Конспекты лекций по курсу «Картография и инженерная графика» Лекция №1

Конспекты лекций по курсу «Картография и инженерная графика» Лекция № 1. Введение в картографию. План: Понятие картографии Структура картографии и виды картографирования Исторический процесс в картографии Связь картографии с другими дисциплинами. 1. Понятие картографии Картография - наука о картах как особом способе изображения действительности, их создании и использовании. Это определение закреплено Международной картографической ассоциацией. Государственные нормативные издания гласят, что картография — область науки, техники и производства, охватывающая изучение, создание и использование картографических произведений. Таким образом, картография существует в трех формах: наука об отображении и познании явлений природы и общества посредством карт; область техники и технологии создания и использования картографических произведений; отрасль производства, выпускающая картографическую продукцию (карты, атласы, глобусы и др.). В связи с развитием компьютеризации расширилось представление о картографии. Стали входить создание электронных карт, формирование баз и банков цифровой картографической информации. 2. Структура картографии Разделы картографии: Общая теория картографии История картографии Математическая картография Проектирование и составление карт Картографическая семиотика — разрабатывает язык карты, методы построения систем картографических знаков, правила их использования. Три раздела семиотики: синтактику, семантику и прагматику, которые изучают соотношения знаков между собой, их связь с отображаемыми объектами, особенности восприятия читателями, информационную ценность знаков и т. п. Оформление карт (картографический дизайн) Экономика и организация картографического производства Издание карт Использование карт Картографическое Картографическая информатика Картографическая топонимика — изучает географические названия, их смысловое значение с точки зрения правильной передачи на картах. По назначению выделяют такие отрасли, как учебное, научное, туристское, навигационное (морское, аэронавигационное) инженерное картографирование и др. Виды картографирования: по объекту — астрономическое, планетное и земное, а внутри земного — картографирование суши и океанов; по методу — наземное, аэрокосмическое и подводное; по масштабу — крупно-, средне- и мелкомасштабное; по уровню обобщения — аналитическое, комплексное и синтетическое; по степени автоматизации — ручное, автоматизированное (интерактивное) и автоматическое; по оперативности — базовое и оперативное. 3. Исторический процесс в картографии Истор. периоды Основные вехи развития инструментария для измерений и съемок на местности Основные вехи развития методов и технологий издания карт Основные направления использования карт С древнейш. времен визуальные наблюдения и глазомерные оценки применение геодезических инструментов для измерения длин и углов (X в. до н.э.) Рисование на камне, дереве, папирусе, ткани Применение карт для ориентирования и передвижения на местности С III в. до н.э. появление астрономических приборов для определения широт и долгот Составление рукописных карт на бумаге С начала XII в.- XIII в. внедрение оптических астрономо-геодезических приборов Использование карт для путешествий и навигации С середины XV в. Гравирование карт на камне, металле, внедрение картопечатания карты как средство укрепления государственности и военно-политич. безопасности С XVIII в. карты как средство накопления и обобщения знаний Со второй половины XIX в.- первая половина XX в. изобретение АФА и др. средств дистанционного зондирования, применение аэрокосмических съемок Фотограмметрические технологии составления карт Применение фотохимических и фотокопировальных процессов Карты как инструмент моделирования и познания окружающего мира С середины XX в. создание электронной геодезической аппаратуры Цифровые и электронные методы и технологии составления карт, формирование баз и банков данных, геоинформационное картографирование Карты как средство коммуникации С конца XX в. применение глобальных позиционирующих систем v Составление карт в компьютерных сетях, виртуальное картографирование картографирование как основа системной организации пространственной информации и принятия управленческих решений Связь картографии с другими дисциплинами. Современная картография имеет прочные связи со многими философскими, естественными и техническими науками и научными дисциплинами: Науки о Земле и планетах Логико-философские науки Социально экономические науки Математика Дистанционное зондирование Изобразительное искусство Техника, автоматика, информатика, электроника Астрономия и геодезические науки Геоинформатика Благодаря картографическому методу произошло формирование многих отраслей науки. Картографирование стало, например, базой для исследования дна океана и поверхности других планет, развития морфометрии рельефа, медицинской географии и др. Лекция № 2. Понятие карты. План: Географическая карта и ее значение. Элементы карты Свойства карты Классификация карт 1. Географическая карта и ее значение. Термин «карта» появился в средние века. Этот термин происходит от латинского «charta» (лист бумага), производного от греческого хартес — бумага и папирус. В России изначально карта называлась «чертежом», что означало изображение местности чертами, черчением, и лишь в эпоху Петра I появился сперва термин «ландкарты», а потом — «карты». Карта - это математически определенное, уменьшенное, генерализованное изображение поверхности Земли, другого небесного тела или космического пространства, показывающее расположенные на них объекты в принятой системе условных знаков. 