Изобрел способ изображения поверхности земли

Способы изображения Земли

Потребность в создании модели поверхности Земли возникла у людей ещё в древние времена. Теперь уже трудно сказать, кто и когда впервые нанёс на бумагу, пергамент или скалу очертания дороги, леса или реки. Конечно, первоначально все эти изображения были далеки от совершенства, но это всё же были первые карты. Даже в наш век высоких технологий не удаётся избежать неточностей при создании карт: иногда площадь материков и океанов не соответствует действительности, иногда не совсем верны их очертания.
В России развитие картографии (наука о создании и изучении карт) связывают с Петром I. Он часто обращал внимание на пути сообщения, главным образом морские. В результате картографами были составлены атласы Чёрного, Балтийского и Азовского морей, карты малоизученных районов Сибири и Дальнего Востока.

В настоящее время существует множество карт различных видов и масштабов. Каждая из карт предназначается для определённых целей, в соответствии с которыми она и выполняется. Например, на политической карте мира чётко выделены границы государств, территории которых для наглядности показаны разным цветом, а также основные населённые пункты этих стран. Специальные карты используются для определения рельефа, природных зон, климатических условий, наличия полезных ископаемых и других условий на конкретной территории.

Карты разделяют по масштабу, то есть по соотношению размеров изображения с реальными размерами объекта. Например, в одном сантиметре карты может быть несколько метров или тысяч километров. Это позволяет достаточно точно определить расстояние от одного объекта на карте до другого, а также длину или площадь отдельных объектов. Карта содержит условные обозначения транспортных путей, населённых пунктов и других объектов, расшифровка которых обычно даётся в карте. На карте может быть изображена вся планета, отдельный материк, океан, государство или населённый пункт.

Легче всего представить внешний вид Земли, а также расположение на ней материков, океанов морей и государств при помощи глобуса (с латинского «шар»). На глобусе всегда изображается вся поверхность Земли, все материки и океаны. Упоминания о первой подобной модели земного шара относятся ко IIвеку до нашей эры, однако сам древний глобус так и не бы найден. Первый из сохранившихся глобусов был сделанв 1492 году немецким географом М. Бехаймом. Правда, на этом глобусе ещё не было Америки, а расстояние между западным побережьем Европы и восточным побережьем Азии было в два раза меньше, обычного. Несмотря на большую наглядность изображения глобусы применяются редко из-за своей громоздкости. Обычно глобусы изготавливают в форме правильного шара, но некоторые делают в форме эллипсоида – ведь так на самом деле выглядит Земля. Бывают глобусы не только Земли, но и звёздного неба, Луны и других объектов.

Источник

Виды изображения земной поверхности

С древнейших времен у людей была потребность в передаче графических сведений о поверхности земли, ее очертаниях, составе населения и прочем. Причем люди научились передавать эти сведения задолго до появления карт и других графических систем. Чаще всего для этого использовались кости, наскальная живопись и тому подобное. Современные виды изображения земной поверхности включают в себя:

• Глобусы.
• Карты и планы.
• Атласы.
• Аэрокосмическая и топографическая съемка.

Глобусы

Глобус (от латинского Globe — шар) представляет собой копию Землив меньших размерах. Впервые было доказано, то земной шар имеет форму круга, в Древней Греции. С тех пор считается, что для корректного отображения земной поверхности нужно использовать глобус, как элемент, полностью повторяющий структуру.

Главное преимущество глобуса — он предоставляет данные без искажений (искажений, прежде всего, лишена земная кора). Работая с ним мы получаем точное расположение и очертание морей, континентов, океанов, островов и других объектов. К недостаткам этого вида отображения поверхности следует отнести ограниченность по размерам. Глобусы, в большинстве своем, небольшого размера, поэтому детально исследовать местность по нему не выйдет.

Карты и планы

План — чертеж, на котором подробно изображен определенный элемент. Как правило, это делается з асчет использования условных обозначений. За счет того, что изучается только ограниченное пространство нет необходимости в работе учитывать шарообразную форму земли.

