POWRÓT

SEMESTR VI - MATERIAŁ POMOCNICZY

 

 Mapy i ich treść

 
 

Mapa jako obraz powierzchni Ziemi
Skala mapy, pomiar odległości
Treść map, znaki umowne
Rzeźba na mapach
Współrzędne na mapach


Mapa jako obraz powierzchni Ziemi

Mapa jest to zmniejszony model powierzchni Ziemi lub jej części przedstawiony przy użyciu symbolicznych znaków umownych (znaki kartograficzne). Takie zmniejszenie uwzględnia kulistość Ziemi a samo przetwarzanie informacji odbywa się według określonych reguł matematycznych, co nazywane jest odwzorowaniem kartograficznym.
Mapa może być wykonana w postaci analogowej (obraz na płaszczyźnie) lub (coraz częściej) cyfrowej - zobrazowanie zbioru danych o obiektach oryginału i ich wzajemnym usytuowaniu. Mapa stanowi podstawowe narzędzie badań i prezentacji wyników w geografii i geodezji.
Znaki kartograficzne to umowny zestaw znaków używanych na mapie. W zależności od dokładności i rodzaju mapy są różne znaki. Przykładowe znaki kartograficzne to: rzeka (niebieska linia), las (zielona przestrzeń) lub np. hotel (litera H w domku). Do znaków kartograficznych zalicza się również m.in. warstwice.

Mapy dzielimy na:

  • ogólnogeograficzne
  • tematyczne

Mapy ogólnogeograficzne dzielą się na;

  • topograficzne (skala większa jak 1/1000000)
  • przeglądowe (skala mniejsza jak 1/1000000).

Postawą takiego podziału jest skala będąca miarą zmniejszenia wymiarów liniowych mapy w stosunku do ich wymiarów rzeczywistych.
Mapy opracowywane są na podstawie bezpośrednich pomiarów terenu, które następnie nanosi się w odpowiedniej skali na arkusz. Obecnie sposób został znacznie usprawniony dzięki wykorzystaniu zdjęć lotniczych, GPS i wielu innych technik. Największe znaczenie praktyczne ma mapa topograficzna.
Mapa topograficzna - zawiera szczegółowy obraz terenu (osiedla, linie komunikacyjne, wody, lasy, rzeźbę). Występują w skali od 1:5000 do 1:200000. Mapa topograficzna jest podstawowym źródłem przy opracowywaniu map turystycznych i wielu map tematycznych. Bez map topograficznych w czasach nam współczesnych nie można nawet myśleć o pracach poszukiwawczych w geologii, eksploatacji bogactw naturalnych, planowaniu w rolnictwie czy leśnictwie, projektowaniu i budowie dróg komunikacyjnych, kanałów, urbanistyce, itd. Szczególnie ważną rolę odgrywają mapy topograficzne w dziale obronności kraju. Wykorzystują ją dowódcy wszystkich szczebli przy dowodzeniu wojskami. Mapa w wojsku umożliwia planowanie przemieszania wojsk, nabieranie danych do prowadzenia ognia, kalkulacji ilości prac mających na celu umocnienie terenu, itd.

Nomenklatura i godła map

Już wiemy że, mapa powstaje w wyniku zastosowania odpowiedniego odwzorowania kartograficznego. Dla obszaru Polski zastosowano tzw. uniwersalne poprzeczne odwzorowanie Merkatora (UTM). Jest to odwzorowanie wiernokątowe, poprzeczne, walcowe z 6o strefami odwzorowania, których skrajne południki pokrywają się z południkami Międzynarodowej Mapy Świata w skali 1:1000000. Tyle o odwzorowaniu kartograficznym. Warto tylko wiedzieć, że odwzorowań kartograficznych jest wiele a wybór odwzorowania kartograficznego zależy zawsze od wymogów, jakim powinna odpowiadać mapa. Na mapach topograficznych odwzorowanie kartograficzne powinno zapewnić wiernokątność, tj zgodność mierzonych kątów w tym samym punkcie w terenie i na mapie oraz minimalne zniekształcenie odległość. Więcej szczegółów o sposobach odwzorowania kartograficznego znajdziesz w podręcznikach do terenoznawstwa lub topografii.
Mapy produkowane są w postaci arkuszy. Najbardziej praktyczny i najczęściej używany jest format o wymiarach 40cm x 40cm. Nowe mapy wojskowe mają format dwa razy większy.

