Методы географических исследований, картографические проекции и масштабы

География зародилась как описательная наука (от греч. 'гео' — Земля, 'графо' — пишу), однако по мере накопления знаний трансформировалась в комплексную аналитическую и прогностическую дисциплину. Современный географический анализ базируется на сочетании фундаментальных полевых и высокотехнологичных дистанционных методов.

К традиционным методам относятся: описательный (фиксация ландшафтных характеристик), сравнительно-географический (сопоставление однотипных природных комплексов на разных континентах), картографический (изучение закономерностей пространственного размещения по тематическим картам) и исторический (анализ динамики ландшафтов во времени).

В XXI веке ведущую роль заняли дистанционные методы — аэро- и космическая фотосъемка с искусственных спутников Земли (ДЗЗ — дистанционное зондирование Земли), сканирование в инфракрасном и микроволновом диапазонах, а также методы геоинформационных систем (ГИС). ГИС объединяют слои пространственных данных с атрибутивными базами, позволяя строить многофакторные предиктивные модели опустынивания, наводнений и урбанизации.

Географическая карта — это уменьшенное, математически определенное, обобщенное (генерализованное) изображение поверхности Земли на плоскости. Поверхность эллипсоида вращения Земли является неразвертывающейся: ее невозможно развернуть на плоский лист бумаги без складок, растяжений или разрывов.

Вследствие этого на любой плоской карте неизбежно возникают четыре типа искажений: длин (масштаб различен в разных точках и направлениях), площадей (нарушается соотношение размеров территорий), углов (искажаются очертания объектов) и форм.

По виду вспомогательной геометрической поверхности развертки проекции делятся на:

1. Цилиндрические: поверхность шара проектируется на боковую поверхность цилиндра (касательного или секущего). Идеальны для экваториальных широт и навигационных морских карт (проекция Меркатора).

2. Конические: проектирование ведется на конус, секущий шар по параллелям умеренных широт. Классический выбор для карт Казахстана, России, Европы и США.

3. Азимутальные: проектирование ведется непосредственно на касательную плоскость (чаще всего у полюсов). Применяются для Арктики и Антарктиды.

Масштаб показывает, во сколько раз линейные размеры на карте или плане местности уменьшены по сравнению с их действительными размерами на земной поверхности.

Формы представления масштаба:

- Численный масштаб: дробь с числителем 1 (например, 1 : 250 000). Показывает, что 1 сантиметру на карте соответствует 250 000 сантиметров на местности.

- Именованный масштаб: текстовая запись пояснения в удобных метрических единицах (в 1 см — 2.5 км).

- Линейный масштаб: графическая шкала в виде чередующихся светлых и темных отрезков, позволяющая измерять расстояния циркулем-измерителем без математических вычислений.

Для перевода численного масштаба в именованный используется правило конвертации единиц:

Поскольку в 1 метре 100 см (убираем 2 нуля), а в 1 километре 100 000 см (убираем 5 нулей), численный масштаб 1 : 5 000 000 означает: в 1 см — 50 км.

Рельеф — это совокупность неровностей земной поверхности (гор, равнин, впадин, котловин). На топографических и мелкомасштабных картах рельеф отображается с помощью горизонталей (изогипс) и шкалы послойной гипсометрической окраски.

Горизонталь (изогипса) — это замкнутая кривая линия на карте, соединяющая точки земной поверхности с одинаковой абсолютной высотой над уровнем Мирового океана (в Казахстане и странах СНГ отсчет ведется от нуля Кронштадтского футштока — Балтийская система высот).

Правила чтения рельефа по горизонталям:

1. Сечение рельефа (h): постоянная разность высот между двумя соседними секущими плоскостями (например, через каждые 5 или 10 метров).

2. Густота горизонталей: чем ближе горизонтали расположены друг к другу, тем круче склон местности; чем реже линии — тем склон положе.

3. Бергштрихи: короткие перпендикулярные черточки на горизонталях, свободный конец которых всегда направлен вниз по склону (показывают направление стока воды). На холмах бергштрихи направлены наружу, во впадинах — внутрь замкнутого контура.