1.Kartografia jako nauka i sztuka. Dyscypliny wchodzące w skład kartografii. Związki kartografii z innymi naukami
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.

Do najczęściej wyróżnianych działów kartografii można zaliczyć:

• kartoznawstwo - wiedzę o mapach ich właściwościach i formułach,

• kartografię matematyczną - zajmującą się teorią odwzorowań kartograficznych,

• redakcję i opracowanie map

• reprodukcję kartograficzną

• topografię,

• kartometrię - zajmującą się zasadami i metodami pomiarów na mapach,

• historię kartografii,

• kartologię - uważaną za nadbudowę teoretyczną kartografii praktycznej. Kartologia korzysta z ustaleń logiki, semiotyki, prakseologii, psychologii, teorii informacji.

2. Mapa jako dokument naukowy - definicje. Kryteria podziału i rodzaje map.

Mapa - obraz (model) powierzchni Ziemi (lub jej fragmentu), zawierający tytuł, przedstawiony w skali, za pomocą umownych oznaczeń (legenda) w układzie równoleżników i południków (odwzorowanie kartograficzne).

- graficzny obraz powierzchni Ziemi, innego ciała niebieskiego lub nieba, przedstawiony w zmniejszeniu w sposób określony matematycznie, uogólniony, umowny.

Cechy mapy:

- odzwierciedla rozmieszczenie obiektów i zjawisk, a więc jest obrazem przestrzeni

- stanowi zbiór znaków

- zawiera informacje, a więc jej funkcją jest przekazywanie informacji

- odzwierciedla fragment rzeczywistości w specyficznie uogólniony sposób - może być traktowana zatem jako model

- może być uważana za źródło danych

Klasyfikacja map:

- treść

- skala

- przedstawiony obszar geograficzny

- forma prezentacji

- sposób wykorzystania

Ze względu na treść mapy dzielimy na:

-ogólnogeograficzne

- tematyczne

Mapy ogólnogeograficzne: mapy topograficzne, mapy prezentujące ukształtowanie terenu za pomocą barw hipsometrycznych, mapy krajobrazowe,

Mapy tematyczne: mapy przyrodnicze, mapy społeczno-gospodarze

Mapy przyrodnicze: mapy geologiczne, geomorfologiczne, hydrograficzne, glebowe, botaniczne, zoogeograficzne.

Mapy społeczno-gospodarcze: mapy ludnościowe, mapy osadnictwa, mapy gospodarcze, w tym mapy przemysłu, rolnictwa, gospodarki leśnej, komunikacji, usług. Do tej grupy zaliczamy również mapy turystyczne, historyczne, polityczne, administracyjne, katastralne, infrastruktury technicznej

Treść

Skalę

a) Ogólnogeograficzne - przedstawiają w równym stopniu wszystkie elementy rzeźby i pokrycia terenu, np. ukształtowanie powierzchni, rzeki, jeziora, lasy, drogi, osiedla, granice administracyjne. b) Tematyczne - dają pełną charakterystykę jednego wybranego tematu, np. ukształtowanie powierzchni, klimatu, rozmieszczenia ludności; inne elementy geograficzne przedstawiane są w dużym uproszczeniu, tak aby można się zorientować w rozmieszczeniu wybranego zjawiska. Dzieli się je na: - przyrodniczo - geograficzne * geologiczne (np.: stratygraficzne, tektoniczne, litologiczne, osadów czwartorzędowych, hydrologiczne, geochemiczne, bogactw mineralnych, sejsmiczne) * rzeźby powierzchni Ziemi (np. hipsometryczne, batymetryczne, geomorfologiczne) * geofizyczne * meteorologiczne i klimatyczne * hydrograficzne * oceanograficzne * glebowe * rozmieszczenia świata roślinnego i zwierzęcego - społeczno - ekonomiczne * ludnościowe (np. rozmieszczenia ludności i zaludnienia, struktury biologicznej i społe-cznej ludności, migracji, etnograficzne) * gospodarcze ( zasobów przyrodniczych, przemysłu, rolnictwa i leśnictwa, transportu, łączności, budownictwa, handlu) * usług (oświaty, nauki, kultury, zdrowia, tu-rystyki, usług komunalnych) * polityczno - administracyjne * historyczne

a) Topograficzne (wielkoskalowe) - wykonane w skalach większych niż 1:200 000; dają one obraz powierzchni Ziemi w bardzo małym zgeneralizowaniu; elementy przedstawiane są w sposób szczegółowy z zaznaczeniem ich charakterystycznych cech. b) Przeglądowo - topograficzne (średnioskalowe) - wykonane w skalach od 1:200 000 do 1:1 000 000; dają obraz powierzchni ziemi w znacznym zgeneralizowaniu; rysunek elementów jest uproszczony i pogrubiony; we wzajemnym rozmieszczeniu zjawisk może wystąpić zmiana kierunku. c) Przeglądowe ( małoskalowe) - wykonane w skalach mniejszych niż 1:1 000 000, bardzo mocno zgeneralizowane; przedstawia-ją rozmieszczenie zjawisk jedynie w sposób orientacyjny; znaczne nieścisłości przy przeliczaniu odległości na mapie wg skali mapy.

