Способы изображения рельефа на географических картах (горизонталями, отметками высот, внемасштабными условными знаками

Белгородский  государственный университет 
Геолого-географический факультет 
Кафедра природопользования и земельного кадастра  
 
 
 

КУРСОВАЯ РАБОТА 
 
 

«Способы изображения рельефа на географических картах (горизонталями, отметками высот, внемасштабными условными знаками)» 
 
 
 
 
 
 
 

    Выполнил 

студент группы 1 курса 131004

 Баранников А.В.

Руководитель 

ст.пр. Белоусова  Л.И.

    Белгород 2010 
 
 

Содержание.

Введение……………………………………..……………………………….……3

Глава 1. Краткий исторический обзор способов изображения на карте…………..……………………..…………………………………….….…….4

Глава 2. Способы изображения рельефа…………………………………..…………………………………..……...7

2.1. Сущность изображения рельефа горизонталями………………………………………………………..…….………9

2.2. Отметки высот……………………………………………………….………………………..10

2.3. Внемасштабные условные знаки………………………………………………………..………………….……10

Заключение...…………………………………………………...…………….…….11

Литература…………………...……………………………………………………...12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

Рельефом называют совокупность различных по форме  неровностей земной поверхности.

К основным формам рельефа относятся: гора (холм), котловина, хребет, лощина, седловина и др.

Гора или холм – возвышенность конусообразной формы.

Котловина –  это углубление конусообразной формы.

Хребет –  это вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность.

Лощина –  вытянутое и открытое с одного конца постепенно понижающееся углубление.

Седловина –  небольшое понижение между двумя  соседними горами и хребтами.

Характерными  точками рельефа являются вершина  горы, дно котловины, самая низкая точка седловины.

Характерными  линиями рельефа являются линия  водораздела, линия тальвега, подошва  горы или хребта, бровка котловины  или лощины.

Основным методом  изображения рельефа на карте  является метод горизонталей в сочетании  с методом отметок, когда подписывают высоты над уровнем моря отдельных характерных точек местности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Краткий исторический обзор способов изображения на карте.

 

В различные  исторические периоды способы картографического  изображения неоднократно менялись. Менялась и степень наглядности, географического подобия картографического изображения.

Понятия наглядность и географическое подобие  тесно связаны друг с другом, одно как бы дополняет другое, с увеличением  наглядности увеличивается и  географическое подобие при условии наибольшего соответствия природному рисунку и колориту, отображаемого явления. Картографическое изображение может быть наглядным, но выполненным в стилизованной манере и соответственно не быть реалистичным.

Например, перспективное изображение горного массива на древних картах наглядно, но не удовлетворяет требованиям географического подобия. На физиографических картах дна океанов рельеф представлен перспективным изображением, выполненным по смещенным изобатам, с применением приемов светотеневой пластики. Поверхность океанического дна изображена наглядно и отражает реальную картину рельефа поверхности. Соответственно данный способ изображения позволяет наглядно и точно воспроизвести рельеф территории на плоскости, чем отличается от наглядного, но условного изображения горного массива на древних картах.

Степень наглядности и географического  подобия рисунка местности на карте менялась от наглядного, но в  тоже время условного изображения  на первых рукописных картах, живописного  изображения на картах-панорамах, до абстрактно-условных картографических произведений и возвращения к реалистичности на принципиально новой научной и технологической основе. Наглядность, точность и достоверность передачи пространственной информации о местности определялись уровнем знаний в области картографии, уровнем развития техники съемки, имеющейся на тот момент технологией создания и способами воспроизведения картографической продукции, масштаба и назначения карты. При этом степень реалистичности

при показе различных элементов содержания на картах менялась не одинаково. Общая тенденция, направленная на повышение реалистичности картографического изображения в большей степени затрагивала способы представления природного ландшафта и в меньшей степени социально-экономические элементы содержания. Элементы природного ландшафта наиболее удачно показываются на карте с использованием принципов натуралистического изображения.

Например, изображение рельефа на отечественных  и зарубежных картах эволюционировало от схематичного полуперспективного, перспективного способа представления на старинных картах до изображения рельефа с

помощью горизонталей, использования способа  гипсометрической окраски в сочетании  с отмывкой, фоторельефа, рельефа  на основе цифровых моделей.

Первое  изображение рельефа на картах было выполнено в виде перспективных стилизованных рисунков отдельных холмов, которые располагались небольшими группами или объединялись для показа горных массивов. Их положение на плоскости карты не соответствовало их точным географическим координатам. При этом первоначально это было лишь изображение профиля гор, со временем наглядность и соответственно географическое подобие изображения были увеличены применением способа штрихов. Дальнейшее использование штрихового рисунка при изображении рельефа привело к планово-перспективному, а в последующем и к плановому изображению рельефа на карте.

Изображение рельефа горизонталями стало  возможно с развитием техники  съемок в XIX в. С использованием способа горизонталей при показе рельефа территории возросла метричность карт, но снизилась их выразительность и наглядность. В дальнейшем различное сочетание способа горизонталей, с отмывкой, штриховым рисунком, гипсометрической окраской позволило повысить наглядность и выразительность изображения рельефа. В настоящее время представление поверхности на основе цифровых моделей рельефа позволяет получить высоко реалистичную картину земной поверхности.

Для того, чтобы картографическое изображение  было одновременно наглядным и удовлетворяло  требованиям географического подобия, необходим научный подход в разработке способа представления земной поверхности, требующий анализа особенностей природного рисунка, колорита элементов ландшафта территории.

