1. Definicje kartografii i mapy w tym map ogólnogeograficznych i tematycznych.

Definicja kartografii (wykłady Kozioła):

1. Kartografia jest sztuką (umiejętnością), nauką i techniką robienia (opracowywania) map wraz z ich badaniem jako dokumentów naukowych i dzieł kultury materialnej. W tym kontekście za mapy można uznać wszystkie postaci map, a także plany, diagramy, przekroje, modele trójwymiarowe i globusy przedstawiające Ziemię lub ciała niebieskie w dowolnej skali.

2. Kartografia zajmuje się zorganizowaniem, przekazywaniem i użytkowaniem geoinformacji w postaci wizualnej, cyfrowej albo dotykowej.

3. Nauka o przedstawianiu i badaniu rozmieszczenia przestrzennego oraz wzajemnych powiązań zjawisk przyrodniczych i społecznych (i ich zmian w czasie) za pomocą specjalnych modeli obrazowo-znakowych (przedstawień kartograficznych).

Wikipedia:
Kartografia – dziedzina nauki o mapach (w tym o atlasach, globusach, modelach plastycznych – mapach plastycznych itp.), teorii map, metodach ich sporządzania i użytkowania; jak również dziedzina działalności organizacyjnej i usługowej, związanej z opracowywaniem, reprodukcją i rozpowszechnianiem map

Definicja mapy (Kozioł):
Mapa- jest to obraz przedstawiający powierzchnię ziemi lub jej części w sposób uogólniony, uwzględniający jej krzywiznę w określonym zmniejszeniu, w odwzorowaniu na płaszczyźnie i przy użyciu symbolicznych znaków umownych. Zawiera elementy matematyczne (skalę, siatkę, podziałkę, ramkę z podziałem stopniowym), geograficzne (znaki topograficzne) i legendę.

Mapy tematyczne:

1. Dotyczą zjawisk przyrodniczych, np. zasobów naturalnych, budowy geologicznej, gleb, zanieczyszczenia środowiska, lasów, rozkładu temperatur, opadów czy sieci rzecznej;

2. Obejmują zjawiska społeczno-gospodarcze, np. rozmieszczenie ludności, podział administracyjny kraju, sieć transportowa, przemysł przetwórczy, rolnictwo;

3. mapy inżynieryjne i geodezyjne.

Mapy ogólnogeograficzne – ich treść nie jest przyporządkowana jednemu zjawisku, mają za zadanie za zadanie przybliżyć ogólny wygląd danego miejsca. Ich bardziej szczegółowy podział zależy głównie od skali. Wyróżniamy:

1. mapy przeglądowe, tworzone w małych skalach, zazwyczaj mniejszych od 1:1 000 000, przedstawiają duże obszary Ziemi, jak państwa, kontynenty, świat, są silnie zgeneralizowane;

2. mapy topograficzno-przeglądowe, opracowywane dla średnich skal od 1:200 000 do 1:1 000 000;

3. mapy topograficzne, kreślone w skalach większych niż 1:200 000, bardzo szczegółowe, ze względu na dużą liczbę nanoszonych obiektów, ograniczoną jedynie dokładnością graficzną. Gdy tworzy się serię map topograficznych dla danego regionu, są one dzielone na specjalnie numerowane arkusze.

1. Teoria odwzorowań kartograficznych.

(Teoria odwzorowań jest poprzedzona teorią powierzchni, którą też musieliśmy wykuć więc chyba też jest ważna.)

W odwzorowaniach regularnych:

- obrazem punktu jest punkt
- obrazem krzywej jest krzywa
- obrazem kąta jest kąt
- obrazem obszaru jest obszar
- obrazem krzywych mających wspólną styczną w punkcie P są krzywe mające także wspólną styczna w obrazie punktu P

Klasyfikacja odwzorowań

Podział ze względu na kształt siatki kartograficznej:

1. Azymutalne

• Normalne

• Ukośne

• Poprzeczne

1. Walcowe

• Normalne

• Ukośne

• Poprzeczne

1. Stożkowe

• Normalne

• Ukośne

• Poprzeczne

Odwzorowanie azymutalne normalne

• Obrazami południków są półproste zbiegające się w obrazie bieguna ziemi

• Kąty między obrazami południków nie ulegają zniekształceniu i są równe różnicom długości geograficznych południków