2. Элементы карты: картографическое изображение легенда зарамочное оформление Картографическое изображение, т.е. содержание карты, совокупность сведений об объектах и явлениях, их размещении, свойствах, взаимосвязях, динамике. Общегеографические карты имеют следующее содержание: населенные пункты, социально-экономические и культурные объекты, пути сообщения и линии связи, рельеф, гидрографию, растительность и грунты, политико-административные границы. На тематических и специальных картах различают две составные части картографического изображения. Во-первых, это географическая основа, т.е. общегеографическая часть содержания, которая служит для нанесения и привязки элементов тематического или специального содержания, а также для ориентировки по карте. Во-вторых, тематическое или специальное содержание (например, геологическое строение территории или навигационная обстановка). Легенда - система использованных на ней условных обозначений и текстовых пояснений к ним. Для топографических карт составлены специальные таблицы условных знаков. Они стандартизированы и обязательны к применению на всех картах соответствующего масштаба. На большинстве тематических карт обозначения не унифицированы, поэтому легенду размещают на самом листе карты. Она содержит разъяснения, истолкование знаков, отражает логическую основу и иерархическую соподчиненность картографируемых явлений. Математическая основа - координатные сетки, масштаб и геодезическая основа (градусная рамка, опорные пункты). На мелкомасштабных картах элементы геодезической основы не показываются. Компоновка карты тесно связана с математической основой, взаимное размещение в пределах рамки изображаемой территории, названия карты, легенды, дополнительных карт и других данных. Вспомогательное оснащение карты облегчает чтение и пользование ею (например, на топографической карте помещают шкалу крутизны для определения углов наклона склонов), разнообразные справочные сведения. К дополнительным данным относятся карты-врезки, фотографии, диаграммы, графики, профили, текстовые и цифровые данные. 3. Свойства карты математический закон построения — применение специальных картографических проекций, позволяющих перейти от сферической поверхности Земли к плоскости карты; знаковость изображения — использование особого условно го языка картографических символов; генерализованность карты — отбор и обобщение изображаемых объектов; системность отображения действительности — передача элементов и связей между ними, отображение иерархии геосистем. 4. Классификация карт Классификация карт по масштабу планы — 1:5 000 и крупнее; крупномасштабные — 1:10 000 — 1:200 000; среднемасштабные — 1:200 000 до 1:1 000 000 включительно; мелкомасштабные — мельче 1:1 000 000. 2)По пространственному охвату: карты Солнечной системы и звездного неба карты планет, в том числе Земли карты материков и океанов, а после этого возможны разные разветвления классификации: по административно-территориальному делению; по природным районам; по экономическим регионам; по естественно-историческим областям. Карты океанов подразделяют на карты морей, заливов, проливов, гаваней. Классификация карт по пространственному охвату (по территории) чаще всего используется в картохранилищах и библиотеках. 3) Классификация карт по содержанию общегеографические карты; тематические карты; специальные карты. Общегеографические карты. Эти карты отображают совокупность элементов местности, имеют многоцелевое применение при изучении территории, ориентировании на ней, решении научно-практических задач. На общегеографических картах показу всех элементов уделяют равное внимание, изображая все объекты, видимые на местности. Дальнейшая классификация общегеографических карт почти полностью совпадает с их делением по масштабу: топографические — в масштабах 1:100 000 и крупнее; обзорно-топографические — в масштабах 1:200 000 —1:1 000 000; обзорные — мельче 1:1 000 000. Тематические карты. Категория карт природных и общественных (социальных и экономических) явлений, их сочетаний и комплексов. Содержание карт определяется той или иной конкретной темой. Группа карт природы охватывает карты литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Они подразделяются на следующие крупные блоки: геологические геофизические рельефа земной поверхности и дна океанов метеорологические и климатические гидрологические (вод суши) океанологические почвенные ботанические зоогеографические медико-географические общие физико-географические Карты общественных явлений охватывают социосферу и техносферу. Карты населения Карты хозяйства Карты обслуживания и здравоохранения Карты науки и культуры Карты политические и политико-административные Карты исторические Специальные карты. Карты этой группы предназначены для решения определенного круга задач или рассчитаны на определенные круги пользователей. Чаще всего это карты технического назначения: Карты навигационные Карты технические Карты кадастровые Карты проектные Но эта классификация не отличается строгостью. К числу специальных можно, отнести карты учебные, экскурсионные, спортивные и другие. Иногда в основание для подобной классификации кладут назначение карт. Лекция № 3. Основы математической картографии План: Понятие о земном эллипсоиде и сфере Система координат на поверхности эллипсоида и сферы Понятия о картографической проекции и сетке Масштабы карт Классификация картографических проекций 1. Понятие о земном эллипсоиде и сфере Известно, что Земля шарообразна, т.