Dịch introducing physical geography 5th txtbk

ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ CÁC CÔNG CỤ MÀ CÁC NHÀ ĐỊA LÝ HỌC SỬ DỤNG
Địa lý là một môn học hiện đại có nguồn gốc lâu đời. nhưng địa lý là gì? Đâu là những khái
niệm về địa lý tự nhiên? Địa lý tự nhiên ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu toàn cầu như thế nào?
Đa dạng sinh học? thảm họa thiên nhiên? Các nhà địa lý học đã sử dụng những công cụ đặc biệt
để nghiên cứu Trái Đất. bản đồ đã miêu tả những bề mặt cong của Trái Đất trên mặt giấy phẳng
như thế nào? Hệ thống thông tin địa lý GIS hoạt động như thế nào? Các nhà địa lý học đã sử
dụng vệ tinh ra sao? Đây là một vài câu hỏi sẽ được trả lời trong phần Mở đầu này.
GIỚI THIỆU VỀ ĐỊA LÝ
Địa lý là gì? Một cách đơn giản, địa lý là nghiên cứu liên quan đến đặc điểm và tổ chức của
Trái Đất. nó trả lời cho câu hỏi như thế nào, tại sao và ở đâu con người và các hoạt động tự
nhiên xảy ra và các hoạt động này tác động lẫn nhau như thê nào.
Địa lý khác với những môn học khác như thế nào? Địa lý chọn lựa một số đặc điểm độc đáo để
phân tích thế giới, con người và các hiện tượng tự nhiên. Những đặc điểm này bao gồm các
quan điểm về không gian của các nhà địa lý học, mối quan tâm đến vùng biên giới theo các
nghiên cứu thông thường, việc sử dụng các dụng cụ để trình bày và đưa ra các thông tin về
không gian và hiện tượng trong không gian. Hình 1.1 thể hiện những đặc điểm này trong dạng
hình khối với các đặc điểm được thể hiện trên các mặt của nó.
Điểm độc đáo đầu tiên là quan điểm về không gian. Các nhà địa lý học quan tâm không chỉ sự
việc diễn ra như thế nào mà còn địa điểm xảy ra và sự việc đó liên quan đến những sự việc
xung quanh và xa như thế nào. Quan điểm không gian được chia làm 3 cấp độ. ở cấp độ vị trí,
các nhà địa lý học nghiên cứu các quá trình tác động lẫn nhau như thế nào trong một địa điểm
riêng lẻ hoặc một khu vực riêng lẻ. ví dụ nhà địa lý học về đô thị có thể nghiên cứu cấu trúc
không gian của một thành phố cụ thể các vùng lân cận và tình hình trương mại phát triển như
thế nào và ở đâu và sau đó đưa ra các đặc điểm riêng biệt của thành phố đó. Hoặc nhà địa lý
học tự nhiên có thể nghiên cứu sinh thái học, khí hậu, và đất của một công viên quốc gia. ở cấp
độ không gian, nhà vật lý học nghiên cứu các địa điểm phụ thuộc lẫn nhau như thế nào. Một
nhà địa lý kinh tế học nghiên cứu sự lưu thông hàng hóa, tiền tệ trong một khu vực so với
những khu vực khác. Các nhà địa lý học còn nghiên cứu nguồn gốc trầm tích đổ ra sông và các
tác động ở hạ nguồn. nhà địa lý học còn tìm hiểu hoạt động của tự nhiên và con người ở nhiều
quy mô khác nhau.
Hình I.1 Những đặc điểm của địa lý.

Ba đặc điểm tiêu biểu nhất của địa lý – quan điểm không gian – tính tổng hợp và các lĩnh vực
liên quan – mô tả thông tin được mô hình hóa trong khối lập phương 3D như hình minh họa.
Quy mô, đôi khi là cái nhìn cận cảnh về những thứ rất nhỏ bé hoặc cái nhìn toàn diện về những
thứ to lớn. Thông thường những điều quan trọng với quy mô này lại kém quan trọng với quy
mô khác.
Đặc điểm thứ hai của địa lý là tính tổng hợp. các nhà địa lý học rất quan tâm đến việc thu thập
các ý tưởng thuộc nhiều lĩnh vực và liên kết lại với nhau thông qua quá trình tổng họp. một điều
đặc biệt thú vị đối với các nhà địa lý học đó là các nghiên cứu liên kết những lĩnh vực nghiên
cứu thông thường. ví dụ, trong địa lý tự nhiên, một nhà sinh vật học có thể điều tra hệ sinh vật
sinh sống trong nước ảnh hưởng như thế nào đến dòng chảy của nước lũ ở các con sông, từ đó
kết hợp địa lý tự nhiên và các ngành sinh thái học và thủy học. Một nhà địa lý nhân văn có thể
nghiên cứu những đổi mới kinh tế - phát triển nhiều loại hàng hóa và dịch vụ - khác nhau như
thế nào giữa các vùng miền dựa trên các nhân tố văn hóa và pháp luật, từ đó kết hợp các lĩnh
vực nghiên cứu nhỏ của địa lý nhân văn với nhau gồm kinh tế, chính trị và xã hội. mối quan hệ
giữa quá trình tự nhiên và hoạt động của con người cũng là nội dung nghiên cứu của địa lý tổng
hợp. Ví dụ, khu vực nghiên cứu cổ điển về địa lý là nhận thức về mối nguy hiểm – tại sao con
người lại xây dựng nhà cửa cạnh sông hoặc bờ biển khi biết rằng chỉ còn là vấn đề thời gian
trước khi nhà cửa của họ bị nước lũ hoặc bão quét đi. Do đó các nhà địa lý học nghiên cứu tác
động qua lại giữa thủy học với nhận thức của con người.
Địa lý là một môn học độc đáo. Các nhà địa lý học nhìn thế giới từ quan điểm về địa lý không
gian, tập trung vào tổng hợp những ý kiến về những môn học khác nhau, sau đó phát triển và
sử dụng những ký thuật đặc biệt để tính toán và biểu thị thông tin về không gian.
Đặc điểm thứ ba của địa lý là mô tả. Ở đây các nhà địa lý học nghiên cứu và hoàn thiện các
công cụ để tính toán và mô tả thông tin không gian. Cartography – nghệ thuật và khoa học tạo
dựng và vẽ bản đồ - là một ngành nhỏ của địa lý tập trung vào mô tả hình ảnh về các mối quan
hệ trong không gian. Mô tả hình ảnh cũng bao gồm sử dụng vệ tinh (remote sensing) – yêu cầu
hình ảnh Trái Đất từ tàu vũ trụ và điều chỉnh để đưa ra các thông tin không gian rõ nét hơn. Mô
tả bằng lời nói sử dụng sức mạnh của ngôn từ để giải thích hoặc gợi lên các hiện tượng địa lý.
Các công thức toán học và thống kê đưa ra dự đoán cho một hiện tượng theo không gian và thời
gian. Hệ thống thông tin địa lý lưu trữ, phân tích, và thể hiện thông tin theo nhiều cách khác

nhau. Biểu thị nhận thức liên quan đến các mối quan hệ trong không gian khi được lưu trữ
trong bộ não người – lập bản đồ trí não về không gian thực thành không gian chủ quan mà con
người từng trải nghiệm.
Tóm lại, các đặc điểm về quan điểm, tính tổng hợp và tính mô tả định nghĩa địa lý là một môn
học độc đáo tập trung vào giải thích những thay đổi và tác động lẫn nhau của địa lý tự nhiên,
văn hóa loài người trên Trái Đất trong không gian và thời gian. Một cách khác để biểu đạt các
đặc điểm địa lý là một ví dụ về Vancouver, Bristish Columbia được mô tả ở hình I.2. hình ảnh
thể hiện địa điểm, trung tâm thành phố Vancouver, đặt trong không gian của Georgia và Thái
Bình Dương và quần đảo Vancouver và được cụp ở quy mô địa phương. Theo quan điểm của
nhà địa lý học, Vancouver là vùng đất độc đáo được hình thành bởi cả hai quá trình tự nhiên và
dưới tác động của con người.
ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA LÝ NHÂN VĂN
Cũng giống như nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác, địa lý cũng được xem là có một số ngành nhỏ,
mỗi ngành tập trung một nội dung nhưng thông thường chúng có liên quan mật thiết và tác
động qua lại lẫn nhau. Chúng ta có thể tổ chức sắp xếp lại thành hai nhóm chính – địa lý nhân
văn chuyên nghiên cứu tiến trình xã hội, kinh tế, ứng xử khác nhau giữa nhiều vùng miền, và
địa lý tự nhiên nghiên cứu quá trình tự nhiên diễn ra trên bề mặt Trái Đất quyết định đến hoạt
động của con người. hình I.3 là mô hình thể hiện những ngành quan trọng trong địa lý tự nhiên
và nhân văn. Đọc xuống dưới sang bên trái, chúng ta nhìn thấy 5 ngành của địa lý tự nhiên, từ
khí hậu học cho đến địa lý sinh vật học như được mô tả trong hình I.4. Đây là những nội dung
chính trong quyển sách này.
Khí hậu học là môn khoa học mô tả và giải thích sự đa dạng của nhiệt độ và độ ẩm trên bề mặt
Trái Đất trong không gian và thời gian, đặc biệt là mặt đất. Vì nhiệt độ và độ ẩm là một phần
của cái mà chúng ta gọi là thời tiết, nên chúng ta có thể nghĩ khí hậu là sự mô tả thời tiết trung
bình và sự biến đổi ở nhiều nơi trên toàn thế giới. Từ chương I-VII, các bạn sẽ làm quen với các
yếu tố cơ bản trong khí hậu học, bao gồm các quá trình chi phối thời tiết mà chúng ta biết hàng
ngày. Khí hậu học cũng liên quan đến biến đổi khí hậu cả trong quá khứ và tương lai. Một trong
những ngành phát triển nhanh nhất và thử thách nhất của khí hậu học là mô hình khí hậu toàn
cầu được trình bày trong nhiều chương. Ngành này nỗ lực đưa ra các dự đoán về những tác
động do hành động của con người ví dụ như chuyển đổi đất lâm nghiệp sang nông nghiệp, thải

khí CO
2
do đốt nhiên liệu, lên khí hậu toàn cầu.
Địa mạo học là môn khoa học nghiên cứu hình dạng và quá trình hình thành vỏ Trái Đất. Bề
mặt Trái Đất luôn luôn thay đổi do tác động kết hợp của con người và các nhân tố tự nhiên. Tác
động của trọng lực lên sự sụp đổ và vận động của Trái Đất cũng như tác động của nước, của
gió, của sóng, của băng làm xói mòn và bồi đắp đất và đá và tác động địa chấn và hoạt động của
núi lửa tạo nên những bề mặt luôn luôn thay đổi. Những chương cuối cùng của quyển sách này
(12 – 17) sẽ mô tả chi tiết những quá trình địa mạo, trong khi những quá tình địa chất cơ bản
được trình bày ở trong hai chương 11 – 12. Ngành địa chất học hiện đại cũng tập trung vào quá
trình hình thành lập mô hình địa mạo để đưa ra các dự đoán ngắn hạn, những thay đổi nhanh
chóng diễn ra như lở đất, bão lụt, xâm thực bờ biển, còn về dài hạn là những thay đổi chậm như
xói mòn đất trong nông nghiệp hoặc do tác động của hoạt động khai mỏ. Lĩnh vực địa mạo học
về xâm thực biển kết hợp nghiên cứu các quá trình địa mạo hình thành nên bờ biển và đường bờ
biển với các ứng dụng trong đường bờ biển và đô thị hóa nguồn lực vùng duyên hải. chương 16
mô tả những quá trình này và cung cấp thêm thông tin về những ván đề mà con người xâm
chiếm bờ biển gây nên.
Địa lý về đất bao gồm nghiên cứu sự phân bổ các loại đất cũng như tính chất và quá trình hình
thành đất. Ngành này có liên quan đến quá trình địa mạo phân rã và tơi xốp của đá, và quá trình
sinh học về tăng trưởng, hoạt động, phân hủy của các tổ chức sinh vật trong đất (chương 10). Vì
cả hai quá trình sinh học và địa mạo học đều chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm bề mặt, các
mô hình trên quy mô rộng lớn thưởng liên quan đến khí hậu.
Ngành địa lý sinh vật, được trình bày trong chương 8 và chương 9, là sự phân bố sinh vật ở
nhiều quy mô không gianvaf thời gian cũng như quá trình diễn ra những đặc điểm phân bổ này.
Sự phân bổ ở cấp độ địa phương của động vật và thực vật thông thường phụ thuộc vào mức độ
phù hợp của môi trường sống. Trong ứng dụng này, ngành địa lý sinh vật cũng được coi là
sinh thái học, là ngành nghiên cứu về mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường. Xét trên quy
mô rộng hơn và trong khoảng thời gian dài hơn, việc di cư, sự tiến hóa, sự tuyệt chủng của các
loài thực vật và động vật là những quá trình quan trọng quyết định đến các đặc điểm phân bố
theo không gian. Do đó, các nhà địa lý sinh vật thường tìm và tái cấu trúc những đặc điểm trong

