ГДЗ география 7 класс Николина Просвещение 2020 Задание: § 2 Географические карты
Вопросы из текста параграфа
1) Что такое географическая карта?
Географическая карта – это обобщённое уменьшенное изображение Земли или большого участка её поверхности на плоскости с помощью условных знаков.
2) Как различаются географические карты по охвату территории, содержанию и масштабу?
Географические карты по охвату территории делятся на карты мира, карты материков и океанов, отдельных стран и их частей.
Географические карты по содержанию делятся на общегеографические (физические) и тематические.
Географические карты по масштабу делятся на крупномасштабные (от 1:10000 до 1:200000), среднемасштабные (от 1:200000 до 1:1000000) и мелкомасштабные (мельче 1:1000000).
Вопросы в конце параграфа
1. Какие существуют картографические проекции? В каких картографических проекциях созданы карты Приложения (см. с. 240-253)?
Существующие картографические проекции: азимутальная, цилиндрическая, коническая.
Стр. 240-241 «Физическая карта мира» — цилиндрическая проекция
Стр. 242-243 «Плотность населения мира» — коническая проекция
Стр. 244-245 «Мировой океан» — коническая проекция
Стр. 246 «Африка. Физическая карта» — коническая проекция
Стр. 247 «Австралия и Новая Зеландия. Физическая карта» — коническая проекция
Стр. 247 «Антарктида. Физическая карта» — азимутальная проекция
Стр. 248 «Северная Америка. Физическая карта» — коническая проекция
Стр. 249 «Южная Америка. Физическая карта» — коническая проекция
Стр. 250-251 «Евразия. Физическая карта» — коническая проекция
2. Перечислите способы картографического изображения.
Способы картографического изображения: значки, линейные знаки, изолинии, качественный фон, ареалы, знаки движения, картодиаграммы, картограммы.
3. Закончите предложения: «Чем крупнее масштаб карты, тем … показана изображаемая местность», «Чем больше охват территории, тем … должен быть масштаб карты, в котором она изображена».
Чем крупнее масштаб карты, тем детальнее показана изображаемая местность.
Чем больше охват территории, тем мельче должен быть масштаб карты, в котором она изображена.
4. Используя несколько карт (по выбору) из географического атласа, приведите примеры различных способов картографического изображения. Укажите название карты и её местоположение в атласе (номер страницы). Какие способы картографического изображения применялись на картах Приложения (см. с. 240-253)?
Страницы атласа укажите самостоятельно.
Политическая карта мира – качественный фон.
Африка. Климатическая карта – знаки движения, изолинии.
Северная Америка. Физическая карта – знаки движения, значки, изолинии и качественный фон (для передачи высоты местности).
Евразия. Природные зоны – качественный фон, значки.
Стр. 240-241 «Физическая карта мира» — значки, качественный фон (для передачи высоты местности).
Стр. 242-243 «Плотность населения мира» — качественный фон.
Стр. 244-245 «Мировой океан» — качественный фон
Стр. 246 «Африка. Физическая карта» — значки, качественный фон (для передачи высоты местности), знаки движения.
Стр. 247 «Австралия и Новая Зеландия. Физическая карта» — значки, качественный фон (для передачи высоты местности), знаки движения.
Стр. 247 «Антарктида. Физическая карта» — значки, знаки движения.
Стр. 248 «Северная Америка. Физическая карта» — значки, качественный фон (для передачи высоты местности), знаки движения.
Стр. 249 «Южная Америка. Физическая карта» — значки, качественный фон (для передачи высоты местности), знаки движения.
Стр. 250-251 «Евразия. Физическая карта» — значки, качественный фон (для передачи высоты местности), знаки движения.
5. Выберите из географического атласа карту и проанализируйте её по плану: а) название карты; б) какая картографическая проекция использовалась для создания карты; в) как классифицируется данная карта по охвату территории, содержанию, масштабу; г) какую информацию можно получить с этой карты.
а) Название карты – Евразия. Климатическая карта.
б) Для создания карты использовалась коническая картографическая проекция.
в) По охвату территории – карта материка, по содержанию – тематическая, по масштабу – мелкомасштабная.
г) Из этой карты можно получить информацию о количестве и распределении осадков по территории Евразии, о распределении зимних и летних температур на материке, направление преобладающих ветров в летний и зимний период.
