МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт экологии и устойчивого развития

Кафедра рекреационной географии и устойчивого развития

Автор - составитель -Раджабова Раисат Тажудиновна

КАРТОГРАФИЯ

Электронный курс лекций

для обучающихся по специальности 05.03.02 география

профилю подготовки «Рекреационная география и туризм»

Степень выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная и заочная

Махачкала – 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Модуль 1

1. Карты и другие картографические произведения

2. Классификация картографических произведений по охвату, масштабу. содержанию

3. Виды картографирования

4. Картографические проекции, их виды и свойства.

5. Классификация проекций. Выбор проекций.

6. Картографические знаки и способы картографического изображения

7. Картографическая генерализация как процесс научного обобщения объектов и явлений действительности

8. Картографическая топонимика. Виды надписей

9. Общегеографическое и тематическое картографирование

10. Эколого-географическое картографирование

Модуль 2

11. Источники для создания картографических произведений

12. Проектирование и составление карт

13. Картографическая семиотика (самостоятельное изучение)

14. Серии карт и атласы

15. Картографический метод исследования и его основные этапы в России

16. Геоинформационные технологи в географической картографии (самостоятельное изучение)

17. Историческое развитие картографии

18. Использование карт в географических исследованиях (самостоятельное изучение)

19. Международное картографическое сотрудничество на современном этапе (самостоятельное изучение)

Модуль 1

Лекция №1 Карты и другие картографические произведения ( 2 часа)

План:

1.1 Предмет и задачи картографии

1.2 Карта. Термин и определение.

1.3 Другие картографические произведения

1.1 Предмет и задачи картографии

Государственный стандарт картографических терминов, определяет картографию, как область науки техники и производства, охватывающую изучение, создание и использование картографических произведений. Это определение согласуется с традиционным пониманием картографии, как науки о географических картах, как особом способе изображения действительности, их создании и использовании. Данное определение закреплено Международной картографической ассоциацией.

Картография существует в трех формах:

1. Наука об отображении и познании действительности (явлений природы и общества) посредством карт.

2. Область техники и технологии создания и использования картографических произведений.

3. Отрасль производства карт и атласов.

Существуют различные представления о сущности и задачах картографической науки. В них отображается общий ход научно-технического прогресса. На картографию смотрят, как на один из видов моделирования. Это наука об отображении и исследования явлений природы и общества, об их размещении, свойствах, взаимосвязи и изменении во времени и изображение их в виде представленных образно знаковых моделей. Такое понимание картографии переносит ее в область взаимодействия естественных и общественных наук.

В связи с развитием компьютерной техники в интересы картографии включено не только создание электронных карт, но и формирование баз и банков данных цифровой картографической информации

1.2 Карта. Термин и определение. Термин «карта» появился в средние века, в эпоху Возрождения, до этого употреблялись слова tabula и descriptions (изображение). Этот термин происходит от латинского charta (лист, бумага), производного от греческого (хартес — бумага из папируса).

Карта — это математически определенное, уменьшенное, генерализованное изображение поверхности Земли, другого небесного тела или космического пространства, показывающее расположенные или спроецированные на них объекты в принятой системе условных знаков.

Элементы карты — это ее составные части, включающие само картографическое изображение, легенду и зарамочное оформление карты. Основной элемент — картографическое изображение, т.е. содержание карты, совокупность сведений об объектах и явлениях, их размещении, свойствах, взаимосвязях, динамике.

Общегеографические карты имеют следующее содержание: населенные пункты, социально-экономические и культурные объекты, пути сообщения и линии связи, рельеф, гидрография, растительность и грунты, политико-административные границы.

На тематических и специальных картах различают две составные части картографического изображения. Во-первых, это географическая основа, т.е. общегеографическая часть содержания, которая служит для нанесения и привязки элементов тематического или специального содержания, а также для ориентировки по карте. Во-вторых, тематическое или специальное содержание, например геологическое строение территории или навигационная обстановка.

Важнейший элемент всякой карты — легенда, т.е. система использованных на ней условных обозначений и текстовых пояснений к ним. Для топографических карт составлены специальные таблицы условных знаков. Они стандартизированы и обязательны к применению на всех картах соответствующего масштаба. На большинстве тематических карт обозначения не унифицированы, поэтому легенду размещают на самом листе карты. Она содержит разъяснения, истолкование знаков, отражает логическую основу и иерархическую соподчиненность картографируемых явлений.

Картографическое изображение строится на математической основе, элементами которой на карте являются координатные сетки, масштаб и геодезическая основа. На мелкомасштабных картах элементы геодезической основы не показываются. С математической основой тесно связана и компоновка карты, т.е. взаимное размещение в пределах рамки самой изображаемой территории, названия карты, легенды, дополнительных карт и других данных.

Вспомогательное оснащение карты облегчает чтение и пользование ею. Оно включает различные картометрические графики (например, на топографической карте помещают шкалу крутизны для определения углов наклона склонов), схемы изученности картографируемой территории и использованных материалов, разнообразные справочные сведения. К дополнительным данным относятся карты-врезки, фотографии, диаграммы, графики, профили, текстовые и цифровые данные. Они не принадлежат непосредственно картографическому изображению или легенде, но тематически связаны с содержанием карты, дополняют и поясняют его.

1.3 Другие картографические произведения

Глобусы — вращающиеся шарообразные модели Земли, планет или небесной сферы с нанесенным на них картографическим изображением. Глобусы имеют масштаб, систему меридианов и параллелей, изображение дано в принятой системе условных обозначений. При этом на глобусах отсутствуют искажения, присущие картографическим проекциям, сохраняется постоянство масштаба, полное подобие контуров и направлений. Подобно картам, глобусы различают по объекту (земные, планетные, небесные), тематике (общегеографические, геологические, политические и т.п.), назначению (учебные, навигационные и др.), а также по размерам (большие кабинетные, настольные, малые и миниатюрные). Первые глобусы были изготовлены в Европе в XV—XVI вв., теперь они рассматриваются не только как картографические произведения, но и как старинные произведения искусства. Современные глобусы чаще всего формуют из пластика, они могут иметь внутреннюю подсветку и механизм, моделирующий вращение планеты. Наиболее употребительные масштабы земных глобусов — 1:30 000 000—1:80 000 000. Иногда изготовляют разъемные глобусы, с их помощью демонстрируется внутреннее строение планеты.

Атласы — систематические собрания карт, выполненные по единой программе как целостные произведения. В атласе карты тематически увязаны между собой, взаимно согласованы и дополняют друг друга, они специально предназначены для сопоставления и совместного анализа. Атласы классифицируют по пространственному охвату, назначению, формату и иным признакам. Их издают в виде книг или альбомов в переплете или отдельными листами, помещаемыми в общую папку или коробку. Кроме карт атласы содержат пояснительные тексты, справочные материалы, графики, фотографии.

Рельефные карты — карты, дающие объемное трехмерное изображение местности. Для большей наглядности и выразительности вертикальный масштаб таких карт всегда преувеличен по сравнению с горизонтальным в 2—5 раз (в зависимости от масштаба карты) для горных территорий и в 5-10 раз — для равнин. Все содержание рельефных карт показывают обычными условными знаками. Прежде рельефные карты изготовляли из дерева, гипса, картона, папье-маше, теперь их обычно формуют из пластика в термовакуумных установках. Рельефные карты применяют в учебных целях и для решения некоторых практических задач, например проектирования дорог, водохранилищ и т.п.

Блок-диаграммы — трехмерные плоские картографические рисунки, совмещающие изображение какой-либо поверхности с продольными и поперечными вертикальными разрезами. Тематика блок-диаграмм различна: геологические и геоморфологические блок-диаграммы отражают устройство земной поверхности одновременно с разрезами земной коры; почвенные блок-диаграммы дают представление о соотношении рельефа местности и почвенного профиля; океанологические блок-диаграммы показывают распределение водных масс, фронтов, течений, солености и т.п. Блок-диаграммы строят в аффинных и перспективных проекциях, для наглядности масштаб по вертикали обычно преувеличивают по сравнению с горизонтальным, «растягивают» изображение вдоль одной из осей, меняют наклоны и ракурсы. Электронные блок-диаграммы можно поворачивать и вращать на экранах дисплеев для наилучшего обзора с разных сторон. Иногда блок-диаграммы строят в виде системы профилей (вертикальных сечений), делают в них вырезы или изображают отдельные блоки как бы раздвинутыми

Анаглифические карты (анаглифы) — карты, отпечатанные двумя взаимно дополняющими цветами (например, сине-зеленым и красным) с параллактическим смещением так, что оба изображения образуют стереопару. При рассматривании таких карт через специальные очки-светофильтры с красным и сине-зеленым стеклами каждый глаз видит лишь «свое» изображение, и в результате они воспринимаются как единое черно-белое объемное стереоскопическое изображение. Методы компьютерной графики позволяют получать анаглифы на экране дисплея. Анаглифические карты обычно используют в качестве учебных пособий, как наглядные рельефные модели.

Фотокарты — карты, совмещенные с фотоизображением. Для их изготовления полиграфические оттиски с фотопланов совмещают с картографическим изображением отдельных элементов местности (с координатной сеткой, горизонталями, надписями и др.) либо с тематическим содержанием (геологическое строение, ландшафты и т.п.). Фотокарты создают в проекциях и разграфке, принятых для обычных карт, они имеют одинаковую с ними основу и точность. Таким образом, фотокарты сочетают достоинства подробных снимков с обобщенностью карт, что чрезвычайно удобно при ориентировании на местности, научных исследованиях, инженерных и проектно-изыскательских работах. Иногда используют термин ортофотокарты, подчеркивая тем самым, что при их создании фотоизображение преобразовано в ортогональную проекцию. Если фотоосновой служат космические снимки, то такие карты называют космофотокартами. Наиболее распространены общегеографические, геологические, тектоничесизображения поверхности Луны и других планет.

Карты-транспаранты — карты, отпечатанные на прозрачной пленке и предназначенные для проектирования на экран. Обычно изготовляют комплекты (или серии) прозрачных пленок с разным, но взаимно согласованным тематическим содержанием. При демонстрации можно совмещать несколько карт-транспарантов, показывая связи явлений или степень согласования слоев. Карты-транспаранты используют как иллюстрации к лекциям и научным докладам либо как наглядные учебные пособия.

Карты на микрофишах — миниатюрные копии с карт или атласов на фото- и кинопленке. Микрофильмирование позволяет компактно хранить большие массивы картографической информации, быстро находить и воспроизводить нужные карты. Микрофиши дают возможность сохранять оригиналы картографических произведений (особенно это важно для старых и редких карт), существенно сокращать размеры картохранилищ и стоимость хранения (например, на картографическом производстве или в библиотеках). Важно и то, что информацию с микрофишей можно непосредственно вводить в компьютер при автоматическом составлении и анализе карт.

Цифровые карты — цифровые модели объектов, представленные в виде закодированных в числовой форме пространственных координат хм у vi аппликат z. Цифровые данные (цифровые модели) получают либо путем цифрования содержания исходных топографических и тематических карт, либо в процессе непосредственных измерений по стереофотограмметрическим моделям. Цифровые карты существуют на машинных носителях и по сути — это лишь логико-математические описания (представления) картографируемых объектов и отношений между ними, сформированные в принятых для обычных карт координатах, проекциях, системах условных знаков, с учетом правил генерализации и тре-бований к точности. Подобно обычным картам они различаются но масштабу, тематике, пространственному охвату и т.п. Основное назначение цифровых карт — служить основой для формирования баз данных и автоматического составления, анализа, преобразования карт.

Электронные карты — цифровые карты, визуализированные в компьютерной среде с использованием программных и технических средств в принятых проекциях, системах условных знаков с соблюдением установленной точности и правил оформления. Иногда изображения, выведенные на дисплей, называют экранными картами, а карты, выведенные с экрана с помощью печатающих устройств, — копиями электронных карт (неудачный термин — «твердые копии»). Наряду с электронными картами существуют и электронные атласы — компьютерные аналоги обычных атласов. С развитием телекоммуникации появилась возможность составлять и размещать огромные массивы электронных карт и атласов в сети Интернет. Иногда их называют Интернет-картами и Интернет-атласами.

Картографические анимации — динамические последовательности электронных карт, которые передают на экране компьютера динамику, эволюцию изображаемых объектов и явлений, их перемещение во времени и пространстве (например, движение атмосферных фронтов, расширение зон осадков при прогнозах погоды и т.п.). Анимации могут быть плоскими или объемными, стереоскопичными, и, кроме того, они могут сочетаться с фото-изображением. В этом случае возникает почти полная иллюзия реальной местности. Такие изображения называют виртуальными картами (виртуальными моделями), их создают в компьютерной среде, используя для этого достаточно сложное программное обеспечение

Лекция №2 Классификация картографических произведений по охвату, масштабу, содержанию ( 2 часа)

План:

2.1 Классификация карт по масштабу и пространственному охвату

2.2 Классификация карт по содержанию

2.1 Классификация карт по масштабу и пространственному охвату

По масштабу карты делят на четыре основные группы:

♦ планы — 1:5 000 и крупнее;

♦ крупномасштабные —1:10 000-1:100 000;

♦ среднемасштабные — 1:200 000 до 1:1 000 000 включительно;

♦ мелкомасштабные — мельче 1:1 000 000.

Такое деление принято в России для географических карт, однако оно не универсально. В такой большой стране, как наша, мелкомасштабные карты охватывают регионы или их части, среднемасштабные — области, а крупномасштабные — районы, города и городские районы. Страны, имеющие меньшую территорию, часто используют другие подразделения. Например, для Франции крупно-масштабными считаются карты в интервале от 1:10 000 до 1:25 000, а мелкомасштабными — от 1:100 000 до 1:500 000.

По пространственному охвату в качестве наиболее крупного подразделения выделяют карты Солнечной системы и звездного неба, затем — карты планет, в том числе карты Земли. Далее идут карты крупнейших планетарных структур — для Земли это карты материков и океанов, а после этого возможны разные разветвления классификации:

♦ по административно-территориальному делению;

♦ по природным районам;

♦ по экономическим регионам;

♦ по естественно-историческим областям.

Вот один из вариантов классификации карт по пространственному охвату:

♦ карты Солнечной системы;

♦ карты планеты (Земли);

♦ карты полушарий;

♦ карты материков и океанов;

♦ карты стран;

♦ карты республик, областей и др. административных единиц;

♦ карты промышленных и сельскохозяйственных районов;

♦ карты отдельных (локальных) территорий (заповедников, промышленных, туристских районов и т.п.);

♦ карты населенных пунктов (городов, поселков);

♦ карты городских округов и т.д.

Карты океанов подразделяют далее на карты морей, заливов, проливов, гаваней.

Классификации карт по пространственному охвату (по территории) чаще всего используются в картохранилищах и библиотеках.

2.2 Классификация карт по содержанию

В этой классификации прежде всего выделяют три большие группы:

♦ общегеографические карты;

♦ тематические карты;

♦ специальные карты.

Общегеографические карты. Эти карты отображают совокупность элементов местности, имеют универсальное многоцелевое применение при изучении территории, ориентировании на ней, решении научно-практических задач. На общегеографических картах изображают все объекты, видимые на местности, и всем элементам как бы уделяется равное внимание. Дальнейшая классификация общегеографических карт совпадает с их делением по масштабу:

♦ топографические — в масштабах 1:100 000 и крупнее;

♦ обзорно-топографические — в масштабах 1:200 000-1:1 000 000;

♦ обзорные — мельче 1:1 000 000.

Тематические карты. Это наиболее обширная и разнообразная категория карт природных и общественных (социальных и экономических) явлений, их сочетаний и комплексов. Содержание карт определяется той или иной конкретной темой. Группа карт природы охватывает карты литосферы, гидросферы, атмосферы, педосферы и биосферы. Они подразделяются на следующие крупные блоки:

Карты геологические

тектонические и неотектонические литолого-стратиграфические четвертичных отложений гидрогеологические полезных ископаемых сейсмичности и вулканизма охраны геологической среды структурно-геологического районирования

Карты геофизические

гравитационного поля магнитного поля сейсмометрические электрических полей теплового потока физических параметров

Карты рельефа земной поверхности и дна океанов

гипсометрические и батиметрические

морфометрические и морфографические

геоморфологические (общие и отдельных процессов)

геоморфологического районирования

Карты метеорологические и климатические

климатообразующих факторов термического режима условий увлажнения барического режима ветрового режима атмосферных явлений атмосферных процессов и погоды климатического районирования

Карты гидрологические (вод суши)

гидрографические

водного режима

снежного покрова

ледового режима и гидрологических

явлений физико-химических характеристик

вод загрязнения вод гидрологического районирования

Карты океанологические (вод морей и океанов)

гидрографические

физических свойств (гидрофизические)

динамики водных масс

гидрохимические

флоры и фауны морей и океанов

загрязнения океана

океанологического районирования

Карты почвенные

генетических типов почв

физико-механических свойств почв

почвенно-геохимические

почвенно-климатические

почвенно-мелиоративные

загрязнения почв

почвенного районирования

Карты ботанические

современного растительного покрова

восстановленного растительного покрова

отдельных видов растений и растительных ассоциаций

фенологические

продуктивности растений

нарушенности растительного покрова

геоботанического районирования

Карты зоогеографические

ареалов отдельных видов животных комплексов животных зоогеографического районирования

Карты медико-географические

нозоареалов (ареалов болезней) распространения болезней и эпидемий медико-географического районирования оздоровления территорий

Общие физико-географические карты

ландшафтные

нарушения природной среды и природного риска охраны природы физико-географического районирования

Карты общественных явлений охватывают социосферу и техносферу. Их тематика отличается большим разнообразием: население, экономика и хозяйство, наука, образование и культура, обслуживание и здравоохранение, общественные движения, религия и политика, археология и история развития общества и многое другое. Эта группа карт постоянно расширяется за счет все новых и новых тем, характеризующих общество со всеми прогрессивными и негативными аспектами его развития. Примерная классификация карт общественных явлений выглядит следующим образом.

