Siatki geograficzna i kartograficzna

Podstawą lokalizacji obiektów na Ziemi jest wyznaczenie i przyjęcie umownych linii nazywanych południkami i równoleżnikami. Ich układ na globusie nazywamy siatką geograficzną. W siatce geograficznej równoleżniki są okręgami, których płaszczyzny są prostopadłe do osi ziemskiej, a południki są półokręgami zbiegającymi się na biegunach.

Podczas przenoszenia siatki geograficznej na płaszczyznę, południki i równoleżniki mogą przyjmować różne kształty – linii prostych lub krzywych, okręgów czy łuków, zależnie od przyjętego odwzorowania kartograficznegoodwzorowanie kartograficzneodwzorowania kartograficznego. Ich obraz widoczny na mapie nazywamy siatką kartograficzną.

Kierunki geograficzne

Linie siatek geograficznej i kartograficznej umożliwiają orientację według kierunków geograficznych. Południki wskazują kierunki północ–południe, a równoleżniki wschód–zachód. Te cztery kierunki główne, zwane również kardynalnymi, opisywane są skrótami wywodzącymi się z języka angielskiego:

• N (ang. north) – północ

• S (ang. south) – południe

• E (ang. east) – wschód

• W (ang. west) – zachód

Uzupełnieniem kierunków głównych są cztery kierunki pośrednie (interkardynalne) opisywane dwuliterowymi skrótami: NE (północny wschód), SE (południowy wschód) SW (południowy zachód), NW (północny zachód).

Niekiedy przydatne mogą być również bardziej szczegółowe oznaczenia kierunków zapisywane wówczas trójliterowym skrótem, np. SSW (południowy południowy wschód), WNW (zachodni północny zachód), ESE (wschodni południowy wschód).

Graficznym obrazem kierunków jest róża kierunków (wiatrów).róża kierunków (wiatrów)róża kierunków (wiatrów).

RlrCrSAReQRPm

Na obrazku przedstawiona czarno – biała róża wiatrów. Zbudowana jest ona z trójkątów ostrokątnych, w tym czterech większych, spotykających się pośrodku, skierowanych w cztery strony świata. Przypisane są do nich litery oznaczające międzynarodowe skróty od kierunków świata. Są to zgodnie z ruchem wskazówek zegara: N - północ, E - wschód, S-południe oraz W-zachód. Oprócz nich są ukazane mniejsze trójkąty wskazujące kierunki pośrednie, zwrócone na ukos względem większych trójkątów z przyporządkowanymi kombinacjami liter oznaczającymi je. Na rysunku dominuje czerń i odcienie szarości.

Współrzędne geograficzne

Opisanie lokalizacji za pomocą kierunków terenu nie pozwala jednakże na precyzyjne wskazanie lokalizacji. Do orientacji na kuli ziemskiej wykorzystuje się więc układ współrzędnych sferycznychwspółrzędne sferycznewspółrzędnych sferycznych – szerokość i długość geograficzną.

Szerokość geograficzna (φphi) to kąt zawarty między płaszczyzną równika a promieniem ziemskim wyprowadzonym z danego punktu. Kąt ten przyjmuje wartości od 0° na równiku do 90° na biegunie północnym i 90° na biegunie południowym.

Długość geograficzna (λlambda) to kąt dwuścienny zawarty między półpłaszczyznami południka początkowego (0°) i południka przechodzącego przez dany punkt. Kąt ten przyjmuje wartości od 0° do 180° na półkuli wschodniej i do 180° na półkuli zachodniej.

RTR37iShXfj4E

Na rysunku przedstawiono schemat długości i szerokości geograficznej. Widoczna jest sfera symbolizująca powierzchnię globu ziemskiego. Na dolnym i górnym skrajnym punkcie sfery oznaczono dwa punkty - górny oznacza biegun północny, a dolny biegun południowy. Między nimi poprowadzona jest prosta, cienka, przerywana linia przez środek sfery. Pośrodku linii zaznaczony jest biały punkt symbolizujący jądro ziemi. Od bieguna północnego do bieguna południowego po powierzchni sfery poprowadzone są dwa żółte łuki, oznaczające południki. Południk z lewej strony to południk zerowy, w górnej jego części zaznaczony jest punkt z napisem Greenwich. W środkowej części globu na powierzchni sfery zaznaczono zielony okrąg oznaczający równik. Przecina się on z południkami w punkcie 0. Na linii równika wytyczono odcinek zakończony strzałkami, symbolizujący długość geograficzną. Na południku oznaczony punkt z literą M w jego górnej części. Od niego wzdłuż południka aż do równika wytyczono odcinek oznaczony jako szerokość geograficzna.

