Измерение расстояния по глобусу. Масштаб

Вопросы перед параграфом

1. Почему ось школьного глобуса наклонена к горизонтальной подставке под углом 66,5 градусов?

Глобус Земли является точной моделью планеты. На глобусе изображены все географические объекты. Ось глобуса имеет наклон к его горизонтальной подставке в 66,5 град в связи с тем, что земная ось также имеет наклон на тот же угол. Таким образом, глобус не только дает представление о том, как выглядит планета, но и дает представление о ее расположении в целом в космическом пространстве.

2. Как ориентирована земная ось? На какую звезду она направлена?

Земная ось наклонена по отношению к прямой линии. То, что ось Земли не строго вертикальна, имеет очень большое значение для планеты. Достоверно известно, что своим северным полюсом наша планета направлена на Полярную звезду. Именно поэтому по ней люди и определяют северное направление в ночное время суток.

3. Какие способы применяют картографы для изображения рельефа земной поверхности на глобусе и картах?

На глобусе формы рельефа изображают изогипсами. Если горизонтали проводятся через равное расстояние, то изогипсы в соответствии со шкалой: 200, 500, 1000,1500, 2000, 3000 и далее через 1000 м. изображения рельефа дополняется послойной окраской. Характеризовать рельеф суши и морского дна на глобусе помогает шкала высот и глубин. Шкала разделена на ступени высот и глубин. По шкале высот и глубин можно более точно определить высоту или глубину в метрах. Возвышенные участки суши окрашивают коричневым цветом. Насыщенность красок с увеличением высоты. В отличии от топографических карт, зеленый цвет на глобусе используют для показа равнин, а не растительного покрова.

Подводный рельеф и глубины различных участков океанов и морей обозначают на глобусе изобатами. Изобаты – это линии, соединяющие точки дна с одинаковой глубиной. Для послойной окраски глубин используются различные оттенки синего цвета: чем глубже, тем темнее.

Вопросы и задания

1. По глобусу определите, какой ступени шкалы высот соответствует рельеф вашей местности.

Шкала высот представляет собой шкалу различных цветовых гамм. Так называемая высотная ступень имеет свой цвет. Как правило низменные участки имеют зеленый цвет (0 - 200м). Ступени выше (200м и выше) красят в желтый, затем в коричневый. Чем выше точка, тем темнее цвета. Бывает и наоборот. Горы - светло желтые, а морские впадины - темно синие. Обычно шкалу высот применяют на географических картах, а также гипсометрических и физических. На полях карты помещают шкалу высот.

Рельеф Южного Урала отличается большим разнообразием. Он формировался на протяжении миллионов лет. В пределах Челябинской области имеются различные формы рельефа - от низменностей и холмистых равнин до хребтов, вершины которых превышают 1000 м.

Западно-Сибирская низменность ограничена с запада горизонталью (отметка 190 м над уровнем моря), что проходит через села Багаряк, Кунашак и далее через Челябинск - на юг. Низменность слабо наклонена на северо-восток, понижаясь до 130 м у восточной границы области.

2. Используя гибкую линейку, определите расстояние от вашего населенного пункта до крупнейших городов мира, например Мехико, Нью-Йорка, Токио, Рио-де-Жанейро.

Расстояние от Челябинска до Рио-де Жанейро - 13000; Мехико – 11500; Нью-Йорк – 8500; Токио – 6100 километров.

3. Определите протяженность территории России с запада на восток вдоль Северного полярного круга.

Известно, что длина одного градуса равна 44,5 км и Полярный круг пересекает границы России примерно на долготе 29гр. на западе и 171гр. на востоке (180 - 29) + 9 = 160гр, 160 *44,5км=7120 км.

Кратчайшее расстояние от западной границы с США в Беринговом проливе.

Западная точка на границе с Финляндией имеет координаты-67*с. ш. и 32 * в. д.. Расстояние до Гринвичского меридиана =180*-32*=148*,да еще прибавить 11* до 169* з. д, до границы с Америкой и получим всего расстояние в градусах=148+11=159 *. Каждый градус на 67 параллели=52 км, значит самое краткое расстояние по 67 параллели будет 52км*161*=8372 км. (примерное значение)

4. Определите протяженность территории России с севера на юг вдоль меридиана 45 градусов в.д.

Чтобы найти протяженность России с севера на юг, смотрим координаты севера и юга по 45 * меридиану. Северная точка лежит на 68* с.ш,а на юге на 40*с.ш. Находим разность 68*-40*=28*, 111,1*28= 3110 км

Цели и задачи урока:

Повторить и закрепить знания и умения по определению географических координат;

Определение расстояний между объектами по карте и глобусу;

Определение положения одного объекта относительно другого на карте и глобусе;

Определение расстояний между объектами, расположенными на одной параллели и на одном

меридиане (в градусах и километрах);

Определение высот и глубин географических объектов с помощью шкалы высот и глубин;

Развивающие

Развитие логического мышления;

Расширение кругозора учащихся.

Воспитывающие

Воспитание инициативы, активности;

Умение работы в группе

Межпредметные связи : математика

Ход урока.

1. Организационный момент

Проверка готовности учащихся к уроку;

Проверка посещаемости;

Озвучивание темы урока, целей и задач урока.

2. Актуализация опорных знаний

Блок повторения и закрепления материалов по теме «Географические координаты»

Градусную сетку на карте и глобусе образуют линии ….. (меридианы и параллели)

Какую форму имеют меридианы Земли? Полуокружности, дуги.

