Реферат: История развития картографии и знаний людей о форме и размере Земли

Содержание

Введение

Географическая карта - величайшее творение человечества. Карта - основной инструмент, помогающий путешественнику ориентироваться. Карты различаются по размеру, детальности отображения местности и служат уникальным практическим средством выхода в намеченную точку маршрута. Чтобы процесс ориентирования был точным и безопасным, путешественнику необходимо владеть языком карты.

Развитие авиации и фотографии дало возможность проводить съемку Земли с высоты. А с появлением спутников на поверхности нашей планеты не осталось мест, которые не нанесли бы на бумагу.

Современные карты сильно облегчают и работу специалистов, и жизнь туристов. Более того, если при создании топографической карты использовать специальные компьютерные программы, можно получить трехмерное изображение.

Последние десятилетия ознаменовались бумом в области применения карт, и связано это с возникновением Географических Информационных Систем  (ГИС),воплотивших принципиально новый подход в работе с пространственными данными.ГИС - это современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, а также событий, происходящих на нашей планете, в нашей жизни и деятельности.

Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать карты в цифровом формате. Карты, созданные с помощью ГИС, можно смело назвать картами нового поколения. На карты ГИС можно нанести не только географические, но и статистические, демографические, технические и многие другие виды данных и применять к ним разнообразные аналитические операции. Но, даже с появлением систем глобального позиционирования значение карт не уменьшилось, а лишь немного изменилось. Карты стали электронными, а зачастую GPS приемники используются как удобное дополнение к обычной «бумажной» карте.

Картография представляет собой одну из наиболее древних отраслей человеческих знаний - её истоки уходят в далёкое прошлое. Она развивалась совместно с географией, в задачу которой входило изображение земной поверхности на чертеже.

Изучение истории картографии позволяет понять её современное положение и задачи, яснее видеть перспективы её последующего развития. Изложение истории картографии строится в соответствии с общей исторической периодизацией, поскольку развитие картографии всегда определялась потребностями жизни, запросами производства, сильно изменявшимися в условиях различных общественно-экономических формаций.

Следовательно, актуальность выбранной темы является достаточно актуальной и в настоящее время.

Цель работы: всестороннее изучение, обобщение и характеристика истории карт

Работа состоит из введения, основной части, заключения и списка использованной литературы.

1. Из истории карт

Карта важнее текста, так как говорит нередко гораздо ярче,
наглядней и лаконичней самого лучшего текста.
Семенов-Тянь-Шанский

1.1 Первые карты

Географические карты имеют долгую историю.

Когда-то путешественники, отправлявшиеся в дальнюю дорогу, не имели ни карт, ни навигационных приборов - ничего, что позволяло бы определять местоположение. Приходилось рассчитывать на свою память, Солнце, Луну и звезды. Люди делали зарисовки мест, в которых им удалось побывать, - так появились первые карты.

С древнейших времен карты являлись одним из важнейших документов для любого государства. Правители многих стран организовывали экспедиции по исследованию неизвестных земель и главнейшей целью всех путешественников являлось, прежде всего, составление подробных географических карт с нанесением на них важнейших ориентиров: рек, гор, селений и городов.

Современное название «КАРТА» происходит от латинского «charte», означающее «письмо». В переводе «chartes» означает «лист или свиток папируса для письма».

Трудно определить,  когда появились первые картографические изображения. Среди археологических находок на всех континентах можно увидеть примитивные рисунки местности, сделанные на камнях, костяных пластинках, бересте, дереве, возраст которых ученые определяют примерно в 15  тысяч лет.

Простейшие картографические рисунки были известны уже в условиях первобытного общества, ещё до зарождения письменности (приложение). Об этом свидетельствуют примитивные картографические изображения у народностей, которые ко времени их открытия или изучения стояли на низких ступенях общественного развития и не имели письменности (эскимосы Северной Америки, нанайцы Нижнего Амура, чукчи и одулы северо-восточной Азии, микронезийцы Океании и т.д.).

Эти рисунки, исполненные на дереве, коре и т.п. и нередко отличавшиеся большим правдоподобием, служили для удовлетворения потребностей, возникавших из условий общего труда людей: для указания путей кочевок, мест охоты и т.п.

Сохранились картографические изображения, высеченные на скалах в эпоху первобытного общества. Особенно замечательны относящиеся к бронзовому веку наскальные рисунки в долине Камоника (Северная Италия), и среди них план, показывающий возделанные поля, тропинки, ручьи и оросительные каналы. Этот план принадлежит к числу древнейших кадастровых планов.

До их появление основным источником информации о местоположении того или иного объекта были устные рассказы. Но по мере того как люди начали часто путешествовать на все более далекие расстояния, появилась необходимость долговременного хранения информации.