Карта — способ изображения поверхности Земли в уменьшенном формате с использованием условных знаков и обозначений. Карты различаются по охвату территории, масштабу и содержанию. В отличие от плана исследуют обект более детально.

Чем они отличаются

План и карта отличаются исключительно по охвату территории. Планы всегда ограничены небольшими объектами (план дома, улицы, города, деревни, леса, реки и так далее), в то время как карты бывают разными по охвату, отображая графически как локальные объекты, так и земной шар в целом. В то же время на картах из-за большого пространства наносимых на поверхность неизбежно возникают погрешности.

Таблица: Отличия плана и карты

Особенность	План	Карта
Охват территории	небольшой	вплоть до Земли
Искажения	незначительные	чем объемнее охват тем больше
Что позволяют	подробно изучать небольшие объекты	измерять расстояния, определять размеры

Атласы

Атлас — сборник карт. Если сегодня атласы являются чем-то обыденным (они есть у каждого школьника и с ними можно работать лего), то еще в средневековье атласы представляли собой настоящие энциклопедии, доступ к которым был далеко не у всех.

Принято считать, что первые атласы появились в древнем Риме. Так это или нет неизвестно, но впервые понятие «атлас» было введено в 16 веке в Нидерландах Герардом Меркатором.Современные географические атласы различаются:

• атласы по охвату территории (атлас мира, атлас стран(страны), атлас города и так далее.
• атласы по назначению (учебные, дорожные, краеведческие и так далее.
• атласы по назначению (настольные, книжные, карманные и другие).

Отличия глобуса от карты

Рассмотрим чем глобус отличается карты. Это два основных вида изображения земной поверхности и важно правильно определять различия между ними.

Таблица: Отличия глобуса и карты

Отличие	Глобус	Карта
Полная копия земли	да	нет
Искажения	нет	есть
Удобство	не удобно	удобно

Главное отличие между глобусом и картой — точность. Глобус благодаря тому, что повторяет форму строения земли, лишен искажений. У карт они есть. С другой стороны глобусы это уменьшенная Земля в миллионы раз, поэтому детально работать с ними не удобно. Глобусы небольшие по размеру, а с очень крупными работать нельзя. У карт этих недостатков нет. Благодаря различным масштабам появляется возможность досконально исследовать любые объекты.

Глобус и карта — отличия

И глобусы и карты при этом имеют абсолютно идентичные типы:

• Политический. Отображает политическое устройство мира — страны.
• Физический. Отображает общую структуры планеты.
• Рельефный. Модификация физического вида карты и глобуса, где все объекты представлены в виде выпуклой поверхности. Напоминает 3D модель.
• Астрономический. Позволяют изучать небо.
• Контурный. Сегодня распространены контурные карты, но и контурные глобусы также существуют.

Мы рассмотрели основные виды изображения земной поверхности. В дальнейших материалах более детально остановимся на вопросах картографии.

Аэрокосмическая съемка

Этот вид отображения земной поверхности считается более точным в сравнении с картами и планами, поскольку делается сверху с помощью спутника или другого специального оборудования. Благодаря съемкам из космоса и с воздуха появляется возможность детального изучения любых объектов, доступность которых раньше была под вопросом. Результаты таких съемок немного отличаются от того, что мы привыкли видеть на картах (глобусе) и для работы с такими снимками часто используют дешифрирование.

Сегодня многие из нас пользуются гугл картами или яндекс картами. Это и есть предоставление аэрокосмической съемки.

Источник

Картография: От древности до наших дней

Несмотря на то что ошибка в навигации порой приводит к чудесным открытиям — спасибо Колумбу за гамак и ананасы, — корректное ориентирование в пространстве с помощью карт всегда занимало важное место в человеческой истории. И хотя сейчас такие работы, как карта Птолемея, практически бесполезны для навигации, они дают ценное представление о том, что картографы, исследователи и географы своего времени понимали об окружающем их мире. А, скажем, карта Меркатора имеет ценность и сегодня, поскольку без нее не было бы возможным создание различных картографических проекций. Решили разобраться, что мы знаем о картографии и как человечество проходило долгий путь от настенных росписей до GPS.