Какова их величина? 180*, 20000 км, 1*=111 км

Через сколько градусов проведены меридианы на карте полушарий и на глобусе? Почему? Можно ли провести их иначе? Через 10*. Т.к. меридианы условные линии, то можно нанести на карту любое их количество.

Какое направление показывают линии меридиана? Север-юг

Можно ли провести меридиан в классе? Как определить его направление? Можно. Необходимо знать направление на север.

Назовите материк и океан, которые пересекают все меридианы. Антарктида. Северный Ледовитый океан.

Как вы объясните название «параллель»? Линии, параллельные экватору.

Какую форму имеют параллели? Окружности.

Какая параллель самая длинная? Экватор.

Какова длина параллелей в градусах и километрах? 360*. Длина в километрах уменьшается по направлению от экватора к полюсам. Величина градусная не изменяется. Длина экватора 40000 км. 1*=111 км.

Путешественник двигается по параллели с востока на запад. В какое место он прибудет? В пункт своего отправления.

Будет ли путешествие от полюса к полюсу короче по 60-му меридиану, чем по 30-му? Нет, т.к. длина меридианов одинакова.

В каком направлении идет судно из Средиземного моря в Атлантический океан через Гибралтарский пролив? На запад.

Какой из островов – Новая Гвинея или Мадагаскар – расположен севернее? Новая Гвинея.

Что же необходимо знать, чтобы правильно определять местоположение объектов на Земле? Координаты точки (объекта): широту и долготу.

По карте полушарий (работа в группах) определите координаты географических объектов: г. Лондон 51*с.ш.0*д. г. Джомолунгма 29*с.ш.88*в.д. о-в. Пасхи 28*ю.ш.109*з.д.

По данным координатам найдите географические объекты: 29*ю.ш.138*в.д. – озеро Эйр (Австралия), 39*с.ш.77*з.д. – Вашингтон , 55*ю.ш.68*з.д. – о-в Огненная Земля

3. Изложение нового материала

3.1. Ориентирование глобуса.

Мы научились определять географические координаты по карте и глобусу.

Скажите, пожалуйста, почему ось школьного глобуса наклонена к горизонтальной подставке под углом 66,5*? Потому что земная ось имеет наклон 66,5*.

Сейчас наша задача состоит в том, что мы должны научиться ориентировать глобус. Для этого нам необходимо (стр.62, рис. 67):

Ось глобуса совместить с полуденной линией

(полуденная линия указывает направление на север)

так как мы не можем в данный момент определить полуденную линию, мы воспользуемся компасом и определим направление на север и расположим глобус так, чтобы его ось была направлена на север;

- градусная мера угла наклона оси глобуса к горизонтальной плоскости должна быть равна значению географической широты места

Москва 56*с.ш.

66,5*- 56*=10,5 * - угол наклона основания глобуса к горизонтальной плоскости;

мы сориентировали глобус на широте Москвы;

- ориентированный глобус позволяет изучить условия освещения Земли в разное время года

Создаем модель освещения Земли; обращаем внимание на угол падения солнечных лучей в различное время года (стр.22, рис 20)

3.2. Изображение рельефа на глобусе и на карте.

Рельеф – это все неровности земной поверхности. Приведите примеры различных форм рельефа (горы, овраги, холмы, впадины, возвышенности) .

На плане и топографической карте неровности обозначаются линиями, которые называются ….. (горизонтали ).

На глобусе и карте формы рельефа изображают изогипсами (горизонталями).

Изогипсы – линии, соединяющие точки с одинаковой абсолютной высотой. Изогипсы обозначены коричневым цветом.

Изображение дополняется и послойной окраской.

Как называется шкала, с помощью которой мы можем определить высоту точки? Шкала высот и глубин.

Каким цветом окрашены возвышенные участки суши? Коричневым

Зеленый цвет на карте указывает на наличие лесных массивов или на высоту местности? На высоту местности.

На карте и глобусе показаны абсолютные или относительные высоты объектов? Абсолютные, относительно уровня моря.

Можем ли мы определить глубины различных участков океана? Как мы это определим? Используем шкалу глубин: сравним цвет участка и соответствующий участок шкалы глубин и определим глубину.

Линии, с соединяющие точки с одинаковой глубиной наз. изобаты. Эти линии на карте и глобусе – синего цвета.

3.3. Определение расстояний по глобусу.

1. Точки расположены на одном меридиане . Это значит, что данные точки имеют одинаковую географическую долготу. Как же найти кратчайшее расстояние между этими точками?

На глобусе находим Санкт - Петербург и озеро Танганьика (Африка), эти объекты расположены на меридиане 30* в.д.

2 способ – определяем расстояние в градусах 65*

Вспоминаем, что 1* = 111 км

Определяем расстояние 65 х 111= 7215 км

Сравним полученные разными способами расстояния. Расстояния одинаковы, так это кратчайшие расстояния между объектами.

2. Точки расположены на одной параллели.

Это означает, что точки имеют одинаковую географическую широту.