Карты населения

размещения населения и расселения национального состава и этнографические половозрастного состава религий и верований естественного движения населения миграций трудовых ресурсов социальной структуры

Карты хозяйства

промышленности (в целом и по отраслям)

сельского хозяйства (по отраслям растениеводства и животноводства)

агропромышленных комплексов

лесного хозяйства

промыслового и рыбного хозяйства

энергетики

транспорта и связи

торговли и финансов

экономико-географического районирования

Карты науки и культуры

образования

науки

культуры

памятников культуры

Карты обслуживания населения и здравоохранения

отдельных видов и форм обслуживания здравоохранения физкультуры и спорта отдыха и туризма

Карты политические и политико-административные

геополитические административного деления политических организаций, партий,

движений электоральные

Карты исторические

общественно-политических формаций

археологические

историко-экономические

историко-политические

военно-исторические

историко-культурные

Особую сложность для классификации представляют явления, которые не могут быть целиком отнесены к одной какой-либо сфере, они принадлежат сразу к двум или нескольким сферам. Наиболее очевидна необходимость выделения особой природно-общественной сферы (гиперсферы), характеризующей взаимодействие природы, населения и хозяйства. Можно назвать наиболее яркие примеры карт, относящихся к гиперсфере

Карты эколого-географические (геоэкологические)

факторов воздействия на окружающую среду в целом и на отдельные ее компоненты

состояния окружающей среды и ее компонентов

результатов и последствий воздействия на среду

условии жизни населения защиты среды и обеспечения экологической безопасности

Карты природно-технические

инженерно-геологические

инженерно-географические

агроклиматические

агропроизводственные

Строго говоря, названные выше карты загрязнения вод, воздуха, почв, нарушенности растительного покрова тоже можно отнести к картам эколого-географическим (иногда их называют геоэкологическими). Тенденция развития новых научных направлений на стыках разных отраслей, расширение комплексных межнаучных, междисциплинарных исследований — характерная черта развития современной науки, и тематическая картография чутко улавливает эту тенденцию, разрабатывая все новые и новые пограничные разделы. Удельный вес тематических карт, находящихся на стыке разных сфер, неуклонно возрастает. Это сильно затрудняет классификацию

Специальные карты. Карты этой группы предназначены для решения определенного круга задач или рассчитаны на определенные круги пользователей. Чаще всего это карты технического назначения.

Карты навигационные

аэро- и космические навигационные

морские навигационные

лоцманские

дорожные, в том числе автодорожные

Карты кадастровые

земельного кадастра

водного кадастра

городского кадастра

лесного кадастра и др.

Карты технические

подземных коммуникаций

инженерно-строительные

Карты проектные

мелиоративные

лесоустроительные

землеустроительные и т.п.

Ввиду объективных трудностей эта классификация не отличается строгостью. К числу специальных можно, например, отнести карты учебные, агитационно-просветительные, экскурсионные и спортивные и некоторые другие. Иногда в основание классификации кладут назначение карт. Однако не всегда легко провести границу между картами разного назначения и картами тематическими и общегеографическими, которые благодаря своей многофункциональности могут использоваться в качестве учебных или, скажем, экскурсионных. Особую группу составляют специальные тактильные (осязательные) карты для слепых и слабовидящих.
Лекция №3 Виды картографирования (1 час)

План:

3.1Структура картографии

3.2 Картография в системе наук

3.1Структура картографии

Современная картография представляет собой разветвленную систему научных дисциплин и технических отраслей. Одни из них имеют многовековую историю, другие сформировались сравнительно недавно, третьи находятся еще в стадии становления. Все они тесно взаимосвязаны между собой и со многими другими отраслями науки и техники, на стыках с которыми возникают новые научные направления. Основные картографические дисциплины и разделы решают свои задачи и разрабатывают для этого соответствующие способы и методы.

Общая теория картографии — изучает общие проблемы, предмет и метод картографии как науки, вопросы методологии создания и использования карт. Основные разработки по теории картографии выполняются в рамках картоведения.

История картографии — изучает историю идей, представлений, методов картографии, развитие картографического производства, а также старые картографические произведения.

Математическая картография — дисциплина, изучающая ма-тематическую основу карт. В ней разрабатывается теория и методы создания картографических проекций, анализируется распределение искажений в них, построение картографических сеток с заданными условиями.

Проектирование и составление карт — изучает и разрабатывает методы и технологии лабораторного (камерального) изготовления и редактирования карт. В свою очередь, подразделяется на несколько больших разделов, посвященных общим вопросам, проектированию и составлению общегеографических карт, карт природы, социально-экономических, экологических и т.д

Картографическая семиотика — разрабатывает язык карты, теорию и методы построения систем картографических знаков, правила их использования. В рамках картографической семиотики выделяют три раздела: картографическую синтактику, семантику и прагматику, которые изучают соотношения знаков между собой, их связь с отображаемыми объектами, особенности восприятия читателями, информационную ценность знаков и т.п. .

Оформление карт (картографический дизайн) — изучает теорию и методы художественного проектирования картографических произведений, их штрихового и красочного оформления, в том числе средствами компьютерной графики.

Экономика и организация картографического производства —

раздел на стыке картографии и экономики, в рамках которого изучаются проблемы оптимальной организации и планирования производства, использования картографического оборудования, материалов, трудовых ресурсов, повышения производительности труда и экономической эффективности.

Издание карт — техническая дисциплина, разрабатывающая технологию печатания карт, атласов и другой картографической продукции.

Использование карт — разрабатывает теорию и методы применения картографических произведений (карт, атласов, глобусов и др.) в различных сферах практической, научной, культурной, образовательной деятельности. Основу этой дисциплины составляет картографический метод исследования — метод использования карт для познания изображенных на них явлений.

Картографическое источниковедение — изучает и разрабатывает методы оценки и систематизации картографических источников (карт, снимков, статистических данных и других документов), используемых для составления карт.

Картографическая информатика — изучает и разрабатывает методы сбора, хранения и предоставления потребителям информации о картографических произведениях и источниках. Раздел, занимающийся систематизацией изданных карт и атласов, составлением указателей, списков, обзоров, называется картобиблиографией.

Картографическая топонимика — изучает географические названия, их смысловое значение с точки зрения правильной передачи на картах. В задачи этой дисциплины входит нормализация и стандартизация названий и терминов, наносимых на карты.

Система картографических дисциплин не является чем-то застывшим и неизменным, она развивается как живой организм. Появляются новые отрасли картографии, одни разделы испытывают быстрый рост, развитие других несколько замедляется. Например, с внедрением электронно-вычислительной техники изыскание новых картографических проекций стало «делом техники» в лучшем смысле этого слова, а использование карт и математико-картографическое моделирование стали особенно быстро прогрессировать и в теоретическом и в методическом отношениях. В то же время появление глобальных систем позиционирования (GPS — ГСП) ведет к формированию в математической картографии нового направления — спутникового позиционирования — в узле пересечения ее интересов со спутниковой геодезией и радиофизикой. Словом, картография развивается, как живое дерево, корни которого уходят далеко в глубь веков, а ветви тянутся к высоким технологиям будущего.

Кроме того, достаточно четко выделяются такие отрасли, как учебное, научное, туристское, навигационное (морское, аэронавигационное) инженерное картографирование и другие. Они различаются по назначению и практической ориентации. По мере появления новых сфер практического применения перечень подобных отраслей быстро расширяется.

Виды картографирования можно подразделять по разным основаниям:

♦ по объекту — астрономическое, планетное и земное, а внутри земного — картографирование суши и океанов;

♦ по методу — наземное, аэрокосмическое и подводное;

♦ по масштабу — крупно-, средне- и мелкомасштабное;

♦ по уровню обобщения — аналитическое, комплексное и синтетическое;

♦ по степени автоматизации — ручное, автоматизированное (интерактивное) и автоматическое;

♦ — базовое и оперативное.

Вообще говоря, виды картографирования можно выделять по разным основаниям, они столь же многочисленны, как свойства самих карт, методы их создания и отображаемые объекты

3.2 Картография в системе наук

Современная картография имеет прочные двусторонние контакты со многими философскими, естественными и техническими науками и научными дисциплинами. Картография пользуется их достижениями, впитывает новые идеи и технологии и одновременно предоставляет им обширное поле для приложения сил, способствует развитию теории и методологии.

В самом близком контакте с картографией находятся науки о Земле и планетах — обширный и сильно разветвленный комплекс географических, геолого-геофизических, экологических, планетологических отраслей знания, для которых картография служит одним из главных методов познания и средств систематизации данных. Обширная область взаимодействия — тематическое картографирование природы и методы использования карт. Сегодня невозможно даже представить развитие наук о Земле в отрыве от картографии. Более того, формирование многих отраслей науки произошло благодаря картографическому методу. Картографирование стало, например, базой для исследования дна океана и поверхности других планет, развития морфометрии рельефа, медицинской географии и др. Одновременно наблюдается и другая тенденция: многие новые отрасли тематической картографии возникают на стыках с науками о Земле и в результате появляются карты нового типа, новые методы картографирования и способы использования карт. Пожалуй, самый яркий пример в этом отношении — стремительно развивающееся эколого-географическое картографирование.

Социально-экономические науки — экономика, социология, демография, история, археология, региональная политика, этнография и многие родственные им дисциплины, так же как и науки о Земле (и в комплексе с ними), образуют основу для тематического картографирования и использования карт. Предоставляя этим наукам инструмент пространственного исследования, картография сама обогащается новыми методами (например, методами экономико-математического моделирования, сетевого планирования), разрабатывает новые типы картографических произведений.

Логико-философские науки — теория отражения, теория моделирования, формальная логика, системный анализ активно контактируют с картографией при разработке ее теоретических концепций, знаковых систем (здесь необходимо напомнить о связях с лингвистикой и семиотикой), проблем и методов моделирования и системного картографирования. При исследовании проблем восприятия картографического изображения привлекают методы психологии

Астрономо-геодезические науки — астрономия, геодезия, гравиметрия, спутниковая геодезия, топография предоставляют картографии данные о фигуре и размерах Земли и планет, их физических полях, образуют базу для составления общегеографических и тематических карт. При создании математической основы карт необходимы результаты астрономо-геодезических наблюдений, спутниковой геодезии, спутникового позиционирования. Основой для любых крупномасштабных карт всегда служат топографические съемки местности.

Математические науки — математический анализ, аналитическая геометрия, сферическая тригонометрия, статистика и теория вероятностей, неевклидова геометрия, теория множеств, математическая логика, теория графов, теория информации и ряд других математических дисциплин непосредственно контактируют с картографией. Математика и картография объединены прочными историческими связями, в недалеком прошлом картографию в России даже относили к «математической географии». Сегодня математические дисциплины активно используют при разработке картографических проекций, математико-картографическом моделировании, создании алгоритмов и программ картографирования и использования карт, планировании картографического производства, формировании информационно-поисковых систем. Нет, пожалуй, ни одной области математики, которая так или иначе не контактировала бы с современной картографией.

Техника и автоматика — приборостроение, электроника, полупроводниковая и лазерная техника, химическая технология, материаловедение, полиграфия и многие другие отрасли составляют техническую базу создания, издания и использования карт и других картографических произведений. Связи с техникой проявляются в совершенствовании и создании нового картографического оборудования, приборов, автоматических систем и материалов, в оптимизации производственных процессов и технико-экономических параметров картографического производства. В последние годы особую значимость приобрели контакты с теорией систем управления, кибернетикой и информатикой. Благодаря этому картография обогатилась многими лучшими достижениями современной научно-технической революции.

Дистанционное зондирование — комплекс дисциплин, включающих аэро-, космическую и подводную съемки, обработку и дешифрирование изображений, фотограмметрию, фотометрию, структурометрию, а также космическое землеведение и мониторинг. Основная сфера взаимодействия — топографическое и тематическое картографирование. Данные съемок используются для составления, уточнения и обновления карт, формирования баз цифровой информации, а карты, в свою очередь, необходимы для привязки и дешифрирования материалов дистанционного зондирования.

Разумеется, в кратком обзоре названы лишь основные сферы науки, с которыми контактирует картография. На самом деле она так или иначе взаимодействует практически со всеми отраслями знаний, даже с такими, казалось бы, далекими от нее, как медицина, архитектура, геополитика и другие — напомним, картографии есть дело до всего: «от геологии до идеологии».

Лекция №4 Картографические проекции, их виды и свойства

(2 часа)

План:

4.1 Картографические проекции и виды искажений

4.2 Эллипс искажений, изоколы

4.1 Картографические проекции и виды искажений

Картографической проекцией называется математически определенный способ отображения поверхности земного эллипсоида на плоскости. Он устанавливает функциональную зависимость между географическими координатами точек поверхности земного эллипсоида (широтой B и долготой L) и прямоугольными координатами X и Y этих точек на плоскости (карте), т.е.

X=f₁(B,L) и Y=f₂(B,L).

Придавая функциям f₁ и f₂ конкретное выражение, получаем определенную картографическую проекцию, в которой можно вычислить прямоугольные координаты X и Y всех точек пересечения меридианов и параллелей, а по ним построить координатную сетку. Одновременно можно вычислить и прямоугольные координаты пунктов плановой основы, а по ним нанести сами опорные пункты. Компьютерные технологии позволяют рассчитывать проекции с заданными свойствами.

Исходная аксиома при изыскании любых картографических проекций состоит в том, что сферическую поверхность Земного шара (эллипсоида, глобуса) нельзя развернуть на плоскости карты без искажений. Неизбежно возникают деформации — сжатия и растяжения, различные по величине и направлению. Именно поэтому на карте возникает непостоянство масштабов длин и площадей.

Все картографические проекция имеют искажения. Иногда они очень заметны, например, очертания материков становятся непривычно вытянутыми или сплющенными. Некоторые части изображения словно раздуты, другие — деформированы. Есть карты, на которых Гренландия выглядит больше, чем Южная Америка, хотя в действительности она меньше ее в восемь с лишним раз, а Антарктида иногда вообще занимает весь юг карты. Искажаются не только размеры, но и формы объектов.

Рис. 4.1.

На рис. дан контур России в разных проекциях. Видно, что в одном случае очертания Чукотки как бы опущены книзу, в другом — «задраны» кверху, На самом же деле, именно на Таймыре находится северная оконечность России — мыс Челюскин. В картографических проекциях могут присутствовать следующие виды искажений

♦ искажения длин — вследствие этого масштаб карты непостоянен в разных точках и по разным направлениям, а длины линий и расстояния искажены;

♦ искажения площадей — масштаб площадей в разных точках карты различен, что является прямым следствием искажений длин и нарушает размеры объектов;

♦ искажения углов — углы между направлениями на карте искажены относительно тех же углов на местности;

♦ искажения форм — фигуры на карте деформированы и не подобны фигурам на местности, что прямо связано с искажениями углов.

4.2 Эллипс искажений, изоколы

Любая бесконечно малая окружность на шаре (эллипсоиде) предстает на карте бесконечно малым эллипсом — его называют эллипсом искажений. Для наглядности вместо бесконечно малого эллипса обычно рассматривают эллипс конечных размеров. Его размеры и форма отражают искажения длин, площадей и углов, а ориентировка большой оси относительно меридиана и параллели — направление наибольшего растяжения. Большая ось эллипса искажений характеризует направление наибольшего растяжения в данной точке, а малая ось — направление наибольшего сжатия, отрезки вдоль меридиана и параллели — соответственно характеризуют частные масштабы по меридиану (m) и параллели (n).

Рис. 4.2. Эллипс искажений и его элементы

а— направление наибольшего растяжения масштаба; b — направление наи-большего сжатия масштаба; m — масштаб по меридиану; n— масштаб по параллели.

Осям эллипса на карте соответствуют два главных взаимоперпендикулярных диаметра, называемых главными направлениями, где наибольший масштаб а совпадает с направлением большой оси, а наименьший b – с направлением малой оси. При совпадении главных направлений с меридианами и параллелями a=m, b=n или a=n, b=m.

Искажение длин линий (расстояний) связано и изменениями масштаба длин на одной и той же карте и выражается в том, что расстояния одинаковые на эллипсоиде, изображены на карте отрезками разной длины. Различают два вида масштаба длин: главный масштаб, который подписывается на карте, представляющий степень уменьшения поверхности земного эллипсоида перед последующим изображением его на плоскости и сохраняющийся в зависимости от применяемой картографической проекции в некоторых точках или линиях, называемых точками и линиями нулевых искажений и частный масштаб , представляющий отношение бесконечно малого отрезка в данной точке и по данному направлению к соответствующему бесконечно малому отрезку на эллипсоиде. Отношение частного масштаба к главному характеризует искажение длин μ (мю) в данной точке.

Искажение углов заключается в том, что, углы между направлениями на карте не равны соответствующим углам на эллипсоиде. Величина искажения угла в данной точке карты зависит от направления сторон угла. В качестве показателя искажения углов на карте принято наибольшее искажение ω(омега). В любой точке карты всегда имеется угол, изображающийся без искажения и равный 90º, который соответствует главным направлениям эллипса (осям) искажений. Для характеристики искажения углов на карте между меридианами и параллелями, которые на поверхности эллипсоида встречаются под прямым углом, используют его отклонения от 90º и обозначают греческой буквой ε (эпсилон), т.е. ε=θ-90º, где θ (тэта)– угол между касательными к меридиану и параллели в данной точке. При известных показателях a и b величину ω определяют по формуле:

Sin =

Искажение углов и длин линий на карте вызывает искажение форм K , представляющее отношение большой полуоси эллипсоида к малой, или, что одно и то же, отношение наибольшего масштаба к наименьшему, т.е. .