Картография — это одновременно искусство и наука создания карт, она требует твердой руки, внимания к деталям и всестороннего знания географии. Картографию ранних времен следует рассматривать как математическую дисциплину, поскольку она определяет расположение объектов в пространстве, а математика всегда была наукой об измерениях. Ознакомиться с более чем 82 000 оцифрованных карт разных эпох вы можете на сайте Дэвида Рамзи, который владеет крупнейшей в мире частной коллекцией карт.

Некоторые из наскальных рисунков и изображений на костях и доисторических артефактах, которые долгое время считались исключительно художественными изображениями, согласно последним исследованиям, оказались ранними картами охотничьих угодий, ручьев и даже расположения звезд.

Самым ранним зарегистрированным изображением маршрута считают настенную роспись, которая была сделана около 6200 г. до н. э. в Чатал-Хююк в Анатолии — на ней изображено расположение улиц и домов города, а также окружающие его объекты, например вулкан. Роспись была обнаружена в 1963 году недалеко от современной Анкары в Турции, однако нельзя с уверенностью сказать, является ли роспись ранней картой или же это своего рода стилизованная картина.

Древний мир

Карты и маршруты составляли и египтяне, однако, поскольку они использовали для этих целей папирус, крайне недолговечный материал, до нашего времени дошло совсем мало картографических свидетельств Египта. Но что точно можно с уверенностью сказать об эпохе до нашей эры, так это то, что ранние карты отражали религиозные верования относительно форм мира.

Например, карты на вавилонских глиняных табличках, датируемых приблизительно 600 г. до н. э., показывают Вавилон и его окрестности в стилизованной форме, где город представлен прямоугольником, а река Евфрат — вертикальными линиями. Названная область изображена круглой и окруженной водой, что соответствует религиозному образу мира, в который верили вавилоняне.

Однако говорить о появлении картографии как дисциплины мы можем лишь с начала греческой цивилизации, когда географы эпохи начали научно оценивать окружность Земли. Птолемей, Геродот, Анаксимандр, Эратосфен — вот лишь некоторые имена людей, которые оказали огромное влияние на западные науки о Земле, включая географию. Они провели глубокое изучение размеров и формы планеты, ее обитаемых районов, климатических зон и положения стран.

Анаксимандр, мыслитель и ученик Фалеса Милетского, был первым, кто нарисовал карту известного мира. До наших времен она не сохранилась, но тем не менее благодаря описанию Геродота у нас есть представление о том, как она могла бы выглядеть: известный древнему мыслителю мир был изображен по кругу и размещался на Земле, которая имела форму барабана. Карта содержала два континента, «Европа» и «Азия», десять населенных пунктов и была разделена сверху вниз.

Хотя Анаксимандр, возможно, был первым греческим географом, титул «отец географии» получил ливийско-греческий ученый и философ Эратосфен, который жил между 276–194 годами до н. э. Именно он придумал слово «география» (и написал по этому поводу трехтомник, который сохранился во фрагментах), а также стал первым человеком, который смог вычислить размер Земли (ошибившись всего ​​на 2%), используя в измерении осевой наклон планеты и, возможно, даже ее расстояние от Солнца.

Величайшим вкладом Эратосфена в науку создания карт стала концепция широты и долготы: ему принадлежит одна из самых ранних карт известного мира (220 г. до н. э.), на которой представлены параллели и меридианы, что указывает на представление ученого о том, что Земля круглая.

Римская империя и картография

В римскую эпоху, в отличие от греков, которые интересовались в первую очередь наукой, картографы Рима ориентировались на практическое использование карт, военные и административные нужды. Необходимость контролировать империю в финансовом, экономическом, политическом и военном аспектах мотивировала на составление карт, которые отражали административные границы, физические характеристики земель или дорожные сети.

