Классификация картографических проекций

Типы и формы картографических проекций по характеру искажений и виду нормальной сетки. Направления и особенности их исследований. Составление и анализ уравнений в общем виде. Влияние вида функции и величины параметра проекции на характер искажений.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	09.11.2014
Размер файла	99,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Классификация картографических проекций

Все картографические проекции классифицируют по двум признакам:

· по характеру искажений;

· по виду нормальной картографической сетки.

По характеру искажений проекции делятся на:

В равновеликих проекциях сохраняется неизменным масштаб площадей (т.е. отношение бесконечно малой площади на карте к соответствующей площади на местности). При этом масштабы по главным направлениям отвечают условию aМb=const. У них нарушается подобие фигур, искажаются направления и углы.

В равнугольных проекциях сохраняется подобие бесконечно малых фигур. Частные масштабы по всем направлениям в каждой данной точке карты у них одинаковы — m=n=const. Углы на карте у таких проекций равны соответствующим углам на местности. Однако у них искажены соотношения площадей.

В равнопромежуточных проекциях сохраняется неизменным масштаб длин по одному из главных направлений — a=const или b=const.

Все остальные проекции относятся к произвольным.

По виду нормальной картографической сетки проекции делятся на:

В цилиндрических проекциях меридианы и параллели нормальной сетки изображаются в виде двух систем параллельных прямых пересекающихся под углом 90°.

Уравнения этих проекций в общем виде:

проекция искажение картографический

Вид функции f(ц) и величина параметра проекции б определяют характер искажений. Цилиндрические проекции могут быть равноугольными, равновеликими и равнопромежуточными. В зависимости от вида картографической сетки, они могут быть нормальными, косыми и поперечными:

Равноугольная нормальная, а при плавании в высоких широтах поперечная цилиндрическая проекции являются основными для составления МНК.

В конических проекциях параллели нормальной картографической сетки изображаются в виде двух концентрических окружностей, а меридианы в виде их радиусов, причем углы между ними пропорциональны соответствующим разностям долгот.

Уравнения конических проекций в общем виде:

где: с и д — плоские полярные координаты, с — полярный радиус, д — полярный угол.

Также как и цилиндрические, конические проекции могут быть равноугольными, равновеликими и равнопромежуточными, а также нормальными, косыми и поперечными. Они используются для изобржения большого района океана, а также для составления аэронавигационных карт (1:1 000 000 и мельче).

В азимутальных проекциях параллели нормальной картографической сетки изображаются в виде концентрических окружностей, а меридианы — их радиусами, причем углы между ними равны соответствующим разностям долгот.

Уравнения их в общем виде:

Азимутальные проекции используются для изображения полярных областей, для составления карт полушарий в атласах, а также для морских специальных и вспомогательных карт.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие о форме и размерах земли. Географические координаты и порядок их определения. Понятие о картографических проекциях, их классификация. Равноугольная поперечная цилиндрическая проекция Гаусса. Масштаб изображения и искажения длин линий проекции.

контрольная работа [26,6 K], добавлен 22.12.2010

Физико-географическая характеристика Чагодощенского района, описание картографических источников. Разработка проекта карты масштаба 1:1000000 в конической проекции с одной главной параллелью. Определение по таблицам Гаусса-Крюгера координат меридианов.

курсовая работа [82,8 K], добавлен 25.05.2009

Общий анализ программ, найденных в англоязычном и русскоязычном сегментах Google. Построение проекций кристаллической решетки и определение видов кристаллов. Определение абсолютного и относительного возраста горных пород. Создание схем скважин.

курсовая работа [348,8 K], добавлен 18.07.2014

История геодезии. Явление рефракции. Изучение рефракционных искажений в инженерно-геодезических измерениях. Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом. Современные инструменты высокоточных инженерно-геодезических измерений.

реферат [604,8 K], добавлен 25.02.2009

Составление современных топографических карт. Ортогональный метод проектирования. Поперечно-цилиндрическая равноугольная проекция Гаусса-Крюгера. Составление морских карт в проекции Меркатора. Проекция линии местности на горизонтальную плоскость.