Определим расстояние от Санкт - Петербурга до Магадана. Эти города расположены на параллели 60*

1 способ – определяем расстояние с помощью гибкой линейки

Используя масштаб, определяем расстояние между объектами;

2 способ – определяем расстояние в градусах 120*

Длина 1* параллели 60* равна 55,8 км

Определяем расстояние 120 х 55,8 = 6696 км

Сравним полученные разными способами расстояния. Расстояния различны. Почему? Расстояние, измеряемое по параллели, не является кратчайшим; приложив гибкую линейку, мы видим, что нет совпадения с параллелью 60*, так как это будет расстояние кратчайшее между объектами.

3. Работа в группах.

Используя гибкую линейку, определите расстояния между Москвой и указанными городами на глобусе и определите в каком направлении от Москвы расположены данные города. Полученные данные внесите в таблицу.

Рио-де-Жанейро

Нью-Йорка

Кейптауна

Работу выполнили учащиеся:

____________________________________

Оценка _________________

4. Подведение итогов.

Сегодня на уроке мы узнали: как ориентируется глобус, как определяются на карте и глобусе высоты и глубины, научились определять расстояния между объектами на глобусе. За работу сегодня оценки получили следующие учащиеся:

«5» _______________ «4» ______________ «3» _______________

_______________ ______________ _______________

5. Домашнее задание: параграф 16, задания № 4,5; энциклопедия для детей изд. «Аванта+» Том 3 «География»

3. Работа в группах.

Координаты

Координаты

29*ю.ш.138*в.д.

г. Джомолунгма

39*с.ш.77*з.д.

о-в Пасхи

55*ю.ш.68*з.д.

Определить расстояние (в км) от Москвы до:

В каком направлении от Москвы расположены города

Рио-де-Жанейро

Нью-Йорка

Кейптауна

____________________________________

Оценка _________________

3. Работа в группах.

1. Используя карту полушарий или глобус, определите координаты заданных точек и по данным координатам определите географические объекты. Полученные результаты запишите в таблице.

Координаты

Координаты

29*ю.ш.138*в.д.

г. Джомолунгма

39*с.ш.77*з.д.

о-в Пасхи

55*ю.ш.68*з.д.

2. Используя гибкую линейку, определите расстояния между Москвой и указанными городами на глобусе и определите в каком направлении от Москвы расположены данные города. Полученные данные внесите в таблицу.

Определить расстояние (в км) от Москвы до:

В каком направлении от Москвы расположены города

Рио-де-Жанейро

Нью-Йорка

Кейптауна

Работу выполнили учащиеся: ____________________________________

____________________________________

Оценка _________________

3. Работа в группах.

1. Используя карту полушарий или глобус, определите координаты заданных точек и по данным координатам определите географические объекты. Полученные результаты запишите в таблице.

Координаты

Координаты

29*ю.ш.138*в.д.

г. Джомолунгма

39*с.ш.77*з.д.

о-в Пасхи

55*ю.ш.68*з.д.

2. Используя гибкую линейку, определите расстояния между Москвой и указанными городами на глобусе и определите в каком направлении от Москвы расположены данные города. Полученные данные внесите в таблицу.

Определить расстояние (в км) от Москвы до:

В каком направлении от Москвы расположены города

Рио-де-Жанейро

Нью-Йорка

Кейптауна

Работу выполнили учащиеся: ____________________________________

____________________________________

Оценка ___________

3. Работа в группах.

1. Используя карту полушарий или глобус, определите координаты заданных точек и по данным координатам определите географические объекты. Полученные результаты запишите в таблице.

Координаты

Координаты

29*ю.ш.138*в.д.

г. Джомолунгма

39*с.ш.77*з.д.

о-в Пасхи

55*ю.ш.68*з.д.

2. Используя гибкую линейку, определите расстояния между Москвой и указанными городами на глобусе и определите в каком направлении от Москвы расположены данные города. Полученные данные внесите в таблицу.

Определить расстояние (в км) от Москвы до:

В каком направлении от Москвы расположены города

Рио-де-Жанейро

Нью-Йорка

Кейптауна

Работу выполнили учащиеся: ____________________________________

____________________________________

Министерство образования и науки Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Кафедра экологии и зоологии

Методические указания

Ярославль 2004

ББК Д 82я 73

Составитель О.А. Гусева

Рецензент – кафедра экологии и зоологии ЯрГУ.

Лабораторные занятия по географии: Метод. указания / Сост.

О.А. Гусева; Яросл. гос. ун-т. Ярославль, 2004. 36 с.

Данные методические указания являются дополнением к основному лекционному курсу и руководством для выполнения практических заданий по географии.

Предназначены для студентов, обучающихся по специальности 013100 Экология и направлению 511100 Экология и природопользование (дисц. "География", блок ЕН), очной формы обучения.

Ярославский государственный университет, 2004

О.А. Гусева, 2004

Введение

Лабораторные занятия по курсу «География» ставят целью научить студентов основам работы с географическими картами и закрепляют знания, полученные ими при изучении теоретического курса.

Любая географическая карта является самостоятельным научным произведением, несущим большой объем информации. Но прочитать эту информацию может только специалист, обладающий определенными навыками и методикой работы с картами.

Основными задачами при проведении практических занятий являются:

1) ознакомление студентов с основными правилами построения карт (масштаб, картографическая сетка, условные обозначения) и использование их при определении местоположения географических объектов;

2) использование методов сравнительно-географического анализа для составления всесторонней характеристики географических объектов;

3) развитие навыков анализа картографического материала для получения новой информации об изучаемом объекте или явлении.

В процессе обучения студенты получают пространственное представление о строении географической оболочки, об основных закономерностях в расположении компонентов геосистем, об их взаимосвязи и взаимозависимости.