K =

Искажение площадей – масштаб площадей в разных местах карты различен, что связано с искажением длин линий. Частный масштаб площадей P определяется по произведению: P m n Cos .

Главные направления в данной точке карты могут совпадать с линиями картографической сетки, но могут с ними не совпадать. В последнем случае a и b по известным m, n, и P вычисляют по формулам:

a+b =

a-b =

Значения m, n, a, b, P определяют в долях или в процентах от главного масштаба. Искажения возрастают с увеличением размеров картографируемой территории и по мере удаления от точек и линий нулевых искажений.

Значения m, n, а, b и р измеряют в процентах или в долях главного масштаба. Например, если а — 1,12, то это означает, что частый масштаб по направлению большой оси эллипса искажений составляет 1,12 (или 112%) от главного масштаба. Если, например, а — 1 = 0,12, то это значит, что частный масштаб вдоль большой оси эллипса искажений преувеличен относительно главного масштаба на 0,12 (или на 12%). Точно так же частный масштаб может оказаться меньше главного, например, b =0,85 (85%), т.е. масштаб преуменьшен на 0,15 (на 15%).

В ряде проекций существуют линии и точки, где искажения отсутствуют и сохраняется главный масштаб карты, — это линии и точки нулевых искажений. Для наиболее употребительных проекций существуют специальные вспомогательные карты, на которых показаны эти линии и точки, а кроме того, проведены изоколы — линии равных искажений длин, площадей, углов или форм. При определении размеров искажений в заданной точке можно воспользоваться картами изокол либо провести несложные измерения, а затем — вычисления по приведенным выше формулам.

Лекция 5 Классификация проекций (2 часа)

План:

5.1 Классификация проекций по характеру искажений

5.2 Классификация проекций по виду нормальной картографической сетки

5.3 Выбор проекций

5.1 Классификация проекций по характеру искажений

Равновеликие проекции сохраняют площади без искажений. Такие проекции удобны для измерения площадей объектов. Однако в них особенно значительно нарушены углы и формы, что особенно заметно для больших территорий. Например, на карте мира приполярные области выглядят сильно сплющенными.

Равноугольные проекции — оставляют без искажений углы и формы контуров, показанных на карте (ранее такие проекции называли конформными). Элементарная окружность в таких проекциях всегда остается окружностью, но размеры ее сильно меняются. Такие проекции особенно удобны для определения направлений и прокладки маршрутов по заданному азимуту, поэтому их всегда используют на навигационных картах. Зато карты, оставленные в равноугольных проекциях, имеют значительные искажения площадей.

Равнопромежуточные проекции — произвольные проекции, в которых масштаб длин по одному из главных направлений постоянен и обычно равен главному масштабу карты. Соответственно различают проекции равнопромежуточные по меридианам — в них без искажений остается масштаб вдоль меридианов, а равнопромежуточные по параллелям — в них сохраняется постоянным масштаб вдоль параллели. В таких проекциях присутствуют искажения площадей и углов, но они как бы уравновешиваются .

Рис. 5.1 Искажения в равновеликой (а), равнопромежуточной (б) и равноугольной (в) цилиндрических проекциях. Размеры и форма эллипсов искажений характеризуют искажения площадей и углов (форм)/

Произвольные проекции — это все остальные виды проекций, Е которых в тех или иных произвольных соотношениях искажаются и площади, и углы (формы). При их построении стремятся найти наиболее выгодное для каждого конкретного случая распределение искажений, достигая как бы некоторого компромисса. Скажем, выбирают проекции с минимальными искажениями в центральной части карты, «сбрасывая» все сжатия и растяжения к краям.

5.2 Классификация проекций по виду нормальной картографической сетки

Вспомогательными поверхностями при переходе от эллипсоида или шара к карте могут быть плоскость, цилиндр, конус, серия конусов и некоторые другие геометрические фигуры.

Цилиндрические проекции — проектирование с шара (эллипсоида) ведется на поверхность касательного или секущего цилиндра, а затем его боковая поверхность разворачивается в плоскость. Если ось цилиндра совпадает с осью вращения Земли, а поверхность касается шара по экватору (или сечет его по параллелям), то проекция называется нормальной (прямой) цилиндрической. Тогда меридианы нормальной сетки предстают в виде равноотстоящих параллельных прямых, а параллели — тоже в виде прямых, перпендикулярных к ним. В таких проекциях меньше всего искажений в тропических и приэкваториальных областях.

Если ось цилиндра расположена в плоскости экватора, то это — поперечная цилиндрическая проекция. Цилиндр касается шара по меридиану, искажения вдоль него отсутствуют, и следовательно, в такой проекции наиболее выгодно изображать территории, вытянутые с севера на юг. В тех случаях, когда ось вспомогательного цилиндра расположена под углом к плоскости экватора, проекция называется косой цилиндрической. Она удобна для вытянутых территорий, ориентированных на северо-запад или северо-восток.

Конические проекции — поверхность шара (эллипсоида) проектируется на поверхность касательного или секущего конуса, после чего она как бы разрезается по образующей и разворачивается в плоскость. Точно так же, как и в предыдущем случае, различают нормальную (прямую) коническую проекцию, когда ось конуса совпадает с осью вращения Земли, поперечную коническую— ось конуса лежит в плоскости экватора и косую коническую — если ось конуса наклонена к плоскости экватора.

Рис. 5.2

Цилиндрические проекции: а — развертка нормальной цилиндрической проекции (проектирование на касательный цилиндр); б — нормальная цилиндрическая проекция на секущий цилиндр; в — косая цилиндрическая проекция на секущем цилиндре; г — поперечная цилиндрическая проекция на касательном цилиндре (особенно удобна для проектирования геодезических зон).

В нормальной конической проекции меридианы представляют собой прямые, расходящиеся из точки полюса, а параллели — дуги концентрических окружностей. Воображаемый конус касается Земного шара или сечет его в районе средних широт, поэтому в такой проекции удобнее всего картографировать вытянутые с запада на восток в средних широтах территории России, Канады, США.

Рис. 5.3 Нормальная коническая проекция:

а — проекция на касательный конус и развертка; б — проекция на секущий конус и развертка.

Рис. 5.4Азимутальные проекции:

а — нормальная (или полярная) проекция; б — сетка в полярной проекции; в — сетка в поперечной (экваториальной) проекции; г — сетка в косой ази-мутальной проекции.

Азимутальные проекции — поверхность Земного шара (эллипсоида) переносится на касательную или секущую плоскость. Если плоскость перпендикулярна к оси вращения Земли, то получается нормальная (полярная) азимутальная проекция (рис. а). Параллели в ней являются концентрическими окружностями, а меридианы — радиусами этих окружностей. В этой проекции всегда картографируют полярные области нашей и других планет.

Если плоскость проекции перпендикулярна к плоскости экватора, то получается поперечная (экваториальная) азимутальная проекция. Она всегда используется для карт полушарий. А если проектирование выполнено на касательную или секущую вспомогательную плоскость, находящуюся под любым углом к плоскости экватора, то получается косая азимутальная проекция.

Можно показать, что азимутальные проекции являются предельным случаем конических, когда угол при вершине конуса как бы становится равным 180°.

Среди азимутальных проекций выделяют несколько разновидностей, различающихся по положению точки, из которой ведется проектирование шара на плоскость/

Положение точки проектирования относительно шара (эллипсоида)	Название азимутальной проекции
В центре шара	Гномоническая
На противоположном конце диаметра	Стереографическая
За пределами шара на продолжении диаметра	Внешняя
В бесконечности	Ортографическая

Рис. 5.5 . Вид сетки меридианов и параллелей в разных картографических проекциях:

а — цилиндрическая; 6 — коническая; в — азимутальная; г — псеадоцилиндрическая; д — псевдоконическая; е — поликоническая, ж — псевдоазимутальная.

Условные проекции — проекции, для которых нельзя подобрать простых геометрических аналогов. Их строят, исходя из каких-либо заданных условий, например желательного вида географической сетки, того или иного распределения искажений на карте, заданного вида сетки и др. В частности, к условным принадлежат псевдоцилиндрические, псевдоконические, псевдоазимутальные и другие проекции, полученные путем преобразования одной или нескольких исходных проекций.

Псевдоцилиндрические проекции — проекции, в которых параллели — прямые (как и в нормальных цилиндрических проекциях), средний меридиан — перпендикулярная им прямая, а остальные меридианы — кривые, увеличивающие кривизну по мере удаления от среднего меридиана. Чаще всего эти проекции применяют для карт мира и Тихого океана.

Псевдоконические проекции — такие, в которых все параллели изображаются дугами концентрических окружностей (как в нормальных конических), средний меридиан — прямая линия, а остальные меридианы — кривые, причем кривизна их возрастает с удалением от среднего меридиана. Применяются для карт России, Евразии, других материков.

Поликонические проекции — проекции, получаемые как бы в результате проектирования шара (эллипсоида) на множество конусов. В нормальных поликонических проекциях параллели представлены дугами эксцентрических окружностей, а меридианы — кривые, симметричные относительно прямого среднего меридиана (рис. 5.6). Чаще всего эти проекции применяются для карт мира/

Рис. 5.6. Принцип построения поликонической проекции:

а — положение конусов; б — полосы; в — развертка.

Псевдоазимутальные проекции — видоизмененные азимутальные проекции. В полярных псевдоазимутальных проекциях параллели представляют собой концентрические окружности, а меридианы — кривые линии, симметричные относительно одного или двух прямых меридианов. Поперечные и косые псевдоазимутальные проекции имеют общую овальную форму и обычно применяются для карт Атлантического океана или Атлантического океана вместе с Северным Ледовитым.

Многогранные проекции — проекции, получаемые путем проектирования на поверхность многогранника, касательного или секущего шар (эллипсоид). Чаще всего каждая грань представляет собой равнобочную трапецию, хотя возможны и иные варианты (например, шестиугольники, квадраты, ромбы). Разновидностью многогранных являются многополосные проекции, причем полосы могут «нарезаться» и по меридианам, и по параллелям. Такие проекции выгодны тем, что искажения в пределах каждой грани или полосы совсем невелики, поэтому их всегда используют для многолистных карт. Топографические и обзорно-топографические создают исключительно в многогранной проекции, и рамка каждого листа представляет собой трапецию, составленную линиями меридианов и параллелей. За это приходится расплачиваться — блок листов карт нельзя совместить по общим рамкам без разрывов.

Необходимо отметить, что в наши дни для получения картографических проекций не пользуются вспомогательными поверхностями. Никто не помещает шар в цилиндр и не надевает на него конус. Это всего лишь геометрические аналогии, позволяющие понять геометрическую суть проекции. Изыскание проекций выполняют аналитически. Компьютерное моделирование позволяет достаточно быстро рассчитать любую проекцию с заданными параметрами, а автоматические графопостроители легко вычерчивают соответствующую сетку меридианов и параллелей, а при необходимости — и карту изокол.

Существуют специальные атласы проекций, позволяющие подобрать нужную проекцию для любой территории. В последнее время созданы электронные атласы проекций, с помощью которых легко отыскать подходящую сетку, сразу оценить ее свойства, а при необходимости провести в интерактивном режиме те или иные модификации или преобразования.

5.3 Выбор проекций

На выбор проекций влияет много факторов, которые можно сгруппировать следующим образом:

♦ географические особенности картографируемой территории, ее положение на Земном шаре, размеры и конфигурация;

♦ назначение, масштаб и тематика карты, предполагаемый круг потребителей;

♦ условия и способы использования карты, задачи, которые будут решаться по карте, требования к точности результатов измерений;

♦ особенности самой проекции — величины искажений длин, площадей, углов и их распределение по территории, форма меридианов и параллелей, их симметричность, изображение полюсов, кривизна линий кратчайшего расстояния.

Первые три группы факторов задаются изначально, четвертая — зависит от них. Например, указывается, что создается настенная карта России для средней школы — значит, территория расположена в средних широтах, масштаб карты не крупнее 1:4 000 000 — 1:5 000 000, измерения по ней производиться не будут, но желательно не иметь значительных искажений форм и площадей. При отсутствии каких-либо дополнительных условий скорее всего будет избрана одна из равнопромежуточных конических проекций. Если составляется карта, предназначенная для навигации, обязательно должна быть использована равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора. Если картографируется Антарктида, то почти наверняка будет принята нормальная (полярная) азимутальная проекция и т.д.

Значимость названных факторов может быть различной: в одном случае на первое место ставят наглядность (например, для настенной школьной карты), в другом — особенности использования карты (навигация), в третьем — положение территории на земном шаре (полярная область). Возможны любые комбинации, а следовательно — и разные варианты проекций. Тем более что выбор очень велик. Но все же можно указать некоторые предпочтительные и наиболее традиционные проекции.

Карты мира обычно составляют в цилиндрических, псевдоцилиндрических и поликонических проекциях (рис. 5.7). Для уменьшения искажений часто используют секущие цилиндры, а псевдоцилиндрические проекции иногда дают с разрывами на океанах.

Карты полушарий всегда строят в азимутальных проекциях. Для западного и восточного полушарий естественно брать поперечные (экваториальные), для северного и южного полушарий — нормальные (полярные) (рис. 5.8), а в других случаях (например, для материкового и океанического полушарий) — косые азимутальные проекции.

Карты материков Европы, Азии, Северной Америки, Южной Америки, Австралии с Океанией чаще всего строят в равновеликих косых азимутальных проекциях, для Африки берут поперечные, а для Антарктиды — нормальные азимутальные

Рис. 5.7. Примеры проекций для карт мира:

а — цилиндрическая проекция Меркатора; б — псевдоцилиндрическая проекция Мольвейде.

Карты России в целом составляют чаще всего в нормальных конических равнопромежуточных проекциях с секущим конусом, но в некоторых особых случаях — в поликонических, произвольных и других проекциях. На рис. 5.9 показана наиболее часто употребляемая сетка конической проекции, которая, однако, в некоторых случаях оказывается не совсем удобной. Например, для карты начальной школы проекция должна быть построена так, чтобы самая северная точка России располагалась ближе всего к северной рамке, а Черное море находилось возле южной, а не возле западной рамки карты.

Рис. 5.8. Проекции для карт полушарий:

а — поперечная азимутальная ортографическая проекция для восточного полушария; б- нормальная равнопромежуточная проекция Постеля для северного полушария.

Карты отдельных стран, административных областей, провинций, штатов выполняют в косых равноугольных и равновеликих конических или азимутальных проекциях, но многое зависит от конфигурации территории и ее положения на земном шаре. Для небольших по площади районов задача выбора проекции теряет актуальность, можно использовать разные равноугольные проекции, имея в виду, что искажения площадей на малых территориях все равно почти неощутимы.

Топографические карты России создают в поперечно-цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера, а США и многие другие западные страны — в универсальной поперечно-цилиндрической проекции Меркатора (сокращенно UTM). Обе проекции близки по своим свойствам; по существу та и другая являются многополосными.

Морские и аэронавигационные карты всегда даются исключительно в цилиндрической проекции Меркатора, а тематические карты морей и океанов создают в самых разнообразных, иногда довольно сложных проекциях. Например, для совместного показа Атлантического и Северного Ледовитого океанов применяют особые проекции с овальными изоколами, а для изображения всего Мирового океана — равновеликие проекции с разрывами на материках. На рис. 5.10 представлены две сетки в разорванных проекциях. Первая имеет разрывы на океанах и предназначена для картографирования, явлений, расположенных только на суше, а во второй разрывы сделаны на материках. Она выглядит непривычно и состоит как бы из трех лепестков: Тихий океан, Атлантический вместе с Северным Ледовитым и Индийский. Разрывы на материках даны для того, чтобы оставить без искажений площади океанов и проводить по ним измерения.

Рис. 5.9. Проекции для карт России и сопредельных государств:

а — нормальная равнопромежуточная проекция Каврайского; б — попереч-но-цилиндрическая проекция Соловьева. На обе сетки нанесены изоколы площадей.

Рис. 5.10 Разорванные проекции

5.10 Распознавание проекций

Распознать проекцию, в которой составлена карта, — значит установить ее название, определить принадлежность к тому или иному виду, классу. Это нужно для того, чтобы иметь представление о свойствах проекции, характере, распределении и величине искажений — словом, для того, чтобы знать, как пользоваться картой, чего от нее можно ожидать.

Некоторые нормальные проекции сразу распознаются по виду меридианов и параллелей. Например, легко узнаваемы нормальные цилиндрические, псевдоцилиндрические, конические, азимутальные проекции. Но даже опытный картограф не сразу распознает многие произвольные проекции, потребуются специальные измерения по карте, чтобы выявить их равноугольность, равновеликость или равнопромежуточность по одному из направлений. Для этого существуют особые приемы: сперва устанавливают форму рамки (прямоугольник, окружность, эллипс), определяют, как изображены полюсы, затем измеряют расстояния между соседними параллелями вдоль по меридиану, площади соседних клеток сетки, углы пересечения меридианов и параллелей, характер их кривизны и т.п.

Существуют специальные таблицы-определители проекций для карт мира, полушарий, материков и океанов. Проведя необходимые измерения по сетке, можно отыскать в такой таблице название проекции. Это даст представление о ее свойствах, позволит оценить возможности количественных определений по данной карте, выбрать соответствующую карту с изоколами для внесения поправок.

Лекция № 6 Картографические знаки и способы картографического изображения ( 4 часа)

План:

6.1. Язык карты. Картографические знаки

6.2. Значковый способ

6.3 Способ линейных знаков

6.4 Способ изолиний (изолиний с послойной окраской)

6.5 Способ качественного фона

6.5 Способ качественного фона

6.6 Способ количественного фона

6.7 Способ ареалов

6.8 Точечный способ

6.9 Способ знаков движения

6.10 Картодиаграммы

6.11 Картограммы

6.12 Способ локализованных диаграмм

6.13. Сравнительная характеристика способов изображения географических явлений

6.1. Язык карты. Картографические знаки

Все многообразие содержания географических карт передается посредствам языка карт, включающего картографические условные знаки, способы изображения, правила их построения, применение при составлении и использовании карт.