К наиболее древним из уцелевших картографических изображений относятся, например, план города на стене Чатал-Хююк (Турция), датируемый примерно 6200 г. до н. э., картоподобное изображение на серебряной вазе из Майкопа (около 3000 г. до н. э.), картографические изображения на глиняных табличках из Месопотамии (около 2300 г. до н. э.), многочисленные карты-петроглифы Валькамоники в Италии (1900–1200 годы до н. э.), египетская карта золотых приисков (1400 г. до н. э.) и др. Из Вавилона через греков западный мир унаследовал шестидесятеричную систему счисления, основывающую на числе 60, в которой сегодня выражаются географические координаты.

Ранние картографы сами занимались сбором описаний различных частей известного к тому времени мира, опрашивая моряков, солдат и искателей приключений и отображая полученные данные на единой карте, а недостающие места заполняли своей фантазией или честно оставляли незарисованые белые пятна.

Первые карты содержали огромное количество неточностей: поначалу никто и не помышлял о строгости измерений, масштабах, топографических знаках. Но даже такие карты ценились очень высоко. С их помощью можно было повторить путь, пройденный первооткрывателем, и избежать неприятностей, которые во множестве подстерегали путешественников.

Начиная с VI в. до н. э., основной вклад в технологию создания карт в Древнем мире внесли греки, римляне и китайцы.

К сожалению, греческих карт того времени не сохранилось, и вклад греков в развитие картографии можно оценить только по текстовым источникам – трудам Гомера, Геродота, Аристотеля, Страбона и других древних греков – и последующим картографическим реконструкциям.

Греческий вклад в картографию заключался в использовании геометрии для создания карт, в разработке картографических проекций и в измерении Земли.

Считается, что Создателем первой географической карты считают древнегреческого ученого Анаксимандра. В VI в. до н.э. он начертил первую карту известного тогда мира, изобразив Землю в форме плоского круга, окруженного водой.

Древние греки были хорошо осведомлены о сферической форме Земли, поскольку наблюдали ее округлую тень в периоды лунных затмений, видели, как корабли появляются из-за горизонта и исчезают за ним.

Греческий астроном Эратосфен (около 276–194 гг. до н. э.) еще в III веке до н. э. довольно точно вычислил размеры земного шара. Эратосфен  написал книгу «Географика», впервые применив термины «география», «широта» и «долгота». Книга состояла из трех частей. В первой части была изложена история географии; во второй описаны форма и величина Земли, границы суши и океаны, климаты Земли; в третьей проведено деление суши на части света и сфрагеды - прообразы зон природы, а также сделано описание отдельных стран. Им была составлена и географическая карта населенной части Земли.

Как уже отмечено выше, Эратосфеном  была доказана сферичность Земли и измерен радиус земного шара, а Гиппархом (около 190–125 гг. до н. э.) придумана и использована для картографических проекций система меридианов и параллелей.

В Римской империи картография была поставлена на службу практики. Для военных, торговых и административных надобностей создавались дорожные карты. Самая известная из них так называемая Пейтингерова таблица (копия карты IV в.), представляющая собой свиток из 11 склеенных листов пергамента длиной 6 м 75 см и шириной 34 см. На ней показана дорожная сеть Римской империи от Британских островов до устья Ганга, составляющая около 104 000 км, с реками, горами, населенными пунктами.

Венцом же картографических работ римского времени стало восьмитомное  сочинение «Руководство по географии» Клавдия Птолемея (90–168 гг.), где он  обобщил и систематизировал знания античных ученых о Земле и Вселенной; с указанием координат множества географических пунктов по широте и долготе;  где излагаются основные принципы создания карт и приводятся географические координаты 8000 пунктов. И, которое в течение I4 столетий пользовалось такой большой популярностью среди ученых, путешественников, купцов, что было переиздано 42 раза.

«География» Птолемея содержала, как уже говорилось все имеющиеся к тому времени сведения о Земле. Большой точностью отличались приложенные к ней карты. Они имеют градусную сетку.

Птолемей составил подробную карту Земли, подобной которой никто до него еще никто не создавал. На ней были изображены три части света: Европа, Азия и Ливия (как тогда называли Африку), Атлантический (Западный) океан, Средиземное (Африканское) и Индийское моря.

Довольно точно были изображены известные в то время реки, озера и полуострова Европы и Северной Африки, чего нельзя сказать о менее известных районах Азии, воссозданных сна основании отрывочных, нередко противоречивых географических сведений и данных.

8000 (восемь тысяч) точек  Атлантического до Индийского океана были нанесены по координатам; положение некоторых из них было определено астрономически, а большинство нанесено по маршрутам.

Карта вытянута в восточном направлении. На известные страны отведена половина карты. В южной ее части изображен огромный континент, названный Неизвестной землей.

Независимо от европейских традиций развивалась картография в Китае. Самый старый из сохранившихся документов по официальной съемке страны и созданию карт относится к династии Чжоу (1027–221 гг. до н. э.). А самыми древними китайскими картами из сохранившихся считаются карты на бамбуковых пластинках, шелке и бумаге, обнаруженные в фанматанских могилах времен Циньской (221–207 гг. до н. э.) и Западной Ханьской (206 г. до н. э. – 25 г. н. э.) династий, а также в мавандуйских могилах Западной Ханьской династии.