Римские карты были более или менее ограничены территорией, включающей то, что называлось «Mare Nostrum», поскольку Средиземное море было ядром Римской империи, вокруг которого распределялись все административные районы.

То, что в целом римляне внесли небольшой вклад в картографию, немного странно, учитывая их навыки в строительстве дорог, которые требовали точных геодезических измерений. Кто знает, возможно, именно математическая природа карты помешала «нематематическим» римлянам продвигать дисциплину?

Птолемей написал свою «Географию» около 150 года н. э. и собрал в ней имеющиеся знания о географии мира того времени. В работе упоминалась система широты и долготы, а также средства описания местоположений объектов на Земле на основе астрономических наблюдений из этих областей. Оригинальные карты астронома так и не были найдены и, предположительно, были потеряны, но его работа была достаточно описательной, чтобы картографы смогли воссоздать наблюдения и в 1300 году создать карту Птолемея.

Средние века

Как только христианство распространилось по Европе, доминирующим стало утверждение, что истина о мире содержится исключительно в Библии, поэтому в тех местах, где библейские цитаты противоречили научным открытиям дохристианского времени, наука была отвергнута как языческая глупость.

Среди прочего библейские цитаты, несмотря на все открытия греков, убедили одних в том, что Земля — круг, а не сфера, а других — в том, что Земля прямоугольник (согласно цитатам из Исаии о «четырех углах Земли»). Таким образом в эпоху Средневековья западный прогресс в области картографии приостановился.

С другой стороны, настоящий расцвет начался в арабском, персидском и мусульманском мире, где ученые продолжали и продвигали традиции создания карт, в основном следуя методам Птолемея. В эту эпоху картографы также начали использовать знания и заметки исследователей и торговцев, которые путешествовали по мусульманскому миру.

Пока христианская Европа создавала религиозные представления о мире, впервые стали появляться карты нового типа для моряков — портуланы, — при изготовлении которых использовался магнитный компас. Самые ранние известные портуланы, на которых показывались береговые линии и острова, датируются началом 14 века и являются итальянскими или каталонскими картами. Первые портуланы охватывали Средиземное и Черное моря, показывали направления ветра и прочую ​​информацию, полезную для моряков.

Революция картографии в Европе произошла лишь в 15 веке, и основной мотивацией стало, во-первых, открытие новых земель, а во-вторых, рост доступности карт благодаря изобретению печатного станка.

Tabula Rogeriana от аль-Идриси — это не просто карта мира, но тщательно составленный географический текст, который описывает природные особенности, этнические и культурные группы, социально-экономические и другие характеристики каждой области, нанесенной на карту.

Работа была создана для короля Сицилии Роджера II, и при ее подготовке аль-Идриси использовал как свой собственный обширный опыт путешествий, так и беседы с другими исследователями и услуги чертежников, которым платили за то, что они ездили по миру и наносили на карту свои маршруты. Карты в Tabula Rogeriana описывают мир как сферу и разбивают его на семьдесят прямоугольных сечений, каждое из которых подробно описывается в заметках.

Карта Фра Мауро была создана монахом около 1450 года н. э. и считается одним из лучших произведений средневековой картографии. Большая круглая карта, около двух метров в диаметре, нарисованная на пергаменте и растянутая в деревянной раме, изображает известный в то время мир — Европу, Азию и Африку. Карты Фра Мауро ориентирована на юг, который расположен вверху.

Херефордская Mappa mundi, созданная Ричардом Хальдингамским и Лаффордским в 1285–1290 годах, известна тем, что является самой крупной средневековой картой, которая все еще существует, а также одной из самых тщательно прорисованных и раскрашенных. Сама карта круглая, в ее центре расположен Иерусалим, а в верхней части изображен райский сад в огненном кольце.

Карта ориентирована на восток, который расположен вверху, а ее странная особенность состоит в том, что Европа ошибочно помечена как Африка, и наоборот. Хотя карта круглая, эксперты не считают это доказательством того, что картограф верил в плоскую Землю: карта рассматривается как тип проекции с необитаемыми районами к северу и югу. «Mappa mundi» — общий термин для карт средневековой Европы.

Ранний современный период

Полиграфия, а также разработка различных методов и инструментов измерения начиная с 16 века сделали картографов влиятельными людьми. Коммерческая экспансия, колонизация новых частей мира и поиск возможностей для военного превосходства над другими странами сделали необходимостью создание точных карт. Наибольший прогресс в картографической науке той эпохи случился в 1569 году, когда были опубликованы первые карты Герарда Меркатора.

На 16 век также пришлись значительные улучшения в вопросах тригонометрии, изготовлении математических инструментов, астрономии и географии. Немецкий математик Региомонтан был в числе первых, кто понял, что для составления точных карт необходимы точные координаты мест и что самая большая проблема заключается в вычислении долготы — решить ее он предлагал с помощью метода расчета лунных расстояний.

Последователем Региомонтана был Иоганн Вернер из Нюрнберга, географическая работа которого, книга «In Hoc Opere Haec Cotinentur Moua Translatio Primi Libri Geographicae Cl’Ptolomaei» (1514 г.), содержит описание инструмента с угловой шкалой, который позволяет считывать градусы. Вернер также представил метод определения долготы на основе лунных затмений и изучал картографические проекции: все это оказало сильное влияние на Герарда Меркатора.

Сам Меркатор создал много новых карт и глобусов, но его величайшим вкладом в картографию является проекция Меркатора. В какой-то момент картограф понял: все это время моряки неправильно предполагали, что следование определенному курсу компаса заставит их путешествовать по прямой линии.

Корабль, плывущий к определенной точке по компасу, будет следовать по кривой, называемой локсодромией. Глобус, который Меркатор создал в 1541 году, впервые показал эти линии неровностей и стал шагом в разработке идеи проекции, которую Меркатор использовал впервые в 1569 году для настенной карты мира на 18 отдельных листах.

Карта мира Герарда Меркатора известна как первая попытка «правильно» представить круглую Землю на плоской поверхности. Поскольку она представляет собой цилиндрическую проекцию, карта не имеет согласованного масштаба применительно к круглой Земле, из-за чего расстояния вблизи полюсов сильно искажены.

Интересно и то, что на этой карте Гренландия кажется больше Африки. В общем, как карта мира проекция Меркатора имеет существенные недостатки (как и все проекции), но для морских карт это, несомненно, лучшее решение, которое в конечном итоге было принято всеми моряками.

Карта Риччи была составлена ​​иезуитским священником Маттео Риччи в 1602 году — это самая старая из сохранившихся карт на китайском языке, на которой есть Америка. В центре мира на карте расположен Китай.

Современный период

После промышленной революции во всем мире начали процветать торговля и коммерция. Эпоха постиндустриальной революции привела к появлению среднего класса, который мог позволить себе такую роскошь, ​​как книги и путешествия. Географы и картографы отреагировали на растущий спрос: крупное, почти художественное создание карт, столь популярное в предыдущие столетия, уступило место более практичным и портативным картам с мелкими элементами. Карты начали постепенно терять свое декоративное значение.

К 17–18 векам научные достижения проложили путь для дальнейших улучшений, прогресс в картографии стал зависеть от наличия средств для точного определения положения мест. Расчет широты давно уже не был проблемой благодаря секстанту, однако с долготой по-прежнему все было не так уж просто.

Помимо сложностей с методами ее вычисления, встал вопрос об установлении нулевой отметки. Для установления картографических стандартов было необходимо международное соглашение: гринвичский меридиан как нулевая отметка долготы был принят в 1884 году на Международной конференции по меридианам.

Вторым основным ориентиром стал экватор. Наконец, для стандартизации карт было необходимо принять и другое решение, а именно то, как карта будет ориентирована. Сейчас нам кажется вполне логичным располагать север сверху, а юг — внизу, но на самом деле это совершенно произвольное решение.

Французский картограф Николя де Фер был в меньшей степени ученым и в большей — художником. Де Фер известен производством более 600 карт, и хотя они, вероятно, не выиграли бы никаких призов за географическую точность, его работы ценились за чистую красоту и декоративные качества. Этого было достаточно, чтобы назначить Николя де Фера королевским географом французского дофина, герцога Анжуйского.

Новейшее время

Важнейшим инструментом современной картографии стал компьютер — сейчас подавляющему большинству людей карты известны в виде GPS-навигации и плакатов с изображениями стран, развешанными над столами школьников. Хотя теоретически сама возможность рисовать карты в современном мире никуда не делась, сейчас подобное занятие является очень узкой областью для ценителей и не предполагает практического применения.

Хотя современные картографы не пользуются тем же уважением, как их коллеги времен, когда рукописные и гравированные карты были дорогими предметами искусства, картография по-прежнему остается очень сложной дисциплиной. Немногие картографы являются лишь картографами: обычно человек этой профессии совмещает в себе художника, гравера и писателя. Но кем бы он ни был, одна общая черта объединяет всех картографов, и это увлечение окружающим миром.

Карты, которые изменили мир

Карта Генриха Мартелла (1490 г.)

Карта составлена ​​немецким картографом и отражает новейшие теории о форме мира и наиболее точных способах отобразить его на плоской поверхности. Говорят, что Колумб использовал эту карту (или похожую на нее), чтобы убедить Фердинанда Арагонского и Изабеллу Кастильскую поддержать его путешествие в начале 1490-х годов. И если смотреть на карту, большого морского расстояния между Европой и Китаем действительно нет — как и думал Колумб.

Карта мира Мартина Вальдземюллера (1507 г.)

На этой карте впервые названа и рассматривается как отдельный континент Америка. Карта была создана опытным картографом Мартином Вальдземюллером и сопровождалась пояснительной брошюрой поэта и картографа Маттиаса Рингманна. Под впечатлением от работ флорентийского мореплавателя Америго Веспуччи Рингманн предположил, что Америка является не частью Азии, как думал Колумб, а самостоятельным континентом.

Китайский глобус (1623 г.)

Созданный для китайского императора, это самый ранний из известных китайских глобусов, который показывает слияние восточной и западной культур. Его создателями, как полагают, являются миссионеры-иезуиты Мануэль Диас (1574–1659), который привез в Китай телескоп, и Николо Лонгобарди (1565–1655), главный генерал китайской миссии. Уважаемые ученые, они представили изображение земного шара, которое контрастировало с традиционными китайскими картами: для них было нормальным преувеличивать размеры Китая и помещать его в центр мира.

Описательная карта лондонской нищеты (1889 г.)

Бизнесмен Чарльз Бут скептически отнесся к заявлению 1885 года о том, что четверть лондонцев живет в крайней нищете. Чтобы проверить положение дел, Бут нанял людей для расследования, которые обнаружили, что реальная цифра составляет 30%. Результаты исследования были картографированы, а состояние людей на карте размечалось с помощью семи цветовых категорий: от черного для «самого низкого класса, полукриминального» до золотого для богатых. Придя в ужас от результатов, власти Лондона построили первые муниципальные дома.

Будь на страже! (1921 г.)

В начале 20 века совсем молодому государству — СССР — угрожали вторжение, голод и социальные волнения. В помощь большевистской пропаганде был нанят целый ряд успешных советских художников и графиков, среди которых — Дмитрий Моор, автор плаката выше. Изображение с картой европейской части России и ее соседей, а также образ героической большевистской гвардии, побеждающей вторгающихся врагов, помогли определить место Советского Союза в русском народном самосознании.

Google — Планета Земля (2005 г.)

Практически впервые в истории возможность создать точную карту и указать на ней то, что вы считаете нужным, была передана в руки любого желающего. Если же вам не очень интересно отмечать на карте ближайший магазин, возможность посмотреть на Землю из космоса и поискать необычные объекты на поверхности нашей планеты тоже вполне неплохой бонус.

Источник