Научные истоки картографии

КГУ ош №52

Реферат

на  тему:

Научные истоки картографии

Выполнил  ученик

10 «А» класса:

Турганбаев Батырхан

Проверила: Полтавская Л.П.

г.Алматы, 2013 г.

Подобно многим отраслям знания научные истоки современной картографии и географии берут начало в античной Греции. Греки установили шарообразность Земли и вычислили ее размеры. Им принадлежат первые картографические проекции и введение в научный обиход меридианов и параллелей. Они являются создателями географических карт в строго научном понимании этого термина.

Развитию в Греции географических знаний способствовало колонизационное  движение, особенно сильное в VIII—VI вв. до н. э. Оно привело к образованию греческих колоний на обширном пространстве от восточного побережья Пиренейского полуострова до северных берегов Черного моря. Эти колонии распространились почти на весь известный грекам мир. Дальнейшему накоплению географических знаний содействовали походы Александра Македонского (334—323 гг. до н. э.), сопровождавшиеся крупными географическими открытиями.

По утверждению Эратосфена, создателем первого изображения  Земли был Анаксимандр из Милета (около 610—546 гг. до н. э.) — один из первых древнегреческих философов-материалистов. В V в. до н. э. картографические изображения Земли перестают быть в Греции единичными явлениями. Историк Геродот (около 484—425 гг. до н. э.) в своем труде, посвященном истории греко-персидских войн, прямо говорит о множестве изображений обитаемой Земли (которые греки называли «обходом Земли») и описывает одно из них, которое Аристагор, тиран Милета, брал с собой около 500 г. до н. э. в Спарту, где он пытался склонить царя Клеомена к участию в восстании малоазиатских греков против персидского господства. Аристагор «беседовал с Клеоменом с медной доской в руках; на доске вырезаны были обход всей Земли, вое моря и все реки». В комедии «Облака» (423 г. до н. э.) знаменитого афинского драматурга и поэта Аристофана уже говорится о карте вселенной в школе Сократа, о том, как изображены на ней города, области и острова Греции.

Греческие мыслители, создавшие  первые естественнонаучные теории о  происхождении и строении мира, сначала  представляли Землю в виде круглого или овального диска, плавающего на поверхности безграничного океана. Но уже в V в. до н. э. Парменид выдвинул чисто умозрительное предположение о шарообразности Земля. Убедительные доказательства этой гипотезы были приведены в сочинениях великого ученого древности Аристотеля (384—322 гг. до н. э.), который отмечал, что математики, вычислявшие длину земной окружности, считают ее величину равной 400 тыс. стадиев (т. е. примерно в 60 тыс. км, что в полтора раза больше действительных размеров).

Крупнейшие успехи в развитии научного знания были достигнуты в  эллинистическое время (III—I вв. до н. э.), когда наиболее крупным центром  научной мысли стала Александрия  с ее знаменитыми академией, музеями  и библиотекой (в последней хранилось до полумиллиона рукописей). Там были заложены научные основы картографии и географии, тогда единой науки.

Наиболее близкое к  действительности определение длины  земного меридиана, выполненное  в античное время, принадлежит Уратосфену (276—194 гг. до н. э.) — выдающемуся астроному и географу, главе Александрийской библиотеки. Он вычислил длину меридиана в 252 тыс. стадиев, что (при употребительной в его время длине стадия в 157,5 м) соответствует 39,7 тыс. км, т. е. очень близко к действительной величине меридиана(40 009 км).

В своем труде «География» (известном в отрывках) Эратосфен  подробно рассмотрел вопрос о фигуре Земли, привел данные о размерах и  форме ее обитаемой части —  ойкумены и показал последнюю  на карте, на которой нанес семь прямолинейных параллелей для мест с интервалами в полчаса по длине летнего дня и девять перпендикулярных им меридиональных линий. Вслед за Эратосфеном и другие ученые античного мира включали в задачи географии графическое изображение Земли. С того времени почти в течение двух тысячелетий география и картография (последний термин вошел в употребление только в середине XIX в.) развивались нераздельно, хотя соотношение двух компонентов — описательного и картографического было у разных авторов неодинаковым.

Крупный шаг в дальнейшем совершенствовании изображений Земли был сделан крупнейшим астрономом древности Гиппархом (около 190—126 гг. до н. э.), предложившим строить карты на сетке меридианов и параллелей, определяя положение точек земной поверхности по широте и долготе. Для их обозначения он стал использовать заимствованное у вавилонян деление круга на 360 градусов и далее на минуты и секунды.

