Контурная карта 6 класс географические координаты: ГДЗ контурная карта 6 класс тема Географические координаты, стр 8 атлас 6 класс Душина

Содержание

Определение географических координат — Рабочая тетрадь 6 класс Сиротин (Ответы и гдз)

Цель работы: формирование умений определять географические координатыи расстояния по глобусу и карте, а также знаний о географическом положении своего населенного пункта.

Задание 1. Определите географические координаты объектов и объекты по их географическим координатам. Заполните таблицы 6 и 7.

Название географического объекта Географические координаты
широта долгота
Гора Джомалунгма (Эверест) 30 с.ш. 86 в.д. 
Вулкан Везувий 40 с.ш. 14 в.д. 
Город Сантьяго 33 ю.ш.  70 з.д. 
Гора Мак-Кинли 63 с.ш. 151 з.д.
Город Москва 56 с. ш.  38 в.д. 
Свой населенный пункт

Таблица 7.


Географические координаты
Название географического объекта
широта долгота
36 ю.ш. 150 в.д. Канберра
56 с.ш. 38 в.д. Москва
62 с.ш. 130 в.д. Якутск
60 с.ш.  30 в.д. Санкт-Петербург
45,30 с.ш. 42,30 в.д. Кавказ

Географическая широта — координата в ряде систем сферических координат, определяющая положение точек на поверхности Земли. Ширту отсчитывают от экватора на север. Широта точек, лежащих в северном полушарии положительна, а в южном — отрицательная.

Географическая долгота — координата в ряде систем сферических координат, определяющая положение точек поверхности Земли относительно нулевого меридиана, от которого идет отсчет долгот. Долготы от 0 до 180 к востоку от нулевого меридиана называют восточным, к западу — западным. Восточные долготы принято считать положительными, западные долготы — отрицательными.


Задание 2. Определите и подпишите на контурной карте (рис.6), в каком направлении и на каком расстоянии от г.Рима находятся отмеченные географические объекты. Подпишите названия тех географичсеких объектов, которые на карте показаны стрелками, но не обозначены.

 


Определение географических координат — урок. География, 5 класс.

Географические координаты — это широта и долгота, которые определяют положение любой точки на Земле.

Координаты большинства пунктов на Земле имеют одновременно и широту, и долготу. Исключения — Северный и Южный полюсы. Географические полюса не имеют долготы, так как на полюсах сходятся все меридианы.

Географические координаты Северного полюса — \(90°\) с. ш., Южного полюса — \(90°\) ю. ш.

Определение географической широты

Чтобы определить географическую широту объекта, нужно определить полушарие и параллель, на которой он находится.

Пример:

«Северная столица» нашей страны город Санкт-Петербург находится севернее экватора на параллели \(60°\). Это значит, что его географическая широта равна \(60°\) с. ш. (северной широты).

 

На карте или глобусе невозможно показать все параллели. Для того, чтобы более точно определить координаты нужного объекта, необходимо к широте ближайшей параллели со стороны экватора прибавить число градусов от этой параллели до нужного объекта.

Пример:

По карте мы видим, что Москва находится севернее экватора между параллелями \(50°\) и \(60°\). Число градусов между параллелью \(50°\) и столицей равно \(6°\). Значит географическая широта Москвы — \(50° +\) \(6° =\) \(56°\) с. ш. (северной широты).

Порядок определения географической широты:

  1. найти географический объект на карте.

  2. Определить полушарие, в котором расположен объект (Северное или Южное).

  3. Определить \(2\) ближайшие параллели, между которыми расположен объект.

  4. Определить шаг измерения: из большего значения параллели вычесть наименьшее.

  5. Делим расстояние между обозначенными параллелями на столько частей, сколько получилось в предыдущем вычислении.

  6. Определить параллель, на которой расположен объект.

Определение географической долготы

Чтобы определить географическую долготу объекта, нужно определить полушарие и меридиан, на котором он находится.

 

Если объект располагается между двумя меридианами, то порядок нахождения тот же как и при определении широты, только находим меридианы и начинаем отсчёт от ближайшего к нулевому меридиану.

Пример:

Москва находится к востоку от меридиана \(30°\) на \(8°\). \(30° +\) \(8° =\) \(38°\) в. д.

Порядок определения географической долготы:

  1. найти географический объект на карте.

  2. Определить полушарие, в котором расположен объект (Западное или Восточное).

  3. Определить \(2\) ближайших меридиана, между которыми расположен объект.

  4. Определить шаг измерения: из большего значения меридиана вычесть наименьшее.

  5. Делим расстояние между обозначенными меридианами на столько частей, сколько получилось в предыдущем вычислении.

  6. Определить меридиан, на котором расположен объект.

Урок географии по теме «Географические координаты»

Цель урока: Сформировать у ребят понятие о географических координатах, научить определять координаты.

Учебно-воспитательные задачи:

  • Образовательные:
  1. Способствовать более глубокому пониманию географических координат.
  2. Закрепить понятия о географической широте и географической долготе.
  • Развивающие:
    1. Совершенствовать умение учащихся определять географические координаты.
    2. Совершенствовать умение работать с атласом и контурной картой.
    3. Развивать коммуникативные, управленческие навыки.
  • Воспитательные:
    1. Прививать любовь к родному краю, пробудить интерес к его истории.
    2. Способствовать расширению кругозора учащихся через знание карты Якутии.

    Оборудование:

    1. Атласы 6 класса
    2. Атлас «Республика Саха (Якутия)»
    3. Карта полушарий Земли
    4. Контурные карты Якутии
    5. Транспаранты: Географическая широта и географическая долгота.
    6. Линейки и карандаши.
    7. Фрагменты компьютерной презентации.

    Метод:

    1. Словесный
    2. Практический
    3. Групповая работа.

    Тип урока: Урок объяснения нового материала с частичной коррекцией знаний и использованием активных методов изучения.

    Ход урока

    1. Организационный момент (2 мин)
    2. Домашнее задание: §13, контурные карты для 6 класса на стр.1 задание 4 стр.34 (2-3 мин.)
    3. Опрос (8-10 мин.)
    4. Изучение нового материала (15 мин)
    5. Закрепление (10 мин.)
    1. Организационный момент.

    Этический заряд: Здравствуйте! Я очень рада видеть Вас!

    Мы желаем слушать и услышать друг друга!

    Мы желаем почувствовать дружеское плечо друг друг

    2. Опрос: (фронтальный)
    1. Что такое меридиан?
    2. Где проходит нулевой меридиан, как он еще называется?
    3. На какие полушария делит он земной шар?
    4. Что такое параллель?
    5. Как называется самая длинная параллель?
    6. На какие полушария делит земной шар экватор?
    7. Что такое градусная сетка?
    8. Что показывает географическая широта?
    9. Что показывает географическая долгота?
    10. Какая бывает широта?
    11. Какая бывает долгота?
    12. Можно ли по одной широте или долготе определить местонахождение объекта?

    Учитель выставляет оценки за домашнее задание.

    3. Объяснение нового материала.

    Перед ребятами ставится проблемный вопрос:

    Ребята! Известный роман Жюля Верна «Дети капитана Гранта» начинался с необычного происшествия. В поднятой с морских глубин бутылке была найдена записка: « 7 июня 1862 г. трехмачтовое судно «Бригантина» … Глазго потерпело крушение …. два матроса и капитан Грант достигли 37* широты южной…, окажите им помощь». И пришлось героям романа совершить полное приключений путешествие вдоль всей 37-й параллели южного полушария. Почему герои роман не смогли установить точное место кораблекрушения?

    Вопрос: Найдите на карте 37 южную широту? Где же мы найдем это судно?

    Вопрос: Представьте шахматную доску. Как ходят фигурами на доске? Правильно, по горизонтали и вертикали.

    Слово учителя. Конечно, для того чтобы найти точку на карте нужно знать еще и долготу, т. е. нужно знать географические координаты – числа, с помощью которых указывают местоположение объекта на Земле.

    Правило: Первой определяется географическая широта.

    Давайте, определим географическую широту города Каира, запишем ее. А теперь определяем географическую долготу. Записываем: 30*сш 32* вд.

    Справка:

    Понятие широта и долгота возникли в глубокой древности при описании размеров Средиземного моря. Его протяженность с запада на восток в 2 раза больше, чем с севера на юг. Поэтому расстояние с запада на восток соответствующее длине моря, стали называть долготой, а расстояние с севера на юг, соответствующее ширине,- широтой.

