Картографиялық проекциялар

Жоспар

Кіріспе........................................................................................................................3

1. Картография туралы ұғым....................................................................................4

2.. Картографиялық проекциялар және олардың түрлері.....................................7

3.Картографиялық проекцияның жасалуы..............................................................9

4.Цилиндрлік проекциялар.....................................................................................12

5.Геодезиядағы проекциялау әдісі.........................................................................16

Қорытынды.............................................................................................................19

Әдебиеттер...............................................................................................................20

Кіріспе

Картографияның жетістіктері карталарда, атластар мен глобустарда материалданған. Картографиялық зерттеулер Қазақстан Республикасының Ұлттық ғылым академиясында жоғары оқу орындары мен Картографиялық кәсіпорындарында жүргізіледі. Әрбір географиялық картаның атқаратын қызметі болады. Оны білім мен өндірістің белгілі бір салаларындағы мамандар, туристік танымжорықтың жетекшілері, оқушылар біліммен маңызды ақпарат көзі ретінде қолданады.

Картаны құрушылар кескіндейтін аумақты терең зерттеп оқып үйренген сайын сол аумақта орналасқан нысандар мен құбылыстардың ерекшеліктерін айқындап ашып көрсетеді. Картография құрылымы жағынан күрделі пәндер жүйесін құрайды. Оның маңызды құрамды бөліктеріне - картатану, картографиялық ақпараттану, математикалық картография, картометрия жатады.

Картаны жобалау және құру, картаны безендіру, картаны жасау және картаны пайдалану әдістемесі кіреді.

Картатану - географиялық карта және оның түрлері, қасиеті мен элементтері, даму тарихы, пайдалану әдістемелерін зерттейді.

Математикалық картография - жер беті мен ғаламдағы аспан денелерін жазықтықта (картада) кескіндеудің математикалық әдістерін зерттейді.

Картографиялық ақпараттану - картаны жүйелеу және оларды талдау, бағалау, сақтау, тарату мәселелерін қарастырады.

Картометрия - картадағы әр түрлі географиялық нысандардың сандық сипатының мазмұнын айқындайтын (ауданы, көлемі, биіктігі, ұзындығы, бұрышы) өлшеу жұмыстарын жүргізу әдістерін жасап шығарады.

Картаны безендіру - картаны көркем және графиктік безендірудің әдістері мен құралдарын жасап, оны басып шығаруға даярлауды оқытып үйретеді. Зерттейтін нысандары жағынан картографияның ерекше саласына топография жатады.[1]

1. Картография туралы ұғым.

Картография— географиялық  карталарды, оларды жасау және пайдалану әдістерін зерттейтін ғылым. Картографияның кең тараған бұл анықтамасы оның техника жағын басымырақ көрсетеді. Географиялық  карталарды кеңістіктің көрнекті образды-белгілік моделі деп қарайтын қазіргі ғылми көзқарас картографияның пәні мен әдісіне бұдан да дәлірек анықтама ту-ғызды. Картография— табиғат пен қоғам құбылыстарының үйлесуі мен өзара байла-нысың, олардың кеңістіктегі орналасуын және олардың мезгілге қарай өзгеруін т. б. картографиялық кескіндеудің көмегімен бейнелейтін және зерттейтін ғылым. Бұл анықтама картография шұғылданатын ұғымдарға аспан денелері мен жұлдыздық аспанның карталарын, сондай-ақ глобустар мен рельефтік карталарды және картографиялық белгілермен берілген кеңістік модельдерін де жатқызады. Картография пәні (құбылыстардың кеңістікте орналасуы, үйлесуі мен өзара байланысы) және тақырыптық карталардың дамуы Картографияны жаратылыс ғылымдарының қатарына жатқызуға мүмкіндік береді. «Картография» термині ғылми және өндірістік картографиялық іске де, әрі оның нәтижелеріне де қолданылады, мысалы, бұл мағыншда «Картография» терминінің мәні СССР-дің картография-геодезия қңызметінің (СССР Мин. Советінің жанындағы геодезия мен картография Бас басқармасы) атына кіреді.

