность отображать небольшие территории (примерно 0,5 км), что позволяет избежать значительных искажений, связанных с кривизной поверхности, использование крупных масштабов, отсутствие градусной сетки.

Географические карты классифицируют по содержанию, масштабу, назначению, территориальному признаку. По содержанию все карты подразделяются на общегеографические и тематические.

• карты мира;
• карты материков и частей света, карты океанов;
• карты отдельных стран и регионов.

• крупномасштабные (1:200 000 и крупнее). Также имеют другое название — топографические карты. Служат для передачи подробного изображения местности. Изогипсы (изолинии) показывают рельеф;
• среднемасштабные (1:200 000 — 1:1 000 000). Отличаются от крупномасштабных большей генерализацией. Используются в навигации и региональном планировании;
• мелкомасштабные (мельче 1:1 000 000). К этой разновидности относится большинство карт атласов. Служат для освящения всей или значительной части поверхности земного шара.

Отличные по масштабу карты имеют разную точность и детальность изображения, степень генерализации и разное назначение.

• научно-справочные — предназначены для выполнения научных исследований и получения максимально полной информации;
• культурно-образовательные — предназначены для популяризации знаний, идей;

• учебные — используются в качестве наглядных пособий для изучения географии, истории, геологии и других дисциплин ( среди них контурная карта);
• технические — отображают объекты и условия, необходимые для решения каких-либо технических заданий;
• туристские — могут содержать: населённые пункты, ориентиры, достопримечательности, маршруты передвижения, места отдыха, ночёвок и других услуг, в зависимости от предназначения по видам туризма;
• навигационные (дорожные) и др.

• Общегеографические (физические) карты — изображают все географические явления, в том числе рельеф, гидрографию, растительно-почвенный покров, населённые пункты, хозяйственные объекты, коммуникации, границы и т. д. Общегеографические крупномасштабные карты, на которых изображены все объекты местности, называются топографическими, среднемасштабные общегеографические карты — обзорно-топографическими, а мелкомасштабные общегеографические карты — обзорными.
• Тематические карты — показывают расположение, взаимосвязи и динамику природных явлений, населения, экономики, социальную сферу. Их можно разделить на две группы: карты природных явлений и карты общественных явлений.
  • Карты природных явлений охватывают все компоненты природной среды и их комбинации. В эту группу входят карты геологические, геофизические, карты рельефа земной поверхности и дна Мирового океана, метеорологические и климатические, океанографические, ботанические, гидрологические, почвенные, карты полезных ископаемых, карты физико-географических ландшафтов и физико-географического районирования и т. д.
  • Общественно-политические карты включают карты населения, экономические, политические, исторические, социально-географические, причём каждая из подкатегорий в свою очередь может содержать собственную структуру разделения. Так, экономические карты включают также карты промышленности (как общие, так и отраслевые), сельского хозяйства, рыбной промышленности, транспорта и связи.

На любых географических картах существуют искажения длин, углов, форм и площадей. Эти искажения разных видов, а их величина зависит от вида проекции, масштаба карты и охвата проектируемой территории. При уменьшении масштаба количество погрешностей и искажений увеличивается.

Обнаружить на карте искажения длин вдоль меридианов можно, сравнив отрезки меридианов между двумя соседними параллелями — если они находятся на одном уровне, то искажений длины нет.

О характерном для большинства карт искажении углов можно сделать вывод в том случае, когда параллели и меридианы не образуют между собой прямых углов.

Различить искажения формы можно сравнив длину и ширину какого-либо географического объекта на карте — если соотношения форм пропорциональны, то искажения по данному критерию нет. Также можно сравнить ячейки сетки на одной широте: если они одинаковы, то это свидетельствует об отсутствии искажений формы на данной географической карте.

Искажения площадей проявляется в различном изображении на карте площади одинаковых объектов.

В зависимости от назначения карт, для них подбирают такие проекции, на которых один из видов искажений может отсутствовать или быть пренебрежимо малым. По характеру искажений картографические проекции делятся на равновеликие, равноугольные и произвольные:

• равновеликие — нет искажений площадей;
• равноугольные — нет искажений углов;
• произвольные — существуют все виды искажений (особый вид — равнопромежуточные проекции, в которых отсутствуют искажения длин по меридиану или по параллели).

Картографические условные знаки — система знаковых графических обозначений (знаков), применяемая для изображения на картах различных объектов и явлений, их качественных и количественных характеристик.

Условные знаки могут быть классифицированы по масштабности (пространственной протяжённости объектов). Так, различают:

• масштабные условные знаки (площадные и линейные);
• внемасштабные условные знаки (точечные);
• пояснительные знаки.

Пример площадных условных знаков: территория государства на карте масштаба М 1:40000000 или земельный участок на плане М 1:500.

Линейными условными знаками на карте отображают значительные по одномерной пространственной протяжённости объекты, которые могут быть отображены в заданном масштабе карты, при этом их ширина в данном масштабе не может быть отображена метрически верно. Примеры таких объектов: реки или дороги на карте М 1:10000000.

Точечными условными знаками на карте отображают объекты, имеющие размеры на местности, не выражаемые в заданном масштабе карты. Например, колодец на карте М 1:25000 или город на карте М 1:40000000.

Подписи являются внемасштабными вспомогательными условными знаками, предназначенными для описания названий объектов местности, их характеристик и свойств самой карты.

Пояснительные условные знаки указывают ширину, глубину, длину и другие подобные характеристики объектов.

Используются для того, чтобы показать на картах пространственное размещение различных явлений.

К ним относятся: качественный фон, ареалы, точечный способ, изолинии, способ значков, способ линейных знаков, способ локализованных диаграмм, способ знаков движения, картодиаграммы и картограммы.

К основным линиям на земном шаре относятся: меридианы, параллели и экватор.

Экватор — условная линия сечения земной поверхности плоскостью, проходящей через центр Земли, перпендикулярно оси её вращения. Длина дуги экватора в 1° составляет 111 км.

Меридиан — половина линии сечения поверхности земного шара плоскостью, проведённой через какую-либо точку земной поверхности и ось вращения Земли. Каждый меридиан соединяется со всеми остальными в двух точках: на Северном и Южном полюсах.

Параллель — линия сечения поверхности планеты плоскостью, параллельной плоскости экватора. Все точки одной параллели имеют одинаковую широту, но различную долготу.

Градусная сеть — линии, расположенные на карте, образованные с помощью параллелей и меридианов, которые служат для обозначения географических координат (широты и долготы).

Широту принято отсчитывать от экватора на север. Широта точек, лежащих в северном полушарии, положительна, а в южном — отрицательна. Широта любой точки экватора равна 0°, северного полюса — +90°, южного полюса — −90°.

Меридианы соединяют точки с одинаковой долготой. В соответствии с международным соглашением, меридиану, который проходит через Гринвичскую обсерваторию (Лондон, Великобритания) было присвоено значение 0° долготы, иными словами, он был избран в качестве точки отсчёта долготы на земном шаре. Долгота других мест измеряется как угол на восток или запад от нулевого меридиана, в диапазоне от 0° до +180° на восток и от 0° до −180° на запад. Это формирует правостороннюю систему координат, где ось z (большой палец правой руки) направлена от центра Земли к Северному полюсу, а ось x (указательный палец правой руки) простирается от центра Земли через экватор к нулевому меридиану.