quá khứ của động vật và thực vật từ nhiều loại chứng cứ Năm lĩnh vực chính của địa lý tự nhiên
bao gồm khí hậu học (nghiên cứu về khí hậu), địa mạo học (nghiên cứu về dạng đất), địa mạo
bờ biển, địa mạo đất và đa dạng sinh học (nghiên cứu đặc điểm phân bổ của động vật và thực
vật)
hóa thạch. Đa dạng sinh học – đánh giá đa dạng sinh học từ việc duy trì đa dạng hình thức sống
trên Trái Đất là là chủ đề đa dạng địa lý sinh vật ngày càng trở nên quan trọng khi con người
không ngừng tác động đến môi trường. sự phân bổ ở quy mô toàn cầu của các dạng sự sống
như một quần thể sinh vật của Trái Đất cung cấp nội dung cơ bản cho đa dạng sinh học.
Ngoài năm lĩnh vực chính của địa lý tự nhiên thì có thêm hai lĩnh vực khác có liên quan chặt
chẽ đến ứng dụng của địa lý tự nhiên – nguồn nước và đánh giá thảm họa. Nguồn nước là lĩnh
vực rộng gắn liền với nghiên cứu cơ bản về vị trí, sự phân bổ, sự vận động của dòng nước, ví
dụ, trong hệ thống sông hay hệ thống mạch nước ngầm, cùng với việc sử dụng và chất lượng
nước đối với con người. Lĩnh vực này liên quan đến nhiều mặt của địa lý nhân văn, bao gồm cả
quy hoạch và phát triển vùng, địa chính trị, nông nghiệp và sử dụng đất. Chúng tôi chỉ giới
thiệu qua về nguồn nước trong quyển sách này với những thông tin ngắn gọn về thác nước, đập,
và chất lượng nước trong chương 14 và 15.
Đánh giá thảm họa là một lĩnh vực khác pha trộn địa lý tự nhiên và địa lý nhân văn. Những
nguy cơ nào có thể xảy ra khi sống gần sông, và những cư dân đó phải trải qua những nguy cơ
gì? Đâu là vai trò của Chính phủ trong việc bảo vệ người dân khỏi lũ lụt và hỗ trợ họ khôi phục
sau thiên tai? Trả lời những câu hỏi này yêu cầu không chỉ cần kiến thức về làm việc theo nhóm
vật lý mà còn là cách con người nhận thức và tương tác với môi trường tự nhiên trong vai trò
từng cá nhân và toàn thể xã hội. Trong nội dung này, chúng tôi mở rộng tầm hiểu biết về diễn
biến tự nhiên của lũ, động đất, lở đất và các hiện tượng thiên nhiên khác do thiên tai gây ra như
kiến thức nền để đánh giá đúng thảm họa đối với con người và các hành động của loài người.
Rất nhiều lĩnh vực còn lại của địa lý nhân văn có liên kết với địa lý tự nhiên. Ví dụ, các nhân tố
khí hậu và địa lý sinh vật có thể quyết định đến sự lây lan của loài muỗi gây bệnh (địa lý y học).
Những dãy núi như rào chắn cô lập dân cư và tăng giá vận chuyển hàng hóa từ địa phương này
sang địa phương khác (địa lý văn hóa, địa lý vận tải). Các loại địa hình và phong cảnh độc đáo
là điểm đến cho nhiều khách du lịch (địa lý về ngành giải trí, du lịch, thể thao). Hầu hết các
hoạt động giải trí của con người đều diễn ra trong môi trường tự nhiên, chỉ khác nhau ở không

gian và thời gian, do đó các quá trình tự nhiên chúng ta tìm hiểu trong quyển sách này cung cấp
kiến thức nền tảng hữu ích để tìm hiểu thêm những lĩnh vực địa lý khác.
Phạm vi, Hệ thống và Chu kỳ
Như một phần của chương giới thiệu về địa lý tự nhiên, một cái nhìn vào bức tranh toàn cảnh
và tìm hiểu một vài khái niệm về địa lý tự nhiên sẽ rất hữu ích – đó là Phạm vi, Hệ thống và chu
kỳ. Đầu tiên trong những khái niệm này là bốn địa hạt lớn của địa lý tự nhiên - khí quyển,
thạch quyển, thủy quyển, sinh quyển. Những địa hạt này với những thành phần và tính chất
riêng biệt dùng để phân biệt hành tinh của chúng ta với những hành tinh khác.
Một khái niệm lớn khác đó là hệ thống – những quá trình hình thành nên quang cảnh và một
loạt những thành phần tác động lẫn nhau trong hệ thống. Quan điểm về hệ thống nhấn mạnh
mối liên hệ và tương tác và giúp chúng ta hiểu những vấn đề phức tạp như biến đổi khí hậu toàn
cầu, hoặc giảm thiểu đa dạng sinh học. Khái niệm lớn cuối cùng đó là Chu kỳ - những thay đổi
đều đặn trong hệ thống diễn ra theo thời gian.
PHẠM VI – BỐN ĐỊA HẠT LỚN CỦA TRÁI ĐẤT
Hệ thống tự nhiên mà chúng ta nghiên cứu trong địa lý tự nhiên hoạt động trong 4 địa hạt, hay
phạm vi của Trái Đất. Đó là khí quyển, thạch quyển, sinh quyển và thủy quyển.
Khí quyển là tầng khí bao quanh trái đất. Nó tiếp nhận nhiệt độ và độ ẩm từ bề mặt và sau đó
phản xạ lại bề mặt trái đất một phần nhiệt độ và toàn bộ độ ẩm. Khí quyển cung cấp những
nhân tố của sự sống – cacbon, nito, hydro, oxy – những nguyên tố cần thiết để duy trì sự sống.
Lớp cúng nhất của trái đất là thạch quyển, nó cung cấp môi trường sống cho hầu hết các dạng
sinh vật trên trái đất. Tầng đá cứng của thạch quyển mang một lớp đất mà thành phần dinh
dưỡng của nó cần thiết cho sinh vật. Bề mặt thạch quyển có nhiều hình dạng như núi, đồi, đồng
bằng. Những đặc điểm này cung cấp môi trường sống đa dạng cho động vật, thực vật và con
người.
Tầng chất lòng trên trái đất được gọi là thủy quyển mà lượng nước khổng lồ chứa trong các đại
dương. Nó cũng bao gồm các núi băng mà cũng giống như chất lỏng, nó chịu tác động của
trọng lực và trôi theo dòng nước. Trong khí quyển, nước tồn tại dưới dạng hơi nước, giọt nước
và dạng rắn (mưa đá). Trong thạch quyển, nước tồn tại ở lớp trên cùng và được biết đến như
tầng nước ngầm.
Sinh quyển bao gồm tất cả các dạng sinh vật trên trái đất. Các dạng sống trên trái đất sử dụng

khí từ khí quyển, nước từ thủy quyển và chất dịnh dưỡng từ thạch quyển, vì vậy sinh quyển phụ
thuộc vào những địa hạt khác của tự nhiên. Hình I.6 mô tả sơ đồ cho mối quan hệ này.
Hầu hết sinh quyển tồn tại trong vùng bề mặt gọi là tầng sự sống. Nó bao gồm bề mặt đất và
khoảng 100m trên mực nước biển (khoảng 300ft). Trên mặt đất, tầng sự sống là vùng tương tác
giữa sinh quyển, thạch quyển và khí quyển với thủy quyển ở dạng mưa, tuyết, nước sinh hoạt
trong ao, hồ, sông suối. Trong đại dương, tầng sự sống là vùng tương tác giữa sinh quyển, khí
quyển và thủy quyển với thạch quyển là chất dinh dưỡng ở tầng nước trên trong đại dương.
Thông qua sự khám phá địa lý tự nhiên, chúng ta sẽ gắn kết tầng sự sống với 4 địa hạt tương tác
lẫn nhau như trên.
QUY MÔ, ĐẶC ĐIỂM VÀ QUÁ TRÌNH
Như chúng ta đã thấy, các nhà địa lý học đã đưa ra các đặc điểm độc đáo hình thành nên cách
tiếp cận địa lý và hiểu về tổ chức loài người trên trái đất. Ba chủ đề liên quan chặt chẽ đến nhau
thường xuất hiện trong nghiên cứu địa lý đó là quy mô, đặc điểm và quá trình. Quy mô là cấp
độ cấu trúc hoặc tổ chức trong đó hiện tượng được nghiên cứu. Đặc điểm là sự đa dạng trong
một hiện tượng được nghiên cứu trong một phạm vi cụ thể. Quá trình mô tả cách thức các nhân
tố tác động đến hiện tượng tạo ra các đặc điểm trong một phạm vi nhất định.
Để hiểu rõ hơn điều này, hãy tưởng tượng bạn là một nhà du hành vũ trụ trở về trái đất sau một
chuyến du hành lên mặt trăng. Khi bạn trở về trái đất và cuối cùng cũng chạm chân lên mặt đất,
cái nhìn của bạn đối với hành tinh của chúng ta là cái nhìn từ phạm vi toàn cầu đến phạm vi địa
phương. Một khi quy mô thay đổi thì đặc điểm và phạm vi cũng thay đổi theo. (Hình I.7).
Ở phạm vi toàn cầu, bạn chỉ nhìn thấy các đặc điểm tự nhiên của trái đất – đại dương màu xanh,
lục địa màu nâu, thực vật màu xanh, tuyết và băng màu trắng, và bầu khí quyển với mây trắng
và không khí trong suốt. Những đặc điểm của đất và đại dương được tạo ra do quá trình kiến
tạo vỏ trái đất, hình thành nên lục địa và đại dương theo thời gian. Những đặc điểm về mây
trắng, bao gồm một dải mây cố định gần vành đai xích đạo và sự di chuyển hình xoắn ốc của
mây trên toàn hành tinh được tạo ra cho quá trình tuần hoàn không khí phụ thuộc vào nhiệt độ
mặt trời cùng với chuyển động của trục trái đất. Quá trình này diễn ra nhanh hơn nhiều trong
không gian so với quá trình kiến tạo.
Ở phạm vi lục địa, chúng ta nhìn thấy sự khác nhau rõ rệt giữa các vùng rộng lớn như giữa một
sa mạc khô cằn và một khu vực ẩm ướt nhiều thực vật, một đặc điểm gây ra bởi khí quyển cung

cấp lượng mưa cho nơi này ít hơn nơi khác. Ở một vài khu vực, nhiệt độ khí quyển khiến cho
chất lỏng đóng băng, tạo ra các tẳng băng và núi băng trên biển. Nhiệt độ và lượng mưa là hai
nhân tố cơ bản của khí hậu, và vì vậy chúng ta có thể xem nhân tố chính ảnh hưởng đến cảnh
quan ở cấp độ lục địa.
Ở cấp độ vùng, dãy núi, sa mạc, hồ, sông tạo ra sự đa dạng bởi quá trình tương tác địa lý làm
các ngọn núi cao lên và thung lũng sâu hơn cùng với quá trình vận động của khí quyển cung
cấp lượng nước chảy xuyên các lục địa trong khi hỗ trợ sự phát triển của hệ thực vật. Rõ ràng
rằng cấp độ vùng, các đặc điểm địa lý ảnh hưởng sâu sắc đến hoạt động của con người như phá
rừng Amazon (hình I.7c).
Ở cấp độ địa phương, hãy nhìn cận cảnh vào quang cảnh của một vùng thể hiện đặc điểm phân
biệt với vùng khác. Ví dụ, hình ảnh vùng Vịnh San Francisco (hình I.7d) cho thấy cả quá trình
tự nhiên tạo nên những đồi dốc và những hẻm núi và quá trình tác động của con người lên thiên
nhiên sau khi xây dựng thành phố và vùng đô thị. Ở quy mô nhỏ nhất, chúng ta thấy được các
đặc điểm của từng quang cảnh như đụn cát, đầm lầy mà mỗi trong số đó là do kết quả của một
quá trình khác nhau.
Những ví dụ trên đây mô tả những chủ thể của quy mô, đặc điểm và quá trình của từng quang
cảnh trên khắp hành tinh. Tuy nhiên hãy nhớ rằng những chủ thể trên đây còn khá chung chung.
Thông qua quyển sách này chúng ta sẽ xem thêm các ví dụ về quy mô, đặc điểm và quá trình
đối với nhiều hiện tượng như khí hậu, đất, thực vật và địa mạo.

