ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРТ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Определение Международной Картографической Ассоциации

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРТ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Определение Международной Картографической Ассоциации (МКА): КАРТОГРАФИЯ – НАУКА О КАРТАХ, КАК ОСОБОМ СПОСОБЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ, ИХ СОЗДАНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ Определение Российского Государственного Стандарта: КАРТОГРАФИЯ – ОБЛАСТЬ НАУКИ, ТЕХНИКИ И ПРОИЗВОДСТВА, ОХВАТЫВАЮЩАЯ ИЗУЧЕНИЕ, СОЗДАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ КАРТОГРАФИЯ СУЩЕСТВУЕТ В З ФОРМАХ: • НАУКА ОБ ОТОБРАЖЕНИИ И ПОЗНАНИИ ЯВЛЕНИЙ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА ПРОСРЕДСТВОМ КАРТ • ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ • ОТРАСЛЬ ПРОИЗВОДСТВА, ВЫПУСКАЮЩАЯ КАРТОГРАФИЧЕСКУЮ ПРОДУКЦИЮ

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Общая теория картографии – учение о картографическом отображении действительности, предмете и методе картографии как науки. Картоведение – общее учение о картографических произведениях

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ История картографии (картографической науки и картографического производства) – исследует развитие методологических основ картографии, её идей, концепций и теорий, а также современное состояние и перспективы развития.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Математическая картография (теория картографических проекций) – разрабатывает теорию и методы создания картографических проекций, распределение искажений в них, построение картографических сеток с заданными параметрами.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Проектирование и составление карт изучает теорию и методы составления и редактирования карт.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Оформление карт – рассматривает теорию знаковых систем, художественный дизайн карт, а также способы и графического изготовления приёмы карт.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Картографическая топонимика – изучает географические названия и термины, их смысловое значение, разрабатывает стандарты для передачи топонимов.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Издание карт – занимается изучением и разработкой методов воспроизведения и размножения геоизображений. Экономика и организация картографического производства – изучает проблемы оптимальной организации производства.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Картографическое источниковедение – изучает и разрабатывает методы оценки и систематизации картографических источников, используемых для составления карт.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ Картографическая информатика – изучает и разрабатывает методы сбора, хранения и предоставления потребителям информации о геоизображениях, базах данных и источниках. Картобиблиография – занимается систематизацией геоизображений, составлением указателей, списков, обзоров.

СТРУКТУРА КАРТОГРАФИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРТ – раздел картографии, в котором изучаются проблемы применения картографических произведений в различных сферах научной, практической, культурно-просветительской, учебной деятельности, разрабатываются приемы и способы работы с ними, оценивается надежность и эффективность получаемых результатов. Основной метод использования карт – КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ.

ДРЕВНЕЙШИЕ КАРТОПОДОБНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ Рисунок на бивне мамонта, около 8 тыс. лет до н. э. Найден у села Межиричи (Каневский район Киевской области) на берегу р. Рось, притока Днепра. Карта на многотонном каменном монолите найдена на юге Иордании. Датируется 4 -5 тыс. лет до н. э. Масштаб ~ 1: 16 000. Узкие бороздки – дороги. Круглые ямки – поселения

ПАЛОЧКОВЫЕ КАРТЫ Раковины изображают острова, а черенки – фронт морской зыби, поднимаемой господствующими ветрами, приливами и прибоем.

КАРТЫ-ПОРТОЛАНЫ

СХЕМА КАРТЫ МИРА Г. МЕРКАТОРА (1569) А – описание методов измерения расстояний на карте Б – краткие указания к применению роз направлений В – чертеж для решения навигационных задач

КАРТА МИРА Г. МЕРКАТОРА (1569) Distancie locurum mensurande modus Organum directorium Методы измерения расстояний Чертеж для решения навигационных задач

ОТКРЫТИЕ КЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ Карта «изотермических линий» Северного полушария. Составлена А. Гумбольдтом в 1817 г.