    Географические координаты ввел древнегреческий ученый-астроном Гиппарх (около 190-125 гг. до н.э.) Он жил и работал в Александрии. Гиппарх правильно определил размеры Луны и ее расстояние от Земли.

    Задание:

    Определить координаты следующих географических объектов: г. Кейптауна, г. Пекина, о. Пасхи.

    А теперь по координатам определим объекты: 27* с.ш. 87*в.д., 6*с.ш. 61*з.д., 17*ю.ш. 48* з.д., 62*с.ш. 129* в.д.

    Слово учителя: Итак, вернемся к проблемному вопросу. Можно ли по одной широте или долготе определить местоположение объекта? Конечно — нет.

    6. Закрепление.

    Слово учителя: Обратите внимание на то, что в разных атласах параллели и меридианы проводятся через разное количество градусов. Через сколько градусов проведены в атласе для 6 класса? А в атласе «Республика Саха (Якутия)»? Перед вами лежат контурные карты Якутии – а здесь через сколько градусов?

    Сейчас мы с вами проведем групповую работу.

    1. Каждая группа выбирает руководителя.
    2. Руководитель отвечает за организацию работы в группе, оценивает работу каждого в группе, может передать право ответа наиболее подготовленному члену группы.
    3. Учащиеся в группе должны придти к единому решению задачи.
    4. Каждый член группы имеет право высказать свое мнение по поводу оценки.

    Слово учителя: Мы с вами живем в самой большой по площади республике России. Ее площадь мы найдем в атласе Якутии на стр.4 (3103,2 тыс.кв.км) В какой части России находится Якутия? ( Северо-восточной). С давних времен людей интересовали далекие земли, к которым относится наша республика. Снаряжались экспедиции и благодаря русским землепроходцам на карте появлялись новые города. Сейчас мы с вами выполним практическое задание по атласу Якутии.

    Каждой группе ребят выдается задание:

    Используя стр.4 атласа Якутии . Из города Х с координатами 61*с.ш.121 *в.д. вышли две экспедиции. Экспедиция Ивана Черского отправилась через пункт с координатами 62* с.ш.129* в.д. в пункт с координатами 66* с.ш. 151* в.д., а экспедиция Манделя через пункт с координатами 67* 50с. ш. 134* в.д. в тот же пункт, что и экспедиция Ивана Черского. Определите, через какие города проходили пути российских землепроходцев и куда они должны были прийти. На контурной карте Якутии отметить города и начертить путь экспедиций.

    После того как ребята определят города (Олекминск, Якутск, Верхнеколымск) , (Олекминск, Верхоянск, Верхнеколымск) и начертят путь на контурной карте, руководитель группы оценивает работу ребят и выставляет оценку в оценочный лист. Затем учитель выводит средний балл из трех оценок:

    1. Выполнение задания группой. (Экспертная оценка выставляется учителем всей группе за правильное выполнение задания.)

    2. Самооценка за работу в группе. (Каждый ученик оценивает свою работу сам.)

    3. Оценка руководителем группы работы каждого.

    В конце урока проводится рефлексия. Ребятам предлагается ответить на следующие вопросы:

    1. Научились ли вы определять координаты?
    2. Вам помогло объяснение учителя или помогли понять товарищи по группе?
    3. Согласны вы с оценкой своей работы?

    Кроме ответов на эти вопросы ученикам предлагается заполнить следующую табличку, поставить (+) в соответствующих строчках, ответив на 4 вопрос

    1. Много ли Вы узнали нового в результате изучения этой темы?

    Рефлексия изучения темы урока

     

    ничего

    мало

    изрядно

    очень много

    Темы в целом

           

    Получение новой информации из текста

           

    Работа с атласом

           

    Работа на контурной карте

           

    Работа в группах.

           

    Рефлексия.

           

    Учащиеся отвечают на поставленные вопросы.

    Оценочный лист.

     

    Ф.И.

    Ф.И.

    Ф.И

    Ф.И

    Ф.И

    Ф.И

    Ф.И

    Выполнение задания

                 

    Самооценка

                 

    Участие каждого в решении задачи.

                 

    Средняя оценка.

                 

    План урока по топографической карте | Study.com

    Длина

    1-1,5 часа

    Материалы

    Ключевые слова

    • Контурная линия
    • Межосевой интервал
    • Цифровые модели высот
    • Высота
    • LiDAR
    • Карта рельефа

    Стандарты учебных программ

    • CCSS.ELA-LITERACY.RST.6-8.1

    Приведите конкретные текстовые свидетельства в поддержку анализа научных и технических текстов.

    • CCSS.ELA-LITERACY.RST.6-8.3

    Точно соблюдайте многоступенчатую процедуру при проведении экспериментов, измерений или технических задач.

    • CCSS.ELA-LITERACY.RST.6-8.4

    Определите значение символов, ключевых терминов и других слов и фраз, относящихся к предметной области, когда они используются в конкретном научном или техническом контексте, относящемся к текстам и темам для 6–8 классов.

    Инструкции

    • Сообщите вашим ученикам, что они будут изучать топографические карты.
    • Поднимите топографический глобус и упомяните, что он будет использован позже.
    • Спросите их, знаком ли кто с топографией?
    • Просмотрите шесть словарных терминов.
    • Воспроизвести видео-урок Что такое топографическая карта? — Определение и особенности и пауза впервые в 0:38.
      • Что показывает топографическая карта?
      • Что вы можете рассчитать с помощью этого типа карты?
      • Какие три способа отображения высоты на топографической карте?
    • Теперь перезапустите видео и сделайте паузу на этот раз в 1:24.
      • Что является отличительной чертой этих карт?
      • Что соединяет контурная линия?
      • Какие три правила для контурных линий?
      • Все горизонтальные линии отмечены их высотой?
    • Затем перезапустите видео и снова сделайте паузу в 2:33.
      • Что такое интервал изолиний?
      • Почему это полезно знать?
      • Где еще на карте часто отображается интервал изолиний?
      • Какое расстояние между линиями?
      • Какова стоимость линий?
      • Что обозначают линии на большом расстоянии друг от друга?
      • Что обозначают близкие друг к другу линии?
    • Перезапустите видео и снова быстро сделайте паузу в 2:57.
      • Что такое карты рельефа?
      • Как их можно использовать даже с закрытыми глазами?
    • Перезапустите видео и сделайте последнюю паузу в 4:03.
      • Что такое цифровая модель рельефа?
      • Какую методологию используют геодезисты?
      • Что означает аббревиатура LiDAR?
      • Как работает LiDAR для сбора информации?
    • Наконец, перезапустите видео и воспроизведите раздел «Сводка урока».’
    • Сделайте краткий обзор видео-урока и ответьте на любые актуальные вопросы.
    • Попросите учащихся пройти тест на уроке, чтобы проверить, усвоили ли они материал.

    Задание первое

    • Сообщите вашим ученикам, что они будут изучать топографический глобус (глобус с выступами).
    • Поднимите земной шар.
    • Позвольте вашим ученикам пойти парами и осмотреть земной шар.
      • Вы видите, как приподняты определенные регионы земного шара?
      • Сможете ли вы найти Гималаи? (самый высокий регион на Земле)
      • Сможете ли вы найти Скалистые горы? (самый высокий регион в нижних 48 штатах)
      • Сможете ли вы найти горы на Аляске и на Гавайях?
      • Можете ли вы найти наш штат?

    Задание два

    • Объясните своим ученикам, что они будут создавать свои собственные карты рельефа.
    • Разделите учеников на пары.
    • Раздайте цветные маркеры и большие листы плаката, по одному на каждого учащегося.
      • Нарисуйте свое состояние, используя его схему из Интернета.
      • Отметьте свой город на карте звездочкой.
      • Помните, что это будет карта рельефа, поэтому вам не нужно будет рисовать все эти контурные линии. Вместо этого вы будете использовать цвета и тени для обозначения высоких и низких точек.
      • Поищите в Интернете несколько высоких и низких точек в вашем штате.
      • Отметьте самую высокую точку в вашем штате.
      • Отметьте самую низкую точку в вашем штате.
      • Отметьте высоту вашего города.
      • Используйте светло-голубой цвет для уровня моря, темно-синий для низких областей над уровнем моря, зеленый для средних областей, коричневый для гор и коричневый для еще более высоких гор.
    • Наконец, поделитесь своими картами рельефа со всем классом.

