Крупномасштабные карты и их применение в садово-парковом и ландшафтном строительстве

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Волгоградский государственный  социально - педагогический университет."

Естественно-географический факультет

Кафедра географии и геоэкологии

Курсовая работа по геодезии

Крупномасштабные карты и их применение в садово-парковом и ландшафтном строительстве

Выполнила:

студентка 1 курса

группы ЛСБ-112 Иванова Василиса.

Проверила:

старший преподаватель А.А. Кочетова

Волгоград, 2014 год

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

Актуальность темы исследования.

Данная курсовая работа посвящена рассмотрению крупномасштабных карт и их применению в садово-парковом и ландшафтном строительстве. Географической картой называется изображение земной поверхности, содержащее координатную сетку с условными знаками на плоскости в уменьшенном виде. Имеющие общий замысел карты могут объединяться в атлас.

Географическая (топографическая) карта содержит сведения об опорных геодезических пунктах, рельефе , гидрографии, растительности, грунтах, хозяйственных и культурных объектах, дорогах, коммуникациях, границах и других объектах местности. Полнота содержания и точность топографических карт позволяют решать технические задачи.

Наукой о создании топографических карт является топография. Топография - это научная дисциплина, изучающая методы изображения географических и геометрических элементов местности на основе съемочных работ и создания на их основе топографических карт и планов.

Структура и объём курсовой работы.

Структура работы представлена введением, тремя главами, заключением и списком литературы, состоящим из 6 источников. Объём работы составляет 26 страниц компьютерного текста, из них 3 рисунка.

Глава 1. История развития картографических произведений.

В первобытном обществе люди ориентировались по размещению рек, озер, лесов, холмов и т. п., а известную им местность стали изображать на стенах пещер, на гладких камнях, коре деревьев. Они поняли, что такой рисунок позволяет обозревать одним взглядом взаимное расположение интересующих их объектов, сопоставлять в пространстве их особенности. Сначала объекты показывались так, как они выглядели в действительности: населенные пункты – в виде групп домиков, леса – значками деревьев и т. д. В дальнейшем все больше внимания уделялось правильной передаче очертаний и площадей изображаемых на картах объектов, нежели их внешнему виду. Начали отражать свойства, признаки явлений, которые непосредственно нельзя видеть в природе (размещение давления воздуха, проходимость болота, плотность населения и др.). Для способов изображения стали применять более простые геометрические знаки. Степень их условности возрастала.

Исходя из необходимости обозревать одним взглядом все участки, показываемые условными знаками на карте, ее стали строить как уменьшенное изображение. Так карта с самого возникновения приобрела свойство масштабности.

По мере увеличения площади поверхности Земли, изображаемой на карте, начала сказываться кривизна Земли. Ученые стали разрабатывать и применять для построения карт способы перехода от шаровой, а позже эллипсоидальной поверхности Земли к плоскостной. Так усовершенствовались математические законы построения карты.

Первые географические карты в строгом научном понимании этого термина появились в Греции в VIII-VI вв. до н. э. Этому способствовало образование греческих колоний на побережьях Средиземного и Черного морей. Наибольшего развития античная картография достигла в эпоху Римской империи в трудах Клавдия Птолемея (90-168 н. э.) – греческого математика, астронома и картографа.

На протяжении всего развития общества карта непрерывно совершенствовалась: повышалась точность, менялись способы изображения, улучшалась наглядность. 
Большое значение имеют космические исследования, благодаря которым уточняются границы объектов, выявляются различные процессы в атмосфере, в литосфере, в биосфере. Эти сведения особенно ценны для труднодоступных районов Земли, например горных областей, океанических пространств.

Рис. 1. Фрагмент наскального картографического изображения на севере Италии. Возраст изображения – около 3500 лет.

История картографии изучает основные факты, этапы и закономерности в развитии картографии как отрасли практической деятельности и науки. Это развитие определяется, прежде всего, потребностями материальной жизни общества. Поэтому его нельзя понять и объяснить в отрыве от конкретных общественных условий, вне процесса развития производительных сил и производственных отношений.

Изучение истории картографии позволяет понять её современное положение и задачи, яснее видеть перспективы её последующего развития.

Основой всякого исторического исследования служат исторические источники - те фактические данные, которые дошли до наших дней от прошлых эпох развития человеческого общества. Для истории картографии особую ценность представляют карты, географические труды и другие письменные источники - непосредственные свидетельства прошлого.

