KARTOGRAFIA I TOPOGRAFIA

1.Współrzędne geograficzne

Szerokość geograficzna - kąt pomiędzy półprostą poprowadzoną ze środka kuli ziemskiej i przechodzącą przez dany punkt na jej powierzchni a płaszczyzną równika. Szerokość może być północna (N) lub południowa (S). Wartości od 0° do 90°.

Długość geograficzna - kąt dwuścienny zawarty między półpłaszczyzną południka 0 (południka przechodzącego przez park w Greenwich), a półpłaszczyzną południka przechodzącego przez dany punkt na powierzchni Ziemi. Długość może być wschodnia (E) i zachodnia (W). Wartości od 0°do 180°.

Spłaszczenie biegunowe – odstępstwo od kulistego kształtu.

Wzór : $\frac{a - b}{a}$

2. Skala i podziałka mapy

Skala – pomniejszenie przedstawionego obszaru i związanych z nim obiektów względem ich wielkości rzeczywistych. Skala wyraża stosunek długości oznaczonej na mapie do jej terenowego odpowiednika.

Wyróżniamy skalę:

Liczbową np. 1:100000
Ułamkową np. 1/10000
Mianowaną np. 1cm-1km

Na mapach stosownemu pomniejszeniu ulega też powierzchnia, która maleje proporcjonalnie do kwadratu mianownika skali 1:M².

Podziałka- graficzna interpretacja skali głównej. Jest to rodzaj linijki ilustrującej relacje między wielkościami terenowymi, a wielkościami na mapie, wyrażanymi w wybranych jednostkach miary-km, m.

Mapy topograficzne – mapy szczegółowe, przedstawiające powierzchniowe elementy Ziemi (topografię terenu).

Elementy treści mapy :

Matematyczne:

odwzorowanie kartograficzne
geodezyjny układ współrzędnych prostokątnych płaskich czyli siatka topograficzna (kilometrowa)
skala mapy

geograficzne:

rysunek poziomicowy i inne znaki odnoszące się do rzeźby terenu
sieć rzeczna
sieć osadnicza
sieć komunikacyjna
pokrycie terenu
inne elementy sytuacyjne

opis poza ramkowy:

oznaczenie godła mapy i nazwa arkusza
informacje wydawnicze (rok wydania, wydawca, aktualność treści)
opis znaków topograficznych (legenda)
skala i podziałka
inne informacje

Pomiary na mapach

Wyróżnia się trzy rodzaje takich pomiarów:

Pomiary długości

Sposób kroczkowania
Sposób Pencka- modyfikacja sposobu kroczkowania. Niezbędny jest do tego kroczek o zmiennym rozwarciu, dostosowanym do krzywizn łuków mierzonej lini. W trakcie pomiaru sumuje się długość kolejnych odcinków.
Sposób longimetrem Steinhausa- longimetr jest to przyrząd służący do pomiaru długości krzywych na mapach. Jest to przeźroczysty arkusz z trzema, obróconymi względem siebie o 30 stopni, kratami prostopadłych linii rozmieszczonych w równych odległościach 3,82mm. Pomiar odbywa się poprzez zliczanie przecięć krzywej z liniami siatek. Liczba przecięć jest przybliżoną długością krzywej w milimetrach.
Sposób za pomocą krzywomierza- krzywomierz jest to urządzenie składające się m.in. z małego kółka zębatego, który wodzi się po mierzonej lini, a którego ruch przenoszony jest na wskazówkę przesuwającą się po tarczy z umieszczonymi na niej podziałami w różnych skalach.

Pomiary pól powierzchni

Kalka milimetrowa
Szablon punktowy
Szablon liniowy
Planimetr- pomiar wymaga obwiedzenia powierzchni igłą znajdującą się na końcu ramienia wodzącego (zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara) i na odczytaniu stanu licznika.

Pomiary kątów poziomych

kątomierz

3. Azymuty.

Azymut- punktu P (φ, λ) to kąt dwuścienny α zawarty między płaszczyzną wertykału początkowego, a płaszczyzną wertykału przechodzącego przez punkt P. Azymut (alfa) mierzymy od płaszczyzny wertykału* początkowego w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara; zmienia się on o 0° do 360°.

Północ geograficzna (GeN) jest kierunkiem do geograficznego bieguna północnego i często nazywana jest kierunkiem północy rzeczywistej. W tym kierunku przebiegają stopnie długości (południki). Ponieważ Ziemia jest kulą południki nie są równoległe, lecz zbiegają się na biegunach i maksymalnie odsuwają od siebie na równiku. Na mapach topograficznych zazwyczaj tylko lewa i prawa krawędź mapy przebiega w kierunku północy geograficznej, nie są one całkiem równoległe. Im bliżej bieguna, tym większe odchylenie.

Północ magnetyczna (MaN) w uproszczeniu jest kierunkiem do magnetycznego bieguna północnego, czyli kierunkiem jaki wskazuje igła kompasu. Bieguny magnetyczne Ziemi znajdują się w pewnej odległości (ponad 1000 km) od biegunów geograficznych, a odległość ta ulega ciągłym zmianom. Dodatkowo występują lokalne zniekształcenia pola magnetycznego, które na terenie Europy środkowej nie są może znaczące, ale np. w Kanadzie czy Grenlandii mogą przyjmować ekstremalne wartości.

Północ topograficzna (siatkowa, GiN) jest to kierunek jaki wskazują linie siatki geodezyjnej na mapie. W odróżnieniu od stopni długości (południków) biegną one równolegle i w najlepszym wypadku jedna linia siatki może pokrywać się z geograficznym kierunkiem północnym.