ОТКРЫТИЕ ПРИРОДНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ Карта «Почвенные зоны Северного полушария» . Составлена В. В. Докучаевым в 1899 г. Концентрически расположены почвенные зоны: • Бореальная • Лесная • Степная черноземная • Аэральная (полупустынная) • Латеритная

ОЧЕРТАНИЯ КОНТИНЕНТОВ Карты из работы А. П. Карпинского (1888) «О правильности в очертаниях, распределении и строении континентов» Сходство в очертаниях континентов Распределение крупнейших горных кряжей

РЕКОНСТРУКЦИЯ ГОНДВАННЫ Сходство очертаний восточного побережья Ю. Америки и западного побережья Африки (по Альфреду Вегенеру) Наилучшее совпадение очертаний материков По П. С. Воронову, 1968 по изобате 200 м. (по А. П. Александрову)

СПЕЦИАЛЬНАЯ ДЕСЯТИВЕРСТНАЯ КАРТА Карта составлена в 1865 – 1871 гг. Редактор – видный военный картограф и ученый генераллейтенант Иван Афанасьевич Стрельбицкий. Выдающееся произведение русской военной топографии – Специальная десятиверстная (1: 420 000) карта Европейской России на 178 листах. Карта охватила Европейскую Россию и часть Пруссии, Австро. Венгрии, Балканы, части Малой Азии и Турции.

СИСТЕМА «СОЗДАНИЕ – ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРТ» КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИЕ И АН ДА ЗД СО СО РТ Р КА Условия создания карт РЕЗУЛЬТАТ ИССЛЕДОВАНИЯ ПР ОИ ЗВ ИС ОД ПО НЫ ЛЬ Е ЗО КА ВА РТ НИ Ы Е КА РТ ОКРУЖАЮЩАЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРТ Условия использования карт КАРТА, КАК МОДЕЛЬ

УРОВНИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАРТ Развитие методов и технологий и формирование новых уровней использования карт Натурные наблюдения ФИКСАЦИЯ И ОБОБЩЕНИЕ НАБЛЮДЕНИЙ Сравнительно-географический метод КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЯВЛЕНИЙ И ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПО КАРТАМ Количественные методы, Математическое моделирование МАТАМАТИКО-КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Системный подход, ГИС-технологии ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ И ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

СИСТЕМА ПРИЕМОВ АНАЛИЗА КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ОПИСАНИЯ ПО КАРТАМ ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ ПРИЕМЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ ПРИЕМЫ ТЕОРИИ ГРАФОВ

ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ. ПРОФИЛИ Профили, построенные по картам Атласа Тихого океана Температура воды на поверхности океана вдоль 20 ою. ш. в октябре Изменение солености с глубиной в районе Гавайских островов Годовой ход температуры в районе Алеутских островов 150 о с. ш. , 180 о в. д. Комплексный профиль. Составлен по Атласу Сахалинской области

ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ. СЕЧЕНИЯ Скорости ветра над Тихим океаном по меридиану 180 о в. д. по сезонам Температура над Тихим океаном в ноябре. Сечение по меридиану 180 о в. д. Облачность над Тихим океаном в течение года. Сечение по меридиану 180 о в. д.

БЛОК-ДИАГРАММЫ Сатино Вертикальный масштаб блок-диаграммы, обычно преувеличивают в 2 – 3 раза. При этом возникают «поля невидимости»

БЛОК-ДИАГРАММЫ Аксонометри ческая блокдиаграмма «Профильная блокдиаграмма» Блокдиаграммы с одной и двумя точками перспективы

БЛОК-ДИАГРАММА Тематическая блок-диаграмма Породы леса и плотность древостоя (Япония)

ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ. РОЗЫ-ДИАГРАММЫ Розы-диаграммы, построенные по топографической (1) и геологической (2) картам 335 О 90 О Спрямленные элементы орогидрографии Тектонические трещины

КАРТОМЕТРИЯ Картометрия – непосредственные измерения по картам Возможны измерения следующих величин: • φ, λ, X, Y - географические и прямоугольные координаты • d, l - длины прямых и извилистых линий, расстояния • P – площади • V – объемы • α, β, i – вертикальные и горизонтальные углы, угловые величины

ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ Непосредственное измерение Вероятностный способ измерения Циркуль-измеритель с малым раствором игл: l 0 = l 1 + (l 1 – l 2) k , где l 1 и l 2 – длины, измеренные двумя циркулями с растворами d 1 и d 2, а k – эмпирический коэффициент ΣDL = π d m /4 N , d – параметр палетки, m – число пересечений, N – число наложений палетки

ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ Палетки для измерения площадей Формулы для подсчета площадей: а, в б г P = a 2 n P = d Σl P = 0, 866 R 2 n

МОРФОМЕТРИЯ РЕЛЬЕФА ∑l Горизонтальное расчленение: Н = ---P ∑l – сумма длин линий; Р - площадь Вертикальное расчленение: A = z max – zmin z max и zmin – максимальное и минимальное значение высоты 0, 25π m d ∆z Средний уклон поверхности: icp = tg αср = P m – число пересечений изолиний с линиями палетки d – параметр палетки (сторона квадрата) ∆z – сечение поверхности Р – площадь участка, уклон которого определяется

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ Морфометрические карты. Нижнее Приобье А. Карта углов наклона поверхности Б. Вертикальное расчленение (относительные высоты) В. Горизонтальное (линейное) расчленение

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИЗВИЛИСТОСТИ А – разомкнутая линия Б – замкнутая линия l – извилистая линия s – плавная огибающая d – замыкающая α = l/s – относительная извилистость β = s/d – извилистость общих очертаний γ = αβ = l/d – общая извилистость δ = l/n – частота извилин (где n – число извилин)

ТЕМАТИЧЕСКАЯ МОРФОМЕТРИЯ Разделы морфометрии Основные объекты исследования Геоморфологич. морфометрия Формы рельефа суши и морского дна, палеорельеф, морфоструктуры, неотектонические структуры. Структурная морфометрия Геолого-структурные поверхности, разломы, линеаменты, кольцевые структуры Геофизическая морфометрия Геофизические поля, их компоненты аномалии Морфометрия планет Планетарные структуры, линеаменты, кратеры Гидрологическая морфометрия (суши) Структура гидросети, формы, размеры гидрографических объектов, рельеф русла рек Морфометрия морей и океанов Форма, размеры акваторий, структура и физико-хими-ческие параметры водных масс, биоресурсы, ареалы загрязнения Ландшафтометрия Структура ландшафтной оболочки, конфигурация и распределение ландшафтов Педометрия (морфометрия почв) Структура почвенного покрова, форма и распределение почвенных ареалов, геохимические аномалии, эрозия почв Морфометрия растительного покрова Структура растительного покрова, форма и размеры ареалов растительности, объем биомассы Геоэкологическая морфометрия Источники вредных воздействий на среду, факторы загрязнения, структура ареалов загрязнения, пути миграции и потоки загрязнения. Медико-географическая морфометрия Структура и форма ареалов заболеваний, очаги эпидемий, пути их перемещения Социально-экономическая морфометрия Структуры расселения, размещение объектов промышленности и сельского хозяйства, конфигурация транспортных сетей, сетей обслуживания и др.

Математический анализ: АППРОКСИМАЦИИ Уравнение поверхности: Z = F (x, y) Аппроксимирующее уравнение: z = f (x, y) + ε Z = f 1(x, y)+f 2(x, y)+…+ fn(x, y)+ε Условие минимума квадратов отклонений: Σεi 2 = Σ [F(xi, yi) – f (xi, yi)]2 = min Алгебраическая аппроксимация Тригонометрическая аппроксимация

ФОНОВЫЕ И ОСТАТОЧНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ ФП – графическое изображение аппроксимирующего многочлена, сумма квадратов отклонения от исходной минимальна. Отражает основные, ведущие факторы, главные, наиболее крупные черты размещения. Z = f 1(x, y)+f 2(x, y)+…+ fn(x, y)+ε Осадки теплого периода * ОП – графическое изображение отклонений исходной поверхности от фоновой. Показывает размещение наложенных черт, аномалий, случайных отклонений. Z = zф + zо, где zф >> zо

СТАТИСТИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ Цели статистического анализа: изучение характеристик и функций распределения явления; изучение формы и тесноты связей между явлениями; оценка степени влияния отдельных факторов на изучаемое явление и выделение ведущих факторов Карта рельефа с регулярной сеткой точек (выходы сетки отмечены на рамке) Гистограмма и кривая распределения высот

СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Гистограммы распределения высот для разных типов рельефа

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ Поле корреляции Испарение с суши (мм/год) Средняя годовая температура, град Со.

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ Карта изокоррелят Азербайджан Средний годовой сток Корреляционные карты Густота речной сети Картограмма корреляций Физико-географические районы

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО КАРТАМ АНАЛИЗ ОТДЕЛЬНОЙ КАРТЫ АНАЛИЗ СЕРИИ КАРТЫ • Изучение картографического изображения без его преобразования – анализ структуры объектов • Сравнение карт разной тематики – установление связей и зависимостей между явлениями • Преобразование картографического изображения – приведение его в вид более удобный для данного исследования • Сравнение разновременных карт – изучение динамики и эволюции объектов и явлений • Разложение картографического изображения на составляющие – выявление нормальной и аномальной составляющих в развитии и размещении явлений • Изучение карт-аналогов – выявление общих закономерностей в развитии объектов и явлений • Сравнение разномасштабных карт – изучение иерархии объектов и явлений

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КАРТ Картографическая информация возникает только в системе «карта – читатель карты» а - земельные угодья б - изолинии в - границы г - гидросеть д - разломы к - дороги а - Москва б - Волгоград в - Бишкек

ТИПИЧНЫЕ КОНФИГУРАЦИИ 1 2 3 ПРИРОДНЫЕ КОНТУРЫ 1. 2. 7 8 6 9 3. Решетчатый рисунок (разломы в Предбайкалье) Веерный рисунок (разрывные нарушения, Саяны) 5. 6. 5 Древовидный рисунок (аллювиальные почвы) 4. 4 Параллельный рисунок (гидросеть Приобского плато) Веерный рисунок (дельта р. Селенги) 7. Дугообразный рисунок (пойменные гривы, в излучине р. Вилюй) 8. Кольцевые структуры (тектонические структуры, Казахстан) 9. Пятнистый рисунок (талые понижения в Якутии) Радиальный рисунок (гидросеть на плато Путорана)

АНАЛИЗ РЕЛЬЕФА И ГИДРОГРАФИИ Север Европейской части России В рельефе и гидрографии выделяются системы С. -З. и С. -В. линеаментов

ПЛАНЕТАРНЫЕ ЛИНЕАМЕНТЫ Идеальная сетка диагональных разломов на Земном шаре Линеаменты на Земном шаре

СХЕМАТИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ Преобразование карты современного рельефа в карту морфоизогипс Современный рельеф Обобщенные горизонтали Восстановленная поверхность «первичного» рельефа

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ МЕТРИКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ АНАМОРФОЗА « НАСЕЛЕНИЕ МИРА» Размеры стран пропорциональны количеству жителей в них Grand Atlas Mondial. Paris, 1975

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ МЕТРИКИ. КАРТОИДЫ Теоретико-картографические модели идеальных материков. А – географические пояса и зональные типы ланлшафтов. Б – почвенно-геохимические пояса

РАЗЛОЖЕНИЕ НА СОСТАВЛЯЮЩИЕ Z = zф + zо, где zф >> zо Z = 1/7(z 1+z 2+ … +z 7) + ε Исходная поверхность Осредненная поверхность Сетка осреднения Остаточная поверхность

ДЕЙСТВИЯ С ПОВЕРХНОСТЯМИ Сложение поверхностей А, В, С – исходные карты А+В+С – суммарная поверхность Вычитание поверхностей А и В – исходные поверхности С – разность поверхностей

