Математическая основа карт: масштаб карты и система координат

Существует три способа записи масштаба (хотя иногда говорят о трёх видах масштаба). Численный масштаб является основным. Он представляет собой дробь с единицей в числителе (1:10 000). Собственно, именно он показывает, во сколько раз уменьшено изображение на карте. Линейный масштаб (рис. 37) представлен в виде линейки, разделённой на сантиметры, с подписями, означающими соответствующие расстояния на местности. Он облегчает измерения по карте. И наконец, именованный масштаб указывают в виде подписи, например: «в 1 см — 10 км». Он просто расшифровывает численный масштаб.

На карте всегда есть искажения, по­этому масштаб в разных частях карты может быть различным — он меняется от точки к точке. Масштаб же, который указывается на карте, относится к той части карты, где искажения отсутствуют. Например, на карте в цилиндрической проекции — на экваторе. Масштаб постоянен по всей площади карты только на крупномасштабных картах, изображающих относительно небольшие участки местности. Поэтому с помощью линейки и масштаба нельзя измерять расстояния на мировой карте или на карте материков. На карте России, впрочем, тоже.

Виды карт по масштабу. По масштабу все карты делят на три группы. Крупномасштабными называют карты масштаба 1 : 200 000 и крупнее (1 : 100 000, 1 : 50 000, 1 : 25 000 и 1 : 10 000).

Среднемасштабные карты имеют масштаб от 1 : 200 000 до
1 : 1 000 000 включительно. Мелкомасштабными называют карты, изо­бражающие земную поверхность с уменьшением более чем в 1 000 000 раз. На уроках географии мы чаще всего встречались именно с мелкомасштабными картами. Они дают наибольший охват территории.

Каждое государство заинтересовано в создании подробных карт своей территории. Они необходимы для ведения хозяйства, для научных исследований и укрепления обороноспособности страны. Но подробно можно изобразить местность только на карте крупного масштаба. Поэтому создание крупномасштабных карт территории — очень важная, хотя и чрезвычайно трудоёмкая и дорогостоящая задача. Об этих картах мы поговорим особо, но немного погодя.

Наконец, ещё одним элементом математической основы карт является система географических координат. И снова перед нами тема, уже знакомая по урокам географии. Однако её повторение никогда не бывает лишним. Систему координат можно назвать одним из главных достоинств географической карты. Пользуясь ею, можно найти любой объект или нанести его на карту в нужном месте.

Географические координаты определяют положение точки на земной поверхности или, более широко, в географической оболочке и представляют собой совокупность географической широты и долготы.

Географическая широта (рис. 38) — это угол ϕ между отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора. Отсчёт широт ведётся к северу и к югу от экватора (0°) до полюсов (90°). Поскольку численное выражение широты в Северном и Южном полушариях может быть одинаковым, обязательно указывается, какая это широта — северная или южная (с.ш. или ю.ш.) (рис. 39). Географическую широту точек, лежащих в Северном полушарии (северную широту), принято считать положительной, широту точек в южном полушарии — отрицательной. О широтах, близких к полюсам, принято говорить как о высоких, а о близких к экватору — как о низких.

Географическая долгота (см. рис. 38) — это угол λ между плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального меридиана. В качестве начального (нулевого) меридиана принят Гринвичский меридиан, проходящий через старейшую в мире (существует с 1675 г.) астрономическую обсерваторию, находящуюся в предместье столицы Великобритании — Гринвич. От него отсчитываются долготы в обе стороны — к востоку и к западу от 0 до 180° — с добавлением слов «к востоку от Гринвича» или «к западу от Гринвича» (сокращённо в.д. и з.д.) (рис. 40). Восточные долготы принято считать положительными, западные — отрица­тельными.

На местности географические координаты определяются путём астрономических и геодезических наблюдений, а на географических картах они определяются по условным линиям: параллелям и меридианам.

Параллель — это условная линия на карте, все точки которой имеют одинаковую географическую широту. Можно сказать и по-другому: параллель — линия, параллельная экватору. Или параллели — это линии сечения поверхности земного шара плоскостями, параллельными плоскости экватора.

Меридиан — линия, все точки которой имеют одну географическую долготу. Или меридианы — это линии сечения земной поверхности плоскостями, проходящими через ось вращения Земли и через оба её полюса.

Меридианы и параллели образуют на карте систему пересекающихся под прямыми углами линий, которую называют картографической (координатной, градусной) сеткой.