Занятие 1. Общие сведения о географических картах. Определение

географических координат точек и расстояния между двумя точками на глобусе

Термин «карта» происходит от греческого слова chartes, которое означало лист папируса или письма.

Карта – уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли и относящихся к ней объектов и явлений на плоскости в той или иной картографической проекции и системе условных обозначений.

К числу основных картографических произведений относятся также глобусы – объемные шарообразные модели Земли иатласы – систематические, целостные собрания карт, созданные по единой программе.

Существующие в настоящее время географические карты весьма разнообразны. Основными признаками для их классификации являются следующие:

- охват территории;

Содержание;

Масштаб.

По охвату территории все географические карты делятся на четыре группы:

а) карты всей земной поверхности, называемые мировыми или картами мира;

б) карты полушарий, их часто составляют парными (восточное и западное, полушарие океаническое и полушарие суши);

в) карты отдельных материков и их крупных частей, к этой же группе относятся карты океанов и больших морей;

г) карты государств и их частей, выделяемые по политикоадминистративному признаку, экономическому или физикогеографическому делению (карты отдельных государств, республик, областей, экономических районов).

На общегеографических картах изображается внешний облик земной поверхности, наносятся и характеризуются, главным образом, элементы местности – реки, озера, леса, дороги, города, селения и т.п. При этом ни один из них не является основной темой карты и подробность изображения каждого элемента зависит лишь от особенностей изображаемой территории. К общегеографическим относятся, в частности, все топографические карты. Мелкомасштабные общегеографические карты называют также обзорными.

Тематические карты посвящены лишь более или менее узкой группе объектов или явлений. Так, на физических картах предметом (темой) изображения является рельеф и гидрографическая сеть; на картах путей сообщения – различные дороги, водные пути и воздушные линии; на экономических картах – промышленность, сельское хозяйство и т.д. Содержание тематической карты условно делится на две части. К первой – основной части относят изображение того явления, которое составляет тему данной карты. Это –специальное содержание карты. На карте средних температур января и июля в «Атласе для учителей средних школ» (1982) специальное содержание составляют изотермы и фоновая окраска между ними. Все остальное содержание тематической карты, не выражающее непосредственно ее тему, относят кгеографической основе . На упомянутой выше метеорологической карте географическую основу образует изображение береговой линии океанов, морей, озер, а также изображение рек, пунсонов населенных пунктов с их названиями, линии параллелей и меридианов. Географическая основа тематической карты нужна прежде всего для ориентировки в размещении объектов и явлений, относящихся к специальному содержанию.

На отдельных картах часто показаны связи двух, трех и большего числа элементов. По степени обобщенности характеризуемых явлений тематические карты могут быть аналитические и синтетические.

К аналитическим относят карты, на которых величина явления показана на основе конкретного измерения (карты отдельных метеорологических элементов).

На основе нескольких аналитических карт строят карты синтетические , на которых явление характеризуется как единое целое на

основе соединения и обобщения ряда показателей. Примером могут служить карты климатических областей.

По масштабу географические карты делятся накрупномасштабные , построенные в масштабе 1: 200 000 и крупнее,среднемасштабные , имеющие масштаб от 1: 200 000 до 1: 1 000 000 и

мелкомасштабные – мельче 1: 1 000 000.

Под масштабом понимают отношение длины линии на карте к длине соответствующей линии на земном шаре.

Численный масштаб выражается дробью, где в числителе 1, а в знаменателе число m, показывающее степень уменьшения:

Иногда на картах вместо численного соотношения словами пишут, какому расстоянию на местности соответствует 1 см на карте: в 1 см 1 км. Такой вид имеет именованный масштаб.

Для определения по картам длин линий на местности служит линейный масштаб, который представляет собой прямую, разделенную на равные отрезки. Масштаб длин на карте в тех местах, где нет искажений длин, называетсяглавным масштабом. Масштабы в других местах карты, в отличие от главного, называютчастными масштабами.

Любая карта построена с помощью той или иной картографической проекции, т.е. способа изображения поверхности земного шара на плоскости.

Наиболее распространены проекции цилиндрические , когда проектирование с шара ведется как бы на поверхность цилиндра,конические иполиконические , когда вспомогательными поверхностями служат один или несколько конусов, и азимутальные, когда проектирование ведется на плоскость. Кроме того, существует большой класс условных проекций, при построении которых не пользуются геометрическими аналогиями, а лишь математическими уравнениями.

На мелкомасштабных картах главный масштаб (тот, который указан на карте) сохраняется только на линиях и в точках нулевых искажений, там, где вспомогательная поверхность касается или сечет шар. Во всех остальных частях карты масштаб несколько преувеличен или приуменьшен. Естественно, что, подбирая картографическую проекцию для карты, линии или точки нулевых искажений располагают в средней части изображаемой территории, например, в азимутальных

проекциях точку касания берут примерно в ее центре. Величина искажений на картах зависит от их масштаба: чем мельче масштаб карты, тем больше искажения. Искажений не удается избежать даже на крупномасштабных картах.