Картографические условные знаки – это применяемые на картах графические символы, обозначения различных объектов, их расположение, размеры, форму, качественные и количественные характеристики.

Картографические условные знаки, с одной стороны, указывают вид объекта (указатель дорог, автомагистраль и др.) и некоторые их количественные и (или) качественные характеристики (вид покрытия и ширину проезжей части автомагистрали, фигурки лиственных или хвойных деревьев показывают преобладающие породы деревьев в лесу), с другой стороны – определяют размещение картографируемых объектов, их пространственное положение, размеры и форму. Иногда знаки отображают перемещения (маршруты путешествий, направления морских течений), изменения явлений во времени (разливы рек, рост населенных пунктов) и другие процессы. Старинным картам была характерна картинная передача местности посредством перспективных рисунков населенных пунктов, гор и других объектов.

Первоначально рисунки отдельных объектов были индивидуальны. Например, на картах городов отображался внешний вид примечательных зданий. Но постепенно эти рисунки теряли свою индивидуальность, перспективные знаки стали уступать место плановым изображениям объектов. Например, города стали показываться кружочками (пунсонами). Во многих случаях обозначения на картах утратили внешнее сходство с изображаемыми объектами.

Рис.6.1 Картинное изображение местности (часть карты Силезии Мартина Хельвига, 1561)

Картографические условные знаки, применяемые на картах, подразделяются на три основные группы:

внемасштабные или точечные, применяемые для изображения объектов локализованных в пунктах. Например, ветряные мельницы, метеорологические станции. Их размеры не выражаются в масштабе карты;

линейные или полумасштабные, используемые для объектов линейного характера (дороги, границы, реки и т.п.). Они в большинстве случаев преувеличивают ширину объектов, но масштабны по длине;

площадные или масштабные, употребляемые для объектов, выражающихся в масштабе карты (леса, болота, сады, и т.п.).

Они показывают границу распространения объекта посредством линий разного рисунка и характеризуют сам объект с помощью расстановки одинаковых значков внутри участка, окраски или штриховки оконтуренной площади, буквенно-цифровых обозначений внутри контура.

Рис.6.2. Некоторые условные знаки топографических карт

С развитием компьютерных технологий появились динамические точечные, линейные, площадные условные знаки (до этого все знаки были статичными). Это изменяющиеся, движущиеся знаки, применяемые в компьютерных картографических аннимациях . Роль картографических знаков могут выполнять также надписи на картах.

Способы картографического изображения – это система условных знаков, используемых для изображения объектов и явлений при составлении карт. Количество условных знаков многообразно. Для их построения используются графические переменные: форма, размер, цвет, насыщенность цвета, внутренняя структура, ориентировка (рис.6.3).

Большой вклад в разработку графических переменных применительно к составлению карт «традиционным» способом (на бумаге) внес французский картограф Ж.Бертон (1960-е гг.). Для топографических, морских, аэронавигационных, а также геологических и частично почвенных и в меньшей степени геоморфологических карт в настоящее время приняты стандартные условные обозначения, для остальных же карт составители свободны в выборе любых знаков. Последние карты в обязательном порядке должны содержать легенду, поясняющую значения каждого условного знака. К выбору этих знаков предъявляются определенные требования, зависящие от характера картографируемых явлений, взаимного сочетания знаков и т.п.

Рис.6.3 Графические переменные (по Ж.Бертену)

а – форма; б – размер; в – ориентировка; г – насыщенность цвета (светлота); д – внутренняя структура

В настоящее время для передачи содержания на географических картах применяются следующие способы картографического изображения: значковый (локализованных значков), качественный и количественный фон, ареалы, знаки движения, точечный способ, изолинии (изолинии с послойной окраской), картодиаграммы, картограммы, локализованные диаграммы, линейные знаки.

6.2. Значковый способ

Применяется для показа объектов, локализованных на местности, но не выражающихся в масштабе карты. Значки используются для изображения населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, культурно-бытовых учреждений, месторождений полезных ископаемых и т.д. Значковый способ наиболее применим на социально-экономических картах.

Используются три вида значков: геометрические, буквенные и наглядные (рис 6.4).

Рис. 6.4 Значки трех видов

Геометрические значки имеют форму простейших фигур (кружок, квадрат, прямоугольник, треугольник и т.д.). Они могут быть простыми и структурными. Так, предприятия разных отраслей промышленности, расположенные в одном населенном пункте, предаются общим кружком промышленного пункта, разделенным на сектора соответствующих числу отраслей.

Буквенные значки представляют собой одну или две буквы, поясняющие изображаемый объект или явление. Применяют традиционно для показа месторождений полезных ископаемых. Для улучшения читаемости их часто вписывают в простую геометрическую фигуру –кружок или квадрат.

Наглядные (художественные пиктограммы) значки по своему рисунку напоминают изображаемый объект (например, рисунок трактора – тракторный завод) или символизируют его (например, знак якоря –морской порт).

Каждый из этих видов значков имеет свои достоинства и недостатки, а посему – особую сферу применения.

Геометрические значки

наиболее легки для вычерчивания на карте, достаточно четки и компактны и поэтому являются наиболее «картографическими». Количество геометрических фигур невелико, но число обозначений можно увеличить, используя для значков разные цвета и штриховки, видоизменяя их внутренний рисунок (рис.6.5).

Рис.6.5 Простейшие геометрические значки, различающиеся по внутренней структуре (по Э.Арнбергу)

Каждый значок на конкретной карте имеет определенное единственное значение, но на разных картах один и тот же знак может иметь различные значения. Достоинства геометрических значков заключаются и в том, что легко определить геометрический центр такого значка, совпадающий, как правило, с точкой карты, в которой явление локализовано; геометрические значки можно делить на части, равные или пропорциональные качественно различным слагаемым явления.

Шкалы значков бывают абсолютные или условные.

Рис.6.6 Соотношение значков при отображении величин явления линейными (А), площадными (Б) или объемными (В) размерами

При абсолютной шкале (масштабности) величина значков прямо пропорциональна величине картографируемого явления. Иначе говоря, если величина одного объекта больше величины другого объекта в n раз, то и значок первого объекта должен быть по площади больше значка второго тоже в n раз. Она наглядна, но неудобна, когда крайние величины картографируемых объектов значительно различаются между собой, что ведет к чрезмерно большим значкам для максимальных объектов, закрывающих слишком большие площади на карте. В этих случаях либо используют рисунки площадных или объемных фигур (рис.6.6), либо прибегают к условной масштабности. При применении площадных значков величина явления выражается не высотой, а площадью значка, размеры которого пропорциональны не самой величине показателя, а квадратному корню из этой величины. Если же различия крайних величин особенно велики, используют объемные значки (кубы или шары), у которых размеры значков выражаются кубическим корнем из этих величин, или применяют условную масштабность в порядке убывающей прогрессии или произвольную, отражающую лишь общую тенденцию в изменении величин.

И абсолютная, и условная масштабность может быть или непрерывной, или ступенчатой (рис.6.7).

В непрерывной масштабности количество изображаемого явления приводит к изменению (увеличению или уменьшению) размера значка. В легенде карты обычно дается пояснение, например: в 1мм высоты значка – 100 тыс. чел., или 1 мм ² площади значка соответствует 500 млн.руб. валовой продукции.

Рис.6.7 Различные шкалы значков:

а- абсолютная непрерывная; б- условная непрерывная;

в- абсолютная ступенчатая; г- условная ступенчатая.

Основные шкалы значков (число единиц, соответствующих 1 мм или 1 мм² значка) выбирается так, чтобы обеспечить читаемость малых и вместе с тем не перегрузить карту изображениями крупных значков. Нижний размер значка определяется читаемостью (для настольных карт можно принять ~0,5мм², а для стенных-0,5 см²), а верхний - степенью общей нагрузки карты.

В ступенчатой масштабности все значки, отображающие величины картографируемых явлений, делят на группы (ступени) и для каждой группы берется знак определенного размера. В легенде у каждого знак подписываются числа, соответствующие границе ступени. С применением ступенчатой шкалы облегчается составление карты и упрощается читаемость значков. Ступени шкалы могут быть: равных интервалов, построенных по принципу арифметической прогрессии: а, а+б, а+2б, а+3б и т.д., например: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 и т.д.; кратных интервалов, построенных по принципу геометрической прогрессии: а, ав, ав², ав³ и т.д., например: 0-10, 10-100, 100-1000 и т.д. и произвольных интервалов. Равные интервалы применяются когда картографируемые величины изменяются в небольших пределах, кратные – когда пределы изменения картографируемых величин большие, произвольные – если в картографируемом ряде имеются большие «скачки» («разрывы»). Границы интервалов обычно выражаются целыми или круглыми числами. Качественная характеристика объектов передается цветом (штриховкой) и формой значков. При отображении родовых различий (более общих) можно применить цвет, а видовых (частных) – форму, или цвет и штриховку. Например, цветом показать крупную отрасль (машиностроение), а штриховкой поверх окраски знака обозначить более узкую отрасль (сельскохозяйственное или транспортное машиностроение). Если в одном и том же пункте имеется много однородных и соизмеримых объектов их можно объединить в один суммарный знак. Так, для характеристики многоотраслевого промышленного узла значок делят на секторы, величина которых отображает соотношение отраслей в данном узле, и окрашивают или заштриховывают секторы в соответствии с принятыми для данных отраслей обозначениями. Суммарные значки могут быть различных видов (рис.6.8).__

Рис.6.8 Различные виды суммарных структурных значков

Динамика явлений, например рост объектов за определенное время, показывается «нарастающими значками» посредством наложения друг на друга нескольких значков одинаковых по форме, но различных ло размеру (рис.6.9).

Рис.6.9 Нарастающие значки различной формы

6.3 Способ линейных знаков

Линейные знаки применяются для отображения объектов и явлений, локализованных по линиям, передавая при этом их местоположение и особенности (границы политико-административного деления, дорожную сеть, гидрографию, тектонические разломы, границы оледенений, нефтепроводы и т.д.) (рис.6.10). Способ линейных знаков выступает в двух вариантах: как категория линейных знаков на топокартах и как специальный способ на тематических картах, для отображения специальных объектов и явлений (обязательно в легенде должны быть пояснения этих объектов и явлений).

Рис.6.10 Линейные знаки, различаются:

а- по ширине; б- рисунку; в- светлоте

Рисунком и цветом обычно передаются качественные характеристики (виды дорожной сети, типы берегов, линии теплого и холодного фронтов, линии военных фронтов и т.д.), а шириной линейных знаков количественные (величины приливов, полоса затопления при половодьях и т.д.).

6.4 Способ изолиний (изолиний с послойной окраской)

Изолинии – это кривые линии, соединяющие точки с одинаковой заданной величиной какого-либо показателя. Способ изолиний применяется для изображения количественных явлений, имеющих непрерывное распространение и постепенно изменяющихся в пространстве, таких как рельеф, температура, осадки, давление воздуха, даты наступления явления (рис.6.11).

В зависимости от отображаемого явления изолинии носят название: изогипсы (горизонтали) – линии равных абсолютных высот, изотермы – линии равных температур, изогиеты – линии равных количеств выпадающих осадков, изобары – линии равных давлений воздуха, изобаты – линии равных глубин, изогоны – линии равных магнитных склонений, изоколы – линии равных искажений на картах, изохроны –линии одной даты наступления явления, изодемы – линии одинаковой плотности населения и т.д. Характеристика явлений при этом способе передается совокупностью изолиний. При этом очень важным является правильность выбора интервала между изолиниями

Построение изолиний выполняется путем интерполирования (нахождения по двум значениям величины промежуточной). Автоматическое построение изолиний проводится по цифровым моделям с помощью специальных интерполяционных программ. Значение изолиний подписывают цифрами в разрыве линий или на их концах. Цифры должны быть однородны, т.е. приведены к определенному значению (одному началу высот на гипсометрических картах; одной шкале температур, одному времени или быть средними и полученными на одной высоте от земной поверхности на картах температур и т.д.). Чем гуще сеть точек, в которых проводились измерения, тем выше точность карты с изолиниями.

6.11 Изолинии и изолинии с послойной окраской:

Изолинии - изотермы года; изолинии с послойной окраской -среднегодовые суммы атмосферных осадков

Изолинии иногда используют для показа явлений, величина которых изменяется не постепенно и сами явления не имеют сплошного распространения, например плотность населения, лесистость и т.д. Такие изолинии называют псевдоизолиниями, так как они соединяют числа, характеризующие явления не в точке, а на площади (пусть небольшой).

Способ изолиний (изолиний с послойной окраской) широко применяется на климатических, гидрологических, тектонических, гидрогеологических и других картах. Преимущества данного способа заключаются в простоте, наглядности, отсутствия большой легенды. Изолинии хорошо сочетаются с другими способами.

6.5 Способ качественного фона

Способ качественного фона используется для передачи явлений, имеющих сплошное или массовое распространение, и показывает качественное подразделение территории (районирование) на однородные участки по тем или иным природным или социально-экономическим признакам (рис.6.12).

Однотипные участки закрашивают в принятый для данного типа цвет или покрывают установленной штриховкой, либо заполняют значками определенного вида или размещают надписи по территории карты в границах выделенных участков (например, название народов). Для улучшения читаемости карт могут применяться индексы (буквы) или цифры, особенно если выделенных участков много и среди них есть типологически повторяющиеся. Наиболее наглядными из всех изобразительных средств способа качественного фона являются краски, поэтому иногда этот способ называют способом «цветного фона», хотя это название неудачно, так как цветной фон может быть использован многими методами.

Рис. 6.12 Способ качественного фона.

(по Г.Медведеву,И.Смеяну, И.Соловьеву):

1-дерново-карбонатные; 2-дерново-палево-подзолистые; 3-дерново-подзоли-стые с белесоватым подзолистым горизонтом; 4-дерново-подзолистые с контактным осветленным горизонтом; 5-дерново-подзолистые,оглеенные внизу; 6-дерново-подзолистые заболоченные; 7-дерновые и дерново-карбонатные заболоченные; 8-пойменно-дерново-болотные; 9-торфяно-болотные низинные;10-торфяно-болотные верховые; 11-пойменные торфяно-болотные

Для изображения на карте явления по какому-либо признаку вначале разрабатывается классификация, согласно которому картографируемая территория делится на однородные участки. Для некоторых карт, например геологических, почвенных, разработаны типовые классификации, шкалы для раскраски и индексы. Разработка классификаций является весьма ответственной задачей, от выбора классификации может быть различное отображение картографируемого явления.

Способ качественного фона может применяться только при условии распространения картографируемого явления по всей изображаемой на карте территории (повсеместность распространения). Например, этим способом можно отобразить климатические зоны земного шара, так как комплекс явлений, характеризующих климат (температура, осадки и т.п.) наблюдаются в любом месте земной поверхности. Но методом качественного фона нельзя показать распространение какого-либо отдельного вида животных или растений, размещение отдельного вида полезных ископаемых, в общем, все те явления, которые не имеют повсеместного распространения.

Способ качественного фона широко применяется на картах природы (геологические, почвенные, геоботанические, физико-географического районирования и др.) и некоторых социально-экономических картах (сельскохозяйственное и другое районирование).

6.6 Способ количественного фона

Этот способ, как и способ качественного фона, отображает подразделение территории на однородные районы, но по количественному показателю (или показателям). Для этого по имеющимся источникам выделяют согласно разработанной ступенчатой шкале однородные районы, которые затем раскрашивают цветом разной насыщенности или покрывают соответствующими штриховками (рис.6.13). При применении количественного фона линии на карте разграничивают выделенные однородные районы, причем смежные районы могут передавать величину явления, соответствующую противоположным ступеням шкалы.

Рис.6.13 Количественный фон

Способ количественного фона используется главным образом для составления карт природы (геоморфологических, гидрологических, гидрогеологических и др.), но его можно встретить и на социально-экономических картах, например на картах плотности населения.

6.7 Способ ареалов

Способ ареалов (от латинского слова «area» - площадь, пространство) применяется на выделении на карте районов сплошного (например, оледенение) или рассеянного размещения (например, ареал выращивания риса). В большинстве случаев этим способом показывают распространение растений, животных, полезных ископаемых, сельскохозяйственных угодий и т.п. В легенде условный знак ареала обычно поясняется словами «район (область) распространения ….» (рис.6.14а).

Рис.6.14 Ареалы: а-пахотные земли; б-различные методы изображения ареалов на карте

Круг явлений, которые могут отображаться методом ареалов, весьма велик. Единственное условие, предъявляемое к каждому из этих объектов, неповсеместность его распространения для всей отображаемой на карте территории, так как в последнем случае ареал совпадает со всей площадью карты и данный метод картографирования теряет свой смысл.

Графически возможности изображения ареалов разнообразны: это сплошная или пунктирная линия различного рисунка и цвета, окраска или цветные штриховки, геометрические или наглядные значки или даже надпись. Границы как графическое средство преимущественно применяются для абсолютных ареалов, для относительных - значки или надписи. Причем, отличие значка ареала от значка значкового способа заключаются в том, что в первом случае он характеризует площадь, а во втором – показывает объект точно, локализовано. Границы показывают не линейный объект, а только оконтуривают ареал.

Ареалы иногда могут сопровождаться количественными показателями, например относительная плотность ареала животных или птиц, или средняя интенсивность явления в ареале.

