Kartografia - wykład

Transkrypt

1 prof. dr hab. inż. Jacek Matyszkiewicz KATEDRA ANALIZ ŚRODOWISKOWYCH, KARTOGRAFII I GEOLOGII GOSPODARCZEJ Kartografia - wykład Mapy topograficzne i geologiczne Część 1

2 MAPA Graficzny, określony matematycznie model przestrzeni odniesiony do płaszczyzny zgodnie z przyjętą skalą, prezentujący za pomocą symboli cechy obiektów i związki przestrzenne między nimi.

3 Cechy mapy odzwierciedla rozmieszczenie obiektów i zjawisk (obraz przestrzeni) stanowi zbiór znaków zawiera informacje (funkcja przekazywanie informacji) odzwierciedla fragment rzeczywistości w specyficznie uogólniony sposób (model) może być uważana za źródło danych

4 Klasyfikacja map treść skala przedstawiony obszar forma prezentacji sposób wykorzystania

5 MAPY ogólnogeograficzne [referencyjne] (zasadnicze, ewidencyjne, topograficzne) geologiczne geomorfologiczne hydrograficzne glebowe botaniczne zoogeograficzne tematyczne przyrodnicze społecznogospodarcze ludnościowe gospodarcze rolnictwa turystyczne historyczne polityczne administracyjne katastralne

6 Mapy (skala) wielkoskalowe powyżej 1 : (skale geodezyjne) średnioskalowe 1 : : (skale topograficzne) małoskalowe poniżej 1 : (skale przeglądowe)

7 Sposób prezentacji danych przestrzennych Mapy cyfrowe Mapy analogowe

8 Forma prezentacji Mapy statyczne Mapy interaktywne Mapy multimedialne Mapy animowane

9 Funkcje mapy dydaktyczne naukowe planistyczne dokumentacyjne nawigacyjne

10 MAPY ogólnogeograficzne [referencyjne] (zasadnicze, ewidencyjne, topograficzne) geologiczne geomorfologiczne hydrograficzne glebowe botaniczne zoogeograficzne tematyczne przyrodnicze społecznogospodarcze ludnościowe gospodarcze rolnictwa turystyczne historyczne polityczne administracyjne katastralne

11 Mapa ogólnogeograficzna Przedstawia powierzchnię Ziemi oraz wszystkie obiekty fizyczne znajdujące się na niej (ukształtowanie powierzchni terenu, sieć hydrograficzna, roślinność, elementy fizjografii, osiedla, linie komunikacyjne).

12 Mapa ogólnogeograficzna

13 MAPY ogólnogeograficzne [referencyjne] (zasadnicze, ewidencyjne, topograficzne) geologiczne geomorfologiczne hydrograficzne glebowe botaniczne zoogeograficzne tematyczne przyrodnicze społecznogospodarcze ludnościowe gospodarcze rolnictwa turystyczne historyczne polityczne administracyjne katastralne

14 Mapa zasadnicza Mapa podstawowa. Mapa wielkoskalowa. Stanowi podstawowe opracowanie geodezyjno-kartograficzne kraju. Treść mapy: zagospodarowanie terenu ewidencja gruntów i budynków uzbrojenie (woda niebieski, gaz żółty, energia czerwony, kanalizacja brązowy) oraz ukształtowanie terenu

15 Mapa zasadnicza Fragment mapy zasadniczej gminy

16 MAPY ogólnogeograficzne [referencyjne] (zasadnicze, ewidencyjne, topograficzne) geologiczne geomorfologiczne hydrograficzne glebowe botaniczne zoogeograficzne tematyczne przyrodnicze społecznogospodarcze ludnościowe gospodarcze rolnictwa turystyczne historyczne polityczne administracyjne katastralne

17 Fragment mapy ewidencyjnej Szczecinka Mapa ewidencyjna Mapa katastralna. Zawiera część informacji z mapy zasadniczej dotyczącej ewidencji własnościowej. Najważniejsze warstwy informacyjne: działki ewidencyjne budynki klasoużytki

18 Plan Mapa referencyjna. Plan miasta. Mapa o dokładnej skali. Mapa w działach administracyjnourbanistycznych (plan zagospodarowania terenu, plan budowlany) Plan Krakowa