При построении топографических карт в нашей стране применяется поперечная цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера. При построении карт в данной проекции используется касательный к земному шару (эллипсоиду) цилиндр, ось которого перпендикулярна земной оси. Линия касания цилиндра проходит по меридиану земного шара и является, следовательно, общей для цилиндра и эллипсоида; вследствие этого длина меридиана касания не изменится при переходе на боковую поверхность цилиндра. Если перенести на ту же поверхность другие меридианы, длина их увеличится. При этом, чем дальше от линии касания они будут находиться, тем больше будут искажены. Очевидно, что для переноса на боковую поверхность, надо брать с эллипсоида узкую полосу. В результате исследований этого вопроса было предложено переносить на боковую поверхность сфероидический двуугольник, ограниченный меридианами с разностью

долгот 6° (зона Гаусса-Крюгера). Каждая зона строится на отдельном касательном цилиндре так, что линия касания проходит по среднему меридиану зоны, который называется осевым. Осевой меридиан зоны и экватор изображаются прямыми взаимно перпендикулярными линиями. Все остальные меридианы и параллели – кривые (фрагмент зоны Гаусса-Крюгера показан на рис. 4).

Положение любой точки на географической карте можно определить с помощью географических координат – угловых величин, показывающих положение данной точки относительно экватора и нулевого меридиана (рис. 1).

Широта – угол между плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке. Широту обозначают греческой буквойφ и отсчитыв а- ют по дуге меридиана в обе стороны от экватора, начиная от 0o до 90o . Широты, отсчитываемые от экватора к северу, называются северными (подписываются – с.ш.), к югу – южными (ю.ш.).

Долгота – угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку. Долгота обозначается греческой буквойλ, отсчитывается вдоль экватора (или по другой параллели) по обе стороны от нулевого меридиана. Географическая долгота может принимать значения от 0o до 180o . Долгота к

востоку от Гринвича до меридиана 180o считается восточной (в.д.), к западу от меридиана 180o – западной (з.д.).

Параллель – это любая линия, все точки которой имеют одну и ту же географическую широту.

Меридиан – это линия, все точки которой имеют одинаковую географическую долготу.

Линии параллелей и меридианов наносят на карты для удобства ориентирования. Изображения меридианов и параллелей на карте на-

зывают картографической сеткой.

Задание 1. Определение по глобусу географических координат точки

Сначала определяют географическую широту. Для этого с пом о- щью гибкой линейки измеряют расстояние от данной точки до параллели, ближайшей в сторону экватора (измеряют перпендикулярно к ней, по меридиану заданной точки), и расстояние между двумя параллелями, проходящими по обе стороны от этой точки.

Зная расстояние в градусах между параллелями, решают пропорцию и получают число градусов между точкой и ближайшей к экватору параллелью. Полученное значение прибавляют к широте последней и вычисляют искомую широту точки.

Например, параллели на глобусе проведены через 10o , что с о- ставляет 3 см. Заданный пункт находится между параллелями 30o и

40o с.ш. Расстояние от заданного пункта до параллели 30o (ближней к экватору) составляет 1,3 см. Тогда пропорция будет иметь следующий вид:

10-ти градусам соответствует расстояние 3 см, хo – 1,3 см, отсюда х = 1,3∙10/3 = 4⅓o .

Запись географических координат в виде дроби не принята, поэтому полученный в данном случае результат необходимо преобразовать следующим образом. Один градус соответствует 60-ти минутам (1o = 60′), значит⅓o составляет 20′ и тогда 4⅓o = 4o 20′. Широта заданного пункта будет равна 30o +4o 20′ = 34o 20′ с.ш.

Подобным образом получают и долготу заданной точки: измеряют расстояние между точкой и меридианом, ближайшим к нулевому, а также между двумя меридианами, лежащими по обе стороны от точки. Решают пропорцию и полученное число градусов прибавляют к долготе меридиана, ближайшего к нулевому. Это и будет долгота точки.

Задание 2. Измерение по глобусу кратчайшего расстояния между двумя пунктами

Находят на глобусе заданные пункты. Нитью или гибкой линейкой измеряют расстояние между пунктами. Полученное число (в см) умножают на величину масштаба глобуса и получают искомое расстояние в километрах.

Занятие 2. Определение географических и прямоугольных координат точек, азимутов линий и расстояний

на крупномасштабных картах

Общие сведения.

При проведении полевых исследований географы, геологи и представители других специальностей часто пользуются крупномасштабными картами. Эти карты с достаточной степенью подробности отражают обстановку на местности: населенные пункты, дороги,

рельеф, гидрографическую сеть, дают информацию о составе лесных насаждений и др.

Объекты, расположенные на местности, отражаются на картах, с помощью условных обозначений.

Все условные обозначения, используемые на картах делят на три группы:

1) площадные условные обозначения используются для изображения объектов, площадь которых выражается в масштабе карты (напр., леса);

2) внемасштабными условными знаками изображают объекты,

которые из-за своих незначительных размеров не могут быть выражены в масштабе карты (отдельные деревья, колодцы, источники);

3) линейные знаки используют для нанесения на карту вытянутых объектов (дороги, реки), которые могут быть более или менее правильно изображены лишь по своей длине, а по ширине, как правило, показываются преувеличенными.

Крупномасштабные карты называют еще топографическими. Топографические карты обширных территорий состоят из большого количества листов. Для установления адреса листов карт применяется особая система обозначений – номенклатура топографических карт.

В основу разграфки и номенклатуры топографических карт России положены разграфка и номенклатура, принятые на международной карте мира масштаба 1: 1 000 000. Листы этой карты имеют размеры 4° по широте и 6° по долготе (рис. 2).

