1.3.1: Карти

Last updated
Save as PDF

Page ID: 38455

Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Карта є основним інструментом географа. За допомогою карти можна проілюструвати просторовий розподіл (тобто географічну картину) практично будь-якого роду явищ. Карти надають велику кількість інформації. Інформація, зібрана для створення карти, називається просторовими даними. Будь-який об'єкт або характеристика, що має місце розташування, можна вважати просторовими даними. Карти можуть зображати два види даних. Якісні дані карти мають форму якості і виражають наявність або відсутність суб'єкта на карті, як вид рослинності, присутній, що займає регіон. Кількісні дані карти виражаються у вигляді числового значення, як висота в метрах, або температура градусів Цельсія. Існує багато різних видів карт, які служать абсолютно різним цілям.

Типи карт

Довідкові карти

Довідкові або навігаційні карти створюються, щоб допомогти вам орієнтуватися по земній поверхні. Ці види карт показують вам, де знаходяться конкретні місця, і можуть бути використані для навігації вашого шляху до них. До цієї категорії потрапляє карта вулиць або загальна дорожня карта шосе.

Тематичні карти

Тематичні карти використовуються для передачі географічних понять, таких як розподіл щільностей, просторових взаємозв'язків, величин, рухів тощо Світові кліматичні або ґрунтові карти є помітними прикладами тематичних карт. Існує п'ять поширених прийомів зображення географічних даних на тематичній карті. Найпоширенішою є карта хороплету, яка використовує колір для відображення варіацій у кількості, щільності, відсотках тощо у певній географічній зоні. Кожен колір зазвичай зображує діапазон значень.

Палмер Посуха Індекс Карта — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Індекс посухи Палмера (Джерело: Центр прогнозування клімату NOAA)

Визначені одиниці ареалу пофарбовані на карті індексу посухи Палмера на малюнку 1.12, щоб показати структуру сухості по всій території США. Використання адміністративних одиниць представляє менш реалістичну картину закономірності поширення природних явищ. Для подолання цього був створений варіант карти хороплета, дасиметрична карта. Цей тип карти використовує спеціальні статистичні методи та додаткову інформацію для об'єднання областей схожих значень для зображення географічних закономірностей на карті. Карта зони стійкості рослин USDA - це дасиметрична карта.

Зона витривалості Карта — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Карта зони стійкості рослин USDA

Ізарифмічна карта використовує ізолінії, лінії, що з'єднують однакові значення, щоб проілюструвати безперервні дані, такі як висота, тиск повітря та опади. Топографічні карти використовують контурні лінії, щоб показати висоту (висоту над рівнем моря). Контурні лінії з'єднують точки однакової висоти над заданою орієнтиром, як правило, як рівень моря. Важкі коричневі контурні лінії з нанесеним на них висотою називаються індексними контурами. Проміжні контури - світліші коричневі лінії між вказівними контурами. Іноді штрихові лінії, звані додатковими контурами, використовують на ділянках дуже низького рельєфу. Орієнтири - це місця, де була обстежена висота. Орієнтири позначаються на карті буквами «BM», «X» або трикутником з висотою, надрукованою поруч.

зразок топографічної карти — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Зразок топографічної карти (Джерело: USGS Monarch Lake)

Зображуються не тільки природні особливості, такі як гори, долини, струмки та льодовики, але й культурні особливості, такі як будинки, школи, вулиці та урбанізовані райони. Вивчіть аркуш топографічного символу (pdf-файл) з USGS, щоб побачити, як різноманітні функції символізуються на топографічній карті.

Землетруси в Канаді карті — Ілюстрація\(\PageIndex{4}\): Великі землетруси відчули в Канаді. (Джерело: NaisMap WWW-ГІС)

Пропорційні або градуйовані карти кола - ще один спосіб зображення географічної інформації на карті. Малюнок\(\PageIndex{4}\) являє собою карту, яка показує щільність населення Канади як кольорові полігони і розподіл великих землетрусів відчувається по всій країні. Градуйовані кола позначають область, над якою відчувалися землетруси. Ця карта була створена за допомогою геоінформаційної системи, яка має можливість перекривати різні види просторових даних, щоб показати взаємозв'язки між ними.

