СЖ 2 картография

Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

География және табиғатты пайдалану факультеті

География, жерге орналастыру және кадастр кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Картографиялық проекциялар

Орындаған: Жумадилова Б.Ж.

Қабылдаған: Дүйсенбаев С.М.

Алматы, 2014 жыл

Мазмұны:

1. Кіріспе

Картографиялық проекциялар.

1. Цилиндрлік проекциялар.

2. Азимуттық проекциялар.

3. Конустық, шартты тағы басқа проекциялар.

III. Қорытынды

IV. Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Картографияның жетістіктері карталарда, атластар мен глобустарда материалданған. Картографиялық зерттеулер Қазақстан Республикасының Ұлттық Ғылым Академиясында жоғары оқу орындары мен Картографиялық

Кәсіпорындарда жүргізіледі. Әрбір географиялық картаның атқаратын қызметі болады. Оны білім мен өндірістің белгілі бір салаларындағы мамандар, туристік танымжорықтың жетекшілері, оқушылар мен студенттер білімнің 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 кескіндеудің математикалық әдістерін зерттейді.

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

Картометрия-картадағы әр түрлі географиялық нысандардың сандық сипатының мазмұнын айқындайтын өлшеу жұмыстарын жүргізу әдістерін жасап шығарады.

3

Картографиялық проекция, картографиялық кескін – Жер эллипсоидының (шардың) немесе планетаның бетін математикалық тәсілдер арқылы жазықтықта бейнелеу.

Картада кездесетін бұрмаланулар сипатына қарай, картографиялық проекциялардың мынадай түрлері белгілі: тең ауданды, тең бұрышты, тең аралықты және еркін проекциялар.

Тең ауданды проекциялардағы карталарда географиялық объектілердің ауданы бұрмаланбай дәл беріледі, бірақ өте үлкен аумақтарда бұрыштар мен геометриялық пішіндер елеулі бұрмалануға ұшырайды.

Тең бұрышты проекциялардағы карталарда бұрыштардың бұрмалануы жоқ. Сонымен қатар мұндай карталарда аумағы шағын жерлер пішіні де дәл кескінделеді. Ал ұзындықтың масштабы картаның кез келген нүктесінде барлық бағытта да бірдей мөлшерде сақталады. Неғұрлым аумағы үлкен географиялық объектілердің ауданы қатты бұрмалануға ұшырайды.

Тең аралықты проекциялардағы картада ұзындықтың масштабты тек канa бір басты бағыт бойынша, тек параллель — немесе мередиан бойымен ғана сақталады. Бұрыштар мен ауданнын бүрмалануы соншалықты байқала бермейді.

Еркін проекциялардағы карталарда бұрыштар мен ауданның, ұзындықтың бұрмалануы аз мөлшерде картаның кез келген нүктесінде кездеседі.

Географиялық объектілерді жазықтыққа көшіру үшін пайдаланылатын көмекші геометриялық беттердің түріне және картографиялық тордың ерекшелігіне қарай проекциялар: цилиндрлік, конустық және азиммуттық деп бөлінеді.

Азимуттық проекцияда параллельдер тұйық шеңбер жасап, ал меридиандар бір нүктеден жан-жаққа бойлық бұрыштарының көрсеткішіне сәйкес бөлінген түзу сызықтар түрінде таралады. Азимуттық проекциялар жекелеген материктер мен полюстік аймақтардың картасын жасауда кенінен қолданылады.

Цилиндрлік проекцияда параллельдер мен меридиандар көп жағзайда бір- біріне тікбұрыш жасап орналасады. Цилиндрлік проекциялар дүниежүзілік карталардың барлық түрін жасауда кеңінен пайдаланылады.

Конустық проекциялар қоңыржай ендіктерде орнасқан аумақтар үшін өте қолайлы, бұрмалану аз байқалады. Сондықтан Ресей, Қазақстан және ТМД елдерінің карталары көбінесе осы проекциялар негізінде жасалады.