19 Mapa przeglądowa

20 MAPY ogólnogeograficzne [referencyjne] (zasadnicze, ewidencyjne, topograficzne) geologiczne geomorfologiczne hydrograficzne glebowe botaniczne zoogeograficzne tematyczne przyrodnicze społecznogospodarcze ludnościowe gospodarcze rolnictwa turystyczne historyczne polityczne administracyjne katastralne

21 Mapa topograficzna Mapa ogólnogeograficzna o możliwie dokładnym przedstawieniu obiektów na powierzchni oraz rzeźby terenu w skalach od 1: do 1: Arkusz Rybna skala 1:10 000

22 Treść mapy: Mapa topograficzna rzeźba terenu: poziomice, znaki umowne form terenu, punkty wysokościowe komunikacja: drogi, linie kolejowe granice: państwowe, administracyjne, obszarów chronionych osiedla: zabudowa mieszkalna, przemysłowa, itp. roślinność i grunty: lasy, łąki, uprawy, tereny podmokłe wody i obiekty z nimi związane: rzeki, kanały, zbiorniki wodne, mielizny, izobaty inne obiekty topograficzne

23 Mapa topograficzna

24 Mapa topograficzna Rzeźba terenu: rysunek poziomicowy znaki umowne rysunki skał punkty wysokościowe

25

26 Rodzaje północy Północ geograficzna określona przez linię południka geograficznego Północ magnetyczna położenie bieguna północnego wyznaczane kompasem Północ topograficzna wyznaczana przez linie siatki topograficznej na mapach wielkoskalowych

27 Uchylenie magnetyczne i zbieżność południków Uchylenie magnetyczne kąt między pionowymi liniami siatki kilometrowej a północą magnetyczną Zbieżność południków kąt między liniami siatki geograficznej i topograficznej (tj. między południkami a pionowymi liniami siatki kilometrowej)

28 Siatka kartograficzna i siatka topograficzna

29 Siatka kartograficzna i siatka topograficzna

30 Sposób prezentacji danych przestrzennych Mapy cyfrowe Mapy analogowe

31 Mapa analogowa Graficzna postać prezentacji danych przestrzennych na stałych nośnikach (np. wydruk na papierze)

32 Mapa analogowa Mapa Polski 1: (Kraków)

33 Sposób prezentacji danych przestrzennych Mapy cyfrowe Mapy analogowe

34 Mapa cyfrowa Model przestrzeni geograficznej zapisany w postaci cyfrowej, zachowujący informację o położeniu i cechach obiektów. Mapa wektorowa model przestrzeni zapisany w postaci zbioru obiektów geometrycznych: punktów, linii i powierzchni Mapa rastrowa model przestrzeni zapisany w postaci dwuwymiarowej tablicy (macierzy pikseli)

35 Mapa rastrowa

36 Główny Urząd Geodezji i Kartografii Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej Warszawa, ul. Żurawia 3/5 Tel. /22/ , Fax. /22/

37 NMT (Numeryczny Model Terenu)

38 NMT (Numeryczny Model Terenu)

39 Odwzorowania kartograficzne map topograficznych

40 Ortofotomapa Ortofotomapa - kartometryczny, tonalny obraz terenu powstały w wyniku przetworzenia zdjęcia lotniczego na obraz, odpowiadający rzutowi ortogonalnemu na powierzchnię odniesienia, przedstawiony w odpowiednim odwzorowaniu i kroju arkuszowym, uzupełniony informacjami kreskowymi, nazwami, symbolami, siatką i opisem współrzędnych oraz informacjami pozaramkowymi.

