Каким геометрическим свойством не обладает глобус

Географический глобус – это уменьшенное изображение поверхности Земли на шаре. Глобус правильно передает горизонтальное деление земной поверхности на океаны, материки и их части, показывая их форму и взаимное расположение.

Масштаб расстояний на глобусе одинаков во всех его частях. Такую особенность называют свойством равнопромежуточности. Это означает, что если масштаб глобуса 1:50 млн., то любое земное расстояние на поверхности глобуса уменьшено в 50 миллионов раз.

У глобуса повсеместно одинаков и масштаб площадей. Такую особенность называют свойством равновеликости. Это значит, что равные по площади географические объекты занимают и на поверхности глобуса одинаковые по величине участки.

Поверхность глобуса обладает свойством равноугольности. Это означает, что величина горизонтальных углов между любыми двумя направлениями на Земном эллипсоиде не изменяется при изображении этих направлений на глобусе.

Важно учесть, что из всех картографических произведений только глобус обладает одновременно свойствами равнопромежуточности, равновеликости и равноугольности. Ни одна географическая карта с отображением значительной части земной поверхности (материка, океана, полушария или всей земли) одновременно всеми тремя свойствами обладать не может. Это делает глобус незаменимым пособием при изучении географии в школе. Помимо этого, глобус применяют в морской и воздушной навигации. С его помощью намечают кратчайшую трассу перелета из одного пункта в другой. Для этого достаточно натянуть на поверхности глобуса нитку, проходящую через эти два пункта. Это будет дуга большого круга, то есть линия, образованная пересечением шара плоскостью, проходящей через его центр и две данные точки. Эта линия называется ортодромией (по-гречески – «прямой путь»).

9. Масштаб мелкомасштабной карты. Картографические искажения.

Рис. 32

На мелкомасштабных картах, изображающих большие территории, не удается сохранить постоянство масштаба. Это происходит потому, что сферическая поверхность не может быть совмещенной с плоскостью без разрывов или перекрытий. Чтобы достигнуть непрерывности изображения земной поверхности, на карте приходится делать допустимые искажения. Такое растяжение или сжатие приводит к изменению масштаба глобуса, который мы брали за основу при построении карты (рис. 32). Причем на одном и том же участке масштаб по разным направлениям различен. При создании карты возможно сохранение величины исходного масштаба вдоль некоторых направлений. Этот неизменный масштаб глобуса, условно принятый за основу при построении карты, называют главным масштабом. Масштаб, величина которого отлична от главного, называется частным масштабом.

Картографические искажения – это нарушение геометрических свойств участков земной поверхности и расположенных на них объектов при их изображении на плоскости.

Искаженными могут быть длины линий, горизонтальные углы между направлениями, формы объектов и площади участков. То есть существует четыре вида картографических искажений:

Искажения характеризуются показателями искажений. Это безразмерные положительные величины, близкие к единице. Если показатель искажений какого-то вида в какой-либо точке равен единице, значит, что искажений данного вида в данной точке нет. Если показатель искажений больше единицы, то в этом месте карты происходит растяжение, если меньше единицы, — сжатие по сравнению с главным масштабом.

С увеличением территории искаженность карты обычно увеличивается. У многих карт размеры искажений увеличиваются в их краевых частях и отсутствуют в средних. Точки или линии на карте, в которых искажений нет, называются точками или линиями нулевых искажений.



Объемная модель нашей планеты



Уменьшенной трехмерной моделью Земли, наиболее полно отображающей ее поверхность, является глобус. Название «глобус» в переводе с латыни означает «шар».
С помощью глобуса можно наглядно представить себе вращение Земли вокруг оси, наклон земной оси к плоскости орбиты. А главное, на глобусе мы наблюдаем в уменьшенном виде всю поверхность нашей планеты. Такое моделирование удобнее для наблюдения земной поверхности из космоса, поскольку большая часть планеты укрыта под облачными слоями.
Следует отметить, что термином «глобус» обозначается, также, небесная сфера, представляющая картину звездного неба, расположение созвездий, звезд и других объектов космоса.