Картографиялық проекция теориясы

Картографиялық проекция теориясы (басқаша аты – математикалық картография) Жер эллипсоидын қағаз бетінде кескіндеудегі жіберілетін бұрмаланудың барлық түрлерін зерттейді және өте аз бұрмаланумен ғана кескінделетін проекцияларды құру әдістерін қарастырады. Проекциялар ұсақ және орта масштабты карталар жасауға қолданылатындықтан, Жер эллипсоидысы бетінің сферадан айырмашылығы ескеріліп сфера жазықтығындағы карта белгілі бір радиус R мөлшерінде ғана

4

бейнеленеді.Картографиялық проекциядағы меридиандар (А=const болған жағдайында) мен параллельдерден (В=const жағдайда) картографиялық тор құралады.[1] Картографиялық проекция теориясының дамуы

Картографиялық проекция теориясының дамуы геодезияның, астрономияның, географияның, математиканың дамуымен тығыз байланысты. Оның ғылыми негізі Ежелгі Грекияда (біздің заманымыздан бұрын 6 – I ғасыр) жасалды. Ең көне Картографиялық проекция – жұлдыздар картасын жасауға қолданылған милеттік Фалестің гномондық проекциясы. Картографиялық проекция біздің заманымыздан бұрын III ғасырда Гиппархтың, Птолемейдің, б.з. XVI ғасырында Г.Меркатордың, XVII – XVIII ғасырларда Р.Бонның, Д.Кассинидің, И.Ламберттің, Л.Эйлердің, Ж.Лагранждың XIX ғасырда К.Гаусстың, А.Тиссоның еңбектерінде дамыды. КСРО картографтары В.В. Каврайский, Н.А. Урмаев, тағы басқа еңбектері теорияны одан әрі жетілдірді.

Әр түрлі Картографиялық проекцияларда құрылған карталар нақты жер бетінің кескінін біраз бұрмалап көрсетеді. Бұрмалану үш түрлі болады:

а) бұрыштық (картадағы бұрыштар глобустағы бұрыштарға тең болмайды);

ә) аудандық (аудандардың масштабы картаның әр аумағында әр түрлі);

б) сызықтық (картаның бір сызығының әрбір нүктесінде масштаб әр түрлі).

Бұл үш түрлі бұрмаланудың үшеуі де глобуста болмайды.

Картографиялық проекция бұрмалану сипатына қарай төмендегідей жіктеледі:

Тең бұрышты (конформдық) Картографиялық проекцияларға масштаб тек нүктенің орнына ғана тәуелді болады, ал бағытына байланысты болмайды. Мұндай проекциялардағы бұрмалану эллипстері шеңберге айналады; мысалы, Меркатор проекциясы мен стереография проекциясы;

Тең шамалы (эквиваленттік) Картографиялық проекцияларда аудандар сақталады: мұндай проекцияларда жасалған карталардағы фигуралардың ауданы осы фигуралардың ауданына пропорционал, ал пропорционалдық коэффициенті картаның бас масштабының квадратына кері шама болады. Бұрмалану эллипстерінің ауданы әр уақытта да өзгермейді, тек олардың пішіні мен бағдары жағынан ғана айырмашылығы болады. Еркін Картографиялық проекциялар тең бұрышты да тең шамалы да проекцияларға жатпайды.

Олардың ішінде тең аралық (бас масштабтары бірі-біріне тең) және ортодромиялық (шарының үлкен шеңбері – ортодромиялары түзу сызықпен

5

кескінделеді) проекциялар ерекшеленеді.

Сфераның жазықтыққа (қағаз бетіне) жайғанда тең бұрыштық, тең шамалық, тең аралық және ортодромиялық қасиеттері пайдаланылмайды. Кескінделетін аймақтың әр жеріндегі бұрмалануды көрсету үшін төмендегі әдістер қолданылады:

а) карта торының немесе эскизінің әр жерінде бұрмалану эллипсі көрсетіледі;

ә) изоколдар (мәні бірдей бұрмалану сызықтары) беріледі;

б) карталардың әр жерінде кейбір сфералық сызықтар (көбінесе, ортодромия “О” мен локсодромия “Л”) сызылады.

Қалыпты картографиялық проекциялар

Меридиандар мен параллельдердің кескінделуі жағынан жіктелімдеу – Картографиялық проекциялардың тарихи дамуының нәтижесі. Цилиндрлік проекциялар – меридиандары тең қашықтықпен өтетін параллель түзу сызықтармен, параллельдері меридиандарға перпендикуль түзу сызықтармен кескінделетін проекциялар. Бұлар экватордың не белгілі бір пареллельдің бойындағы ауданды бейнелеуге қолайлы. Теңіз қатынасы карталарын сызуға Меркатордың тең бұрышты цилиндрлік проекциясы қолданылады.