Четырехградусные полосы, заключенные между двумя соседними параллелями, называются рядами и обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от экватора к северу и югу (А, В, С, D и т.д.). Шестиградусные полосы, заключенные между двумя соседними меридианами, называются колоннами и нумеруются арабскими цифрами с запада на восток, начиная от 180° долготы (нулевой меридиан, таким образом, разграничивает 30 и 31 колонны). Очевидно, что нумерации колонн и зон Гаусса-Крюгера связаны друг с другом. В во с- точном полушарии № колонны = № зоны + 30.

При разграфке листов миллионной карты на карты более крупных масштабов к номенклатуре миллионной карты прибавляются буквы или цифры. Для удобства рядом с номенклатурой указывается название самого большого населенного пункта, расположенного на этой территории.

Картографическое изображение на топографических картах ограничено отрезками параллелей и меридианов, которые образуют внутреннюю рамку листа карты. Широты и долготы рамок подписаны по углам листа карты (рис. 3).

На некотором расстоянии от внутренней рамки проведены 2 линии, разделенные на отрезки, соответствующие 1 минуте широты (долготы) – это минутная рамка . Вдоль нее идет утолщенная черная линия –внешняя рамка .

В каждом минутном делении поставлены точки. Отрезок между 2-мя точками соответствует 10-ти секундам. Таким образом, по топографическим картам можно определить географические координаты точек с точностью до секунд.

Кроме географических координат, по топографическим картам можно быстро определить прямоугольные координаты точек. В пределах зоны Гаусса-Крюгера осями координат служат две взаимно перпендикулярные прямые - изображение экватора и осевого меридиана зоны (рис. 4).

За ось Х принят осевой (средний) меридиан зоны, за ось Y – линия экватора. Положение точки в зоне Гаусса-Крюгера на плоскости определяется ее прямоугольными координатами Х и Y. На рис. 4 абсцисса ХА - это расстояние от точки А до экватора, ордината YА – расстояние от точки А до начала координат. В северном полушарии расстояние от экватора (абсциссы) имеет положительный знак, так что

на территории России все абсциссы положительны. Для удобства работы с картами нужно, чтобы и расстояния от вертикальной оси (ординаты) также были положительны, т.е. начало координат должно находиться на западе за пределами зоны. Расстояние от осевого меридиана зоны до крайнего меридиана даже в самом широком месте зоны (по экватору) составляет около 330 км. Но для расчетов удобнее взять расстояние, равное круглому числу километров. С этой целью ординату осевого меридиана условились считать равной 500 км, т.е. ось Х как бы отнесли к западу на 500 км.

Поскольку одинаковые координаты точек могут повторяться в каждой из 60 зон, на которые разделена земная поверхность, необходимо указывать номер зоны, в которой расположен данный пункт. Его указывают впереди ординаты Y. Например, координаты точки А,

Для измерения расстояний по планам, картам и глобусу надо уметь пользоваться масштабом, который показывает степень уменьшения длины линии на плане, карте или глобусе по сравнению с действительным расстоянием на местности, Масштабы бывают численные, именованные и графические (линейные).

Численный масштаб выражается дробью, где в числителе - единица, а в знаменателе - число m, показывающее, во сколько раз расстояние на карте меньше истинного расстояния на местности, т.е. степень уменьшения. Например, М=1:m=1:100000 означает, что на карте длина уменьшена в 100000 раз по сравнению с местностью. Числитель и знаменатель даются в одинаковых измерениях (сантиметрах). Численный масштаб обычно сопровождают пояснением, указы­вающим соотношение длин линий на карте и на местности. В нашем примере 1 см соответствует 1 км (100000 см). Это так называемый именованный масштаб. Его указывают на всех картах.

Для непосредственного определения по картам и планам расстояний служит линейный масштаб (рис. 5). Это график, помещаемый внизу карты в виде прямой линии, разделенной на сантиметры, при этом справа от нуля у каждого деления линии (например, сантиметрового) подписано истинное расстояние на местности, равное одному, двум или нескольким величинам масштаба. В нашем примере это 1, 2, 3 км и т.д. Слева от нуля 1 см разбивают на меньшие деления, например на миллиметры, для получения более точных результатов. Измеряют расстояние по карте линейкой или циркулем, переносят это расстояние на масштаб и без дополнительных расчетов получают искомое расстояние. При этом неизбежны погрешности, которые зависят от масштаба и проекции карты. Чем крупнее масштаб карты, тем точнее результат измерений. Масштаб мелкомасштабных карт обширных территорий не постоянен в разных частях карты, поэтому следует учитывать, что указанный на них масштаб относится к определенным линиям или точкам (в зависимости от примененной проекции), а не ко всему полю карты.

Картографические проекции

Сферическая поверхность Земли при изображении на пло­скости претерпевает сжатия или растяжения, что приводит к нарушениям геометрических свойств картографируемых объектов, т.е. искажениям. Математический способ изображения на плоскости поверхности земного шара (эллипсоида) называется картографической проекцией. Проекция позволяет учитывать неизбежные искажения, особенно существенные на картах всей Земли и ее крупных частей. На планах и крупномасштабных картах небольших участков местности искажения практически неощутимы.

Выделяют четыре вида искажений на картах: длин, площа­дей, углов и форм объектов.