Первый упоминаемый в научных источниках земной глобус — глобус древнегреческого философа-стоика Кратета из Малла — был изготовлен около 150 лет до н. э. Однако ни сам глобус, ни его изображение, к сожалению, не сохранились до наших дней.
В I в. н.э. среднеазиатский ученый Бируни, родившийся в городе Кяте — древней столице Хорезма, изготовил оригинальный глобус, наиболее точно для того времени передававший представление о земном шаре. О том, как ученый создавал свой глобус, он рассказывал сам:
«Я начал с уточнения расстояний и названий мест и городов, основываясь на слышанном от тех, кто по ним странствовал, и собранном из уст тех, кто их видел. Предварительно я проверил надежность материала и принял меры предосторожности путём сопоставления сведений одних лиц со сведениями других».
К сожалению, и этот глобус не сохранился, поэтому сложно судить о достоверности информации, которую он представлял.

Первым из сохранившихся до наших дней считается глобус, изготовленный в 1492 г. немецким географом М. Бехаймом. На нем еще не было Америки, открытой Колумбом в этом же году, и расстояние между западным побережьем Европы и восточным побережьем Азии на этом глобусе было в два раза меньше, чем в действительности.
Уникальным памятником отечественной науки и техники XVIII в. является большой академический глобус, диаметр которого составляет 3 м 10 см. На наружной поверхности его нанесена карта Земли, а на внутренней — звездного неба. Глобус укреплен на железной оси, нижний конец которой упирается в пол, а верхний с помощью специальных растяжек крепится к стенам зала. Внутри глобуса на его оси смонтированы стол и скамья. Здесь могут разместиться одновременно 10-12 человек. С помощью особого механизма глобус вращается вокруг оси, а сидящие внутри зрители, оставаясь на неподвижной скамье, могут наблюдать движение небесных светил.
Этот глобус хранится в музее М. В. Ломоносова в Санкт-Петербурге.



В настоящее время фигуру Земли представляют в виде эллипсоида, так как экваториальный радиус Земли больше полярного примерно на 21 км. Возникает вопрос, почему же глобусы изготовляют в виде шара, а не эллипсоида? Допустим, глобус имеет диаметр 50 см. В этом случае нетрудно посчитать, что разность экваториального и полярного радиусов глобуса составляет всего 1 мм.

Понятно, что такое малое расхождение радиусов глобуса не может быть ощутимо. И действительно, с космических высот наша планета представляется правильным шаром с затуманенными из-за наличия атмосферы краями. Неровности земной поверхности также не отобразятся на глобусе. Даже такая величайшая вершина мира, как Джомолунгма, и та будет на глобусе незаметной песчинкой высотой несколько микрометров.

Обычно масштабы глобусов очень мелкие — 1:30 — 1:80 млн., но в отдельных случаях, например у музейных глобусов, они составляют 1:10 млн. и крупнее. Такие глобусы иногда делают рельефными, но рельеф на них изображают в значительно укрупненном масштабе для увеличения наглядности.

Параллели и меридианы, проведенные на глобусе, образуют своеобразную сетку, которая называется географической или координатной сеткой. Относительно этой сетки на поверхности глобуса изображены моря и океаны, материки и отдельные страны.
Вследствие этого глобус обладает замечательными свойствами. Он не только наглядно представляет фигуру Земли, но и дает правильное представление о положении на земном шаре полюсов и экватора, а также основных частей земной поверхности: материков, океанов, морей, островов и других крупных объектов. Изображение Земли на глобусе имеет свойства равномасштабности, равновеликости и равноугольности. Это значит, что все линейные размеры даются на нем с одинаковым уменьшением, формы фигур подобны действительным очертаниям на земной поверхности, а площади всех объектов, показанных на глобусе, пропорциональны их действительным площадям на земном шаре.
Благодаря этим свойствам глобус позволяет значительно нагляднее и достовернее чем географическая карта получить представление о фигуре Земли, размерах, расстояниях и углах между отдельными объектами и территориями.

К сожалению, у глобусов есть один существенный недостаток — при изготовлении его в масштабе крупнее, чем один к нескольким миллионам, размеры такого глобуса превышают размеры комнаты средней величины, и практическое использование его становится очень затруднительным. Поэтому, когда требуется иметь под рукой картографическое изображение ограниченного участка поверхности Земли, карта и план значительно удобнее полной объемной модели планеты.

Впрочем, стремительное развитие электронных и компьютерных технологий, возможно, в ближайшее время устранит этот недостаток глобусов из папье-маше. Так, например, в США уже создан цифровой видеоглобус, позволяющий наблюдать поверхность Земли в компьютерной обработке, и получать информацию об углах, расстояниях и площадях, используя различные масштабы и глубину просмотра.
В Германии создан первый интерактивный (мультитач) глобус, позволяющий изучать поверхность нашей планеты простыми движениями пальцев рук по монитору.

* * *

План, карта, ситуация и профиль