Różnicę między azymutem geograficznym a azymutem magnetycznym nazywa się deklinacją magnetyczną albo zboczeniem magnetycznym. Różnica między azymutem geograficznym a azymutem kartograficznym to zbieżność południków.

*wertykały-obwodowe koła Ziemi, zbiegające się na biegunach

Współrzędne płaskie- określone są w miarach liniowych. Znając współrzędne prostokątne płaskie dwóch punktów, można łatwo obliczyć odległość między nimi oraz azymut wyznaczonego przez te punkty kierunku z pomocą wzorów z geometrii analitycznej płaskiej.

W celu naniesienia siatki współrzędnych prostokątnych w przyjętym odwzorowaniu przyjmuje się za zwyczaj prostoliniowy obraz południka osiowego (środkowego) za oś x układu współrzędnych, zaś prostą prostopadłą do tego południka w określonym punkcie za oś y. Orientację układu współrzędnych prostokątnych przyjmuje się zgodną z ruchem wskazówki zegara. Na tych dwóch osiach układa się odcinki, jedno- lub wielokilometrowe, przez które przeprowadza się proste równoległe do osi. W ten sposób powstaje siatka współrzędnych prostokątnych, którą nazywamy zwykle siatka kilometrową, ponieważ tworzące ja linie są od siebie wzajemnie oddalone o pełną liczbę kilometrów w skali mapy.

4. Metody przedstawiania rzeźby terenu

perspektywiczna (od XVI w.), najczęściej były to kopczyki, stąd często metoda ta nazywana jest kopczykową. Pokazuje ogólne rozmieszczenie obszarów górskich i wyżynnych oraz niekiedy innych form terenu (doliny). Nie mówi nic o wysokościach bezwzględnych.
kreskowanie (od XVIII w.) polegało na przedstawieniu zboczy gór kreskami. Najbardziej rozpowszechnioną odmianą tej metody było kreskowanie Lehmanna (im bardziej strome zbocze tym intensywniejsze kreskowanie).
cieniowanie (od XIX w.) Połączenie cieniowania szarego z kolorowym tłem. Na ogół przyjmuje się, że światło pada z lewego, górnego rogu mapy.
metoda poziomicowa (od XIX w.). Jej modyfikacjami są np. poziomice pogrubiane i poziomice iluminowane. Częstym uzupełnieniem tej metody (np. na mapach topograficznych) jest rysunek skał.
metoda hipsometryczna (od XIX w.) inaczej zwana metodą warstwo barwną.
blokdiagram (od XX w.)

Profil hipsometryczny to pionowy przekrój lądu przedstawiający rozkład wysokości. Tworzony jest w oparciu o zebranie danych wysokościowych z poziomic przecinających linię zakreśloną na mapie. Dopiero wtedy można wykonać wykres przedstawiający rzeźbę terenu wzdłuż danej linii.

Składa się on z:

osi pionowej przedstawiającej wartości wysokości bezwzględnych
osi poziomej, która ilustruje położenie danego punktu (odległość od początku układu, tj. miejsca, gdzie ma swój początek linia na mapie).

W oparciu o profil hipsometryczny rysuje się krzywą hipsograficzną, czyli wykres zależności pomiędzy poszczególnymi wysokościami, a powierzchnią, którą te wysokości zajmują. Na osi pionowej przedstawione są wartości wysokości bezwzględnych, zaś na poziomej proporcje zajmowanej powierzchni.

5. Metody prezentacji

a) metody jakościowe:

sygnatur-znaki symbolizujące różne obiekty, wskazują położenie prezentowanego obiektu. Jednak nie zawsze wskazują je dokładnie. Wyróżniamy sygnatury: geometryczne, symboliczne, obrazkowe i literowe. Do sygnatur zaliczamy również strzałki ruchu.
chorochromatyczna (powierzchniowa)- każdy obszar objęty mapą ma określoną cechę, ale tylko jedną z punktu widzenia przyjętej klasyfikacji. Np. mapa administracyjna kraju: każdy obszar należy do jednego województwa, nie ma sytuacji żeby jakiś obszar należał do dwóch województw jednocześnie.
zasięgów- tą metodę stosuję się jeżeli prezentowane obszary ,,nakładają się’’ na siebie. Stosujemy wtedy określone środki graficzne. Wyróżniamy kilka rodzajów zasięgów: liniowy, sygnaturowy, plamowy, opisowy.

b) ilościowe:

kropkowa- metoda stosowana do prezentacji np. rozmieszczenia ludności, powierzchni upraw, hodowli zwierząt.
kartogramu sposób przedstawienia średniej wartości dowolnego zjawiska w określonych jednostkach przestrzennych (administracyjnych lub geometrycznych) zwanych polami podstawowymi lub jednostkami odniesienia. Najczęściej używany do przedstawienia gęstości zaludnienia lub wielkości powierzchni. W kartogramie wykorzystuje się wartości względne otrzymywane w wyniku dzielenia dwu szeregów wartości bezwzględnych (lub względnych) odnoszących się do tych samych jednostek przestrzennych.
Izolinii-są to linie na mapie łączące punkty o jednakowej wartości liczbowej prezentowanego zjawiska . np. poziomice pokazujące ukształtowanie terenu.
kartodiagramu mapa tematyczna przedstawiająca zmienność wybranych zjawisk przestrzennych za pomocą umieszczonych na niej diagramów lub wykresów. Ich lokalizacja odpowiada punktom pomiaru lub jednostkom przestrzennym, do których dane się odnoszą (np. gminom, województwom, państwom). Kartodiagram przedstawia wartości w ujęciu bezwzględnym.