• Obrazami równoleżników są okręgi współśrodkowe, których środek pokrywa się z obrazem bieguna

Odwzorowanie walcowe normalne

• Obrazami południków są proste lub odcinki równoległe względem siebie i prostopadłe do prostoliniowego obrazu równika

• Odległości między obrazami dwóch danych południków jest proporcjonalna do różnicy ich długości geograficznych

• Obrazem równoleżników są proste prostopadłe do obrazów południków

• Na bocznicy walca przyjmujemy układ współrzędnych o środku w punkcie na równików, osi x stycznej do południka zerowego i osi y stycznej do równika

Odwzorowanie walcowe równopolowe Lamberta

• Założenie: iloczyn skal w kierunkach głownych = 1 (a*b=1)

• Skrócenie długości w kierunku południków

• Wydłużenie długości w kierunku równoleżników

• Kąty będą ulegać powiększeniu

Odwzorowanie normalne walcowe wiernokątne Mercatora

• Założenie: warunek wiernokątności a=b

• Wydłużenie w kierunku południków i równoleżników

• Powiększenie pola powierzchni

Odwzorowanie uniwersalne poprzeczne Mercatora (UTM)

• Odwzorowanie poprzeczne walcowe wiernokątne

• Walec sieczny do elipsoidy symetralnie do południka osiowego danej strefy

• Południk osiowy odwzorowuje się na odcinek linii prostej

• Elementarna skala zniekształceń długości na południku osiowym jest stała i mniejsza od 1

Odwzorowanie Gaussa-Krugera

• Odwzorowanie wiernokątne, poprzeczne walcowe elipsoidy obrotowej na płaszczyznę realizowane w wąskich pasach południkowych

• Południk środkowy (osiowy) pasa odwzorowuje się na odcinek linii prostej

• Skala długości na południku środkowym jest równa jedności m₀=1, a₀=b₀=1

• Pozostałe południki odwzorowuje się na krzywe symetryczne względem południka

• Równik odwzorowuje się na odcinek linii proste, prostopadłej do południka środkowego, równoleżniki to krzywe symetryczne

• Obraz całej elipsoidy ma postać porozcinanych pasów południkowych (ma to na celu minimalizację zniekształceń odwzorowawczych)

• Linie zniekształceń długości są liniami prostymi równoległymi do obrazu południka osiowego, a wartości tych zniekształceń rosą szybko wraz z oddalaniem się od południka osiowego

Więcej w dołączonym wykładzie Kozioła

1. Teoria zniekształceń odwzorowań kartograficznych.

Proces tworzenia obrazu elipsoidy na mapie można podzielić na dwa etapy:

- odwzorowanie elipsoidy na płaszczyznę;

- zmniejszenie wszystkich elementów liniowych obrazu płaskiego w stałym stosunku 1:M. Liczbę m₀=1 : M nazywamy skalą główną mapy.

Odwzorowanie elipsoidy na płaszczyznę nie może być wykonane bez zniekształceń, natomiast zmniejszenie obrazu płaskiego do wymiarów mapy jest podobieństwem i nie wprowadza dodatkowych zniekształceń.

W celu określenia zniekształceń powstających w procesie odwzorowania elipsoidy na płaszczyznę zdefiniowane pojęcie elementarnej skali długości (skala długości)- m i pojęcie elementarnej skali pól (skala pól)- p.