Источник
Картографические проекции
Без тех или иных искажений, как вам уже известно, нельзя изобразить на бумаге значительную часть поверхности Земли. Наука создала много различных способов приближенного изображения шарообразной поверхности Земли на плоскости, т. е. построения карт. Каждый из таких способов называется картографической проекцией. Каждая проекция имеет свойственные ей искажения. Некоторые проекции особенно сильно искажают площади. На такой карте малый участок земной поверхности может изображаться большей площадью, чем другой, на самом деле больший, чем первый.
Схема построения азимутальной экваториальной проекции. Карта Восточного полушария в этой же проекции.
В основе любой картографической проекции лежит тот или иной способ изображения градусной сетки. На глобусе градусная сетка образуется меридианами и параллелями. Каждый меридиан пересекается со всеми остальными в двух точках — полюсах. Длины всех меридианов на глобусе равны. Экватор — окружность на поверхности глобуса, все точки которой отстоят от обоих полюсов на равных расстояниях. Параллели — также окружности на поверхности глобуса; все точки одной какой-либо параллели отстоят от экватора на одном и том же расстоянии. Длины параллелей различны: они увеличиваются при приближении к экватору и уменьшаются у полюсов. Все точки одного и того же меридиана имеют одинаковую долготу, но различную широту. Все точки одной параллели, наоборот, имеют одинаковую широту, но различную долготу.
Изображение градусной сетки на плоскости, т. е. на карте, называется картографической сеткой.
В зависимости от выбранной картографом проекции меридианы и параллели на картах изображаются в виде то прямых, то кривых линий.
Приступая к составлению карты той или иной части земной поверхности, картограф должен прежде всего выбрать картографическую проекцию, в которой он будет делать карту. Этот выбор зависит от назначения карты. Например, если составляется политическая карта Европы, то следует выбрать такую проекцию, которая, прежде всего, давала бы достаточно точное представление о размерах территории того или иного государства, т. е. такую проекцию, которая позволяет сравнивать территории стран по площади.
Схема построения азимутальной полярной проекции. Карта Антарктиды в этой же проекции.
Поэтому карту следует вычерчивать в проекции, при которой все площади уменьшаются в одно и то же число раз (не искажаются). Такие проекции называются равновеликими.
Для целей навигации (вождения кораблей и самолетов) удобнее всего равноугольные проекции, в которых углы между различными направлениями на земной поверхности изображаются в натуральную величину, хотя при этом не сохранятся отношения между площадями.
Чтобы яснее представить себе приемы, при помощи которых картограф строит такую проекцию, мысленно проделаем следующий опыт. Возьмем тонкий полый стеклянный шар, начертим на одной половине его географическую сетку и нанесем очертания материков, границы отдельных стран, моря, реки и горные хребты. Затем с этой же стороны шара поместим экран из прозрачной бумаги, касающийся шара в одной из точек экватора, а с другой стороны осветим шар лампой, которую будем держать на уровне экватора. На экран будет падать тень от линий, проведенных на шаре.
Изображенные на поверхности глобуса континенты, моря и т. п., как говорят, спроектируются на плоскую поверхность экрана.
Обведя на экране полученное изображение карандашом или тушью, мы получим карту в так называемой азимутальной экваториальной проекции. В этой проекции обычно строятся карты полушарий.
Схема построения цилиндрической проекции. Жирная линия — линия касания шара цилиндром. Карта Восточного полушария в меркаторской проекции.
Если приложить экран к точке Северного или Южного полюса глобуса, а лампу держать против другого полюса, то спроектируется карта в азимутальной полярной проекции. Она дает верное представление о приполярных областях.
Искажения на этих картах будут возрастать по мере удаления от полюса.
Рассмотрим другую проекцию. Обернем глобус цилиндром из прозрачной бумаги так, чтобы бумага касалась глобуса по линии экватора, и осветим глобус изнутри. Тогда на боковой поверхности цилиндра мы увидим изображение поверхности шара. Такая проекция называется цилиндрической.
Если мы развернем боковую поверхность цилиндра, то увидим, что меридианы и параллели превратились в пересекающиеся под прямыми углами параллельные линии. Искажения очертаний земной поверхности при цилиндрической проекции увеличиваются по мере удаления от экватора к полюсам. Поэтому для изображения полярных стран эту проекцию применять нельзя, но она удобна для изображения стран, расположенных вблизи экватора.