Развитие географии в эллинистических странах было подытожено Страбоном (около 63 г. до н. э. — 23 г. н. э.). В своей «Географии в 17 книгах» он дал обстоятельное изложение целей географической науки как страноведения, систематизировал большой фактический материал и характеризовал для своей эпохи общее состояние географических и картографических знаний.

При обилии письменных свидетельств и описаний время не сохранило  самих древнегреческих карт. Однако есть косвенное доказательство достоинства  этих карт — выпуклое плановое изображение  окрестностей Эфеса на монетах.

Сравнение рельефа на монетах  и современных картах убеждает в их удивительном сходстве.

Меркатор Герард 
Меркатор [Mercator, латинизированная фамилия Кремера (van Kremer)] Герард (5.3.1512 — 2.12.1594), фламандский картограф. По окончании университета в Лувене занимался изготовлением точных оптических инструментов и изданием карт. В 1552 эмигрировал в Дуйсбург (Германия). Критически пересмотрев имевшийся картографический материал, М. предложил новые математически обоснованные принципы построения карт, в частности несколько картографических проекций, из которых наиболее известна цилиндрическая равноугольная проекция карты мира (1569) . Эта проекция получила всеобщее распространение, и с тех пор до настоящего времени в этой проекции составляются морские навигационные карты, аэронавигации и др. карты, требующие точного изображения углов. Исследуя земной магнетизм, М. вычислил координаты магнитного полюса. Основная работа — сборник карт европейских стран, названный "Атласом" (1595, изд. посмертно). В предисловии к "Атласу" излагаются предмет и задачи географии. 
  
Меркатора проекция 
Меркатора проекция, одна из картографических проекций. М. п. — равноугольная цилиндрическая. Характеристическое свойство её — все локсодромии (линии на сфере, пересекающие все меридианы под одним и тем же углом) изображаются в М. п. прямыми, наклоненными к изображениям меридианов под тем же самым углом. Широко используется в морской навигации и в аэронавигации. М. п. часто применяют в косой ориентировке. Разработана и впервые применена в 1569 Г.  
Краткие исторические сведения. Развитие теории К. п., как и всей картографии, тесно связано с развитием геодезии, астрономии, географии, математики. Научные основы картографии были заложены в Древней Греции (6—1 вв. до н. э.). Древнейшей К. п. считается гномоническая проекция, примененная Фалесом Милетским к построению карт звёздного неба. После установления в 3 в. до н. э. шарообразности Земли К. п. стали изобретаться и использоваться при составлении географических карт (Гппарх, Птолемей и др.). Значительный подъём картографии в 16 в., вызванный Великими географическими открытиями, привёл к созданию ряда новых проекций; одна из них, предложенная Г. Меркатором,используется и в настоящее время (см. Меркатора проекция). В 17—18 вв., когда широкая организация топографических съёмок стала поставлять достоверный материал для составления карт на значительной территории, К. п. разрабатывались как основа для топографических карт (французский картограф Р. Бонн, Дж. Д. Кассини),а также выполнялись исследования отдельных наиболее важных групп К. п. (И. Ламберт, Л. Эйлер, Ж. Лагранж и др.). Развитие военной картографии и дальнейшее увеличение объёма топографических работ в 19 в. потребовали обеспечения математической основы крупномасштабных карт и введения системы прямоугольных координат на базе, более подходящей К. п. Это привело К. Гаусса к разработке фундаментальной геодезической проекции. Наконец, в середине 19 в. А. Тиссо (Франция) дал общую теорию искажений К. п. Развитие теории К. п. в России было тесно связано с запросами практики и дало много оригинальных результатов (Л. Эйлер, Ф. И. Шуберт,П. Л. Чебышев, Д. А. Граве и др.). В трудах советских картографов В. В. Каврайского, Н. А. Урмаева и др. разработаны новые группы К. и., отдельные их варианты (до стадии практического использования), важные вопросы общей теории К. п., классификации их и др. 