Способ ареалов широко используется на зоогеографических, геоботанических (ареолы животных и растений) и других картах природы, а также на социально-экономических картах, отображающих, например, районы выращивания каких-либо сельскохозяйственных культур. Часто он применяется в качестве дополнительного способа. Например, на экономической карте зоны специализации сельского хозяйства показаны способом качественного фона и дополнительно на фоне окраски способом ареалов посредством специальных знаков отображаются места возделывания отдельных сельскохозяйственных культур (сахарной свеклы, табака и др.) или районы наиболее развитого садоводства. Ареалы могут обобщать значковый способ. Например, отдельные значки месторождений какого-либо полезного ископаемого объединить в бассейн этого полезного ископаемого.

6.8 Точечный способ

Точечный способ применяется для передачи количественных показателей явлений как распространенных на всей картографируемой территории карты, так и наблюдающихся только в ее определенных участках. Метод применяется для передачи исключительно абсолютных количественных показателей, поэтому его иначе называют количественным методом. Сущность точечного способа заключается в том, что в местах расположения картографируемого явления на карте расставляются значки – «точки» - кружки, квадраты, черточки и др. число которых находится в прямом соответствии с величиной (интенсивностью) картографируемого явления. Чаще всего применяются точки-кружки, поскольку они наиболее просты для вычерчивания, отчетливы. Общее впечатление об интенсивности картографируемого явления можно получить по степени затемнения территории карты точками (по густоте точек), а точнее количественные данные – путем подсчета точек на избранном участке территории (рис.6.15)__

Рис.6.15 Точечный способ

а-размещение пахотных земель посредством точек одного веса;

б-размещение населения с применением точек двух весовых значений

Трудным является выбор «веса» точки, т.е. какое количество объектов данного явления изобразить одной точкой (рис. 6.15а). Вес точки выбирается предельно низким, но таким, чтобы в метах наибольшей плотности точки не сливались между собой, т.к. при слиянии точек подсчет их становится невозможным. Иногда, обычно при резких контрастах в плотности (густоте) явления, на одной и той же карте используются точки разного веса.

Существует два способа расстановки точек на карте:

1) статистический (схематический) – точки расставляются исключительно равномерно внутри административно-территориального деления без учета фактического размещения явления. и;

2) географический – точки ставятся только в тех местах районов, в которых явление действительно распространено (например, при составлении точечной карты посевных площадей исключаются болота, лес, луга и др.).

При применении разноцветных точек (или различных маленьких фигурок – треугольников, прямоугольников, черточек) можно отобразить не только количественные, но и качественные соотношения (например, на карте размещения технических культур, зелеными точками показать лен-долгунец, красными - сахарную свеклу). В других случаях цветом точек или их формой можно показать динамику явления (например, прирост посевных площадей за определенное время).

Преимущество точечного способа – простота, наглядность, краткость легенды; недостаток – плохая совместимость с другими способами.

6.9Способ знаков движения

Знаки движения используются для показа передвижения в пространстве природных и социально-экономических объектов и явлений точечного (передвижение корабля), линейного (перемещение военных фронтов), площадного (экономические связи страны), сплошного (воздушные массы) и рассеянного (перемещение птиц и животных) распространения. С помощью знаков движения можно отображать путь, скорость, направление, количество, мощность и структуру перемещаемых объектов и явлений (рис.6.16,6.17)

Рис.6.16 Знаки движения (векторы), различающиеся:

а- по форме; б- величине(ширине); в- светлоте; г- внутренней структуре

Рис.6.17 Способ знаков движения

Основной графический способ показа перемещения – векторы (стрелки), которые могут различаться по ориентировке, форме, величине, светлоте, цвету, внутренней структуре. Другой способ – применение лент-полос (эпюр), параллельных линий. Качественные различия передаются главным образом цветом или штриховкой (например, красные стрелки – теплые течения, синие стрелки – холодные течения).

Мощность явления (например, грузопотоков) обычно показываются шириной полосок (эпюр), соизмеримость которых может быть (как при способе значков) абсолютной или условной, непрерывной или ступенчатой (рис.6.18). Количественную характеристику можно отобразить также масштабными параллельными линиями (рис.6.19).

Рис.6.18 Эпюры

Рис.6.19 Часть одной из карт грузообмена Германии ( из атласа Тиссена)

Для отображения структуры картографируемого явления, например, для передачи важнейших видов грузов, полоски (эпюры) прямого и обратного грузопотоков иногда делят на составные части, пропорционально объему отдельных грузов, с соответствующей раскраской или штриховкой. Знаки движения могут передавать перемещение точно по пути, например по железной дороге, ли схематично, указывая начало или конец движения (экономические связи). В первом случае знаки движения совпадают с точным перемещением явления, во втором – вычерчиваются произвольно (часто прямолинейно) между началом и концом движения.

Этот способ наиболее применим на картах транспорта, Экономических связей, климатических, океанографических, путешествий и др.

6.10Картодиаграммы

Способом картодиаграммы отображаются суммарные величины явлений в пределах территориальных единиц посредством диаграмм, расположенных внутри ячеек территориального деления одного ранга. Чаще всего используются административные единицы (рис.6.20).

Рис.6.20 Структурная картодиаграмма

Природными территориальными единицами могут быть бассейны рек, озер, лесные хозяйства, физико-географические и другие районы. Этим способом можно картографировать явления различные по характеру размещения: распространенные сплошь на большой территории (сельскохозяйственные угодья, посевная площадь), сосредоточенные в населенных пунктах (население, промышленность). Картодиаграммы строят на основании абсолютных показателей (реже относительных показателей в процентах), отображаемых посредством: линейных диаграмм – столбиков, полосок и т.п., длина которых пропорциональна сравниваемых величинам; объемных диаграмм – кубов, шаров и т.п., объем которых пропорционален сравниваемым величинам (рис.6.21).

Рис.6.21 Различные виды диаграммных фигур, характеризующих соотношение одних и тех же величин:

а- линейные(столбчатые); б и в- площадные; г и д- объемные

Соотношение величин лучше всего отображают линейные диаграммы, но при картографировании явлений значительно различающихся по крайним показателям, применяются площадные или объемные диаграммы. Для облегчения сопоставления картографируемых величин иногда применяют: равнозначные фигурки, каждая из которых обозначает определенное количество единиц картографируемого явления (рис.6.22а); несколько фигур разного количественного значения –способ «разменной монеты могут быть применены кубики (рис.6.22в), деленные столбики (рис.6.22г).

Рис.6.22. Различные графические приемы, облегающие

Сопоставление величин диаграммных фигур:

а- группы равнозначных фигур(венский способ); б- способ «разменной монеты»; в- способ кубиков

Диаграммные фигурки могут быть простыми или структурными, отображая, например структуру посевных площадей, сельскохозяйственных угодий и т.д. посредством окраски или заштриховки (или других обозначений) соответствующих секторов. Среди структурных диаграмм характерны звездные диаграммы, длина лучей которых пропорциональна составным частям явления; число лучей может быть любым (рис.6.23).

Рис.6.23Звездная диаграмма

Применяются также профильные картодиаграммы (рис.6.24), на которых районы характеризуются по нескольким явлениям в сравнении со средними показателями этих явлений по всей картографируемой территории; двухмерные или трехмерные диаграммы (например, диаграмма в виде прямоугольника – «знака Варзара» - длина основания которого соответствует посевной площади, высота урожайности, а площадь – валовому сбору).

Рис.6.24 Профильная картодиаграмма:

Столбики обозначают: 1- плотность населения; 2- густота железнодорожной сети; 3-% городского населения; 4-% леса; 5- размер посевной площади на одно хозяйство; 6- валовый сбор зерна на одного человека; 7-экспорт на одного человека; 8-% фабрично-заводских рабочих; 9- число кустарей на 10 000 сельского населения

Картодиаграмма может показывать динамику явления путем совмещения нескольких диаграмм (нарастающие значки), характеризующих явление на отдельные периоды времени. Когда необходимо показать изменение явления за много дат, в ячейках картодиаграммы помещают графики.Недостатком картодиаграммы является то, что она сильно затушевывает географический характер размещения явления, не отображает истинную картину расположения картографируемого явления внутри территориальных единиц. Поэтому для картодиаграммы нет необходимости в подробной картографической основе. Картодиаграмма по внешнему виду напоминает способ значков, хотя их суть очень различна. Значки показывают локализованные объекты и не связаны с территориальным делением, в то время как картодиаграмма без территориальных границ немыслима и имеет собирательный характер.

6.11Картограммы

Картограмма отображает среднюю интенсивность явления в пределах территориальных единиц одного ранга, чаще всего административных. Иногда картограмму строят по сетке квадратов (трапеций) карты. В отличие от картодиаграммы, для составления которых используют в основном абсолютные величины, в картограммах применяют относительные показатели (например, лесистость территории), получаемые в результате деления двух рядов абсолютных величин, исчисленных для одних и тех же территориальных единиц (площадь лесов деленная на площадь всей территории ячейки). Но это не значит, что картографируемыми величинами должны быть только проценты (удельный вес лесов), могут быть и абсолютные величины (плотность населения, чел/км², но они должны выражать относительную характеристику. Выделенные территориальные единицы согласно разработанным ступенчатым шкалам раскрашивают в тона одного-двух и более цветов или штрихуют, передавая насыщенностью интенсивность явления (рис.6.25, 6.26).

Рис. 6.25 Картограмма

Удельный вес осушенных земель в общей земельной площади (1.01.2005 г.),%

Рис. 6.26 Примеры правильного нарастания густоты штриховки (для картограммы)

Территориальные единицы разбиваются на группы (ступени) по принципу равных, кратных или произвольных интервалов. Иногда шкалу ступеней строят с выбором интервалов в обе стороны от среднего значения показателя (например, для картограмм урожайности).

Компьютерные технологии дают возможность строить непрерывные безинтервальные) шкалы, у которых густота штриховки пропорциональна величине картографируемого явления, хотя определять на глаз интенсивность явления в территориальных ячейках в этих случаях затруднительно.

Картограмма чаще всего отображает такие социально-экономические явления, как плотность населения, процент пахотных земель ко всей площади, процент какой-либо сельскохозяйственной культуры ко всей посевной площади; количество школ, библиотек, больничных коек и т.п. на определенное количество жителей и т.д. Способ применяется и для показа природных явлений (лесистость, заболоченность и т.д.). Картограмма может передавать изменения средней величины явления за промежуток времени. Картограмма, как и картодиаграмма сильно затушевывает географические особенности явления на территории, она не показывает различий внутри территориальных единиц и создает представление о равномерном распределении явления в пределах территориальной единицы.

6.12Способ локализованных диаграмм

Способ локализованных диаграмм применяют для сплошного или линейного распространения явления в виде диаграмм, графиков, относящихся к отдельным пунктам. Локализованные диаграммы характеризуют не только эти пункты, но и прилегающую территорию. Хотя пункты с диаграммами даются выборочно (в местах наблюдений, измерений), но в совокупности позволяют получить представление о явлении, охватывающем определенною территорию (рис.6.27).

Способ локализованных диаграмм применяют для сплошного или линейного распространения явления в виде диаграмм, графиков, относящихся к отдельным пунктам. Локализованные диаграммы характеризуют не только эти пункты, но и прилегающую территорию. Хотя пункты с диаграммами даются выборочно (в местах наблюдений, измерений), но в совокупности позволяют получить представление о явлении, охватывающем определенною территорию (рис.6.27).

Рис.6.27 Локализованные диаграммы

Диаграммы строят в прямоугольной (декартовой) или полярной («розы»-диаграммы) системе координат (рис.6.28). На них можно совмещать качественно различные явления (осадки, температуру, давление, направление и сила ветра и т.п.). Количественные характеристики передаются в абсолютных или относительных показателях. Локализованные диаграммы могут передавать осредненную характеристику, например, для градусных клеток (трапеций), и локализуются в их центре.

Рис.6.28 Применение диаграмм для характеристики годового хода температур и осадков по месяцам

а- кривая распределения температур в декартовой системе координат; б- то же, в полярной системе координат; в- столбчатая диаграмма осадков в декартовой системе координат; г – то же, в полярной системе координат; д- совмещение диаграмм а и в; е- совмещения диаграмм б и г

Этот способ используется главным образом для показа сезонных и периодически повторяющихся явлений на климатических (например, графики изменения среднемесячных температур и осадков, локализованные по метеостанциям), гидрологических (диаграммы загрязнения речных вод, приуроченные к гидропостам, и т.п.) и реже других карт.

Этим способом можно показать на карте вероятные точки возникновения снежных лавин, характеризуя их направление и скорость; повторяемость и скорость морских течений и т.п.

6.13. Сравнительная характеристика способов изображения географических явлений

Для передачи разносторонней характеристики явления на карте одновременно могут использоваться несколько способов картографического изображения и в том же время для нескольких разных явлений может применяться один способ. Например, на экономической карте способом значков могут быть показаны центры промышленности, энергетики, месторождения полезных ископаемых, речные порты и т.п.

Способы картографического изображения по своему внешнему графическому оформлению и своей сущности часто очень схожи. Некоторые способы довольно близки по существу и особенностям изображаемых явлений, другие же только внешне похожи, а по существу сильно отличаются.

Чтобы различить способы картографического изображения, надо внимательно ознакомиться с легендой карты и ее содержанием, определить характер распространения явления. Ранее указывалось внешнее графическое сходство способа качественного фона и ареалов, картодиаграммы и способа значков, хотя по существу явления, изображаемые этим способами, сильно отличаются.

Способ значков в отдельных случаях внешне похож на способ ареалов, когда отображаемые явления графически показываются значками

Различия между этими способами можно установить, определив характер размещения явлений. Если, например, рисунком рыбы показан район морских рыбных промыслов, то на карте применен способ ареалов. Таким же по внешнему виду значками могут быть показаны рыбные порты или рыбоперерабатывающие заводы. В этом случае применен способ значков, ибо он отображает объекты, локализованные по пунктам на местности.

Сходны между собой способы значков и локализованных диаграмм. Различие между ними в характере размещения явления: у локализованных диаграмм оно площадное, а у значков – локализованное по пунктам.

Внешнее сходство имеют картограмма, количественный фон и способ изолиний, промежутки между которыми закрашены. Но для явлений, изображаемых способом изолиний, характерно плавное изменение их величины, что передается системой изолиний. На картограмме линии, разграничивающие разную интенсивность, являются административными или природными границами и количественного значения не имеют. При использовании количественного фона линии на карте разграничивают выделенные однородные районы, причем смежные районы могут передавать величину явления, соответствующую противоположным ступеням шкалы, что невозможно для способа изолиний.

Подобно тому, как и отдельные стандартные условные знаки с течением времени изменяются: исключаются устаревшие (например, почтовые дороги), появляются новые (например, космические трассы, атомные электростанции), так и способы изображения явлений не завершены в своем развитии. В связи с более детальным изучением многообразных явлений и расширением тематических географических карт появляются новые модификации уже устаревших способов изображения. Так, статистические графические переменные в связи с применением компьютерных технологий приобрели еще и вид динамических графических переменных, когда посредством анимаций можно изменять положение знака на карте, форму и размер, цвет и его насыщенность, внутреннюю структуру объекта.

Лекция № 7 Картографическая генерализация как процесс научного обобщения объектов и явлений действительности ( 2 часа)

План:

7.1 Понятие о географической генерализации

7.2 Виды генерализации

7.3 Генерализация объектов разной локализации

7.1 Понятие о географической генерализации

Картографическая генерализация — это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно ее назначению, масштабу, содержанию и особенностям картографируемой территории.

Термин генерализация происходит от латинского корня generalis, что означает общий, главный. Суть процесса состоит в передаче на карте основных, типических черт объектов, их характерных особенностей и взаимосвязей.

Генерализация — неотъемлемое свойство всех картографических изображений, даже самых крупномасштабных. Уже при первичной съемке местности, скажем, в масштабе 1:1 000, топограф интуитивно ведет генерализацию, решая, какие детали рельефа, растительности, дорожной сети следует нанести на съемочный планшет, а какие слишком незначительны или «не укладываются» в данный масштаб. Далее при камеральном составлении карт среднего, а потом и мелкого масштабов приходится постоянно сжимать изображение, отказываясь от деталей и подробностей. В масштабе 1:100 000 1 км² местности занимает всего лишь 1 см² площади карты, на нем можно показать только основные населенные пункты, главную дорогу, реку. А в масштабе 1:1 000 000 эта площадь сжимается до 1 мм², и на ней удастся сохранить, может быть, всего один населенный пункт, а в более мелком масштабе — 1:10 000 000 не останется места и для него.

Генерализация проявляется в обобщении качественных и количественных характеристик объектов, замене индивидуальных понятий собирательными, отвлечении от частностей и деталей ради отчетливого изображения главных черт пространственного размещения

Факторами генерализации являются масштаб карт, ее назначение, тематика и тип, особенности и изученность картографируемого объекта, способы графического оформления карты. Факторы определяют подходы к генерализации, ее условия и характер.

Назначение карты. На картах показывают лишь те объекты, которые соответствуют ее назначению. Изображение других объектов, не отвечающих назначению карты, только мешает ее восприятию, затрудняет работу с картой.

Влияние масштаба проявляется в том, что при переходе от более крупного изображения к мелкому сокращается площадь карты. Выше уже говорилось, что показать в мелком масштабе все детали и подробности невозможно, и поэтому неизбежны их отбор, обобщение, исключение. Одновременно с уменьшением масштаба увеличивается пространственный охват, что также сказывается на генерализации. Объекты, важные для крупномасштабных карт (например, местные ориентиры), теряют свое значение на картах мелкого масштаба и, следовательно, подлежат исключению.

Тематика и тип карты определяют, какие элементы следует показывать на карте с наибольшей подробностью, а какие можно более или менее существенно обобщить или даже совсем снять.