Гаусс – Крюгер проекциясы

Тең бұрышты, көлденең, цилиндрлік Картографиялық проекция – топографиялық карталар жасауға және триангуляция деректерін өңдеуге пайдаланылады. Конустық проекциялар – параллельдері концентрлік шеңберлермен, меридиандары ортогональдік түзу сызықтармен кескінделетін проекциялар. Бұл проекцияларда бұрмалану бойлыққа байланысты болмайды, сондықтан параллельдер бойымен орналасқан аудандарды бейнелеуге қолайлы келеді, сондай-ақ, геодезиялық проекция ретінде де қолданылады.

Азимуттық проекциялар

Параллельдері концентрлік шеңберлер, меридиандары параллельдердің радиустары болып келетін Картографиялық проекция Оларда меридиандардың арасындағы бұрыш тиісті бойлықтардың айырымына тең болады. Азимуттық проекциялардың жеке түріне перспективтік проекциялар жатады. Жалған конустық проекциялар – параллельдері концентрлік шеңберлермен, орта меридианы түзу сызықпен, қалған меридиандары қисық сызықпен бейнеленетін проекциялар. Жалған цилиндрлік проекциялар – параллельдері параллель түзу сызықтармен, орта меридианы осы сызыққа перпендикуль түзумен, қалған меридиандары қисық сызықтармен кескінделетін проекциялар. Жартылай конустық проекциялар –

6

параллельдері орта меридианды кескіндейтін түзу сызық бойындағы шеңберлермен бейнеленетін проекциялар.

Картадағы бұрмалануларды анықтаудың қарапайым тәсілдері

Карталардағы бұрмаланудың сипаты мен дәрежесін картографиялық торды градустың торымен салыстыру арқылы анықтауға болады. Глобустағы меридиан сызықтары бір нүктеден таралып, полюстерді қосып жатқандықтан ұзындықтары бірдей 1° меридиан доғасының ұзындығы барлық жерде шамамен 111 км-ге тең. Параллельдер мен меридиандар бір-бірімен тікбұрыш жасап қиылысады. Глобустағы параллельдер бірдей қашықтықта орналасады, полюстерге қарай біртіндеп қысқарып, солтүстік және оңтүстік полюсте нүктеге айналады. Глобустағы көршілес параллельдер арасында орналасқан градус торының барлық тор көздері пішіні мен мөлшері жағынан бірлей болады, ал картада бұл тор көздер әртүрлі болуы мүмкін. Бұл географиялық объектілердің пішіні мен ауданының бұрмаланғандығын көрсетеді. Картадағы меридиан сызықтары мөлшерінің әртүрлілігі ұзындықтың бұрмалануын және картаның әр жеріндегі масштабтың бірдей еместігін көрсетеді. Көптеген карталарда бұрыштың бұрмалануы параллельдер мен мерндиан арасындағы бұрыштың ауытқуына байланысты болады. Соның нәтижесінде аралдардың, түбектердің, теңіздердің кескіндері мен пішіндері карта мен глобуста бірдей болмауы мүмкін. Оларды салыстыру арқылы оңай анықтауға болады. Карталардағы кездесетін бұрмаланулар жер бетіндегі кескінделген объектілер мен нүктелердің экваторға және бастапқы меридианға байланысты географиялық орнын керсетудің дәлдігіне ешбір кедергі келтірмейді.

Картографиялық проекцияларды таңдау және қолдану

Сызылатын картаның мақсатына және масштабына байланысты. Өлшеу есептерін шешуге арналған ірі, орта масштабты карталар тең бұрышты проекцияларда, ал жалпы шолу және белгілі бір аумақтар аудандарының арақатысын анықтаушы ұсақ масштабты карталар тең шамалы проекцияларда жасалады. Картографиялық проекцияларды таңдағанда қарапайым проекциялардан бастап, күрделі проекцияларға көшеді. Картографиялық проекция теңіз қатынасында, аспан денелерін картаға түсіруде, тағы басқа ғылыми салаларда да пайдаланылады.

