§ 7. Практичне використання топографічних карт. Визначення географічних і прямокутних координат за топографічною картою

Пригадайте: 1. У яких сферах діяльності людини використовують топографічні карти та плани? 2. Що таке географічні координати? 3. Як за дрібномасштабною картою визначають географічну широту та географічну довготу точок? У яких числових межах вони змінюються?

• Напрями використання топографічної карти. Топографічні карти мають широке застосування. По-перше, їх використовують для вирішення багатьох господарських завдань. Не обійтися без точних карт у будівництві: під час зведення будинків, прокладання наземних доріг та ліній метрополітену, спорудження мостів. При освоєнні нових земель, пошуках корисних копалин, складанні прогнозу погоди основним засобом у роботі є великомасштабна карта. По картах прокладають напрямки руху транспорту на суходолі, у повітрі, на морі.

По-друге, топографічна карта є важливим засобом наукового пізнання. Її використовують у туристичних подорожах і наукових експедиціях. За допомогою топокарти можна оцінити географічне положення, лінійні розміри та площі об’єктів, виміряти відстані між ними, визначити абсолютні висоти точок і перевищення між ними, обчислити ухил схилів. За допомогою топографічних карт складають різноманітні тематичні карти. У географії існує особливий картографічний метод пізнання довкілля.

По-третє, без детального вивчення місцевості не обходяться у військовій справі. За допомогою високоточних карт визначають положення природних, господарських, військових об’єктів, прокладають напрямки руху військової техніки.

Нарешті, топографічні карти використовують у навчанні як досконалий засіб, у якому зібрано багато географічної інформації.

Навчимося й ми найважливішим прийомам роботи з топографічною картою. Уявлення про місцеположення будь-яких об’єктів на місцевості дають їх географічні та прямокутні координати.

• Як за топографічною картою визначають географічні координати. Географічні координати визначають положення будь-якої точки на земній поверхні в градусах від екватора (географічна широта, φ) і нульового меридіана (географічна довгота, λ). Вам уже відомо, що у середині аркуша топографічної карти (на відміну від дрібномасштабних карт) немає градусної сітки, за якою встановлюють географічні координати. Натомість верхня і нижня лінії рамки – це паралелі, а ліва й права – меридіани. У кутах аркуша підписана їхня градусна міра (мал. 13).

Оскільки на топографічній карті показано невелику територію, градуси поділено на мінути (1° = 60′), а ті, своєю чергою, – на секунди (1′ = 60″).

Завдання: Пригадайте, де і в який спосіб у рамці топографічної карти показано поділ на мінути та секунди. 2. Якому значенню дорівнює відстань між двома сусідніми точками біля зовнішньої рамки карти?

Визначаючи географічні координати за топографічною картою, вимірюють відстані від точки до позначених координатних ліній: меридіанів або паралелей. Для точності доцільно використовувати металеву лінійку. Крім того, точність фіксації координат залежить і від масштабу карти: чим він більший, тим точніше визначення.

Спершу встановимо, у яких півкулях Землі розміщена зображена на фрагменті аркуша топографічної карти територія (див. мал. 12). Оскільки підписані значення горизонтальних ліній кілометрової сітки зростають на північ, можна зробити висновок, що у такому напрямку йде віддалення від екватора. Тобто місцевість лежить у Північній півкулі, а географічна широта (φ) всіх точок на карті північна (пн. ш.). За номенклатурою карти видно, що місцевість лежить у 34-й колоні, тобто у Східній півкулі (оскільки номери колон Східної півкулі 31-60). Отже, географічна довгота (λ) всіх точок на карті східна (сх. д.).

Далі з’ясуємо числові значення географічних координат потрібної точки. Визначимо для прикладу географічні координати точки Дідова Гора (див. мал. 14). Щоб установити широту точки (φ), відшукаємо найближчу до неї паралель. Це – нижня рамка карти, на якій географічна широта підписана і становить 54°40′ пн. ш. Прикладемо лінійку вздовж нижньої рамки карти і плавно пересунемо її паралельно цій лінії до заданої точки. Побачимо за вертикальною рамкою, що зміщення відбулося на 2 точки, тобто на 20″ у бік зростання широти. Кількість мінут не змінилася (адже ви вже знаєте, що поділ на мінути показаний у середній рамці чорними та білими смугами, які змінюють одна одну). Тому географічна широта точки Дідова Гора становить 54°40’20” пн. ш.