Эти карты по характеру изображения и детальности сравнимы с топографическими картами. По точности они существенно превосходили даже более поздние европейские карты.

Основной же китайский вклад в создание карт заключался в изобретении не позднее II в. до н. э. бумаги, на которой стали составляться карты, и прямоугольной сетки координат, которую впервые применил великий китайский астроном и математик Чжан Хэн (78–139 гг. н. э.). В дальнейшем китайские картографы неизменно пользовались прямоугольной сеткой координат.

Столетие спустя китайский картограф Пэй Сю (224–271 гг.) разработал принципы составления карт, основанные на использовании прямоугольной сетки координат, а также принципы измерения расстояний на основе законов геометрии.

Изобретение китайцами в VIII в. книгопечатания позволило им первыми в мировой истории приступить к печатанию карт. Первая из сохранившихся печатных китайских карт датируется 1155 годом.

1.2 Карты Средневековья

В раннем Средневековье картография пришла в упадок.

После распада в IV в. Римской империи научные и картографические достижения Античной Греции и Рима были забыты в Европе на несколько веков. Вплоть до X в. некоторое оживление в создании карт наблюдалось лишь в монастырях, где для иллюстрации богословских трудов помещались небольшие по размеру схематичные карты мира – mappae mundi, изображавшие Землю в виде круга, поделенного на пять тепловых поясов.

Вопрос о форме Земли перестал быть важным для философии того времени, многие снова начали считать Землю плоской. Получили распространение так называемые Т и О карты, на которых поверхность Земли изображалась состоящей из дискообразной суши, окружённой океаном (буква О).

Суша изображалась разделённой на три части Европу, Азию и Африку. Европу от Африки отделяло Средиземное море (нижняя часть буквы Т), Африку от Азии река Нил (правая часть перекладины Т), а Европу от Азии река Дон (Tanais) (левая часть перекладины Т).

Картографы того времени, скрывая свое географическое неведение, заполняли карту разнообразными художественными рисунками: пустыни и леса «заселялись» дикими зверями, обжитые места заполнялись фигурками людей, моря украшались рисунками кораблей и морских животных.

На фоне упадка географии и картографии в Европе в период раннего средневековья успешно развивалась арабская картография (вообще, греческая культура дошла до европейцев в основном благодаря арабам). Арабы усовершенствовали методы определения широты Птолемея, они научились использовать наблюдения звёзд вместо Солнца. Это повысило точность. Здесь, в Багдаде, в IX в. была переведена на арамейский, а затем на арабский язык «География» Птолемея.

Расцвет же арабской картографии связывается с именем арабского географа и картографа Идриси (1100– ок. 1165 гг.), создавшего карту известной в то время части мира на серебряной пластине размером 3,5 х 1,5 м, а также на 70 листах бумаги. Интересная особенность карты Идриси, как, впрочем, и других карт, составленных арабами— юг изображался сверху карты.

Распространение с X–XI веков в Средиземноморье компаса и потребности торгового мореплавания вызвали здесь появление в конце XIII в. первых навигационных карт – карт-портоланов, или компасных карт. Их родиной считается Каталония. На картах-портоланах подробно изображалась береговая линия Средиземного и Черного морей, указывалось много географических названий, а в ряде точек наносились компасные сетки, указывавшие положение стран света и промежуточные направления.

Кроме того, на некоторых из них изображалось побережье Атлантического океана от Дании до Морокко и Британских островов. Во второй половине XV в. на картах-портоланах стали помещать многочисленные изображения компасных роз. Самая древняя из сохранившихся карт-портоланов – Пизанская карта, датируемая примерно концом XIII в.

Некоторую революцию в европейской картографии устроило введение в пользование в конце XIII—начале XIV веков магнитного компаса. Появился новый тип карт— подробные компасные карты берегов портоланы (портуланы). Подробное изображение береговой линии на портоланах нередко совмещалось с простейшим делением на страны света Т и О карт. Первый дошедший до нас портолан датируется 1296 годом. Портоланы служили сугубо практическим целям, и как таковые мало заботились об учёте формы Земли.

В середине XIV века началась эпоха Великих географических открытий.

Из-за этого обострился и интерес к картографии. Важные достижения картографии доколумбовского периода— карта фра Мауро (1459 года, эта карта, в некотором смысле придерживалась концепции плоской Земли) и «Земное яблоко»— первый глобус, составленный немецким географом Мартином Бехаймом.

После открытия Америки Колумбом в 1492 году в картографии новые успехи— появился целый новый континент для исследования и изображения. Очертания американского континента стали ясны уже к 1530-м годам.

Весьма помогло развитию картографического дела изобретение книгопечатания.

Следующая революция в картографии— создание Герхардтом Меркатором и Абрагамом Ортелиусом первых атласов Земного шара. При этом Меркатору пришлось создать картографию как науку: он разработал теорию картографических проекций и систему обозначений. А название «атлас» ввел для сборника карт фламандский картограф Герард Меркатор, издавший в I595 г. «Атлас».

