Zeměpisné souřadnice Pro určení polohy na zemském povrchu používáme souřadnicovou soustavu. Počátek souřadnic leží ve středu Země S. Rovina proložená středem Země kolmo na osu otáčení je rovina rovníku a průsečnice této roviny se zemským povrchem je zemský rovník.
Zeměpisná šířka libovolného bodu A na zemském povrchu je úhel, který svírá rovina rovníku se spojnicí SA. Stejnou zeměpisnou šířku mají body ležící na kružnici rovnoběžné s rovníkem (rovnoběžce). Rovnoběžky slouží ke stanovení zeměpisné šířky. Zeměpisná šířka nabývá hodnot od 00 do + 900 pro severní zeměpisnou šířku (s.š.) a od 00 do - 900 pro jižní zeměpisnou šířku (j.š.). 10 zeměpisné šířky má délku 111 km. Oběma póly a kolmo na rovník probíhají po povrchu kružnice (poledníky). Za základní poledník se bere ten, který prochází přesně určeným místem observatoře v Londýně. Poledníku procházejícím libovolným bodem A, říkáme místní poledník bodu A. Poledníky slouží ke stanovení zeměpisné délky. Zeměpisná délka bodu A je úhel, který svírá rovina základního poledníku s rovinou místního poledníku bodu A. Zeměpisná délka nabývá hodnoty od 00 do + 1800 na východ od greenwichského poledníku (východní zeměpisná délka - v.d.) a od 00 do - 1800 na západ (západní zeměpisná délka z.d.).
Tvar Země Země svým tvarem připomíná kouli. Působením odstředivé síly, vznikající otáčením okolo osy, se Země zploštila v oblasti pólů. Nepravidelné těleso, které nejlépe vystihuje tvar a velikost Země, se nazývá geoid. Geoid je těleso omezené vzhledem k atmosféře střední klidnou hladinou světového oceánu, probíhající myšleně i pod kontinenty. Protože je to těleso geometricky nepravidelné a nelze je matematicky definovat, pro kartografické a geodetické účely je nahrazen referenčním elipsoidem, jehož rozměry byly určeny na základě měření z družic. Mezi nejznámější elipsoidy patří: a) Besselův ( poloměr z je 6377,397 km a zploštění Země je 1.299,15) b) Hayfordův ( 6378,388, 1: 297) c) Krasovského (6378,245, 1: 298,3) d) IAG 1967 ( 6378,160, 1:298,26) e) systému WGS 1984 (6378,137, 1:298,257). Průměr Země v rovině rovníku je asi o 43 km větší než délka zemské osy. Pro zjednodušení se bere Země také jako referenční koule o poloměru 6 371 km, která má stejně velký povrch i objem jako elipsoid systému WGS 84.
ZNÁZORNĚNÍ ZEMĚ NA MAPÁCH Geometrická podstata map Modelem Země je glóbus, který vystihuje i zakřivení zemského povrchu. Na glóbu jsou všechny tvary geometricky podobné tvarům na Zemi, úhly zůstávají stejné a všechny vzdálenosti jsou zmenšeny v konstantním poměru 1 : m. Tento poměr se nazývá délkové měřítko glóbu.