41 Ortofotomapa Zdjęcie lotnicze (poniżej) lub satelitarne w określonym układzie współrzędnych. Geoportal

42 Plan a mapa Obszar, którego pomiar nie wymaga uwzględnienia krzywizny Ziemi

43 ODWZOROWANIA KARTOGRAFICZNE przykłady WALCOWE AZYMUTALNE STOŻKOWE

44 ODWZOROWANIA KARTOGRAFICZNE Odwzorowanie walcowe linia styczności w położeniu normalnym (styczna do równika)

45 ODWZOROWANIA KARTOGRAFICZNE przykłady

46 Współrzędne geograficzne na kuli Południki geograficzne połowy kół wielkich tzw. WERTYKAŁÓW, czyli obwodowych kół Ziemi, zbiegających się na biegunach. Punkty położone na tym samym południku mają taką samą długość geograficzną

47 Współrzędne geograficzne na kuli Równoleżniki geograficzne płaszczyzny wzajemnie równoległe i prostopadłe do osi Ziemi. Mają kształt kół małych tzw. ALMUKANTARATÓW. Punkty leżące na tym samym równoleżniku mają taką samą szerokość geograficzną.

48 Współrzędne geograficzne na kuli Południki i równoleżniki tworzą SIATKĘ GEOGRAFICZNĄ pozwalającą na określenie położenia dowolnego punktu parą współrzędnych kątowych φ i λ

49 Współrzędne geograficzne na kuli Szerokość geograficzna danego punktu kąt jaki tworzy kierunek pionu w tym punkcie z płaszczyzną równika ziemskiego

50 Współrzędne geograficzne na kuli Długość geograficzna danego punktu kąt dwuścienny między płaszczyznami południka miejscowego i południka Greenwich, przyjętego za początkowy

51 Ortodroma i loksodroma Ortodroma łuk koła wielkiego wyznaczający na powierzchni Ziemi najkrótszą odległość między obranymi punktami. Inaczej: LINIA PROSTOBIEŻNA

52 Ortodroma i loksodroma Loksodroma linia stałego kursu przecinająca wszystkie południki pod tym samym kątem. Inaczej: LINIA SKOŚNOBIEŻNA

53 W odwzorowaniach kartograficznych używanych do opracowania map topograficznych wymagane są głównie: równokątność, czyli zgodność tych samych kątów mierzonych w terenie i na mapie; minimalne zniekształcenia długości. Warunki te spełniają: zmodyfikowane odwzorowania Merkatora (odwzorowanie Gaussa-Krügera i odwzorowanie UTM) odwzorowanie stereograficzne

54 Odwzorowanie Gaussa-Krügera: Położenie walca względem elipsoidy: styczne w odwzorowaniu Gaussa- Krügera czyli równokątne odwzorowanie elipsoidy na pobocznicę nałożonego poprzecznie walca, w którym środkowy południk obszaru będący południkiem stycznym odtwarza się wiernie, jako odcinek prostej a obrazy pozostałych południków są liniami krzywymi zbiegającymi się w biegunach.

55 Odwzorowanie Gaussa-Krügera Siatka kartograficzna w odwzorowaniu Gaussa-Krügera

56 Odwzorowanie Gaussa-Krügera Aby nie dopuścić do powstawania nadmiernych zniekształceń, obszar dzieli się na południkowe strefy o szerokości 3 lub 6 stopni, symetryczne względem południka środkowego Ekwideformaty (linie równych zniekształceń) są liniami prostymi, równoległymi do południka środkowego, a ich wartości rosną w miarę oddalania się od niego.

57 Układy kartograficzne Nazwa układu Zastosowanie Opis 1942 mapy średnio- i małoskalowe (mniejsze niż 1:5000) 1965 mapy wielkoskalowe (1:500 1:10 000) Wykorzystywany do celów cywilnych. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie Krasowskiego. Składa się z pięciu stref. Odwzorowanie Gaussa-Krügera piąta strefa, pozostałe cztery quasi-stereograficzne. Do tworzenia i eksploatacji mapy zasadniczej. GUGiK 80 mapy przeglądowe (1: i mniejsze) 1992 mapy topograficzne (1: i mniejsze bez wielkoskalowych do opracowań kartograficznych) 2000 mapy wielkoskalowe i mapa zasadnicza Zmodyfikowane odwzorowanie quasistereograficzne. Jednolity układ współrzędnych dla całego kraju Odwzorowanie Gaussa-Krügera, jednostrefowe na elipsoidzie WGS 84. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie WGS 84. Składa się z czterech stref. Układy lokalne mapy wielkoskalowe Układ na bazie stref układu 1965 dla mapy zasadniczej

58 Układ 1942 Obszar Polski jest przedstawiony w dwóch strefach odwzorowawczych 6-stopniowych. Południki środkowe 21 i 15 stopni długości geograficznej wschodniej.