Особенности картографируемого объекта (или территории). Влияние этого фактора сказывается в необходимости передать на карте своеобразие, примечательные характерные элементы объектов или территории. Например, в степных или полупустынных районах очень важно показать все мелкие озера, иногда даже с преувеличением, если они не «помещаются» в масштаб — это очень важно для засушливых территорий. Но вот в тундровых ландшафтах, где встречаются тысячи мелких озер, многие из них можно исключить при генерализации, здесь важно правильно отразить общий характер озерности территории.

Изученность объекта. При достаточной изученности объекта изображение может быть максимально подробным (для данного масштаба и назначения карты), а при нехватке фактического материала оно неизбежно становится обобщенным, схематичным..

Оформление карты. Многоцветные карты (при прочих равных условиях) позволяют показать большее количество знаков, чем карты одноцветные. При хорошем качестве печати и правильном подборе фоновых окрасок, значков, штриховок на одной карте можно путем наложения совместить до шести взаимно перекрывающихся слоев без особого ущерба для читаемости. На одноцветной карте или карте с ограниченным набором красок это сделать трудно или даже невозможно, следовательно, необходима генерализация содержания.

7.2 Виды генерализации

Обобщение качественных характеристик происходит за счет сокращения различий объектов, что всегда связано с обобщением и укрупнением классификационных признаков, с переходом от простых понятий к сложным. Например, на обзорных картах вместо показа преобладающих древесных пород (как это принято на крупномасштабных топографических картах) дают собирательный знак леса, вместо подразделения железнодорожных путей по числу колей — единый знак железных дорог, вместо показа болот разной проходимости — один знак заболоченной местности и т.д. На геологических картах при переходе от крупных масштабов к более мелким обобщают стратиграфические подразделения: свиты и ярусы объединяются в отделы, затем отделы — в системы, на почвенных картах подвиды объединяются в виды, типы почв и т.д.

Обобщение количественных характеристик проявляется в укрупнении шкал, переходе от непрерывных шкал к более обобщенным ступенчатым, от равномерных — к неравномерным. Примерами могут служить увеличение сечения рельефа при генерализации топографических карт, укрупнение группировки населенных пунктов по числу жителей, объединение градаций картограмм и т.п. На картах, выполненных точечным способом, обобщение количественной характеристики проявляется в увеличении веса точек, например, на карте животноводства одна точка изображает 500 голов крупного рогатого скота, а после генерализации — 1000 голов скота.

Переход от простых понятий к сложным. Этот вид генерализации связан с введением интегральных понятий и собирательных обозначений. Например, при переходе от крупномасштабной карты города к мелкомасштабной вначале изображение отдельных зданий заменяется изображением кварталов, потом дается лишь общий контур города, а далее — пунсон. На мелкомасштабной карте населенный пункт полностью теряет свои индивидуальные черты, пунсон характеризует лишь численность населения и административное значение города .

Отбор (исключение) объектов означает ограничение содержания карты только объектами, необходимыми с точки зрения ее назначения, масштаба и тематики, и снятие других, менее значимых объектов. Отбор всегда непосредственно связан с обобщением качественных и количественных характеристик. Он ведется в соответствии с укрупненными подразделениями легенды. При отборе пользуются двумя количественными показателями: цензами и нормами.

♦ Ценз отбора — ограничительный параметр, указывающий величину или значимость объектов, сохраняемых при генерализации. Примеры цензов: «сохранить на карте леса, имеющие площадь более 10 км²», или «показать все реки длиной более 1 см в масштабе карты», или «оставить при генерализации все районные административные центры»

♦ Норма отбора — показатель, определяющий принятую степень отбора, среднее на единицу площади значение объектов, сохраняемых при генерализации. Нормы отбора регулируют нагрузку карты. Норма задается, например, так: «показать в тундровых ландшафтах не более 80—100 озер на 1 дм² карты» (остальные исключить).

Обобщение очертаний означает снятие мелких деталей изображения, отказ от небольших изгибов контуров, спрямление границ и т.п. Эта геометрическая сторона генерализации, которая проявляется в сглаживании небольших извилин рек и береговых линий, исключении изгибов горизонталей, рисующих мелкие эрозионные врезы, упрощении геологических границ, характеризующих мелкую складчатость и т.п. Генерализованное изображение непременно должно сохранять географически правдоподобный рисунок объекта, например морфологию побережья, особенности меандрирования рек, типы эрозионного расчленения, характер складчатости.

Объединение контуров (выделов) — еще одно проявление геометрической стороны генерализации, связанное с группировкой, слиянием контуров. Выделы на карте объединяются, во-первых, в результате обобщения качественных и количественных подразделений в легенде, а во-вторых, вследствие слияния (соединения) нескольких мелких контуров в один крупный. Так, отдельные небольшие ареалы месторождений какого-либо полезного ископаемого в ходе генерализации могут быть объединены в один ареал, мелкие участки леса — присоединены к крупному контуру и т.п.

Смещение элементов изображения. Этот вид генерализации связан обычно с обобщением очертаний и объединением контуров, при которых неизбежны небольшие сдвиги некоторых объектов относительно их истинного положения. Например, спрямление береговой линии и исключение мелких заливчиков приводит к тому, что некоторые прибрежные поселки оказываются как бы «отодвинутыми» от берега, тогда необходимо их сместить и «придвинуть» к морю. Смещение часто происходит при рисовке рельефа, когда приходится укрупнять сечение рельефа.

Утрирование, или показ объектов с преувеличением, означает, что на генерализованной карте оставляют некоторые особо важные со смысловой (содержательной) точки зрения объекты, которые из-за малых размеров или по условиям цензового отбора следовало бы исключить, и при этом даже несколько преувеличивают (утрируют) их. Примерами могут служить небольшие, но характерные излучины рек, мелкие озера в засушливых степях, редкие и небольшие по площади выходы изверженных геологических пород посреди поля осадочных отложений и т.п.

Геометрическая точность карты — это степень соответствия положения объектов на карте их действительному положению на местности. Нарушение геометрической точности ведет к смещению, сдвигу объектов, и координаты их будут получены по карте с ошибкой.

Содержательное подобие (соответствие) означает, что на карте географически правильно переданы взаимные соотношения объектов, их характерные особенности и соподчиненность.

Геометрическая точность и содержательное подобие Выше уже отмечалось, что одно из основных противоречий процесса картографической генерализации как раз и состоит в том, что стремление сохранить содержательную верность (подобие) изображения часто ведет к нарушению геометрической

7.3 Генерализация объектов разной локализации

Объекты, локализованные в пунктах, изображают с помощью значков, поэтому их генерализация связана, прежде всего, с отбором объектов согласно установленным цензам и нормам, с обобщением качественных характеристик объектов и укрупнением градаций шкал значков. При этом происходит переход от видовых подразделений объектов к родовым (например, значки отдельных нефтяных скважин заменяют общим значком месторождения, а далее — знаком ареала нефтяного бассейна).

Переходя к укрупненным интервалам, важно сохранять характерные ступени. Например, в США к городам относят населенные пункты с числом жителей более 2500 человек, а в Индии — более 5000 жителей. Значит, при обобщении интервальной шкалы для этих стран желательно сохранить именно такие рубежи.

Объекты, локализованные на линиях, всегда передаются линейными знаками. Для них наиболее существенны геометрические аспекты генерализации, упрощение и спрямление очертаний, а также цензовый отбор линейных элементов (например, рек, длина которых на карте меньше 1 см). В ряде случаев обобщают качественные различия линейных объектов (вместо дорог разного класса вводят единый знак дорог). При генерализации векторов и полос движения неизбежны отбор только главных направлений и обобщение количественных характеристик (например, объемов и структуры грузопотоков).

Объекты сплошного распространения изображают с помощью изолиний, качественного и количественного фонов и ареалов. Для изолинейных изображений наиболее актуально обобщение рисунка изолиний и укрупнение шкал сечения. При умелом обобщении рельефа его морфологические особенности сохраняются даже при снятии многих деталей эрозионного расчленения и многократном укрупнении сечения. К площадным объектам применимы все приемы геометрической генерализации: исключение малых контуров и их объединение, спрямление очертаний, смещение и утрирование некоторых выщелов и т.п. Большое значение имеет цензовый отбор. Малые контуры лесов, озер, болот, ландшафтные выщелы исключаются. Однородные контуры объединяют в более крупные или заменяют общим знаком ареала.

При генерализации явлений, показанных способом качественного фона, на первый план выступает укрупнение качественных градаций, т.е. обобщение классификации изображаемых явлений. Дробные подразделения классификаций заменяются более крупными. Например, хорошо известно, что на крупномасштабных геологических картах подробно показываются свиты и серии разновозрастных пород, а по мере перехода к более мелким масштабам они обобщаются в ярусы, затем — в отделы, а на самых мелкомасштабных картах изображаются лишь геологические системы. Аналогично на почвенных картах разновидности почв последовательно заменяются видами, подтипами, типами. Словом, генерализация карт качественного фона всегда ведет к выделению наиболее крупных таксонов.

Генерализация объектов, показанных способом количественного фона, выполняется за счет укрупнения сеток районирования и обобщения шкал количественных показателей.

Объекты рассеянного распространения чаще всего передаются точечным способом. Генерализация в данном случае сводится к укрупнению веса точек и некоторому увеличению их размера на карте. Если же явление показано знаками ареалов, то можно сократить дробность подразделений, укрупнить контуры ареалов, провести их слияние.

Лекция № 8 Картографическая топонимика. Вилы надписей ( 1 час)

8.1 Надписи на географических картах

8.2 Выбор и передача географических названий

8.1 Надписи на географических картах

Надписи – важный элемент содержания, присущий всем географическим картам, за исключением немых. Они поясняют изображаемые объекты, обозначают их количественные и качественные характеристики, дают справочные сведения.

Все надписи подразделяются на три группы: топонимы, термины и пояснительные надписи.

Топонимы – собственные географические названия (имена) объектов: оронимы – названия элементов рельефа, гидронимы – названия водных объектов, зоонимы – названия животного мира и т. п.

Термины – понятия, определяющие роль географического объекта (например, возвышенность, залив, полуостров, область и т. п.).

К пояснительным надписям относятся: качественные характеристики («береза», «ель», «деревянный»), количественные характеристики (абсолютные и относительные высоты, глубины, средняя высота и толщина деревьев и средние расстояния между ними в лесу); хронометрические надписи (даты географических открытий, основание города, наступление каких-либо явлений, например ранних заморозков); пояснения к знакам движения («Путь Кука», «Бразильское течение»); оцифровка меридианов и параллелей и пояснения к линиям координатной сетки («Южный полярный круг», «Северный тропик»). Надписи обогащают карту, но могут при большом их количестве и ухудшать ее читаемость. Определение оптимального количества надписей, правильное их размещение и написание – важная задача составителя карты. Отбор надписей определяется назначением, тематикой, масштабом карты и характером картографируемой территории.

Надписи на картах могут различаться характером шрифта, набора, размером букв (кегли), цветом, выделением заглавных букв. Обычно размером шрифта определяют величину или относительное значение объектов (например крупный промышленный пункт), формой и цветом шрифта отображают качественные различия объектов.

шрифтами выделяют типы населенных пунктов. Цвет надписи указывает на принадлежность объекта к определенной группе содержания карты. Так, на общегеографических картах надписи гидрографии печатаются синим цветом, населенных пунктов –черным, рельефа –коричневым, политико-административного деления – красным и т. д. Иногда надписи даются разными красками, чтобы показать государственную принадлежность объектов (например, островов).

Надписи следует правильно размещать: они не должны закрывать условные знаки и по возможности не пересекать контуры, не быть перевернутыми и хорошо читаться на цветном фоне и, главное, чтобы принадлежность надписи к определенному объекту не вызывала сомнения. Более того, надписи должны указывать на характер размещения объекта. Например, надписи названий крупных государств, островов, водных бассейнов, занимающих большие площади, располагают внутри контуров по линии их наибольшей протяженности. Если объект имеет изогнутое очертание, то соответственно изгибается и надпись (рис. 8.1). Мелкие площадные объекты, например малые водохранилища, в пределах которых надпись не помещается, подписываются рядом. Названия населенных пунктов (и других объектов, локализованных в пунктах) следует располагать справа от условного знака (если нет справа помех) параллельно горизонтальным линиям рамки карты или вдоль параллели. При этом следует размещать надписи населенного пункта на территории той страны, в которой он находится.

Рис. 8.1. Размещение надписей разных типов географических объектов

При большой густоте условных знаков и надписей допускается их расположение слева или сверху от пункта или даже с плавным изгибом. Надписи линейных объектов (путей сообщения, рек, маршрутов путешествий) размещаются вдоль линий, плавно повторяя их изгиб. На многих тематических картах помещаются только родовые надписи и собственные географические названия. Имеются тематические карты, вовсе лишенные надписей, на них все содержание передается графическими условными знаками.

8.2 Выбор и передача географических названий

Весьма сложным и важным является правильная передача (написание) названий географических объектов. Этим занимается картографическая топонимика – раздел картографии, изучающий географические названия объектов, их сбор, анализ, систематизацию и стандартизацию названий, выбор и их правильную передачу (транскрипцию). Практическая транскрипция географических названий осуществляется специальными национальными и международными топонимическими комиссиями. Они составляют специальные правила и инструкции по передаче на карте географических названий (в том числе и иноязычных), словари географических названий, включая и новые названия (например, в Антарктиде, Мировом океане, на других планетах), бюллетени изменений транскрипции географических названий и др.

Для карт СНГ выбираются названия, принятые в официальных справочниках, содержащих списки географических названий, или установленные и закрепленные многолетней практикой. При отсутствии в справочнике установившегося названия предпочтение отдают национальному названию, воспроизводимому буквами алфавита, который принят для составления данной карты. Переименованные названия даются в современной форме (кроме исторических карт соответствующей эпохи). К выбору названий приходится прибегать в тех случаях, когда есть несколько названий одного и того же объекта, что характерно для многонациональных государств (например, в России: Якутия и Республика Соха, Верхоянск и Джангри), для бывших колониальных владений, для районов столкновения различных национальных влияний (например, в Маньчжурии – китайские, монгольские, русские, японские и корейские названия). Различные названия присущи объектам большой протяженности, особенно если этот объект принадлежит различным государствам. Например, река Дунай в Германии и Австрии называется Донау, в Венгрии – Дуна, в Румынии – Дунэра, в Болгарии и Югославии – Дунав. Река Западная Двина в Латвии называется Даугавой. Значительные трудности связаны с передачей иностранных названий. Существует пять форм передачи на картах иноязычных названий.

Местная официальная форма – названия передаются на официальном языке страны, на территории которой находится объект (Paris, England).

Фонетическая форма – возможно точное местное произношение названия при написании его буквами другого языка (Пари, Ингланд). Она является основной формой передачи иноязычных названий.

Транслитерация – прямая замена букв одного алфавита буквами другого без учета произношения наименования (Парис, Енгланд).

Традиционная – передача названия таким, каким оно по традициям употребляется в языке другого государства (Париж, Англия).

Переводная форма – перевод названия по смыслу, например мыс Доброй Надежды, острова Зеленого Мыса, Скалистые горы.

Карты и атласы, словари и энциклопедические названия должны давать названия, выверенные по каталогам.

Для отыскания названия на карте пользуются специальными указателями географических названий. Они представляют собой алфавитный список географических названий на карте (атласе), снабженный соответствующей системой индексов. Обычно в указателях к названию дается его номенклатурный термин (река, остров, государство и т. п.), номер карты (листа) и буквенно-цифровые индексы сетки-указательницы, обозначающие квадрат (трапецию) на карте, где расположен данный объект. Буквенно-цифровые обозначения сетки-указательницы даются за внутренней рамкой карты.

Рис. 8.2.

В других указателях вместо буквенно-цифровых индексов даются географические координаты объекта. Например, Морской атлас (1952).В нем даются номера всех карт, на которых показан данный объект, номенклатурный термин, местная официальная форма названия и координаты. Подобный указатель универсален, он может быть использован для отыскания объектов на любых иных картах. Обычно указатели помещаются в конце атласа, а для больших атласов – в отдельной книге (Морской атлас; Атлас мира, 1957)

Лекция №9 Общегеографическое и тематическое картографирование ( 4 часа)

План

9.1 Общегеографическое картографирование

9.2 Мелкомасштабное общегеографические карты

9.3 Тематичекое картографирование

9.1 Общегеографическое картографирование

Общегеографические карты передают внешний облик суши и акваторий. Содержание карт составляют видимые элементы территории: береговая линия, гидрографическая сеть, рельеф, растительность и грунты, населенные пункты, пути сообщения и линии связи, объекты социального и хозяйственного назначения, четкие ориентиры природного или антропогенного происхождения.

Многоцелевое назначение общегеографических карт — одно из главных условий их создания. Карты используют для справочных целей, составления географических описаний, изучения природы и хозяйственного освоения территории, военных задач, измерений и получения количественных характеристик и т.д. Научные, хозяйственные, учебно-просветительские и иные интересы потребителей переплетены между собой и совокупно учитываются на общегеографических картах.

Общегеографические карты составляют основной картографи-ческий фонд каждой страны и Земли в целом. Следует особо выде-лить две группы карт: генеральные карты и международные карты.

Генеральная карта — это наиболее крупномасштабная карта государства, отражающая изученность его территории. Для России — это карта 1 : 25 000.

Международные общегеографические карты — это сводные карты, объединяющие топографические карты многих стран.

