План і карта

Поверхню земної кулі зображають різними способами. Дуже схематичним зображенням Землі є глобус, на якому нанесені обриси океанів, материків, гір, річок та ін. Проте багато важливих подробиць на глобусі показати неможливо, тому для різних цілей складають плани й карти, на яких земну поверхню можна показати в деталях.

Карта є початком і кінцем будь-яких досліджень. Вона - основа вивчення географії в усіх класах середньої школи. Зміст карт з класу в клас удосконалюється, але перш ніж перейти до вивчення і читання карти, треба ознайомити учнів з способами орієнтування на місцевості та зображення її на папері.

Орієнтування. Орієнтуватися на місцевості означає визначати своє місцезнаходження відносно сторін горизонту і навколишніх предметів, знаходити потрібний напрям руху. Головні сторони горизонту: північ і південь, які утворюють напрям меридіану, схід і захід, що утворюються лінією перпендикулярною до лінії меридіану. Проміжними сторонами горизонту є північній схід, південний схід, північний захід, південний захід. Кутова віддаль між головними напрямами 90°, а між головними і проміжними - 45°. Сторони горизонту надійно і просто визначають за допомогою компаса.

Щоб визначити сторону горизонту, компас треба покласти на горизонтальну площину, відпустити запобіжник і повернути його так, щоб літери Пн на дні коробки опинилися під темним кінцем стрілки, який показує на північ. Якщо немає компаса і карти, визначити сторони горизонту можна за Сонцем, виходячи з того, що о 13 годині за поясним часом воно знаходиться на півдні. У безхмарну ніч сторони горизонту найпростіше визначити за Полярною зорею, напрям на яку збігається з напрямом географічного меридіану і в північній півкулі показує на північ..

Наближено сторони горизонту можна визначати за місцевими ознаками. Наприклад, кора на деревах, які стоять окремо в лісі, грубіша з північного боку, але твердіша, сухіша й світліша з південного. На стовбурах хвойних дерев на південному боці бувають патьоки і згустки смоли. На деревах, скелях і окремих каменях, дерев'яних і череп'яних дахах, мохи і лишайники частіше покривають північну сторону. Мурашники майже завжди розташовуються на південь від стовбура дерев, пеньків або чагарників.

Дуже важливо вміти не тільки орієнтуватися на місці, а й ходити по заданому азимуту. Азимутом називають кут на площині, що утворюється між напрямом на північ і лінією, що проводиться від спостерігача до орієнтира. Азимут рахують за ходом годинникової стрілки від 0° до 360°. Так, азимут на предмет, що знаходиться на сході дорівнює 90°. на півдні - 180° і т.д.

Орієнтування потрібне не тільки для визначення свого поло­ження на незнайомій місцевості, а й для правильного зображення якої-небудь ділянки місцевості на папері у вигляді плану чи карти.

Поняття про план і карту. Планом називають зображення на папері у великому масштабі невеликої ділянки земної поверхні, будь-якого предмета, будівлі чи споруди, зберігаючи при цьому цілковиту подібність їх обрисів. На плані не враховується випуклість земної поверхні, нема градусної сітки та спотворень. Між предметами зберігається їх взаємне розташування й орієнтація відносно сторін горизонту. При складанні планів користуються компасом,

Географічною картою називають математично визначене, зменшене і узагальнене образно-знакове зображення поверхні Землі. Карта відображає розміщення, структуру і взаємозв'язки природних та суспільних явищ. Будь яка географічна карта складається з математичних і географічних елементів. До математичних елементів відносяться масштаб, рамка карти, опорні пункти і картографічна сітка. Вони дають основу для нанесення географічної ситуації.

Масштаб. Масштабом називається відношення довжини лінії на плані, карті чи малюнку до її істинної довжини. Масштаб показує у скільки разів лінії на карті чи плані менші за відстані на місцевості. Масштаби зазначають на кожній карті під південною рамкою в числовій або графічній формі. Числовий масштаб зображують у вигляді дробу, в якого чисельник дорівнює одиниці, а знаменник показує у скільки разів лінійні відстані зменшено. При цьому чисельник і знаменник подаються в однакових одиницях міри. Так, масштаб 1 : 100000 означає, що на карті всі лінії зменшені в 100000 раз. Оскільки довжину ліній на місцевості прийнято вимірювати в метрах, а на карті в сантиметрах, то числовий масштаб супроводжується поясненням, наприклад, 1 см відповідає 1 км на місцевості. Такий масштаб називається іменованим.