лекция [78,8 K], добавлен 22.08.2015

Источник

Введение

Картографируемые поверхности (Земля, Луна, планеты и их спутники), как правило, имеют сложную форму. Для того чтобы отобразить их на плоскости, необходимо от физической поверхности перейти к математической, которая наиболее близка к физической поверхности и может быть описана уравнениями. В математической картографии картографируемые поверхности обычно принимают за сферу или за эллипсоид вращения, малая ось которого совпадает с осью вращения Земли. При создании карт эллипсоид вращения или сфера должны быть отображены на плоскости. Ни одна из этих поверхностей не может быть развернута на плоскости без складок или разрывов, поэтому при создании карт прибегают к картографическим проекциям, в которых отображение поверхности на плоскости происходит по определенным математическим законам. Эти законы выражают функциональную связь координат точек картографируемой поверхности и плоскости. В основу такого отображения картографируемой поверхности положены системы географических или геодезических координат, координатными линиями которых являются меридианы и параллели.

1. Классификация картографических проекций

Проекции классифицируются по трем основным признакам:

1.По характеру искажений: проекции делятся на равноугольные, равновеликие и произвольные.

2.По виду нормальной сетки меридианов и параллелей. Нормальной сеткой называется сетка меридианов и параллелей, которая получается в случае, когда полюс используемой системы координат совпадает с географическим полюсом; проекции с такой сеткой называются нормальными. По виду нормальной сетки картографические проекции подразделяются на: конические, цилиндрические, азимутальные, псевдоконические, псевдоцилиндрические, псевдоазимутальные, поликонические, производные (условные).

3. По виду нормальной сетки меридианов и параллелей и ориентировке картографической сетки проекции делятся на косые и поперечные.

В данной курсовой работе мы рассматриваем, произвольные поликонические проекции для карт мира, получаемые по эскизам картографических сеток, которые относятся к поликоническим проекциям, далее мы рассмотрим этот класс подробнее.

1.1 Поликонические проекции

Поликонические проекции широко применяются в современной картографической практике, особенно для карт мира. В этих проекциях параллели изображаются дугами эксцентрических окружностей, а меридианы — кривыми, симметричными относительно осевого прямолинейного меридиана и экватора. Изоколы имеют вид сложных кривых, симметричных относительно осевого меридиана и экватора; их форма зависит от дополнительных условий, поставленных при получении проекции. Частными вариантами поликонических проекций являются проекции с круговыми меридианами и параллелями — круговые проекции, в которых параллели и меридианы изображаются дугами эксцентрических окружностей. Поликонические проекции характеризуются следующим видом нормальной сетки: параллели — дуги эксцентрических окружностей с центрами, расположенными на осевом меридиане, который:

(1)

По характеру искажений поликонические проекции могут быть равноугольными, равновеликими и произвольными, но наиболее часто применяют произвольные. Произвольные поликонические проекции часто используют при создании мелкомасштабных карт мира. При вычислении этих проекций широко применяются методы численного анализа. Как отмечалось выше, поликонические проекции подразделяются на простые и сложные. Характерным представителем простых являются простая поликоническая проекция. Среди сложных поликонических проекций следует назвать круговые проекции, проекции Н. А. Урмаева, проекции

Г. А. Гинзбурга (ЦНИИГАиК), для получения которых используют графоаналитический способ изыскания поликонических проекций.

Источник

Классификация картографических проекций. Компьютерные технологии в картографии

Понятие картографической проекции как способа изображения земной поверхности на плоскости. Классификация и характеристика проекций. Компьютерные картографические технологии. Цифрование планов и карт. Обработка картографических данных и их хранение.

Рубрика	География и экономическая география
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	03.10.2013
Размер файла	1,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Кафедра геодезии и земельного кадастра

Фадеичева Галина Викторовна

Руководитель В.В. Рыльщиков

1. Классификация и характеристика существующих проекций
• 2 Компьютерные картографические технологии. Картографические подсистемы ГИС. Цифрование планов и карт. Обработка картографических данных. Отображение данных. Хранение данных. Управление и обмен данными
• Список использованных источников

1. Классификация и характеристика существующих проекций

Существует много способов изображения земной поверхности на плоскости.

Сущность любой картографической проекции состоит в том, что поверхность земного шара переносится сначала на глобус определенного размера, а затем с глобуса по намеченному способу на плоскость.

При переносе поверхности Земли с глобуса на плоскость приходится в одних местах растягивать изображения, а в других сжимать, т.е. допускать искажения. Каждая проекция имеет определенную степень искажения длин, направлений и площадей и определенный вид сетки меридианов и параллелей. Выбор проекции для построения карты зависит от того, каким требованиям должна отвечать данная карта. Все существующие проекции условились подразделять по двум признакам: по характеру искажений и по способу построения картографической сетки.