Атлас Ортелиуса под названием Theatrum Orbis Terrarum был напечатан в 1570 году, полностью атлас Меркатора был напечатан только после его смерти. Все мореплаватели XVI и начала XVII в. пользовались этим атласом, который насчитывал 70 (семьдесят) карт большого формата, сопровождаемых объяснительным текстом.

Каждая карта его атласа тщательно выгравирована на меди и снабжена градусной сеткой. На карте полушарий материки Старого и Нового Света были изображены со всеми подробностями, но их очертания еще не соответствовали действительности. Одна из карт посвящена Южному материку (Магелании), который простирался от Южного полюса до 40-50° ю.ш., дважды пересекал тропик Козерога и был отдален от Южной Америки проливом Магеллана. Огненная Земля и Новая Гвинея были изображены ее полуостровами.

Увеличению точности карт содействуют более точные способы определения широт и долгот, открытие Снеллиусом в 1615 году способа триангуляции и усовершенствование инструментов— геодезических, астрономических и часов (хронометров). Хотя некоторые довольно удачные попытки составления больших карт (Германии, Швейцарии и т. д.) были сделаны ещё в конце XIV и в XVII веках, однако только в XVIIIв. мы видим большой успех в этом отношении, а также существенное расширение более точных картографических сведений по отношению к Вост. и Сев. Азии, Австралии, Сев. Америке и т. д.

Важное техническое достижение XVIII века— разработка способов измерения высот над уровнем моря и способов изображения высот на картах. Таким образом, появилась возможность снимать топографические карты. Первые топографические карты были сняты в XVIII веке во Франции.

Первая карта России под названием «Большой чертеж» была составлена, как предполагают ученые, во второй половине XVI в. Однако ни «Большой чертеж», и последующие его дополненные и измененные экземпляры до нас не дошли. Сохранилось только приложение к карте – «Книга Большому чертежу». В нем содержались интересные сведения о природе и хозяйственной деятельности населения, об основных дорогах и главных реках как путях сообщения, о «городах» и различных оборонительных сооружениях на границах Русского государства.

Таким образом, географическая карта— величайшее творение человечества. Она служит замечательным средством познания и преобразования окружающего мира. Кней обращаются инженеры и исследователи, геологи и агрономы, ученые и военные, икаждый находит нужные ответы на свои вопросы.

При работе с картой есть возможность одновременно обозревать значительную площадь поверхности или всю поверхность Земли.

Только карта позволяет видеть и изучать взаимное расположение материков и кварталы городов, транспортные потоки между странами и маршруты перелета птиц.

С помощью карты можно делать выводы о многих процессах процессах и и закономерностях нашей планеты. На некоторых картах можно увидеть дно океана, строение земной коры, ледниковые покровы прошлого и даже заглянуть вбудущее.

Найденные археологами примитивные рисунки местности на камнях, бересте, дереве и даже на куске бивня мамонта, возраст которых достигает около 15тысячелетий, свидетельствуют отом, что зарождение карты уходит вдалекое прошлое.

Итак,  карта не просто важнейший источник географических знаний, а особое средство информации,  её нельзя заменить ни текстом,  ни живым словом.

2. Форма Земли

С формой Земли важно разобраться для того, чтобы понимать, как выпуклая поверхность планеты проецируется на плоскость и превращается в карту.

Оформе иразмерах Земли люди имели достаточно реальные представления еще доначала нашей эры. Так, древнегреческий философ Аристотель (384-322дон.э.) полагал, что Земля имеет шарообразную форму, авкачестве доказательства приводил округлость формы земной тени вовремя лунных затмений, поскольку только шар при освещении слюбой стороны всегда дает круглую тень.

А с другой стороны, с наблюдениями мореплавателей за появлением из-за горизонта приближающихся кораблей: сначала показывалась верхняя часть мачты, а затем, постепенно, по мере приближения корабля, появлялись и остальные его части. Объяснить эти явления можно было, считая форму Земли шарообразной.

После того как была высказана гипотеза о шарообразности Земли, возник вопрос о нахождении ее размеров. Первое измерение Земли, по-видимому, было произведено халдеями в VI в. до н.э. Однако способ, которым они производили измерения, до нас не дошел. В Древней Греции также занимались измерениями Земли, на что указывает древнегреческий философ Аристотель.

Эратосфен, живший вАлександрии (332-331гг.до н.э.) выбрал, около 230г.доР. X., для своего градусного измерения дугу александрийского меридиана, предположив, что нанем жележит Ассуан (Ассуан, — 24° 8’ 6" ш.и30° 34’ 39" д., последний изгородов, встречаемых вЕгипте состороны Нубии). Светилом для измерения высот служило Солнце (рис.1).