Kryteria klasyfikacji map:

A. Kryteria wstępne: - obszar geograficzny

- skala

B. Kryteria podstawowe:

- treść

- przeznaczenie

C. Kryteria metodyczne:

- rodzaj ujęcia treści

- metody graficzne

D. Kryteria uzupełniające:

- cechy techniczne

3. Odwzorowania kartograficzne - definicje. Kryteria podziału i klasyfikacje odwzorowań kartograficznych

Odwzorowania kartograficzne:

Siatka geograficzna - układ wybranych południków i równoleżników wyobrażony na kuli ziemskiej lub wykreślony na globusie.

Siatka kartograficzna - układ wybranych południków i równoleżników na płaszczyźnie (mapie).

Odwzorowanie kartograficzne - umowny, określony matematycznie sposób przyporządkowania punktom powierzchni kuli (elipsoidy) punktów na płaszczyźnie.

Zniekształcenie w odwzorowaniach: Rozwinięcie powierzchni kuli na płaszczyźnie jest niemożliwe bez zniekształcenia. Oznacza to, że wszystkie odwzorowania kartograficzne zniekształcają rzeczywisty obraz Ziemi. Zniekształcenia mogą dotyczyć: powierzchni, kątów, odległości wzdłuż południków lub równoleżników. Są odwzorowania, które zachowują cechę, np. wierne powierzchnie, równe odległości, wierne kąty. Nazywamy je odpowiednio: wierno powierzchniowe, wierno odległościowe, wiernokątne. Zniekształcenia spowodowane odwzorowaniem są najmniejsze w pobliżu miejsca (punktu lub linii) styczności.

4. Skala - definicje. Formy wyrażania skali, rodzaje zapisu.

Skala mapy Skala określa stopień pomniejszenia obszaru obrazowanego przez mapę, a więc stanowi stosunek odległości na mapie do jej odpowiednika w terenie. W przykładzie przedstawionym w tabeli 1cm na mapie odpowiada 500 000cm w terenie (5km).

a) Skala liczbowa - jest przedstawiona w postaci ułamka, np.: 1:100 000. W liczniku i mianowniku tej samej skali występują takie same jednostki. Zapis ten oznacza, że odległość na mapie zmniejszono 100 000 razy w porównaniu od odległości rzeczywistych. (1mm na mapie odpowiada 100 000mm w terenie).

b) Skala liniowa (podziałka) - przedstawia skalę w postaci graficznej. Ma postać prostego odcinka z zaznaczonymi jednostkami miary liniowej. Pierwsza jednostka dodatkowo podzielona jest na mniejsze, równe części w celu dokonania dokładniejszego odczytu.

c) Skala mianowana - określa odległość w terenie, której odpowiada podstawowa jednostka długości na mapie np. 1 cm - 2000 m lub 1 cm - 2km. Skalę liczbową zamieniamy na mianowaną odcinając określoną liczbę zer.

d) Skala polowa - to stosunek pola powierzchni figury na mapie do pola odpowiadającej tej figury w terenie.

5. Długość i szerokość geograficzna - definicje. Rysunki, opis i objaśnienia

Sferyczną szerokością geograficzną danego punktu nazwano kąt, jaki tworzy kierunek pionu w tym punkcie z płaszczyzną równika ziemskiego.

Długość geograficzna danego punktu to kąt dwuścienny między płaszczyznami południka miejscowego i południka Greenwich, przyjętego za początkowy

6. „Dlaczego Greenwich?”, inne południki zerowe.

Południki zerowe

starożytność - Klaudiusz Ptolemeusz; południk Wysp Szczęśliwych (dzisiejsze Wyspy Kanaryjskie) XVI/XVII wiek

Merkator - południk Azorów, Blaeu - Pico de Teide na Teneryfie (Wyspy Kanaryjskie); inni południk Zielonego Przylądka, lub jednej z Wysp Z. Przylądka

1634- edykt królewski Ludwika XIII, na wniosek kardynała Richelieu - południk zerowy to południk przechodzący przez zachodni brzeg wyspy

Ferro (najdalej na zachód wysuniętej w archipelagu Wysp Kanaryjskich)

7.Geoprzedstawienie i geokompozycja - definicja oraz rodzaje.

Geoprzedstawienie- każdy przestrzenno-czasowy,skalowy i zgeneralizowany model obiektu ziemskiego lub procesów przedstawiony w obrazowej formie graficznej. Termin ogólny określający przedstawienie Ziemi.
Cechy:
o wielowymiarowość
o dynamika
o multimedialność

Typy:
• obrazowo-znakowe
• matematycznie zdefiniowane
• dwu- lub trzywymiarowe
• statyczne lub dynamiczne
• proste lub złożone (multimedialne)
- animacja kartograficzna

Geokompozycja -każda techniczno-estetyczna kompozycja celowo dobranych i właściwie uporządkowanych elementów graficznych, dźwiękowych i tekstowych, jako zmiennych komponentów samoistnych lub współwystępujących ze sobą w różnych konfiguracjach z możliwymi funkcjami interaktywnego modyfikowania treści, a informujących o obiektach, procesach oraz zjawiskach społeczno-przyrodniczych zachodzących w geosferze.

8.Model - wg definicji Makowskiego

Definicja modelu wg. A. Makowskiego,1998:

„Definicja modelu to sprawny wzór poznania uformowany na postać przekazu i wykonany na poziomie techniki adekwatnej czasom, w których ten wzór jest komunikowany”.

9. Metoda izolinii, interpolacja i 36. Rodzaje izolinii na mapach.

Metoda izolinii

Izoliniami nazywamy linie na mapie łączące punkty o jednakowej wartości liczbowej prezent. Zjawiska.