По характеру искажений картографические проекции делятся на следующие группы:

1. Равноугольные. Эти проекции не имеют искажения углов и сохраняют подобие небольших фигур. В равноугольных проекциях угол, измеренный на карте, равен углу между этими же направлениями на поверхности Земли. Небольшие фигуры, изображенные на карте, подобны соответствующим фигурам на местности.

Картами в равноугольных проекциях широко пользуются в авиации, так как для самолетовождения важно точное измерение направления (путевого угла, пеленга и т.п.).

2. Равнопромежуточные. В этих проекциях расстояние по меридиану или по параллели изображается без искажения.

3. Равновеликие. В этих проекциях сохраняется постоянство отношения площади изображения фигуры на карте к площади этой же фигуры на земной поверхности. Равенства углов и подобия фигур в этих проекциях нет.

4. Произвольные. Эти проекции не обладают ни одним из указанных выше свойств, но нужны для упрощения решения некоторых практических задач.

В основе любой картографической проекции лежит тот или иной способ изображения на плоскости сетки меридианов и параллелей.

Существует несколько способов изображения градусной сетки на плоскости. В одних случаях сетка меридианов и параллелей проектируется с глобуса на боковую поверхность цилиндра или конуса, которую затем разворачивают на плоскость, в других случаях проектирование осуществляется непосредственно на плоскость.

По способу построения сетки меридианов и параллелей картографические проекции делятся на цилиндрические, конические, поликонические и азимутальные. Каждая группа проекций имеет определенные свойства. Правильно пользоваться картой можно, зная свойства проекции, в которой составлена данная карта.

Картографическая сетка для каждого класса проекций, в которой изображение меридианов и параллелей имеет наиболее простой вид, называется нормальной сеткой.

По способу построения картографической нормальной сетки все проекции делятся на конические, цилиндрические, азимутальные, условные и др.

Конические проекции. Проектирование координатных линий Земли производят по какому-либо из законов на внутреннюю поверхность описанного или секущего конуса, а затем, разрезав конус по образующей, разворачивают его на плоскость.

Для получения нормальной прямой конической сетки делают так, чтобы ось конуса совпадала с земной осью PNР S (рисунок 1). В этом случае меридианы изображаются прямыми линиями, исходящими из одной точки, а параллели — дугами концентрических окружностей. Если ось конуса располагают под углом к земной оси, то такие сетки называют косыми коническими.

Рисунок 1 — Способ получения конической проекции

В зависимости от закона, выбранного для построения параллелей, конические проекции могут быть равноугольными, равновеликими и произвольными. Конические проекции применяются для географических карт.

Цилиндрические проекции. Картографическую нормальную сетку получают путем проектирования координатных линий Земли по какому-либо закону на боковую поверхность касательного или секущего цилиндра, ось которого совпадает с осью Земли (рисунок 2), и последующей развертки по образующей на плоскость.

В прямой нормальной проекции сетка получается из взаимно перпендикулярных прямых линий меридианов Л, В, С, D, F, G и параллелей аа’,bb’, сс. При этом без больших искажений будут изображены участки поверхности экваториальных районов (см, окружность К и ее проекцию К на рисунках 2,3), но участки полярных районов в этом случае не могут быть спроектированы.

Если повернуть цилиндр так, чтобы ось его расположилась в плоскости экватора, а поверхность его касалась полюсов, то получается поперечная цилиндрическая проекция (например, поперечная цилиндрическая проекция Гаусса). Если цилиндр поставить под другим углом к оси Земли, то получаются косые картографические сетки. На этих сетках меридианы и параллели изображаются кривыми линиями.

Рисунок 2 — Способ получения цилиндрической проекции.

Рисунок 3 — Получение картографической нормальной сетки.

Азимутальные проекции. Нормальную картографическую сетку получают проектированием координатных линий Земли на так называемую картинную плоскость Q (рисунок 4) — касательную к полюсу Земли. Меридианы нормальной сетки на проекции имеют вид радиальных прямых, исходящих из. центральной точки проекции P N под угла — ми, равными соответствующим углам в натуре, а параллели — концентрическими окружностями с центром в полюсе. Картинную плоскость можно располагать в любой точке земной поверхности, и точку касания называют центральной точкой проекции и принимают за зенит.

Азимутальная проекция зависит от того, какими радиусами проводятся параллели. Подчиняя радиусы той или иной зависимости от широты, получают различные азимутальные проекции, удовлетворяющие условиям либо равноугольности, либо равновеликости.