З а величиною знаменника визначають величину масштабу: чим більший знаменник, тим дрібніший масштаб.

Графічний масштаб зображують прямою лінією, поділеною на сантиметри, які відповідають метрам на місцевості. Його називають лінійним масштабом. Поділи на лінійці, називаються основою масштабу, а відповідна їй віддаль на місцевості - величиною масштабу. Ліву крайню основу поділяють на ще дрібніші частини які називають найменшим поділом лінійного масштабу, а горизонтальну віддаль на місцевості - точністю або ціною лінійного масштабу.

Віддаль по прямій лінії на карті вимірюють циркулем-вимірником, масштабною лінійкою або просто смужкою паперу. Довжину звивистої лінії визначають за допомогою спеціального приладу - курвіметра (мал. 10). Перед вимірюванням потрібно обертанням малого коліщати змістити стрілку циферблата на нуль, встановити коліща на початку лінії і проводити ним по лінії. Стрілка автоматично відзначатиме число сантиметрів, які потім, залежно від масштабу, треба помножити на метри чи кілометри.

Площі на карті або плані вимірюють спеціальним приладом - планіметром. Проте простіше користуватися палеткою, яка виготовляється з прозорого матеріалу. Вона являє собою сітку дрібних квадратів зі сторонами 2 мм (мал. 11). Палетку накладають на виділену площу і рахують число повних та неповних квадратів. Неповні квадрати переводять у повні. Знаючи площу найменшого поділу па­летки, визначають площу фігури в гектарах або квадратних метрах чи кілометрах.

Р амка карти. Рамками карти є відрізки географічних меридіанів і паралелей. Бокові рамки - меридіани, верхня й нижня - паралелі. Кожна топографічна карта має три рамки: внутрішню, на якій позначаються широта й довгота в градусах; мінутна рамка, на якій збоку показані мінути широти, а зверху і знизу - мінути довготи. Зовнішня рамка позначається чорними лініями для надання карті закінченого вигляду.

Опорні пункти. Опорні пункти - це точки на земній поверхні, які закріплюються спеціальними знаками та центрами. Називаються вони так тому, що становлять опору (початок) топографічної зйомки. Опорні пункти бувають трьох видів: планові - з точно визначеними координатами; висотні (репери, марки) - з точними відмітками висот над рівнем моря; висотно-планові з точними координатами і висотами. Опорні пункти розташовуються у певному порядку на віддалі до 60 км. Їх географічні координати визначаються складними геодезичними вимірюваннями та математичними обчисленнями.

Картографічна сітка - це мережа меридіанів і паралелей на карті, за допомогою яких передають зображення сферичної поверхні еліпсоїда або кулі на площину. Для побудови градусної сітки на поверхні глобуса на рівній віддалі від Північного і Південного полюсів проводять лінію екватора. Екватор поділяють на 360°, через які проводять меридіани. Меридіанів може бути скільки завгодно, але для зручності приймають 360. Кожен меридіан поділяють на 180°, як половину кола. Через кожний поділ проводять лінії, які називаються паралелями, бо йдуть паралельно до екватора на однаковій віддалі. Паралелі утворюють кола, довжини яких поступово зменшуються від екватора до полюсів. Так, довжина одного градуса дуги на екваторі дорівнює 111,3 км, на широті Києва - 78,9 км, Санкт-Петербурга - 63,1 км, на полюсі - 0.

На глобусах, і картах меридіани й паралелі позначають через кожні 10-20 градусів, а проміжки між ними поділяють на однакові частини на рамці карти.

Якщо глобус розрізати уздовж меридіану на дві половини і кожну їз них відобразити на папері, матимемо карти півкуль, на яких зображена вся поверхня Землі. Хоч Земля на них показана плоскою, уявлення про опуклість її поверхні дають меридіани і паралелі.