По характеру искажений картографические проекции подраз­деляются на равноугольные, при которых сохраняются углы и форма объектов, но искажаются длины и площади; равновеликие, при которых сохраняются площади, но сильно изменены углы и форма объектов; произвольные, при которых есть искажения длин, площадей и углов, но они распределяются на карте определенным образом. Среди них особо выделяют равнопромежуточные про­екции, при которых нет искажения длин по определенным направлениям.

Масштаб, указанный на картах, справедлив только на линиях и в точках нулевых искажений. Он называется главным. Во всех остальных частях карты масштаб отличается от главного и называется частным. Для его определения нужны специальные расчеты.

Чтобы определить характер и величину искажений на карте, надо сравнить градусную сеть карты и глобуса. На глобусе все меридианы равны между собой и пересекаются с параллелями под прямым углом. Поэтому все ячейки градусной сети между соседними параллелями имеют одинаковые размеры и форму, а клетки между меридианами расширяются и увеличиваются от полюсов к экватору.

Искажение длин заключается в том, что масштаб длин изменяется на карте с переменой места и направления. Признак - фазные по величине отрезки меридианов между соседними параллелями.

Искажение площадей состоит в изменении на карте масштаба площади. Признак - неодинаковые величина и форма ячеек между соседними параллелями.

Искажение углов заключается в том, что углы на карте между определенными направлениями не соответствуют таковым на местности. Признак - отклонение от прямых углов между парал­лелями и меридианами на карте.

Искажение форм объектов состоит в том, что формы географических объектов на карте не соответствуют им в натуре. Признак - формы клеток на одной и той же широте различны, а площади их одинаковы.

Так как карты строятся на основании математических расчетов, можно, зная характер искажений и учитывая их, получить довольно точные нужные результаты.

По способу построения различают проекции условные, которые строятся по заранее заданным условиям, и проекции, в которых изображение сначала переносится на вспомогательную геометрическую поверхность, а затем с нее на плоскость. По виду вспомогательной поверхности выделяют проекции цилиндрические (для карт мира), конические (карты России и других стран), азимутальные (карты полушарий, материков и др.).

Виды карт. Условные обозначения

Современные географические карты весьма разнообразны. Они подразделяются по содержанию, масштабу, назначению, по охвату территории.

По содержанию карты бывают общегеографические и те­матические. На общегеографических картах изображаются в основном рельеф, реки, озера, а также населенные пункты, дороги в т.д. Ни один из объектов, нанесенных на карту, не выделяется особо среди других. Тематические карты передают с большей подробностью один или несколько определенных элементов в зависимости от темы данной карты. Среди них выделяются физико-географические карты (геологические, климатические, почвенные, ботанические, природного районирования и др.) и социально-экономические (политические, политико-администра­тивные, экономические, карты населения и др.).

По масштабу выделяют крупномасштабные, среднемасштабные и мелкомасштабные карты. Крупномасштабные (топог­рафические) карты масштаба 1:200 000 и крупнее передают основные особенности местности, создаются в результате обработки аэрофотоснимков и путем непосредственных наблюдений и изме­рений на местности; искажения на топокартах весьма незначитель­ны. Среднемасштабные (обзорно-топографические) (1:200000-1000000 включительно) создаются по крупномасштабным картам путем генерализации, т.е. отбора и обобщений объектов в соответствии с назначением карты. Мелкомасштабные (обзорные) карты (мельче 1:1000 000) предназначены для изучения больших территорий.

По назначению карты делятся на учебные, справочные, туристические и др.

По охвату территории создаются карты мира, полушарий, материков и их частей, океанов и морей, государств и их частей - республик, областей, районов и т.д.

Для изображения географических объектов на картах приме­няют специальные условные знаки, объяснения которых даются в легенде карты. Легенда - ключ к пониманию и чтению карты, поэтому изучение ее надо начинать с легенды.

Условные знаки бывают площадные (контурные), линейные и внемасштабные. К площадным знакам относятся контур леса, озера, городского квартала и др.; к линейным - реки, дороги, каналы и т.д., у них преувеличена ширина, они могут быть разного цвета, рисунка и пр.

Особую категорию линейных знаков на географических картах составляют изолинии, т.е. линии, соединяющие точки с равными значениями изображаемых явлений. Для изображения рельефа - неровностей земной поверхности - применяются горизонтали (изогипсы) - линии на карте, соединяющие точки с одинаковой абсолютной высотой, т.е. высотой над уровнем моря. Цифровые значения горизонталей даются через определенные интервалы. Кроме того, на картах ставятся точки на водоразделах и у урезов воды рек и озер, у которых подписываются их абсолютные высоты. Направление склонов отмечается короткими черточками - бергштрихами, проставляемыми перпендикулярно горизонтали и направленными в сторону понижения склонов. Разность высот двух соседних горизонталей называется высотой сечения рельефа, зная эту величину, по количеству горизонталей можно вычислить, как абсолютную, так и относительную высоту местности.

Относительная высота - превышение одной точки местности над другой, например вершины горы над подножием, поймы над руслом реки.

Глубины моря изображаются с помощью изобат - линий равных глубин.

Таким образом, горизонтали и изобаты разграничивают ступени с разной высотой и глубиной. На мелкомасштабных физических картах ступени подчеркиваются послойной окраской, внизу карты изображается шкала высот и глубин.

Внемасштабными знаками отмечаются, например, колодец, домик лесника, церковь, памятник, т.е. такие объекты, которые не могут быть выражены в масштабе карты.