На рубеже XIX—XX вв. начала создаваться Международная миллионная карта. В настоящее время она покрывает все материки. Во второй половине XX в. создана Международная карта Мира масштаба 1:2 500 000, покрывающая всю Землю в целом (материки и океаны). На протяжении всего XX в. периодически переиздавались сводные гидрографические карты океанов масштабов 1:10 000 000 и 1:35 000 000. Общегеографическое картографирование в большинстве стран мира имеет государственный статус. В России оно осуществляется Федеральной службой геодезии и картографии (Роскартография), на которой лежит главная ответственность за обеспечение страны точными, достоверными и современными картами. В общее дело большой вклад вносят и другие ведомства и учреждения. Особо следует выделить Военно-топографическое управление Генераль-ного штаба Вооруженных Сил России (ВТУ ГШ), Центральное картографическое предприятие Военно-Морского Флота РФ, тер-риториальные землеустроительные организации. В последние деся-тилетия существенную роль стали играть частные картографичес-кие фирмы. Работы ведутся коллегиально, планы разных организа-ций согласуются. Объединяющим звеном служат нормативные документы (инструкции, наставления, таблицы условных обозначений, методические пособия и т.д.).

Топографические карты суши (ТКС) Российской Федерации организованы в четкую систему, обеспечивающую точность и современность их содержания и регулярность издания. Эту систему отличают следующие признаки:

♦ единая математическая основа;

♦ унифицированность условных обозначений;

♦ действие единых нормативных документов по созданию карт;

♦ сквозная технология составления карт: от съемочных масштабов до средних;

♦ единство оформления карт;

♦ регулярное покрытие территории страны топографическими картами;

организация хранения топографических материалов

Математическая основа топографических карт закреплена законодательно. Карты строят в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера, вычисленной для принятого референц-эллипсоида по шестиградусным зонам. Разграфка и номенклатура листов масштабного ряда определяются последовательным делением трапеций листов карты масштаба 1:1 000 000 (листы 4° х 6°). Высотной основой служит Балтийская система высот. Топографические карты обеспечивают возможность нанесения контуров и выполнения измерений с предельной точностью — 0,01 мм в масштабе карты.

Масштабный ряд ТКС достаточно широк: от очень крупных масштабов до 1:1 000 000 включительно

Топографические планы (1:500—1:5 000) — результат полевых инструментальных съемок: тахометрической, фототеодолитной, ГСП, мензульной и др. Планы создают при любом строительстве и выполнении землеустроительных работ; их генерализация минимальна, содержание по возможности приближено к местным условиям, для чего в таблицу условных обозначений даже включены дополнительные знаки. Планы создают многие хозяйственные ведомства и хранят их нередко в рукописном виде.

Топографические карты (1:10 000—1:100 000) составляют основу топографического фонда страны. Они создаются по полевым материалам, на 95% — на основе аэрофотосъемки и отличаются большой документальностью. Крупные масштабы карт позволяют передать локальные особенности местности (например, строение долин рек), местные природные ресурсы (водообеспеченность) и характер использования территории (например, показать все населенные пункты и промышленные объекты).

В настоящее время около трети территории России покрыто картами масштаба 1:10 000 (населенные пункты, промышленные зоны, зоны интенсивного сельскохозяйственного освоения). Карта масштаба 1:25 000 с 70-х годов XX в. является генеральной картой страны. Карты 1:50 000 и 1:100 000 регулярно составляют на основе карт более крупных масштабов, поддерживая их на уровне современности. Карты на обжитые районы обновляют и переиздают через шесть—восемь лет; на малоиспользуемые — через 10—15 лет.

Обзорно-топографические карты (1:200 000—1:1 000 000) составляют камерально. Отбор и обобщение элементов содержания достаточно велики. Например, на карте 1:1 000 000 в густонаселенных районах присутствует всего 10—15% населенных пунктов, со значительным обобщением дается речная сеть и т.п. Обзорно-топографические карты переиздаются отдельными выпусками, так, карта масштаба 1:1 000 000 имеет пять изданий. Обзорность этих карт проявляется в том, что каждый лист покрывает значительную территорию, соизмеримую с принятым в России административным делением (район, область).

Для сравнения отметим, что генеральная карта России в масштабе 1:25 000 включает 201 440 листов. Обзорно-топографические карты имеют многоцелевое назначение. Вместе с тем они играют и специальную роль, что влечет за собой включение дополнительного содержания. Например, на карте 1:200 000 усилено внимание к дорожной сети, а на обороте каждого листа приводится географическая «Справка о местности» с описанием грунтов и сезонной проходимости местности. Карты масштабов 1:500 000 и 1:1 000 000, используемые как полетные, содержат систему изокол и данные о магнитном склонении.

Содержание топографических карт в значительной степени унифицировано. Основными документами служат таблицы условных знаков, инструкции и наставления, следование которым обязательно для всех ведомств, выполняющих полевые и составительские работы.

Топографические карты служат топонимической основой страны.

9.2 Мелкомасштабные общегеографические карты

Карты мелкого масштаба обеспечивают обзор обширных пространств материков и океанов, стран и морей, позволяют видеть объекты большой протяженности и площади: горные системы, плоскогорья и равнины, водосборные бассейны крупных рек, морей, океанов и т.д. Мелкомасштабное общегеографическое картографирование ориентировано на решение следующих задач:

♦ общее географическое изучение местности;

♦ углубленное изучение местности и при сочетании общегеографических и тематических элементов — для установления основных природных или социально-экономических закономерностей;

♦ использование в качестве географической основы для тематических карт и атласов;

♦ ориентирование в пространстве с выделением общегеографических элеметов высших рангов и значимости.

Основной классификационный признак общегеографических карт — их назначение .

Каждая из мелкомасштабных общегеографических карт создается как особое произведение, некоторые из них многократно переиздаются. Карты различны по математической основе (масштабы, проекции, градусные сетки, компоновка и т.д.,), но набор элементов содержания стандартен: береговая линия, гидрографическая сеть, рельеф, населенные пункты, пути сообщения. Растительность обычно исключается, так как фоновые окраски используют при изображении рельефа. Жестких стандартов для изображения элементов содержания нет, в каждом конкретном случае они разрабатываются и формулируются в соответствующих редакционных документах.

Для карт мира, материков, океанов и морей и крупных регионов масштабный ряд не установлен. Многое зависит от назначения карты (например, для справочной стенной карты России в целом удобен масштаб — 1:2 500 000, в серии карт для высшей школы принят масштаб 1:4 000 000, в серии школьных карт с учетом размеров классов — 1:5 000 000). Для удобства хранения и использования мелкомасштабные общегеографические карты часто делят на листы (в этом смысле употребляют термин «многолистная» карта). Многолистная Международная карта масштаба 1:2 500 000, охватывающая всю Землю, имеет многополосную проекцию.

В «топографических» масштабах нередко создают карты отдельных регионов. Это стенные карты, и их масштаб соответственно преувеличен, а содержание соответствует мелкомасштабным картам. Таковы, например, серии областных карт масштабов 1:200 000 и 1:500 000 (изд. ВТУ ГШ, 1994-1998); серия «Общегеографические карты Российской Федерации» для 78 субъектов Федерации в масштабах 1:200 000 - 1:1 000 000 (Роскартография, 1993-1996).

Особую роль в развитии отечественной и международной кар-тографии сыграла Международная карта Мира масштаба 1:2 500 000 (1964—1976), которая была подготовлена совместными усилиями ряда стран (СССР, Венгрия, ГДР, Румыния, Болгария, Чехословакия, Польша). Это единое картографическое произведение, созданное на основе коллективно разработанных редакционных документов и изданное по единой технологии. Картографические службы разных стран вложили в создание карты свой опыт, и в этом смысле карта действительно уникальна. Очень большая организационная работа была проведена СССР и Венгрией. Вклад нашей страны — разработка математической основы, составление около половины листов карты. Карта издана на английском языке, но названия отдельных листов карты и легенда дублированы на русском.

Велико значение Международной карты Мира масштаба 1:2 500 000 как единой международной топонимической основы. Это единственное издание, где географические термины и топонимы приведены в общую систему для всей планеты Земля, а транскрипция названий следует одному принципу.

Среди мелкомасштабных карт выделяется переходная группа от общегеографических карт к тематическим. На них с максимальной полнотой отражается один из элементов общегеографического содержания, а остальные отводятся на второй план и даже исключаются. Таковы, например, гипсометрические карты с подробным изображением рельефа.

Учебная картография широко использует мелкомасштабное общегеографическое картографирование. Общегеографические школьные карты сопровождают весь процесс обучения. Для начальных классов — это карты полушарий и карты своей страны, для средней — карты материков, стран, регионов и их частей. Школьные общегеографические карты отличает ряд особенностей:

набор карт и их содержание строго соответствуют школьным программам и учебникам;

для карт разработана специальная математическая основа (проекции подчеркивают шарообразность Земли; масштабы удобны для использования в классе и т.п.);

карты имеют дополнительную нагрузку (например, основные полезные ископаемые; маршруты путешествий и мореплавании и др.);

оформление карт выполнено ярко и красочно, с выделением основного и второстепенного содержания.

В «топографических» масштабах нередко создают карты отдельных регионов. Это стенные карты, и их масштаб соответственно преувеличен, а содержание соответствует мелкомасштабным картам. Таковы, например, серии областных карт масштабов 1:200 000 и 1:500 000 (изд. ВТУ ГШ, 1994-1998); серия «Общегеографические карты Российской Федерации» для 78 субъектов Федерации в масштабах 1:200 000 - 1:1 000 000 (Роскартография, 1993-1996).

Мелкомасштабные общегеографические карты специального назначения выделяют в особую группу. Для них математическая основа, нормы генерализации и оформление разрабатываются особо. Карты насыщены элементами специального содержания. Это, например, полетные аэро- и сверхмелкомасштабные космические навигационные карты. Среди полетных карт различают маршрутные и бортовые. Компоновка первых соответствует маршруту следования и нередко они имеют вид длинной и достаточно узкой полосы. Бортовые карты покрывают пространство вне маршрута и имеют стандартную нарезку. В зависимости от высоты полета масштабы карт различны: от 1:1 000 000 до 1:8 000 000.

К общегеографическим картам специального назначения условно относят политико-административные карты, главное содержание которых — деление мира на страны и показ их административного устройства.

Особую ценность имеют серии общегеографических школьных карт и для высшей школы. Все преимущества мелкомасштабного общегеографического картографирования особенно ярко выступают в общегеографических атласах

9.2.2 Гипсометрические карты

Термин «гипсометрические карты» закрепился за картами, главное содержание которых составляет изображение форм рельефа земной поверхности системой горизонталей с послойной окраской по ступеням высот. Это преимущественно мелкомасштабные карты, обобщающие научные представления о рельефе планеты в целом, материков и океанов, обширных регионов.

Среди основных отечественных гипсометрических карт следует назвать: Гипсометрическую карту Европейской части СССР масштаба 1:1 500 000 (1940), Гипсометрическую карту СССР масштаба 1:2 500 000 (первое издание — в 1947 г., неоднократно переиздана), Гипсометрическую карту мира масштаба 1:15 000 000, а также карты материков и океанов, физико-географических регионов, входящие в серию карт для высшей школы.

9.2.3 Морские карты

Среди морских карт различают морские навигационные карты (МНК), гидрографические и батиметрические. МНК предназначены для обеспечения судовождения, безопасности плавания, изучения и анализа навигационно-гидрографической обстановки. В соответствии с масштабом и назначением на них показывают береговую полосу, рельеф морского дна (отметки глубин и изобаты), навигационные опасности, грунты, средства навигационного обеспечения, ориентиры, фарватеры и опасные районы, другие элементы

Рамкой карты служат крайние меридианы и параллели. На сетке обозначают минуты (морские мили), поделенные на 10 частей (кабельтовые). Нередко на картах присутствует дополнительная система линий. Например, равных азимутов, равных расстояний, разностей расстояний по локсодромии и ортодромии. Кроме того, присутствуют система изогон и данные о магнитном склонении. На МНК нет номенклатуры. Каждому листу карты присвоен адмиралтейский номер и титул (название района).

9.2.4 Карты шельфа

Шельф — это материковая отмель, т.е. окраина материков, мелководье с особыми природными условиями и небольшими уклонами. Во всех широтах шельф относительно хорошо прогревается, имеет богатую подводную растительность и животный мир. До середины XX в. зона шельфа специально не картографировалась. Ситуация изменилась с началом разведки нефти и газа на шельфе, и во всем мире началось его активное картографирование. Россия особенно заинтересована в создании топографических карт шельфа (ТКШ), так как окружена шельфовыми морями. Поскольку на шельфовую зону приходится полоса непосредственного взаимодействия суши и моря, ТКШ должны были соединить в себе черты топографических и морских навигационных карт, передавать внешние черты подводного ландшафта и специфику хозяйствования в районе мелководья дна.

9.3 Тематические карты

Тематическое картографирование развивается в тесной связи с общегеографическим. Общегеографические карты служат основой для нанесения тематических данных; при этом все тематические карты используют единую математическую основу (отклонения встречаются лишь в очень мелких масштабах). Тематическое картографирование в целом не имеет единой государственной постановки. Карты разной тематики создают многие организации и учреждения научно-исследовательского и научно-технического профиля. Обычно тематику, классификации и легенды, способы картографирования разрабатывают в академических институтах и университетах, а составляют и издают карты на производственных предприятиях. Эта общая схема имеет много вариантов: во многих производственных организациях работают сложившиеся научные коллективы составителей и, наоборот, в научных организациях нередко доводят карты до издания.

Для становления тематического картографирования любого направления требуются соответствующие теоретические разработки, концепции, которые применительно к картам реализуются в виде классификаций и легенд. Как правило, такая работа выполняется для средних масштабов; затем детализируется или обобщается при переходе к крупным и мелким масштабам

Карты природы

Разнообразие карт природы определяется не только многочисленностью их сюжетов, но и множеством подходов, среди которых можно выделить:

методологические подходы — направления оценки картографируемого явления, рассмотрение его с определенных позиций, принципы классификации;

методические подходы — конкретные способы и приемы распространения ограниченных по объему тематических данных по картографируемой территории;

картографические подходы — само составление карты построение легенды, выбор тех или иных способов изображения, графических средств в соответствии с принятой методикой.

Геологические карты.Это направление картографирования наиболее развито. Вся территория России покрыта Государственной геологической картой масштаба 1:1 000 000, содержание которой постоянно обновляется, и к 2015 г. намечается издание «новой серии». Около 20% территории имеет карту масштаба 1:200 000. На региональном уровне издана карта 1:500 000.

Карты рельефа включают два основных вида — гипсометрические и геоморфологические карты. Карты топографических масштабов создают в большом количестве при географическом изучении местности, особенно в нефтегазоносных, металлогенических районах и районах развития россыпей

Карты климата и поверхностных вод в основном создают в системе Гидрометеослужбы. Основанием для них служат систематические наблюдения на станциях и постах

В России сложилось и активно развивается особое направление — составление геокриологических карт, поскольку значительную часть территории страны занимают районы развития многолетней мерзлоты.

Карты почв в крупных масштабах охватывают территории сельскохозяйственных предприятий, районы мелиоративных работ. Карты предназначены для землеустройства и проведения мероприятий по защите почв от водной и ветровой эрозии и т.д.

Группа карт растительности отличается большим разнообразием содержания. Карты отражают флористический состав, структуру, географические закономерности распространения, а также пространственно-временную динамику растительного покрова, его типологические подразделения (ассоциации, группы ассоциаций, формации), а также взаимодействие с окружающей средой и экологическое состояние. Наиболее четко сформировались два направления — геоботаническое и флористическое

Создание карт животного мира — сравнительно молодая отрасль тематического картографирования. Теоретические разработки и практические результаты достаточно скромны, основными направлениями являются общие зоогеографические карты и карты ареалов распространения отдельных животных

Ландшафтные и физико-географические карты весьма различны в прикладном и в научном отношениях. Они сопровождают локальное и региональное изучение природных ресурсов, но в основном остаются в ведомственных фондах.

Карты населения

Основными типами карт населения являются карты размещения населения и расселения, характеризующие численность жителей по населенным пунктам (людность поселений) и особенности ее изменения, плотность населения, производственно-функциональные типы населенных пунктов, историю заселения территории, планировочные формы, районирование по типам расселения.

Демографические карты характеризуют состав населения по полу и возрасту, тенденции изменения состава, семейное положение и размеры семей, естественное движение (рождаемость, смертность), миграции (сезонные, ежедневные или маятниковые поездки жителей городов и пригородных зон), эмиграционные потоки

Этнографические карты отражают закономерности размещения этносов, элементы их традиционной материальной и духовной культуры (языки, диалекты, религии, верования и религиозные обряды, характер ведения хозяйства, ремесла, особенности жилищ, одежды, питания и др.), а также межэтнические отношения и особенности взаимодействия с окружающей средой

Особую группу образуют карты социально-экономической характеристики населения. На них представляют распределение населения по общественным (социальным) группам, уровень образования, численность населения в трудоспособном возрасте и т. д.

К картам населения близко примыкают карты условий жизни населения, показывающие природные, социально-экономические факторы, определяющие размещение населения, условия его обитания, труда, быта и отдыха, а также и их комплексное воздействие на экологическую и медико-географическую обстановку

Экономико-географические карты

Экономико-географическое картографирование — это отображение хозяйства, т.е. совокупности отраслей материального производства и непроизводственной сферы.

Карты промышленности отражают географическое размещение промышленного производства, факторы и условия его развития, взаимодействие с окружающей средой.

Карты строительства характеризуют его специализацию, инфраструктуру, продукцию, материально-техническую базу, строительные материалы и т.п.

Карты сельского хозяйства показывают географическое размещение сельскохозяйственного производства, условия и факторы его развития, взаимодействия с окружающей средой. В группе карт сельского хозяйства выделяют карты земледелия, животноводства и комплексные карты.

Близко примыкают к этой группе карты лесного хозяйства, показывающие количество и качество лесных ресурсов, интенсивность их использования и воспроизводства, территориальную организацию лесного хозяйства

Карты охотничье-промыслового хозяйства и рыболовства характеризуют распространение промысловых животных, рыб, морского зверя, мероприятия по поддержанию их численности в природе на оптимальном уровне

Карты транспорта и экономических связей представляют связи населения и хозяйства в процессе производства, потребления и удовлетворения культурных и материальных потребностей.