    Задание 3

    • Сообщите вашим ученикам, что они собираются найти высоту, а также координаты своей школы.
    • Выведите своих учеников на улицу (с разрешения).
      • Кто-нибудь хочет угадать нашу высоту над уровнем моря?
      • Кто-нибудь хочет угадать наши координаты? (широта и долгота)
      • Теперь используйте свои iPhone или карманные устройства, чтобы найти нашу высоту и координаты.
      • Если у кого-то нет телефона или портативного устройства, создайте пару с другим учеником.
      • Достаточно ли близки ваши показания?
      • Есть ли у кого-нибудь еще вопросы или комментарии?

    Extensions

    • Эндрю Элликотт был одним из самых известных геодезистов в истории Америки.Напишите одностраничный документ с описанием некоторых из его основных достижений.
    • Некоторые президенты США также были геодезистами. Напишите трехстраничный документ с описанием того, кем они были, некоторых из их достижений в области геодезии и других связанных с этим фактов.

    Карты для маркировки и чтения — Hanford Mills

    Классы:
    4-6

    Цель:
    Найдите города на картах и ​​прочитайте ландшафт с помощью карт.

    Метод:
    Учащиеся будут использовать географические координаты, чтобы найти два населенных пункта на карте штата Нью-Йорк, и они будут читать топографическую карту, чтобы определить формы рельефа, существующие между двумя местами.

    Материалы:
    Копия топографической карты Нью-Йорка (со шкалой расстояний и отмеченными широтой и долготой) для каждого ученика
    Географические координаты
    Большой лист плаката
    Маркер
    Письменные принадлежности

    Время:
    Время подготовки: 15 минут
    Время занятий: 45-60 минут

    Процедура:
    Перед уроком определите координаты местной общины вашей школы.Также определите координаты города Ист-Мередит, штат Нью-Йорк, где расположен музей Хэнфорда Миллса. Если у вас нет доступа к этой информации, следующие бесплатные веб-сайты позволяют пользователям искать географические координаты для определенных мест по всему миру:
    Поиск по широте и долготе — этот веб-сайт предоставит вам координаты для общих местоположений. Например, вы найдете координаты деревни, но можете не найти свою школу и не найдете музей Хэнфорда Миллса.
    EarthTools — если вы хорошо читаете карты, вы можете найти точные координаты любого места, которое вы можете указать на их карте. Например, координаты мельничного пруда музея Хэнфорд Миллс 42,4234 ° с.ш., 74,8855 ° з.д.

    • В начале урока напишите на доске координаты вашего поселения и Восточного Мередита.
    • Раздайте каждому ученику пустую карту и попросите каждого указать на карте местное сообщество вашей школы, используя предоставленные координаты.
    • Объясните, что музей Хэнфорда Миллса находится в Ист-Мередите, Нью-Йорк.
    • Попросите учеников найти Ист-Мередит на своей карте, используя координаты.
    • Проверьте каждую карту, чтобы убедиться, что учащиеся правильно пометили их.
    • Вопросы, которые нужно задать:
      • Как далеко находится Хэнфорд Миллс от вашего района? Студенты должны использовать шкалу, чтобы определить, насколько далеко находится Восточный Мередит.
      • Существуют ли какие-либо физические проблемы между двумя общинами, которые затрудняли бы перемещение из одного в другое? Как это могло повлиять на путешествия сто лет назад?
    • Попросите учащихся провести мозговой штурм по некоторым важным предприятиям и другим организациям или зданиям в их районе. Составьте список этих мест на большом листе бумаги (вы или ученики можете делать это по очереди).
    • Повесьте бумагу на стену в классе, чтобы использовать ее в дальнейшем при занятиях после посещения.
    • Обсудите взаимосвязь между местом проживания людей и местонахождением важных общественных предприятий и организаций.
    • Вопросы, которые нужно задать:
      • Где в вашем районе проживает большинство людей? Живут ли они ближе или дальше от важных предприятий и зданий?
      • Вам нужно ехать в другие районы, чтобы пойти по магазинам, в церковь или к врачу / больнице?
    • Объясните, что вы посетите музей Хэнфорд Миллс в Ист-Мередите и что вы узнаете больше об этом сообществе, пока будете там.

    Оценка:
    Участие класса в обсуждении и деятельности (говорение и аудирование)
    Действие на карте

    Стандарты обучения штата Нью-Йорк:
    Стандарт 1 ELA
    Стандарт 3 ELA
    Стандарт 3 социальных исследований

    Словарь и написание слов:

    • Географические координаты — n. числа, используемые для определения местоположения на карте, обычно выражаются как широта и долгота.
    • Ландшафтная форма — н.специфическая природная особенность на поверхности земли, варьирующаяся от крупномасштабных объектов, таких как равнины, плато и горы, до второстепенных объектов, таких как холмы, долины и реки.
    • Latitude — н. расстояние между экватором и точкой к северу или югу на поверхности земли. Это расстояние измеряется в градусах.
    • Долгота — н. расстояние на поверхности земли к востоку или западу от воображаемой линии на земном шаре, которая проходит от северного полюса к южному полюсу и проходит через нее.Гринвич, Англия. Долгота обычно измеряется в градусах.
    • Карта — n. рисунок особенностей участка земли, показывающий их в их соответствующих формах, размерах и соотношениях согласно некоторому соглашению о представлении.
    • Масштаб — н. градуированная линия, как на карте, представляющая пропорциональное расстояние или отношение расстояний на карте к соответствующим значениям на Земле. Масштаб помогает определить расстояние на карте.
    • Топографическая карта — n.карта, показывающая разницу в высоте и уклоне между верхней и нижней частями поверхности суши данного района, обычно с помощью контурных линий или цветного затенения.

    Контурных линий — Лаборатория физической геологии

    Элизабет Джонсон

    Студенты смогут:

    • Определите контурную линию и интервал между контурами.
    • Опишите правила контурных линий.

    Посмотрите это видео, в котором объясняются многие концепции контурных линий.В этом модуле мы будем использовать многие из этих концепций.

    На рис. 6 показан фрагмент современной топографической карты. Коричневые линии — это контурные линии .

    Рисунок 6. Часть топографической карты, включая метку отрезка изолиний.

    На топографических картах каждая горизонтальная линия соединяет точки на одной высоте. Интервал изолиний — это разность высот между соседними изолиниями.

    Высота каждой горизонтальной линии иногда отмечается на линии. Чтобы избежать беспорядка, не каждый контур промаркирован. Высота немаркированной горизонтальной линии может быть определена, зная интервал между горизонталями и глядя на соседние горизонтальные линии. Высота точки, расположенной между двумя горизонтальными линиями, может быть оценена путем интерполяции между линиями. Если точка находится на полпути между двумя горизонтальными линиями, она будет примерно на полпути между отметками этих двух горизонталей.

    В США стандартные топографические карты имеют отметку футов и над средним (средним) уровнем моря. Однако на международных картах и ​​картах высоты дна океана (батиметрии) часто отмечается отметка метров .

    Есть несколько подсказок, которые помогут вам определить единицы высоты на карте. Во-первых, в легенде или информации по краю карты может быть что-то вроде «интервал изолиний = 20 футов» или «интервал изолиний = 20 метров». Карты, в которых для высоты используются единицы футов, могут отмечать контурные линии такими единицами измерения, как 400 футов.Значок ‘указывает на футы.

    1. Каждая точка на контурной линии имеет одинаковую отметку . Другими словами, горизонтальные линии соединяют точки одинаковой высоты.
    2. По определению, горизонтальные линии отделяют точки с более высокой отметкой от точек с более низкой отметкой . Это означает, что всегда можно определить направление «вверх» с одной стороны контура и направление «под гору» — с другой.
    3. Контурные линии никогда не пересекаются. Они могут подходить очень близко друг к другу (например, вдоль обрыва), но по определению они могут никогда не пересекаться друг с другом. * Это потому, что одно место на поверхности Земли не может находиться на двух разных высотах!
    4. Контурные линии никогда не разделяются . Вместо этого контуры образуют замкнутые контуры . Эти петли повторяют форму местности и могут выходить за край карты.
    5. Близко расположенные контуры указывают на крутой уклон , тогда как контуры, расположенные на большом расстоянии друг от друга, указывают на пологий уклон или почти плоскую поверхность.
    Рис. 7. НЕПРАВИЛЬНАЯ топографическая карта. Рисунок 8. НЕПРАВИЛЬНАЯ топографическая карта.