Linie izometryczne - linie jednakowych wartości, których przebieg odpowiada położeniu pomierzonych punktów w terenie lub na modelu. Do linii izometrycznych zaliczamy:

- izohipsy - linie jednakowych wysokości nad poziomem morza;

- izobaty - linie jednakowych głębokości pod poziomem morza;

Izarytmy rzeczywiste - ilustrują zmienność zjawisk uważanych za ciągłe przestrzenne, np. temperatura:

- izotermy - linie jednakowych temperatur;

- izobary - linie jednakowych wartości ciśnienia;

- izohiety - linie jednakowych wartości opadów;

Izolinie odległości i ruchu

- Ekwidystansy - linie jednakowej odległości od punktu (np. miasta) lub linii ( granicy państwa, wybrzeża)

-Izochrony - linie jednakowej odległości czasowej.

Izarytmy teoretyczne (izoplety) - izolinie występujące na mapie na podstawie danych punktowych reprezentujących wartości odnoszące się do pól.

- Izodensy - linie jednakowego zaludnienia

- Izohyle - linie jednakowej lesistości

Inne izolinie:

- izoamplitudy - linie jednakowych amplitud temperatur;

- izoanomalie - linie jednakowych anomalii;

- izohaliny - linie jednakowych wartości zasolenia;

- izotachy - linie jednakowych wartości prędkości;

- izopory - linie jednakowych deklinacji magnetycznych.

Przy rysowaniu izolinii stosuję się zasadę interpolacji.

Interpolacja - służy do wyznaczania średnich wartości między zmierzonymi punktami. Zakłada się, że średnia interpolowanych wartości jest w środku. Jeśli między wartościami chcemy wyznaczyć więcej

przedziałów, odcinki między nimi dzielimy proporcjonalnie. Zasadę wykorzystujemy m.in. do rysowania poziomic.

10. Trzy najważniejsze bariery w redakcji mapy

1-rzeźba terenu
2-generalizacja
3- odwzorowanie kartograficzne

11. Współrzędne prostokątne płaskie 
Wyznaczamy je przez dwie prostopadłe do siebie osie, z których oś pionowa oznaczana jest jako X, a pozioma jako Y - układ prawoskrętny w przeciwieństwie do stosowanego w matematyce układu lewoskrętnego. Położenie dowolnego punktu P (x,y) w tym układzie można jednoznacznie określić, obliczając jego odległość od osi OY (współrzędna x) i od osi OX (współrzędna y). 
  
12. Obliczanie objętości 
To chyba banał z gimnazjum: najprościej będzie napisać V = a x b x c 
Podstawę mnożymy razy wysokość. Tak dla przypomnienia ;) 
  
13. Obliczanie długości linii 

• Metoda kroczkowania: pomiary wykonywane z użyciem kroczka o konkretnej stałej rozpiętości, zamieniamy linię krzywą na łamaną, sumujemy liczbę `kroków' i mnożymy przez rozpiętość. Pomiary wykonujemy 2x, liczymy średnią z nich.

• Sposób Pencka: niezbędny jest kroczek o zmiennym rozwarciu. W trakcie pomiaru sumuje się długość kolejnych odcinków cięciw, w które zamieniona została krzywa. 

• Longimetr Steinhausa: siatka kwadratów o boku 3,82mm wykreślona na kartce, nakładamy ją na linię, przemieszczamy ją jak wieżę szachową i liczymy posunięcia tak, jakby wieża szła krok za krokiem po tych polach siatki, po których wiedzie linia. Powtarzamy to po okręceniu siatki o 30 i 60 stopni, całość sumujemy.

• Krzywomierz: jest to małe zębate kółko, którym wodzi się po mierzonej linii, a którego ruch przenoszony jest na wskazówkę przesuwającą się po tarczy z umieszczonymi na niej podziałkami w różnych skalach.

14. Obliczanie pola powierzchni

• kalka milimetrowa 

• szablon liniowy 

• szablon punktowy 

• planimetr

• metoda komputerowa

• metoda pól siatki według Ratajskiego 

• metoda wieloboku pisanegometoda analityczna (obliczeniowa) 

15. Atrybuty mapy, elementy pozaramkowe mapy nazwa i godło skala i podziałka schemat trzech rodzajów kierunków północy legenda schemat podziału administracyjnego stopień aktualności treści 
  
16. Aktualizacja map i planów - sposoby 
  
17. Artystyczne aspekty mapy. Praktyczne znaczenie mapy w życiu codziennym. 
  
18. Nomenklatura map, godło mapy. 
            Nomenklatura map pozwala na łatwą identyfikację poszczególnych arkuszy. Nomenklaturę tworzą nazwa i godło. Nazwa arkusza, pochodząca zazwyczaj od największej miejscowości, umożliwia określenie położenia geograficznego obszaru przedstawionego na arkuszu. Godło jest symbolem liczbowym lub liczbowo-literowym, jednoznacznie identyfikującym arkusz i określającym jego położenie względem innych arkuszy mapy. Pozwala ono na szybkie odnalezienie na skorowidzu każdego arkusza oraz arkuszy sąsiednich. Najczęściej stosowane sposoby oznaczania godła to: 
            - numeracja pasów i słupów 
            - numeracja porządkowa kolejnych arkuszy 
            - kombinacja obydwu sposobów 
            - przyjęcie za godło arkusza współrzędnych geograficznych jednego z narożników.