Рисунок 4 — Способ получения азимутальной проекции.

Перспективные проекции. Если картографическую сетку получают проектированием меридианов и параллелей на плоскость по законам линейной перспективы из постоянной точки зрения Т.З. (рисунок 4), то такие проекции называют перспективными. Плоскость можно располагать на любом расстоянии от Земли или так, чтобы она касалась ее. Точка зрения должна находиться на так называемом основном диаметре земного шара или на его продолжении, причем картинная плоскость должна быть перпендикулярна основному диаметру.

Когда основной диаметр проходит через полюс Земли, проекция называется прямой или полярной (рисунок 4); при совпадении основного диаметра с плоскостью экватора проекция называется поперечной или экваториальной, а при других положениях основного диаметра проекции называются косыми или горизонтальными.

Кроме того, перспективные проекции зависят от расположения точки зрения от центра Земли на основном диаметре. Когда точка зрения совпадает с центром Земли, проекции называются центральными или гномоническими; когда точка зрения находится на поверхности Земли — стереографическими; при удалении точки зрения на какое-либо известное расстояние от Земли проекции называются внешними, и при удалении точки зрения в бесконечность — ортографическими.

На полярных перспективных проекциях меридианы и параллели изображаются аналогично полярной азимутальной проекции, но расстояния, между параллелями получаются разными и обусловлены положением точки зрения на линии основного диаметра.

На поперечных и косых перспективных проекциях меридианы и параллели изображаются в виде эллипсов, гипербол, окружностей, парабол или прямых линий.

Из особенностей, свойственных перспективным проекциям, следует отметить, что на стереографической проекции любой круг, проведенный на земной поверхности, изображается в виде окружности; на центральной проекции всякий большой круг, проведенный на земной поверхности, изображается в виде прямой линии, в связи с чем в некоторых частных случаях эту проекцию представляется целесообразным применять в навигации.

Условные проекции. К этой категории относятся все проекции, которые по способу построения нельзя отнести ни к одному из перечисленных выше видов проекций. Они обычно удовлетворяют каким-нибудь заранее поставленным условиям, в зависимости от тех целей, для которых требуется карта. Число условных проекций не ограничено.

Небольшие участки земной поверхности до 85 км можно изобразить на плоскости с сохранением на них подобия нанесенных фигур и площадей. Такие плоские изображения небольших участков земной поверхности, на которых искажениями практически можно пренебрегать, называются планами. Планы обычно составляют без всяких проекций путем непосредственной съемки и на них наносят все подробности снимаемого участка.

2 Компьютерные картографические технологии. Картографические подсистемы ГИС. Цифрование планов и карт. Обработка картографических данных. Отображение данных. Хранение данных. Управление и обмен данными

картографическая проекция земная поверхность

Таблица 1 — Территориальные уровни ГИС

1: 1 000 000-1: 100 000 000

1: 1 000 000-1: 10 000 000

1: 1 00 000-1: 2 500 000

1: 1 000 — 1: 50 000

Локальные (заповедники, национальные парки и др.)

1: 1 000 — 1: 100 000

ГИС подразделяют и по проблемной тематике. Созданы специализированные земельные информационные системы (ЗИС), кадровые (КИС), экологические (ЭГИС), учебные, морские и многие иные системы. Одни из наиболее распространенных в географии — ГИС ресурсного типа. Они создаются на основе обширных и разнообразных по тематике информационных массивов и предназначены для инвентаризации, оценки, охраны и рационального использования ресурсов, прогноза результатов их эксплуатации.

Структуру ГИС обычно представляют как набор информационных слоев. Например, базовый слой содержит данные о рельефе, затем следуют слои гидрографии, дорожной сети, населенных пунктов, почв, растительного покрова, распространения загрязняющих веществ и т.д. При создании ГИС главное внимание уделяют выбору географической основы и базовой карты, которая служит каркасом для последующей привязки, совмещения и координирования всех данных, поступающих в ГИС, для взаимного согласования информационных слоев и последующего анализа с применением оверлея. В зависимости от тематики и проблемной ориентации ГИС в качестве базовых могут быть выбраны:

карты административно-территориального деления;

топографические и общеграфические карты;

кадастровые карты и планы;

фотокарты и фотопортреты местности;

карты природного районирования и схемы природных контуров;

карты использования земель.