На місцевості географічну широту можна визначити за Полярною зорею, яка знаходиться на продовженні уявної осі Землі. Для цього достатньо будь-яким приладом визначити її висоту над горизонтом і це буде широтою місцевості. На Північному полюсі Полярна зоря буде в зеніті, а якщо рухатись до екватора вона наближатиметься до горизонту і на екваторі її висота становитиме 0°. Отже, географічна широта місцевості дорівнює куту між напрямом осі світу і площиною горизонту, або між площиною екватора і прямовисною.

Географічну довготу на місцевості можна визначити за допомогою часу. Всі пункти, що лежать на меридіані мають один і той самий час. Порівнюючи час різних меридіанів, можна обчислити кутову віддаль між ними. Відомо, що Земля повертається на 1° за 4 хв. Отже, знаючи місцевий час даного меридіану і час будь-якого іншого, наприклад, нульового, можна визначити довготу. Місцевий час визначають за допомогою гномона по найменшій тіні, яку він кидає опівдні (гномон - вертикальний стержень на горизонтальній площині). Так, якщо гномон показує південь, а в цей час на нульово­му меридіані десята година, то різниця в часі між цими меридіанами складає дві години або 120 хвилин. В градусах ця різниця становить 30° (120 : 4 = 30). Якщо час даного пункту випереджає час нульового меридіану, довгота буде східна, а якщо відстає - західна.

Градусна сітка є математичним елементом карти. Крім неї, до математичних елементів відносять картографічну проекцію, як спосіб зображення кулястості поверхні на площині.

К артографічні проекції. Найточніше зображення земної кулі дає глобус. Але глобуси громіздкі і їх масштаби не можуть бути великими. Наприклад, глобус в масштабі 1:100000 мав би діаметр 127,4 м. Тому на практиці користуються картами. Проте куляста форма глобуса не може бути розгорнутою на площину без складок і розривів так само, як і не можна обгорнути кулю аркушем паперу не розриваючи і не згинаючи його. Щоб поверхню глобуса розгорнути в площину, треба його розрізати на окремі частки уздовж меридіанів і скласти їх в один ряд. Тоді побачимо, що розриви між частками зростають від екватора до полюсів і лише невеликі ділянки можуть бути прийняті за плоску поверхню без всяких неточностей (мал.12). При зображенні великих територій кулястість Землі спотворюється, оскільки на картах спотворюються або кути, або площини, або лінії. На глобусі цих спотворень нема. На картах окремих спотворень можна уникнути, але тоді збільшуються інші спотворення.

Складання карт починається з побудови сітки меридіанів і паралелей з найменшим їх спотворенням. Математичне зображення градусної сітки на картах називається картографічною проекцією. За способами проектування градусної сітки з глобуса на площину картографічні проекції поділяють на азимута­льні, циліндричні, конічні та довільні.

Азимутальні проекції - це такі, на яких градусна сітка переноситься з глобуса на площину безпосередньо без допоміжних фігур (циліндра чи конуса). Наприклад, якщо градусну сітку глобуса проектувати на дві площини, що дотикаються до глобуса в протилежних точках екватора, одержимо карти півкуль в азимутально-екваторіальній проекції. В цій проекції середній меридіан пряма лінія, а решта меридіанів - криві лінії. Довжина і кривизна цих ліній збільшується і на краю півкулі меридіан має форму півкола, а довжина його в півтора рази більша від довжини середнього меридіану. Паралелі також криві і не паралельні між собою, як на глобусі.

Якщо площину покласти на полюс і на неї проектувати градусну сітку, то паралелі будуть зображені концентричними колами, а меридіани віялом прямих ліній, що розходяться з полюса (мал. 13, а). Це азимутальна полярна проекція. її використовують для складання карт Арктики і Антарктиди.

Я

Мал.. 13 Відображення меридіанів і паралелей нормальних сіток поширених класів картографічних проекцій

кщо на глобус надіти циліндр так, щоб він дотикався до екватора і на його внутрішню поверхню спроектувати меридіани, а потім розгорнути його, одержимо циліндричну проекцію з взаємно перпендикулярними прямими (мал. 13). При чому всі паралелі за довжиною рівні, хоч на глобусі вони вкорочуються у міру наближення до полюсів, а меридіани мають вигляд паралельних ліній, тоді як на глобусі вони сходяться до полюса. На такій проекції контури розтягуються уздовж паралелі, а полюс перетворюється в лінію, рівну довжині екватора. Такі проекції використовуються для складання карт ізотерм, ізобар, течій та ін.