Мал. 13. Визначення географічних координат за топографічною картою

Аналогічні дії проведемо для визначення довготи (λ). Підписаний меридіан – це права внутрішня рамка карти – 18°07’30” сх. д. Прикладемо лінійку вздовж правої рамки карти і плавно пересуватимемо її паралельно цій лінії до заданої точки. Так, за горизонтальною мінутною рамкою та позначками секунд помітимо, що зміщення відбулося на 2’27” у бік зменшення значення довготи. Тобто географічна широта точки Дідова Гора – 18°05’03” сх. д.

Отже, географічні координати точки Дідова Гора становлять:

φ = 54°40’20” пн. ш., λ = 18°05’03” сх. д.

Завдання: За топографічною картою (див. мал. 12) самостійно визначте географічні координати точок 1, 2 і 3.

• Як за топографічною картою визначають прямокутні координати. За лініями кілометрової сітки, які проведені на топографічній карті зазвичай через 1 км, визначають так звані прямокутні координати точок. Вони показують відстань у метрах будь-якої точки від екватора (координата х) та від осьового меридіана певної геодезичної зони (координата у). Координату х визначають за горизонтальними лініями кілометрової сітки, координату у – за вертикальними. Прямокутні координати записують семизначними числами. Одиниці вимірювання при цьому не вказують. У Північній півкулі координата х завжди є додатним числом, у Південній півкулі – від’ємним. Координата у – завжди додатне число. Щоб число не було від’ємним, навмисно початок відліку від осьового меридіана геодезичної зони позначили не в 0 км, а в 500 км. Максимальна відстань від осьового меридіана до країв зони – на екваторі й становить близько 330 км. Чим далі до полюсів, тим зона стає вужчою через кулястість Землі.

Завдання: Пригадайте, що означають числові підписи на горизонтальних і вертикальних лініях кілометрової сітки.

Визначимо, наприклад, прямокутні координати тієї самої точки Дідова Гора (див. мал. 14). Відшукаємо квадрат, у якому розташований заданий об’єкт. Спершу визначимо координату х. Найближча горизонтальна лінія кілометрової сітки до точки має підпис 6065. Це означає, що до цієї лінії від екватора 6065 км, або 6 065 000 м. За допомогою лінійки визначимо, що Дідова Гора розташована на карті на 1 см південніше за цю лінію. У масштабі 1:25 000 це відповідає відстані на місцевості 250 м. Оскільки на південь відстань до екватора скорочується, 250 м треба відняти від значення 6 065 000, тобто: 6 065 000 м – 250 м = 6 064 750 м. Отже, х = 6 064 750.

Аналогічно за вертикальними лініями кілометрової сітки визначимо координату у. Як бачимо, Дідова Гора розташована між вертикальними лініями з координатами у (в метрах) 4 311 000 та 4 312 000, але ближче до другої, не досягаючи її на 4 мм. У масштабі карти це відповідає на місцевості відстані у 100 м. Отже, 4 312 000 м – 100 м = 4 311 900 м. Тобто координата у = 4 311 900.

Таким чином ми визначили прямокутні координати точки Дідова Гора:

х = 6 064 750; у = 4 311 900.

Координата х означає, що точка Дідова Гора розташована на відстані 6 064 750 м на північ від екватора. Перша цифра координати у «4» означає, що точка лежить у 4-й геодезичній зоні. Осьовий меридіан цієї зони має координату у 4 500 000. Тому решта цифр означає, що Дідова Гора розміщена західніше за осьовий меридіан 4-ї зони на 188 100 м (4 500 000 м – 4 311 900 м = 188 100 м).

Мал. 14. Визначення прямокутних координат за кілометровою сіткою

Завдання: За кілометровою сіткою фрагмента топографічної карти (див. мал. 12) визначте прямокутні координати точок 1, 2 і 3.

