22. Средства картографии.
Все реальные объекты отображаются на картах какими- либо условными знаками: точками, линиями, полигонами или поверхностями. Немаловажным фактором является цветовая градация объектов. Точки, линии и области могут представляться соответствующими символами. Поверхности представляются чаще всего либо высотами точек, либо другими компьютерными средствами.
Точечные объекты – это такие объекты, каждый из которых расположен только в одной точке пространства. Примером таких объектов могут быть деревья, дома, перекрестки дорог, и многие другие. Линейные объекты представляются как одномерные в нашем координатном пространстве. Такими "одномерными" объектами могут быть дороги, реки, границы, изгороди, любые другие объекты, у которых один из геометрических параметров существенно больше другого. Площадные объекты – это те объекты, которые используется для изображения территории, обладающей внутренним единством или однородностью состава. Примеры областей, или "двухмерных" объектов, включают территории, занимаемые двором, городом или целым континентом. При определении местоположения области в пространстве, мы можем себе представить три характеристики: как и для линий, мы можем указывать их форму и ориентацию, а также величину площади, которую область занимает. Поверхность – при ее описании требуется добавление к площадным объектам значений высоты. Восстановление поверхностей осуществляется с помощью использования математических алгоритмов (интерполяции и аппроксимации) по исходному набору координат X, Y, Z. Холмы, долины, гряды гор, скалы и множество других образований могут описываться указанием их местоположения, занимаемой площади, ориентации и добавления третьего измерения – их высот.
23. Математические основы карт. Датумы.
Геодезическая основа карт. Карта – это уменьшенное, обобщенное, условное изображение Земной поверхности, построенное по определенным математическим законам. Математическую основу географических карт составляют три элемента: выбранный эллипсоид или геодезическая основа, картографическая проекция и масштаб. Геоид – это поверхность мирового океана, мысленно продолженная под сушу.
Датум – это математическое представление формы земной поверхности. Они разделяются на 3 типа: Горизонтальный датум – это система привязки для определения местоположения на земной поверхности. Он включает начало отсчета и направление линий широты и долготы. Локальный датум перемещает сфероид так, чтобы он был наиболее близко к земной поверхности в данной области; точкой отчета является точка на поверхности Земли. Координаты точки отсчета фиксированы, и положение всех прочих точек измеряется относительно этой контрольной точки. Центр системы отсчета локального датума не совпадает с центром Земли. Примеры локальных датумов: NAD27 и Европейский датум 1950г. Геоцентрический датум не имеет точки начала отчета. Началом отсчета по смыслу здесь является центр массы Земли. Широко используемый датум – Всемирная геодезическая система 1984 г. (WAS84), на ней основываются данные системы GPS.
Географическая система координат. Чтобы определить положение точек на земной поверхности, на эллипсоиде условно проводят линии – параллели и меридианы, которые образуют систему географических координат. Меридиан – это воображаемая линия, образованная на поверхности эллипсоида секущей плоскостью проходящей через ось поверхности земли. Параллель – воображаемая линия, образуемая на поверхности эллипсоида секущей плоскостью перпендикулярной оси вращения земли. Один из меридианов, проходящий через центр меридианного зала астрономической обсерватории в Гринвиче (пригород Лондона) принято считать за нулевой. Угол между меридиональной плоскостью начального меридиана и плоскостью, проходящей через точку наблюдения, называется долготой точки (λ). Долгота отсчитывается к востоку и западу от гринвичевского меридиана в пределах 0 – 180о. Угол между радиус-вектором точки наблюдения и плоскостью экватора называется широтой (φ). Широта отсчитывается в пределах 0 – 90о.
Точки и линии физической поверхности Земли проецируются на поверхность эллипсоида. Это как раз определяет значения широты и долготы географических координат φ и λ. Для разных эллипсоидов значения φ и λ одной и той же точки Земной поверхности будут различные. При указании точных географических координат необходимо в обязательном порядке указывать эллипсоид, так как точки с одними и теми же значениями координат, полученными для разных эллипсоидов, могут отстоять друг от друга в сотни метров на местности. Большинство ГИС позволяет осуществлять преобразование координат от одного эллипсоида к другому, правда результаты могут отличаться для разных ГИС.
Масштаб карты. Масштаб показывает, во сколько раз уменьшено картографическое изображение и сколько сантиметров местности содержится в одном сантиметре на карте. По масштабу карты делят: 1. Планы (1:5000 и >) 2. Крупномасштабные (1:10000 и 1:200000) 3. Среднемасштабные (1:200000 и 1:000000) 4. Мелкомасштабные ( меньше 1:1000000). Масштаб, выраженный словами "в одном сантиметре 500 метров", называется вербальным масштабом. Этот распространенный способ выражения масштаба имеет преимущество легкого понимания большинством пользователей карт.
Численный масштаб – это когда расстояние на карте и расстояние на земле даются в одних единицах измерения, как дробь, устраняя тем самым необходимость упоминать единицы измерения.(1:1000) Линейный масштаб – действительные расстояния на земле показываются прямо на карте. На карте могут быть показаны и реальные площади, но это встречается гораздо реже. Большинство программ очень легко выполняют изменения масштаба. И конечно, масштаб входных данных может отличаться от масштаба отображения результатов. Способность программного обеспечения как угодно преобразовывать масштаб карты может привести к чрезмерному доверию к карте, что может в дальнейшем вызвать некоторые проблемы.