19. Globus, mapa, plan. Różnice i podobieństwa. 
            Globus - wierny model Ziemi. Powierzchnia Ziemi przedstawiona jest w rzucie na kulę, dzięki czemu zostają zachowane: stała skala, stosunki powierzchni i geometryczne podobieństwo zarysów planety. Globusy, analogicznie jak mapy mogą być ogólnogeograficzne i tematyczne. Oprócz globusów Ziemi sporządza się globusy księżyca, planet, sfery niebieskiej w siatce współrzędnych, równikowo-południkowych. 
            Mapa - obraz powierzchni Ziemi lub jej części przestawiony na płaszczyźnie, w zmniejszeniu (skali), w odwzorowaniu kartograficznym, za pomocą graficznych znaków umownych. 
Elementy mapy geograficznej (str. 9) 
            Plan - obraz niewielkiego obszaru powierzchni Ziemi wykonany w rzucie poziomym. Od mapy różni się tym, że: 
- nie uwzględnia krzywizny ziemi, 
- nie ma siatki kartograficznej, sporządzany jest w siatce kwadratowej, 
- jest wykonany w znacznie większych skalach niż mapy. 
  
20. Kula, elipsoida, geoida, ortodroma, loksodroma, pomiar Erastotenesa, elipsoida wg WGS-84. 
Kula - w przestrzeni euklidesowej trójwymiarowej dla metryki euklidesowej - jest to część przestrzeni, ograniczona sferą (sfera jest powierzchnią (brzegiem) kuli i również się w niej zawiera). 
Elipsoida - powierzchnia, której wszystkie przekroje płaskie są elipsami. Czasem tym słowem oznacza się też bryłę, ograniczoną tą powierzchnią. Szczególnym przypadkiem elipsoidy jest elipsoida obrotowa, powierzchnia ograniczona powstała przez obrót elipsy wokół własnej osi symetrii. 
Geoida - bryła, której powierzchnia w każdym miejscu jest prostopadła do pionu wyznaczonego przez siłę ciężkości. Geoida jest teoretyczną powierzchnią, na której potencjał siły ciężkości Ziemi jest stały, równy potencjałowi siły ciężkości na średnim poziomie mórz otwartych i przedłużoną umownie pod powierzchnią lądów. Ponieważ zawiera ona lustro wody w morzach i oceanach dodatkowo określana jest jako Geoida Zerowa. Jako powierzchnia ekwipotencjalna, geoida w każdym swym punkcie jest prostopadła do kierunku siły ciężkości (pionu). 
Ortodroma (prostobieżna) - najkrótsza droga łącząca dwa punkty na powierzchni kuli ziemskiej, będąca fragmentem koła wielkiego (takie koło, gdzie płaszczyzna przechodzi przez środek kuli). Nie utrzymuje stałego azymutu. Na mapie Merkatora (dokładniej na mapie w rzucie Merkatora) ortodroma jest linią krzywą wygiętą w kierunku bliższego bieguna ziemskiego, w przeciwieństwie do loksodromy, która przecina wszystkie południki pod tym samym kątem, a na mapie Merkatora jest linią prostą. Ręczne wyznaczanie ortodromy jest jedną z trudniejszych, a jednocześnie ważniejszych rzeczy w nauczaniu nawigacji, gdyż linią ortodromy powinny poruszać się na dłuższych odległościach wszystkie statki wodne i powietrzne. Trudność w wyznaczaniu kursów na mapach polega na tym, że jedynie droga po równiku oraz południkach pokrywa się z ortodromą, natomiast we wszystkich pozostałych przypadkach wyznaczenie ortodromy na mapach jest związane z szeregiem skomplikowanych obliczeń. Dlatego właśnie podróż po ortodromie wykonuje się w rzeczywistości z pewnym przybliżeniem, skokowo, odcinkami loksodromicznymi. 
Loksodroma (skośnobieżna) - krzywa na powierzchni kuli. Przecina wszystkie południki pod stałym kątem. Nie jest najkrótszą linią. Na mapie Merkatora (dokładniej na mapie w rzucie Merkatora) loksodroma odwzorowuje się w postaci linii prostej i jako taka jest powszechnie stosowana w nawigacji morskiej i lotniczej do wykreślania drogi (kursu). Statek płynący stałym kursem, np. korzystając z kompasu w rzeczywistości utrzymuje ten sam kąt względem kierunku północ-południe, a więc przecina wszystkie południki pod tym samym kątem - płynie po loksodromie. 
Pomiar Eratostenesa - dokonał niewiarygodnie (jak na rok 230 p.n.e.) dokładnych pomiarów obwodu Ziemi. Ich wyniki przedstawił w dziele "O pomiarach Ziemi", które nie przetrwało do naszych czasów. Eratostenes porównał długość cieni rzucanych w południe, w czasie letniego przesilenia, pomiędzy Syene (dzisiejszy Asuan w Egipcie nad Nilem) i Aleksandrią. Założył przy tym, że Słońce jest tak odległe, że promienie światła w obu miejscach są praktycznie równoległe. W tym okresie promienie słoneczne w Syene oświetlały dno głębokiej studni, padały więc pionowo (Słońce było w zenicie), podczas gdy w tym samym czasie w Aleksandrii (leżącej według Erastotenesa na tym samym południku, co nie jest prawdą, ale popełniany błąd jest niewielki) padały one pod kątem 7,2 stopnia (co stanowi 7,2/360 czyli 1/50 część kąta pełnego). Od podróżników karawan wiedział także, że odległość pomiędzy tymi miastami wynosi ok. 5 000 stadionów (t.j. ok. 800 km, dokładna wartość długości stadionu nie jest znana, ale średnio antyczny stadion miał długość ok. 185 m). Obwód Ziemi powinien być więc 50 razy większy, czyli wynosić ok. 40 000 km. 
Elipsoida wg WGS - umieszczona jest centrycznie w bryle Ziemi, tak by jej krótsza oś porywała się ze średnim położeniem ziemskiej osi biegunowej. 