Карталар бойынша азимутты анықтау

Карта бойынша бағдар жасау деген сөз ондағы берілген географиялық объектілерді танып-білу, ең бастысы бағыт-бағдарды ажырату. Орман ішінде,

7

тауда, құмды шөлде немесе айнала нашар көрінетін жағдайда карта бойынша бағдар жасау өте қиынға түседі. Мұндай жағдайларда картаға қосымша түсбағар (компас) пайдаланылады. Түсбағар көмегімен азимут бойынша бағыт анықталады. Ол үшін түсбағардың бағыттаушы үшын жүретін жол бағыты бойымен қою керек, сонда магнит тілінің солтүстік ұшы мен керек зат арасындағы сағат тілімен бағыттас бұрыш өлшемі нағыз азимут, ал табиғатта түсбағар көмегімен магниттік азимут анықталады. Бірақ Жердің магниттік және нағыз (географиялық) полюстері сәйкес келмейтіндіктен, олардың арасында магниттік бұрылу бұрыштары пайда болады. Егер магнит тілінің солтүстік ұшы географиялық полюстен шығысқа қарай бұрылса — дұрыс шығыстық бұрылу, ал батысқа қарай бұрылса — теріс батыстық бұрылу деп аталады. Магниттік бұрылу Жер шарының барлық бөліктерінде бірдей емес. Нағыз азимуттан магниттік азимутқа өту кезінде есепке алынатын магниттік бұрылу ірі масштабты карталардың әрбір табағы бетінде сызық масштабпен қатар санмен де көрсетіледі. Егер бұрылу шығыстық болса, онда берілген санды нағыз азимуттан алып тастау керек, ал батыстық болса, онда бұрылу көрсеткішін нағыз азимутка қосу керек. Магнит тілінің географиялық полюстерден ауытқу заңдылығын XI ғасырда қытай ғалымы Шэнь Гуа анықтаған.

Цилиндрлік проекциялар - параллельдер (альмукантараттар) параллель түзулер болып, ал меридиандар (вертикальдар) параллельдерге (альмукантараттар) перпендикуляр тең қашықтықтағы түзулер болып бейнеленетін картографиялық проекциялар. Нүктелердегі масштабтар мен бұрыштардың бұрмаланулары тек қана ендікке (зениттік кашықтыққа) байланысты, сондықтан олардың изоколдары параллельдермен сәйкес келетін түзулер түрінде болады. Цилиндрлік проекциялар, әдетте, үлкен шеңбер доғасын бойлай созылған аумақтардың карталары үшін қолданылады.

Азимут(арабша ас-сумут — жол, бағыт) — бақылау нүктесінен өтетін меридиан жазықтығы мен сол нүктені қиятын бағыттың вертикал жазықтығы арасындағы қос қырлы бұрыш. Ол меридианның солтүстік ұшынан сағат тілінің қозғалысымен 0о-тан 360о-қа дейін өлшенеді. Бастапқы бағыттағы меридиан түріне байланысты нағыз (шын) Азимут және магниттік азимут болып бөлінеді. Нағыз (шын) азимут — аспан шырағының бағыты мен жердегі объектіге бағытталған сызықтың арасындағы горизонталь бұрыш. Ол буссоль (компас) арқылы өлшенеді. Магниттік азимут — магниттік меридианның солтүстік ұшынан сағат тілінің қозғалысымен берілген сызықтың бағытына дейінгі есептелінетін бұрыш. Бір сызықтың нағыз (шын) азимуты мен магниттік Азимутының шамалары бірдей болмайды, себебі Жердің магнит өрісінің әсеріне байланысты тілі ауытқып отырады.

8

бағыт азимут градуспен оңтүстік-шығыс 135°

оңтүстік 180° солтүстік-батыс 315°

оңтүстік-батыс 225° солтүстік 0° немесе 360°

батыс 270° солтүстік-шығыс 45°

шығыс 90°

Азимут - жер нысандарының немесе аспан шырақтарының азимуты — байқаудың берілген нүктесі меридианының жазығы мен осы нүкте және жер нысаны арқылы өтетін тік (вертикаль) жазықтық арасындағы бұрыш. Астрономиялық және геодезиялық азимут деп бөлінеді. [2]

Азимуттық анықтау (арабша - жол, бағыт) — нүкте меридианының солтүстік жағынан шығысқа қарай (0°-тан 360°-қа дейін) сағат тілінің бағытымен анықталады. Жергілікті жерде азимут бұрыш өлшегіш аспаптар (теодолит, буссоль және тағы да басқалары) арқылы өлшенеді.