CHU KỲ THỜI GIAN
Nhiều hệ thống tự nhiên xuất hiện chu kỳ và thời gian - nhịp điệu trong các quá trình thay đổi
một cách thường xuyên và lặp lại hình dáng. Ví dụ như sự vòng quanh của trái đất quanh mặt trời
tạo ra một chu kỳ thời gian của năng lượng mặt trời đến dòng chảy năng lượng.Chúng ta nói về chu
kỳ này như nhịp điệu của mùa. Vòng quay của trái đất trên trục của nó thiết lập các chu kỳ đêm và
ngày của bóng tối vá ánh sáng. Mặt trăng trong quỹ đạo hàng tháng của mình quanh Trái đất cũng
thiết lập một chu kỳ thời gian riêng của mình mà chúng ta nhìn thấy trong thủy triều đại dương.
▼Quy mô khu vực: Ở quy mô khu vực mô hình sống của con người hoạt động có thể nhìn thấy,
chẳng hạn như ở ví dụ này của nạn phá rừng ở Rondonia, trong Brazin Amazon.

►Quy mô địa phương: ở quy mô địa phương chi tiết của sự phát triển xuất hiện, cũng tốt như địa
hình cá nhân
Những chu kỳ thời gian thiên văn học của vòng quay Trái đất và sự biến đổi năng lượng mặt
trời xuất hiện ở một số nơi trong một số chương đầu của chúng tôi. Những chu kỳ thời gian khác
với khoảng thời gian của hàng chục đến hàng trăm nghìn năm mô tả sự thay thế phát triển và độ co
của những dải băng, lục địa lớn. Mặc dù những cái khác, với khoảng thời gian của hàng triệu năm,
mô tả chu kỳ của Trái đất là rắn trong đó đại lục nguyên thủy tạo thành tách ra và một lần nữa tạo
thành lại.

ĐỊA VẬT LÝ, MÔI TRƯỜNG VÀ BIẾN ĐỔI TOÀN CẦU
Địa vật lý có liên quan đến thế giới tự nhiên và xung quanh chúng ta – trong ngắn hạn với môi
trường của con người: Bởi vì các quá trình tự nhiên luôn hoạt động, môi trường của Trái đất thay
đổi liên tục. ( Hình 1.8). Đôi khi những thay đổi là chậm và tinh tế như khi đĩa thuộc vỏ di chuyển
trong thời kỳ địa chất hình thành lục địa và lưu vực đại dương.
Trong khoảng thời gian khác sự phát triển là nhanh chóng như khi một trận bão cuồng phong đã
san bằng vùng rừng rộng lớn hoặc thậm chí những vùng nhà ở.
Thay đổi của môi trường hiện nay được tạo ra không những do những quá trình tự nhiên đã ảnh
hưởng đến hành tinh của chúng ta hàng triệu năm mà còn bởi hoạt động của con người. Cuộc đua
của con người phổ biến hành tinh của chúng ta bởi vậy một số nơi hoàn toàn vẫn còn vài hình thức
ảnh hưởng của con người. Biến đổi toàn cầu, sau đó không những liên quan đến tiến trình của tự
nhiên mà còn tiến trình con người tương tác với họ. Địa lý vật lý là chìa khóa để hiểu được sự
tương tác này.
Môi trường và sự biến đổi toàn cầu là đủ quan trọng để chúng ta đặt ra những chủ đề này bằng
việc đặt chúng vào phần đặc biệt với con mắt trong sự biến đổi toàn cầu điều đó mở ra ở mỗi
chương. Một vài chủ đề quan trọng trong sự biến đổi toàn cầu là sự sai lầm trong địa lý vật lý là gì?
Chúng ta cùng tìm hiểu một vài điều.
SỰ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TOÀN CẦU
Hoạt động của con người có làm biến đổi khí hậu toàn cầu không? Nó có vẻ hầu như là mỗi năm
chúng ta đều nghe thấy năm đó là nóng nhất, hoặc một trong những năm nóng nhất được ghi nhận
chính thức. Những khí hậu nổi tiếng là dẫn đến thay đổi. Có thể hàng loạt năm nóng là một phần

của sự thay đổi bình thường? Đây là một câu hỏi then chốt đối mặt với các nhà khoa học nghiên
cứu khoa học toàn cầu. Khía cạnh của sự biến đổi toàn cầu đã chạm đến nhiều hoạt động của con
người.

1.8. Quy mô của sự biến đổi toàn cầu
◄ Biến đổi khí hậu toàn cầu có phải là khí hậu của trái đất thay đổi? Gần như tất cả sự biến
đổi toàn cầu các nhà khoa học đã có kết luận rằng hoạt động của con ngươi đã dẫn đến khí hậu ấm
lên và đó là các kiểu thời tiết hiện thị lên ở đây là hình ảnh vệ tinh của mây và hệ thống thời tiết
ngoài Thái bình dương đang phát triển.
◄ kỳ cacbon cắt ngang của gỗ, hiển thị ở đây trên bán đảo Olympic, Washington, đưa cacbon
ra khỏi cảnh quan, trong thời gian cacbon tái phát triển trở lại thông qua quang hợp.
▲ Sự suy giảm hệ sinh thái trong khu vực và suy thoái về chất lượng của môi trường sống tự
nhiên là đang suy giảm hệ sinh thái. Bờ đất của dòng suối này ở rừng nhiệt đới Costa Rica là xếp
hàng với một số loài cây cọ.
Sự ô nhiễm: hoạt động của con người có thể tạo nên sự ô nhiễm không khí và nước gây ra sự phát
triển trong môi trường sống tự nhiên cũng ánh sáng là ảnh hưởng đến sức khỏe của con người .
Việc xả từ nhà mấy bột giặt này tới gần cảng Alice, British Columbia, phần lớn là hơi nước nhưng
những chất gây ô nhiễm của nhà máy thường bao gồm oxit lưu huỳnh gây hại.
▲Những trận cuồng phong cực đoan, những cơn bão dữ dội, hạn hán và lũ lụt có thể trở nên
thường xuyên hơn so với sự ấm lên trog khí hậu toàn cầu. Một cơn lốc xoáy đã san phẳng khu vực
láng giềng này gần thành phố Kansas, Kansac Tháng 5 năm 2003.
Trong thập kỷ qua gần như tất cả các nhà khoa học đã cho rằng hoạt động của con người thật sự
đã bắt đầu làm thay đổi khí hậu của chúng ta. Điều đó đã diễn ra như thế nào ?
Câu trả lời nằm trong hiệu ứng nhà kính. Vì khi hoạt động của con người tác động trực tiếp
phóng thích các khí mà ngăn chặn sức nóng của tia bức xạ rời khỏi trái đất , hiệu ứng nhà kính phát
triển mạnh hơn. Sự nổi bật của các khí này là C02, cái mà được phóng thích bởi sự đốt cháy nhiên
liệu hóa thạch. Các chất khác bao gồm: Metan(CH4), Oxit nito(NO) và Chloroflousocarbons. Cho
đến gần đây giữ vai trò như là chất lỏng làm nguội trong hệ thống làm lạnh và máy điều không khí
và như bình phun chất nổ.
Thực hiện với các khí khác chúng làm tăng nhiệt độ bề mặt Trái đất với những hệ quả bao gồm

sự phân chia các khu vực đồng ruộng, làm tăng mực nước biển và tăng một cách thường xuyên các
hiện tượng thời tiết cực đoan như là các cơn bão dữ dội hoặc nạn hạn hán kỷ lục.
Biến đổi khí hậu là một chủ đề được bàn đi bàn lại trong quyển sách này, từ hiệu ứng đảo nhiệt
độ đô thị có xu hướng tăng nhiệt độ ở thành phố. ( Chương 3), hiện tượng Enl Nino làm thay đổi
khí quyển toàn cầu và các dòng hải lưu ( Chương 5), ảnh hưởng những đám mây với hiện tượng
Trái đất ấm lên ( Chương 6) và sự tăng mực nước biển một cách thích đáng từ sự mở rộng của nước
biển với nhiệt độ tăng (Chương 16).
CHU KỲ CACBON
Một cách để giảm tác động của con người và hiệu ứng nhà kính là làm chậm quá trình phát triển
giải thoát khí CO2 từ việc đốt nóng nhiên liệu hóa thạch. Tăng nhiệt độ kể từ khi nền văn minh
hiện đại phụ thuộc vào năng lượng nhiên liệu hóa thạch để thực hiện hầu hết các nhiệm vụ, giảm
sự tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch để ổn định tăng nồng độ CO2 trong khí quyển là điều không dễ
dàng. Tuy nhiên có một số quá trình tự nhiên làm giảm CO2 trong khí quyển. Nhà máy thu hồi
CO2 từ khí quyển bằng cách lấy nó trong quang hợp xây dựng mô thực vật ánh sáng là màng tế bào
và gỗ. Ngoài ra CO2 hòa tan trong nước biển đây là hai con đường quan trọng theo đó Carbon chảy
từ khí quyển tới đất và đại dương và là một phần của chu kỳ Carbon. Nhà địa sinh học và nhà sinh
thái đang tập trung chi tiết vào chu kỳ Carbon trên toàn cầu để hiểu được rõ hơn về con đường và
độ lớn của luồng Carbon. Họ hi vọng rằng sự tìm hiểu này sẽ là gợi ý cho hoạt động khác, đó có thể
là giảm tỉ lệ sự tích tụ của CO2 với việc gây bất lợi cho sự phát triển kinh tế. Quá trình của chu kỳ
Carbon được mô tả ở chương 8.
Môi trường thay đổi là sản phẩm được tạo ra bởi cả 2 quá trình tự nhiên và của con người.
Những hiện tượng của con người hiện tại đã thay đổi cả khí hậu của Trái đất và luồng toàn cầu
của Carbon từ Trái đất đến Đại dương dến Khí quyển.