Точкові карти використовують точки, щоб проілюструвати присутність явища на карті. Точка може прирівнюватися до однієї або декількох одиниць виміру. Точкові карти особливо корисні для візуалізації частоти виникнення або щільності відображеної змінної.

агрохімічне використання — Малюнок\(\PageIndex{5}\): Точкова карта використання сільськогосподарської хімії (Джерело: USDA)

Ізолінії

Ізарифмічні карти використовують ізолінії для зображення географічної картини земних явищ. Ізолінія - це лінія, яка з'єднує точки рівного значення. Наприклад, коричневі контурні лінії на топографічній карті з'єднують точки однакової висоти. Ізобари використовуються для показу розподілу тиску повітря. Деякі поширені ізолінії, що зустрічаються у фізичній географії:

ізотерма: лінія, що з'єднує точки однакової температури.
ізохет: лінія, яка з'єднує точки рівних опадів
ізофен: лінія, що представляє точки, де одночасно відбуваються біологічні події, такі як цвітіння копів.
ізоплет: лінія, що з'єднує точки рівного числового значення, як населення
ізотач: лінія рівної швидкості вітру.
ізобата: лінія, що представляє точки рівної глибини води.

WX Карта — Малюнок\(\PageIndex{6}\): Ізобари на карті погоди із зображенням моделі тиску над Сполученими Штатами (надано NASA)

До ізоліній поширюється кілька «правил». По-перше, існує встановлений інтервал між послідовними ізолініями, який називається інтервалом ізолінії. Наприклад, карта на малюнку\(\PageIndex{6}\) використовує ізобари для зображення розподілу тиску повітря. Для їх малювання використовувався інтервал 5 мілібар. По-друге, дві різні ізолінії не можуть перетинати один одного. Якби вони це зробили, це означало б, що два різних значення знаходяться в одному місці. По-третє, значення всередині замкнутої ізолінії або вище, або менше, ніж зовнішні.

топографія-контурні лінії — Малюнок\(\PageIndex{7}\): Поверхня суші і як її зображено на топографічній карті. (Люб'язно USGS)

Оскільки інтервал між ізолініями постійний, їх інтервал дає візуальну вказівку на зміну, яка відбувається на заданій відстані, яка називається градієнтом. Чим ближче розташовані ізолінії, тим більше градієнт. Наприклад, інтервал ліній контуру між A-B на топографічній карті показує набагато крутіший градієнт схилу пагорба, ніж відстань між лініями контуру між точками C-D.

Масштаб карти

Масштаб карти - це залежність між відстанню на карті та відстанню в реальному світі. Існує кілька способів вказати масштаб карти. Часто ми знаходимо масштаб карти, виражений словами на кшталт: «один дюйм дорівнює одній милі». Ви, швидше за все, бачили масштаб карти, зображений з графікою, як смуга, розділена на сегменти. Довжина відрізка являє собою деяку відстань на землі. Ми також можемо вказати масштаб як репрезентативну фракцію. Ці фракції часто з'являються наступним чином:

1:24 000

Дріб означає, що одна одиниця виміру на карті представляє 24000 одиниць в реальному світі. Важливо пам'ятати, що однакові одиниці виміру знаходяться по обидва боки товстої кишки. Тобто 1 дюйм являє собою 24000 дюймів, або 1 сантиметр становить 24000 сантиметрів. Щоб обчислити відстань між двома точками, одна просто вимірює відстань карти і множить її на кількість одиниць «реального світу». Наприклад, якщо виміряна відстань між двома точками на карті зі масштабом 1:62500 дорівнює 2,4 дюйма, то реальна відстань в 2,4 рази 62500 або 150000 дюймів. Важко думати, наскільки це насправді так перетворити його в милі. Для цього просто взяти 150000 і розділити на кількість дюймів в милі, що 63360. Так, відстань між двома точками становить близько 2,37 миль.