Zniekształcenie długości wyrażone jest wzorem:

Z_m = m − 1

Zniekształcenie pól – wzorem:

Z_p = p − 1

Gdzie to m – skala długości (stosunek nieskończenie małego łuku na obrazie do łuku na powierzchni oryginału), a p – skala pól (stosunek nieskończenie małego elementu powierzchniowego na obrazie do elementu oryginału)

Dodatkowo odnośnie odwzorowań:

Obrazy południków przecinają się z obrazami równoleżników pod katem prostym (θ=90◦), gdy F=0 (wzór strona 8)

Odwzorowanie jest równokątne, jeżeli są spełnione równocześnie dwa warunki:

1. Obrazy południków przecinają się pod kątem prostym (θ=90◦),

2. W każdym punkcie skala długości w kierunku południków jest równa skali długości w kierunku równoleżników ( m_B=m_L)

Odwzorowanie jest równopolowe, jeżeli w każdym punkcie odwzorowanego obszaru jest spełniony warunek:

p = 1

Czyli m_Bm_Lsin=1

Gdy obrazy południków przecinają się pod kątem prostym z obrazami równoleżników, to warunek ten przybiera postać m_Bm_L=1

Gdy obrazy południków przecinają się z obrazami równoleżników pod kątem prostym (θ=90◦), wówczas kierunki główne pokrywają się z kierunkami południków i równoleżników.

1. Aktualne i historyczne układy współrzędnych geodezyjnych stosowane w Polsce.

1. Układ współrzędnych „Borowa Góra”

• Wprowadzony w 1920 roku

• Elipsoida Bessela

• Punkt przyłożenia Borowa Góra

• Azymut orientacji Borowa Góra-Modlin

• Odwzorowanie Gaussa-Krugera

• Pięć dwustopniowych pasów odwzorowawczych dla południków środkowych: 17⁰, 19⁰, 21⁰, 23⁰, 25⁰

• Skala m₀=1

• W 1947 zmodyfikowano układ poprzez zmianę szerokości pasów i skali (cztery trzystopniowe pasy (15⁰, 18⁰, 21⁰, 24⁰) m₀= 0,999935 2 lata później m₀=1)

1. Układ współrzędnych PUWG 1942

• Wprowadzony w 1952

• Elipsoida Krasowskiego

• Punkt przyłożenia Pułkowo

• Azymut orientacji Pułkowo-Bugry

• Odwzorowanie Gaussa-Krugera

Dwa podsystemy:

• Dwa 6-stopniowe pasy odwzorowawcze dla południków środkowych 15⁰,21⁰, Skala m₀=1 (mapy średnioskalowe i małoskalowe mniejsze od 1:5000)

• Cztery 3-stopniowe pasy odwzorowawcze dla południków 15⁰, 18⁰, 21⁰, 24⁰, skala m₀=1 (mapy wielkoskalowe 1:5000 i większe)

1. Układ współrzędnych PUWG 1965

• Wprowadzony w 1965

• Elipsoida Krasowskiego

• Punkt przyłożenia Pułkowo

• Azymut orientacji Pułkowo – Bugry

• 5 stref odwzorowawczych

• W strefach I-IV odwzorowanie quasi-stereograficzne, skala m₀=0.9998, r₀-178,7 – promień okręgu zerowych zniekształceń

• W strefie V odwzorowanie Gaussa-Krugera, jeden pas odwzorowawczy, skala m₀=0,999983

1. Układ współrzędnych PUWG 1980 (GUGiK 80)

• Wprowadzony w 1980

• Elipsoida Krasowskiego

• Punkt przyłożenia Pułkowo

• Azymut Pułkowo – Bugry

• Odwzorowanie quasi-stereograficzne

• R₀=215 km

1. Układ współrzędnych PUWG 1992

• Wprowadzony w 1992

• Elipsoida WGS-84

• Odwzorowanie Gaussa-Krugera

• Jeden 12-stopniowy pas odwzorowawczy dla całej Polski - 19⁰

• Skala m₀=0,9993

1. Układ współrzędnych „2000”

• Odwzorowanie Gaussa-Krugera

• Elipsoida GRS-80

• Cztery strefy co 3 stopnie

• M₀=0,999923

• Południki osiowe 15⁰, 18⁰, 21⁰, 24⁰

• Przeznaczony dla map gospodarczych wielkoskalowych

1. Pojęcie standardowych opracowań kartograficznych.

Standardowymi opracowaniami kartograficznymi, tworzonymi na podstawie odpowiednich zbiorów danych zawartych w bazach danych, są:

1. mapy ewidencyjne w skalach: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000;

2. mapy zasadnicze w skalach: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000;

3. mapy topograficzne w skalach: 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000;

4. mapy ogólnogeograficzne w skalach: 1:250 000, 1:500 000, 1:1 000 000.