21.Obliczanie odległości z wykorzystaniem ortodromy.

Kolejność działań:
1.Obliczenie różnicy Δλ
2.Obliczenie cosD
3.Obliczenie cos-1 ->otrzymujemy wynik w ''°''
4.Pomnożenie x 111,195 km
5.Odczytanie szukanej wartości
Przykład:
φ1= 48°51'31'' N
λ1= 2°17'40'' E

φ2= 13°09'55'' S
λ2= 72°32'45'' W
UWAGA: Jeżeli punkty są po przeciwnej stronie równika (N,S), to stawiamy ''-'' przed wyrażeniem.
Przyjmujemy, że średni obwód Ziemi gdy R podstawimy do 2πR i podzielimy przez 360 wyniesie 111.195.

1.Δλ są na przeciwnych półkulach, więc trzeba je dodać (wynik nie może przekraczać 180):
Δλ = 2°17'40'' + 72°32'45'' = 74°50'25''
cosΔλ = 0,261510726

2. cosD = +/- (0,171524016) + (0,167530937) = -3,993079 * 10^-3 cosD = -0,003993079

3. cos-1 = 90,22878718°

4. 90,22878718 * 111,195= 10,032, 98999 km

22. Zadania ze skalą.

23. Punkty węzłowe dla odwzorowania stożkowego.

24. Odwzorowanie azymutalne płaszczyznowe, obliczanie promienia.

Odwzorowanie azymutalne (płaszczyznowe) - odwzorowanie kartograficzne, w którym kula ziemska jest rzutowana na płaszczyznę. Punkt styku między kulą ziemską a płaszczyzną może być wybrany dowolnie i deformacje będą najmniejsze w okolicy tego punktu. Największe deformacje pojawią się więc na drugiej półkuli, która teoretycznie nie powinna nawet zostać pokazana (jednak, jako że projekcji tej nie wykonujemy fizycznie, można za pomocą odpowiednich wzorów matematycznych również i te obszary umieścić na mapie).

Odwzorowanie azymutalne jest optymalnym odwzorowaniem dla obszarów o podobnych rozmiarach długości i szerokości geograficznej.

Ważniejsze odwzorowania azymutalne to:

• odwzorowanie azymutalne równoodległościowe

• odwzorowanie azymutalne równopowierzchniowe

25. Procedura wykreślenia odwzorowania Mollweidego. Zniekształcenia w tym odwzorowaniu.

Odwzorowanie Mollweidego - odwzorowanie kartograficzne zaliczane do pseudowalcowych odwzorowań równopolowych. Autorem odwzorowania jest niemiecki matematyk Carl Mollweide (1774-1825).

Jest to odwzorowanie umowne, skonstruowane na następujących zasadach:

• kula ziemska przedstawiona jako elipsa o równikowej osi dwa razy dłuższej od osi południkowej;

• równoleżniki proste, równoległe, podzielone południkami na jednakowe odcinki;

• odwzorowanie wiernopowierzchniowe;

• bieguny jako punkty.

Z ostatniego założenia wynika, że odstępy między południkami muszą maleć w miarę oddalania od równika. Miejsce bez odkształceń znajduje się na środkowym południku na szerokości geograficznej ok. ±45^о

Wzory transformacyjne na przejście od długości geograficznej λ i szerokości geograficznej φ do umownych współrzędnych x i y są następujące:

gdzie
to dodatkowy parametr, będący rozwiązaniem równania nieliniowego:

(dającego się rozwiązać tylko numerycznie).

Zastosowanie

• Do przedstawiania map poglądowych, w których najważniejszą cechą jest powierzchnia a nie kształt.

• Do tworzenia map w których zjawiska występują w większej odległości od równika ale na obu półkulach (północnej i południowej).

• Do tworzenia mapy Afryki.

26. Stała stożkowa. Definicja i wzory.

27. Metody prezentacji rzeźby terenu na mapie:

- metoda perspektywiczna (od XVI w. ), najczęściej były to kopczyki, często nazywana więc metodą kopczykową

- metoda kreskowania - polegało na przedstawieniu zboczy gór kreskami (od XVIIIw.)

Metody przedstawienia nachylenia zbocza intensywnością kreskowania („im stromiej tym ciemniej) zostały ujęte w matematyczną prawidłowość w 1799r. przez saksońskiego kartografa - Johanna G. Lehmanna.

- metoda cieniowania - najczęściej stosuje się cieniowanie w oświetleniu ukośnym, przy założeniu, że źródło światła znajduje się w lewym górnym rogu. W metodzie tej uzyskuje się efekt stromości, ale wysokości można uzyskać wyłącznie z odczytu punktów wysokościowych. Metoda odpowiednia do przedstawienie obszarów o dużych różnicach wysokości. W praktyce stosuje się też połączenia wymienionych metod: cieniowania i hipsometrycznej, poziomicowej i cieniowania itp.