До появления  аэро- и космической съемки анализ ландшафтного рисунка местности проводился на основе визуальных наблюдений и с использованием фотографий ландшафтов местности. Таким способом создавались первые карты-панорамы.

Поскольку наблюдения велись с поверхности  земли или небольших естественных и искусственных возвышений, разрабатываемые способы оформления и условные обозначения выполнялись в соответствии с правилами линейной перспективы. В качестве примера можно привести принцип, принятый при изображении лесов на межевых планах. Рисунок условного знака разрабатывался, руководствуясь видом лесных массивов, который открывается при наблюдении на них с некоторого возвышения. «Если подняться на некоторую высоту от земли, например, на колокольню, и смотреть под углом на лес, то группы деревьев с натуры на план можно изобразить эллипсами, прикосновенными друг к другу и имеющими большую ось расположенной в них горизонтально».

С развитием  аэро- и космической съемок появилась  возможность наблюдать, изучать  и анализировать рисунок и  колорит природных ландшафтов на основе прекрасных современных материалов. На аэро- и космических

снимках ландшафты территории отображаются со значительной высоты сверху, и ландшафт приобретает рисунок отличный от того рисунка, который наблюдал исследователь  с поверхности земли. Кроме того, на аэро- и особенно космических снимках проявляется оптическая генерализация, которая по своей сути сходна с картографической генерализацией. Проявляются глобальные структуры.

В конце 19 начале 20 века наглядностью и выразительностью картографического изображения, прежде всего при показе рельефа территории, выделялась швейцарская школа. Особенностью швейцарской школы было использование сочетания способа горизонталей с отмывкой, штриховым рисунком скалистых поверхностей и использование цветов

гипсометрической шкалы характерных для данного ландшафта с применением принципов воздушной перспективы. Эти карты имели плановое изображение и в отличие от карт-панорам, помимо наглядности при использовании способа горизонталей обладали свойством метричности.

Швейцарский картограф Беккер (Fridolin Becker 1854-1922) разработал свой стиль изображения рельефа на карте с получением объемного изображения на топографической карте за счет использования отмывки по топографической основе. Беккер также проводил эксперименты по выбору направления освещения при выполнении отмывки.

а) Бернес и Северные Альпы, 1:200000 (1896г), б) фрагмент карты масштаба 1:50000 с горным массивом при юго-восточном освещении (1900 г).

Эффекта трехмерности при показе поверхности  Беккер добивался, используя следующие приемы:

1) применение  наиболее ярких теплых цветов  для показа горных вершин;

2) уменьшение  интенсивности штриховки в предгорных  районах; 

3) приглушенные  и более холодные цвета для  показа долин

4) использование  принципа воздушной перспективы (четкие горные вершины,    более сглаженные и размытые долины);

5)отсутствие  падающих теней. 

Кюммерли (Hermann Kummerly 1857-1905). Широко известна его настенная карта Швейцарии для школы, созданная в 1896 г. Он занимался также и созданием топографических карт с «трехмерным» представлением рельефа территории, среди которых ярким примером является карта " Evolena - Zermatt - Monte Rosa " (1892).

В 20 веке натуралистическое оформление карт характерно больше для туристских, учебных карт и карт природных  зон, а также карт-панорам. В последнее время наметилась тенденция к повышению реалистичности картографического изображения при визуализации в различных ГИС продуктах.

Основными, видимыми элементами ландшафта, обладающими  максимальными изобразительными свойствами, формирующими целостный облик территории, как на космических снимках, так и на картах, являются рельеф и растительность.

Кроме того, рельеф и растительность в  сочетании с гидрографией имеют 

тесные  связи между собой. И от способа  представления, прежде всего этих элементов ландшафта зависит простота и наглядность восприятия внешнего облика ландшафта на карте.  
 
 
 
 
 
 

Глава 2. Способы изображения рельефа.

2.1. Сущность изображения рельефа горизонталями

 Горизонталь — это замкнутая линия, изображающая на карте горизонтальный контур неровностей, все точки которого на местности расположены на одной высоте над уровнем моря. Горизонтали можно представить как линии, полученные в результате сечения местности уровенными поверхностями, то есть поверхностями, параллельными уровню воды в океанах.

 Рассмотрим  сущность изображения рельефа горизонталями. На рис.1 изображен остров с вершинами  А и Б и береговой линией D, Е, F. Замкнутая кривая d e f представляет собой изображение береговой линии в плане. Поскольку береговая линия является сечением острова уроненной поверхностью океана, изображение этой линии на карте представляет собой нулевую горизонталь, все точки которой имеют высоту, равную нулю. Допустим, что уровень океана поднялся на высоту h, тогда образуется новое сечение острова воображаемой секущей плоскостью h — h. Проектируя это сечение с помощью отвесных линий, получим на карте изображение первой горизонтали, все точки которой имеют высоту h. Точно так же можно получить на карте изображение и других сечений, выполненных на высотах 2h, Зh, 4h и т. д. В результате на карте будет иметь место изображение рельефа острова горизонталями. При этом рельеф острова изображается тремя горизонталями, - охватывающими остров целиком, и двумя горизонталями, охватывающими отдельно каждую из вершин. Вершина А несколько выше 4h, а вершина В несколько выше Зh относительно уровня океана. Скаты возвышенности А круче, чем скаты возвышенности В, поэтому в первом случае горизонтали на карте расположены ближе друг к другу, чем во втором. Из рисунка видно, что способ изображения рельефа горизонталями позволяет правильно не только отображать формы рельефа, но и определять высоты отдельных точек земной поверхности по высоте сечения рельефа и крутизне скатов.