Қазіргі картография зерттейтін басты проблемалар: 1) ғылымның теориялық негізі, оның ішінде картографияның пәні мен әдісі, карта туралы ілім; соңғысына картографиялық проекциялар теориясы, генерализация мен кескіндеу әдістерінің (белгілер жүйесі) теориялары жатады (бұл салада карталардың түрлері, типтері, жіктелуі әрі оларды талдау сөз болады). 2) Картография ғылымы мен өндірісінің тарихы. 3) Картографиялық деректер тану (картографиялық деректерді үнемі шолу әрі саралау және оларға қатысы бар ғылми-информация теориясының мәселелерімен айналысу). 4) Карталарды жобалау және оны дайындау теориясы мен технологиясы. 5) Карталарды пайдаланудың теориясы мен әдісі.11]

Картография салалары.Картографияның бұл проблемалары әр тарихи кезеңде қалыптасқандықтан дамудың әр сатысында тұр. Осының нәтижесінде картография төмендегідей салаларға бөлінеді: карта тану, математикалық картография, карта жасау процесі, карталарды өңдеу, картометрия. Карта тану ғылымының теориялық негіздерін, тарихы мен деректерін, карталарды пайдалану әдістерін біріктіреді. Картография салаларының ішінде бәрінен бұрын ерекше пән ретінде математикалық картографиян не картографиялық проекция теориясы қалыптасты. Картометрияның (карта бойынша координаталарды, қашыңтықты, ұзындыңты, биіктікті, ауданды т. б. өлшеу мен санау туралы ілім) ұзақ тарихы бар. Ол карталарды пайдалану әдістерінің бірі болып саналғанымен практикалық маңызына, зерттеулерінің ертеден қалыптасуына және жан-жақтылығына байланысты көбінесе жеке қолданылады. «Карталарды жасау және редакциялау» деген атпен СССР-де карталарды жобалау теориясы мен технологиясы және олардың түп нұсқаларын дайындау қалыптасуда. Карталарды өңдеудің негізгі міндеті — Картографияның кескіндеу жолдарын зерттеу мен шешу. Мұнда семиотиканың, бояу танудың, инженерлік психологияның деректері қолданылады, сондай-ақ графика өнерінің әдістері пайдаланы-лады, полиграфиялық талаптар еске алынады. Картографияның бірнеше тақырыптық салалары (геологиялық , топырақ картографиясы, экономикалық картография.) бөлінеді. Бұл жапсарлас пәндер орындалу әдісі жағынан картографияға, картаның мазмұны жағынан геологияға, экономикаға жатады.

Қазіргі сақталған көне картографиялық кескіндер Вавилония мен Египетте б. з. б. 3—1 ғ-да жасалды. Картографияның  тұңғыш ғылми негізі Ежелгі Грециядан тараған (карта шығаруда Жердің шар тәрізділігі алғаш осында ескерілген). Атақты «Клавдий Птолемейдің геогр. нұсқауы (2 ғ.)» шын мағынасында геогр. карталарды жасауға жетекші құрал болды. Онда дүние жүзі картасы мен Жердің ірі бөліктерінің 16 картасы берілген . Қайта өрлеу және географиялық ұлы ашулар заманында (15— 16 ғ.) сауданың, теңізде жүзудің, отарлаудың өркендеуіне байланысты геогр. әсіресе дүние жүзі. карталарға мұқтаждық шұғыл артты. Бұл жағдай жаңа картографиялық проекцияларды жасауды қажет етті, картографияның жалпы дамуына жағдай туғызды. Орта ғасырда картографияға Г. Меркатордың еңбектері үлкен үлес қосты (елеулі еңбегі — 1595 ж. шыққан атласы). Россияда ғылми картография 18 ғ-да қалыптасты және ол негізінен Географиялық департаменті іс-әрекетіне байланысты болды. 1745 ж. тұңғыш толық «Россия атласы» дайындалып, баспадан шықты. 19 ғ-да соғыс ісі Жердің толық топографиялық картасын жасауды талап етті. Бұл кезде картографияның геодезияның бөлімі болып саналатын. Ғылымның одан әрі бөлшектенілуі 19 ғ-дың 2-жартысында көптеген тақырыптық карталар (геологиялық, климаттық, экономикалық, топырақ) жасауды керек етті. Картографияға көзқарас оның дамуына көп уақытқа дейін үлкен бөгет болды. Жаңа көзқарас бәрінен бұрын СССР-де қалыптасты, өйткені жоспарлы шаруашылық елді үнемі картографиялауды керек етті; 30 жылдары картографиялық карта жасау және оны басып шығару процесінің әдісі туралы ғылым ретінде түсініле басталды. Бұл бұрынғы көзқарасқа қарағанда прогрессивті құбылыс еді. Дегенмен карталардың мәнін түсіну және оларды пайдаланудың әдістерін жасау әлі де болса шеткері қала берді. СССР-де жасалған күрделі картографиялық еңбек (Дүние жүзінің үлкен советтік атласы т. б.) осы олқылықты жоюға, әрі картографияның тиісті салаларын жедел дамытуға себеп болды. Соның нәтижесінде осы мақаланың басында келтірілген картографияның анықтамасы дүниеге келді.[2]