    * Есть одно исключение — нависающий обрыв!

    Список литературы

    http://www.iupui.edu/~geogdept/g108/lab_3.htm

    https://ceas.uc.edu/content/dam/ceas/documents/CEEMS/instructionalunits/Watershed_LC/1.1.02i.%20Topo%20Basics_Watersheds%20and%20Topography_Lori%20Cooper_070615.pdf

    Топографические карты | Науки о Земле

    Задачи урока

    • Объясните, как читать и интерпретировать топографическую карту.
    • Объясните, как батиметрические карты используются для определения подводных объектов.
    • Опишите, что показывает геологическая карта.

    Словарь

    • Батиметрическая карта
    • интервал изолиний
    • контурная линия
    • геологическая карта
    • топографическая карта

    Введение

    Карты

    чрезвычайно полезны для ученых-геологов, поскольку они представляют географические объекты, находящиеся выше и ниже уровня моря, и показывают геологию региона.Породы и геологические структуры показаны на геологических картах.

    Что такое топографическая карта?

    Составление карт — важнейшая часть науки о Земле. Топографические карты показывают расположение географических объектов, таких как холмы и долины. На топографических картах изолинии используются для отображения различных высот на карте. Контур — это тип изолинии; в данном случае — линия равной высоты. Если вы идете по контурной линии, вы не пойдете ни в гору, ни в гору.Математически контурная линия представляет собой кривую в двух измерениях, на которой значение функции f (x, y) является константой.

    Контурные линии и интервалы

    Контурные линии соединяют все точки на карте с одинаковой высотой и, следовательно, показывают расположение холмов, гор и долин. Дорожная карта показывает, куда идет дорога, а топографическая карта показывает, почему. Например, дорога изгибается, чтобы обогнуть холм, или останавливается на вершине горы. На контурной карте:

    • Каждая горизонтальная линия представляет определенную отметку и соединяет все точки, находящиеся на одной отметке.Каждая пятая контурная линия выделена жирным шрифтом и помечена цифрами.
    • Контурные линии проходят рядом и НИКОГДА не пересекаются. В конце концов, у одной точки может быть только одна отметка.
    • Две горизонтальные линии рядом друг с другом разделены постоянной разницей в высоте (например, 20 футов или 100 футов). Эта разница между горизонтальными линиями называется интервалом контура . В легенде карты указан интервал изолиний.

    Топографическая карта Стоу, штат Вермонт.

    Как бы вы рассчитали интервал изолиний на карте Стоу, штат Вермонт (см. , рис. выше)?

    • Рассчитайте разницу высот между двумя жирными линиями.
    • Разделите эту разницу на количество линий контура между ними.

    На карте Стоу разница между двумя жирными линиями составляет 100 футов, а между ними есть пять линий, поэтому интервал изолиний составляет 20 футов (100 футов / 5 линий = 20 футов / линия).

    Ценность топографической карты

    Болотный каньон в национальном парке Брайс-Каньон, штат Юта (показан ниже на рис. , рис. ), очень изрезанный, с крутыми стенами каньона и долиной внизу.

    Вид на болотный каньон в национальном парке Брайс-Каньон.

    Туристическая карта области в На рисунке ниже показаны важные места. Чего не хватает на этой карте? Эта карта не отображает ландшафт.

    Петля в болотном каньоне в национальном парке Брайс-Каньон. Зеленая линия указывает на главную дорогу, черные пунктирные линии — это тропы, а также есть указатели для кемпингов, места для пикника и остановки маршрутного автобуса.

    С контурными линиями для обозначения высоты, топографическая карта в Рис. ниже показывает местность.

    Топографическая карта участка тропы Болотного каньона национального парка Брайс-Каньон.

    Интерпретация контурных карт

    Как карта Брайс-Каньона показывает ландшафт региона? Для чтения топографической карты важны несколько принципов:

    1. Контурные линии показывают трехмерную форму земли ( Рисунок ниже). На что указывает расстояние между контурными линиями?

    • Расположенные близко друг к другу изолинии указывают на крутой уклон, поскольку на небольшой площади высота быстро меняется.
    • Контурные линии, которые кажутся соприкасающимися, указывают на очень крутой подъем, как скала или стена каньона.
    • Широко разнесенные контурные линии указывают на небольшой уклон.

    Часть топографической карты Геологической службы США Стоу, штат Вермонт. Справа от города Стоу находится крутой холм с крутым подъемом около 200 футов, который становится менее крутым по направлению к праву.

    2. Концентрические круги обозначают холм. Когда контурные линии образуют замкнутые контуры на одном участке, это холм.Самые маленькие петли — это более высокие возвышения, а большие петли — спуск. Какой холм на карте Стоу имеет высоту 1122 фута? Если вы нашли Кэди Хилл в левой части карты, вы правы.

    3. Заштрихованные концентрические круги обозначают углубление, как показано на рисунке ниже. Штриховки — это короткие перпендикулярные линии внутри круга. Самый внутренний заштрихованный круг будет представлять самую глубокую часть депрессии, в то время как внешние заштрихованные круги представляют более высокие возвышения.

    На контурной карте кружок с внутренней штриховкой обозначает впадину.

    4. V-образные просторы изолиний обозначают долины ручьев. Там, где ручей пересекает сушу, буквы V на контурных линиях указывают на подъем в гору. Канал потока проходит через точку V, а открытый конец V представляет собой часть ниже по потоку. Если в ручье есть вода, линия будет синей; в противном случае V-образный узор указывает направление потока воды. Где на карте Стоу ручей впадает в озеро?

    • Старт в «Т» в Стоу.Голубой ручей спускается (на северо-запад) в озеро. Выйдя из Т на другой стороне, вы можете следовать по синему ручью в гору (юго-восток). Если поток воды слабый или отсутствует, синей линии больше нет, но изолинии указывают вверх, указывая на то, что русло реки все еще существует (см. Карту Стоу в , рис. выше).

    5. Масштаб на топографических картах указывает расстояние по горизонтали. Горизонтальный масштаб можно использовать для расчета уклона участка (высота по вертикали / расстояние по горизонтали).Общие масштабы, используемые на картах Геологической службы США (USGS), включают следующее:

    • Масштаб 1:24 000 — 1 дюйм = 2000 футов
    • Масштаб 1: 100 000 — 1 дюйм = 1,6 мили
    • Масштаб 1: 250 000 — 1 дюйм = 4 мили

    Анимация, показывающая изолинии и уклоны, которые они представляют.

    Батиметрические карты

    Батиметрическая карта на приведенном ниже рисунке похожа на топографическую карту с контурными линиями, представляющими глубину ниже уровня моря, а не высоту выше.Числа низкие вблизи уровня моря и становятся выше с увеличением глубины. Батиметрические карты помогают океанографам визуализировать рельеф на дне озер, заливов и океана, как если бы вода была удалена.

    Вулкан Лоихи, растущий на склоне вулкана Килауэа на Гавайях. Черные линии на вставке показывают поверхность суши над уровнем моря, а синие линии показывают топографию ниже уровня моря.

    Геологические карты

    Геологическая карта показывает геологические особенности региона (см. Примеры на рис. ниже и рис. ниже).Камни имеют цветовую кодировку и обозначены ключом. На карте Йосемити (, рис. ниже) вулканические породы имеют коричневый цвет, интрузивная свита Туолумне — персиковая, а метаморфизованные осадочные породы — зеленые. Структурные особенности, такие как складки и разломы, также показаны на геологической карте. Область вокруг Mt. Дана на восточно-центральной стороне карты имеет линии разломов.

    Геологическая карта национального парка Йосемити.

    Цвета на большой геологической карте обозначают геологические провинции.