Простейшие картографические рисунки были известны уже в условиях первобытного общества, ещё до зарождения письменности. Об этом свидетельствуют примитивные картографические изображения у народностей. Эти рисунки, исполненные на дереве, коре и т.п. и нередко отличавшиеся большим правдоподобием, служили для удовлетворения потребностей, возникавших из условий общего труда людей: для указания путей кочевок, мест охоты и т.п.

Сохранились картографические изображения, высеченные на скалах в эпоху первобытного общества. Особенно замечательны относящиеся к бронзовому веку наскальные рисунки в долине Камоника (Северная Италия), и среди них план, показывающий возделанные поля, тропинки, ручьи и оросительные каналы. Этот план принадлежит к числу древнейших кадастровых планов.

Положение изменилось лишь в конце XV века, когда образовалось Русское централизованное государство. Этот процесс сопровождался ликвидацией феодальной раздробленности отдельных земель и княжеств, быстрой централизацией управления и активизацией внешней политики. В таких условиях стала ощущаться острая необходимость в изучении страны и в создании её подробной карты. Разнообразные практические потребности: оборона западных и южных окраин страны, установление постоянных связей со всеми районами - близкими и далекими, поиски полезных ископаемых и тому подобные задачи, - всё это вызвало необходимость в обстоятельном знакомстве со всей территорией государства. Внешнеполитические факторы: расширение границ на восток, дипломатические связи с соседями - пробуждали интерес к зарубежным территориям.

Составлять чертежи новооткрытых или посещенных земель поручалось служилым людям, работавшим на окраинах, а равно всем посольствам, отправлявшимся в чужие страны. Они составляли росписи (описания) и чертежи (карты). Съемки, проводимые ими, были примитивными. Ориентировка по странам света и расчет расстояний по времени движения служили единственным средством для составления чертежа.

В воеводских канцеляриях частные чертежи служилых людей, изображавшие вновь открытые земли, пути по рекам и т.п., нередко сводились в чертежи городов с относящимися к ним округами; эти сводные чертежи высылались в центральные приказы. Необходимость в общих картах была настолько велика, что их составление предписывалось специальными правительственными указами.

Русской картографии с момента ее зарождения были свойственны две замечательные черты: реальный, "полевой" характер исходных материалов и государственная направленность картографической деятельности. Русские карты XVI и ХVII вв. являлись государственным достоянием и не служили, как это было на западе, предметом торговли и коммерческого интереса.

Вершиной русской картографии XVI в. был "Большой Чертеж всему Московскому государству", составленный около 1600 г. в том органе центрального управления, который ведал военными силами государства. В дополнение к чертежу, по военным соображениям, был составлен чертеж по дорогам из Москвы в Крым, а также была написана "Книга Большому Чертежу", содержавшая подробное описание речной сети, населенных пунктов и больших дорог, включающее некоторые сведения о полезных ископаемых и размещении народов.

Русские карты XVI и XVII вв. размножались рукописно, т. е. в единичных экземплярах. Большинство из них стало жертвой времени: пожары, постоянно опустошавшие русские города, разорение Москвы польскими интервентами, небрежное хранение в архивах потерявших практическую ценность документов - все это способствовало утере карт. Тем не менее, некоторые карты XVII в., сохранились до наших дней: "Чертеж украинским и черкаским городам от Москвы до Крыма" середины XVII в. (находится в Государственном архиве Швеции); "Чертеж русским и шведским городам до Варяжского моря" (около 1653 г.), распространяющийся на северо-западную часть Русского государства и Балтийское море, и показывающий наряду с населенными пунктами гидрографию, границы и расстояния (находится в Центральном государственном архиве древних актов в Москве); большая дорожная карта Европейской России, созданная около 1685 г., очень подробно описывающая дороги и водные пути (находится во Франции в Хранилище Морского министерства).

Современная картография характеризуется технологическим трендом, т.е. картография получает новые технические импульсы и новации от компьютерных технологий, например, анимационных, мультимедиальных и интернетных технологий.

1.1. Особенности классификации и создания карт местности.

Географические карты подразделяются на следующие категории:

По территориальному охвату

• карты мира;
• карты материков;
• карты стран и регионов

По масштабу

• крупномасштабные (начиная с 1:200000 и крупнее);
• среднемасштабные (от 1:200000 и до 1:1000000 включительно);
• мелкомасштабные (мельче 1:1000000).