59 Układ 1942 Odwzorowanie Gaussa-Krügera dla Polski w układzie 1942 ; Południki 18 0 i 24 0 są granicami 6-stopniowych stref odwzorowawczych (Skorowidz map topograficznych Polski, GUGIK, Warszawa 2001)

60 Odwzorowanie UTM Położenie walca względem elipsoidy: sieczne w odwzorowaniu UTM Odwzorowanie UTM (Universal Transverse Mercator) jest stosowane dla przedstawienia obszarów pomiędzy 84 0 szerokości geograficznej północnej a 80 0 szerokości geograficznej południowej

61 Siatka kartograficzna i topograficzna w układzie współrzędnych UTM

62 Kwadraty 100 km systemu meldunkowego UTM dla obszaru Polski

63 Odwzorowanie UTM w odwzorowaniu UTM ekwideformaty na kołach siecznych wynoszą 0, a obraz południka środkowego jest deformowany (ulega skróceniu o współczynnik 0,9996). Rozkład zniekształceń długości oraz schemat siatki topograficznej w odwzorowaniu UTM od linii sieczności ku granicom strefy odległości wydłużają się osiągając największe zniekształcenia na jej krańcach. Maksymalna deformacja występuje na równiku.

64 Układy kartograficzne Nazwa układu Zastosowanie Opis 1942 mapy średnio- i małoskalowe (mniejsze niż 1:5000) 1965 mapy wielkoskalowe (1:500 1:10 000) Wykorzystywany do celów cywilnych. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie Krasowskiego. Składa się z pięciu stref. Odwzorowanie Gaussa-Krügera piąta strefa, pozostałe cztery quasi-stereograficzne. Do tworzenia i eksploatacji mapy zasadniczej. GUGiK 80 mapy przeglądowe (1: i mniejsze) 1992 mapy topograficzne (1: i mniejsze bez wielkoskalowych do opracowań kartograficznych) 2000 mapy wielkoskalowe i mapa zasadnicza Zmodyfikowane odwzorowanie quasistereograficzne. Jednolity układ współrzędnych dla całego kraju Odwzorowanie Gaussa-Krügera, jednostrefowe na elipsoidzie WGS 84. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie WGS 84. Składa się z czterech stref. Układy lokalne mapy wielkoskalowe Układ na bazie stref układu 1965 dla mapy zasadniczej

65 Układ 1992 Układ 1992 (dla map 1: i 1:50 000) wynika z zastosowania światowej elipsoidy geocentrycznej i siecznego względem niej walca w położeniu powodującym skrócenia południka środkowego (19 0 ) o współczynnik 0,9993. Polska jest przedstawiona jako jedna strefa odwzorowawcza z południkiem środkowym 19 stopni długości geograficznej wschodniej. Koła sieczne (gdzie ekwideformaty = 0) są oddalone od południka środkowego o 240 km.

66 Układ 1992 jest wariantem odwzorowania Gaussa-Krügera obejmującym Polskę jako jedną strefę odwzorowawczą Jednostrefowe odwzorowanie Gaussa-Krügera dla Polski w układzie 1992 ; południk środkowy 19 0 (Skorowidz map topograficznych Polski, GUGIK, Warszawa 2001)

67 Siatka kartograficzna i topograficzna w układzie współrzędnych 1992

68 Fragment arkusza N B Warszawa Zach. w układzie 1992

69 Międzynarodowy podział arkuszy Podział na arkusze jest zależny od układu współrzędnych i skali mapy.

70 Godła map topograficznych w układzie 1992 Podział na sekcje zgodny z międzynarodowym podziałem mapy świata M : M A 1: (A, B, C, D) M A-a 1: (a, b, c, d) M A-a-1 1: (1, 2, 3, 4)