В разное время были предложены другие виды цилиндрических проекций. Нередко применяется цилиндрическая проекция Меркатора, которую нельзя получить таким простым путем, как это было только что объяснено; для получения ее картографической сетки нужны специальные вычисления.
Проекция Меркатора сильно увеличивает размеры полярных стран, но зато она позволяет легко определять нужное направление, что особенно важно в мореплавании и в авиации. Однако капитан, прокладывая по карте путь судна, всегда должен помнить, что карта Меркатора сильно искажает расстояние; так, например, расстояние от Мурманска до Уэлена на Чукотке кажется таким же, как расстояние от Панамы до о. Цейлона, а в действительности первое примерно в два с половиной раза меньше. На меркаторской карте мира Гренландия изображается больше Южной Америки; в действительности же Южная Америка в восемь раз больше Гренландии.
Схема конической проекции на секущем конусе. Жирными линиями обозначены параллели сечения шара конусом. На этих параллелях сохраняется точный масштаб
Для изображения стран, расположенных в средних широтах, обычно применяется коническая проекция. Чтобы представить себе способ ее построения, наденем на наш стеклянный глобус бумажный конус, который будет касаться поверхности глобуса по одной из параллелей.
Если мы вычертим на поверхности конуса изображения, нарисованные светом лампы, помещенной с противоположной стороны глобуса, а затем развернем конус, то получим карту в форме сектора.
В конической проекции меридианы изображаются прямыми линиями, которые расходятся лучами из одной точки, а параллели показаны дугами кругов с общим центром в той точке, которая была вершиной конуса. В этой проекции точный масштаб сохраняется на параллели, по которой конус касался глобуса. Чем дальше от этой параллели, тем больше на карте искажаются очертания земной поверхности.
Положение глобуса и секущего цилиндра, на котором строится проекция М. Д. Соловьева.
Для уменьшения искажений очертаний земной поверхности проектирование часто ведется не на касательный, а на секущий конус, тогда точный масштаб сохраняется по двум параллелям сечения шара конусом. Многие карты СССР выполнены в конической проекции.
Проф. М. Д. Соловьев разработал особую косую перспективно-цилиндрическую проекцию для карты Советского Союза. На этой карте северные части СССР растянуты с запада на восток, поэтому она удобна для обозрения северных берегов нашей страны. В этой проекции сделаны карты в атласе для начальной школы. Проекция М. Д. Соловьева менее всего искажает средние широты. Поэтому она удобна для изображения на карте территории Советского Союза.
Названные выше проекции — наиболее простые. В современной картографии употребляется несколько десятков самых разнообразных сложнейших проекций, специально вычисленных и построенных применительно к назначению и содержанию карт.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Ликбез по картографическим проекциям с картинками
Визуализация данных самого разного рода, имеющих некое географическое распределение, в последнее время получает все большее и большее распространение. Тут, на Хабре, статьи с картами встречаются чуть ли не каждую неделю. Карты в статьях очень разные, но роднит их одно: как правило, в них используются всего две картографические проекции, при том — не самые удачные из существующих. Мне бы хотелось дать несколько наглядных примеров проекций, которые выглядят более эстетично и лучше приспособлены для разных видов визуализации. В этой статье будут рассмотрены общемировые проекции и проекции большей части Земли, так как визуализация чего-либо на карте мира, пожалуй, является наиболее распространенной из подобных задач.
Легкое введение
Поскольку статья ориентирована на вопросы визуализации данных, я не буду касаться глубоко теории проекций (датумов, конформности, равноугольности и тому подобного), кроме общих принципов их построения. Также, я буду говорить тут о «проекциях», формально подразумевая «систему координат», coordinate reference system, потому что для карт таких масштабов не имеет смысла отдельно рассматривать проекцию и датум. Математики здесь тоже практически не будет, кроме простой геометрии. Желающие ознакомиться с математическими принципами, могут это сделать по статьям на Wolfram MathWorld. Так что изучающим программирование в области геоинформационных систем или их опытным пользователям, эта статья, возможно, будет не очень полезна.