Mapa je zmenšené a zjednodušené znázornění zemského povrchu v rovině. Zakřivený zemský povrch nelze jednoduše rozvinout do roviny. Kartografická zobrazení jsou početní a konstrukční metody, jejíž pomocí lze sestrojit zeměpisnou síť v rovině mapy a převádějí matematicky zemský povrch do roviny. Neexistuje však zobrazení, které by to dokázalo bez zkreslení. Stejnoúhlá zobrazení (konformní) zachovávají úhly a tvar, ale zkreslují plochy a délky. Jsou vhodná pro geodézii a námořní plavbu. Stejnoplochá (ekvivalentní) zase zachovávají plochy a zkreslují úhly i délky. Jsou vhodná pro srovnání velikosti různých území. Vyrovnávací zobrazení se snaží o kompromis a tlumí zkreslení ploch i úhlů a jejich zkreslení bylo v rovnováze. Délky jsou však zkresleny ve všech zobrazeních. Pouze při zobrazení délkojevném (ekvidistantním) se nezkreslují délky určité soustavy čar (ne však na celé mapě, ale jen v určitých směrech buď podél poledníků nebo rovnoběžek). Jednoduchá kartografická zobrazení nahrazují zemský povrch nejprve glóbem, a ten převedou do roviny buď přímo, nebo prostřednictvím válce či kužele. Jedná se o zobrazení: Azimutální zobrazení používají jako zobrazovací plochu rovinu, která se dotýká v jednom bodě glóbu, např. pólu nebo středu kontinentu. Proto jsou vhodná pro území tvaru kruhu. Jestliže je dotykovým bodem zeměpisný pól, jde o normální polohu, používanou pro polární oblasti. S dotykovým bodem na rovníku jde o příčnou polohu (třeba pro Afriku), a dotýká-li se kdekoliv jinde, je to poloha šikmá. Válcová zobrazení zobrazují glóbus nejprve na plášť válce, který se rozvine do roviny. Hodí se pro území protáhlá kolem rovníku (dříve i pro mapy světa) nebo protáhlá kolem poledníků. Kuželová zobrazení zobrazují glóbus na plášť kužele, jenž se rozvine do roviny. Používají se hlavně pro území protáhlá kolem rovnoběžek ve středních zeměpisných šířkách. Obecná kartografická zobrazení se nedají vysvětlit pomocí jediné zobrazovací plochy. Zeměpisná síť je odvozena podle matematicky formulovaných požadavků. Uplatňují se zejména pro mapy světa na jednom listě (jako příklad slouží zobrazovací způsob mnohokuželový – polykónický CNIIGAiK 1950 ve školním Atlasu světa).
Měřítko map Na mapě na rozdíl od glóbu neplatí jednotné měřítko. Měřítko uváděné na mapě je pouze měřítko glóbu, ze kterého byl zemský povrch převeden do roviny. Měřítkem se můžeme řídit jen omezeně např. turistické mapy, automapy atd. Rozhodně už ale nemůžeme měřit vzdálenosti na mapách kontinentů v atlasu nebo na mapě světa. Měřítko mapy udává poměr zmenšení určité délky ve skutečnosti k téže vzdálenosti zobrazené na mapě. Měřítko se udává číselně a graficky. Dálkové měřítko 1: m platí jen na délkově nezkreslených místech mapy a plošné měřítko 1: m2 platí jen v plošně nezkreslených místech. Měřením na mapách se zabývá samostatný obor kartometrie. Druhy map: Podle měřítka se mapy dělí: a) mapy malého měřítka - nad 1 : 1 000 000 (velké území, malá podrobnost) b) mapy středního měřítka - od 1 : 200 000 do 1 : 1 000 000 c) mapy velkého měřítka - do 1 : 200 000 (malé území, velká podrobnost) Mapy velkého měřítka (1:500 - 1:5000), na kterých je zpravidla znázorněné území do 200 km2 a které mají zjednodušený obsah se nazývají plány. Podle obsahu se rozeznávají: a) mapy všeobecně zeměpisné, kde jsou jednotlivé prvky (reliéf, vodstvo, rostlinný a půdní kryt, sídla, komunikace, hranice) vzájemně vyváženy. Dělí se na katastrální mapy (do 1:5000), topografické (nad 1:10000) a obecně geografické mapy (nad 1:500000). b) mapy tématické, kde hlavní náplň tvoří tématický obsah. Dělí se na mapy