Якщо на глобус надіти конус так, щоб його вісь збігалася з віссю глобуса, він дотикатиметься до глобуса на якійсь паралелі. Проектуючи на його внутрішню поверхню меридіани й паралелі, одержимо зображення градусної сітки в конічній проекції (мал. 13, б). Меридіани в ній віялом розходяться з центра, а паралелі виглядають концентричними дугами. В конічній проекції скла­дають карти частин світу (Євразії, Північної Америки) і окремих країн.

Серед великого розмаїття довільних проекцій найбільшого застосування набула коса перспективно-циліндрична проекція М. Д. Соловйова, в якій складаються навчальні карти Європи, Азії та карти для початкової школи, В цій проекції карти дають уяву про випуклість Землі, про крайню північну точку материків.

Умовні знаки на плані й карті. На відміну від малюнка, на плані й карті відображають не зовнішній вигляд предметів, а їх положення на земній поверхні, використовуючи загальноприйняті умовні знаки, кольори та буквено-цифрові позначення. До карт різного призначення застосовують спеціальні умовні знаки, пояснення яких додається у вигляді легенди. Отже, легенда - це система використаних умовних знаків і позначень. Для топографічних планів і карт встановлено свої умовні знаки, але пояснення їх додається не до кожної карти чи плану, а зводяться у спеціальні таблиці, які потрібно знати кожному, хто користується топографічними картами.

У мовні топографічні знаки бувають графічні, контурні, лінійні, масштабні і позамасштабні. Графічні знаки - це різноманітні значки й лінії, які застосовуються для позначення криниць, заводів, доріг, меж тощо. Контурні знаки застосовуються для відображення якіс­них відмінностей місцевості і нагадують форму тих об'єктів, які картографуються, наприклад, контури лісу, саду та ін. Лінійні знаки використовуються для відображення ліній, довжина яких витриму­ється, а ширина не витримується в масштабі. Вони передають точне зображення об'єктів по осі. але перебільшують його ширину Масштабні знаки - це такі, що зображають предмет згідно з прийнятим на карті масштабом. Позамасштабні - це такі, які не відповідають дійсним розмірам предмета.

Відображення рельєфу на картах. Поширеним способом зображення рельєфу на планах і картах, є метод горизонталей - ліній, які сполучають точки з однаковою висотою (ізогіпс). Горизонталі проводять через рівні відстані по висоті. Ними зображають, як підвищення, так і зниження Щоб розрізняти де зниження, а де підвищення, застосовують бергштрихи, які проводять від горизонталей для горбів у зовнішній бік, для западин - у внутрішній бік (мал. 14).

Для зручності читання висот на картах кожну п'яту (основну) горизонталь проводять потовщеною і підписують. Зображення рельєфу горизонталями доповнюється цифровими позначеннями абсолютних висот горизонталей, та характерних точок місцевості, а також відносних висот обривів, виступів, терас, глибин і ширини ярів.

Окомірне знімання. Поверхню місцевості знімають за допо­могою точних інструментів (інструментальна зйомка) або літаків (аерофотознімання). Проте невеликі ділянки можна зняти з меншою точністю і нанести їх на план "на око". Такий спрощений спосіб зні­мання називається окомірною зйомкою. Вона широко застосовується на практиці і проводиться за допомогою компаса, візирної лінійки і планшета. Перед початком окомірного знімання планшет, на якому прикріплений папір і компас, орієнтують за сторонами горизонту. Потім .наносять точку свого стояння (станцію) і від неї креслять напрями на віддалені предмети - орієнтири. Далі, наносять предмети, що знаходяться навколо станції. Закінчивши роботу на першій станції, переходять на другу станцію, при цьому віддаль до неї міряють кроками і в масштабі кроку наносять її на планшет. Віддаль можна міряти також рулеткою, мірною стрічкою або землемірним циркулем. Зорієнтувавши планшет за сторонами горизонту, знову візують на предмети - орієнтири. Місце перетину напрямів, взятих з першої та другої станцій на орієнтири визначатимуть їх положення. Позначивши орієнтири на плані відповідними умовними знаками, приступають до знімання ситуації навколо цієї станції.