Рисунок 1 – Измерение размеров Земли

Эратосфен узнал, что вАссуане, вовремя летнего солнцестояния, вполдень, можно видеть изображение Солнца вглубоких колодцах, т.е., что Солнце достигает там вэто время зенита, ивысота его равна стало быть 90°.В Александрии, понаблюдениям тени гномона (гномон — древнейший астрономический инструмент, состоящий извертикального стержня нагоризонтальной площадке. Подлине инаправлению тени стержня можно определять высоту иазимут Солнца), в тожесамое время, Солнце оказывалось удаленным отзенита наодну пятидесятую часть окружности или на7°12’, так что для разности широт этих городов получилась непосредственно величина 7°12’.

Сдругой стороны, израссказов купцов, сопровождавших свои караваны, Эратосфен узнал, что путь между Ассуаном иАлександрией лежит почти внаправлении полуденной тени, т.е.померидиану, и,судя повремени, необходимому навесь переход, ипоскорости движения караванов, расстояние между названными городами равно 5000стадиям (800км). Если 7°12’ соответствуют 5000стадиям (800км), тодлина окружности или 360° выходит равна 250000стадий (40000км), арадиус Земли = 39789стадий (6366км).

Поновейшим определениям разность широт Александрии иАссуана равна 7°7’, иоба города нележат наодном меридиане, (Ассуан почти на3° восточнее Александрии), там неменее астрономическая часть работы Эратосфена для своего времени была почти безупречна. Кнесчастью истинная длина египетской стадии была неизвестна. Разные ученые исследователи определяют ееот158до 185метров, ипотому оточности этого первого градусного измерения внастоящее время нельзя составить себе верного представления. Во всяком случае, как упомянуто выше, основание способа Эратосфена совершенно верно иприменяется досих пор.

Следующая попытка определить размеры Земли была сделана Посидонием (135-50дон.э.) Крайними точками дуги меридиана избраны были Александрия иостров Родос. Угловое расстояние получено изнаблюдений звезды Канопуса (Канопус (Argus), звезда первой величины всозвездии «Корабль Арго»; видна внашем полушарии южнее 37,5° сев. широты), которая вАлександрии поднимается довысоты 7°, анаРодосе едва показывается нагоризонте, так что высота еетам почти равна 0°.

Линейное расстояние оценено повремени перехода судов ипринято равным 5000стадиям (800км). Отсюда окружность Земли оказывается 240000стадий (38400км). Результат Посидония признается менее удовлетворительным, чем вывод Эратосфена, потому что навысоты светил близ горизонта весьма значительно влияет преломление лучей ватмосфере, тогда еще неизвестное, даиоценка линейного расстояния поморю немогла быть благонадежной.

Ныне известно, что разность широт Александрии иРодоса всего 5°, иони далеко нележать наодном меридиане.

Замечательно, что всочинениях Птоломея (87-165), известного александрийского астронома, неупоминается обопределении размеров Земли, хотя вего «Географии» видимо подразумевается еешарообразность идлина одного градуса принимается равною 500стадиям (80км), что дает для окружности всей Земли 180000стадий (28800км)— число значительно меньшее, чем результаты Эратосфена иПосидония.

После уничтожения александрийской библиотеки, всмутные годы первых веков нашей эры, всякие научные работы прервались, иновая попытка градусного измерения сделана лишь в827году арабами, которые, достигнув политического могущества, влице своих калифов слюбовью покровительствовали развитию точных наук.

Калиф Альмамум, сын Гарун–аль–Рашида, приказал своим астрономам Калид–бен–Абдулмелику иАли–бен–Изп измерить дугу меридиана вравнине Синджар, лежащей кзападу отреки Тигра инынешнего города Мосула.В избранной исходной точке, около 35° северной широты, арабские ученые разделились надве парии инаправились одна насевер, другая паюг,производя измерения арабскими локтями. Эти измерения продолжались дотех пор, пока каждая пария непрошла померидиану 1°, что определялось имевшимися тогда угломерными инструментами повысотам звезд. Одна пария получила для градуса меридиана величину 56,адругая 56⅔ мили по4000локтей. Второе число было признано точнее первого ипринято завеличину градуса меридиана.  

Арабский локоть равен приблизительно 49⅓ сантиметрам, так что длина арабской мили выходит около 1973метров или 926.3саженей. Отперемножения этого числа на56⅔ получается для длины градуса, под широтой 35°, 104.8версты (111.088км), что весьма близко ксовременным определениям.

В средние века сведенья греков иарабов ошарообразности Земли иеевеличине были забыты, итолько вначале XVI века, после эпохи великих морских путешествий, произведена новая попытка определения размеров Земли. Именно, французский ученый иврач короля Франциска II–го, Фернель (1497-1558), в1528году, измерил дугу меридиана вблизи Парижа. Угловые высоты Солнца онопределял при помощи треугольника сдиоптрами, одна сторона которого была разделена начасти, соответствующая минутам дуги, линейное жерасстояние Фернель получил счетом оборотов колеса своей повозки. Длина градуса меридиана под широтою Парижа получилась равною 56746тоазам или около 51838саженей (110.41км).