fyzickogeografické, sociálně ekonomické a technické (např. mapy geologické, politické, hospodářské, dějepisné apod.). Podle využití můžeme kartografická díla rozdělit do několika skupin: a) mapy pro hospodářskou výstavbu (evidence nemovitostí, administrativní a správní mapy, základní mapy velkých měřítek) b) mapy pro školy (školní nástěnné mapy, hospodářské, dějepisné,všeobecně zeměpisné atd.) c) mapy pro veřejnost (turistické, vodácké, orientační plány měst,automapy, mapy kulturně osvětové apod.) d) mapy tematické (např. geologické, vodohospodářské, silniční) e) mapy pro obranu (většinou topografické mapy) f) mapové soubory jsou uspořádané dílčí mapy, které jsou vytvořené podle jednotného tvůrčího záměru (Soubor turistických map, sešitové atlasy) a atlasy jsou soubory map účelně uspořádané a sjednocené provedením, zpracováním a velikostí do jednoho svazku (Školní atlas světa, Autoatlas ČR, Atlas světových dějin). Výběr objektů a jevů zanesených do mapy a jejich zjednodušení se označuje jako generalizace. Zákres se provádí pomocí mapových značek, jejichž význam je uveden ve vysvětlivkách (legendě). Pro menší objekty se používají bodové značky, pro protáhlé objekty čárové značky. Zvláštními čarami jsou izolinie tj. spojnice jevů stejné hodnoty (např. vrstevnice). Plošné značky používají buď různé barvy nebo rastr (pravidelnou síť čar a teček). Pro orientaci v mapě je nutná znalost azimutu – kladně orientovaného úhlu mezi severem a určeným směrem. Na podrobných mapách směřuje jejich horní okraj vždy k severu.
Obsah map Obsah mapy tvoří výškopis, polohopis a popis mapy. Výškopis zobrazuje na mapě reliéf. Výškové body (kóty) udávají absolutní nadmořské výšky, vrstevnice spojují místa se stejnou nadmořskou výškou. Na geografických mapách se výška znázorňuje barvami podle barevné stupnice – barevná bypsometrie. Nejlépe vyjadřují reliéf trojrozměrné reliéfní mapy, lisované z plastických hmot. Polohopis zahrnuje celý topografický obsah s výjimkou reliéfu. Vodní toky se kreslí modrou čarou, rostlinný a půdní kryt se znázorňuje vyplněním barvou nebo rastrem, sídla se zakreslují půdorysně nebo kroužky, komunikace a hranice čárovými značkami atd.
Popis mapy udává, jak se který objekt v mapě jmenuje. Rozlišujeme místopisné názvy a druhové označení. Cizí názvy se u latinkových písem uvádějí v oficiální podobě toho státu kde leží transpozicí, u nelatinkových se používá transliterace, což je přepis jednotlivých písmen do latinky. U jazyků, které používají symbolické písmo, přepisujeme podle výslovnosti (transkripce). V některých mapách se vyskytují vžitá jména neboli exonyma (školní mapy, sdělovací prostředky atd.).
Pro znázorňování tématického obsahu se používají také některé zvláštní metody. Metoda lokalizovaných diagramů ukazuje druh a velikost jevu diagramy, umístěnými v bodech výskytu. Vyjadřují-li diagramy jev pro územní celky, jde o metodu kartodiagramu (př. Věkové složení obyvatelstva, skladba obyvatelstva podle zaměstnání). Stuhová metoda znázorňuje např. šířkou a barvou pruhu podél komunikací objem a druh přepravy. Při metodě anamorfózy se plocha územních jednotek nekreslí v měřítku, ale tak, aby odpovídala velikosti znázorňovaného jevu. Metoda kartogramu znázorňuje střední hodnoty intenzity jevů v předem daných územních jednotkách, odlišených rastrem nebo barvou ( př.národnostní složení obyvatelstva, hustota zalidnění). Tečková metoda vyjadřuje výskyt jevů tečkami, značícími vždy určitý počet objektů na jednom místě. Na podkladě takto tečkami znázorněného jevu se mohou vymezit areály stejné hustoty teček a odlišit barvou nebo rastrem (metoda dasymetrická).