Перед началом, объясню пару вещей. Все примеры будут даваться с использованием набора данных государственных границ с вот этого сайта и набора данных Blue Marble Next Generation с сайта NASA. Последний включает в себя синтезированные безоблачные снимки земной поверхности за каждый из двенадцати месяцев 2004-го года, что позволит внести некоторое разнообразие в иллюстрации.
Я очень люблю открытый софт, но использовать GDAL в данном случае мне показалось неэффективно — некоторых не очень ходовых, но полезных проекций в его реализации на данный момент либо нет, либо я плохо смотрел исходники, а потому иллюстрации я готовил в коммерческой программе GlobalMapper, которой пользуюсь уже много лет, и которая славится поддержкой внушительного списка систем координат.
Названия проекций и некоторые термины я буду давать и англоязычные, потому что если кому-то захочется поискать материалы по этой теме, русскоязычных источников в сети найдется несколько меньше (объем статей в Википедии на русском меньше в несколько раз). Для большинства проекций я постараюсь дать не только названия, но и коды EPSG и/или WKID, а также название проекции в библиотеке PROJ.4, широко используемой в открытом софте (например, в пакете R) для поддержки систем координат.
Некоторые проекции, возможно, окажутся кому-то знакомыми по картинке с xkcd, но все из них тут рассмотрены не будут.
Проблема
Начнем с того, что же это за самые распространенные проекции, и что с ними не так.
Первая проекция — так называемая «Географическая», она же – Geographic projection, Latitude/Longitude, Plate carrée EPSG:4326 WKID:54001 PROJ.4:longlat. Строго говоря, она даже не совсем является проекцией, потому что получается путем интерпретации полярных угловых координат, как линейных прямоугольных, без всяких вычислений. Эту проекцию используют, потому что она способна отобразить всю поверхность Земли целиком и потому, что она самая простая математически, а данные очень часто распространяются не спроецированными, то есть именно в географических координатах (градусах широты и долготы).
Что же получается? Получается прямоугольник, где точки полюсов обращены в линии (верхнюю и нижнюю границы). Чем дальше от экватора, тем сильнее любой объект на карте оказывается сплюснут по вертикали и растянут по горизонтали. Как я уже сказал, это худо-бедно годится для отображения глобальных наборов данных, но полярные территории (Канада, Норвегия, Швеция, север России, Финляндия, Гренландия, Антарктида, Исландия) оказываются искажены. Проекции, которые позволяют избежать этого, существуют, и о них пойдет речь дальше. Единственная причина использовать эту проекцию — ее предельная простота программной реализации — нужно просто отобразить систему координат от -180º до 180º по X и от -90º до 90º по Y на плоскость, считая угловые единицы линейными.
Другая весьма популярная проекция — «проекция Меркатора», Mercator projection PROJ.4:merc. Она также используется для визуализации данных, покрывающих весь мир, но ее популярность продиктована не только простотой — ее варианты являются стандартом де-факто для глобальных картографических сервисов, таких как Google Maps, Bing Maps, Here. С ней глубоко связаны картографические библиотеки OpenLayers, Leaflet, API упомянутых выше сервисов. В варианте Google и OpenStreetMap она носит название Web Mercator и имеет код EPSG/WKID:3857, иногда на нее также ссылаются, как на EPSG:900913. Принцип ее построения не сильно сложнее Географической – это проекция на цилиндр, чья ось совпадает с географической осью Земли, проецирование происходит линиями, выходящими из центра планеты, от чего ошибка растяжения приполярных областей по горизонтали оказывается скомпенсирована пропорциональным растяжением по вертикали. Проблема с этим только в том, что карта получится слишком большой по вертикали, если попытаться отобразить и север Гренландии. Потому обычно отбрасывают 16° полярных областей (в равной пропорции или больше — с юга).
На чей-то взгляд выглядит чуть лучше, чем Географическая, но одну проблему мы уже упомянули, а вторая — чем ближе объект к полюсам, тем он кажется больше, хотя его форма уже не так искажена. Потому, если предмет визуализации — плотность маркеров на единицу территории или расстояния, такой способ отображения будет вводить в заблуждение. При грамотном выборе способа визуализации, конечно, это можно скомпенсировать, а для каких-то случаев это вообще не проблема: например, если величина какого-то показателя в целой стране соотнесена с цветом этой страны на карте, эффект растяжения площадей не сказывается. Эта проекция сохраняет только форму объектов, потому очертания континентов и стран выглядят довольно узнаваемо. И, как я уже сказал, она — ваш первый и самый простой вариант при создании интерактивных веб-карт.