Азимуттық проекциялар - координаталардың сфералық жүйесінің альмукантараттарын концентрлік шеңберлермен, ал вертикальдарды осы шеңберлердің орталығынан шығатын түзулермен бейнелейтін картографиялық проекциялау; проекциядағы вертикальдардың арасындағы бұрыштар табиғи көріністегі тиісті бұрыштарға тең. Координаталардың сфералық жүйесі полюсінің калпы бойынша азимуттық проекциялар қалыпты, көлденең және қиғаш болып бөлінеді. Қалыпты Азимуттық проекцияларда параллельдер мен меридиандар концентрлік шеңберлер мен түзулер түрінде бейнеленеді. Бұрмаланулар сипаты бойынша азимуттық проекциялар әр түрлі болады. Азимуттық проекциялардың изоколдары аль-мукантараттармен сәйкес келеді, соңдықтан Азимуттық проекцияларды дөңгелек пішінді аумақтардың карталары үшін қолданылады.

Азимутындағы қалыпты қима қисығының радиусы — әдетте Ял арқылы белгіленеді және эллипсоид бетінің берілген нүктесінің геодезиялық В ендігі мен осы нүктедегі қалыпты қиманың А азимутының мынадай функциясы болып табылады: меридиан қисықтығының және В ендігі бойымен бірінші вертикальдың радиустары; — меридиандық эллипстің екінші эксцентриситетінің квадраты.

9

Қорытынды

Өте қарқынды дамып отырған компьютерлік техника география ғылымының көптеген салалары мен маңызды мәселелерін қамтуда. Осындай маңызды өзгерістер картография ғылымына тікелей қатысты, ол электрондық карталардың жасалуынан айқын көрінеді. Компьютерлік жүйелердің біртіндеп күрделенуі XX ғасырдың 60-жылдары геоинформатика ғылымының пайда болып, жедел дамуына негіз болды. Аса жоғары интеллектілік компьютерлік жүйелер мен мультимедиалық технологияның шығуы табиғаттағы әлі де нақты жауабы табылмаған көптеген құпиялардың сырын ашуға мүмкіндік беретіндігіне дау жоқ. Әсіресе бұл технология климат пен ауа райындағы өзгерістердің (циклондар мен ауа массаларының қозғалысы және т.б.), жер қыртысы мен оның ете терең қойнауларындағы түрліше қозғалыстардың туындауының себептерін түсінуге жағдай жасайды. Сонымен қатар табиғатта болып тұратын түрліше апатты құбылыстарды тұрақты бақылауға алуға, түрлі болжамдар жасауға толық мүмкіндік береді. Компьютер көмегімен бүгінгі таңда түрліше тақырыптағы электрондық карталар, атластар мен оқулықтар, сондай-ақ білім мен біліктілікке үйрететін географиялық ойындардың жүйелері шығарылып, көпшілікке таратылуда. Бұл бағытта интернет жүйесінің алатын орны да ерекше.

10

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. «Қазақстан»: Ұлттық энцклопедия / Бас редактор Ә. Нысанбаев – Алматы «Қазақ энциклопедиясы» Бас редакциясы, 1998 ISBN 5-89800-123-9, IV том

2. География: Дүниежүзіне жалпы шолу. ТМД елдері. Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық/ Ө. Бейсенова, К. Каймулдинова, С. Әбілмөжінова, т.б. — Өңд., толықт. 2-бас. — Алматы: Мектеп, 2010. — 304 б.

3. “Қазақ Ұлттық Энциклопедиясы”, 1 - том

4. Мұнай және газ геологиясы терминдерінің орысша-қазақша түсіндірме сөздігі. Жалпы редакциясын басқарған Қазақстанға еңбегі сіңген мұнайшы - геологтар Т.Н. Жұмағалиев, Б.М. Қуандықов. — А.: АРНGroup, 2000 жыл. — 328 бет.

5. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: География және геодезия. — Алматы: «Мектеп» баспасы, 2007 жыл. — 264 бе

11