Переходячи від станції до станції, та уточнюючи по дорозі окремі деталі плану, домагаються схематичного зображення місцевості як показано на малюнку 14.

Шкільні географічні карти й атласи. Не можна уявити урок географії чи природознавства без карти. Для дітей карта - це чарівне вікно у світ відкриттів. Вона відкриває їм різні країни, збуджує уяву, сприяє упорядкуванню географічних знань, полегшує засвоєння і запам'ятовування матеріалу. Географічні шкільні карти розвивають у дітей пам’ять, творчу уяву, логічне мислення, уміння аналізувати. порівнювати, встановлювати зв’язки між компонентами природи й робити висновки. Шкільні географічні карти поділяються за змістом, призначенням, масштабом і способом використання.

За змістом карти поділяються на загальногеографічні й тематичні. Загальногеографічні дають можливість одержати первісний цілісний просторовий образ території, яка вивчається. Тематичні карти (грунтів, рослин, тварин світу, кліматичні, гідрологічні) дають змогу глибше вивчати географічні особливості окремих територій.

За призначенням шкільні карти складають для початкових, середніх та старших класів. Окремо виділяють контурні, німі карти, які виконують специфічні функції в навчальному процесі. Роль картографічних посібників відіграють картинні, панорамні та рельєфні карти, а також блок-діаграми.

За масштабом географічні карти поділяють на великомасштабні від 1:10000 до 1:200000, середньомасштабні - менші від 1:200000 до 1000000 і дрібномасштабні - дрібніше 1:1000000. Загальногеографічні карти великого масштабу називаються топогра­фічними, середнього масштабу - оглядово-топографічними, дрібного - оглядовими. Більшість шкільних карт дрібномасштабні.

За способом використання шкільні карти поділяються на стінні та настільні. Стінні карти використовуються для роботи з усім класом, вони великі і на них позначені найважливіші географічні об'єкти. Настільні карти менші за розмірами і використовуються для індивідуальної самостійної роботи.

Шкільні географічні атласи - це основний посібник для самостійної роботи учнів у школі й вдома. Їх призначення - полегшити засвоєння учнями програмного матеріалу, складаються атласи з трьох частин: вступу, карт і заключної частини.

В атласах для початкової школи вступна частина починається з того матеріалу, який допомагає дітям зрозуміти особливості плано­вого зображення. Користуючись знайомими їм предметами (наприклад, стіл, клас, школа), показують як зміниться їх зображення коли переходять від малюнка до плану. Крім того, подаються картографічні ілюстрації, що знайомлять дітей з кулястістю Землі та відображенням на дрібномасштабних картах великих ділянок її поверхні. Окремі малюнки передають дійсний вигляд пустель, лісів, степів та інших природних зон.

У другій частині подається серія карт, які узгоджені з настін­ними картами і відповідають навчальній програмі. Третя частина здебільшого вміщує відомості довідкового характеру про найважли­віші міста, довжини річок, висоти гір, найбільші острови, глибини океанів та ін. В ньому також подаються різноманітні задачі, вправи, загадки.

Географічні атласи видаються для кожного класу відповідно до навчальних програм.

Питання для самоконтролю до теми «План і карта».

1. Назвіть основні способи зображення земної поверхні.

2. Що таке план і географічна карта?

3. В чому подібність і відмінність між планом і географічною картою?

4. Що таке масштаб? Які види масштабу ви знаєте?

5. Як виміряти віддаль на карті?

6. Які лінії на карті утворюють градусну сітку?

7. Що таке географічні координати, для чого вони служать?

8. На чому заснований принцип дії компаса? Як за допомогою компаса визначити сторони горизонту?

9. Як проводиться окомірне знімання?

10. Яке призначення стінних і настільних карт? Для чого потрібні атласи?

11. Як зображується рельєф на фізичних і топографічних картах?

12. Які існують умовні знаки на планах і картах?