    Краткое содержание урока

    • Топографические карты — это двухмерные изображения трехмерных поверхностей местности.
    • Топографические карты имеют контурные линии, соединяющие точки с одинаковой высотой над уровнем моря.
    • Контурные линии проходят рядом друг с другом. Соседние горизонтальные линии разделены постоянной разницей высот, обычно отмечаемой на карте.
    • Топографические карты имеют горизонтальный масштаб для обозначения горизонтальных расстояний.
    • Люди используют топографические карты, чтобы определять местонахождение поверхностных объектов в определенной области, ориентироваться в определенной области и определять направление потока воды в данной области.
    • Океанографы используют батиметрические карты для изображения объектов под водой.
    • Геологические карты отображают горные породы и геологические особенности региона любого размера. На мелкомасштабной карте показаны отдельные горные породы; на крупномасштабной карте показаны геологические провинции.

    Обзорные вопросы

    1. На топографической карте горизонтальные линии образуют группу концентрических замкнутых контуров.На какие из следующих характеристик это может указывать?
      1. канал потока
      2. вершина холма
      3. депрессия
      4. обрыв
    2. Опишите узор на топографической карте, который будет указывать на долину ручья. Как определить направление течения воды?
    3. На топографической карте пять контурных линий расположены очень близко друг к другу в одной области. Интервал изолиний составляет 100 футов. На что это указывает? Насколько высока эта функция?
    4. На топографической карте опишите, как отличить крутой склон от пологого.
    5. На топографической карте река пересекает точку A на северо-западе и точку B на юго-востоке. Точка A находится на линии горизонта 800 футов, а точка B — на линии горизонта 900 футов. В каком направлении течет река?
    6. На топографической карте шесть контурных линий охватывают горизонтальное расстояние 0,5 дюйма. По горизонтали 1 дюйм равен 2000 футам. Как далеко друг от друга находятся первая и шестая линии?
    7. На геологической карте Гранд-Каньона горная порода под названием Известняк Кайбаб занимает всю поверхность региона.Вниз по некоторым крутым топографическим линиям находится очень тонкая порода, называемая формацией Торовип, а ниже по топографическим линиям в каньон находится еще одна тонкая группа, песчаник Коконино. Опишите, как эти три каменных блока расположены относительно друг друга. Какой из них самый старший, а какой самый младший?

    Дополнительная литература / Дополнительные ссылки

    Пункты для рассмотрения

    • Как инженер-строитель может использовать топографическую карту, чтобы построить дорогу, мост или туннель через территорию, как показано на рис. выше? Какая топография лучше всего подходит для моста? В каких областях может понадобиться мост? Где может быть полезен туннель?
    • Если вы хотите заниматься спортивным ориентированием, что лучше — топографическая карта или дорожная карта? Чем вам поможет топографическая карта?
    • Если бы вы были капитаном корабля, какой тип карты вы бы хотели и почему?

    2.2 Потребность в системах координат

    Рисунок 2.2. Декартова система координат.

    Места на поверхности Земли измеряются и представляются в координатах ; координата — это набор из двух или более чисел, которые определяют положение точки, линии или другой геометрической фигуры по отношению к некоторой системе отсчета. Простейшей системой такого типа является декартова система координат , названная в честь математика и философа 17 века Рене Декарта.Декартова система координат, подобная той, которая приведена выше на рисунке 2.2, представляет собой просто сетку, образованную соединением двух шкал измерения, одной горизонтальной (x) и одной вертикальной (y). Точка, в которой оба x и y равны нулю, называется началом системы координат. На иллюстрации выше начало координат (0,0) расположено в центре сетки (пересечение двух жирных линий). Все остальные позиции указываются относительно начала координат. Координата верхнего правого угла сетки — (6,3).Нижний левый угол — (-6, -3).

    Рисунок 2.3. Географическая (или «геодезическая») система координат.

    Декартова и другие двумерные (плоские) системы координат удобны благодаря своей простоте. Они не совсем подходят для указания географического положения. Однако географическая система координат, как показано на рисунке 2.3, разработана специально для определения положений на приблизительно сферической поверхности Земли. Вместо двух линейных шкал измерения x и y в географической системе координат объединены две изогнутые шкалы измерения.

    Вы, наверное, уже встречали термины широта и долгота в своих исследованиях. Сравнение этих двух шкал приведено ниже на Рисунке 2.4. Шкала север-юг, называемая широтой (обозначенная греческим символом phi ), находится в диапазоне от + 90 ° (или 90 ° N) на Северном полюсе до -90 ° (или 90 ° S) на Южном полюсе. в то время как экватор равен 0 °. Линия широты также известна как параллель .

    Шкала восток-запад, называемая долготой (условно обозначаемая греческим символом лямбда ), находится в диапазоне от + 180 ° до -180 °.Поскольку Земля круглая, + 180 ° (или 180 ° E) и -180 ° (или 180 ° W) — это одна и та же линия сетки. Линия долготы называется меридианом . Эта линия сетки +/- 180 — это примерно международная линия дат , у которой есть отклонения, которые проходят вокруг некоторых территорий и групп островов, так что им не нужно справляться с путаницей близлежащих мест, находящихся в двух разных днях. Напротив международной линии перемены дат на другой стороне земного шара находится нулевой меридиан , линия долготы, определенная международным договором как 0 °.В более высоких широтах длина параллелей уменьшается до нуля на 90 ° северной и южной широты. Линии долготы не параллельны, а сходятся к полюсам. Таким образом, хотя градус долготы на экваторе равен расстоянию примерно 111 километров, это расстояние уменьшается до нуля на полюсах.

    Рисунок 2.4. Географическая система координат.

    Предоставлено: Рэчел Бьянкетти © Университет штата Пенсильвания, имеет лицензию CC BY-NC-SA 4.0.
    Попробуйте это: приложение для практики географической системы координат

    Встречали ли вы когда-нибудь термины «широта» или «долгота»? Насколько хорошо вы действительно понимаете географическую систему координат? Наш опыт показывает, что хотя каждый, кто входит в этот класс, слышал о широте и долготе, только около половины могут указать на местоположение на карте, которое определяется парой географических координат.Веб-сайты, указанные ниже, позволяют проверить свои знания. Вы будете практиковаться, нажимая места на земном шаре в соответствии с случайно сгенерированными географическими координатами.

    Игра-викторина по карте

    Практика долготы и широты

    2.2.1 Географические координаты

    Мы обсудили тот факт, что и широта, и долгота измеряются в градусах, но что насчет того, когда нам нужно более точное измерение детализации? Чтобы записать географические координаты, мы можем дополнительно разделить градусы на минуты и секунды.Градус равен шестидесяти минутам, а каждая минута — шестидесяти секундам. Географические координаты часто необходимо преобразовывать, чтобы георегистрировать один слой данных на другом. Географические координаты могут быть выражены в десятичных градусах или в градусах, минутах и ​​секундах . Иногда вам нужно преобразовать одну форму в другую.

    Вот как это работает:

    Чтобы преобразовать широту -89,40062 из десятичных градусов в градусы, минуты, секунды:

    Вычтите число целых градусов (89 °) из общего числа (89.40062 °). (Знак минус используется в десятичном формате градуса только для обозначения того, что значение является западной долготой или южной широтой.) В этом примере знак минус указывает на юг, поэтому следите за этим.

    Умножьте остаток на 60 минут (0,40062 x 60 = 24,0372).

    Вычтите из произведения целые минуты (24 фута).

    Умножьте остаток на 60 секунд (0,0372 x 60 = 2,232). Округлите (в данном случае с точностью до секунды).

    Соберите части; в результате получается 89 ° 24 ‘2 «южной широты.Если бы исходной точкой была долгота -89,400062, единственная разница заключалась бы в том, что буква S, указанная выше, была бы заменена на W.

    .

    Чтобы преобразовать 43 ° 4 ’31 «из градусов, минут, секунд в десятичные градусы, используйте простую формулу ниже:
    DD = Градусы + (Минуты / 60) + (Секунды / 3600)

    Разделите количество секунд на 60 (31 ÷ 60 = 0,5166).

    Добавьте частное шага (1) к целому количеству минут (4 + 0,5166).

    Разделите результат шага (2) на 60 (4.5166 ÷ 60 = 0,0753).

    Добавьте частное из шага (3) к целому числу градусов (43 + 0,0753).

    Результат 43.0753 °

    Практика викторины

    зарегистрированных студентов штата Пенсильвания должны вернуться, чтобы пройти тест по самооценке на предмет географических координат .

    Вы можете проходить практические викторины сколько угодно раз. Они не оцениваются и никак не влияют на вашу оценку.

