Структура геологической карты и ее компоненты

Любая тематическая карта состоит из следующих частей: математической основы, картографическогого содержания и справочных данных. Иногда на картах присутствуют еще и дополнительные сведения (рис. 15.11).



Математическая основа — это математический закон, по которому строится соответствие точек на карте точкам на местности. Это соответствие задается ее координатами. В геодезии и топографии используются как географические, так и прямоугольные координаты. Именно наличием математической основы карта отличается от других плановых геологических чертежей. Иногда она присутствует на карте в явном, а иногда - в неявном (скрытом, латентном) виде. Этот математический закон никак не описан на карте, но был использован при ее составлении. Математическая основа карты состоит из масштаба карты, ее проекции и рамки.

Масштаб - это отношение длины отрезка на изображении к длине горизонтальной проекции того же отрезка на поверхности референц-эллипсоида. Практически для определения масштаба берут отношение длины отрезка на карте к длине горизонтального проложения на местности. Для удобства пользователя на картах помещают одновременно численный, именованный и графический (линейный) масштабы.

Численный масштаб - это дробь с числителем 1, указывающая, сколько единиц на местности соответствует такой же единице на карте (например, масштаб 1:50 000 означает, что 1 сантиметр, дюйм, вершок и т.д. на карте соответствует 50 000 сантиметрам, дюймам, вершкам и т.д. на местности). Чем больше знаменатель численного масштаба, тем масштаб мельче.

Именованный масштаб указывает длину отрезка на местности, соответствующего единице длины на карте. Например, в 1 см — 1 км (масштаб 1:100 000) или в 1 дюйме — 2 мили и т.д.

Графический (линейный) масштаб вычерчивается на картах в виде отрезка со штрихами, на которых надписаны соответствующие значения длин на местности. Линейный масштаб облегчает измерения и незаменим, если карты репродуцируют - и в результате уменьшают или увеличивают. Так как в настоящее время картографические материалы чаще всего хранятся в компьютере в виде базы данных и визуализированная картинка не всегда выводится на печать, а рассматривается на дисплее с произвольным увеличением, поэтому любые графические документы должны сопровождаться линейным масштабом.

Невооруженный глаз может различить на карте отрезок не менее 0,1 мм. Горизонтальный отрезок на местности, соответствующий на карте 0,1 мм, называется точностью масштаба. Например, точность масштаба карты 1:50 000 - 5 м, 1:1 000 000 - 100 м и т.д. Знать точность масштаба карт необходимо для того, чтобы понимать, с какой точностью на карту нанесены изображенные на ней объекты. Масштаб топографической основы для геологических карт выбирается в зависимости от масштаба картографических работ. Обычно рабочий масштаб для удобства берут вдвое крупнее, чем отчетный.

Картографическая проекция - это математически определенный и однозначный способ изображения поверхности земного эллипсоида на плоскости. При этом поверхность эллипсоида при совмещении его с плоскостью как бы деформируется, поэтому углы и (или) площади фигур на карте искажаются. При изображении больших территорий любая проекция дает ощутимые искажения. В каждом конкретном случае выбирается или изготавливается такая проекция, которая дает минимальные искажения картируемой территории. Как правило, на картах написано, какая проекция была использована при ее составлении. В основном в России используются несколько картографических проекций, применяемых для разных масштабов карт:

- проекция МИИГАиК, на основе которой построены большинство обзорных карт СССР и России масштаба 1:2 500 000 и мельче. На ней минимальны искажения территории СССР в среднем.

- поликоническая, используемая для изготовления карт масштаба 1:1 000 000 (рис. 15.12). Карта выполняется на многих листах, и каждый лист этой карты имеет форму, близкую к трапеции, но основания этой трапеции не прямые, а являются дугами. Из таких листов собрать единую карту без разрывов и искажений невозможно.

- равноугольная поперечная цилиндрическая проекция Гаусса, используемая для карт масштабов 1:500 000 и крупнее (рис. 15.13).

Различных масштабов строятся в различных проекциях, попытки совместить изображения различных карт изначально разных масштабов, приведенных к одному изменением размера, приводят к искажениям и несбивкам.

Зашифрованная численно буквенная система обозначений местоположения и масштаба листов многолистной карты называется ее номенклатурой. В России принята унифицированная номенклатура, построенная на листе масштаба 1:1 000 000.

Номенклатура многолистных карт - в России основана на международной разграфке листов карты масштаба 1:1 000 000, который занимает 4° по широте и 6° по долготе.

Номенклатура листа масштаба 1:1 000 000 строится следующим образом.