На тематических картах, отображающих разнообразные свой­ства явлений природы, и общества, применяются различные способы картографирования: ареалы (например, угольный бас­сейн), знаки движения (ветры, морские течения), значки (населенные пункты) и др.

Применение карт

Карты широко применяются в научной и практической деятельности. Карта как модель действительности обладает большой информативностью, обзорностью, наглядностью. Это делает ее важнейшим средством научного познания в географии и в других областях знаний о Земле и обществе. Многие географические исследования начинаются с карты и заканчиваются картой. Недаром говорят: «Без карты нет географии».

Географическая карта незаменима при решении различных народнохозяйственных задач, связанных с изучением и освоением территорий. Разведка полезных ископаемых, учет и оценка сельскохозяйственных земель, вод, лесов, мелиоративное строительство, работы по проектированию дорог, каналов, ЛЭП, промышленных объектов, природоохранных и других мероприятий немыслимы без карт и планов. Карты необходимы морякам, летчикам, космонавтам, метеорологам и многим другим специалистам. Исключительно велико и разносторонне применение топографических карт в военном деле.

Огромна роль карты в преподавании географии. И не только потому, что на ней показано размещение объектов и явлений, хотя и это необходимо знать. Карты позволяют устанавливать причинно-следственные связи и взаимозависимости как в природе, так и между природными и социально-экономическими объектами. Они развивает географическое мышление.

Поэтому в школе и вузе карта является важнейшим «наглядным пособием», хотя и разговаривает со своим читателем языком условных знаков. Ее нельзя заменить ни текстом, ни живым словом.

Ориентирование на местности. Понятие о горизонте. Способы ориентирования

Ориентирование на местности включает определение своего местоположения относительно сторон горизонта и заметных предметов местности, а также определение направления пути.

Горизонтом называется часть земной поверхности, наблю­даемая на открытой местности. Линия горизонта - граница видимого пространства, где нам кажется, что небо сходится с землей. При поднятии наблюдателя дальность видимого горизонта увеличивается. У человека среднего роста, стоящего на ровной местности, она около 5 км, при подъеме на 100 м - около 40 км, на 1000 м - около 120 км и т.д.

Для ориентирования на местности надо знать стороны горизонта. Основные стороны горизонта - север, восток, юг и запад, промежуточные - северо-восток, юго-восток, юго-запад, северо-запад. Направление географического меридиана, идущего по поверхности земного шара от Северного до Южного полюса, показывает полуденная линия. В полдень, когда Солнце находится в южной стороне небосвода (для жителей нашей страны это справедливо всегда), тень от предметов (она при этом самая короткая) падает строго на север. Если встать лицом к северу, сзади будет юг, справа - восток, слева - запад. Ночью можно ориентироваться по Полярной звезде, которая находится почти над точкой севера.

Надежнее и удобнее в любую погоду ориентироваться по компасу, синяя стрелка которого указывает на север. Однако магнитная стрелка компаса располагается вдоль магнитного, а не географического меридиана, которые обычно не совпадают, так как не совпадают географические и магнитные полюса. Чтобы найти точное направление на север, надо учитывать угол между (северным направлением географического меридиана снаправлением северного конца магнитной стрелки, называемый магнитным склонением. Магнитное склонение бывает восточное и западное.

При отклонении северного (синего) конца магнитной стрелки компаса к востоку от географического меридиана склонение называется восточным и имеет знак плюс (положительное), при отклонении к западу - западным и имеет знак минус (отрицательное). Магнитное склонение указывается обязательно на всех топографических картах. Например, магнитное склонение Москвы +8° (рис. 4). Чтобы узнать направление географического меридиана, надо от направления северного конца магнитной стрелки компаса отсчитать к западу 8°. Это и будет направление на север.

Наиболее надежным является ориентирование на местности с помощью подробной карты или аэрофотоснимка, проводимое путем сопоставления картографического изображения с местностью. Положение точки, в которой находится наблюдатель, определяют относительно заметных предметов местности (ориентиров) глазомерно или путем промера расстояний и углов направления - азимутов. Азимут - угол, который отсчитывается от северного конца меридиана по часовой стрелке до направления на предмет (от 0 до 360°). Если угол отсчитывают от магнитного меридиана, получают магнитный азимут, а с учетом магнитного склонения - истинный (географический) азимут.

Можно ориентироваться в пространстве и по местным признакам. В основе большинства из них лежит меньшее количество солнечного тепла, получаемого с северной стороны горизонта. Так, например, с северной стороны у деревьев, растущих на открытой местности, беднее крона; у пней меньше толщина годовых колец; на стволах деревьев больше мхов и лишайников. А муравейники обычно располагаются к югу от пней и деревьев, с юга на стволах хвойных деревьев выделяется больше смолы и т.д.

Вопросы и задания:

1. Что представляет собой градусная сеть и каково ее назначение?

2. Что такое географические координаты? Как их определяют по глобусу и карте?

3. Какие способы ориентирования на местности вам известны?

4. Назовите основные особенности географической карты и плана местности. В чем их различия?

5. Что такое масштаб? Какие виды масштаба вы знаете? Как можно измерить расстояния по карте и глобусу?

6. В чем состоит назначение картографических проекций, их основные виды.

7. Почему на картах обширных территорий неизбежны искажения? Назовите их виды.

8. Какие основные виды карт вы знаете? Где находят применение географические карты?