Категорії масштабу

Масштаби карт згруповані в малі, середні та великі категорії. Масштабні карти, такі як карти масштабу 1:24000, дуже детально показують меншу площу. Вони корисні для показу розташування будівель та інших функцій, важливих для інженерів та планувальників. Карти середнього масштабу (1:62500) добре підходять для планування сільського господарства, де потрібна менша деталізація. Малі масштабні карти мають найменшу деталізацію, але показують великі площі. Вони корисні для великих проектів на регіональних рівнях аналізу. Ви можете легко побачити вплив масштабу карти на інформацію на\(\PageIndex{8a}\) малюнках\(\PageIndex{8c}\) нижче.

великомасштабна топографічна карта — Малюнок\(\PageIndex{8a}\):
Масштаб 1:24000
1 дюйм = 2000feet
Площа Показана: 1 квадратна миля

(Джерело:
Топографічні карти U.S.G.S., 1969)

середньомасштабна топографічна карта — Малюнок\(\PageIndex{8b}\):
Масштаб 1:62500
1 дюйм = майже 1 миля
Площа Показана: 6 3/4 квадратних миль

(Джерело:
Топографічні карти U.S.G.S, 1969.)

маломасштабна топографічна карта — Малюнок\(\PageIndex{8c}\):
Масштаб 1:250 000
1 дюйм = майже 4 милі Показана
площа: 107 квадратних миль

(Джерело:
Топографічні карти U.S.G.S., 1969)

Перевірка концепції\(\PageIndex{1}\)

Зверніть увагу на малюнку\(\PageIndex{8a}\) (вище), що чорні квадрати були використані для зображення окремих будівель в центрі міста Горхем. Чому цього не було зроблено на малюнку\(\PageIndex{8c}\)?

Відповідь: При зменшеному масштабі 1:62500 неможливо показати той же рівень деталізації, що і на карті більшого масштабу (1:24000). Невеликі риси, такі як окремі будівлі в центрі міста, занадто малі в такому масштабі, щоб показати кожен з них. Якби картограф спробував, центр міста був би покритий чорним кольором. Замість цього для зображення міської місцевості використовується рожевий колір.

Картографічні проекції

Картова проекція - це метод зображення криволінійної поверхні Землі на плоскій площинній поверхні карти. Проекції створюються для збереження одного або декількох вимірів наступних якостей:

Кожна проекція по-різному обробляє перетворення цих метричних властивостей від криволінійної поверхні глобуса до плоскої поверхні карти.

проекція карти — Малюнок\(\PageIndex{9}\): Візуалізація проекції карти (Надано USGS. Джерело)

Мета карти має першорядне значення при виборі проекції для ілюстрації просторових закономірностей явищ Землі. Наприклад, проекція Меркатора давно використовувалася для навігації або карт екваторіальних регіонів. Циліндрична проекція Меркатора математично проектує земну кулю на циліндр, дотичний до екватора. Великі площі стають спотвореними, що збільшується в бік від екватора. Відстані вірні тільки уздовж екватора, для інших широт для вимірювання передбачені спеціальні шкали.

Діаграма проекції Меркатора на плоскій карті по відношенню до земної кулі. — Малюнок\(\PageIndex{10}\): Циліндрична проекція Меркатора (Надано USGS - Джерело)

Проекція Робінсона використовує табличні координати, а не математичні формули, щоб зробити земні об'єкти виглядають «правильним» розміром і формою. Кращий баланс розмірів і форми результат є більш точною картиною високошвидкісних земель, таких як Росія, Радянська і Канада. Гренландія вірніша за розміром, але стиснута.

Діаграма і пояснення проекції Робінсона. — Малюнок\(\PageIndex{11}\): Проекція Робінсона (люб'язно USGS - Джерело)

Детальніше про прогнози див.: Проекції карт геологічної служби Сполучених Штатів.