Mapování a současné mapy Pod pojmem mapová tvorba se rozumí celý komplex prací, který končí vydáním kartografického díla. Mapy se zhruba do poloviny 20. století pořizovaly výhradně pozemním mapováním. Napřed se určila poloha a nadmořská výška jednotlivých bodů na dohled od sebe. Z těchto bodů se pomocí měřicích přístrojů určovaly vzdálenosti a úhly dalších bodů (lomů cest a vodních, hranic pozemků, rohů budov atd.). Polohopis se sestrojil propojováním zobrazených bodů, výškopis spojením bodů známých výšek. Podle vzniku dělíme mapy na původní (originální), vzniklé z přímého mapování v terénu nebo na základě fotogrammetrického vyhodnocení a mapy odvozené, zpracované z map původních. Tvorbu map můžeme rozčlenit podle druhů prací do 5 etap: 1. Práce astronomické - stanovují z astronomického měření přesnou polohu základních bodů mapované oblasti. 2. Práce geodetické – na mapovaném území vytvoří trojúhelníkovou (trigonometrickou) síť, jejíž vrcholy zvané trigonometrické body jsou v krajině vytyčeny měřickými věžemi a tato síť je podkladem pro tvorbu polohopisu. Pro ČR je základním trigonometrickým bodem Pecný JV od Prahy. Dále se na mapovaném území vytvoří nivelační síť (soubor přesně zaměřených výškových bodů), tvořící základ pro výškopis. U nás se používá tzv. Výškový systém baltský a základní nivelační bod je v Lišově u Č. Budějovic s nadmořskou výškou vůči Baltu 564,7597 m. 3. Práce topografické - v současné době převládá mapování na základě leteckých snímků. Vědní obor, zabývající se zpracováním informací na fotografických snímcích se nazývá fotogrammetrie. Snímkuje se z několikakilometrové výšky a tak, aby se vždy dva za sebou následující snímky ze 60 % překrývaly. 4. Práce kartografické – vytváří se především pomocí přístroje stereoskopu zdánlivý trojrozměrný model krajiny. Z něj se dá pomocí zvláštního zařízení přímo kreslit polohopis a vrstevnice. 5. Práce reprodukční – vzniká výsledné mapové dílo a na jejich vzniku se stále více podílí výpočetní technika a moderní přístroje (digitalizace). Pro dálkový průzkum Země (DPZ) se používají hlavně družicové snímky. Pořizují se z výšek 700 - 900 km pomocí zvláštních zařízení (skanerů), které snímají terén pod družicí po bodech a řádkách. Záznam vysílají na Zemi, kde se složí výsledný obraz. Záznamy dálkového průzkumu se uplatňují při sledování řady jevů na Zemi. Např. sněhové pokrývky, šíření záplav, vulkanické činnosti, geologického průzkumu, výskytu škůdců na porostech atd. Při zpracování map se stále více uplatňují počítače. Obsah budoucí mapy se již přímo při mapování nebo z hotových map zdigitalizuje. Digitalizace spočívá v tom, že se každému bodu mapové
kresby přidělí souřadnice. Zaregistrované souřadnice vytvoří bázi dat, se kterou pak podle zvláštních programů pracuje počítač.
Území našeho státu patří k nejlépe zmapovaným na světě. První mapu Čech vytvořil M. Klaudyán, mapu Moravy P. Fabricius a mapu Slezska M.Helwig. Ještě v rámci Rakouska-Uherska byly pořízeny podrobné katastrální mapy měřítka 1 : 2 880 a topografické mapy III. vojenského mapování měřítka 1 : 25 000. V současné době je území ČR podrobně zmapováno na mapách velkých měřítek 1 : 5 000 a topografických mapách (vojenské a civilní) v měřítku 1 : 10 000 až 1 : 200 000. Tyto mapy slouží jako podklad pro tvorbu turistických map, automap a různých tematických map. Celý svět je pokryt mapami 1:1 000 000. Mapy, které jsou asi tak podrobné jako naše turistické mapy, existují jen asi pro polovinu souše.