- metoda poziomicowa - oddaje trójwymiarową rzeźbę powierzchni za pomocą poziomic.

Poziomice (warstwice) - linie łączące punkty położone na jednakowej wysokości na (lub pod) poziomem morza. Jeśli określają wysokość na powierzchnia morza, nazywamy je izohipsami, jeżeli pod - izobatami.

Cięcie poziomicowe - różnica wysokości sąsiednich poziomic.

Istota rysunku poziomicowego:

Wypukła lub wklęsła powierzchnię przecinamy płaszczyznami równoległymi do siebie. Odległość między płaszczyznami nazywamy cięciem poziomicowym. Ślady przecięć płaszczyzn z powierzchnią tworzą linie zamknięte. Po zrzutowaniu ich prostopadle na powierzchnię płaską powstaje poziomicowy obraz ukształtowania terenu.

- metoda cyfrowa

- metoda hipsometryczna - - polega na wypełnieniu kolorami przestrzenie pomiędzy kolejnymi poziomicami. Każdy kolor lub jego odcień określa precyzyjnie przedział wysokości według skali barw zawartej w legendzie mapy. Poziomice oddzielające kolory podpisywanie są rzadko, najczęściej ich wartość odczytujemy po sąsiedztwie kolorów. Metoda ta stosowana jest do przedstawiania rzeźby na mapach ogólnogeograficznych i tematycznych. Mapą hipsometryczną nazywa się mapę tematyczną rzeźby terenu, na której zastosowano poziomice i barwy dla stref wysokościowych.

- blokdiagram - przedstawia plastyczną powierzchnię Ziemi przy nachylonym kącie widzenia.

28. Nachylenie i długość stoku. Wysokość względna.

Spadek terenu

S= hmax - h min / d

hmax - h min - różnica wysokości

d- odległość między punktami

Średni spadek (nachylenie)

Tg α = ∆ h/ d

Wysokość względna - wysokość jakiegoś punktu względem punktu odniesienia innego niż poziom morza. Mówiąc o wysokości względnej, najczęściej ma się na myśli wysokość szczytów górskich w stosunku do den dolinnych lub bezpośrednio otaczających je wyżyn lub nizin. Stanowi ona podstawę rozróżnienia dwóch wielkich form terenu: wyżyn i gór.

29. Mapy multimedialne, atlasy elektroniczne

Atlasy elektroniczne

Mapy elektroniczne mogą wchodzić w skład atlasów elektronicznych - opracowań, które - podobnie jak tradycyjne atlasy geograficzne - tworzą system logicznie powiązanych części. Cechami charakterystycznymi atlasów elektronicznych są interaktywność oraz struktura rozbudowana o audiowizualne środki przekazu informacji (dźwięk, filmy i animacje). Elementy audiowizualne, uzupełniając treść o nowe informacje, wpływają na sposób prezentowanego zagadnienia i wzbogacają przekaz. Treść atlasu może być rozbudowana przez różne elementy:

- filmy i animacje prezentujące obiekty bądź zjawiska

- przykłady wymowy przydatnych zwrotów w wybranych języku

- muzykę ludową charakterystyczną dla danego obszaru

- hymn narodowy

30.Generalizacja kartograficzna

jest sposobem podniesienia jakości przekazu kartograficznego przez przeciwdziałanie skutkom zmniejszenia skali mapy. Jej istotą jest wybór do przedstawienia na mapie najważniejszych treści oraz ich celowe uogólnienie.

Rodzaje generalizacji

Ilościowa	Jakościowa
Polega na zmniejszeniu liczby obie-któw danej kategorii; dokonuje się jej przez zwiększenie rozpiętości przedzia-łów klasowych (np. grupuje się miejscowości według liczby mieszkań-ców), powodując zmniejszenie liczby przedziałów i uproszczenie rysunku.	Polega na zastąpieniu szczegółowej klasyfikacji obiektów klasyfikacją ogólną (np. zastąpienie odrębnych oznaczeń dla upraw rolniczych jednym znakiem - użytki rolnicze).

Elementy generalizacji

1. Przeznaczenie mapy - decyduje o zakresie prezentowanych treści. Na mapach do użytku szkolnego umieszcza się znacznie mniej elementów (dostosowanych do programu nauczania) niż na mapach służących do celów informacyjnych.

2. Tematyka mapy - wyznacza istotne elementy treści. Na mapach hipsometrycznych szczególną uwagę zwraca się na ukształtowanie powierzchni (dobór cięcia poziomicowego, barw, itp.), inne elementy mają mniejsze znaczenie i dlatego ulegają większemu uogólnieniu.

3. Skala mapy - mapy o dużych skalach obejmują małe obszary, natomiast o małych - przedstawiają znaczne terytoria. Różnice w zasięgu przestrzennym wpływają na ocenę przedstawianych szczegółów. Zmniejszenie skali mapy wymusza opuszczenie niektórych elementów w celu zachowania przejrzystości rysunku oraz zastąpienie znaków szczegółowych znakami ogólnymi.

4. Właściwości danego obszaru - te same obiekty są różnie oceniane w zależności od charakteru krajobrazu lub bogactwa treści, np. na mapach pustyń przedstawia się studnie, nieuwzględniane na innych obszarach, gdzie nie są istotnym elementem.