Поверхность Земного шара параллелями от экватора через 4° делится на ряды, которые обозначаются заглавными буквами от А до U (от экватора к северу и югу), а меридианами через 6° делится на колонны, которые нумеруются арабскими цифрами, начиная от меридиана с долготой 180° в направлении с запада на восток (рис. 15.14). Обозначение номенклатуры листа масштаба 1:1 000 000 складывается из латинской буквы, которой обозначен ряд, и числа, означающего колонну, например, N-37. (На этом листе располагается Москва). Территория России занимает в основном площади листов от L на юге до S на севере и от 36 на западе до 2 западного полушария на Чукотке. Построенная по такому принципу номенклатура дает два набора обозначений, одинаковых для северного и южного полушарий, но так как Россия расположена в северном полушарии, то в данном случае оно и имеется в виду. В противном случае следует оговорить наименование полушария. Выше 64° и 80s широты листов занимают по долготе 12° и 24° соответственно, то есть являются сдвоенными и счетверенными. Номера колонн в их номенклатурах записываются через запятую (Q - 38,39).

Номенклатура карт более крупного масштаба строится на основе листа 1:1 000 000. Чтобы получить масштаб 1:500 000 - надо разбить лист 1:1 000 000 на 4 части и обозначить их заглавными буквами русского алфавита - А, Б, В, Г (N-37-B). Чтобы получить масштаб 1:200 000, надо разбить лист 1:1 000 000 на 36 частей (матрица 6x6) и обозначением их римскими цифрами I,II...XXXV, XXXVI, например, N-37-XXIII. Чтобы получить масштаб 1:100 000 - надо разбить лист 1:1 000 000 на 144 части (матрица 12x12) и обозначить их арабскими цифрами 1, 2,...143, 144, например, (N-36-3). Чтобы получить масштаб 1:50 000, надо разбить лист 1:100 000 на 4 части и обозначить их заглавными буквами русского алфавита А, Б, В, Г (N-36-3 -А).

Чтобы получить масштаб 1:25 000, надо разбить лист 1:50 000 на 4 части и обозначить их маленькими буквами русского алфавита - а, б, в, г (N-36-3-Г-г).

Чтобы получить масштаб 1:10 000, надо разбить лист 1: 25 000 на 4 части и обозначить их арабскими цифрами 1, 2, 3, 4 (N-36-3 - Г-а - 1.

Образование номенклатуры карт более крупных, чем 1:100 000, масштабов приведено на рис. 15.15.

Рамка карты отделяет картографическое изображение от зарамочной части. Чаще всего рамка бывает прямоугольной или трапециевидной, но иногда она имеет форму многоугольника. Как правило, вертикальная сторона рамки направлена на север, но это не обязательно. Если вертикальная рамка на карте не меридиональна, на карте обязательно должна присутствовать линия меридиана или линия, указывающая на север. Обычно на рамке помещается координатная сетка - для карт 1:1 000 000 и мельче - геодезическая система координат - долгота и широта. Для масштабов 1:500 000 и крупнее - как геодезическая, так и прямоугольная системы координат, т.е. километровая сетка, привязанная к центральному меридиану зоны.



Использование термина «легенда» связано с именем знаменитого голландского картографа XVII в. Меркатора, который, составляя карты Африки, пользовался не только непосредственными данными, полученными от путешественников, но и пересказами, услышанными ими, т.е. вторичными сведениями. Комментарии к описаниям и ссылки на них Меркатор помещал на полях карт под названием «Легенда». Система условных обозначений легенда - это сердце любой карты, ее «словарь», расшифровывающий все буквенные, графические и цветовые символы на карте. Легенда состоит из условных знаков, текстовых пояснений и таблиц. Условный знак представляет собой образец картографического знака, используемого для картирования того или иного объекта. Он включают графический символ и численно-буквенный индекс, помещенный в прямоугольнике размером 0,7x1,5 см. Текстовое пояснение помещается справа от условного знака и содержит краткую характеристику обозначаемого объекта. Таблицы могут присутствовать, а могут и отсутствовать на картах, они представляют собой особый вид легенд, называемый матричным.

Самый простой вид легенды - это легенда-перечисление, которая является систематизированным перечнем условных знаков. Условные обозначения в такой легенде группируются от более важных, составляющих существо карты, к второстепенным и дополнительным. Более сложна легенда-классификация, представляющая собой ранжированный, иерархически соподчиненный перечень условных знаков, В ней выделяются свои классы, группы и более дробные единицы. Например, в условных обозначениях к учебным геологическим картам сначала выделяются осадочные и метаморфические породы, сгруппированные по стратиграфическим подразделениям от молодых к древним, затем - магматические породы, литологический состав пород и прочие знаки. Самой сложной и одновременно самой удобной является матричная легенда, на которой можно показывать одновременно два независимых признака картируемого явления, например, состав и возраст пород или формацию и тип складчатости. Такие легенды представляют собой таблицы, в которых по столбцам откладываются значения одного признака, а по строчкам — другого.