е. не обладает формой идеального шара. Фигура ее неправильна, и, как всякое вращающееся тело, она немного сплюснута у полюсов. Кроме того, из-за неравномерного распределения масс земного вещества и тектонических деформаций Земля имеет обширные выпуклости и вогнутости. В силу этого земную поверхность заменяют некоторой правильной поверхностью, которая носит название поверхности относимости. В самом точном приближении такой поверхностью является поверхность геоида (фигура, ограниченная уровенной поверхностью океана). Точно определить его форму практически невозможно. Поэтому в теории и практике картографии за поверхность относимости принимают земной эллипсоид, либо сферу определенного радиуса (при создании мелкомасштабных карт (когда можно пренебречь полярным сжатием). Земной эллипсоид – это эллипсоид вращения с малым сжатием, размеры которого выбраны таким образом, чтобы для заданной территории он наименее уклонялся от геоида. При этом полагают, что плоскость экватора и центр эллипсоида вращения совпадают с плоскостью экватора и центром масс Земли. Такой земной эллипсоид иначе называют референц-эллипсоидом. Постановлением Совета Министров от 7 апреля 1946 г. за такой референц-эллипсоид у нас в стране принят референц-эллипсоид Красовского. Он  имеет следующие параметры: a = 6 378 245 км – большая полуось; b = 6 356 863 км – малая полуось; с = 1 : 298,3  – полярное сжатие. Рис.1. Эллипсоид вращения и его элементы Эллипсоид вращения образуется вращением эллипса PNE1PSE2 вокруг полярной оси PNPS (рис. 1). Точки PN, PS являются, соответственно, северным и южным полюсами эллипсоида. Они получаются сечением оси PNPS  поверхности эллипсоида. Сечения поверхности эллипсоида вращения плоскостями, параллельными плоскости экватора, образуют окружности – параллели. Сечения поверхности эллипсоида вращения плоскостями, проходящими через ось вращения, образуют эллипсы – меридианы. Пусть О'К' – нормаль к поверхности эллипсоида в точке К (рис. 1). Плоскости, проходящие через нормаль, называются нормальными плоскостями. Сечения этих плоскостей с поверхностью эллипсоида дают нормальные сечения, или вертикалы. Тогда меридиан – это нормальное сечение, плоскость которого проходит через полярную ось. Нормальное сечение, перпендикулярное плоскости меридиана PNЕ1PSЕ2, дает сечение 1-го вертикала. Радиусы кривизны этих сечений определяются следующими формулами:  – радиус кривизны меридиана;  – радиус кривизны 1-го вертикала; где   – 1-й эксцентриситет; a и b – большая и малая полуоси эллипсоида вращения. Радиус параллели (r) вычисляется через радиус кривизны первого вертикала

Похожие:

	Конспекты лекций по дисциплине «Налоги и налогообложение» Конспекты лекций позволят ознакомиться с фундаментальными основами изучаемой учебной дисциплины, охарактеризовать совокупность теоретических...		Курс «Инженерная графика» в курсе «Инженерная графика» во втором... ...
	Конспекты лекций дисциплины «экологические основы природопользования» Пояснительная записка Конспекты лекций дисциплины «Экологические основы природопользования» предназначены для студентов второго курса, обучающихся по специальности...		Учебно-методическое пособие по дисциплине «Инженерная графика» М31 Модуль № Основные правила оформления чертежей. Геометрические построения: учеб метод. Пособие по дисциплине «Инженерная графика»...
	Учебно-методическое пособие по дисциплине «Инженерная графика» Б932 Буткова, Т. А. Модуль №7. Сборочный чертеж. Деталирование сборочной единицы : учеб метод пособие по дисциплине «Инженерная графика»...		Российской Федерации Кемеровский технологический институт пищевой промышленности Методическое пособие предназначено для студентов механических специальностей заочной формы обучения по курсу начертательная геометрия...
	Инженерная графика Ответственный за выпуск, заведующий кафедрой "Механика и компьютерная графика" к т н., доцент Бобрышов А. В		Конспект лекций удк 651. 5 Ббк 60. 844 Конспект лекций по курсу «Делопроизводство» Конспект лекций по курсу «Делопроизводство» составлен на основе базовой программы «Делопроизводство и документационное обеспечение...
	Российской Федерации Кемеровский технологический институт пищевой... Методическое пособие предназначено для студентов механических специальностей заочной формы обучения по курсу начертательная геометрия...		Учебное пособие по курсу Начертательная геометрия. Инженерная графика В пособии содержатся данные и описания индивидуальных графических работ для самостоятельного выполнения. Перед описанием каждой работы...