Теперь самое время вспомнить, что форма Земли все-таки отличается отшара. Еще Ньютон теоретически доказал, что Земля сплюснута уполюсов. Однако проверить это напрактике вотношении Земли было совсем непросто. Только вследующем веке было организовано несколько экспедиций специально для того, чтобы измерить длины двух дуг меридиана, по1° каждая, одна как можно ближе кэкватору, другая — кполюсу.

В конце концов выяснилось, что дуга в1° вэкваториальных широтах (измерения 1735-1743гг.вПеру) действительно короче, чем вполярных (1736-1737гг.вЛапландии), что иявляется прямым доказательством сжатия Земли кполюсам. Здесь следует пояснить, что измерения дают нерадиус Земли (т.е.расстояние отповерхности доцентра), арадиус кривизны поверхности, т.е.радиус окружности, которая наданном участке ближе всего соответствует дуге меридиана. Поскольку меридианы уполюсов изогнуты слабее, чем уэкватора, товпервом случае ирадиусы ихкривизны больше.

Кстати, результатом этих экспедиций стало также принятие новой единицы длины, которую определили как 1/40000000часть отполной длины Парижского меридиана. Эта единица получила название метр, ипоэтому неудивительно, что длина земного экватора так близка ккруглому числу 40000км.

В целом, кконцу восемнадцатого века ученые имели очень точное представление оформе и размерах Земли и об ее удаленности от Солнца и планет. Сегодня мы уже точно знаем, что форма Земли – геоид, близка к сплюснутому эллипсоиду — шарообразная форма с утолщениями на экваторе.

Осталось только упомянуть, что при еще более точном рассмотрении форма Земли отличается отэллипсоида вращения, ивмасштабах меньше километра имеет весьма сложную форму поверхности. Между прочим, под поверхностью Земли вданном случае подразумевается нереальный рельеф поверхности совсеми горами, холмами инизинами, аусредненный уровень воды вокеанах, который спомощью нивелирования удается продолжить ипод сушей (высота над уровнем моря).

Эта поверхность является уровневой, т.е.она всюду перпендикулярна кнаправлению силы тяжести иотличается отэллипсоида вращения небольше, чем нанесколько сотен метров, аесли зафигуру Земли принять трехосный эллипсоид (экватор можно представить как эллипс сразностью полуосей около 200м), тоотличие геоида отнего непревысит 100м.Это отличие вызвано неравномерным распределением масс как наповерхности Земли (континенты иокеаны), так ивнутри нее — вследствие ихвлияния навеличину инаправление силы тяжести.

Геодезические и астрономические исследования позволили определить истинную форму и размеры Земли. Расстояние точек геоида, до точек аппроксимирующего его эллипсоида составляет до 100 метров. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742км. Это 40 000 км/π, так как метр в прошлом определялся, как 1/10 000 000 расстояния от экватора до северного полюса через Париж.

Известно, что планета сформировалась под действием двух сил - силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов. Вращение земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43км больше, чем диаметр между полюсами планеты.

В XX в. использование ЭВМ и искусственных спутников Земли дало возможность еще более точных измерений. Определяя с помощью радаров от станций наблюдения до спутника и обрабатывая их на ЭВМ, находят траекторию движения спутника, а по ней и уточняют форму Земли.

Трёхмерная модель Земли – называется глобус. В отличие от карт, на глобусе нет искажений и разрывов, поэтому глобус удобен для получения общего представления о расположении материков и океанов.

Первыми глобусами были, конечно же, глобусы звездного неба. Люди привыкли представлять небесный свод в виде опрокинутого над Землей купола, по которому плывут Солнце  и  Луна,  другие  светила  и  созвездия.  Небесные глобусы отражали собственные наблюдения человека,  его, так  сказать, конкретный опыт. Совсем другое дело - земные глобусы. Они стали отражением определенной концепции  устройства  Вселенной  и  появились  после  того,  как стало  ясно,  что  Земля - это шар, а не плоский диск. И лишь тогда, когда были сформированы начальные представления о математической основе карт, меридианах, параллелях, масштабе и системе условных обозначений.

Во всяком  случае,  первые  земные  глобусы  стали  этапом развития  античной  географии и картографии и накопления обширных знаний по астрономии и геодезии. В классически  стройной  и  геометрически  совершенной  картине  мироздания,  созданной  античными учеными, глобусы заняли заметное место благодаря своей простоте, особой красоте и целесообразности.

В произведениях античных писателей упоминается о том, что некий Кратес Малосский — древнегреческий философ, последователь Аристотеля и хранитель Пергамской библиотеки, еще во II веке до н. э. изготовил модель Земли в форме шара. Ни сама эта модель, ни какие-либо ее изображения до наших дней не дошли, сохранился рисунок (рис.2). Однако те, кто видел этот глобус, говорили, что «Кратес нарисовал на шаре единую сушу, разделив ее на части пересекающимися реками, которые назывались океанами…».

