Trochę teorii
Określanie położenia obiektów na mapie
Jedną z podstawowych funkcji mapy jest możliwość określania na jej podstawie współrzędnych, tj. długości i szerokości geograficznej punktów. Znając współrzędne podanych obiektów, można również zlokalizować je na mapie.
Szerokość geograficzna (phi) 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 (lambda) 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.


Ustalenie położenia geograficznego jest możliwe dzięki temu, że każda mapa wykonana jest w określonym odwzorowaniu kartograficznym, które przenosi układ południków i równoleżników z powierzchni elipsoidy ziemskiej (siatka geograficzna) na płaszczyznę. Powstała w ten sposób na mapie sieć południków i równoleżników nazywana jest siatką kartograficzną.
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.

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″.

Określ współrzędne geograficzne punktów A i B.

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

1′ = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″
1° = 60′ = 1. 60″, 2. 60′, 3. 3600″.
Określanie współrzędnych na mapie topograficznej
Przed rozpoczęciem określania współrzędnych należy odszukać opis siatki kartograficznej. Znajduje się on na krawędziach mapy. Stosowany może być opis każdej linii siatki kartograficznej pełnymi wartościami: w stopniach, minutach i sekundach kątowych, np. 20°00′36″, lub poprzez podanie wartości „odstępu” między kolejnymi liniami. W drugim przypadku na mapie zamieszcza się pełen opis przynajmniej jednego z południków i równoleżników, które stanowią punkty odniesienia dla pozostałych.

Ze względu na to, że siatka kartograficzna jest tylko jednym z elementów mapy, układ południków i równoleżników nie jest na ogół zbyt gęsty, zazwyczaj rysuje się siatkę co 1°. Chcąc określić współrzędne geograficzne z większą dokładnością, warto pamiętać, że 1° = 60′ a 1′ = 60″.
Określenie położenia geograficznego na mapie polega na znalezieniu i odczytaniu wartości południka oraz równoleżnika przechodzących przez ten punkt. W tym celu rzutujemy linie proste od obiektu do krawędzi mapy i odczytujemy wartości liczbowe. Jeśli punkt, którego współrzędne określamy, nie znajduje się na przecięciu linii siatki kartograficznej, musimy zastosować zasadę interpolacjiinterpolacji, dzieląc odcinek między kolejnymi południkami lub równoleżnikami na równe części. Po odczytaniu wartości należy sprawdzić, w którą stronę wzrastają wartości południków i równoleżników, co pozwoli nam na określenie odpowiedniej półkuli N, S, E czy W.
Określ długość i szerokość geograficzną tatrzańskiej jaskini – Buczynowej Koliby.

Mimo że siatka kartograficzna jest najdokładniejszym sposobem lokalizacji obiektów w przestrzeni, nie zawsze jest umieszczana na mapie. Układ południków i równoleżników pomija się np. na niektórych mapach turystycznych. W takiej sytuacji lokalizację obiektów można podawać również poprzez utworzenie dowolnej siatki pól, których boki oznaczane są kolejnymi literami alfabetu oraz cyframi. Informacja, że obiekt znajduje się w polu C4, pozwala na szybsze znalezienie szukanego miejsca na mapie, jednak jest to informacja bardziej ogólna niż szczegółowe współrzędne.
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!
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:
Oblicz rozciągłość południkową Afryki w kilometrach.
Obliczanie odległości i powierzchni na mapie
Użyteczną funkcją map topograficznych jest ich kartometrycznośćkartometryczność. O stopniu pomniejszenia obrazu informuje nas skala mapy. Mapa w skali 1:5 000 oznacza, że odległości na mapie są 5 000 razy mniejsze niż w rzeczywistości, a powierzchnie są 5000², tj. 25 000 000 razy mniejsze niż te rzeczywiste.
Skala mapy wpływa również na dokładność pomiarów. Mając do dyspozycji klika map wykonanych w różnych skalach, najlepiej wybierać te wykonane w skalach największych, czyli takich, których stopień zmniejszenia jest najmniejszy. Mapa w skali 1:10 000 jest większa od mapy 1:50 000, a więc również dokładniejsza, 1 mm błędu podczas odczytywania – np. odległości na mapie w skali 1:10 000 – oznacza błąd 10 m, podczas gdy na mapie 1:50 000 jest to aż 50 m.
Skala mapy może być zapisywana w różnej postaci. Na mapach topograficznych podawana jest zazwyczaj w postaci liczbowej lub mianowanej. Skala liczbowa, jak wskazuje jej nazwa, podawana jest za pomocą liczby, np. 1:100 000 lub:
W praktyce wygodniejsze jest jednak korzystanie ze skali mianowanej, która przedstawia relację między jednostkami odległości stosowanymi na mapie a tymi używanymi w rzeczywistości. Wybór jednostek pomiaru na mapie i w rzeczywistości jest kwestią wyboru użytkownika. Skala liczbowa 1:100 000 oznacza jedynie, że jednej jednostce na mapie odpowiada 100 000 takich samych jednostek w terenie. Każda z zapisanych poniżej wersji skali mianowanej 1:100 000 jest więc poprawna.

