Географічні координати використовуються для точного визначення фізичного розташування будь-якого об’єкта на земній кулі. Найпростішим способом знаходження географічних координат є використання географічної карти. Цей спосіб вимагає для його реалізації наявності деяких теоретичних знань. Як визначити довготу і широту, описано в статті.
Географічні координати
Координати географії являють собою систему, в межах якої кожній точці на поверхні нашої планети присвоюється набір чисел і символів, що дозволяє точно визначити положення цієї точки. Географічні координати виражаються трьома числами – це широта, довгота та висота над рівнем моря. Перші дві координати, тобто широта і довгота, що найчастіше використовуються в різних географічних завданнях. Початок звіту в географічній системі координат знаходиться в центрі Землі. Для подання широти і довготи використовують сферичні координати, які виражаються в градусах.
Перш ніж розглянути питання, як визначити довготу і широту з географії, слід розібратися з цими поняттями докладніше.
Поняття про широту
Під широтою конкретної точки на поверхні Землі розуміється кут між екваторіальною площиною і лінією, що з’єднує цю точку з центром Землі. Через всі точки на поверхні землі, що мають однакову широту, можна провести площину, яка паралельна площині екватора.
Площина екватора – це нульова паралель, тобто її широта дорівнює 0°, і вона ділить весь земну кулю на південне і північне півкулі. Відповідно, північний полюс лежить на паралелі 90° північної широти, а південний полюс лежить на паралелі 90° південної широти. Відстань, яке відповідає 1° при русі вздовж конкретної паралелі, залежить від того, яка це паралель. Із збільшенням широти при русі на північ або на південь ця відстань зменшується. Таким чином, найдовшою паралеллю є 0°. Знаючи, що окружність Землі на широті екватора має довжину 40075,017 км, отримуємо довжину 1° вздовж цієї паралелі рівну 111,319 км.
Широта показує, наскільки далеко на північ або на південь від екватора лежить дана точка на поверхні Землі.
Поняття про довготі
Під довготою конкретної точки на поверхні Землі розуміється кут між площиною, що проходить через цю точку і вісь обертання Землі, і площиною нульового меридіана. За мировою угодою нульовим покладається меридіан, який проходить через Королівську Обсерваторію в Грінвічі, що знаходиться на південно-сході Англії. Гринвіцький меридіан поділяє земну кулю на східне і західне півкулі.
Таким чином, кожна лінія довготи проходить через північний і південний полюси. Довжини всіх меридіанів рівні і складають 40007,161 км. Якщо порівняти цю цифру з довжиною нульової паралелі, то можна сказати, що геометрична форма планети Земля є приплюснутим з полюсів кулею.
Довгота показує, наскільки на захід або на схід від нульового (гринвіцького) меридіана лежить конкретна точка на Землі. Якщо широта має максимальне значення 90° (широта полюсів), то максимальне значення довготи дорівнює 180° на захід або схід від нульового меридіана. Меридіан 180° відомий під назвою міжнародної лінії зміни дат.
Можна задатися цікавим питанням, довготу яких точок не можна визначити. Виходячи з визначення меридіана, отримуємо, що через дві точки на поверхні нашої планети проходять всі 360 меридіанів, цими точками є південний і північний полюси.
Географічний градус
З вище наведених цифр видно, що 1° на поверхні Землі відповідає відстані більше 100 км, що вздовж паралелі, що вздовж меридіана. Для більш точного визначення географічних координат об’єкта градус поділяють на десяті і соті частки, наприклад, кажуть про 35,79 північної широти. У такому вигляді інформацію надають супутникові системи навігації такі, як GPS.
Звичайні географічні і топографічні карти частки градуса представляють у вигляді хвилин і секунд. Так, кожен градус ділиться на 60 хвилин (позначається 60′), а кожна хвилини ділиться на 60 секунд (позначається 60″). Тут можна провести аналогію з поданням вимірювання часу.
Знайомство з географічною картою
Щоб зрозуміти, як визначити географічну широту і довготу на карті, спочатку необхідно з нею ознайомитися. Зокрема, потрібно розібратися, як представляються на ній координати довготи і широти. По-перше, верхня частина карти показує північне півкуля, нижня частина – південне. Числа, які знаходяться ліворуч і праворуч на краю карти позначають широту, а числа, розташовані у верхній і нижній частинах карти – це координати довготи.