    2.2.2 Плоские координаты

    До сих пор вы читали о декартовых системах координат, но это не единственный вид двумерной системы координат.Плоская система координат может рассматриваться как сопоставление любых двух шкал измерения. Другими словами, если вы разместите две линейки под прямым углом, так что отметки «0» на линейках выровнены, вы определите систему координат плоскости. Правителей называют «топорами». Так же, как в декартовых координатах, абсолютное положение любой точки в пространстве в системе плоских координат определяется в терминах измерений расстояния по осям x (восток-запад) и y (север-юг).Позиция, определяемая координатами (1,1), расположена на одну единицу правее и на одну единицу выше начала координат (0,0). Сетка универсальной поперечной проекции Меркатора (UTM) является широко используемым типом системы координат географической плоскости, в которой позиции указываются как восточные (расстояния в метрах, к востоку от исходной точки) и северные (расстояния к северу от исходной точки).

    Некоторые преобразования координат просты. Преобразование плоских координат без географической привязки в полярные координаты без привязки, более подробно описанное ниже в главе, включает не что иное, как замену одного вида координат другим.

    Рисунок 2.5. Одна и та же позиция указана в двух системах плоских координат без географической привязки: декартовой (слева) и полярной (справа).

    2.2.3 UTM: Универсальная поперечная проекция Меркатора

    Рисунок 2.6. Десять зон UTM, охватывающих территорию США

    .

    Сетка географической системы координат широты и долготы состоит из двух изогнутых шкал измерения , которые соответствуют почти сферической форме Земли. Как обсуждалось выше, географические координаты могут быть указаны в градусах, минутах и ​​угловых секундах.Изогнутые сетки неудобно использовать для нанесения позиций на плоские карты. Кроме того, вычисление расстояний, направлений и площадей со сферическими координатами затруднительно по сравнению с расчетом с плоскими координатами. По этим причинам картографы и военные в Европе и США разработали систему координат UTM. Сетки UTM теперь являются стандартом не только для печатных топографических карт, но и для географической привязки цифровых данных, составляющих формирующуюся национальную карту США (NationalMap.gov).

    «Поперечная проекция Меркатора» относится к способу преобразования географических координат из сферической модели Земли в плоские координаты. Акт математического преобразования географических сферических координат в плоские координаты обязательно смещает большую часть (но не все) преобразованных координат в некоторой степени. Из-за этого масштаб карты варьируется в пределах спроецированных (плоских) сеток системы координат UTM. Таким образом, координаты UTM предоставляют точные спецификации местоположения, но с известной степенью позиционной ошибки в зависимости от того, где находится место.

    Ниже показан юго-западный угол топографической карты государственного колледжа в масштабе 1:24 000 (1 дюйм на карте соответствует 2000 футов в мире) в округе Сентер, штат Пенсильвания, опубликованной Геологической службой США (USGS). . Обратите внимание, что указаны географические координаты (40 ° 45 ‘северной широты, 77 ° 52’ 30 дюймов западной долготы) угла. Также показаны галочки и метки, представляющие две системы координат плоскости, универсальную поперечную проекцию Меркатора (UTM). системы и системы координат штата (SPC).Галочка на западном краю карты, обозначенная «4515», представляет линию сетки UTM (называемую «северное положение»), которая проходит параллельно экватору и на 4 515 000 метров к северу от него. Отметки «258» и «259» представляют линии сетки, которые проходят перпендикулярно экватору и 258000 метров и 259000 метров к востоку, соответственно, от исходной точки сетки UTM Zone 18 North (см. Ее расположение на рис. 6 выше). В отличие от линий долготы, восточные направления UTM прямые и не сходятся на полюсах Земли.

    Рисунок 2.7. Юго-западный угол топографической карты USGS с отметками и метками сетки для трех различных систем координат, включая систему координат UTM.

    Универсальная поперечная система Меркатора на самом деле не универсальна, но она покрывает почти всю поверхность Земли. Исключаются только полярные области — широты выше 84 ° северной широты и 80 ° южной широты. (Полярные системы координат используются для определения положений за пределами этих широт.) Система UTM делит остальную часть поверхности Земли на 60 зон, каждая из которых охватывает 6 ° долготы.Они пронумерованы с запада на восток от 1 до 60, начиная с 180 ° западной долготы (примерно совпадает с международной линией перемены дат).

    Рисунок 2.8. Меркаторская проекция мира, показывающая 60 зон системы координат UTM, каждая из которых разделена на северную и южную половины на экваторе. Также показаны две полярные системы координат, используемые для определения положений за северной и южной границами системы UTM.

    На рисунке выше показаны зоны UTM, как если бы они были равномерно «широкими» от экватора до их северных и южных границ.Фактически, поскольку меридианы сходятся к полюсам на земном шаре, каждая зона UTM сужается от 666 000 метров в «ширину» на экваторе (где 1 ° долготы составляет около 111 километров в длину) до всего лишь около 70 000 метров на 84 ° северной широты и около 116 000 метров на 80 ° южной широты.

    Чтобы прояснить это, на рисунке ниже изображена область, охватываемая единой зоной сетки системы координат UTM. Каждая зона UTM охватывает 6 ° долготы, от 84 ° северной широты до 80 ° южной широты. Каждая зона UTM делится вдоль экватора на две половины, северную и южную.

    Рисунок 2.9. Характеристики зоны системы координат UTM. Желтым цветом обозначены области, в которых координаты UTM действительны для данной зоны. Красные линии, параллельные центральному меридиану, представляют две стандартные линии, используемые в каждой поперечной проекции Меркатора. Эти две стандартные линии параллельны каждому центральному меридиану на расстоянии 180 000 метров к востоку и западу от него. Каждая квадратная ячейка сетки на иллюстрации охватывает 500 000 метров с каждой стороны.

    На рисунке выше показано, как сетки координат UTM соотносятся с зоной покрытия, показанной выше.Для сравнения, северная и южная половины показаны рядом. Каждой половине назначается собственное происхождение . Истоки зоны север-юг расположены к югу и западу от зоны. Истоки северной зоны расположены на экваторе, в 500 000 метров к западу от центрального меридиана этой зоны. Начало координат расположено так, что каждое значение координаты в каждой зоне является положительным числом. Это сводит к минимуму вероятность ошибок в расчетах расстояния и площади. По определению, оба истока расположены в 500 000 метров к западу от центрального меридиана зоны (другими словами, восточное положение центрального меридиана всегда составляет 500 000 метров в.д.).Они считаются «ложным» происхождением, поскольку расположены за пределами зон, к которым они относятся. Истинги UTM с указанием мест в зоне варьируются от 167 000 метров до 833 000 метров на экваторе. Эти диапазоны сужаются к полюсам. Северный диапазон колеблется от 0 метров до почти 9 400 000 в северных зонах и от чуть более 1 000 000 метров до 10 000 000 метров в южных зонах. Обратите внимание, что положения на широтах выше 84 ° северной широты и 80 ° южной широты определены в полярных стереографических системах координат, которые дополняют систему UTM.

    Искаженный эллиптический график ниже показывает степень искажения на карте UTM. Этот вид сюжета будет более подробно объяснен ниже; Ключевым моментом здесь является то, что размер и форма объектов, выделенных красным цветом, указывают на величину искажения размера и формы на карте (широкий диапазон размеров указывает на существенное искажение области, диапазон от кругов до плоских эллипсов указывает на существенное искажение формы. ). Эллипсы, расположенные в центре выделенной зоны UTM, имеют одинаковый размер и форму.Вдали от выделенной зоны эллипсы неуклонно увеличиваются в размерах, хотя их форма остается равномерно круглой. Этот шаблон указывает на то, что масштабное искажение минимально в пределах Зоны 30, и что масштаб карты увеличивается по мере удаления от этой зоны. Кроме того, эллипсы показывают, что характер искажения, связанного с этой проекцией, заключается в том, что формы объектов, как они появляются на глобусе, сохраняются, в то время как их относительные размеры искажаются. Картографические проекции, которые сохраняют форму, жертвуя точностью размеров, называются конформными проекциями .Системы плоских координат, наиболее широко используемые в США, UTM и SPC (система координат штата), основаны на конформных проекциях.

