1. Основные свойства и определения географических карт. Карты как пространственные модели. Карта как средство хранения и передачи пространственной информации.

Наиболее общее и традиционное определение таково. Карта — это математически определенное, уменьшенное, генерализованное изображение поверхности Земли, другого небесного тела или космического пространства, показывающее расположенные или спроецированные на них объекты в принятой системе условных знаков. В самом определении карты обозначены основные ее свойства:

• математический закон построения — применение специальных картографических проекций, позволяющих перейти от сферической поверхности Земли к плоскости карты;

• знаковость изображения — использование особого условного языка картографических символов;

• генерализованность карты — отбор и обобщение изображаемых объектов;

• системность отображения действительности — передача элементов и связей между ними, отображение иерархии геосистем.

Карты - средство хранения и передачи пространственной информации. Они допускают единовременный обзор пространства в любых пределах - от небольшого участка местности до поверхности Земли в целом; создают пространственный образ отображаемых явлений; содержат их необходимые количественные и качественные характеристики; позволяют определять координаты, длины, площади, высоты и объемы нанесенных объектов; показывают их сочетания, взаимосвязи, особенности и закономерности размещения. Эти свойства объясняют значение и ценность карт. Обобщая многообразие линий их практического использования, можно выделить следующие главные направления: общее ознакомление с местностью, их изучение по картам без посещения в натуре; ориентирование по картам, т. е. их применение в качестве путеводителей на местности; использование карт в качестве основы для инженерного проектирования - транспортного, энергетического, промышленного и сельскохозяйственного, а также для организации территории (включая районные планировки); применение карт в школе и внешкольном обучении, для пропаганды научных знаний и подъема общей культуры, а также для ознакомления народных масс с родной страной и другими государствами мира.

Каждое географическое исследование так или иначе исходит из существующих карт и дает материалы для их пополнения и совершенствования. Некоторые области знания, в первую очередь науки о Земле, используют карты как эффективное средство исследования. Пример: геология, результат геологических работ образуют карты, которые отражают знания о геологическом строении местности и служат для выяснения закономерностей распространения месторождений полезных ископаемых.

3. Математическая основа карт. Понятие о картографических проекциях. Классификация проекций по характеру искажений.

Картографическая проекция - математически определенный способ отображения поверхности эллипсоида на плоскости. Проекция устанавливает аналитическую зависимость (соответствие) между географическими координатами, точек земного эллипсоида и прямоугольными координатами тех же точек на плоскости. Эта зависимость может быть выражена двумя уравнениями вида: х=f1(В,L), у=f2(В, L), называемыми уравнениями картографических проекций. Они позволяют вычислять прямоугольные координаты х, у изображаемой точки по географическим координатам В и L (широтой В и долготой L). Аксиома при изыскании любых картографических проекций состоит в том, что сферическую поверхность Земного шара (эллипсоида, глобуса) нельзя развернуть на плоскости карты без искажений. Классификация проекций по характеру искажений.

Равновеликие проекции сохраняют площади без искажений. Такие проекции удобны для измерения площадей объектов, однако в них особенно значительно нарушены углы и формы, что особенно заметно для больших территорий.

Равноугольные проекции — оставляют без искажений углы и формы контуров, показанных на карте. Элементарная окружность в таких проекциях всегда остается окружностью, но размеры ее сильно меняются. Такие проекции особенно удобны для определения направлений и прокладки маршрутов по заданному азимуту, поэтому их всегда используют на навигационных картах. Зато карты, оставленные в равноугольных проекциях, имеют значительные искажения площадей.

Равнопромежуточные проекции — произвольные проекции, в которых масштаб длин по одному из главных направлений постоянен и обычно равен главному масштабу карты. Соответственно различают проекции равнопромежуточные по меридианам — в них без искажений остается масштаб вдоль меридианов, и равнопромежуточные по параллелям — в них сохраняется постоянным масштаб вдоль параллели. В таких проекциях присутствуют искажения площадей и углов, но они как бы уравновешиваются. Произвольные проекции — это все остальные виды проекций, в которых в тех или иных произвольных соотношениях искажаются и площади, и углы (формы). При их построении стремятся найти наиболее выгодное для каждого конкретного случая распределение искажений, достигая как бы некоторого компромисса. Скажем, выбирают проекции с минимальными искажениями в центральной части карты, «сбрасывая» все сжатия и растяжения к краям.