ĐA DẠNG SINH HỌC
Các nhà khoa học, nhà môi trường và các nhà công chúng đều có một nhận thức ngày càng phát
triển là tính đa dạng ở thực vật và động vật được nuôi dưỡng bởi những hành tinh của chúng ta_đa
dạng sinh học là một nguồn tài nguyên có giá trị đó sẽ là hy vọng cho thế hệ tương lai. Một lí do
quan trọng để giữ gìn như nhiều loại tự nhiên và có thể là theo thời gian, các loài tiến hóa theo tự
nhiên cơ chế phòng vệ chống lại bệnh tật và động vật ăn thịt. Cơ chế phòng vệ này bao gồm hợp

chất có hoạt tính sinh học đôi khi có thể rất hữu ích, xếp loại từ thuốc trừ sâu tự nhiên làm gia tăng
năng suất cây trồng đến các loại thuốc chống ung thư của con người . Một lí do quan trọng cho việc
duy trì đa dạng sinh học là hệ sinh thái phức tạp với nhiều loài có xu hướng ổn định hơn và đáp ứng
tốt hơn môi trường phát triển. nếu các hoạt động của con người vô tình làm giảm đa dạng sinh học
đáng kể có nguy cơ lớn bất ngờ và không dự tính trước của con người ảnh hưởng đến môi trường tự
nhiên.
Các nhà địa sinh học tập trung vào cả sự tồn tại của hệ sinh thái trong môi trường tự nhiên của
Trái đất và các quá trình tạo thành và duy trì đa dạng sinh học. Những chủ đề này được đề cập
trong Chương 8&9.
Hoạt động của con người đang làm suy giảm đa dạng sinh học của nhiều môi trường sống ở Trái
đất. Ô nhiễm môi trường làm giảm chất lượng môi trường sống cho con người cùng với các loài
khác. Các sự kiện thời tiết cực đoan sẽ trở thành thường xuyên với biến đổi khí hậu do con người
gây ra cũng với các sự kiện tự nhiên hiếm có khác đang ngày càng có tác động tiêu cực đối với việc
dân số của chúng mở rộng.
Ô NHIỄM
Như chúng ta đều biết hoạt động của con người không được kiểm soát có thể làm giảm chất lượng
môi trường. Ngoài việc phóng thích CO2, đốt cháy nhiên liệu có thể mang lại khí có hại cho sức
khỏe đặc biệt là khi chúng phản ứng để tạo thành các hóa chất độc hại với khí Ozone và axit nitric
trong khói quang hóa. Ô nhiễm nguồn nước từ dòng chảy phân bón, chất độc hại, chất thải của sản
xuất công nghiệp và thoát nước mỏ axit có thể làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước. Suy
thoái như vậy không chỉ tác động đến hệ sinh thái của sông suối mà dân số con người phụ thuộc
vào các con sông con suối đó và là nguồn cung cấp nước, bể chứa nước ngầm cũng có thể bị ô
nhiễm hoặc biến mặn ở khu vực ven biển khi bị hạ thấp quá mức.
Ô nhiễm môi trường: nguyên nhân của nó ảnh hưởng của nó và các công nghệ được sử dụng để
giảm thiểu ô nhiễm môi trường thành một chủ đề rộng theo đúng nghĩa của nó. Như một văn bản
địa lí nhấn mạnh đến các quá trình tự nhiên của bề mặt Trái đất, chúng tôi đã đè cập đến ô nhiễm
không khí và nước trong vài chương – Chương 4: Ô nhiễm không khí và chương 14: Ô nhiễm tầng
mặt nước vấn đề thủy lợi và ô nhiễm nguồn nước ngầm.
MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG CỰC ĐOAN
Sự kiện thảm hoạ lũ lụt, hỏa hoạn, động đất và trật tự sánh sáng. Vậy có thể lớn và xảy ra lâu dài

ảnh hưởng đến cả con người và hệ thống thiên nhiên. Có phải hoạt động của con người làm tăng
tần số của các hiện tượng cực đoan? Như việc hành tinh của chúng ta ấm lên để đáp lại sự phát
triển bằng hiệu ứng nhà kính dự đoán thiết lập mô hình khí hậu toàn cầu rằng thời tiết khắc nghiệt
sẽ trở nên nghiêm trọng và nhiều hơn. Hạn hán và hậu quả cháy rừng và mất mùa sẽ xảy ra nhiều
hơn là những đợt mưa và dòng chảy lũ.
Trong thập niên vừa qua chúng tôi đã nhìn thấy nhiều ví dụ về hiện tượng cực đoan, từ trận
cuồng phong Katrina vào năm 2005, cơn bão làm tổn thất nhiều tiền của nhất trong lịch sử của
nước Mỹ đến nay hạn hán ở phía Đông Nam vào năm 2007 đó là sự tàn phá mùa màng trong một
phần lớn ở cùng Đông Nam nước Mỹ. Những hành động của con người có chịu trách nhiệm về
việc tăng sự xuất hiện của các hiện tượng cực đoan này? Bằng chứng là việc chỉ ra những phương
hướng khắc phục.
Một số hiện tượng cực đoan khác như động đất, núi lửa, sóng thần (gọi sai là thuỷ triều sóng)
được tạo ra bởi lực sâu bên trong của Trái đất đó không phải ảnh hưởng bởi hoạt động của con
người. Nhưng dân số tiếp tục mở rộng và ngày càng tăng kéo theo sự phụ thuộc và cơ sở hạ tầng
và công nghệ từ những tòa nhà cao chọc trời chúng dễ trở nên nhạy cảm hơn về việc tổn thương và
trạng thái trì trệ của các hệ thống bởi các sự kiện cực đoan.
Trong đoạn này đã mô tả nhiều loại hiện tượng cực đoan những nhân tố của chúng. Trong
chương 4 và chương 6 chúng tôi đề cập những cơn bão, lốc xoáy, bão xoáy và những trận cuồng
phong. Hạn hán ở Sahel Ghi trong chương 7. Động đất, núi lửa và sóng thần trong chương 12. Lũ
lụt được miêu tả trong chương 14.

CÔNG CỤ TRONG ĐỊA VẬT LÝ
Các nhà địa lý đã sử dụng một số dụng cụ chuyên ngành để kiểm tra, đánh giá và tiếp xúc với
không gian(Hình 1.9). Một trong những dụng cụ lâu đời nhất là bản đồ là một tờ giấy mô tả
không gian được hiện ra với mọi thứ ở đó. Trong khi bản đồ sẽ không bao giờ ra khỏi phong
cách thể hiện đó thì máy tính đã cải tiến cho chúng ta thấy được khả năng lưu trữ, truy cập và
phân tích dữ liệu không gian thông qua hệ thông tin địa lý(GIS). Thu thập đầu vào thông tin địa
lý GIS gần đây đã được thể hiện thông qua việc sử dụng hệ thống định vị toàn cầu (GPS), cho
phép các thiết bị điện tử cầm tay liên kết với các tín hiệu từ quỹ đạo tàu vũ trụ, để dễ dàng xác
định vĩ độ, kinh độ và dộ cao của bất kỳ điểm nào trên bề mặt Trái đất trong vòng vài m.

Vệ tinh mang dụng cụ hình ảnh đã cung cấp vô số thông tin về các lớp bề mặt Trái đất, bao
gồm đất, đại dương, và kết quả đó là trọng yếu đối với việc học địa lý. Lĩnh vực xử lý, cải tiến
và phân tích hình ảnh và các phép đo được làm từ máy bay vũ trụ được biết đến như cảm biến
từ xa. Gần đây phát triển liên kết viễn thám, GIS và GPS như Internet đã tạo nên một công cụ
mới với sự hình dung về Trái đất như Google Earth, đó là điều quan tâm rất lớn đối với các nhà
địa lý.
Công cụ địa lý cũng bao gồm mô hình toán học và thống kê. Sử dụng toán học và máy tính
trong mô hình địa lý là một phương pháp tiếp cận có hiệu quả đê hiểu biết cả hiện tượng tự
nhiên và con người. Phương pháp thống kê cung cấp được có thể sử dụng để thao tác dữ liệu
địa lý, bởi vậy chúng ta có thể hỏi và trả lời các câu hỏi về sự khác nhau giữa xu hướng và mô
hình. Bởi vì những công cụ chủ yếu dựa vào kiến thức chuyên môn chúng không được bao gồm
ở đây. Trong văn bản này của chúng tôi cho dù nhiều ví dụ trình bày về thông tin địa lý thu
được sử dụng mô hình số liệu thống kê.
BẢN ĐỒ VÀ BẢN ĐỒ HỌC
Bản đồ học là một lĩnh vực liên quan đến địa lý và việc thiết lập bản đồ. Một bản đồ là một tờ
giấy được trình bày về sự xuất hiện ở các điểm trong không gian các đường và khu vực dữ liệu, đó
là vị trí, sự kết nối những khu vực. Nó thường hiển thị một tập hợp đặc điểm hoặc tính năng của bề
mặt Trái đất đó là vị trí trên bản đồ theo cách tương tự mà chúng xảy ra trên bề mặt. Tỉ lệ của bản
đồ là sự liên kết giữa khoảng cách thực tế với khoảng cách trên bản đồ.
bản đò đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu địa vật lý vì nhiều nội dung thông tin của
địa lý được lưu trữ và hiển thị trên bản đồ. Bản đồ chữ_ khả năng đọc và hiểu những gì thể hiện
trên bản đồ là một yêu cầu cơ bản hàng ngày cho hoạt động xã hội của chúng ta. Bản đồ xuất hiện
trong hầu hết các vấn đề của một tờ báo và trong gần như tât cả các bản tin truyền hình. Hầu như
mọi người thường xuyên sử dụng bản đồ đường cao tốc và bản đồ đường phố. Bản đồ cũng nổi bật
trên các trang web. Mục đích của phần này của chương này chúng tôi cung cấp thêm thông tin về
kỹ thuật và kiến thức của bản đồ.
PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ
Người vẽ bản đồ vị trí của bề mặt Trái đất sử dụng vĩ độ và kinh độ. Bạn có thể đọc được nhiều
về vĩ độ và kinh độ trong chương 1, nhưng bây giờ bạn có thể biết được vị trí bằng phương pháp
xác định vĩ độ và vị trí bằng biện pháp xá định kinh độ. Những đường ngang bằng là vĩ độ và

những đường song song là kinh độ.
1.9 Công cụ trong địa lý vật lý.
Địa lý dựa trên các công cụ chuyên dụng để phân tích dữ liệu không gian.
▲ Bản đồ học: một phần của cuộc thăm dò địa chất 1: 24.000 bản đồ địa hình của vịnh Green
Wisconsin. Sử dụng kí hiệu bản đồ cho thấy thung lũng và sông , vịnh, vùng đầm lầy, đất đo thị
phát triển, đường phố, đường giao thông và đường cao tốc.
▼ Viễn thám viễn thám bao gồm quan sát Trái Đất từ xa của một máy bay hoặc tàu vũ trụ.
Cháy rừng trên hòn đảo của Hy Lạp Peloponnesos, thấy trong một hình ảnh vệ tinh từ năm
2000, là một ví dụ.
▲ Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Chương trình máy tính lưu trữ và xử lý dữ liệu địa lý là rất
cần thiết cho các ứng dụng hiện đại của địa lý. Màn hình này từ gói chương trình GIS ArcInfo
cho thấy trung tâm trận động đất ở miền đông châu Á chồng lên một bản đồ chính trị cấu tạo
bởi một bản đồ cứu trợ bóng mờ của địa hình dưới đáy biển.
▲ Số liệu thống kê công cụ thống kê, như là biểu đồ này, để thăm dò của dữ liệu địa lý xác
định xu hướng và phát triển mô hình toán học. Điều này cho thấy giá trị của Chỉ số Sự dao động
Miền Nam, dấu hiệu đặc trưng của điều kiện El Nino
I.10 Cách đơn giản để tạo ra phép chiếubản đồ
Tia sáng từ một nguồn sáng trung tâm bóng tối và ánh sáng của lưới chiếu. Màn hình nón và hình
trụ có thể được trải ra để trở thành bản đồ phẳng.
Phép chiếu bản đồ là một hệ thống có trật tự của đường vĩ độ và kinh độ sử dụng như là cơ
sở để vẽ một bản đồ trên một mặt phẳng. Một phép chiếu là cần thiết bởi vì bề mặt trái đất không
bằng phẳng, đúng hơn là cong trong một hình dạng rất gần với bề mặt của một quả cầu. Tất cả các
bản đồ đều chiếu sai hình dạng của Trái đất một phần nào đó. Nó đơn giản là không thể chuyển đổi
một bề mặt hình cầu thành một mặt phẳng mà không làm biến dạng các bề mặt đó là kết quả của
việc cắt, kéo giãn, hoặc làm sai lệch các thông tin nằm trên mặt cầu.
Có lẽ là đơn giản nhất trong tất cả các phép chiếu bản đồ là một mạng lưới các ô vuông
hoàn hảo. Trong bản đồ này, đường ngang là vĩ tuyến và đường thẳng đứng là kinh tuyến. Chúng
được cách đều nhau, do đó phép chiếu này còn được gọi là góc lưới chiếu.Một mạng lưới các loại
này có thể cho thấy khoảng cách thật sự (ước tính) của sự tương đồng, nhưng nó không thể hiện
như thế nào kinh tuyến hội tụ về phía hai cực. Hội tụ này làm cho lưới điện không ở vĩ độ cao, và