Картографияның идеялары мен ғылми негіздерін дамытуға тұңғыш советтік географиялық атластар т. б. дайындау туралы 1920— 21 ж. В. И. Лениннің жазған хаттарының және картография туралы оның басқа документтерінің маңызы өте зор болды. Бұлар құбылыстарды, олардың әр жақтылығын, өзара байланыстылы-ғын, тарихи дамуын, қайшылығын еске ала отырып, көрнекті, толық және дәл бейнелеудің маңызы үлкен екендігін көрсетті.

Картографиялық геодезия, география ғылымдарымен тығыз байланысты. Геодезия картографияға Жердің формасы мен мөлшері туралы өтеө дәл деректерді, топография, аэрофототопография оған негізгі картографиялық деректерді және барлық географиялық карталардың бастауы болып саналатын ірі масштабты топографиялық карталарды дайындап береді.

2. Картографиялық проекциялар және олардың түрлері.

Жердің шар тәріздес бетін картаға көшіргенде ең алдымен белгілі бір әдіспен жазықтыққа меридиандар мен параллельдердің қиылысынан пайда болатын картография торы көшіріледі. Жердің шар тәріздес бетін жазықтықта (географиялық картада) бейнелеу әәісі картографиялық проекция деп аталады. Кез келген проекцияда бұрмалану болады. Бұрмалану сипатына қарай картографиялық проекцияларды үш топқа бөледі. Тең бұрышты проекцияларда картадағы бұрыштар жер бетіндегі (глобустағы) сәйкес бұрыштарға тең болады. Тең бұрышты проекцияларда жасалған карталар жолдың бағытын анықтауга ыңғайлы, бірақ оның ешықтықтар  мен  аудандар  бұрмаланады.  Тең бұрышты проекцияларда жасалған карталар, мысалы, кеме жүргізуге, самолеттердің ұшу жолын белгілеуге және навигацияның
басқа да мәселелерін шешуге қолданылады. Тең мөлшерлі немесе тең ауданды проекциялар географиялық объектілердің: материктердің, мемлекеттердің, теңіздердің, т. б.  аудандарын бұрмалаусыз көрсетеді.  Тең мөлшерлі проекцияларда жасалған карталар бойынша террито-риялардың мөлшерлерін өлшейді. Алайда бұл проекцияларда бұрыш пен форма барынша бұрмаланады. Еркін  проекциялар.  Бұл   проекцияларда   жасалған карталарда бұрыштар да, аудандар да бұрмаланады, бірақолар аз мөлшерде байқалады. Еркін проекциялардың ішінде тең аралықты проекциялар ерекше бөлінеді. Оларда масштаббасты бағыттардың бірінде не меридиан, не параллель бойында сақталады. Шардың бетін және меридиандар мен параллельдер торын жазықтыққа түсіргенде көмекші геометриялық беттер, мысалы: цилиндр, конус, жазықтық т. б. пайдаланылады. Пайдаланылған  қосымша геометриялық беттердің түріне қарай картографиялық проекциялар цилиндрлік, конустық және азимуттық деп бөлінеді. Тік цилиндрлік проекцияларда параллельдер мен меридиандар картада бірін-бірі 90° бұрыш жасап қиып өтетін түзу сызықтар жүйесі түрінде бейнеленеді. Мұндай торлар дүние жүзі карталары үшін жиі пайдаланылады. Ал СССР-дің және оның бөліктерінің карталары үшін конустық проекциялар қолданылады. Оларда параллельдер — доға тәріздес сызықтар, ал меридиандар — бір нүктеден тарайтын сәулелер түрінде бейнеленеді.[6]

СССР карталарының проекциялары. СССР территориясының географиялық карталары үшін көбінесе конустық тең аралықты еркін проекция қолданылады. Онда конус шардың бетін 47° және 62° с. е. параллельдердің бойымен қиып өтеді. Бұл параллельдер нөлдік бұрмалану сызықтары деп аталады, өйткені бұл сызықтардың бойында бұрмалану жоқ және картада көрсетілген масштаб сақталады. Масштаб оның үстіне барлық меридиандардың да бойында сақталады. Ең үлкен бұрмаланулар биік ендіктерде — Франц-Иосиф Жері мен Солтүстік Жер аралдары аудандарына тура келеді.