Aby przedstawić całą powierzchnię Ziemi lub nawet jej część na mapie należy wykonać ogromną liczbę arkuszy. Ta liczba będzie zależała od skali mapy. Im większa jest skala, tym mniejszy teren obejmuje jeden arkusz i tym większa ilość arkuszy tworzy całość pokrycia danego terenu mapą w danej skali. Np. pokrycie Polski mapą 1:25000 obejmuje około 4100 arkuszy, mapą w skali 1:100000 - 293 arkuszy.
Aby móc orientować się w tak dużej ilości arkuszy map o różnych skalach i szybko odnajdywać potrzebne arkusze, wprowadzono jednolity system numeracji, oznaczeń i nazwy poszczególnych arkuszy, czyli tak zwaną nomenklaturę map.
Istotną sprawą przy doborze odpowiednich map jest poznanie i zrozumienie zasady numeracji arkuszy. Za podstawę podziału i oznaczenia godeł arkuszy przyjęto arkuszowy Międzynarodowej Mapy Świata (MMŚ) w skali 1:1000000.
Arkusze MMŚ są ograniczone południkami w odstępach co 6o od południka Greenwich oraz równoleżnikami co 4o, poczynając od równika.

Po każdej stronie równika idące po sobie pasy równoleżnikowe co 4o oznaczone są literami od A do V, sześciostopniowe zaś słupy południkowe oznaczone są liczbami od 1 do 60, poczynając od południka 180o w kierunku wschodnim. W ten sposób godło każdego arkusza mapy w skali 1:1000000 składa się z litery wskazującej pas i cyfry wskazującej słup. Np. dla Warszawy, godłem arkusza mapy w skali 1:1000000 jest oznaczenie N-34.
Arkusz mapy w skali 1:100000 otrzymano z podziału ramek arkusza MMŚ w skali 1:1000000 na 12 części. Z tego podziału uzyskuje się 144 arkusze pojedyńcze, oznaczone numerami od 1 do 144. Dwa kolejno ponumerowane arkusze tworzą arkusz mapy wojskowej wykonanej w standardzie NATO. Godło mapy 1:100000
N-34-135,136. Na obszar mapy 1:1000000 wchodzą 72 arkusze mapy wojskowej w skali 1:100000 w standardzie NATO. Arkusz w skali 1:50000 powstał z podziału arkusza 1:100000 na 4 arkusze (A, B, C, D) - Godło
N-34-135-A,B. Arkusz 1:25000 powstał z podziału arkusza w skali 1:50000 na 4 arkusze (a, b, c, d) N-34-135-a,b.


Skala mapy, pomiar odległości

Mapy wykonane są w odpowiedniej skali a sama skala podaje , ile razy odległość na mapie "d" jest mniejsza od odpowiadającej jej odległości w terenie "D". Przedstawia się ją stosunkiem d:D, tj. jak się ma odległość na mapach do odległości w terenie. Zapisuje się w postaci ułamka 1/25000 lub 1:25000.

Skala wyrażona stosunkiem liczb nazywana jest skalą liczbową. Często pod skalą liczbową zamieszcza sie informację, która informuje nas jaka jest odległość w terenie odpowiadająca 1 cm na mapie. Przykład zapisu: 1 cm - 250 m. Ten zapis nosi nazwę wielkości skali. Ma ona zastosowanie do pomiaru odległości w terenie. W tym celu mierzymy na mapie odległości za pomocą linijki milimetrowej i znając wielkość skali mnożymy ją przez otrzymaną ilość centrymetrów. Na przykład na mapie o skali 1:25000 zmierzono odcinek o długości 4,0 cm. Jaka długość odpowiada temu odcinkowi w terenie?

D = 250 * 4,0 = 1000 m

Posługiwanie się skalą liczbową przy wykonywaniu pomiarów na mapie jest niedogodne, ponieważ wymaga przeprowadzenia każdorazowo przeliczeń. Dokonywania tych przeliczeń można uniknąć, jeśli przedstawić skalę liczbową w postaci wykresu tj. prostej podzielonej na jednostki długości (metry, kilometry) zmniejszone odpowiednio do skali i opisane. Wykres taki nazywa się podziałką liniową.
Podziałka liniowa jest więc graficznym przedstawieniem skali liczbowej i służy do szybkiego i dogodnego pomiaru odległości na mapie..