bản đồ thường phải được chấm dứt vào khoảng 70 ° đến 80 ° bắc và phía nam. Những nỗ lực ban
đầu để tìm phép chiếu bản đồ khả quan đã sử dụng một khái niệm đơn giản. Hãy tưởng tượng mạng
lưới trên Trái đất như một cái lồng gồm các dây nằm trên kinh tuyến và vĩ tuyến. Một nguồn sáng
nhỏ được đặt ở trung tâm của cái lồng, và hình ảnh của lưới dây được hiện trên một bề mặt bên
ngoài hình cầu. Trường hợp này giống như một đèn đọc sách với một cái chụp đèn. Về cơ bản,có
ba loại "chụp đèn" có thể được sử dụng, như trong hình I.10.
Bản đồ dự báo cho phép các bề mặt cong của Trái Đất sẽ được hiển thị trên bản đồ phẳng.
Đầu tiên là một đĩa giấy phẳng nằm trên cực bắc. Bóng của lưới dây trên bề mặt mặt phẳng
này sẽ hiện lên gồm sự kết hợp của những vòng tròn đồng tâm (kinh tuyến) và đường thẳng xuyên
tâm (kinh tuyến). Ở đây chúng ta có một vùng cực hoặc cực làm trung tâm. Thứ hai là một hình
nón giấy nằm phía trên lưới dây. Hình nón có thể được cắt một bên, trải ra, và đặt phẳng để tạo ra
một bản đồ - là một phần của một vòng tròn (hình quạt). Đây được gọi là chiếu hình nón. Vĩ tuyến
là những vòng cung tròn và kinh tuyến là những đường thẳng được tỏa ra từ cực. Thứ ba, một trụ
giấy có thể được bao quanh địa cầu và tiếp xúc với địa cầu tại đường xích đạo. Khi cắt theo một
đường kinh tuyến, trụ có thể được trải ra để tạo thành một hình chiếu trụ - là một lưới hình chữ
nhật.
Không cái nào trong số ba phương pháp chiếu trên có thể hiển thị toàn bộ lưới Trái đất,
không có một tờ giấy nào đủ lớn để nhận được hình ảnh. Rõ ràng, nếu muốn toàn bộ mạng lưới
Trái đất hoặc các phần lớn của nó được hiển thị, một số phương pháp khác phải được đưa ra. Trong
chương 1, chúng tôi mô tả ba loại phép chiếu sử dụng trong suốt cuốn sách-chiếu cực; phép chiếu
Mercator-phép chiếu trụ và phép chiếu Winkel Tripel - sử dụng phương pháp toán học để giảm
thiểu sự biến dạng trong bản đồ thế giới.
TỶ LỆ CỦA QUẢ ĐỊA CẦU VÀ BẢN ĐỒ
Tất cả các quả địa cầu và bản đồ mô tả đặc điểm của trái đất có kích thước nhỏ hơn nhiều so với
diện tích mà nó mô tả. Quả địa cầu được dự định là mô hình thu nhỏ hoàn hảo của Trái đất,chỉ khác
với Trái đất về kích thước – “kích thước” là một đơn vị đo độ dài hoặc khoảng cách (không phải là
đơn vị diện tích hay thể tích).
Lấy ví dụ, một quả địa cầu có đường kính 20 cm (khoảng 8 in), Trái đất có đường kính khoảng
13.000 km. Tỷ lệ quả địa cầu là tỷ số giữa 20 cm và 13.000 km. Chia 13.000 cho 20, chúng ta thấy
rằng 1 cm trên quả địa cầu đại diện cho 650 km trên Trái đất. Mối quan hệ này cũng đúng đối với

khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên quả địa cầu.
Tỷ lệ thường được trình bày như một phân số đơn giản, gọi là tỷ lệ xích. Nó có thể tính được bằng
cách đưa cả Trái đất và quả địa cầu để cùng một đơn vị đo lường - trong trường hợp này là cm.
(100.000 cm = 1km). Ưu điểm của tỷ lệ xích là nó hoàn toàn tự do sử dụng bất kỳ đơn vị đo lường
nào, chẳng hạn như phút (đơn vị đo chiều dài Anh bằng 0, 3048 m), dặm, mét hoặc km. Nó thường
được viết dưới dạng phân số với một tử số phân cách mẫu số bằng dấu hai chấm hay tử số nằm trên
mẫu số. Đối với ví dụ ở trên, tỷ lệ xích thu được bằng cách rút gọn 20/1300000000 thành
1/65000000 hoặc 1:65,000,000.
Trái ngược với quả địa cầu, một bản đồ phẳng không thể có một tỷ lệ không thay đổi. Trong
quá trình làm phẳng các bề mặt cong của quả cầu để phù hợp với một bề mặt phẳng, tất cả các phép
chiếu bản đồ làm giãn bề mặt của Trái đất một cách không đồng đều, do đó làm thay đổi tỷ lệ bản
đồ từ nơi này đến nơi khác. Tuy nhiên, nó thường có thể lựa chọn một kinh tuyến hoặc vĩ tuyến -
đường xích đạo, từ đó có thể đưa ra tỷ lệ xích cho bản đồ thế giới mà nó đại diện.
BẢN ĐỒ TỶ LỆ NHỎ VÀ BẢN ĐỒ TỶ LỆ LỚN
Khi các nhà địa lý tham khảo bản đồ tỷ lệ nhỏ và tỷ lệ lớn, chúng có nghĩa là giá trị của tỷ lệ
xích. Ví dụ, một bản đồ thế giới có tỷ lệ 1:65,000,000 tương ứng tỷ lệ xích 0,00000001534- tính
được bằng cách chia 1 cho 65.000.000. Bản đồ địa hình của một người leo núi có tỷ lệ 1:25,000
tương ứng với 0,000040. Từ tỷ lệ của bản đồ thế giới có giá trị nhỏ hơn, tức nó là bản đồ tỷ lệ nhỏ,
trong khi bản đồ của người leo núi là một bản đồ tỷ lệ lớn. Lưu ý rằng điều này trái ngược với cách
sử dụng phổ biến các thuật ngữ tỷ lệ lớn và tỷ lệ nhỏ. Khi chúng ta đưa ra trong cuộc trò chuyện
một hiện tượng có quy mô lớn hoặc có ảnh hưởng, chúng ta thường đề cập đến một cái gì đó diễn
ra trên diện rộng và tốt nhất nó được trình bày trên một bản đồ có tỷ lệ nhỏ.
Bản đồ tỷ lệ lớn chỉ hiển thị phần nhỏ của bề mặt trái đất. Bởi vì chúng "phóng to", chúng
có khả năng mang một số lượng lớn thông tin địa lý một cách thuận tiện và hiệu quả. Hầu hết các
bản đồ tỷ lệ lớn có một thang chia độ, đó là một dòng đã đánh dấu ra thành các đơn vị đại diện cho
km hoặc dặm. Hình I.11 cho thấy một phần của một bản đồ tỷ lệ lớn trong đó có các mẫu thang
chia độ với đơn vị dặm, phút và km chồng nhau. thang chia độ giúp cho việc đo khoảng cách mặt
đất dễ dàng.
Vì những lý do thực tế, bản đồ thường được in trên một tờ giấy bé hơn một mét (3 ft), như
trong trường hợp của bản đồ đường quốc lộ hoặc bản đồ hàng hải. Tập bản đồ - Atlases, đó là tập

các trang không lớn hơn 30 đến 40 cm (khoảng 12 đến 16 in), trong khi bản đồ trong sách giáo
khoa và tạp chí khoa học thậm chí còn nhỏ hơn.
PHÉP CHIẾU PHƯƠNG VỊ VÀ PHÉP CHIẾU ĐỒNG DIỆN TÍCH
Liên quan đến các phép chiếu bản đồ được trình bày trong Hình I.10, dường như hình dạng
và đặc điểm của các vùng nhỏ, như đảo hoặc bán đảo, sẽ bị thay đổi đặc điểm là khi đưa từ địa cầu
ra bản đồ. Với một số phép chiếu, diện tích sẽ thay đổi, nhưng hình dạng sẽ được giữ nguyên. Một
phép chiếu như thế được gọi là đồng dạng. Phép chiếu Mercator (Hình 1.11) là một ví dụ. Ở đây,
mỗi xoắn nhỏ và lần lượt của vùng ven biển được thể hiện trong hình dạng thích hợp của nó. Tuy
nhiên khi vĩ độ càng tăng thì các vùng đất sử dụng phép chiếu Mercator không còn đồng đều. Một
phép chiếu mà các khu vực hiển thị không đồng đều được gọi là đồng diện tích. Ở đây hiển thị khu
vực lục địa tương đối chính xác, nhưng hình dáng của nó bị bóp méo. Không phép chiếu nào có thể
thỏa mãn được cả hai yêu cầu về hình dạng và diện tích - chỉ có quả địa cầu mới có thể thỏa mãn
được.
NỘI DUNG THÔNG TIN BẢN ĐỒ
Thông tin mà các phép chiếu bản đồ có thể đưa ra chỉ có một loại: vị trí tuyệt đối của các
điểm trên bề mặt Trái đất. Để có ích hơn, bản đồ cũng mang loại thông tin khác. Hình I.11 là một
phần của một bản đồ đa năng tỷ lệ lớn. Tờ bản đồ được xuất bản bởi nhà nước, thường là các bản
đồ đa năng. Sử dụng một loạt các biểu tượng, mô hình và màu sắc, những bản đồ này mang theo
một lượng lớn nội dung thông tin. Phụ lục 3 cho thấy ví dụ về 1 bản đồ đa năng, một phần của Mỹ.
Khảo sát địa chất bản đồ địa hình tứ giác San Rafael, California.
Ngược lại với các bản đồ đa năng là chuyên đề bản đồ, trong đó cho thấy chỉ có một loại thông tin,
hoặc chủ đề. Chúng tôi sử dụng nhiều bản đồ chuyên đề trong văn bản này. Một số ví dụ như hình
4.25, lập bản đồ các tần số mưa đá nghiêm trọng ở Hoa Kỳ; Hình 5.17, không khí áp lực bề mặt;
Hình 7.7, lượng mưa trung bình hàng năm của thế giới và hình 7.10, khí hậu thế giới
Giới thiệu Địa Vật lý và công cụ sử dụng
1.11 Thang chia độ trên phép bản đồ
Một phần của hiện đại, quy mô lớn của bản đồ theo đó có 3 thang chia độ
KÍ HIỆU BẢN ĐỒ
Ký hiệu trên bản đồ liên kết thông tin với các điểm, dòng, và các khu vực. Để hiển thị thông tin tại
một thời điểm, chúng tôi sử dụng một dấu chấm-bất kỳ biểu tượng nhỏ để hiển thị vị trí điểm. Nó