    Рисунок 2.10. Результат поперечной проекции Меркатора мира с центром в зоне 30 UTM. Красные кружки показывают искажение масштаба, возникающее при преобразовании географических координат в проекции плоскости. На глобусе все круги будут одного размера.

    Поперечная проекция Меркатора, показанная выше, сводит к минимуму искажения в зоне 30 UTM, помещая эту зону в центр проекции.Пятьдесят девять вариантов этой проекции используются для минимизации искажений в других 59 зонах UTM. В любом случае искажение составляет не более 1 части из 1000. Это означает, что расстояние в 1000 метров, измеренное в любом месте зоны UTM, будет не хуже + или — 1 метра.

    Одним из недостатков системы UTM является необходимость использования нескольких систем координат для учета больших объектов. Например, нижние 48 штатов США распределены по десяти зонам UTM. Тот факт, что существует много узких зон UTM, может ввести в заблуждение.Например, город Филадельфия, штат Пенсильвания, находится к востоку от города Питтсбург. Однако если вы сравните восток центроидов, представляющих два города, восток Филадельфии (около 486 000 метров) будет меньше, чем у Питтсбурга (около 586 000 метров). Почему? Потому что, хотя оба города расположены в штате Пенсильвания, США, они расположены в двух разных зонах UTM. Как оказалось, Филадельфия ближе к истокам своей Зоны 18, чем Питтсбург к истокам своей Зоны 17.Если бы вы нанесли на карту точки, представляющие два города, игнорируя тот факт, что эти две зоны представляют собой две разные системы координат, Филадельфия появилась бы к западу от Питтсбурга. Неопытные пользователи ГИС постоянно совершают эту ошибку. К счастью, программное обеспечение ГИС становится достаточно сложным, чтобы автоматически распознавать и объединять различные системы координат.

    Практика викторины

    зарегистрированных студента штата Пенсильвания должны вернуться, чтобы пройти тест для самооценки по координатам UTM .

    Вы можете проходить практические викторины сколько угодно раз. Они не оцениваются и никак не влияют на вашу оценку.

    2.2.4 Координаты государственной плоскости

    Система UTM была разработана для удовлетворения потребности в координатах плоскости для определения географических местоположений в глобальном масштабе. Ориентируясь только на США, Национальная геодезическая служба США (NGS) в консультации с различными государственными агентствами разработала Государственную систему координат самолета с учетом нескольких целей проектирования. Главными из них были:

    1. плоские координаты для удобства использования при расчетах расстояний и площадей;
    2. все положительные значения для минимизации ошибок вычислений; и
    3. максимальная частота ошибок 1 часть из 10 000.

    Как обсуждалось выше, координаты плоскости определяют положения в плоской сетке. Картографические проекции необходимы для преобразования координат широты и долготы в координаты плоскости. Разработчики SPCS сделали две вещи, чтобы минимизировать неизбежные искажения, связанные с проецированием Земли на плоскую поверхность. Во-первых, они разделили США на 124 относительно небольших зоны, которые охватывают 50 штатов США. Во-вторых, они использовали несколько разные формулы проекции карты для каждой зоны, которая сводит к минимуму искажения вдоль линии восток-запад или север-юг в зависимости от ориентации зоны.Изогнутые пунктирные красные линии на рисунке ниже представляют две стандартные линии , которые проходят через каждую зону. Стандартные линии указывают, где проекция карты имеет нулевую площадь или искажение формы (некоторые проекции имеют только одну стандартную линию).

    Как показано ниже, некоторые состояния охватываются одной зоной, а другие делятся на несколько зон. Каждая зона основана на уникальной картографической проекции, которая сводит к минимуму искажения в этой зоне до 1 части из 10 000 или лучше. Другими словами, измерение расстояния в 10000 метров будет в худшем случае на один метр (не включая ошибку прибора, человеческую ошибку и т. Д.).). Частота ошибок варьируется в каждой зоне: от нуля вдоль стандартных линий проекции до максимума в точках, наиболее удаленных от стандартных линий. Ошибки будут намного ниже максимума в большинстве мест в пределах данной зоны SPC. Зоны SPC достигают большей точности, чем зоны UTM, поскольку они покрывают меньшие площади и поэтому менее подвержены искажениям, связанным с проекцией.

    Рисунок 2.11. Государственная система координат США 1983 года состоит из 124 зон. Каждая зона представляет собой отдельную плоскую систему координат.(Аляска и Гавайи не показаны).

    Как мы видели выше, позиции в любой системе координат указываются относительно начала координат. Как и зоны UTM, источники зон SPC определены таким образом, чтобы каждое восточное и северное направления в каждой зоне были положительными числами. Как показано на рисунке ниже, исходные пункты SPC расположены к югу от округов, входящих в каждую зону. Начало координат совпадает с центральным меридианом картографической проекции, на которой основана каждая зона. Ложное происхождение северной зоны Пенсильвании определяется как 600 000 метров к востоку и 0 метров к северу.Истоки происхождения меняются от зоны к зоне от 200 000 до 8 000 000 метров к востоку.

    Рисунок 2.12. Схематический вид двух зон государственной системы координат плоскости, показывающий округа, составляющие каждую зону (желтым цветом), истоки каждой зоны и стандартные линии проекций карты, на которых основаны зоны, по которым масштабное искажение равно нулю. .

    Зоны SPCS идентифицируются 4-значным кодом FIPS, первые две цифры представляют состояние, а вторая — зону (например.g., PA имеет код FIPS 37 с 2 зонами, 1 и 2, таким образом, 3701 для северной зоны и 3702 для южной). Начальный «0» для состояний в диапазоне 1–9 обычно опускается; таким образом, для CA, например, самая северная зона SPCS — это 401.

    Одно место, где вы можете найти все номера зон, находится здесь: США State Plane Zones NAD83

    Ниже показан юго-западный угол той же топографической карты в масштабе 1:24 000, которая использовалась в качестве примера выше. Наряду с географическими координатами (40 45 ‘северной широты, 77 ° 52’ 30 «западной долготы) угловых отметок и отметок UTM, описанных выше, также включены восточные и северные направления SPCS.Галочка, помеченная «1 970 000 футов», представляет линию сетки SPC, которая проходит перпендикулярно экватору и 1 970 000 футов к востоку от начала зоны Северной Пенсильвании. Обратите внимание, что в этом примере координаты системы SPC указаны в футах, а не в метрах. Система SPC перешла на использование метров в 1983 году, но большинство существующих топографических карт старше этого и до сих пор дают спецификации в футах (как в примере ниже). Начало лежит далеко к западу от этого листа карты. Другие линии сетки SPC, называемые «северными» (показана линия для 220 000 футов), проходят параллельно экватору и перпендикулярно восточным направлениям SPC с шагом 10 000 футов.В отличие от линий долготы, восточные и северные направления SPC прямые и не сходятся на полюсах Земли.

    Рисунок 2.13. Юго-западный угол топографической карты USGS, показывающий отметки сетки и метки для трех различных систем координат, включая систему координат SPC.

    SPC, как и все системы координат плоскости, делают вид, что мир плоский. Основная проблема проектирования, с которой столкнулись геодезисты, разработавшие Государственную систему координат самолета, заключалась в том, чтобы установить зоны системы координат, которые были бы достаточно маленькими, чтобы минимизировать искажения до приемлемого уровня, но достаточно большими, чтобы их можно было использовать.

    Большинство зон SPC основаны на картографической проекции Поперечный Меркатора или Коническая коническая коническая проекция Ламберта , параметры которой (такие как стандартные линии и центральные меридианы) оптимизированы для каждой конкретной зоны. «Высокие» зоны, подобные зонам в штатах Нью-Йорк, Иллинойс и Айдахо, основаны на уникальных проекциях поперечной проекции Меркатора, которые минимизируют искажения за счет проведения двух стандартных линий с севера на юг по обе стороны от центрального меридиана каждой зоны, как и в одной проекции. используется для зон UTM.«Широкие» зоны, подобные зонам Пенсильвании, Канзаса и Калифорнии, основаны на уникальных проекциях конформной конической формы Ламберта (подробнее об этой и других проекциях см. Ниже), которые проходят через две стандартные линии (в данном случае стандартные параллели) с запада на восток. зона. (Одна из зон Аляски основана на «наклонном» варианте проекции Меркатора. Это означает, что вместо стандартных линий, параллельных центральному меридиану, как в поперечном случае, наклонный Меркатор проходит по двум стандартным линиям, наклоненным таким образом, чтобы свести к минимуму искажения вдоль аляскинской ручки.)