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

По назначению

• 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;
• 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.

По содержанию

Рис. 2. Пример топографической карты.

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. Топографические карты составляются и издаются отдельными листами, представляющими большей частью трапеции, ограниченные линиями меридианов и параллелей, географические же карты обычно составляются и издаются в виде одной большой карты, - построенной в одной картографической проекции.    

Географические карты для удобства печати и пользования обычно разрезаются на отдельные листы, рамки которых не ограничены меридианами и параллелями, а размер обусловливается стандартной величиной печатного листа бумаги.

Созданием картографических произведений занимается раздел картографии картоведение. Создание карт выполняется с помощью картографических проекций — способа перехода от реальной, геометрически сложной земной поверхности к плоскости карты. Для этого сначала переходят к математически правильной фигурe эллипсоида или пули, а затем проектируют изображение на плоскость с помощью математических зависимостей. При этом используют различные вспомогательные поверхности: цилиндр, конус, плоскость. При этом, практически стандартом сейчас стало расположение сторон света: севера сверху и соответственно юга внизу, запада слева и востока справа, относительно смотрящего.

Рис.3.

Цилиндрические проекции используются для карт мира — модель Земли мысленно помещают в цилиндр и проектируют на его стенки земную поверхность. При развёртывании цилиндра образуется плоское изображение. Параллелям и меридианам в данной проекции соответствуют прямые линии, проведённые под углом. При цилиндрическом проектировании линией наименьших искажений является экватор. Конические проекции зачастую используются для изображения Евразии, Азии и мира. Для создания данной проекции один или несколько конусов мысленно насаживаются на модель Земли и на них переносят все точки земной поверхности. Меридианами в такой проекции являются прямые линии, выходящие из одной точки (полюса), а параллелями — дуги концентрических кругов.

Для изображения на картах отдельных материков и океанов используют азимутальную проекцию, при которой на плоскость проектируют поверхность материка. Точкой нулевого искажения является точка касания плоскости к земной поверхности, максимальное искажение имеют периферийные части карты. Параллели в прямых азимутальных проекциях (точка соприкосновения — полюса) изображаются концентрическими кругами, а меридианы — прямыми (лучами). В азимутальной проекции составлены карты Антарктиды и приполярных районов. В поперечно-азимутальной проекции (точка соприкосновения — на экваторе) составлена карта полушарий, в которой меридианам и параллелям соответствуют кривые, за исключением экватора и средних меридианов полушарий. Для изображения отдельных материков точки соприкосновения выбирают в их центре (карты Африки, Австралии и Америки). В современных условиях картографические проекции строятся также с помощью математических расчетов без вспомогательных поверхностей; их называют условными проекциями.

Масштаб площадей обычно на картах не даётся, его приходится вычислять путём возведений, численного масштаба во вторую степень. 

Пример. Для топографической карты в масштабе 1:50 000 (500 м в 1 см) масштаб площадей будет т. е. 1 кв. см карты соответствует 2 500000000 см2=250 000 м2 = 0,25  км2. 

  К топографическим картам следует отнести карты в масштабах от 1:10 000 (100 м в 1 см) и до 1:200 000 (2 км в 1 см).  

  Карты же в масштабе 1:500 000 (5 км в 1 см), 1:1000 000 (10 км ъ 1 см) и мельче относят уже к обзорным топографическим картам.  

  Здесь необходимо несколько слов сказать о различии крупномасштабных и мелкомасштабных карт, которое не вполне ясно представляется часто даже людям, несколько искушённым в картографии и топографии.  

  Более мелкомасштабной картой из двух, взятых вместе, будет та, у которой знаменатель численного масштаба больше, т. е. уменьшение размеров на карте сравнительно с натурой будет сильнее.  

  Например, карта в масштабе 1:500 000 будет более мелкого масштаба, чем карта в масштабе 1:100 000, так как изображение линий на первой карте будет в 5 раз мельче по сравнению со второй картой.  

  И, наоборот, на карте более крупного масштаба изображение линий будет в 5 раз крупнее, а именно: 

1 см на карте в масштабе 1:100 000 будет соответствовать 1 км  на местности, а в масштабе 1:500 000 см на карте будет соответствовать 5 км на местности.  

  Мы принимаем следующее деление карт и планов на три большие основные группы:

в масштабе 1:10 000 и крупнее — топографический план;

в масштабе 1:25 000 — 1:500 000 — топографическая карта;

в масштабе 1:1 000 000 и мельче — географическая карта.  