Określanie współrzędnych geograficznych punktu

W praktyce lokalizujemy punkty za pomocą wartości liczbowych, tzw. koordynat geograficznych. Przyjęto, że najpierw podawana jest szerokość geograficzna, a następnie długość geograficzna.

Aby podać szerokość geograficzną, należy zapisać wartość równoleżnika przechodzącego przez dane miejsce oraz wskazać, na której półkuli – północnej czy południowej – się znajduje. Do określenia długości geograficznej zapisujemy odpowiednio wartość liczbową południka przechodzącego przez dane miejsce oraz półkulę wschodnią lub zachodnią.

Rlyb0xp5aEXrd

Na ilustracji ujęty jest schemat określenia szerokości geograficznych. Przedstawia on zieloną elipsę ułożoną w orientacji poziomej symbolizującą powierzchnię Ziemi. Z góry do dołu przecięta jest prostą czarną linią oznaczającą południk 90 stopni, a z lewej do prawej czarną linią oznaczającą równoleżnik 0 stopni. Inne południki zobrazowane są w postaci szarych łuków. Każdy z nich zaczyna się i kończy w tym samym punkcie co południk 90 stopni. Południki rozchodzą się w lewo i w prawo. Im dalej dany południk znajduje się od południka 90 stopni, tym przyjmuje wizerunek bardziej zakrzywionego łuku. Z kolei równoleżniki mają postać prostych szarych linii z dołu i z góry równoleżnika 0. Na równoleżniku 0 przedstawione są cyframi oznaczenie poszczególnych południków. W prawą stronę równoleżniki są oznaczone rosnąco od zera stopni do 180 stopni, a w lewą malejąco od zera do 180 stopni co 20. Analogicznie równoleżniki w górę od równoleżnika 0 są oznaczone rosnąco, a w dół malejąco co 20 stopni. Ostatni to równoleżnik na rysunku to 80 stopni. Południk 90 stopni i równoleżnik 0 stopni dzielą schemat na cztery części. Część na lewo od południka i u góry w stosunku do równoleżnika jest oznaczona jako NW czyli szerokość geograficzna północna, a długość geograficzna zachodnia. Na prawo od południka i u góry od równoleżnika jest część NE - szerokość geograficzna północna, długość geograficzna wschodnia. Na dole od równoleżnika, a na lewo od południka jest obszar oznaczony jako SW - szerokość geograficzna południowa, długość geograficzna zachodnia. Na dole od równoleżnika, a na prawo od południka oznaczona jest część SE czyli szerokość geograficzna południowa, a długość geograficzna wschodnia.

Zazwyczaj opis siatki kartograficznej podawany jest w stopniach kątowych (°). Sąsiadujące linie siatki rysowane są co określoną wartość, zależną od skali mapy i wielkości przedstawianego obszaru. Zazwyczaj linie siatki wyznaczone są co np. 1°, 10° lub 20°. Warto pamiętać, że wpływa to na dokładność odczytu współrzędnych. Chcąc określić położenie z większą dokładnością, stosujemy minuty (′) lub sekundy (″) kątowe.

Zapamiętaj!

1° = 60′

1′ = 60″

1° = 60′ = 3600″.