5. Materiały źródłowe - jeżeli w materiałach źródłowych brak danych, nie znajdą się one na mapach.

31. Graficzne przedstawienie danych statystycznych

1.Wykresy 2 zmiennych

a/Wykresy liniowe(proste, złożone, sumaryczne, strukturalne)

2.wykresy liniowe - modyfikowane(częstotliwości, Lorenza, bilansowy)

3.Wykresy słupkowe (proste-stojące, leżące; złożone-grupowane, sumaryczne, strukturalne)

4.Wykresy słupkowe zmodyfikowane

5.Wykresy kołowe-strukturalne

6.Wykresy wstęgowe

7.Wykresy biegunowe

32. Proces czytania mapy.

33. Zmienne graficzne wg Bertina

jest to swoisty „alfabet graficzny”. Wykorzystywany jest do nadawania mapom odpowiedniej formy graficznej w zależności od przeznaczenia, skali, charakteru, nośnika upowszechnienia.

Zmienne graficzne:

- zmienna kształtu - zarys koła, kwadratu, trójkąta, figur symbolicznych i obrazkowych. Pozwala na rozróżnienie znaków o odniesieniu punktowym.

- orientacja - zmienna niekiedy określana jako kierunek; jest wykorzystywana na poziomie jakościowym. Stosuje się ją w odniesieniu do znaków punktowych do oznaczenia różnych obiektów znakiem o tym samym kształcie, ale o zmiennej orientacji.

- zmienna ziarnistości - określa grubość elementów składowych desenia (punktowego, kreskowego)

- kolor - zwany też tonem, odcieniem, chromatycznością lub rodzajem barwy. Został zaliczony przez Bertina do zmiennych graficznych z powodu jego właściwości selekcjonujących i różnicujących wrażenia barwne.

- jasność - zwana też walorem, pozwala określic czy dana powierzchnia jest bardziej lub mniej jasna. Skala szarości umożliwia wywołanie wrażenia następstwa lub wzrostu natężenia prezentowanego zjawiska.

- wielkość - najskuteczniejsza zmienna graficzna pod względem przekazu danych ilościowych. Jest stosowana do przedstawiania zagadnień odnoszących się do punktu lub powierzchni. Powierzchnię figury geometrycznej lub jej wysokość najbardziej poglądowo odzwierciedlają dane ilościowe i relacje między nimi.

34. Metoda kartodiagramu

Kartodiagramy to mapy, na których wartości, czasem strukturę zjawiska przedstawia się za pomocą wykresów lub diagramów. Wykresy to graficzne przedstawienie zależności między danymi w przyjętym układzie współrzędnych.

Wykresy : prostokątne i biegunowe - liniowe, słupkowe, kropkowe

Diagramy to figury geometryczne, których wielkość jest proporcjonalna do przedstawionych wartości statystycznych

Diagramy : płaskie, bryłowe - jednoparametrowe, wieloparametrowe.

Wyróżniamy kartodiagramy :

- sumaryczne ilustrujące tylko wielkość zjawiska

- strukturalne - przedstawiające tylko jego strukturę.

35. Kartogram

Kartogram zawiera informacje na poziomie skal porządkowych, ilorazowych, interwałowych, dlatego zaliczana jest do metod ilościowych.

Na mapie wyróżnione są pola; najczęściej są to jednostki podziału administracyjnego pokryte barwą lub odcieniami szarości zgodnie z legendą umieszczoną obok mapy. Legenda składa się zwykle z ciągu prostokątów zawierających wzorce barw i szarości (skala achromatyczna), które objaśniono, podając obok odpowiednie wartości.

Dane prezentowane za pomocą kartogramu mają charakter względny, relacja dwu wartości.

Metodą kartogramu można przedstawić:

- gęstość zaludnienia ( ludności/powierzchnie)

- plony ( zbiory/powierzchnia zasiewów)

- hodowlę ( pogłowie/ pow. Użytków rolnych)

- przyrost naturalny (urodzenia/100 000 mieszkańców)

Cechą kartogramu jest oznaczanie na mapie pól o podobnych wartościach jednakową barwą lub odcieniem szarości; Musi być poprawna legenda:

- zbudowana z jednakowych prostokątów

- istotna jest sekwencja zastosowania barw lub szarości

- w przypadku skal szarości stosowana jest zasada „im więcej tym ciemniej”

Kartogram dazymetryczny - pola nie są jednostkami administracyjnymi. Pola mogą być przedstawione w taki sposób przez autora, aby pokazać zmienność prezentowanego zjawiska.

Kartogram strukturalny - prezentuje strukturę zjawiska dzięki odpowiedniemu zróżnicowaniu pasów przebiegających przez kolejne jednostki przestrzenne.

Kartogram złożony - powstaje przez nałożenie na siebie dwóch kartogramów na jednej

38. Zagadnienia kartometryczne

1. Długość sieci rzecznej

2. Średni spadek wybranego cieku

3. Maksymalna deniwelacja terenu

4. Średni spadek terenu

5. Krzywa hipsograficzna

6. Objętość form rzeźby terenu

7. Średnia wysokość terenu

39. Historia kartografii

W rozwoju kartografii jako nauki wyróżnić można trzy zasadnicze okresy:
1. Od początku do połowy lat 60. ubiegłego wieku - kształtowanie się kartografii jako odrębnej nauki.
2. Od połowy lat 60. do połowy lat 80. ubiegłego stulecia - szczególne nasilenie dyskusji na temat teoretycznych podstaw kartografii. Jest to jednocześnie okres, w którym kartografia wyodrębniła się ostatecznie jako samodzielna nauka, czego przejawem był gwałtowny rozwój instytucji i organizacji kartograficznych (Międzynarodowa Asocjacja Kartograficzna, stowarzyszenia, zakłady naukowe).
3. Od połowy lat 80. dominującym nurtem w kartografii są sposoby wykorzystania nowych technologii komputerowych, a w szczególności coraz szersze zainteresowanie mapą jako elementem systemów informacji geograficznej lub niezbędnym ogniwem infrastruktury informatycznej państwo