Картографические рисунки  известны и в рабовладельческих  обществах древности - у народов  Древнего Востока, обитавших в долинах  рек Тигра и Евфрата, а также  в Египте. В этих странах было распространено ирригационное земледелие, которое требовало возведения обширной системы оросительных и осушительных сооружений: каналов, плотин, водоемов, создавало скученность населения и порождало высокую ценность пригодных для земледелия участков земли. В этих условиях (при строительстве ирригационных сооружений, установлении границ земельных наделов, исчислении поземельных налогов) возникала надобность в описаниях местности. Как свидетельствуют найденные документы, такие описания иногда принимали форму картографических рисунков. Строительство больших городов с крепостными сооружениями, дворцами и храмами требовало изготовления их планов. Кроме рисунков небольших участков местности до нас дошли изображения, пусть весьма примитивные, известного в то время мира. Торговые связи и обмен с внешними странами и многочисленные завоевательные походы способствовали расширению географического горизонта и побуждали к закреплению приобретенных знаний.

Относительно много находок  обнаружено при раскопках в Вавилонии и других странах Двуречья, где материалом для письма служили глиняные плитки («таблички»), приобретавшие после обжига ни с чем не сравнимую долговечность.

Самая древняя из находок, датируемая примерно 2400-2200 гг. до н. э., со схематическим изображением Месопотамии (рис. 12.5) показывает реку, текущую по равнине между двумя горными странами; при впадении в море, река образует дельту; положение стран света отмечено кружками.

Среди «инженерных» рисунков сохранился обломок таблички с планом города Ниппура (в Месопотамии), на котором показаны стены и ворота города, важнейшие здания, каналы и другие объекты.

Известны также единичные  рисунки, воспроизводящие умозрительные  представления древних о строении и пределах мира. Среди них характерна вавилонская табличка текстом (рис. 12.6); она изображает Землю в виде плоского круга, омываемого океаном, названным  «Горькой рекой». На севере расположены  горы, с которых спускается р. Евфрат. Залив (Персидский) простирается в глубь суши. В центре Земли помещен Вавилон. К северо-востоку от него означена Ассирия, на севере соприкасающаяся со страной Урарту. Кроме Вавилона указано также несколько других городов, отмеченных овалами. За океаном лежат «семь островов», символизирующие неизвестные миры. Эта концепция, представляющая мир в виде диска, окруженного океаном, с государственным или религиозным центром страны, имела широкое распространение и встречается даже на «картах» раннего средневековья.

На развитие картографии  в Древнем Риме глубокое влияние  оказало использование карт для  нужд практики, для удовлетворения запросов военного и административного  аппарата. Экономическая и политическая жизнь Рима во многом зависела от транспортных связей с его удаленными провинциями  и сопредельными странами. Густая сеть дорог покрывала владения Римской  державы. Изображение дорог на карте  могло дать ценное пособие для  военных, административных и торговых надобностей, и такие карты были созданы. По решению сената при Юлии Цезаре были начаты измерения дорог, обозначавшихся через каждую милю каменными  столбами с указанием расстояний. Результаты этих измерений, завершенных  при Августе, позволили Марку  Випсанию Агриппе (около 63-12 гг. до н. э.) подготовить материалы для создания карты известного римлянам мира, законченной после смерти Агриппы (не сохранилась).

Замечательно приспособление римских дорожных карт для использования  в пути. Одна из таких карт, известная под названием Пёйтингеровой таблицы (Найдена в 1507 г. в г. Аугсбуре и названа по имени историка Пёйтингера, одного из первых ее владельцев.), скопированная с некоторыми позднейшими добавлениями с оригинала IV в., дошла до наших дней (рис. 12.7). Она имеет вид свитка длиной около 7 м при ширине в 1/3 м, так что пользование свернутой в рулон картой удобно в пути.

Карта изображает Римскую  империю и другие известные в  то время страны от Британских островов до устья Ганга включительно. С  севера и юга материки омываются  океаном. Ее содержание: населенные пункты - города, укрепления, стоянки римских легионов, дорожная сеть, реки, горы, озера и леса. Для населенных пунктов использованы перспективные условные знаки. Изломы на дорогах обозначают положение станций, расстояния между которыми подписаны вдоль дорог. Первоначальная карта в виде полосы кажется странной и примитивной; изображение намеренно сжато с севера на юг. Это как бы перспективный рисунок при взгляде на плоскую поверхность Земли с юга. Средиземное, Черное и другие моря вытянуты вдоль карты в виде узких лент. Реки и дороги принуждены следовать по тому же направлению. Но, учитывая особенность построения карты, справедливо дать ей самую высокую оценку - она замечательна по подробности изображения, обилию сведений и своему реализму.