Варианты решения
Что же делать с глобальными данными, если нам по какой-то причине понадобилась проекция, лучше сохраняющая такие свойства объектов, как форма, площадь, расстояния и углы? Законы геометрии не дают нам сохранить все эти свойства сразу, развернув круглую поверхность Земли на плоскость. Однако, для визуализации данных более всего важна эстетика и восприятие, а не сохранение свойств, как для навигационных или измерительных задач. Потому становится возможным подобрать такую проекцию, искажения в которой были бы равномерно распределены по свойствам. И таких проекций существует довольно много. Существуют три самых известных, обладающих сходными свойствами: «Тройная проекция Винкеля» Winkel Tripel WKID:54042 PROJ.4:wintri, «проекция Робинсона» Robinson projection WKID:54030 PROJ.4:robin, «проекция Каврайского» (Kavrayskiy projection). Первая и последняя имеют визуально минимальные искажения, а неспециалисту, не видя градусной сетки, вообще весьма сложно различить их, потому я приведу иллюстрацию для Winkel Tripel, как той, которая лично мне нравится больше всего.
Вот так описание этой проекции выглядит в формате ESRI WKT:
PROJCS[«Robinson»,
GEOGCS[«GCS_WGS_1984»,
DATUM[«D_WGS84»,
SPHEROID[«WGS84»,6378137,298.257223563]
],
PRIMEM[«Greenwich»,0],
UNIT[«Degree»,0.017453292519943295]
],
PROJECTION[«Robinson»],
PARAMETER[«central_meridian»,0],
PARAMETER[«false_easting»,0],
PARAMETER[«false_northing»,0],
UNIT[«Meter»,1]
]
Как легко видеть, хотя искажение контуров и некоторое увеличение площади стран к полюсам здесь также наблюдаются, но это нельзя даже сравнивать с растяжением Географической проекции и пропорциональным увеличением проекции Меркатора.
Тут стоит сделать небольшое отступление и обратить внимание на то, что вид этой проекции по умолчанию страдает одним недостатком, который касается и других общемировых проекций. Дело в том, что если за центральный меридиан — линию, соединяющую северный и южный полюс через центр карты (longitude of origin) — принять нулевой меридиан, то карта будет разрезана по 180-му. Но при этом треть Чукотки окажется на левом краю карты, а две трети — на правом. Чтобы сделать карту красивее, разрез должен проходить где-то в районе 169-го западного меридиана восточнее острова Ратманова, для чего за центральный должен быть принят 11-й. Вот иллюстрация того, что получается:
А вот измененное для этого случая описание в ESRI WKT:
PROJCS[«Robinson»,
GEOGCS[«GCS_WGS_1984»,
DATUM[«D_WGS84»,
SPHEROID[«WGS84»,6378137,298.257223563]
],
PRIMEM[«Greenwich»,0],
UNIT[«Degree»,0.017453292519943295]
],
PROJECTION[«Robinson»],
PARAMETER[«central_meridian»,11],
PARAMETER[«false_easting»,0],
PARAMETER[«false_northing»,0],
UNIT[«Meter»,1]
]
В формате определения системы координат для PROJ.4 долгота центра проекции задается параметром +lon_0=.
11-й меридиан — «магическое» число: практически все мировые проекции, имеющие равномерный масштаб вдоль экватора, могут быть разрезаны по Берингову проливу, если за центральный принять именно его, а не нулевой.
Замечу, что задумываясь о выборе проекции, стоит принимать во внимание все существующие реальные требования к визуализации. Например, если данные касаются климата, то может иметь смысл либо нанести на карту линии широты, либо использовать проекцию, где они горизонтальны, а не загибаются к краям карты (то есть, отказаться от Тройной Винкеля в пользу, например, Робинсона). В данном случае, это позволит легче и точнее оценить относительную близость разных мест к полюсам и экватору. Еще один весомый плюс проекции Робинсона — то, что она поддерживается множеством софта, в том числе открытого, тогда как про некоторые другие этого сказать нельзя.