RGiMEZwoD325w

Na ilustracji przedstawiony schemat wyznaczania długości i szerokości geograficznej. Widać zieloną kulę obrazującą ziemski glob. Na kuli siatka równoleżników i południków. Równoleżniki to łuki koloru różowego, a południki linie koloru niebieskiego. Dla celów pomocniczych wyznaczony jest punkt, gdzie przecina się równoleżnik 0 oraz południk 90. Na schemacie zaznaczony czarny punkt, którego współrzędne należy odczytać. Na równoleżniku 0 jest naniesiona czarna, przerywana strzałka skierowana w lewą stronę. Wyznacza punkt to długości geograficznej zachodniej. Wzdłuż lewej, górnej krawędzi kuli niebieska strzałka oznaczająca długości geograficzną północnej. W celach pomocniczych od punktu przecięcia równoleżnika 0 południkiem 90 prowadzi czarna cienka linia. Łączy się ona z dwoma czarnymi grubymi strzałkami. Jedna jest z nich skierowana na punkt, który należy wyznaczyć a druga z nich prowadzi do miejsca na równoleżniku 0 równoległym do punktu. Od południka 90 stopni biegnie strzałka w lewą stronę z napisem 45 stopni, o tyle stopni jest oddalony od niego wyznaczany punkt. Między grubymi strzałkami znajduje się strzałka w górę z napisem 45 stopni - o tyle stopni od równoleżnika 0 jest oddalone położenie południkowe punktu. Nad schematem jest ujęte ustalona na rysunku długość i szerokość geograficzna - 45 stopni N i 45 stopni W.

Polecenie 1

Określ współrzędne geograficzne punktów A i B.

R1VePGhlrfG47

Na ilustracji fragment siatki kartograficznej: czarne linie, które przecinają się nawzajem. Każda z linii pionowych oznacza południki, a linie poziome równoleżniki. Na schemacie południki oznaczono od 7 stopnia rosnąco w lewą stronę – każda odległość między liniami to 10 minut. Linie równoleżników zaczynają się od 5 stopni i są uszeregowane rosnąco w dół - odległość między liniami to 20 minut. Linie oznaczające pełne stopnie są zaznaczone kolorem czarnym, a minuty kolorem czerwonym. Na schemacie są przedstawione czarne punkty A i B, których długość i szerokość geograficzną należy odczytać. Punkt A jest na wysokości południka 8 stopni 10 minut W, a równoleżnika 6 stopni 20 minut S. Punkt B nie leży na przecięciu linii - leży na wysokości 7 stopni 45 minut W i długości 5 stopni 30 minut S.

RsQZ060sfXdGL

(Uzupełnij).

---

Pokaż klucz odpowiedzi

Punkt	Szerokość geograficzna	Długość geograficzna
A	6°20′S	8°10′W
B	5°30′S	7°45′W

Polecenie 1

Zapoznaj się z opisem współrzędnych geograficznych punktów A i B.

Na ilustracji fragment siatki kartograficznej: czarne linie, które przecinają się nawzajem. Każda z linii pionowych oznacza południki, a linie poziome równoleżniki. Na schemacie południki oznaczono od 7 stopnia rosnąco w lewą stronę – każda odległość między liniami to 10 minut. Linie równoleżników zaczynają się od 5 stopni i są uszeregowane rosnąco w dół - odległość między liniami to 20 minut. Linie oznaczające pełne stopnie są zaznaczone kolorem czarnym, a minuty kolorem czerwonym. Na schemacie są przedstawione czarne punkty A i B, których długość i szerokość geograficzną należy odczytać. Punkt A jest na wysokości południka 8 stopni 10 minut W, a równoleżnika 6 stopni 20 minut S. Punkt B nie leży na przecięciu linii - leży na wysokości 7 stopni 45 minut W i długości 5 stopni 30 minut S.

Polecenie 2

Odszukaj na mapie w atlasie i wpisz nazwy obiektów geograficznych, których lokalizację zaznaczono na fragmentach siatek kartograficznych.

RPzrmfVPPqmww

Na ilustracji dwa schematy przedstawiające fragment siatek kartograficznych. Na pierwszym schemacie widać dwa południki: 60 i 70 stopni. Widać także dwa równoleżniki: 30 i 40 stopni, każdy z nich w postaci czarnej linii. Południki się przecinają z równoleżnikami. Na schemacie pierwszym czerwony napis + A w środku pola. Na drugim schemacie dwa południki: 6 i 7 stopni i równoleżniki 45 stopni i 46 stopni. Są w postaci czarnych linii. Ich wartość rośnie w górę. Na drugim schemacie w środku pola widnieje czerwony napis + B.

R18PeNgo1gcWW

(Uzupełnij).

Pokaż klucz odpowiedzi

Punkt	Nazwa obiektu
A	Aconcagua
B	Mont Blanc

R11NwesBOZKNC

Ćwiczenie 1

Uzupełnij luki w tekście. 1° = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″

1′ = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″

1° = 60′ = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″.