1. Modelowanie kartograficzne wraz z modelami kartograficznymi.

1. Modelowanie w kartografii

W kartografii wynikiem modelowania danych przestrzennych jest mapa (lub inna geowizualizacja), która powstaje jako obrazowy zapis modelu – najczęściej bazy danych przestrzennych, służąc poprawnemu przekazowi informacji o przestrzeni. W mapowaniu rzeczywistości mamy do czynienia po pierwsze z modelowaniem – tworzeniem modelu rzeczywistości (bazy danych), po drugie z wizualizowaniem – tworzeniem przekazu (obrazu mapy). Zadaniem modelu jest uporządkowanie zapisu informacji i umożliwienie analizy.

Modele baz danych przestrzennych – zbiory zasad, według których dane są definiowane, organizowane, przetwarzane i aktualizowane.

Modele danych przestrzennych – sposoby organizacji danych (wyróżniamy tu dwie zasadnicze kategorie modeli danych: wektorowe i rastrowe.

1. Rastrowy model danych

• Struktura danych zbudowana jest z rzędów i kolumn

• Numery rzędu i kolumny określają współrzędne danej komórki rastra

• Raster składa się z regularnych elementów zwanych pikselami

• Początek układu współrzędnych najczęściej rozpoczyna się w lewym górnych rogu (0,0) lub (1,1)

• Każdy piksel reprezentuje obszar o określonej stałej powierzchni (najczęściej jest to kwadrat)

Teselacje – wypełnienie powierzchni ciągłą konstrukcją płaskich figur geometrycznych

ZALETY:

• Łatwy do zrozumienia

• Prosta definicja

• Łatwość użycia

• Łatwość przechowywania

• Model prostszy od wektorowego

• Definiuje się tylko początek układu, wielkość rastra i liczbę rzędów/kolumn

WADY:

• Duża liczba danych (duże pliki)

• Mniejsza precyzja lokalizacji obiektów punktowych i liniowych

• Deformacja konturów i powierzchni obiektów

• Brak możliwości zamieszczenia informacji matematycznej bądź topologicznej bez przebudowy

• Problem z przedstawieniem zmienności przyrodniczej prz stałej wielkości rastra (piksela)

1. Wektorowy model danych

• Obrazowanie świata realnego z zastosowaniem linii i punktów

• Wektor: seria współrzędnych x,y,z

• Podstawowe ogniwa: łuk i węzeł

• Konstruowanie obiektów: poli-linii, poligonów

• Możliwa topologia obiektów i węzłów

• Obiekt opisany za pomocą: punktów, linii i poligonów

• Bardzo duża precyzja zapisu danych o lokalizacji obiektu

• Dokładność określania współrzędnych x,y decyduje o dokładności położenia całego obiektu

Topologia – jest matematyczną metodą używaną do definiowania przestrzennych relacji pomiędzy obiektami. Informuje nas o graniczących ze sobą obiektach, punktach tworzących boki wspólne obiektów itp.

Typy wektorowych modeli danych:

• Topologiczny

• Spaghetti

• Arc-Node (np. Arc/Info)

• TIN (Triangular Irregular Network)

• Atrybutowy (dla danych tekstowych, opisy)

1. Generalizacja modeli, danych oraz generalizacja kartograficzna.

Generalizacja kartograficzna – istotą generalizacji jest wybór rzeczy najważniejszych i istotnych oraz ich celowe uogólnienie, mając na celu prezentacją na mapie fragmentu przestrzeni geograficznej z uwypukleniem jej zasadniczych, typowych cech i charakterystycznych właściwości. Dzielimy na generalizację jakościową i ilościową.

Generalizacja kartograficzna to nie to samo co generalizacja modelu.