Treść map, znaki umowne

Zasadniczą treść mapy stanowi rysunek sytuacyjny, będący obrazem pokrycia terenu znajdującego się na powierzchni Ziemi (bez ukształtowania terenu). Osiąga się to przez przedstawienie na mapie przedmiotów terenowych z wykorzystaniem znaków umownych.
Rodzaje znaków umownych;

  • punktowe (nie da się przedstawić w skali mapy, studnia, młyn, głaz , centrala, słup)
  • liniowe (drogi, koleje, granice, ogrodzenia, rzeki)
  • konturowe (powierzchniowe) (lasy, łąki, jeziora, itd.)
  • umowne objaśniające (uzupełniają charakterystykę przedmiotów terenowych)
  • napisy na mapach
  • barwy na mapach

Mapa spełnia swoje znaczenie, jezeli jest wykonana w czytelnych i zrozumiałych dla wszystkich kolorach. Najczęściej stosowane kolory to;

  • czarny - stosowany do rysowania ramki i siatki systemów meldunkowych, osiedli, obiektów przemysłowych, sieci komunikacyjnej (koleje, drogi), granice i ogrodzenia;
  • niebieski - wody, bagna i dane magnetyczne;
  • brązowy - rzeźba terenu;
  • zielony - roślinnośc;

Na mapach specjalnych możemy spotkać się z innym zestawem kolorów, częściowo odbiegający od podanego. Przykładem są mapy do biegu na orientację. Oto zestaw znaków stosowanych na tego typu mapach.

Oprócz informacji o terenie przedstawionej na mapie topograficznej pod postacią znaków umownych, często praktykowane jest zamieszczanie na tych mapach informacji pozaramkowych (mapy wojskowe). Tymi informacjami są;

  • przynależność państwowa i administracyjna;
  • tytuł wydawnictwa, godło (kod) i nazwa arkusza;
  • numer serii;
  • oznaczenie wydania arkusza;
  • informacje dotyczące północy;
  • podziałka kątów nachylenia;
  • skala;
  • informacja o siatce meldunkowej;
  • skorowidz sąsiednich arkuszy;
  • legenda znaków unownych;
  • szkic podziału administracyjnego

Podobnie i na mapach ogólnodostępnych spotykamy się z informacjami pozaramkowymi. Najczęściej odnoszą się one do podania; skali mapy, legendy znaków umownych, cięć warstwicowych, numeru serii.


Rzeźba na mapach

Najczęściej rzeźbę terenu na mapach jest przedstawiona za pomocą warstwic.
Warstwice - to linie krzywe, zamknięte, łączące punkty położone na tej samej wysokości w stosunku do przyjętego poziomu. Na mapach spotykamy następujące rodzaje warstwic;

  • ciągłe cienki;
  • ciągłe pogrubione;
  • cienkie długo przerywane;
  • cienkie krótko przerywane.

Warstwice na mapach są rysowane razem ze znakami umownymi urwisk, skał, wąwozów, wypłuczysk, osypisk, suchych koryt rzecznych, dołów, itp.
Każda warstwica ma określoną wysokość nad poziomem morza, którą często zaznacza się na mapie w przerwie warstwicy. Pionową odległość dwóch sąsiednich warstwic nazywa się wysokością warstwową. Innymi słowy wysokość warstwowa - to różnica wysokości dwóch sąsiednich warstwic, stąd kolejny podział warstwic na;

  • zasadniczą;
  • pomocniczą (połówkową, ćwiartkową).

To co ile metrów będziemy rysowali na mapie warstwice, będzie zależało od skali mapy i zróżnicowania wysokościowego terenu. Dla terenów równinnych warstwice zasadnicze rysuje się co 2,5 m, pagórkowatych i falistych co 5m, wysokogórskich co 10m. Co piąta warstwica zasadnicza na mapie jest pogrubiana. Na arkuszach o małym zróżnicowaniu rzeźby terenu warstwice zasadnicze uzupełniono warstwicami połówkowymi i ćwiartkowymi.