có thể là một vòng tròn khép kín, một vòng tròn mở, một lá thư, một số hoặc một biểu tượng đồ
họa của đối tượng nó đại diện (xem "nhà thờ với tháp "trong hình I.12). Mỗi dòng có thể khác nhau
về chiều rộng và có thể một hoặc hai, màu, tiêu tan, hoặc rải rác. Một điểm biểu thị một khu vực cụ
thể, thường sử dụng một đặc biệt mô hình hoặc màu sắc hay một dòng đánh dấu cạnh của nó
Hình I.12 cho thấy biểu tượng áp dụng cho một bản đồ. Có hai loại ký hiệu dấu chấm (cả biểu
tượng của nhà thờ), ba loại biểu tượng đường, và ba loại điểm ký tự. Mặt khác có 8 loại thông tin
hiện nay. Kí hiệu đường đi qua các điểm và các điểm chấm có thể xuất hiện ở giữa các điểm. Có 2
loại khác nhau của điểm có thể chồng chéo lên nhau. Ví dụ của nhiều kí hiệu, sự hiển thị của kí
hiệu bản đồ địa hình phải đối mặt với bản đồ của San Rafael trong phụ lục 3.
1.12 Kí hiệu bản đồ
Một bản đồ đa năng của một khu vực tưởng tượng với 10 bản minh họa việc sử dụng các dấu
chấm, đường, và các điểm.
Nhiều kí hiệu bản đồ có thể thay đổi theo tỉ lệ bản đồ. Những bản đồ có tỉ lệ lớn, ví dụ, một điểm
đất của một ngôi nhà, có thể được thể hiện trong những nét phác thảo. Tỉ lệ bản đồ càng giảm thì
sự thể hiện càng khái quát. Trong Địa Vật Lý, một ví dụ điển hình nhất của một con sông, đó là sự
giảm tối đa nhất của sông Missisippi được thể hiện trong hình 1.13. Mức độ miêu tả chi tiết nhất
trong một bản đồ được miêu tả bởi độ phân giải. Bản đồ tỉ lệ lớn sẽ được giải quyết tốt hơn bản đồ
tỉ lệ nhỏ.
1.13 Tỉ lệ bản đồ và nội dung thông tin
Bản đồ của sông Mississisppi trên 3 tỉ lệ. ( Bản đồ mở rộng cho sự tái sản xuất)
▲ Tỉ lệ 1:20,000 bản đồ này cho thấy một kế hoạch chi tiết của dòng sông và thậm chí bao gồm
đường nét trên lòng sông.
TRÌNH BÀY DỮ LIỆU TRÊN BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ
Trong Địa lý vật lý, chúng ta thường cần để hiển thị thông tin trên bản đồ. Dữ liệu thời tiết là một
ví dụ-ở đây chúng ta có thể muốn hiển thị nhiệt độ không khí, áp suất không khí, tốc độ gió, hoặc
lượng mưa. Một loại thông tin đơn giản gồm có sự hiện diện hay vắng mặt của một cái gì đó. Trong
trường hợp này, chúng tôi chỉ đơn giản là có thể đặt một dấu chấm có nghĩa là "hiện tại", để khi
mục được hoàn thành, bản đồ cho thấy một lĩnh vực chấm rải rác (Hình I.14).
Trong một số chương trình khoa học, các phép đo được thực hiện thống nhất, ví dụ, tại các trung
tâm của hình vuông lưới đặt trên bản đồ. Đối với nhiều loại dữ liệu, tuy nhiên, vị trí của các điểm

quan sát được xác định trước bởi một tập cố định và không đồng dạng của các trạm quan sát. Ví dụ,
dữ liệu thời tiết và khí hậu thường được thu thập tại các trạm thường nằm tại các sân bay. Bất cứ
điều gì phương pháp lấy mẫu nào được sử dụng, chúng tôi kết thúc với một loạt các con số và dấu
chấm cho biết vị trí của chúng trên bản đồ cơ sở. Bất cứ phương pháp chọn nào được sử dụng,
chúng tôi cũng kết thúc với một loạt các con số và dấu chấm cho biết vị trí của họ trên bản đồ.
1.4 Bản đồ chấm điểm
Một bản đồ chấm cho thấy sự phân bố của đất ở Alfisols của Hoa Kỳ
Tên các đường
đẳng trị
Gốc Hy Lạp Mô tả cụ thể Ví dụ trong hình
Đường đẳng áp Áp suất, Trọng lượng Áp suất khí quyển 5.17
Đường đẳng nhiệt Nhiệt Nhiệt độ của không khi,
nước và đất
3.20
Đường đẳng áp Nhanh Vận tốc thủy lực 5.26
Đường đẳng nhiệt Mưa Sự kết tủa 4.17
Đường đồng mức Cao Độ cao 19.9
19.10
Mặc dù những con số và địa điểm có thể chính xác, nó lại khó khăn để xem các mô hình không
gian có trong dữ liệu được hiển thị. Vì lý do này, người vẽ bản đồ thường đơn giản hóa dãy các
điểm có giá trị vào bản đồ đường đẳng trị. Một đường đẳng trị một đường có cùng giá trị (được lấy
từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “bình đẳng”, “trọn vẹn” hoặc “số lượng”.Hình 3.21 cho thấy một bản
đồ đường đẳng trị được xây dựng cho dữ liệu nhiệt độ. Trong trường hợp này, đường đẳng trị là
một đường đẳng nhiệt hoặc dòng nhiệt độ không đổi. Trong một bản vẽ đường đẳng trị, đường sẽ
được nối giữa các điểm có giá trị chung, căn cứ vào quan sát sắp tới.
Bản đồ đường đẳng trị rất quan trọng trong các ngành khác nhau về địa lý vật lý. Bảng I.1 đưa ra
một phần danh sách các đường đẳng trị các loại được sử dụng trong các ngành khoa học trái đất,
cùng với tên của chúng và các loại thông tin mà chúng hiển thị. Một dạng đặc biệt của đường đẳng
trị, đường đồng mức địa hình (hoặc đường đẳng cao), được hiển thị trên bản đồ trong Hình I.11,
I.13A, và trong một phần của bản đồ địa hình San Rafael tại Phụ lục 3. Đường đồng mức địa hình

hiển thị các dạng địa hình trên mặt đất, chẳng hạn như những ngọn đồi, thung lũng và lòng chảo.
Trái ngược với bản đồ đường đẳng trị là bản đồ phân tầng, trong đó xác định các thông tin trong
khu vực. Bản đồ thế giới về thực vật (hình 9.6) và đất (Hình 10.16) là những ví dụ của bản đồ phân
tầng chuyên đề.
Bản đồ học là một lĩnh vực phong phú và đa dạng về địa lý với một lịch sử lâu đời việc truyền
đạt thông tin địa lý chính xác và hiệu quả. Nếu bạn quan tâm đến bản đồ và lập bản đồ, bạn có thể
muốn nghiên cứu thêm bản đồ.
HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU
Vĩ độ và kinh độ của một điểm trên bề mặt Trái đất mô tả vị trí của nó chính xác. Nhưng làm thế
nào để những tọa độ được xác định? Trong vài trăm năm qua, chúng ta đã biết cách sử dụng các vị
trí của các ngôi sao trên bầu trời cùng với một đồng hồ chính xác để xác định vĩ độ và kinh độ của
bất kỳ điểm nào. Liên kết với những tiến bộ trong lập bản đồ và khảo sát, các kỹ thuật này đã trở
nên chính xác cao, nhưng chúng không thực tế để xác định chính xác vị trí trong một khoảng thời
gian ngắn.
Nhờ công nghệ mới được phát triển bởi Đài quan sát Hải quân Mỹ cho các ứng dụng quân sự, hiện
nay được đặt ra một hệ thống định vị toàn cầu (GPS) có thể cung cấp thông tin vị trí với độ chính
xác khoảng 20 mét trong vòng một hoặc hai phút. Hệ thống sử dụng 24 vệ tinh quay quanh Trái đất
mỗi 12 giờ, liên tục phát sóng vị trí của chúng và một tín hiệu thời gian chính xác cao (Hình I.15).
Xác định vị trí, một máy thu đồng thời lắng nghe các tín hiệu từ bốn hoặc nhiều vệ tinh. Người
nhận so sánh các bài đọc thời gian truyền của mỗi vệ tinh với đồng hồ riêng của người nhận để xác
định mất bao lâu cho mỗi tín hiệu để nhận được. Kể từ khi tín hiệu vô tuyến đi với tốc độ được biết,
người nhận có thể chuyển đổi thời gian đi vào khoảng cách giữa máy thu và các vệ tinh. Khớp nối
khoảng cách tới mỗi vệ tinh với vị trí của các vệ tinh trong quỹ đạo của nó tại thời điểm truyền dẫn,
nhận tính toán vị trí của nó trên mặt đất để trong khoảng 20 m (66 ft) theo chiều ngang và 30 m (98
ft) theo chiều dọc
I.15 vệ tinh GPS
Một vệ tinh GPS vì nó có thể nhìn vào quỹ đạo cao hơn trái đất. Hệ thống vệ tinh hải quân của Mỹ
NAVSTAR GPS bao gồm 24 vệ tinh quay quanh
Độ chính xác của vị trí bị ảnh hưởng bởi một số loại lỗi. Một trong những nguồn lớn hơn là ảnh
hưởng của không khí trên sóng đài phát thanh của tín hiệu truyền hình vệ tinh như chúng vượt qua

từ vệ tinh để nhận. Hạt tích điện ở rìa ngoài của bầu khí quyển (tầng điện ly) và hơi nước trong khí
quyển tầng thấp nhất (tầng đối lưu) đã làm chậm sóng vô tuyến. Kể từ khi các điều kiện trong các
lớp có thể thay đổi trong vòng một vài phút, tốc độ của sóng vô tuyến thay đổi một cách không thể
đoán trước. Một vấn đề khác là truyền sóng vô tuyến có thể bật ra khỏi các chướng ngại vật địa
phương và sau đó đạt được nhận, gây ra hai tín hiệu hơi khác nhau để đi đến người nhận cùng một
lúc. Điều này gọi là "nhiều lỗi sai" tạo ra tiếng ồn gây nhầm lẫn cho người nhận.
Có một cách, tuy nhiên, để xác định vị trí trong khoảng 1 m (3.3 ft) theo chiều ngang và 2 m (6,6
ft) theo chiều dọc. Phương pháp này sử dụng hai đơn vị GPS, một tại một trạm cơ sở và một trong
đó là điện thoại di động và sử dụng để xác định vị trí mong muốn. Các đơn vị cơ sở nhà ga được
đặt ở một vị trí được biết đến với độ chính xác rất cao. Bằng cách so sánh vị trí chính xác của nó
với tính từ mỗi tín hiệu vệ tinh, nó quyết định sự chênh lệch nhỏ từ quỹ đạo của mỗi vệ tinh, bất kỳ
sự thay đổi nhỏ trong đồng hồ của mỗi vệ tinh, và tốc độ chính xác của tín hiệu của vệ tinh phát
thanh thông qua không khí tại thời điểm đó. Sau đó nó phát thông tin đó đến đơn vị trường GPS,
nơi nó được sử dụng để tính toán vị trí chính xác hơn. Bởi vì phương pháp này so sánh hai bộ tín
hiệu, nó được gọi là GPS vi phân.
Hệ thống định vị địa lý toàn cầu sử dụng tín hiệu từ một chòm sao quỹ đạo vệ tinh xác định vị trí
các điểm trên trái đất với độ chính xác cao.
Ở Bắc Mỹ, thông tin GPS vi phân bây giờ đã có ở khắp mọi nơi bằng cách sử dụng diện rộng hệ
thống (WAAS), được cung cấp bởi Cục Hàng không liên bang Mỹ và Bộ Giao thông Vận tải. Hệ
thống bao gồm khoảng 25 trạm nhận từ mặt đất theo dõi các tín hiệu vệ tinh GPS và cung cấp một
dòng thông tin điều chỉnh khác biệt. Thông tin này được tải lên vệ tinh địa tĩnh, nơi nó được phát
lại cho người nhận trên mặt đất. Một đơn vị GPS với một máy thu tích hợp WAAS có thể xác định
vị trí trong vòng vài mét
Việc tăng cường tính chính xác của GPS vi phân là cần thiết cho chuyển hướng ven biển, nơi một
vài mét ở vị trí có thể làm cho sự khác biệt giữa một kênh vận chuyển và vùng. Nó cũng là cần thiết
cho thế hệ mới của hệ thống hạ cánh máy bay mà sẽ cho phép đổ bộ dụng cụ an toàn hơn nhiều với
các thiết bị đó là chi phí thấp hơn nhiều so với hệ thống hiện có.
Theo công nghệ GPS đã phát triển, chi phí đã giảm theo cấp số nhân. Bây giờ có thể mua một, máy
thu GPS cầm tay nhỏ cho ít hơn $ 100. Bên cạnh sự tiến bộ của bạn trên bản đồ máy tính tạo ra khi
bạn lái xe hoặc đi thuyền thuyền, công nghệ GPS của bạn của bạn thậm chí có thể giúp cha mẹ theo