1. Modele generalizacji.

Nie wiem o co dokładnie tutaj chodzi, bo jak dla mnie to odpowiedź na to pytanie jest w poprzednim pytaniu. Do tego jeszcze to:

Wyróżniamy dwa modele danych przestrzennych:

• DLM (digital landscape model) – baza danych budowana w oparciu o ten model zawiera rzeczywiste położenie obiektów – generalizacja modelu

• DCM (digital cartographic model) – powstaje poprzez resymbolizację i redakcją danych zgromadzonych w bazie danych przestrzennych – generalizacja topograficzna

1. Reprodukcja kartograficzna

Reprodukcja kartograficzna, dział kartografii zajmujący się technikami służącymi do masowego powielania map w procesach wydawniczych. Obejmuje m.in. fotoreprodukcję i fotoskład.

1. Metody jakościowe w reprezentacjach kartograficznych

Rozróżnianie przedstawianych elementów rzeczywistości według ich cech jakościowych, a wiec wyrażanych głównie w skalach nominalnych, pojawiło się w momencie pierwszego przekazu kartograficznego. Konieczność odróżnienia rzeki od drogi, osiedli od gór powodowała użycie różnych znaków. Obecnie funkcje znaków rozróżniających pełnią różne znaki graficzne: punktowe, liniowe, powierzchniowe.

Wyróżnia się 3 metody: sygnaturową, zasięgów, chorochromatyczną.

Sygnatur – prezentacja obiektów nie możliwych do przedstawienia w skali mapy:

Punktowe, liniowe, ilościowe.

Zasiegów - prezentacja zjawisk występujących w rozproszeniu:

Zasięg liniowy, sygnaturowy, plamowy, opisowy.

Chorochromatyczna (met. tła jakościowego) – rozwinięcie met. zasięgów. Polega na podzieleniu powierzchni na wzajemnie wykluczające się zasięgi – pola – różna pod względem jakościowym (np. mapa użytkowania ziemi, polityczna)

1. Metody ilościowe w reprezentacjach kartograficznych.

Metody ilościowe wyrażają relację między zmiennością przestrzenną a zmiennością natężenia zjawiska mierzonego liczbowo, a więc przede wszystkim w skalach interwałowej i ilorazowej. W zależności od sposobu ujęcia oraz prezentacji danych ilościowych (liczbowych) wyróżnia się kilka metod takich przedstawień:

1. Kartodiagram – jest to metoda przedstawienia na mapie przestrzennego rozmieszczenia zjawisk w ujęciu bezwzględnym i względnym, odniesionych do punktu, linii i powierzchni za pomocą wykresów, diagramów, których rozmiary są proporcjonalne do wielkości zjawiska lub wyrażają funkcję zmienności

Ze względu na ilość przedstawianych cech wyróżniamy diagramy:

• Proste (przedstawia tylko jedno zjawisko lub fakt, podający tylko położenie i wielkość zjawiska)

• Złożone

• Strukturalne (ukazuje strukturę poszczególnych elementów zjawiska, wszystkie diagramy mają tę samą wielkość, co pozwala w łatwy sposób odczytać procentowy udział elementów)

Ze względu na jednostkę odniesienia kartodiagramy:

• Punktowe

• Liniowe

• Powierzchniowe

Wartość zjawiska w metodzie kartodiagramu można wyrazić w skali:

• Ciągłej – każdy diagram posiada indywidualny wymiar, zgodny z reprezentowaną wielkością zjawiska

• Skokowej – skala pokazuje caly zbiór kartodiagramów w przedziałach klasowych, diagramy zatracają indywidualne rozmiary

1. Kartogram – użycie tej metody pozwala na przestrzenną lokalizację danych ilościowych względnych, odniesionych do powierzchni, wyrażonych w skali ciągłej lub skokowej

2. Metoda kropkowa – przedstawiamy na mapie przestrzenne rozmieszczenie zjawisk wyrażonych w wartościach bezwzględnych przy użyciu znakoów punktowych

3. Metoda izolinii

1. Aspekty prawne tworzenia zasobu kartograficznego w Polsce

Nie wiem o co im chodzi, ogólnie to jest to uregulowane ustawą Prawo Geodezyjne i Kartograficzne, rozporządzeniami i innymi duperelami więc dołączę plik w którym jest coś na ten temat opisane.