Uzupełnij luki w tekście. 1° = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″

1′ = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″

1° = 60′ = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″.

Uzupełnij luki w tekście.

60′, 60″, 3600″

1° = ..............

1′ = ..............

1° = 60′ = ...............

Określanie współrzędnych geograficznych obszarów

Określając położenie geograficzne punktów, podawana była wartość równoleżnika oraz południka przechodzącego przez dane miejsce. Dla obiektów powierzchniowych – np. kontynentów, państw czy innych jednostek administracyjnych – jest to niewystarczające, ponieważ przez obszar przebiega wiele równoleżników i południków.

Dlatego w tym przypadku należy odnaleźć cztery skrajne punkty danego obszaru, czyli miejsca najbardziej wysunięte na północ, południe, wschód i zachód, a następnie określić wartości linii siatki kartograficznej, w którą dany obiekt został wpisany. Oznacza to, że wystarczające jest podanie wartości równoleżników przechodzących przez skrajne punkty północny i południowy oraz wartości południków przechodzących przez skrajne punkty wschodni i zachodni.

Do opisu lokalizacji obszarów można również stosować tzw. rozciągłość, czyli wielkość kątową między skrajnymi punktami. Rozciągłość południkowa to różnica szerokości geograficznej między najdalej wysuniętymi na północ i południe punktami obszaru. Rozciągłość równoleżnikowa oznacza z kolei różnicę długości geograficznej między najdalej na wschód i na zachód wysuniętymi punktami obszaru.

Zapamiętaj!

Jeśli skrajne punkty znajdują się na tych samych półkulach, rozciągłość jest różnicą wartości południków lub równoleżników. Jeśli natomiast skrajne punkty znajdują się na różnych półkulach, rozciągłość jest sumą wartości południków lub równoleżników.

Rozciągłość południkową i równoleżnikową podaje się najczęściej w stopniach, minutach i sekundach kątowych. Można również przeliczyć te wartości na jednostki długości, np. metry lub kilometry. Ponieważ wszystkie południki na kuli ziemskiej mają taką samą długość, w przypadku rozciągłości południkowej działania obliczeniowe polegają na przeliczeniu stopni na jednostki długości według proporcji 1° (60′) = 111,11 km, 1′ = 1852 m.  Podobne obliczenia dla rozciągłości równoleżnikowej wymagają natomiast posiadania danych o długości obwodu konkretnego równoleżnika.

Przykład określania współrzędnych geograficznych i rozciągłości obszarów na mapie:

RBGmsyEfB8s8U

Na ilustracji przedstawiono rozciągłość południkową i równoleżnikową Afryki. Schemat ma formę fragmentu siatki kartograficznej. Na siatce są przedstawione kolorem niebieskim akweny wodne otaczające Afrykę. W środku znajduje się kontynent afrykański koloru żółtego. Na siatce są przedstawione równoleżniki, które przecinają kontynent i jego okolice. Na brzegach Afryki zaznaczono skrajne punkty kontynentu - równoleżnikowo na zachód jest to Przylądek Zielony o współrzędnej 17 stopni 30 minut W, na wschód Przylądek Hafun o współrzędnych 51 stopni 23 minuty E. Obok równoleżnika 0 strzałka koloru brązowego. Łączy ona dwa czerwone łuki, które przebiegają z góry do dołu przez oba punkty skrajne. Nad strzałką jest napisane, że jest to rozciągłość równoleżnikowa. Pod nią są obliczenia konieczne, aby tą rozciągłość uzyskać. Dodając obie współrzędne równoleżnikowe otrzymany wynik to 68 stopni i 56 minut. Podane są także najbardziej wysunięte południkowo punkty. Na północy Przylądek Biały o współrzędnych 37 stopni i 20 minut N, a na południe Przylądek Igielny o współrzędnych 34 stopni i 50 minut S. Przez punkty skrajne południkowe z lewej do prawej przebiegają dwie linie koloru niebieskiego. Obie te linie łączy strzałka koloru zielonego. Po jej prawej stronie napisano, że jest to rozciągłość południkowa. Po dodaniu obu współrzędnych południkowych wynik to 72 stopnie 10 minut.

Słownik