dõi trẻ em tại một công viên chủ đề. Và với các khớp nối của điện thoại không dây và GPS, bạn có
thể thậm chí được hướng dẫn lái xe trên điện thoại của bạn.
GEODISCOVERIES Hệ thống định vị toàn cầu xem một hình ảnh động trên hệ thống định vị toàn
cầu Navistar để tìm hiểu thêm về cách thức hoạt động của hệ thống.
HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU
Vĩ độ và kinh độ của một điểm trên Trái đất mô tả vị trí của nó chính xác. Nhưng làm thế nào để
những tọa độ được chính xác? Cách đây vài trăm năm, chúng ta đã biết cách sử dụng vị trí của các
ngôi sao trên bầu trời cùng với một đồng hồ để xác định vĩ độ và kinh độ của bất kỳ điểm nào. Liên
kết với những tiến bộ trong lập bản đồ và khảo sát, các kỹ thuật đã trở nên chính xác hơn, nhưng họ
không thể thực tế để xác định chính xác một địa điểm trong khoảng thời gian ngắn.
Nhờ công nghệ mới được phát triển bởi đài quan sát Hải Quân Mỹ cho các ứng dụng quân sự, hiện
nay một hệ thống định vị toàn cầu (GPS) có thể cung cấp thông tin vị trí với độ chính xác khoảng
20 mét trong vòng một hoặc hai phút. Việc sử dụng hệ thống 24 vệ tinh quay quanh Trái đất 12 giờ,
đã liên tục phát sóng vị trí và tín hiệu thời gian chính xác cao
Một vệ tinh GPS vì nó có thể quan sát và bay cao hơn quỹ đạo trái đất.
Hệ thống vệ tinh hải quân NAVSTAR GPS bao gồm 24 vệ tinh quay quanh trái đất
Xác định vị trí, một máy thu đồng thời lắng nghe bốn hoặc nhiều tín hiệu. Người nhận so sánh thời
gian truyền các bài đọc của mỗi vệ tinh với đồng hồ riêng của họ để xác định được khoảng thời
gian máy nhận được một tín hiệu. Kể từ khi tín hiệu vô tuyến, tốc độ truyền đi của máy được biết
đến, người nhận có thể chuyển đổi thời gian đi vào khoảng cách giữa máy thu và vệ tinh. Khớp nối
khoảng cách tới mỗi vệ tinh với các vị trí của các vệ tinh khác của nó trong vũ trũ tại thời điểm
truyền dẫn, tính toán vị thế của mình trên mặt đất trong khoảng 20 m (66 ft) theo chiều ngang và 30
m (98 ft) theo chiều dọc.
Độ chính xác của vị trí bị ảnh hưởng bởi một số nhân tố. Một trong những nhân tố đó là ảnh hưởng
của khí quyển trên sóng phát thanh của vệ tinh, khi tín hiệu đi từ vệ tinh đến máy thu. Hạt tích điện
ở rìa bên ngoài của bầu khí quyển (Tầng điện ly) và hơi nước trong tầng khí quyển thấp nhất lớp
(tầng đối lưu) hoạt động làm chậm sóng vô tuyến điện. Kể từ khi điều kiện trong các lớp có thể
thay đổi trong vòng một vài phút, tốc độ sóng vô tuyến thay đổi một cách không thể đoán trước.
Một vấn đề trong truyền tín hiệu là sóng radio có thể bật ra khỏi các chướng ngại vật địa phương và
sau đó lại phát tín hiệu, gây ra hai tín hiệu khác nhau đi đến máy thu cùng một lúc. Đó là “sự nhiễu

loạn” tạo ra tiếng ồn gây bối rối cho người nhận.
Có một cách, tuy nhiên, để xác định vị trí trong khoảng 1 m (3,3 ft) theo chiều ngang và 2 m (6,6
ft) theo chiều dọc. Phương pháp này sử dụng hai đơn vị GPS, một là tại một cơ sở nhà ga và một là
tại điện thoại di động và sử dụng để xác định vị trí mong muốn. Các đơn vị cơ sở ở nhà ga được đặt
ở một vị trí được biết đến với độ chính xác rất cao. Qua so sánh vị trí chính xác của nó với tính từ
mỗi tín hiệu vệ tinh, nó quyết định sự chênh lệch rất nhỏ từ quỹ đạo của mỗi vệ tinh, bất kỳ sự thay
đổi nhỏ trong mỗi đồng hồ vệ tinh và tốc độ truyền tín hiệu chính xác vô tuyến của vệ tinh thông
qua bầu không khí tại thời điểm đó. Sau đó máy thu lại phát thông tin đó để các đơn vị trường, nơi
nó được sử dụng để tính toán vị trí chính xác hơn. Bởi vì phương pháp này so sánh hai bộ tín hiệu,
nó được gọi là GPS vi phân.
Ở Bắc Mỹ, thông tin GPS vi phân bây giờ đã có ở khắp mọi nơi bằng cách sử dụng hệ thống
Wide Area Augmentation (WAAS), được cung cấp bởi Cục Hàng không liên bang Mỹ và Bộ Giao
Thông Vận Tải. Hệ thống bao gồm khoảng 25 trạm trên mặt đất nhận và theo dõi các tín hiệu vệ
tinh GPS và cung cấp một dòng hiệu chỉnh phân sai thông tin. Thông tin này được tải lên một vệ
tinh địa tĩnh, nơi đó, nó phát lại cho người nhận trên mặt đất. Một đơn vị GPS được xây dựng với
một máy thu WAAS có thể xác định vị trí trong vòng vài mét.
Việc tăng cường tính chính xác của GPS vi phân là cần thiết để điều hướng ven biển, là những nơi
có vị trí khác biệt nhau vài mét, như sự khác biệt giữa dòng sông và bãi ngầm. Nó rất cần thiết cho
hệ thống máy bay thế hệ mới hạ cánh an toàn hơn nhiều so với thiết bị dụng cụ đổ bộ trước đó, chi
phí thấp hơn nhiều so với hệ thống hiện có.
Theo sự phát triển công nghệ GPS, chi phí đã giảm theo cấp số nhân, bây giờ có thể mua một máy
thu GPS cầm tay ít hơn 100 $. Bên cạnh hành trình đường đi của bạn trên máy tính đã tạo ra bản đồ
sẽ định hướng khi bạn lái xe hoặc đi trên thuyền, thậm chí công nghệ GPS có thể giúp cha mẹ theo
dõi những đứa trẻ tại một công viên. Và với các khớp nối giữa điện thoại di động và GPS, thậm chí
bạn có thể được hướng dẫn lái xe trên chính điện thoại của mình.
GEODISCOVERIES. Hệ thống định vị toàn cầu Xem một hình ảnh động trên định vị toàn cầu
Navistar. Hệ thống để tìm hiểu thêm về cách hệ thống hoạt động.
HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
Bản đồ, cũng giống như sách là những thiết bị rất hữu ích để lưu trữ thông tin, nhưng chúng có hạn
chế nhất định, gần đây những tiến bộ trong khả năng tính toán đã cho phép các nhà Địa Lý phát

triển một công cụ mới rất mạnh mẽ để làm việc, đó là hệ thống dữ liệu không gian thông tin Địa Lý
(GIS). GIS là một hệ thống dựa trên máy tính để xử lý, lưu trữ, truy vấn, tạo ra, phân ích và hiển thị
dữ liệu không gian. Hệ thống thông tin địa lý đã giúp các nhà địa lý, địa chất, địa vật lý, sinh thái
học, nhà quy hoạch, nhà kiến tạo cảnh quan, và những người khác phát triển các ứng dụng xử lý dữ
liệu không gian khác nhau, từ kế hoạch phân khu trên đất của vùng ngoại ô để giám sát việc phá
rừng của lưu vực sông Amazon.
GEODISCOVERIES Hệ thống thông tin địa lý
Xem một phim hoạt hình kể lại để khám phá những ý tưởng chính đằng sau hệ thống thông tin địa
lý và xem một số ví dụ.
ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN TRÊN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
Hệ thống thông tin địa lý được thiết kế để thao tác đối tượng không gian. Một đối tượng không
gian của địa lý là điểm, đường thẳng, hoặc một khu vực có kèm theo một số thông tin. Thông tin
này có thể đơn giản như tên một nơi nào đó hay phức tạp như một bảng dữ liệu lớn với nhiều
loại thông tin. Một số đối tượng không gian được minh họa ở hình I.16.
Điểm là đối tượng không gian không có khu vực, chỉ có một địa điểm. Một đường thẳng cũng là
một đối tượng không gian không có khu vực, nhưng có hai điểm liên kết với nhau, cuối dòng có
điểm kết thúc. Những điểm đặc biệt thường được gọi là các nút. Thông thường một
đường thẳng, nhưng nó cũng có thể được định nghĩa là một đường cong có một hình dạng nhất
định. Nếu hai nút đánh dấu sự kết thúc của dòng là các nút phân biệt khác nhau như bắt đầu và kết
thúc , sau đó dòng có một hướng . Nếu dòng có một hướng, sau đó hai bên của nó có thể được phân
biệt . Điều này cho phép thông tin được gắn liền với mỗi bên - cho ví dụ , nhãn hiệu của đất một
bên và nước ở một bên. Đường kết nối với dòng khác khi nó có một nút chung . Một loạt dòng kết
nối tạo thành một dây chuyền khép kín như là một đa giác. Một đa giác xác định được diện tích,
loại đối tượng cuối cùng của không gian.
Bằng việc xác định đối tượng không gian theo cách này, dựa trên máy tính hệ thống thông tin địa lý
sẽ giúp cho thao tác các đối tượng trở nên dễ dàng và cho phép nhiều loại khác nhau của hoạt động
để so sánh các đối tượng và tạo ra các đối tượng mới. Ví dụ, giả sử chúng ta có một lớp dữ liệu GIS
bao gồm đất được bảo tồn trong một khu vực giống như một đa giác và một lớp có chứa các vị trí
của giếng nước từ trước như điểm trong khu vực (Hình I.17 ).
Nó rất đơn giản khi sử dụng GIS để xác định cái giếng có trên khu vực đất bảo tồn hoặc khu vực