Перед тим як визначити координати широти і довготи, необхідно пам’ятати, що вони на карті представлені в градусах, хвилинах і секундах. Не слід плутати цю систему одиниць десяткових часток градуса. Наприклад, 15′ = 0,25°, 30′ = 0,5°, 45″ = 0,75′.
Використання географічної карти для визначення довготи і широти
Пояснимо докладно, як визначити довготу і широту з географії з використанням картки. Для цього спочатку необхідно придбати стандартну географічну карту. Ця карта може бути картою невеликої місцевості, області, країни, континенту або всього світу. Щоб зрозуміти, з якою картою доведеться мати справу, слід прочитати її назву. Внизу під назвою можуть бути дані межі широт і довгот, які представлені на карті.
Після цього необхідно вибрати деяку точку на карті, деякий об’єкт, який потрібно відзначити яким-небудь способом, наприклад, олівцем. Як визначити довготу об’єкта розташованого в обраній точці, і як визначити його широту? Насамперед слід знайти вертикальні і горизонтальні лінії, які пролягають ближче всього до обраної точці. Ці лінії і є широтою і довготою, чисельні значення яких можна подивитися на краях карти. Припустимо, що обрана точка лежить між 10° і 11° північної широти і 67° і 68° західної довготи.
Таким чином, ми знаємо, як визначити географічну широту і довготу обраного на карті об’єкта з точністю, яку надає карта. В даному випадку точність дорівнює 0,5°, як по широті, так і по довготі.
Визначення точного значення географічних координат
Як визначити довготу і широту точки точніше, ніж 0,5°? Спочатку необхідно з’ясувати, який масштаб має карта, з якою ведеться робота. Зазвичай в одному з кутів карти вказується масштабна лінійка, що показує відповідність відстаней на карті відстаням у географічних координатах і в кілометрах на місцевості.
Після того як знайдено масштабна лінійка, необхідно взяти просту лінійку з міліметровими поділками і виміряти відстань на масштабної лінійки. Нехай у розглянутому прикладі 50 мм відповідає 1° широти і 40 мм – 1° довготи.
Тепер маємо в своєму розпорядженні лінійку так, щоб вона виявилася паралельної лініях довготи, намальованим на карті, і вимірюємо відстань від розглянутої крапки до однієї з найближчих паралелей, наприклад, відстань до паралелі 11° одно 35 мм. Складаємо просту пропорцію і отримуємо, що ця відстань відповідає 0,3° від паралелі 10°. Таким чином, широта даної точки дорівнює +10,3° (знак “плюс” означає північну широту).
Аналогічні дії слід виконати для довготи. Для цього слід розташувати лінійку паралельно лініям широти і виміряти відстань до найближчого меридіана від обраної точки на карті, припустимо, це відстань дорівнює 10 мм до меридіана 67° західної довготи. Згідно з правилами пропорції отримуємо, що довгота розглянутого об’єкта дорівнює -67,25° (знак мінус означає західну довготу).
Переклад отриманих градусів хвилини і секунди
Як було сказано вище, 1° = 60′ = 3600″. Використовуючи цю інформацію і правило пропорції отримуємо, що 10,3° відповідає 10°18’0″. Для значення довготи отримуємо: 67,25° = 67°15’0″. У даному випадку для перекладу використовувалася пропорція один раз для довготи і широти. Однак, в загальному випадку, коли після використання пропорції один раз виходять дробові значення хвилин, слід скористатися вдруге пропорцією, щоб отримати значення додаткових секунд. Зауважимо, що точність визначення координат до 1′ відповідає точності на поверхні земної кулі дорівнює 30 метрам.
Запис отриманих координат
Після того як питання, як визначити довготу об’єкта і його широту, розібраний, і визначені координати вибраної точки, їх слід правильно записати. Стандартна форма запису передбачає вказівку довготи слідом за широтою. Обидва значення необхідно вказувати з якомога більшим числом знаків після коми, оскільки від цього залежить точність розташування об’єкта.
Певні координати можна представити в двох різних форматах:
- З використанням тільки піктограми градуси, наприклад, +10,3°, -67,25°.
- З використанням хвилин і секунд, наприклад, 10°18’0″ північної широти, 67°15’0″ західної довготи.
Слід зауважити, що в разі подання географічних координат тільки з допомогою градусів, слова “північна (південна) широта” і “східна (західна) довгота” замінюються на відповідний знак плюса або мінуса.