Проектируя условные знаки, руководствуются определенными принципами, разрабатываемыми картографией. Для большинства геологических карт системы условных знаков унифицированы инструкциями. При самостоятельном составлении геологических карт следует ориентироваться на условные знаки сходных по содержанию и масштабу государственных карт.



Картографическое изображение - это то, что находится внутри рамки карты. Картографическое изображение геологической карты состоит из топографической (географической) основы и специального содержания.

Топографическая основа (топооснова) - это та топографическая карта, на которую наносится специальное геологическое содержание. Топографической называют основу карт масштаба крупнее 1:1 000 000. Более мелкомасштабную основу называют географической. Исходная топографическая или географическая карта очень загружена цветными условными знаками, поэтому при использовании делают разреживание ее содержания. При этом топооснова должна обеспечивать легкую и надежную привязку специального содержания карты, не перегружая ее. В табл. 15.4 показаны главные отличия топоосновы геологических карт от исходной географической, или топографической карты.

Специальное (тематическое) содержание геологических карт - это то, ради чего они и составляются. Оно передается с помощью условных знаков - графических символов, применяемых для обозначения различных объектов и их характеристик. Системы условных знаков образуют особый искусственный язык - язык карт. Условные знаки могут изображать предметы (триангуляционный пункт, скважина), явления (рельеф, перспективность территории на нефть или газ), процессы (новейшие тектонические движения).

Каждый конкретный условный знак выполняет на карте две функции - указывает на вид объекта и плановое его положение. Сочетание условных знаков на карте показывает сочетание и взаимосвязь различных геологических объектов, процессов и явлений, формирует пространственный образ их сочетаний, а следовательно, дает новые сведения сверх тех, которые заключены в отдельных знаках. Это обуславливает эмержентные свойства карт. Например, взаимное расположение значков элементов залегания на крыльях складки позволяет распознать ее на карте, что невозможно сделать по одному знаку.



Во вспомогательное оснащение карт входят справочные данные, оно также может включать схемы использованных материалов и изученности. Справочные данные - это заголовок карты, автор, год, место составления и (или) издания. Кроме того, в справочных данных может указываться ведомственная принадлежность организации, в которой составлялась карта или авторов, а также редакторы карты, номенклатура, вид проекции и другие сведения. У государственных и ведомственных карт справочные данные регламентируются инструкциями. Схема авторских макетов. Карты на большие территории, создающиеся многочисленным коллективом авторов, обычно состоят из отдельных территорий, закартированных под руководством различных исследователей. Схема расположения авторских макетов представляет собой небольшую схему, где показаны площади которые были закартированы теми или иными авторами. Схема изученности обычно представляет собой небольшую схему, на которой условными знаками показаны площади предшествующих геологических работ, размещение геофизических профилей и т.д.

Дополнительные данные могут присутствовать, а могут и не быть на карте. Это различные текстовые и цифровые пояснения, например, о методике составления карты; диаграммы и разрезы, которые могут сопровождать карту; карты-врезки, показывающие отдельные фрагменты карты более подробно или место данной карты в общей структуре региона.

На государственных и некоторых ведомственных картах дополнительные данные регламентируются соответствующими инструкциями и программой карты. Например, на Государственной геологической карте масштаба 1:200 000 к дополнительным данным относятся стратиграфическая колонка и геологический разрез, обязательно присутствующие на карте.



Компоновка - это расположение рамки карты относительно изображенной на карте территории, размещение названия карты, ее легенды, дополнительных и других данных. Компоновка проектируется с учетом формата будущей карты, на свободных от картографического изображения частях листа.

Вертикальная рамка карты ориентируется обычно на север, хотя возможны и отступления от этого правила. Заголовок, как правило, помещается сверху и справа, условные обозначения - справа и внизу. Остальные сведения размещаются на свободных участках листа с учетом эстетических требований и логической целесообразности. Для серии производных карт одной и той же территории (атласа) компоновку делают унифицированной. В многолистных картах заголовок, вспомогательное оснащение, дополнительные данные и легенду, как правило, размещают на отдельном листе. Для государственных и ведомственных картах компоновка регламентируется соответствующими инструкциями и программой карты.