Картографиялық тордың арқасында жер бетінің карталарда бейнеленетін объектілері мен нүктелерінің бір-біріне, сондай-ақ экваторға, бастапқы меридианға, полюстерге қарағанда географиялық орны өте дәл көрсетіледі.

Сонымен, картографиялық проекциялар дегеніміз Жердің шар тәріздес бетін жазықтықта (картада) бейнелеу әдісі. Мұның өзінде объектілердің глобустағы бейнеленуімен салыстырғанда картадағы бейнеленуіне белгілі бір мөлшерде өзгеріс еңгізетін бұрмаланудың әр түрі пайда болады.

Картографиялық проекциялар және географиялық карталардың масштабы картаның математикалың негізін құрайды.

3.Картографиялық проекцияның жасалуы

Карта жасау үшін Жер эллипсоиды бетін не оның бір бөлігін жазықтықта (қағаз бетінде) кескіндеу.

Масштабы. Картографиялы проекция. белгілі бір масштабпен жасалады. Жер эллипсоидын Маштаб (мыс, 10 000 000) есе кішірейтсе, оның геометриялық. моделі — глобус шығады, ал оны өз мөлшерімен қағаз бетіне кедаіндеое, онда осы эллипсоид бетінің картасына айналады. 1:М (1: 10 000 000) шамасы карталардың б а с не жалпы масштабы болып табылады. Эллипсоиды мен шардың бе-ті қартаға түсірілгенде үзілмей не бүктёЗШеіг' жазылмайды. Сондыңтан барлық Картографиялық проекция мен жасалған карталарда сызыңтыңу үзындығы, бұрыштардың мөлшері бүрмаланады. Картографиялық проекцияның кез келген нүктесінің мөлшерін д е р б е с масштаб \л береді, бұл өлшем Жер эллипсоидындағы шексіз аз сіз кесіндісі шамасының, оның жазықтықтағы й(з кескінінің қатынасына   кері шама

Картографиялық проекцияның кез келген нүктесінің мөлшерін д е р б е с масштаб береді, бұл өлшем Жер эллипсоидындағы шексіз аз кесіндісі шамасының, оның жазықтықтағы кескінінің қатынасына   кері шама болады, яғни М қатынасы с а л ы с т ы р м а л ы масштаб немесе ұзындықтың артуы, ал олардың айырымы ұзындықтың бұрмалануы деп аталады. Картографиялық проекцияның  қасиеттерін талдағанда бас масштабты (1:Му өске алмаса да оның сандық мәні Картографиялық проекциялардағы нүктелердің координаталарын есептегенде ғана ескеріледі. Сондықтан кескіннің бұрмалану теориясында көбінесе М = 1 деп саналады.

Жалпы мәлімет. Картографиялық проекцияның теориясы (басқаша аты — матемекалық картография) Жер эллипсоидысын қағаз бетіне кескіндеудегі жіберілетін бұрмаланудың барлық түрлерін зерттейді және өте аз бұрмаланумен ғана кескінделетін проекцияларды қүру әдістерін қарастырады. Картографиялық проекцияның орта және ұсақ масштабты (М> 1000 000) карталар жасауға қолданылатындықтан, жер эллипсоидысы бетінің сферадан айырмасы шамалығы ескеріліп сфера жазықтығындағы карта белгілі бір радиус К мөлшерінде ғана бейнеленеді. Картографиялық проекциядағы меридиандар (А,=сопз1 болған жағдайда) мен параллельдерден (ф = сопsf) картографиялық тор құралад. Картографиялық проекцияның  теориясының дамуы геодезияның, астрономияның, географияның, математиканың дамуымен тығыз байланысты. Картографиялық проекцияның ғылми негізі Ежелгі Грецияда (б. з. б. 6—1 ғ.) жасалды. Ең көне Картографиялық проекцияның — жұлдыздар картасын жасауға қолданылған Фалес Милетскийдің гномондың проекциясы. Картографиялық проекцияның б.з.б.3 ғ-да Гиппархтың, Птолемейдің, 16 ғ-да Г. Меркатордың, 17—18 ғ. Р. Бон-ның, Д. Кассинидің, И. Ламберттің, Л. Эйлердің, Ж. Лагранждің, 19 ғ.