71 Układy kartograficzne Nazwa układu Zastosowanie Opis 1942 mapy średnio- i małoskalowe (mniejsze niż 1:5000) 1965 mapy wielkoskalowe (1:500 1:10 000) Wykorzystywany do celów cywilnych. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie Krasowskiego. Składa się z pięciu stref. Odwzorowanie Gaussa-Krügera piąta strefa, pozostałe cztery quasi-stereograficzne. Do tworzenia i eksploatacji mapy zasadniczej. GUGiK 80 mapy przeglądowe (1: i mniejsze) 1992 mapy topograficzne (1: i mniejsze bez wielkoskalowych do opracowań kartograficznych) 2000 mapy wielkoskalowe i mapa zasadnicza Zmodyfikowane odwzorowanie quasistereograficzne. Jednolity układ współrzędnych dla całego kraju Odwzorowanie Gaussa-Krügera, jednostrefowe na elipsoidzie WGS 84. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie WGS 84. Składa się z czterech stref. Układy lokalne mapy wielkoskalowe Układ na bazie stref układu 1965 dla mapy zasadniczej

72 Układ 2000 (Gauss-Krüger, Polska w 4 strefach odwzorowawczych) Ekwideformaty: -7,7 cm na południkach środkowym +7,0 cm na brzegach stref

73 Układy kartograficzne Nazwa układu Zastosowanie Opis 1942 mapy średnio- i małoskalowe (mniejsze niż 1:5000) 1965 mapy wielkoskalowe (1:500 1:10 000) Wykorzystywany do celów cywilnych. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie Krasowskiego. Składa się z pięciu stref. Odwzorowanie Gaussa-Krügera piąta strefa, pozostałe cztery quasi-stereograficzne. Do tworzenia i eksploatacji mapy zasadniczej. GUGiK 80 mapy przeglądowe (1: i mniejsze) 1992 mapy topograficzne (1: i mniejsze bez wielkoskalowych do opracowań kartograficznych) 2000 mapy wielkoskalowe i mapa zasadnicza Zmodyfikowane odwzorowanie quasistereograficzne. Jednolity układ współrzędnych dla całego kraju Odwzorowanie Gaussa-Krügera, jednostrefowe na elipsoidzie WGS 84. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie WGS 84. Składa się z czterech stref. Układy lokalne mapy wielkoskalowe Układ na bazie stref układu 1965 dla mapy zasadniczej

74 Odwzorowanie stereograficzne GUGiK-1980 jest używane najczęściej w położeniu ukośnym siecznym na obszarach podbiegunowych nieobjętych odwzorowaniem UTM. Jego poprawna nazwa to odwzorowanie quasi-stereograficzne Roussilhe a. Zaletą odwzorowania stereograficznego są stosunkowo małe zniekształcenia (Skorowidz map topograficznych Polski, GUGIK, Warszawa 2001) Rozkład zniekształceń w odwzorowaniu quasi-stereograficznym GUGIK-1980 i podział na arkusze mapy 1: (numery 81-86)

75 Układy kartograficzne Nazwa układu Zastosowanie Opis 1942 mapy średnio- i małoskalowe (mniejsze niż 1:5000) 1965 mapy wielkoskalowe (1:500 1:10 000) Wykorzystywany do celów cywilnych. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie Krasowskiego. Składa się z pięciu stref. Odwzorowanie Gaussa-Krügera piąta strefa, pozostałe cztery quasi-stereograficzne. Do tworzenia i eksploatacji mapy zasadniczej. GUGiK 80 mapy przeglądowe (1: i mniejsze) 1992 mapy topograficzne (1: i mniejsze bez wielkoskalowych do opracowań kartograficznych) 2000 mapy wielkoskalowe i mapa zasadnicza Zmodyfikowane odwzorowanie quasistereograficzne. Jednolity układ współrzędnych dla całego kraju Odwzorowanie Gaussa-Krügera, jednostrefowe na elipsoidzie WGS 84. Odwzorowanie Gaussa-Krügera na elipsoidzie WGS 84. Składa się z czterech stref. Układy lokalne mapy wielkoskalowe Układ na bazie stref układu 1965 dla mapy zasadniczej

76 ODWZOROWANIA KARTOGRAFICZNE przykłady WALCOWE AZYMUTALNE STOŻKOWE