Сердцевину любой ГИС составляет автоматизированная картографическая система (АКС) — комплекс приборов и программных средств, обеспечивающих создание и использование карт. АКС состоит из ряда подсистем, важнейшими из которых являются подсистемы ввода, обработки и вывода информации.

Подсистема ввода информации — это устройства для преобразования пространственной информации в цифровую форму и ввода ее в память компьютера или в базу данных. Для цифрования применяют цифрователи (дигитайзеры) и сканеры. С помощью цифрователей на исходной карте прослеживают и обводят контуры и другие обозначения, а в память компьютера при этом поступают текущие координаты этих контуров и линий в цифровой форме. Сам процесс прослеживания оператор выполняет вручную, с чем связаны большая трудоемкость работ и возникновение ошибок при вводе линий. Сканеры же осуществляют автоматическое считывание информации последовательно по всему полю карты, строка за строкой. Сама карта размещается на планшете или на барабане. Сканирование выполняется быстро и точно, но приходится дополнительно разделять (распознавать) оцифрованные элементы: реки, дороги, другие контуры и т.п. Качественные и количественные характеристики цифруемых объектов, а также статистические данные вводят с клавиатуры компьютера. Вся цифровая информация поступает в базы данных.

Базы данных — упорядоченные массивы данных по какой-либо теме, представленные в цифровой форме, например о рельефе, населенных пунктах, базы геологической или экологической информации. Формирование баз данных, доступ и работу с ними обеспечивает система управления базами данных (СУБД), которая позволяет быстро находить требуемую информацию и проводить ее дальнейшую обработку. Если базы данных размещены на нескольких компьютерах (например, в разных учреждениях ил даже в разных городах и странах), то их называют распределенными базами данных. Это удобно, так как каждая организация формирует свой массив, следит за ним и поддерживает на уровне современности. Совокупности баз данных и средств управления ими образуют банки данных. Распределенные базы и банки данных соединяют компьютеры сетями, и доступ к ним (запросы, поиск, чтение, обновление) осуществляется под единым управлением.

Подсистема обработки информации состоит из самого компьютера, системы управления и программного обеспечения. Созданы сотни разнообразных специализированных программ (пакетов программ), которые позволяют выбирать нужную проекцию, приемы генерализации и способы изображения, строить карты, совмещать их друг с другом, визуализировать и выводить на печать. Программные комплексы способны выполнять и более сложные работы: проводить анализ территории, дешифрировать снимки и классифицировать картографируемые объекты, моделировать процессы, сопоставлять, оценивать альтернативные варианты и выбирать оптимальный путь решения. А современные «интеллектуальные» программы моделируют даже некоторые процессы человеческого мышления.

Большая часть подсистем обработки информации работают в диалоговом (интерактивном) режиме, в ходе которого идет непосредственный двусторонний обмен информацией между картографом и компьютером.

Подсистема вывода (выдачи) информации — комплекс устройств для визуализации обработанной информации в картографической форме. Это экраны (дисплеи), печатающие устройства (принтеры) различной конструкции, чертежные автоматы (плоттеры) и др. С их помощью быстро выводят результаты картографирования и варианты решений в той форме, которая удобна пользователю. Это могут быть не только карты, но и тексты, графики, трехмерные модели, таблицы, однако если речь идет о пространственной информации, то чаще всего она дается в картографической форме, наиболее привычной и легко обозримой.

Все подсистемы, входящие в автоматические картографические системы, входят также и в ГИС. В состав картографической ГИС производственного назначения включают еще и подсистему издания карт, которая позволяет изготовлять печатные формы и печатать тиражи карт. Если тираж небольшой, что обычно при выполнении научных исследований, то используют настольные картографические издательские системы.

ГИС, ориентированные на работу с аэрокосмической информацией, включают специализированную подсистему обработки изображений. В этом случае программное обеспечение позволяет выполнять различные операции со снимками: проводить их коррекцию, преобразование, улучшение, автоматическое распознавание и дешифрирование, классификацию и др.

Особую подсистему в высокоразвитых ГИС может составлять база знаний, т.е. совокупность формализованных знаний, логических правил и программных средств для решения задач определенного типа (например, для проведения границ или районирования территории). Базы знаний помогают диагностировать состояние геосистем, предлагать варианты решения проблемных ситуаций, давать прогноз развития. Можно считать, что в базах знаний реализуются некоторые принципы функционирования искусственного интеллекта.

Список использованных источников

2. Берлянт А.М. Картография: Учебник для ВУЗов. — М.: Аспект Пресс, 2002. — 336 с.

Источник