Oprócz zapisu skali liczbowej i mianowanej na niektórych mapach umieszcza się dodatkowo skalę przedstawioną pod postacią podziałki liniowej. W sposób graficzny ukazuje ona skalę. Na prostej zaznacza się odcinki odpowiadające określonym odległościom w terenie. Używanie podziałki liniowej umożliwia szybki pomiar na mapie poprzez „przeniesienie” odległości z mapy i odczytanie jej z podziałki.


Każdy z wymienionych wyżej rodzajów zapisu skali ma swoje praktyczne zastosowanie. Do korzystania i wykonywania obliczeń na mapach konieczne jest wykształcenie umiejętności sprawnego przechodzenia między różnymi rodzajami skali mapy.

Obliczanie powierzchni na podstawie mapy wymaga dodatkowego przekształcenia skali mianowanej i utworzenia tzw. skali polowej (powierzchniowej). Powstaje ona poprzez podniesienie do kwadratu skali mianowanej. Skala polowa przedstawia proporcje pomiędzy jednostkami powierzchni na mapie a tymi w rzeczywistości.

Analiza treści map
Mapy topograficzne zaliczane są do map ogólnogeograficznych. Na mapach tego rodzaju głównymi elementami treści są:
Główne elementy treści - grafika interaktywna
Mapa jest wyjątkowym obrazem fragmentu terenu, ponieważ – w przeciwieństwie do zdjęć lotniczych czy satelitarnych – przedstawia powierzchnię oraz zjawiska za pomocą różnorodnych metod kartograficznych oraz umownych znaków. Znajomość sygnatur nie jest wymogiem niezbędnym do korzystania z mapy topograficznej, gdyż są one zazwyczaj opisane w legendzie, konieczna jest jednak zdolność poprawnego interpretowania wspomnianych znaków. Dobrym nawykiem w czytaniu map topograficznych jest więc zapoznanie się z legendą przed rozpoczęciem pracy. W zależności od rodzaju przedstawianego zjawiska stosuje się różne rodzaje sygnatur.

Rzeźba terenu na mapie topograficznej
Jednym z podstawowych elementów treści map topograficznych jest rzeźba terenu. Do przedstawiania ukształtowania terenu wykorzystuje się najczęściej metodę izoliniimetodę izolinii, w której – na podkładzie kartograficznym – wrysowuje się linie łączące punkty o jednakowej wysokości nad poziomem morza. Linie takie noszą nazwę izohips, warstwic lub poziomic.