Перевір себе

• 1. У яких сферах діяльності людини використовують топографічну карту? Наведіть конкретні приклади.
• 2. Розкажіть, як за топографічною картою визначають географічні координати.
• 3. Як за кілометровою сіткою визначають прямокутні координати точок х і у?
• 4. Поясніть, що означають числа прямокутних координат.
• 5. Визначте за фрагментом топографічної карти (див. мал. 12) географічні та прямокутні координати точок і запишіть їх у таблицю.

Географічні координати

Прямокутні координати

Географічні координати

Будь-яка точка на Землі має свої географічні координати – географічну широту і географічну довготу. Вони визначають її положення на земній поверхні відносно екватора і початкового меридіана.

Географічна широта – це відстань у градусах від екватора до точки, координати якої потрібно визначити. Географічна широта буває північною (пн. ш.), якщо об’єкт розміщений північніше екватора, та південною (пд. ш.), коли об’єкт розміщений південніше екватора. Екватор – це початок відліку географічної широти, тому його широта становить 0°. Кінцеві точки, до яких можна визначити широту, – це Північний та Південний полюси. Їхня географічна широта становить 90° відповідно північної і південної широти. Отже, географічна широта на Землі може змінюватися в інтервалі від 0° до 90°. Усі точки, розміщені на одній паралелі, мають однакову географічну широту.

Географічна довгота – це відстань у градусах від початкового меридіана до точки, координати якої треба визначити. Вона може бути східною (сх. д.), якщо об’єкт розміщений на схід від початкового меридіана, і західною (зх. д.), якщо об’єкт розміщений на захід від початкового меридіана. Початковий меридіан – це початок відліку географічної довготи і має довготу 0°. Оскільки вся земна куля має 360°, то в кожній з півкуль – Східній чи Західній – довгота може бути в інтервалі від 0° до 180°. Усі точки, розміщені на одному меридіані, мають однакову географічну довготу.

Майже будь-яка точка на Землі обов’язково має дві координати – широту і довготу. Винятком є лише полюси. Вони мають по одній координаті – тільки широту. Нині знання про географічні координати широко застосовують в авіації, судноплавстві. Географічні широта і довгота є вихідними даними для складання всіх географічних карт.

Способи визначення географічних координат

Координати будь-якого пункту на Землі можна визначати різними способами. Так, щоб визначити географічну широту, обчислюють висоту Полярної зорі над горизонтом у градусах, оскільки ця висота загалом збігається з географічною широтою місця спостереження.

Щоб визначити географічну довготу, потрібно знати місцевий час пункту, довготу якого визначають, і місцевий час будь-якого іншого пункту, довгота якого відома. Один градус дорівнює 4 хвилинам. Зважаючи на це, можна розрахувати значення довготи в градусах.

Географічні координати можна визначати, користуючись картою або глобусом. Для цього потрібно з’ясувати, у якому квадраті карти, тобто між якими паралелями і меридіанами розташований об’єкт, координати якого визначають, і в яких півкулях він знаходиться відносно екватора та початкового меридіана. Потім на око чи за допомогою простих математичних розрахунків визначають географічну широту і довготу в градусах.

Як визначити по карті географічні координати?

1. Знайди географічну широту точки. Для цього спочатку треба визначити, в якій півкулі (в північному або південному) вона знаходиться. Якщо вище екватора, то в північному, якщо нижче, то в південному.

Визнач, між якими паралелями знаходиться точка (зазвичай вони підписуються праворуч або ліворуч краю карти).

З’ясуй, скільки градусів від найближчої з боку екватора паралелі до заданої точки.

2. Визнач географічну довготу точки. Для цього спочатку з’ясуй, в якій півкулі (в західному або східному) щодо Гринвіча вона знаходиться. Якщо зліва від Грінвіча, то в західному, якщо справа, то в східному.

Визнач, між якими меридіанами знаходиться точка (їх довгота зазвичай підписується на верхньому і на нижньому краях карти, а іноді в місці перетину з екватором).

З’ясуй, скільки градусів до точки від найближчого з боку Грінвіча меридіана.