Рисунок 2 – Глобус Кратеса

В период Средневековья интеллектуальные достижения Древней Греции и Рима, в том числе  ее картографическое наследие, были  забыты и во многом  утрачены. К ним возвратились  лишь  в XV в.,  когда  появилась необходимость  отобразить  в картографической  форме новые знания о природе, о великих географических открытиях. Поэтому самым первым, по крайней мере самым древним из всех сохранившихся глобусов, считается шарообразная модель Земли диаметром 54 см, созданная немецким географом, путешественником и математиком Мартином Бехаймом в 1492 году, находящаяся ныне в музее города Нюрнберга.

На «Земном яблоке», именно так назвал Бехайм свое детище (глобусами, от латинского globus — «шар», копии Земли стали называть позже), были отображены географические представления о поверхности Земли накануне открытия Нового Света, основывавшиеся на данных, взятых с карт мира древнегреческого ученого Птолемея, жившего во II веке.

Глобус Бехайма зафиксировал доколумбовы представления о земном шаре как раз накануне  открытия  Америки.  На  нем  подробно  представлен  хорошо  известный  европейцам Старый Свет, но отсутствует Америка, а Атлантический океан простирается до берегов Восточной Азии.

Впервые предложил практически использовать шарообразность земли Христофор Колумб, когда он собрался в Индию. На глобусе были изображены Европа, Азия, Африка, которые занимают около половины всей поверхности Земли, и нет Северной и Южной Америки, Антарктиды, Австралии. Атлантический и Тихий океаны представлены как единый водный бассейн, а на месте Индийского океана расположены Восточный Индийский океан и Бурное Южное море, разделенное обширным архиелагом островов.

Очертания океанов и материков далеки от действительных, поскольку в основу создания глобуса были положены сведения, основанные на представлениях античных географов и данных арабских и других путешественников, посетивших страны Востока, Индию и Китай.

Авторитетный историк картографии Л.Багров пишет: «Считалось, что этот глобус отразил космографические идеи, легшие в основу «индийского предприятия» Колумба еще до того, как он отплыл в 1492 г. в свою первую экспедицию. Совершенно невозможно, однако, чтобы Колумб мог когда-либо видеть этот глобус или встречаться с  Бехаймом, поэтому более разумно предположить, что он видел  прототип  этого  глобуса и сверялся  с  ним.  Таким прототипом,  по  всей  вероятности,  была  градуированная  по  долготе  карта  мира  Мартелла, причем, возможно, печатная карта.[1]

Вскоре глобусы, дающие наиболее точные картографические представления и пользующиеся большим спросом у ученых и моряков, начали появляться во дворцах монархов, кабинетах министров и просто модных домах Европы, став символом просвещения.

Глобус, где был впервые изображен Новый Свет, всего  через 15 лет  изготовил  другой немецкий  картограф и издатель М.Вальдзеемюллер.  В 1507 г.  он перевел и опубликовал записки А.Веспуччи и свою Карту мира, специально составленную для глобуса в виде 12  меридианных  полос.  На  ней  Новый  Свет  назван Америкой, выделены Северный и Южный материки, а к  западу от них  также  впервые  показан  Тихий  океан. Карта  для  глобуса  Вальдзеемюллера  сохранилась. 

Следующей  по  времени  вершиной  в  глобусном картографировании  считают  глобусы « короля  картографов»,  космографа  и  гравера  Г.Меркатора (1512–1594). Его достижения хорошо известны, а имя увековечено  в  названии  проекции,  используемой  для  морских и аэронавигационных карт. Наиболее совершенный  из  своих глобусов Меркатор  изготовил  в 1541 г.  Шар  имел  в диаметре 42 см  и  вращался  вокруг  вертикальной  полярной  оси,  скрепленной с массивным медным кольцом, имевшим градусные деления. Само кольцо вместе с глобусом поворачивалось в горизонтальном круге подставки, также раз деленном на градусы. Конструкция позволяла поворачивать глобус в любом на правлении и удобно отсчитывать по нему углы и расстояния. 

Одна особенность заметно выделяла глобус 1541 г. среди других подобных произведений: на его поверхность была  нанесена система линий - локсодромий, предназначенных для облегчения судовождения. Иначе говоря, Меркатор впервые попытался изготовить навигационный глобус. На  нем  он  опробовал  идею, которую  воплотил и развил  на знаменитой карте мира 1569 г.

В XVI–XVII вв. глобусы использовались на морских судах. Но по мере появления подробных крупномасштабных навигационных карт и атласов они потеря ли значение для мореплавания  и  продолжали  оставаться  лишь  незаменимым  наглядным  средством  обучения  в университетах и школах.

Электронные модели значительно расширили свойства глобусов, сняли многие ограничения, связанные с их изготовлением и использованием, расширили сферу применения. [2] 

Таким образом, роль карты исключительно важна. Однако самое верное представление овзаимном расположении материков и океанов, рек и гор дает глобус, т.к. на карте земная поверхность изображена сискажениями, так как нельзя выпуклую поверхность без разрывов наложить на плоскость. Как же перейти от глобуса ккарте, как перенести сферическую поверхность Земли на плоскость? На помощь приходит градусная сеть, ее помощью по клеткам можно перенести сглобуса контуры материков, реки, города и другие точки по их географическим координатам.