bảo tồn có thể được xác định chứa cái giếng và thậm chí có thể đưa ra một lớp dữ liệu mới.
Bằng cách so sánh các lớp bảo tồn với một mạng lưới các con đường được miêu tả là một loạt
các dòng, chúng tôi có thể xác định khu vực có chứa các con đường.
Chúng tôi cũng có thể so sánh các lớp bảo tồn như một lớp đa giác cho thấy nhiều loại thực
vật, và lập bảng diện tích đất bảo tồn trong rừng, đồng cỏ, cây bụi, và vv. Thậm chí chúng tôi có
thể tính toán khoảng cách xung quanh một đối tượng không gian, ví dụ, vẽ một bản đồ địa chất
khoảng 100 mét đất của khu bảo tồn. Nhiều người có thể tiến hành thao tác một cách dễ dàng.
Hình I.16 Đối tượng không gian
Đối tượng không gian trong GIS có thể bao gồm điểm, đường các loại,
đường giao nhau, và đa giác
Hình I.17 Lớp dữ liệu trong GIS
GIS cho phép dễ dàng che phủ của các lớp dữ liệu không gian cho các câu hỏi như
"Xác định tất cả các giếng trên đất bảo tồn”
YẾU TỐ CHÍNH CỦA GIS
Một hệ thống thông tin địa lý bao gồm năm yếu tố: thu thập dữ liệu, tiền xử lý, quản lý dữ
liệu, thao tác dữ liệu và phân tích, và tạo sản phẩm mới. Đó là một giai đoạn hoặc là quá trình cần
thiết để đảm bảo các chức năng của toàn thể hệ thống.
Trong quá trình thu thập dữ liệu, dữ liệu được thu thập cùng nhau trong các ứng dụng cụ thể. Bao
gồm bản đồ, hình ảnh không khí, dữ liệu dạng bảng, và các hình thức khác. Trước khi xử lý, các dữ
liệu không gian chuyển đổi sang hình thức có thể được hấp thụ bởi GIS để sản xuất các lớp dữ
liệu của các đối tượng không gian và thông tin liên quan đến chúng.
Các bộ phận quản lý dữ liệu phân tích, sửa đổi các lớp dữ liệu và các đối tượng trong không gian.
Đó là điều cần thiết để các bộ phận của GIS hoạt động hiệu quả. Các thao tác và phân tích thành
phần là Workhorse thực sự của GIS. Bằng cách sử dụng thành phần này,
người sử dụng yêu cầu và trả lời các câu hỏi về dữ liệu không gian và có thể tạo ra các lớp dữ
liệu mới từ thông tin gốc.
Thành phần cuối cùng của GIS, đó là sản phẩm, sản phẩm được sản xuất ra theo các hình thức bản
đồ, đồ họa, bảng biểu, hoặc báo cáo thống kê là những sản phẩm cuối cùng của người sử dụng
mong muốn. Tóm lại, các bộ phận có thể làm việc cùng một lúc đã cung cấp một hệ thống có
thể phục vụ cho nhiều ứng dụng địa lý ở những quy mô khác nhau.

Nhiều lĩnh vực mới và thú vị của nghiên cứu địa lý được liên kết với nhau bởi các hệ thống thông
tin địa lý, bằng cách sử dụng GIS các dữ liệu trong không gian đã được thao tác lại thành các mô
hình không gian theo cách thức mới. Một điều đặc biệt thú vị là phải hiểu như thế nào kết quả đầu
ra không bị ảnh hưởng bởi lỗi và phải chắc chắn dữ liệu đầu vào trong không gian, và làm thế nào
để đưa được thông tin hiệu quả cho người sử dụng.
Hệ thống thông tin địa lý là một phát triển vượt bậc cho lĩnh vực nghiên cứu địa lý và ứng dụng. Do
tốc độ máy tính ngày càng mạnh hơn khi công nghệ được cải thiện, chúng ta có thể mong đợi
những bước tiến lớn của lĩnh vực trong những năm tới.
VIỄN THÁM ĐỊA VẬT LÝ
Một kỹ thuật địa lý quan trọng để có được thông tin không gian là viễn thám. Đây là phương tiện
dùng để thu thập thông tin từ khoảng cách rất xa và các lĩnh vực rộng lớn hơn, thường là thông qua
các công cụ gắn kết trên máy bay hoặc tàu vũ trụ bay quanh Trái Đất. Từ các công cụ này, các cảm
biến từ xa, đo bức xạ điện từ từ bề mặt đến bầu khí quyển của Trái đất, nền tảng dữ liệu nhận được
từ máy bay hoặc tàu vũ trụ tiến hành đo đạc. Dữ liệu được ghi nhận lại bởi cảm biến từ xa thường
được hiển thị như hình ảnh hay hình tương tự như trên một màn hình máy tính hoặc máy in màu, và
tiếp tục được xử lý để cung cấp các loại đầu ra, chẳng hạn như bản đồ thảm thực vật, khoảng rộng
hoặc bao phủ của lớp đất.
Thông tin thu được có thể từ địa chỉ tốt, chi tiết-chẳng hạn như sự sắp xếp của chiếc xe trong một
bãi đậu xe. Hình ảnh mang tính quy mô toàn cầu. ví dụ, "xanh" là màu của thảm thực vật toàn bộ
lục địa. Khi bạn đọc sách giáo khoa này, bạn sẽ thấy nhiều ví dụ về viễn thám, đặc biệt là hình ảnh
từ vệ tinh quay quanh Trái đất.
.Tất cả các chất , cho dù tự nhiên hoặc tổng hợp , đều có khả năng phát xạ, truyền tải, tiếp thu ,và
phát ra bức xạ điện từ .Cho cảm biến từ xa, tuy nhiên, chúng tôi chỉ quan tâm đến năng lượng phản
ánh hoặc phát ra bởi một đối tượng và đạt đến cảm biến từ xa. Và viễn thám thu nhận được năng
lượng phản xạ của đối tượng đó. Mặt trời là nguồn gốc của bức xạ trong nhiều ứng dụng. Như
chúng ta sẽ thấy trong Chương 2, bức xạ mặt trời đến bề mặt trái đất là chủ yếu dưới dạng năng
lượng ánh sáng bao gồm nhìn thấy, hồng ngoại gần và sóng ngắn hồng ngoại. Cảm biến từ xa
thường được xây dựng để đo bức xạ phản xạ từ trái đất trong tất cả hoặc một phần của năng lượng
ánh sáng. Viễn thám đo năng lượng phát ra của đối tượng hay chất. Và chính nó là nguồn gốc của
bức xạ, trong đó, chủ yếu liên quan đến nhiệt độ của nó

MÀU SẮC VÀ KÝ TỰ QUANG PHỔ
Hầu hết các đối tượng hoặc các chất trên bề mặt của Trái đất đều có trong màu mắt của con người.
Điều này có nghĩa là con người phản ánh bức xạ quang phổ ở các bộ phận khác nhau. Hình I.18 cho
thấy cách phản xạ của nước, thảm thực vật và đất thay đổi theo ánh sáng khác nhau, trong làn sóng
dài có thể nhìn thấy tia hồng ngoại sóng ngắn. Mặt nước luôn tối nhưng hơi phản xạ ở những vùng
của quang phổ có thể nhìn thấy màu xanh và màu xanh dương. Do đó, nước sạch xuất hiện màu
xanh hoặc màu xanh dương trước sự quan sát của chúng tôi. Vượt ra ngoài khu vực có thể nhìn
thấy, nước hấp thụ gần như tất cả bức xạ mà nó nhận được và do đó trông đen trong hình ảnh có
được trong các vùng hồng ngoại gần hồng ngoại và sóng ngắn.
Hình I.18 Quang phổ phản xạ của thảm thực vật, đất và nước
Lượng năng lượng phản xạ bởi bề mặt của thảm thực vật, đất và nước phụ thuộc vào bước sóng của
ánh sáng. Lưu ý rằng hơi nước trong khí quyển hấp thụ bức xạ mạnh ở các bước sóng từ khoảng
1,2-1,4 mm và 1,75-1,9 mm, vì vậy nó không thể cho một cảm biến từ xa trong không gian "nhìn
thấy" bề mặt ở những bước sóng.
Thảm thực vật xuất hiện màu xanh đậm trước sự quan sát của mắt người, có nghĩa là nó phản ánh
nhiều năng lượng hơn trong các màu xanh lá cây phần của quang phổ có thể nhìn thấy trong khi
phản ánh phần nào ít hơn trong các phần màu xanh và đỏ. Nhưng thảm thực vật cũng phản ánh rất
mạnh mẽ trong các bước sóng hồng ngoại gần, mà mắt người không thể nhìn thấy. Từ cơ sở này,
hình ảnh thảm thực vật rất sáng trong bước sóng cận hồng ngoại. Đặc biệt điều này có thể ghi nhận
bởi hoạt động của thảm thực vật có thể nhìn thấy vào buổi sáng và trong bóng tối và gần hồng
ngoại là cơ sở cho viễn thám, như chúng tôi sẽ trình bày trong nhiều ví dụ về hình ảnh viễn thám
trong cuốn sách này.
Quang phổ của đất cho thấy sự chậm phản xạ giữa các vùng quang phổ nhìn thấy và hồng ngoại
gần và giảm chậm thông qua hồng ngoại sóng ngắn. Nhìn vào phần nhìn thấy được của quang phổ,
chúng ta thấy rằng đất thì sáng hơn hơn thảm thực vật và có phần hơi phản xạ ở những phần màu
cam và màu đỏ. Do đó, nó xuất hiện màu nâu. (Lưu ý rằng đây chỉ là một màu đặc tả "điển hình"
đất thực sự có thể dao động từ màu đen sang sáng màu vàng hoặc đỏ.)
Chúng tôi tham khảo các mô hình của độ sáng tương đối trong quang phổ như ký hiệu quang phổ
của một đối tượng hoặc của loại bề mặt. Dấu hiệu quang phổ có thể được sử dụng để nhận dạng đối
tượng hoặc các bề mặt trong hình ảnh viễn thám trong nhiều hoặc cùng một cách mà chúng ta nhận

ra các đối tượng theo màu sắc của chúng. Trong xử lý máy tính của hình ảnh viễn thám, ký hiệu
quang phổ có thể được sử dụng để lập bản đồ phân loại, ví dụ, nước, thảm thực vật và đất.
CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ TIA HỒNG NGOẠI
Trong khi một số đối tượng phản xạ năng lượng mặt trời khi chúng được chiếu sáng, khi đó chúng
cũng phát ra năng lượng bên trong như nhiệt độ và có thể cảm nhận được từ xa. Vật thể ấm phát ra
bức xạ nhiệt nhiều hơn so với những vật thể lạnh, do đó các đối tượng nóng xuất hiện sáng hơn
trong hình ảnh nhiệt hồng ngoại. Bên cạnh nhiệt độ, cường độ phát xạ hồng ngoại phụ thuộc vào
phát xạ của đối tượng hoặc của chất. Các đối tượng ở nhiệt cao phát xạ mạnh hơn, xuất hiện sáng
hơn các đối tượng phát xạ thấp hơn. Sự khác biệt trong phát xạ ảnh hưởng đến nhiệt độ của hình
ảnh. Ví dụ, hai bề mặt khác nhau ở nhiệt độ như nhau, nhưng một với độ phát xạ cao hơn sẽ trông
sáng hơn vì nó phát ra nhiều năng lượng hơn.
Một số chất, chẳng hạn như tinh thể khoáng chất, sự phát xạ khác nhau tại các địa điểm khác nhau
trong quang phổ nhiệt hồng ngoại. Nói cách khác, nó giống như một màu sắc đặc biệt, hoặc ký tự
quang phổ, trong vùng nhiệt của quang phổ hồng ngoại. Trong chương 11 chúng ta sẽ thấy các ví
dụ về một số loại đá có thể được phân biệt và sử dụng hình ảnh hồng ngoại nhiệt lập bản đồ.
RADAR
Có hai loại hệ thống cảm biến từ xa: thụ động và hoạt
động. Hệ thống thụ động thu được hình ảnh mà không
cung cấp một nguồn năng lượng sóng. Thụ động quen
thuộc nhất hệ thống camera, trong đó sử dụng máy dò điện
tử hoặc phim chụp ảnh để cảm nhận năng lượng mặt trời
Radar là một hệ thống viễn
thám thụ động phát ra một xung
sóng ngắn đối với mặt đất và
sức mạnh phản ứng rải rác trở
lại radar sẽ được đo sau một
thời gian.
Trong hình ảnh viễn thám các đối
tượng hoặc các bề mặt thường
phản ánh điện tích quang phổ khác

nhau, đặc trưng quang phổ chữ ký.