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КОНТИНУАЛИЗАЦИИ а). Размещение тетеревиных птиц в пределах заповедника б). Плотность птиц а). Трещины широтного простирания б). Плотность трещиноватости

АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ПО КАРТАМ Плотность сельского населения Сроки цветения картофеля Южная Армения. Картографические изображения имеют большое сходство при полном отсутствии связи между явлениями

ПОКАЗАТЕЛЬ ВЗАИМНОГО СООТВЕТСТВИЯ T(AB) Показатель K(AB) = E(AB) позволяет оценить взаимное соответствие любых карт c качественным фоном

СРАВНЕНИЕ РАЗНОВРЕМЕННЫХ КАРТ Цель сравнения – повторное определение состояния и пространственного положения явления Сравнивая карты, где явление изображено на моменты времени t 1, t 2, …, tn , можно определить изменения за промежуток времени Δt и оценить приращения координат ±Δ X и ±Δ Y , изменения расстояний ±Δl , прирост площадей ±ΔP и объемов ±ΔV, а также рассчитать среднюю скорость изменений * По картам изучают движения (изменения) разных типов: Медленные – нужны карты, разделенные большим промежутком времени Быстрые – карты должны быть сделаны через малые промежутки времени Периодические – нужны карты на характерные моменты времени Скачкообразные (катастрофические) – необходимы карты на моменты до и после события *

ДОПУЩЕНИЯ ПРИ СРАВНЕНИИ КАРТ При повторных измерениях делают 2 допущения: 1. За величину перемещения принимают сумму всех перемещений за промежуток Δt 2. Скорость изменений за промежуток Δt считают постоянной * Изменения природных и техногенных явлений оцениваются по картам, как сумма всех изменений за промежуток времени Δt * Смещение русла в нижнем течении р. Миссисипи Смещение шоссе в штате Вашингтон, США По В. Бунге, 1967

СРАВНЕНИЕ РАЗНОВРЕМЕННЫХ КАРТ Изменение извилистости р. Аи в Башкирии за 100 лет Прирост дельты р. Дунай

СРАВНЕНИЕ РАЗНОВРЕМЕННЫХ КАРТ Прирост дельты Волги, обнаруживаемый при сравнении разновременных топографических карт 1873, 1927 и 1945 гг.

СРАВНЕНИЕ РАЗНОВРЕМЕННЫХ КАРТ 1950 г 1970 г 1950 – 1970 гг Карты плотности населения Санкт. Петербурга в 1950, 1970 и 1975 гг. и картыразностей 1950 - 1970 и 1970 - 1975 гг. 1975 г 1970 – 1975 гг

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Картографическое прогнозирование – это изучение по картам явлений и процессов, недоступных современному непосредственному исследованию. Прогнозы погоды, экологической обстановки, землетрясений и т. п. дают в рамках динамической системы, они требуют изучения по картам временных последовательностей. Прогнозы рудопроявлений, нефтегазоносности и др. дают в рамках статической системы, они требуют изучения причинно-следственных связей по картам разной тематики Картографическая экстраполяция – это распространение закономерностей, полученных в ходе картографического анализа на неизученные свойства явления, на другую территорию или на будущее время

ПРОГНОЗНЫЕ КАРТЫ Предварительный прогноз Прогноз нефтегазоносности Атлас Сахалинской области. М. , 1967 Вероятный прогноз Прогноз землетрясений Атлас Иркутской области. М. , 1962

ПРОГНОЗНЫЕ КАРТЫ Весьма вероятный прогноз Прогноз просадочности лессовых пород Атлас Таджикской ССР, Душанбе – Москва, 1968

ПРОГНОЗНЫЕ КАРТЫ Перспективный расчет Прогноз переформирования берегов. Атлас Иркутской области. М. -Иркутск, 1962

КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ Карты реконструкции и прогноза магнитного склонения (по Е. Н. Тархову, 1972 г)

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