Иногда, когда требуется максимально сохранить какое-то свойство, например — соотношение площадей объектов (стран) — эстетическая сторона страдает. Но поскольку это все же может для чего-то понадобиться, я приведу один пример такой проекции — «проекцию Моллвейде», Mollweide projection WKID:54009 PROJ.4:moll.
Как видно, она довольно сильно напоминает проекцию Робинсона, но с той разницей, что полюса все же стянуты в точки, от чего форма приполярных областей выглядит сильно искаженной. Но пропорции площадей стран, как и требовалось, сохраняются куда лучше.
Самым молодым конкурентом этих проекций является проекция Natural Earth PROJ.4:natearth — она представляет из себя гибрид проекций Каврайского и Робинсона, а ее параметры были подобраны группой американских, швейцарских и словенских специалистов в 2007 году, тогда как возраст большинства картографических проекций — не менее полувека.
Для перепроецирования данных в нее существует некоторое количество инструментов, которые были написаны специально для этого, но ее поддержка еще далека от повсеместной.
Немного экзотики и специальных случаев
Конечно, все многообразие проекций на этом не заканчивается. Их изобретено немало. Некоторые просто выглядят странно (скажем, проекция Бонне изображает Землю в виде фигуры, напоминающей разрезанное яблоко или стилизованное сердце), некоторые — предназначены для особых ситуаций. Например, готов поспорить, что очень многие видели на картинках карту мира, которая похожа на корку мандарина, которую сняли и расплющили. Это, наверняка, была «Разрывная гомолосинусоидальная проекция Гуда» Interrupted Goode Homolosine projection WKID:54052.
Вид ее вполне достоин названия. Ее назначение — отображать размер объектов (и в некоторой степени — форму) близко к естественным пропорциям. Ее главная проблема, кроме названия и странного вида, состоит в том, что путем подбора центрального меридиана невозможно добиться того, чтобы ни один крупный кусок суши не был разрезан. Обязательно пострадает что-то из списка: Гренландия, Исландия, Чукотка, Аляска. Лично на мой взгляд, проще привести отдельно изображения стран, чем использовать такую карту, если вы не хотите стилизовать свою работу под середину XX века.
Существуют проекции, которые по своей природе никак не отнести к общемировым, но мне бы хотелось рассмотреть их здесь, потому что они способны показать земной шар, то есть как-бы вид планеты из космоса. Одна из них — «Проекция вертикальной ближней перспективы» Vertical Near-Side Perspective projection WKID:54049. Ее особое свойство — показывать земную поверхность в такой перспективе, как она выглядит с определенной высоты. Высота над эллипсоидом (идеализированной фигурой, моделирующей Землю) задается для этой проекции в явном виде.
На иллюстрации эта проекция имеет широту и долготу центра, равные широте и долготе Москвы, а высоту — 5000000 метров. Чем больше это расстояние, тем сильнее изображение Земли становится похоже на ее изображение в проекции, которую мы рассмотрим последней.
Проекция, которая показывает вид на Землю в параллельной перспективе, то есть как-бы с бесконечного расстояния, называется «Ортографическая проекция» Orthographic projection WKID:43041 PROJ.4:ortho. В каком-то смысле, она знакома всем, кто когда-либо пользовался Google Earth. Я говорю, что в каком-то смысле, потому что «направление взгляда» в этой проекции всегда перпендикулярно поверхности Земли, тогда как в Google Earth его можно наклонять как угодно.
Для нее, как и для предыдущей проекции, можно задать центральные широту и долготу, чтобы ориентировать Землю желаемым образом. Например, можно показать полушарие с центром в какой-то точке, о которой идет речь — скажем, иллюстрируя транспортные потоки континентального масштаба, исходящие от одного предприятия. Сделав две карты с противоположными значениями координат, можно получить карту всего мира (правда, на краях искажения будут очень велики). Генерация последовательности карт с плавным изменением центральной точки даст кадры для анимации вращающейся планеты без всякой трехмерной графики.
Если статья окажется интересной, постараюсь написать продолжение о проекциях, используемых для отображения отдельных стран или регионов, ориентированную, как и эта статья, на базовые свойства этих проекций для задачи визуализации данных, инфографики и тому подобного.
Источник