  Это деление обосновано требованиями практики и узаконено за последнее время официальными инструкциями.  

  Топографические планы до масштаба 1:10 000 в основном сохраняют ещё планово точные изображения, применяются на практике во всевозможных инженерных, строительных, гидротехнических, землеустроительных, при благоустройстве городов и других работах, базируются на точной геодезической основе и узаконены соответствующей технической инструкцией и условными знаками для топографических планшетов и планов в масштабах 1:10 000, 1: 5 000, 1:2 000, 1:1 000 и 1: 500.  

  Топографические карты от масштаба 1:25 000 до масштаба 1:500 000 в основном дают планово подобные изображения, получаются в большинстве случаев или в результате полевых съёмок в масштабе 1:25000, 1:50000 и 1:100000 (в последнее время и в масштабе 1:200 000), или же при помощи аэрофотосъёмки.  

  Карты в масштабе 1: 500 000 получаются путём составления по более крупномасштабным топографическим картам, хотя здесь необходимо оговориться, что карты в масштабе 1:200000, 1:100000 и 1:50 000 могут быть иногда получены также при помощи составления по более крупномасштабным топографическим картам.  

  Все географические карты мельче масштаба 1:1000 000 получаются путём составления по топографическим картам в результате совместной работы географов и картографов.   

  На всех географических картах в основном применяются только внемасштабные условные знаки, тогда как на топографических картах почти все объекты земной поверхности изображаются ещё в масштабе (контурные изображения).  

  Например, крупные населённые пункты выражаются в масштабе в виде обобщённых кварталов на картах до масштаба 1:500 000, более мелкие населённые пункты будут выражаться в масштабе ещё на картах масштаба 1:200 000.  

  Только отдельные здания и мелкие хутора в этих масштабах не могут быть выражены в масштабе карты и изображаются условными внемасштабными   знаками.    

  В большой степени  всё вышесказанное относится к изображению дорог, рек и других объектов на картах. 

  На географических картах только крупные города выражаются ещё в масштабе, все же остальные населённые пункты, дороги и другие объекты могут быть показаны только внемасштабными условными знаками.  

  Приёмы составления и условные знаки географических карт установлены соответствующими инструкциями. 

 Таким образом, эти  две большие группы карт —  топографические и общегеографические — отличаются между собой по масштабу и степени подробности нанесённых на них географических объектов.  

  Так как полнота и детальность карт при прочих одинаковых условиях определяются масштабом этих карт, то вполне целесообразно проводить деление карт по масштабу, различая карты крупного, среднего и мелкого масштаба. Хотя такое деление карт по масштабу и является условным и различными авторами производится неодинаково (так же, как различно определяется грань между топографическими и географическими картами).  

  В современной картографии начинает прививаться следующая классификация карт по масштабу: 

крупномасштабные карты — карты в масштабах крупнее 1:200 000, 

среднемасштабные карты — карты в масштабе от 1:200 000 до 1:1 000 000 и 

мелкомасштабные карты — карты в масштабе 1:1 000 000 и мельче. 

Обоснование такого деления заключается в различных методах создания карт и в различных качественных особенностях изображений местности, определяющих пределы применения карт на  практике.  

Крупномасштабные карты большей частью получаются в результате съемочных работ.  

      Среднемасштабные карты либо составляются по крупномасштабным картам, либо получаются методом полевого картографирования.   

Мелкомасштабные карты получаются всегда в результате картосоставительских работ по картам более крупных масштабов.   

Карты крупных масштабов, удовлетворяющие требованиям топографической верности изображения местности, предназначены для различных измерений и технических проектировок на местности и являются результатом непосредственной съёмки территории. 

Глава 2. Структура и элементы топографических карт.

2.1. Разграфка топографических карт.

В основе разграфки и номенклатуры карт лежит Международная карта мира масштаба 1:1.000.000, листы которой образуют 4° ряды по параллелям и 6° колонны — по меридианам. Колонны нумеруются от 180° меридиана. Ряды обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от экватора к югу и северу, начиная с буквы A. Колонны нумеруются арабскими цифрами с запада на восток. Первая колонна начинается со 180° меридиана.

Номенклатура листа масштаба 1:1 000 000 состоит из буквы ряда и номера колонны. Для карты южного полушария после номенклатуры записывается «Ю. П.».