Układ warstwic na mapie, przedstawiający wzniesienia i zagłębienia o identycznych kształtach i wymiarach niczym nie różni się od siebie. Wobec tego dla rozróżnienia wypukłej rzeźby (góra, grzbiet) od wklęsłej (kotlina, dolina) należy znać kierunek nachylenia terenu. W tym celu na warstwicach w kierunku nachylenia umieszcza się kreski, zwane wskaźnikami (kreskami) spadu. Końce tych kresek wskazują zawsze kierunek nachylenia: na wzniesieniu podnóże, zaś w kotlinie - jej dno.
Dodatkowe informacje o kierunku spadu terenu uzyskamy z zapisów umieszczonych na warstwicach oraz z analizy umieszczenia cieków i zbiorników wodnych.
Na rysunku obok.
A - teren obniża sie w kierunku cieków i zbiorników wodnych
B - koniec wskaźnika spadu wskazuje kierunek spadu
C - podstawa cyfry wskazuje kierunek spadu
D - teren obniża się w kierunku mniejszej cyfry.


Współrzędne na mapach

Współrzędnymi nazywamy wielkości kątowe lub liniowe określające położenie danego punktu na płaszczyźnie lub w przestrzeni względem punktu, linii lub płaszczyzn przyjętych za początkowe.

W topografii mają zastosowanie następujące systemy współrzędnych;

  • system współrzędnych geograficznych;
  • system współrzędnych prostokątnych;

Współrzędne geograficzne są to wielkości kątowe (tzw. szerokość i długość geograficzna) określające położenie punktu na powierzchni Ziemi względem równika i południka zero.
Wprowadzenie jednolitego układu współrzędnych geograficznych zapewnia przyjęcie układu odniesienia WGS-84. Układ ten definiuje położenie punktu na powierzchni elipsoidy, wyrażone jako długość geograficzna (Longitude - Long) z opisem E lub W (w zależności od półkuli; E - wschodnia, W - zachodnia) oraz szerokość geograficzna (Latitute - Lat) z opisem N lub S (w zależności od półkuli; N - północna, S - południowa).

Współrzędne prostokątne płaskie są to wartości wyrażone w liniowych jednostkach miary oznaczające odległość danego punktu od linii przyjetych za początkowe.
Zalecanym układem współrzędnych płaskich prostokątnych do stosowania na mapach jest układ współrzędnych UTM oparty na układzie odniesienia WGS-84 i uniwersalnym oprzecznym odwzorowaniu Merkatora (UTM).
Na obszarze Polski występują trzy strefy odwzorwcze układu UTM o następujących południkach środkowych:

  • strefa 33 Lo = 15o
  • strefa 34 Lo = 21o
  • strefa 35 Lo = 27o

Wszystkie strefy mają jednolity układ współrzędnych o następujących właściwościach:

  • osie współrzędnych są oznaczone jako E (rzędna), N (odcięta) i przedstawione w kolejności E, N;
  • współrzędne punktu początkowego wynoszą odpowiednio: Eo = 500000,00 m, No = 0,00 m (dla półkuli północnej).

Obrazem układu współrzędnych płaskich prostokątnych na mapach jest siatka kilometrowa, która definiuje położenie położenie układu współrzędnych w odniesieniu do powierzchni terenu.
Zasadnicze odległości pomiędzy liniami siatki kilometrowej na mapach w określonych skalach są nastepujące;

  • skala mapy 1:1000000 - 100000 m;
  • skala mapy 1:250000 i 1:500000 - 10000 m;
  • skala mapy 1:25000, 1:50000 i 1:100000 - 1000 m.

Na mapach o większej skali linie siatki mogą być rysowane co 500 m. Przykładem mogą byc mapy do biegu na orientację.
Poznane układy współrzędnych maj praktyczne znaczenie. A mianowicie w oparciu o układy współrzędnych zbudowano systemy meldunkowe, które są wykorzystywane do określania położenia punktów na powierzchni Ziemi. Na przykład w wojsku wykorzystywane są systemy meldunkowe UTM, UPS i GEOREF. Tak samo popularny GPS (Global Positioning System), który jest systemem nawigacji satelitarnej, pozycje obiektu podaje w wartościach współrzędnych.

Odbiorniki GPS posługują się uniwersalnym układem współrzędnych WGS84. Pozwala on jednoznacznie określić położenie każdego punktu na Ziemi przy pomocy - znanych z geografii - współrzędnych - długości i szerokości geograficznej (w dokładnym wydaniu - współrzędnych geodezyjnych).


Orientowanie się bez mapy i marsz na azymut »»» 

  

 (C) 2011 - 2017 Wydział Przyrodniczo-Techniczny Karkonoskiej Państwowej Szkoły Wyższej. All Rights Reserved