Analizując rzeźbę terenu na podstawie rysunku poziomicowego, warto pamiętać o kilku wskazówkach.
Poziomice narysowane na mapie nie mogą się ze sobą przecinać.
Poziomice są liniami o płynnym, wygładzonym przebiegu, bez ostrych krawędzi.
Poziomice są liniami współkształtnymi, to znaczy, że sąsiadujące ze sobą poziomice odtwarzają swój kształt.
Wartości kolejnych poziomic różnią się o określoną wartość, którą nazywamy cięciem poziomicowymcięciem poziomicowym.
Odległość między sąsiadującymi poziomicami jest informacją o spadkach terenu, duże odległości świadczą o łagodnym, a małe odległości – o stromym stoku.
Rozpoznawanie form terenu na podstawie rysunku poziomicowego jest szczególnie przydatną umiejętnością podczas interpretacji map.
Przed analizą ukształtowania terenu przedstawionego na mapie należy ustalić, jakie jest cięcie poziomicowe. Zastosowane cięcie poziomicowe zależy od skali mapy.

Informacja o tym cięciu może znajdować się w legendzie mapy. Jeśli informacji takiej nie ma, to należy ją obliczyć samodzielnie. Bez tych danych nie można prawidłowo odczytać wysokości bezwzględnej punktów ani poprawnie określić wysokości względnych.
Wysokość bezwzględna | Wysokość względna |
|---|---|
Jest to wysokość punktu mierzona od punktu odniesienia, którym jest poziom morza. | Jest to wysokość punktu mierzona od punktu odniesienia, którym nie jest poziom morza, ale np. poziom doliny, podstawa wzniesienia. |
Odczytujemy ją z mapy i podajemy w postaci X m n.p.m. lub X m p.p.m, np.: 180 m n.p.m. | Obliczamy ją jako różnicę wysokości bezwzględnych między dwoma punktami i zapisujemy jako X m, np.: 180 m n.p.m. – 110 m n.p.m. = 70 m |

Podczas odczytywania wysokości bezwzględnej punktów należy stosować następujące zasady.
W przypadku gdy punkt położony jest na poziomicy, jego wysokość bezwzględna odpowiada wartości tej poziomicy.
W przypadku gdy punkt położony jest pomiędzy poziomicami, jego wysokość bezwzględną należy oszacować, dzieląc odcinek między poziomicami na równe części.
W przypadku gdy znamy wartość cięcia poziomicowego, ale nie ma opisanej żadnej pobliskiej poziomicy, możemy wykorzystać wysokości innych punktów, np. szczytów. Należy jednak pamiętać, że wartości poziomic muszą być podzielne przez wartość cięcia poziomicowego.
Graficzna prezentacja terenu | Opis |
|---|---|
1. ![]() | Cięcie poziomicowe 5 metrów Wysokość bezwzględna punktu A wynosi 65 m n.p.m. |
2. ![]() | Cięcie poziomicowe 10 metrów Wysokość bezwzględna punktu B wynosi 54 m n.p.m. |
3. ![]() | Cięcie poziomicowe 5 metrów Wysokość bezwzględna punktu C wynosi 75 m n.p.m. |
Na podstawie rysunku poziomicowego można wykonać również inne formy prezentacji rzeźby terenu, np. profil (przekrój topograficzny). Jest to rodzaj wykresu, na którym na osi poziomej przedstawiono odległości wzdłuż wybranej linii, poprowadzonej przez teren, a na osi pionowej – wysokości bezwzględne.

Z rysunku poziomicowego oraz przekroju terenu nie tylko możemy odczytać informacje o wysokościach bezwzględnych oraz deniwelacjachdeniwelacjach, ekspozycji stokuekspozycji stoku, ale również określić, a nawet precyzyjnie obliczyć nachylenie stoku. Parametr ten można podawać w mierze kątowej (w stopniach kątowych, np. 10°). Do obliczenia kąta nachylenia stoku w stopniach zastosowanie znajdują funkcje trygonometryczne. Taki sposób obliczenia wymaga jednak posiadania specjalnych tablic matematycznych, dlatego w geografii nachylenie stoku częściej przedstawia się w procentach albo promilach. Do obliczenia spadku terenu potrzebujemy różnicę wysokości między dwoma punktami (H = H2 – H1) oraz różnicę odległości między nimi [d].
Mnożąc uzyskany wynik razy 100, spadek podamy w %, a mnożąc razy 1000 w ‰.

Oblicz średni spadek terenu na zaznaczonym powyżej odcinku.