Номенклатура и разграфка топографических карт более крупных масштабов строится следующим образом. Каждый лист карты масштаба 1:1 000 000 делится на 4 листа карты масштаба 1:500 000 (обозначается заглавными, русскими буквами: А, Б, В, Г), или на 36 листов масштаба 1:200 000 (обозначается римскими цифрами: I, II … XXXVI), или на 144 листа масштаба 1:100 000 (обозначается арабскими цифрами от 1 до 144).

Разграфка карты масштаба 1:1 000 000 на карты масштаба 1:300 000 делается делением листа 1:1 000 000 на 9 частей, которые обозначаются римскими цифрами (I—IX), и выносится вперед номенклатуры. Лист 1:100 000 (20″ по широте и 30″ по долготе) делится меридианами и параллелями на 4 листа масштаба 1:50 000 , которые обозначаются заглавными русскими буквами: А, Б, В, Г. Лист масштаба 1:50 000 делится на 4 листа 1:25 000 (обозначаются строчными русскими буквами: а, б, в, г). Карта масштаба 1:25 000 делится на 4 листа масштаба 1:10 000 (обозначаются арабскими цифрами: 1, 2, 3, 4). Пример номенклатуры карты масштаба 1:10 000: [N-37-4-Б-а-3].

2.2. Номенклатура  топографических карт.

Номенклатура карт — система обозначения отдельных листов карты. Существует два вида разграфки: прямоугольная и международная.

Прямоугольная разграфка производится простым делением картографического изображения страны на листы прямоугольной формы.

В международной разграфке карт рамками листов служат линии меридианов и параллелей карты масштаба 1:1 000 000 с размерами 4° по широте и 6° по долготе. При разграфке по этой системе северное и южное полушария делятся на 60 колонн, обозначенных цифрами, и на 22 ряда, обозначенных буквами латинского алфавита.

Карты масштаба 1:500 000 представляют собой 1/4 листа карты масштаба 1:1 000 000 и обозначаются русскими буквами А, Б, В, Г. Листы карты масштаба 1:200 000 представляют собой 1/36 листа карты масштаба 1:1 000 000 и обозначаются римскими цифрами. Листы карты масштаба 1:100 000 представляют собой 1/144 листа карты масштаба 1:1 000 000 и обозначаются арабскими цифрами.

Недостаток этой системы — смена линий размеров северной и южной рамок листов карт в зависимости от географической широты. По мере удаления от экватора листы приобретают вид всё более узких полос, вытянутых вдоль меридианов. Поэтому топографические карты всех масштабов от 60° до 76° северной и южной широт кажутся раздвоенными по долготе, а в пределах от 76° до 84° — расчетвертованными по долготе листа.

Номенклатуры сдвоенных, строенных и счетвертованных листов содержат обозначения всех отдельных листов.

Глава 3. Практическая значимость топографических карт.

Карты применяются в науках о Земле для решения самых разнообразных задач. Сейчас трудно назвать какое-либо изыскание в географии, геологии, планетологии, которое обходилось бы без карт. Поэтому перечислить все направления использования карт означало бы дать полный перечень исследовательских задач решаемых в науках о Земле. Впрочем, такой перечень никогда не будет полным. Геологические карты. Это обширная группа, куда входят карты тектонические, структурные, стратиграфические, метологические четвертичных отложений, гидрологические, полезных ископаемых, сейсмические, неотектонические, охраны геологической среды и др. они используются для познания глобальных, региональных и локальных особенностей строения земной коры, происходящих в ней процессов, поиска полученных ископаемых и т.д. В последние годы отчетливо появилась тенденция совместного использования геологических карт, аэрокосмических снимков, космофотогеологических карт для познания глобальных геологических систем, особенно литосферных плит и рифтовых зон, а также для поиска полезных ископаемых, оценки современных геологических процессов и опасных явлений. Геофизические карты. Карты магнитного, гравитационного, сейсмического, электрического, теплового и других физических полей Земли используются для изучения геодинамических явлений и процессов, протекающих в оболочках планеты и в ее ядре, для поисков и разведки полезных ископаемых. По сейсмическим картам определяют расположение качественных и количественных характеристик землетрясений, а также сопутствующие явления. Карты рельефа. Гипсометрические, геоморфологические, палеогеоморфологические карты используют для изучения морфологии, генезиса, возраста и динамики рельефа суши и морского дна. По картам решают следующие задачи: