Использование карт

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

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 картографи- ческих 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 приёмы графического изготовления 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

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

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)

Открытие климатической зональности

Открытие природной зональности

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»

Реконструкция гондванны

Наилучшее совпадение очертаний материков по изобате 200 м. (по А.П.Александрову)

Специальная десятиверстная карта

Карта составлена в 1865 – 1871 гг. Редактор – видный военный картограф и ученый генерал-лейтенант 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»

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 карт

Описания по картам

Графические приемы

Графоаналитические приемы

Приемы математического анализа

Приемы математической статистики

Приемы теории информации

Приемы теории графов

Графические приемы

Профили

Профили, построенные по картам Атласа Тихого океана

Графические приемы

Сечения

Блок-диаграммы

Блок-диаграммы

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

Картометрия

Картометрия – непосредственные измерения по картам

Возможны измерения следующих величин: ?, ?, X, Y - географические и прямоугольные координаты d, l - длины прямых и извилистых линий, расстояния P – площади V – объемы ?, ?, i – вертикальные и горизонтальные углы, угловые величины

Измерение расстояний

Циркуль-измеритель с малым раствором игл: l0 = l1 + (l1 – l2) k , где l1 и l2 – длины, измеренные двумя циркулями с растворами d1 и d2, а k – эмпирический коэффициент

?DL = ? d m /4N , d – параметр палетки, m – число пересечений, N – число наложений палетки

Измерение площадей

Формулы для подсчета площадей: а, в P = a2 n б P = d ?l г P = 0,866R2n

Морфометрия рельефа

?l – сумма длин линий; Р - площадь

Вертикальное расчленение: A = z max – zmin

Z max и zmin – максимальное и минимальное значение высоты

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

? = l/s – относительная извилистость ? = s/d – извилистость общих очертаний ? = ?? = l/d – общая извилистость ? = 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

Условие минимума квадратов отклонений: ??i2 = ? [F(xi,yi) – f (xi,yi)]2 = min

Уравнение поверхности: Z = F (x,y)

Аппроксимирующее уравнение: z = f (x,y) + ?

Z = f1(x,y)+f2(x,y)+…+ fn(x,y)+?

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 = zф + zо, где zф >> zо Z = f1(x,y)+f2(x,y)+…+ fn(x,y)+?

ОП – графическое изображение отклонений исходной поверхности от фоновой. Показывает размещение наложенных черт, аномалий, случайных отклонений.

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

Статистические распределения

Корреляционный анализ

Пространственные корреляции

Азербайджан

Корреляционные карты

Исследования по картам

АНАЛИЗ ОТДЕЛЬНОЙ КАРТЫ Изучение картографического изображения без его преобразования – анализ структуры объектов Преобразование картографического изображения – приведение его в вид более удобный для данного исследования Разложение картографического изображения на составляющие – выявление нормальной и аномальной составляющих в развитии и размещении явлений

АНАЛИЗ СЕРИИ КАРТЫ Сравнение карт разной тематики – установление связей и зависимостей между явлениями Сравнение разновременных карт – изучение динамики и эволюции объектов и 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

П Р И Р О Д Н Ы Е К О Н Т У Р Ы Параллельный рисунок (гидросеть Приобского плато) Древовидный рисунок (аллювиальные почвы) Решетчатый рисунок (разломы в Предбайкалье) Веерный рисунок (разрывные нарушения, Саяны) Веерный рисунок (дельта р. Селенги) Радиальный рисунок (гидросеть на плато Путорана) Дугообразный рисунок (пойменные гривы, в излучине р. Вилюй) Кольцевые структуры (тектонические структуры, Казахстан) Пятнистый рисунок (талые понижения в Якутии)

Анализ рельефа и гидрографии

В рельефе и гидрографии выделяются системы С.-З. и С.-В. линеаментов

Планетарные линеаменты

Идеальная сетка диагональных разломов на Земном шаре

Схематизация изображения

Преобразование карты современного рельефа в карту морфоизогипс

Обобщение горизонталей

Преобразование метрики изображения

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(z1+z2+ … +z7) + ?

Действия с поверхностями

Преобразование континуализации

Анализ взаимосвязей по картам

Южная Армения. Картографические изображения имеют большое сходство при полном отсутствии связи между явлениями

Показатель взаимного соответствия

Сравнивая карты, где явление изображено на моменты времени t1, t2,…,

tn , можно определить изменения за промежуток времени ?t и оценить приращения координат ±? X и ±? Y , изменения расстояний ±?l , прирост площадей ±?P и объемов ±?V, 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 *

Сравнение разновременных карт

Цель сравнения – повторное определение состояния и пространственного положения явления

При повторных измерениях делают 2 допущения: За величину перемещения

принимают сумму всех перемещений за промежуток ?t 2. Скорость изменений за промежуток ?t считают постоянной *

Изменения природных и техногенных явлений оцениваются по картам, как сумма всех изменений за промежуток времени ?t *

Допущения при сравнении карт

По В. Бунге, 1967

Сравнение разновременных карт

Сравнение разновременных карт

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

Сравнение разновременных карт

Карты плотности населения Санкт-Петербурга в 1950, 1970 и 1975 гг. и карты-разностей 1950 - 1970 и 1970 - 1975 гг.

Определение

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

Прогнозные карты

Предварительный прогноз

Вероятный прогноз

Прогнозные карты

Весьма вероятный прогноз

Прогнозные карты

Перспективный расчет

Картографический прогноз

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

Спасибо за внимание