Земельная политика Рима нуждалась  в выполнении съемок при организации  новых поселений и колоний, при  наделении землей ветеранов (выбор  места, планировка поселений, разбивка земельных участков, прокладка дорог  и т. п.) и вообще в интересах  землевладения. Возникает профессия  землемеров, для которых разрабатываются  инструкции и руководства, описывающие  технику съемок и сопровождаемые чертежами; эти документы сохранились  и по ним можно составить ясное  представление о методике землемерия. В обязанности землемеров входило  также составление карт, показывающих поселения, реки, горы, дороги, земельные  участки и т. п. Предписывалось готовить карты военно-административных подразделений  на бронзе в двух экземплярах, один из которых предназначался для архива в Риме. Эти карты локального значения и другие материалы землемерных  работ утрачены. Свидетельства о  них сохранились лишь в виде фрагментов карт, гравированных на пограничных  камнях, обнаруженных в Оранже, и, что особенно важно, во фрагментах большого и весьма подробного плана Рима (16X13 м), изготовленного на мраморе при императоре Септимие Севере (193 - 211 гг.).

Но в картографическом отношении особенно интересны сводные  научные труды по картографии  Древнего мира. В эпоху Римской  империи они достигли своего расцвета в работах Клавдия Птолемея (II в. н. э.), греческого математика, астронома  и картографа, жившего, подобно Эратосфену, в Александрии.

Наиболее ранние карты относятся к небу, а не к земле. Точки (наскальный рисунок), найденные на стенах пещеры Ласко и датируемые приблизительно 16500 г. до н. э., изображают часть ночного неба, в том числе три яркие звезды Вега, Денеб и Альтаир (созвездие Летний треугольник), а также кластер звезд Плеяды. На стенах пещеры Эль-Кастильо в Испании найдены точки, изображающие созвездие Северная Корона датируемые приблизительно 12000 г. до н. э.

Пещерная живопись и наскальные рисунки использовались как простые визуальные элементы, которые, возможно, предназначались для помощи в распознавании особенностей ландшафта, таких например, как холмы или жилища. Картоподобные изображения как гор, рек, долин и маршрутов, найденные в окрестностях города Павлова (Чешская Республика), были датированы приблизительно 25 тысячелетием до н. э. 14 тысячелетием до н. э. датирован полированный кусок песчаника из пещеры в испанской Наварре, который может представлять собой как карту, так и просто похожие образы, наложенные на изображение какого-то животного или фантазию автора.

Другое древнее  изображение, напоминающее карту, было создано в конце 7 тысячелетии  до н. э. в Чатал-Хююке (Анатолия, современная Турция). Этот наскальный рисунок может представлять собой план находившейся здесь деревни эпохи неолита, однако, исследования последнего времени ставят под сомнение определение этой картины как карты.

У тех, кто видел  «карту» в Чатал-Хююке, не редко возникает ощущение, что они видят изображение домов, сгруппированных вместе, а входы в дома перекрыты плоскими крышами. Таким образом, для жителей деревни могло быть вполне возможным, рассмотреть свой город с высоты птичьего полёта. Поздние цивилизации следовали той же схеме отображения местности, сегодня почти все карты изображаются так, как если мы смотрели с неба, а не как горизонтальная или косая перспектива. Концептуально такие карты имеют преимущество — они обеспечивают больший обзор площади. Но есть и исключения: одна из «псевдокарт» минойско цивилизациина Крите — настенная живопись в «доме Адмирала», датируемая 1600 до н. э. — показывает здания на берегу моря постройки под углом.

В Китае эпохи феодализма - обширном и могущественном государстве  с сильной централизацией власти - имелись благоприятные условия  для прогресса географических знаний и картографии, зародившихся уже  на предыдущей, рабовладельческой ступени развития китайской цивилизации (§ 12.5). Общий высокий уровень китайской культуры этого времени (о нем свидетельствуют, например, употребление компаса, изобретение во II в. бумаги, гравирование на дереве с конца VI в. и др.) нашел отражение в обширной литературе, в которой географические труды занимали видное место. Наибольшим распространением пользовались географо-статистические описания Китая по отдельным административным подразделениям - результат обстоятельного изучения действительности. К ним прилагались картографические изображения.