    Эти два типа картографических проекций имеют свойство конформности , что означает, что углы, нанесенные в системе координат, равны углам, измеренным на поверхности Земли. Как вы понимаете, конформность — полезное свойство геодезистов, которые зарабатывают себе на жизнь измерением углов.

    В этом разделе мы рассказали о некоторых характеристиках картографических проекций и о том, как они используются для связи координат плоскости с земным шаром. Затем мы углубимся в тему картографических проекций, тему, которая на протяжении веков увлекала многих математиков и других.

    Практика викторины

    Зарегистрированные студенты штата Пенсильвания должны вернуться, чтобы пройти тест по самооценке на предмет с координатами на самолете штата .

    Вы можете проходить практические викторины сколько угодно раз. Они не оцениваются и никак не влияют на вашу оценку.

    исторических антенн: topo_key

    Мы признаем, что веб-сайты могут сбивать с толку. Особенно такие уникальные места, как Исторические Антенны. Если вы не работали ни с одним картографическим веб-сайтом, работа может быть для вас не очевидна.Чтобы помочь вам масштабировать эту короткую (мы надеемся) кривую обучения, мы составили этот список общих задач. Мы также рекомендуем вам изучить. Переместите мышь и попробуйте щелкнуть по объектам. Не волнуйся, ничего не сломаешь.

    Обратите внимание, что это интерактивное руководство. Вы можете держать его на экране, пока пробуете наши предложения. Чтобы переместить это руководство в сторону экрана, просто щелкните и перетащите заголовок всплывающего окна в нужное место.

    Приступим!

    Навигация

    Скорее всего, вас не интересует область, которую мы представляем вам по умолчанию.Если вы решили не блокировать свое местоположение, по умолчанию будет использоваться ваше текущее местоположение или, точнее, местоположение вашего интернет-провайдера. В противном случае вас высадят в Темпе, штат Аризона, где находится наша штаб-квартира.

    Чтобы переместить карту, перетащите ее, щелкнув и удерживая левую кнопку мыши (или только кнопку мыши, если на Mac). При нажатой кнопке мыши над картой переместите мышь, и карта будет перемещаться. Давай, попробуй прямо сейчас.

    Это все хорошо, но мир большой.Перемещение в Фарго, Северная Дакота, из Юмы, Аризона, может занять некоторое время. Есть более простой способ … увидеть это текстовое поле в верхнем левом углу средства просмотра с текстом « географические координаты или почтовый адрес »? Щелкните это текстовое поле и введите Fargo, North Dakota , затем нажмите кнопку « go » справа или нажмите клавишу [Enter]. Теперь ваша карта должна отображаться с центром в Фарго, Северная Дакота.

    Поле текстового поиска работает для адресов, городов и даже ориентиров.Попробуйте поискать Mount Rushmore .

    Zoom

    В верхней левой части области содержимого средства просмотра находятся элементы управления масштабированием, обозначенные знаком плюса ( + ) и минуса (). Для увеличения нажмите на плюс, для уменьшения нажмите на минус.

    Антенны

    Карты используются для ориентации, и мы не отклоняемся от их полезности. Однако вы, вероятно, пришли сюда, чтобы посмотреть исторические аэрофотоснимки, а не посмотреть карты, верно?

    Для просмотра текущего местоположения на карте с высоты птичьего полета необходимо выбрать отображаемый год с высоты птичьего полета.Нажмите кнопку антенны в верхнем левом углу окна просмотра. Вы должны увидеть список лет, появившийся справа. Это годы воздушного покрытия, которое мы имеем в настоящее время для области, обозначенной центральной точкой карты. Чтобы выбрать год, просто нажмите на год, который хотите увидеть. Текущий год теперь будет отображаться под кнопкой с изображением антенны, и через пару секунд изображение этого года заменит карту.

    Чтобы выбрать другой год, снова нажмите кнопку антенны и выберите другой год.Обратите внимание, что вы можете перемещаться или увеличивать масштаб, как мы это делали с картой.

    Топографические карты

    Готовы к этому? Вы уже умеете просматривать топографические карты. Правильно, работает так же, как и выбор с воздуха. Просто нажмите кнопку topos и выберите год, который хотите просмотреть.

    Атласы

    Подобно селекторам антенн и topos , атласы позволят вам просматривать дополнительные исторические представления области просмотра.У нас есть оцифрованные версии исторических карт и документов границ собственности с географической привязкой. Здесь также вы можете выбрать слой карты, если хотите. Обратите внимание, что наш выбор атласов довольно скуден, поскольку в настоящее время мы работаем над этой сложной задачей.

    Сравнить

    Возможно, вы заметили, что одновременно может отображаться только один «слой» (будь то антенна, топографическая съемка или атлас). Чтобы предоставить вам возможность сравнивать два разных года (или слоя), вы можете использовать одну из утилит сравнения.Для активации нажмите кнопку сравнения.

    Вы увидите четыре значка:

    выключить сравнение выключить

    Просмотр определенной области в круге

    сравнить два слоя бок о бок

    установить прозрачность между слоями

    Попробуйте нажать на ползунок. Нажмите кнопку сравнить , а затем опцию бок о бок . В правой части экрана появится селектор, аналогичный левой стороне. Когда вы сравниваете два слоя, думайте, что правый и левый сторона.

    Карта является слоем по умолчанию для обеих сторон. Идите вперед и выберите в правой части воздушный год, который отличается от левого. Ползунок в верхней части области просмотра позволяет перемещать демаркационную линию между двумя слоями.

    Чтобы выключить инструмент сравнения, нажмите кнопку сравнить слева и щелкните значок X . Пуф! Правый слой и связанные с ним селекторы исчезнут.

    Накладки

    К сожалению, фотографии с неба не имеют этикеток.Другими словами, округа, города и дороги редко бывают очевидными. Чтобы помочь вам идентифицировать эти искусственные ярлыки, мы предоставляем накладки. У вас есть возможность просматривать основные дороги, все дороги, округа и города. Просто нажмите кнопку наложения и выберите, какие наложения вы хотите просмотреть. Чтобы отключить наложения, щелкните значок X в верхней части инструментов сравнения.

    Измерение расстояния

    Часто расстояние не очевидно, когда вы смотрите на какой-то конкретный слой. Инструмент измерения позволяет измерять реальное расстояние между точками и даже вычислять площадь многоугольника.

    Нажмите на кнопку измерения слева. В левом нижнем углу окна просмотра появится всплывающее диалоговое окно. Щелкните значок слева от параметра Создать новое измерение . Дальнейшие инструкции предложат вам добавить точки на слой, щелкнув. Когда вы закончите добавлять точки, выберите опцию , закончить . Другой диалог появится с вашим измерением. Вы можете оставить объект на экране или удалить его, щелкнув опцию удалить в диалоговом окне результатов.

    Как и другие кнопки слева, нажатие кнопки измерения включает или выключает диалоговое окно измерения.

    Заказ цифровых изображений и распечаток

    Конечно, интересно смотреть на исторические фотографии, но что, если вы хотите сделать снимок местности, не обремененной водяными знаками? Вы можете приобрести изображения в виде цифровых изображений (jpeg, png или GeoTiff). Или вы можете приобрести распечатку выбранного участка.

    Видите текст в верхней части области просмотра, который гласит: « купить изображение и / или распечатать »? Стрелка слева от этого текста указывает на еще одну кнопку.Если вы выбрали слой, отличный от «карты», вы можете нажать эту кнопку, чтобы сделать выбор в видимом пространстве.

    После того, как вы нажмете эту кнопку с квадратом, вы увидите, что центральная область средства просмотра остается светлее, а внешняя область становится темнее. Эта более светлая область — это выбранная область, которую вы хотите приобрести. Чтобы изменить размер выбранного квадрата, щелкните и перетащите один из четырех угловых ручек , обозначенных небольшим белым квадратом.

    После того, как вы разместили средство просмотра и выбрали нужную область, нажмите кнопку « Purchase Selection », которая теперь отображается в верхней части средства просмотра.Если вы являетесь зарегистрированным пользователем, ваш выбор будет добавлен в корзину, где вы сможете выбрать варианты покупки.