Podział kartografii na 3 okresy :
I - od starożytności do poł. XVI w. - > jako kartografia graficzna została opisana i utożsamiana z geografią, mapa jest formą opisu rzeczywistości
II - od poł. XVI w. do poł XX w. - jako dyscyplina techniczna wyłącznie metodami pomiarowymi; mapa to dokument pomiarowy
III - od poł XX do teraz - jako nauka interdyscyplinarna - mapa to podmiot twórczego opracowania i materiał źródłowy do wszechstronnej interpretacji.

41. Triangulacja, niwelacja

Triangulacja, rodzaj pomiarów geodezyjnych, wykonywanych w celu określenia położenia wybranych punktów w terenie. Triangulacji dokonuje się przez:
1) utworzenie sieci triangulacyjnej,
2) pomiar kątów w trójkątach sieci, 3) pomiar bazy, czyli bezpośredni pomiar jednego lub kilku boków w wybranym trójkącie,
4) pomiar astronomiczny położenia jednego lub kilku wierzchołków trójkąta,
5) pomiar astronomiczny azymutów boków trójkątów,
6) obliczenie na podstawie tych danych współrzędnych geograficznych wszystkich wierzchołków sieci triangulacyjnej.

Triangulacja wykorzystuje tę właściwość trójkąta, że znajomość jednego boku i dwu kątów wystarczy do konstrukcji całej figury, a pomiar terenowy kątów jest znacznie prostszy niż odległości. Triangulację stosuje się do dokładnego pomiaru terenu kraju, przy konstrukcji map topograficznych itp. Została wynaleziona w 1615 przez W. Snella van Royena. Obecnie w triangulacji wykorzystuje się najnowsze techniki, np. połączenia satelitarne (system GPS).

Niwelacja, niwelacje, pomiary wysokościowe - geodezyjne wyznaczanie różnicy wysokości pomiędzy punktami terenowymi. Wyróżnia się następujące rodzaje niwelacji:

• niwelacja hydrostatyczna - najdokładniejsza, korzystająca z zasady naczyń połączonych;

• niwelację geometryczną - wykonywaną przy użyciu niwelatorów, polegającą na pomiarze długości odcinków pionowo ustawionych łat geodezyjnych;

• niwelację trygonometryczną - wykonywaną przy użyciu tachymetrów, polegającą na pomiarze odległości poziomej oraz kąta pionowego co umożliwia obliczenie nieznanej wartości różnicy wysokości korzystając z własności geometrycznych trójkąta prostokątnego;

• niwelację barometryczną - najmniej dokładną, wykorzystującą regułę zmiany wartości ciśnienia atmosferycznego w zależności od wysokości nad poziomem morza.

Do wykonania pomiarów wysokościowych niezbędne są niwelator lub teodolit oraz łata niwelacyjna. Niwelacje wykonują dwie osoby z których jedna odczytuje wyniki z urządzenia, a druga ustawia łatę w wybranych miejscach. Wyniki pomiarów podawane są w odniesieniu do repera wysokościowego. Z jednego ustawienia niwelatora można wykonać wiele pomiarów. Gdy z danego stanowiska uzyska się już pożądaną ilość obserwacji można przestawić instrument w inne miejsce dokonując odczytu wstecz na łatę, następnie odczytując wynik z pomiaru w wybranym miejscu (tzw. odczyt w przód), ten schemat można powtarzać wiele razy, ostatni odczyt jest jednocześnie odczytem zamykającym ciąg niwelacyjny na reperze o znanej wysokości. W czasie dokonywania pomiaru należy zachować ostrożność, aby nie poruszyć niwelatora.

Wysokości normalne określa się z pomiarów geodezyjnych (niwelacji) nawiązanych do punktów podstawowej osnowy geodezyjnej. Dla Polski układ wysokości ("1965") tworzą wartości geopotencjalne podzielone przez przeciętne wartości przyspieszenia normalnego siły ciężkości, zwane dalej "wysokościami normalnymi", odniesione do średniego poziomu Morza Bałtyckiego w Zatoce Fińskiej, wyznaczonego dla mareografu w Kronsztadzie koło Sankt Petersburga (Federacja Rosyjska).

43. Pomiary teodolitem - obliczenia

Teodolit - instrument geodezyjny przeznaczony do pomiaru kątów poziomych oraz kątów pionowych. Wyróżnia się teodolity optyczne oraz elektroniczne. W teodolitach optycznych zastosowane jest szklane koło poziome (limbus) i koło pionowe z naniesionym podziałem kątowym, z którego obserwator wykonuje odczyt kierunku. W teodolitach elektronicznych odczyt kierunku jest wykonywany automatycznie. Teodolit wyposażony jest w lunetę, która wraz z korpusem instrumentu może obracać się wokół pionowej osi instrumentu. Umożliwia to swobodne i dokładne wykonanie odczytu kierunków poziomych oraz pionowych.

11

---