С глубокой древности глобус служил для навигации, фиксации новых открытий, изображения глобальных природных закономерностей.

В 1492 г. первый глобус Земли современного типа изготовил астроном и космограф М.Бехайм. Глобус Бехайма зафиксировал доколумбовы представления о земном шаре как раз накануне открытия Америки. На нем подробно представлен хорошо известный европейцам Старый Свет, но отсутствует Америка, а Атлантический океан простирается до берегов Восточной Азии.

Следующей по времени вершиной в глобусном картографировании считают глобусы «короля картографов», космографа и гравера Г.Меркатора, его достижения хорошо известны, а имя увековечено в названии проекции, используемой для морских и аэронавигационных карт.

Подлинный расцветкарт и глобусов произошел на рубеже третьего тысячелетия в связи с появлением ГИС.

Заключение

История географической карты, картографии неразрывно связано с историей человеческого общества. Возникнув на заре человеческой цивилизации, задолго до возникновения письменности, картографические изображения служили сначала для передачи сообщений о местах добычи пищи и охоты, затем постепенно они приобретали все большее и большее значение для передачи другой информации об окружающем человеке пространстве, превратись, наконец, в универсальное средство передачи фактически любой пространственной информации.

Постепенное расширение использования карты в различных сферах деятельности человека обусловливало развитие и совершенствование условных знаков карты и ее оформления. К наиболее древним из уцелевших картографических изображений относятся, например, план города на стене Чатал-Хююк (Турция), датируемый примерно 6200 г. до н. э., картоподобное изображение на серебряной вазе из Майкопа (около 3000 г. до н. э.), картографические изображения на глиняных табличках из Месопотамии (около 2300 г. до н. э.), многочисленные карты-петроглифы Валькамоники в Италии (1900–1200 годы до н. э.), египетская карта золотых приисков (1400 г. до н. э.) и др. Из Вавилона через греков западный мир унаследовал шестидесятеричную систему счисления, основывающую на числе 60, в которой сегодня выражаются географические координаты.

Начиная с VI в. до н. э., основной же вклад в технологию создания карт в Древнем мире внесли греки, римляне и китайцы. Греческий вклад в картографию заключался в использовании геометрии для создания карт, в разработке картографических проекций и в измерении Земли. В Римской империи картография была поставлена на службу практики. Для военных, торговых и административных надобностей создавались дорожные карты. Независимо от европейских традиций развивалась картография в Китае. Карты по характеру изображения и детальности сравнимы с топографическими картами. По точности они существенно превосходили даже более поздние европейские карты.

После распада в IV в. Римской империи научные и картографические достижения Античной Греции и Рима были забыты в Европе на несколько веков.

С XV в. развитие картографии пошло стремительными темпами, обусловленное тремя основными причинами – турецкой оккупацией Константинополя, изобретением книгопечатания в Европе и началом эры Великих географических открытий.

Глобус - трёхмерная модель Земли был создан около 150г. до н.э. Кратетом Малльским. В отличие от карт, на глобусе нет искажений и разрывов, поэтому глобус удобен для получения общего представления о расположении материков и океанов.

 В настоящее время для создания карт используют аэро- - и космические съёмки и компьютерные технологии, а электронные модели глобусов значительно расширили их свойства, сняли многие ограничения, связанные с их изготовлением и использованием, расширили сферу применения.

Список использованной литературы

1. Багров Л. История картографии / Л.Багров. - М.: Центрполиграф, 2005. – 523 с.

2. Берлянт А.М. Глобусы – второе рождение / А.М.Берлянт // Вестн. Моск. Ун-та. Геогр. Природа. 2007. - №8. - С.9-28.

3. Замай С.С. Программное обеспечение и технологии геоинформационных систем: Учеб. пособие / С.С.Замай, О.Э.Якубайлик. - Красноярск: Краснояр. гос. ун-т., 1998. - 110 с.

4. Магидович И.П. Очерки по истории географических открытий / И.П.Магидович, В.И.Магидович. – М.: Просвещение, 1984. – 287 с.

5. Максаковский В.П. Географическая картина мира: учебник для вузов / В.П.Максаковский.- Кн. I: Общая характеристика мира. - М.: Дрофа, 2003.- 496 с.

6. Салищев К.А. Картоведение / К.А.Салищев. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 437 с.

7. Шибанов Ф.А. Очерки по истории Отечественной картографии / Ф.А.Шибанов. - Издательство Ленинградского Университета, 1971. – 159 с.

Приложение

Примитивные рисунки местности, примерно в 15  тысяч лет назад

Вид Земли по Геродоту

Карта Эратосфена

Дорожные карты

Проекция Меркатора

[1] Багров Л. История картографии. М., 2004.

[2] Берлянт А.М. // Вестн. Моск. Ун-та. Геогр. 2006. №4. С.43–48.