Лекция № 10 Эколого-географическое картографирование (1 час)

План

10.1 Эколого-географическое картографирование

В широком смысле экологические карты отражают взаимодействие живых организмов (в том числе людей) со средой, в более узком — взаимодействие социально-экономических и природных геосистем. Этот вид картографирования ориентирован на обеспечение государственных, региональных и местных программ и проектов природоохранной деятельности. Это направление довольно молодо и чрезвычайно разнообразно в силу большой актуальности и практической востребованности. Оно развилось на базе представлений и методов картографирования состояния окружающей среды и связей человека с окружающими его природными и социально-экономическими геосистемами (экосистемами) и отдельными их компонентами. Картографирование экологической направленности входит составной частью во многие разделы тематической картографии — географическое, геологическое, геоботаническое, почвенное, демографическое и др.

Составлением экологических карт занимаются государственные организации, отвечающие за охрану природы и природные ресурсы, научно-исследовательские, научно-производственные и учебные учреждения. Такая популярность и всеоохватность эколого-гео-графического картографирования имеет своим следствием несистематичность картографирования, большое различие научных концепций и подходов, несогласованность карт по методикам составления, масштабам, способам подачи материала, пространственному охвату. Неоднозначны не только классификации карт, но даже сами их названия. Имеют почти равнозначное употребление термины «экологические карты», «эколого-географические» (экологические карты географической направленности), «геоэкологические» (экологические карты преимущественно геологической ориентации), а также «карты экологического содержания» (т.е. карты с элементами экологии).

В самом общем виде можно выделить следующие основные группы экологических карт (по тематике):

оценка состояния окружающей среды (природных и социально-экономических условий) и ресурсов для жизни и деятельности людей;

воздействие неблагоприятных и опасных природных процессов и явлений на окружающую среду, живые организмы, в том числе на людей;

антропогенные и техногенные воздействия на окружающую среду и ее изменения;

прогноз состояния окружающей среды и ожидаемого развития экологических ситуаций;

устойчивость окружающей среды к неблагоприятным внешним воздействиям;

оценка последствий неблагоприятных воздействий на среду, живые организмы, в том числе на здоровье людей;

рекомендуемая система мер обеспечения экологической безопасности, охрана среды и здоровья людей от неблагоприятных воздействий, поддержание благоприятных тенденций, в том числе организация рекреации.

Частные экологические карты передают отдельные явления или факторы (например, загрязнение почв радионуклидами), а общие синтетические — дают интегральную характеристику экологической ситуации (например, районирование территории по степени радиоактивного риска). Среди обзорных экологических карт России комплексным содержанием выделяются Карта острых экологических ситуаций России в масштабе 1:8 000 000 (изд. ИГАН) и Эколого-географическая карта России в масштабе 1:4 000 000 (составлена на географическом факультете МГУ). Карты имеют разное назначение: научно-справочное, учебно-краеведческое, рекламное, пропагандистское и др. В связи с быстрым прогрессом экологического картографирования ощущается потребность в системном обобщении методики, унификации содержания и условных обозначений, установлении единого масштабного ряда для разных территориальных уровней. Весьма актуальна также задача создания обобщающих картографических произведений экологической тематики.

Модуль 2

Лекция № 11 Источники для создания картографических произведений (1 час)

План:

11.1 Виды источников

Виды источников

Разнообразие тематики и назначения географических карт предопределяет многообразие источников, используемых для их составления. В зависимости от тематики и назначения составляемой карты используются те или иные источники, причем одни из них могут быть основными, другие –дополнительными или вспомогательными. Источники бывают современные и старые, первичные и вторичные, последние получаются в результате обработки первичных материалов.

Астрономо-географические данные. К ним относятся результаты астрономических, триангуляционных, трилатерационных, полигонометрических и нивелирных работ по созданию плановых и высотных геодезических сетей (координатной основы карт). В последнее время для создания геодезических сетей используются г л о б а л ь н ы е п о з и ц и о н н ы е с и с т е м ы (ГПС), иначе с и с т е м с п у т н и к о в о г о п о з и ц и о н и р о в а н и я ( ССП), позволяющие определять координаты точек на местности без наземных измерений.

Картографические источники. К этому виду источников относят общегеографические, тематические и кадастровые карты и планы. Общегеографические карты используются прежде всего для привязки содержания при составлении любых тематических карт. По общегеографическим картам, в том числе и топографическим, составляют географическую основу, каркас, относительно которого наносится содержание тематических карт. В ряде случаев при составлении общих физико-географических, гипсометрических и других карт, основное специальное содержание также берется с общегеографической карты. Масштабы карт, по которым составляют географическую основу, желательны близкими к масштабу составляемой карты.

Тематические картографические материалы - это собственно тематические карты различного назначения и масштаба, схемы землепользований, лесоустроительные планы и др., а также материалы полевых тематических съемок (схемы, абрисы, крупномасштабные планы). Тематические карты используются или в качестве основного материала, с которого составляется и географическая основа, и специальное содержание, или только для нанесения специального содержания. Обычно по тематическим картам крупных масштабов составляются мелкомасштабные карты этой же тематики, но во многих случаях карты одной тематики могут использоваться при составлении карт смежной тематики. Например, при составлении ландшафтной карты привлекают карты рельефа, растительности, геоморфологии, почв и др. Специальное содержание на составляемых картах может наноситься по материалам специальных съемок (геологических,почвенных, гидрологических и др.), выполненных на основе крупномасштабных топографических карт. Особую ценность представляют кадастровые карты и планы (земельных ресурсов, лесного хозяйства и др.), дающие качественную и количественную характеристику явлений, рекомендации по рациональному использованию природных ресурсов и их оценку.

Данные дистанционного зондирования. Они получаются в результате съемки с летательных, воздушных и космических аппаратов, с судов и подводных лодок, наземных станций. Основными видами дистанционного зондирования являются: наземная фототеодолитная съемка, аэро- и космическая съемка, подводная фотосъемка. Данные дистанционного зондирования широко используются для создания и обновления различных карт, картографирования труднодоступных и малоизученных районов. Основные достоинства дистанционных съемок состоят в их высокой детальности, охвате больших территорий, возможности получения повторных снимков и исследования труднодоступных районов.

Статистические материалы. Они представляют собой учетные данные по населению, различным отраслям народного хозяйства за определенные календарные периоды (год, квартал, месяц) в установленных учетных единицах. Они печатаются в специальных справочниках статуправлений (общих и по отраслям). Для картографирования населения в качестве источников используются главным образом материалы периодически проводимых переписей населения. Статистические материалы наиболее широко применяются при составлении социально-экономических карт.

Основными экономико-статистическими материалами являются данные государственной статистики и материалы, публикуемые международными организациями, например ООН. Экономико-статистические данные используются как для непосредственного нанесения на карту, так и для расчета различных показателей и составления синтетических и комплексных карт.

Текстовые источники. К ним относятся различные географические (геологические, исторические и др.) описания, получаемые как в результате непосредственных наблюдений, так и на основе различных исследований. Текстовые материалы могут служить в качестве основных, дополнительных или вспомогательных материалов, в зависимости от того, для составления какой карты они привлекаются. Текстовыми материалами, как основными, чаще всего пользуются при составлении экономических и исторических карт, так как данные экономики или исторические события при их описании почти всегда привязываются территориально. При недостатке или неполноте других источников литературные материалы могут быть основными при составлении карты. Тексты могут быть посвящены описанию самих карт, облегчающих их понимание и использование, и географическим описаниям явлений, изображенных на картах, дополняющие и обогащающие содержание карт. В ряде случаев текст может быть более экономичным и удобным для характеристики развития явлений, их происхождений и т.п. Поэтому совместное использование карт и текста в определенных пропорциях позволяют наиболее эффективно и содержательно передать картографируемое явление. На основании текстовых материалов, характеризующих закономерности развития и размещения явлений и процессов, можно экстраполировать картографирование на малоисследованные районы, а так же контролировать имеющуюся информацию.

Весьма велико значение литературно-географических источников для истолкования различных материалов, определения направления и степени их обобщения, приведения к географическим типологическим характеристикам и т.д. В этом отношении особенно большую помощь оказывают материалы экспедиционных исследований, в том числе и выборочных исследований (маршрутных и ключевых) и тем способствуют правильной географической интерпретации статистической информации.

Натурные наблюдения и измерения. Это описания, фотографии и схемы при физико-географических исследованиях; измерения при гидрографических наблюдениях; профили, разрезы, описания скважин и шурфов при геолого-геоморфологических исследованиях. Они могут быть точечными (на скважинах, обнажениях), маршрутными (по дороге, реке) и площадными. Существуют стационарные наблюдения, которые ведутся в типичных характерных местах, причем длительное время. В тех случаях, когда картографируемая территория большая и нет возможности ее всю исследовать, выбирают ключевые (эталонные) участки и выявленные на них закономерности относят на обширные однотипные территории. Ключевые исследования широко применяются при работе с аэрокосмическими материалами. Натурные наблюдения и измерения дают ценный материал для любых тематических карт, без них невозможно всестороннее дешифрирование аэро- и космических снимков.

Гидрометеорологические наблюдения. Это наблюдения на метеостанциях (температуры, давления, осадков, ветра и т.п.), гидрологических и океанологических станциях и постах (режима рек, озер, водохранилищ, физико-химических характеристик морских и океанических вод и т.п.). Данные наблюдений регулярно и централизованно публикуются.__

Лекция № 12 Проектирование и составление карт ( 4 часа)

План

12.1 Методы создания карт

12.2 Подготовительные работы

12.3 Составительские работы

12.1 Топографические и тематические карты создаются двумя методами – путем полевых съемок и в камеральных условиях.

Крупномасштабные топографически карты создаются на основе полевых съемочных работ, проводимых производственными предприятиями государственной топографо-геодезической службы. Полевое топографическое картографирование осуществляется по стандартным положениям, инструкциям, руководствам. Камеральный метод основан на использовании разнообразных источников, которые после анализа при необходимости приводятся к виду, удобному для составления карты (например, изменяются масштаб, проводятся изолинии согласно новой шкале, генерализуются контуры и т.п.). Камеральный метод в настоящее время является основным и с помощью его создаются все мелкомасштабные тематические карты. Источниками могут быть данные полевых съемок, наблюдений, материалы дешифрирования аэро-космоснимков, данные различных справочников, книг, таблиц и т.п., используемые в соответствии с содержанием и назначением составляемой карты.

Создание карты начинается с ее проектировании, т.е. с разработки ее концепции, документов, положений, обеспечивающих организацию и выполнение всех работ по созданию оригинала карты. При создании авторского оригинала тематической карты выделяется два этапа: подготовительные работы и составление и оформление карты.

12.2 Подготовительные работы

Подготовительные работы включают разработку программы карты, выбор и оценку источников для составления карты, подготовку географической основы.

Перед началом работы над картой автор составляет ее предварительную программу. По объему отображаемых вопросов она может варьировать в зависимости от сложности тематического содержания карты и картографической подготовки автора. В программе дается назначение карты, математическая основа, содержание карты, способы изображения и оформления, принципы генерализации, источники и указания по их использованию, подробность географической основы, географическая характеристика территории, технология изготовления карты. Желательно дать в программе предварительную легенду карты. Исходя из задания определяются назначение карты и требования к ее составлению: выбор масштаба, проекции, географической основы. Разработка содержания карты предусматривает: определение общих принципов картографирования и конкретных элементов содержания, выбор способов их качественной и (или) количественной характеристики. В программе указываются способы изображения каждого элемента содержания, градация шкал, принятые цвета и оттенки цвета, шрифты и размеры надписей и другие характеристики штрихового, цветового и шрифтового оформления карты. Желательно дать образцы оформления типичных участков. Обязательны ссылка на источники, привлекаемые для составления карты. При анализе картографических источников следует в первую очередь оценить содержание карты-источника (т.е. соответствует ли она проектируемой карте по перечню показываемых объектов и явлений) и современность, установить принцип построения легенды.

Статистические материалы требуют определенной обработки для получения таких показателей как плотность, густота, удельный вес и т.п. При использовании цифровых источников надо оценить возможность их привязки к географической основе и обеспеченность ими всей картографируемой территории. Математические элементы (в первую очередь масштаб и картографическая проекция) и качество оформления анализируются с целью определить возможные варианты переноса содержания на проектируемую карту. В программе дается конкретный перечень источников и баз цифровой информации, их надежность и доступность, последовательность использования. Все материалы могут быть предоставлены в графической, текстовой или цифровой формах. В программе даются указания по генерализации с учетом назначения и характера использования карты (например, для демонстрации в аудитории основные элементы карты должны читаться со значительного расстояния). Географическая основа карты включает математические элементы – проекцию и масштаб – и элементы общегеографической карты – географическую сеть, населенные пункты, пути сообщения, границы ит.п. Географическая основа помогает ориентироваться на карте, «читать» ее и локализовать содержание проектируемой карты. Полнота и подробность изображения отдельных элементов основы не одинакова на разных тематических картах; она зависит от назначения и тематики карты. Например, на картах природы подробнее изображаются гидрографическая сеть , менее подробно – пути сообщения. Иногда их вообще не показывают, а на экономических картах их показ обязателен.

Географическую основу, если проектируемая карта будет издаваться, обычно заранее готовят на картографических предприятиях, где имеется возможность подобрать нужную проекцию и масштаб, дать содержание основы с требуемой полнотой. В других случаях в качестве основы можно использовать ранее изданные бланковые или контурные карты. Выбирая основу, необходимо оценить ее в отношении полноты содержания по элементам, современности, пригодности картографической проекции.

До начала составительских работ автор (при издании совместно с редактором) проектирует компоновку карты – размещение легенды, врезных карт, графиков, профилей и т.п. Их помещают, как правило, на территории, смежной с картографируемой. Для этого на выбранной географической основе вычерчивается внутренняя рамка, и в пределах ее на свободной от картографического изображения территории выделяют площади, где разместятся все виды врезок. Минимальный интервал между линиями врезок и картографируемой территорией не должен быть меньше 2-3 мм. При компоновке карты необходимо сохранить ориентирование картографического изображения на север. Для этого необходимо найти средний меридиан, который проходит примерно через середину картографируемой территории, и параллельно ему вычертить западную и восточную рамки. Южную и северную рамки строят перпендикулярно боковым рамкам. Иногда допускается отклонение от северного ориентирования , что связано с размерами листа и стремлением увеличить масштаб изображения. Чаще всего такие карты характерны для атласов. По этим же причинам возможен выход за рамки картографируемой территории.

Заголовок карты можно разместить в разных местах: вверху над северной рамкой, внизу под южной рамкой, во врезке. Наиболее предпочтительным является размещение заголовка вверху над северной рамкой симметрично боковым рамкам. Заголовок под южной рамкой дается обычно для карт, помещаемых в тексте. В конце программы карты излагаются технические приемы составления и издания, применяемые технологии и программное обеспечение. К программе прилагают графические материалы: макет компоновки карты, схему обеспечения источниками, фрагменты легенды, примеры генерализации, образцы оформления и др., а также планово-экономическое обоснование по затратам на создание карты. Подобным образом составляют программы для многолистных карт, серий карт и атласов. Обычно в начале составляют общую программу для всей серии или атласа, а затем – конкретные программы отдельных карт, часто с редакционными указаниями к отдельным картам или листам.

12.3 Составительские работы

Составительские работы включают графическое построение оригинала и легенды карты и ее окончательное оформление. Разнообразие источников для составления, особенности картографируемых явлений определяют применение следующих научных методов построения карты: локализации, интерполяции, генерализации и дешифрирования.

Метод локализации, означающий привязку объектов, контуров к географической основе, является наиболее общим и применяется при использовании большинства способов картографического изображения. Объекты, локализованные по точкам, наносят на карту по географическим координатам. Для большинства объектов географические координаты неизвестны, тогда их локализуют по видимым объектам (населенные пункты, гидрография, дорожная сеть), имеющимся на географической основе. При переносе объектов и контуров можно использовать обзорно-топографические карты, которые помогут локализовать такие природные объекты, как лес, пашня, болото и др. При переносе контуров на авторский оригинал часто применяется индикационная локализация, которая основана на географических взаимосвязях между явлениями. Например, по карте торфяных болот можно уточнить контуры торфяно-болотных почв, по гипсометрической карте – контуры пойменных (аллювиальных) почв и т.п.

При построении карты с количественными показателями широко применяется метод интерполяции, наиболее полно разработанный для способа изолиний. Сущность интерполяции состоит в построении по отдельным точкам с количественными показателями системы изолиний, характеризующих всю картографируемую территорию. При интерполяции необходимо учитывать многие факторы, влияющее на картографируемое явление, в первую очередь рельеф, с которым связано развитие многих компонентов природы и общества. Интерполяция с учетом географических факторов носит название географической. Поэтому для построения системы изолиний для многих карт природы рекомендуется использовать географическую основу с изображением рельефа.

Генерализация, будучи одним из основных свойств географической карты, является научным методом построения карт, главным образом мелкомасштабных. На процесс генерализации влияет назначение, масштаб, тематика, особенности картографируемой территории, а так же используемые источники и способы картографического изображения. Генерализация осуществляется на разных этапах составления карты.

Составление карты производится на листе ватманской бумаги, наклеенном на алюминиевый лист (во избежание деформации бумаги из-за колебаний температуры и влажности воздуха). В качестве материалов для составления оригиналов карт широко используются прозрачные недеформирующиеся пластики. Посредством фотографирования на пластике можно воспроизвести контуры карты, а также гравировать резцами или чертить тушью рисунок элементов содержания карты (границы рек, населенных пунктов и т.д.). Пластики облегчают картосоставительский процесс, они позволяют получать копии с оригинала светокопированием, минуя фотографирование.

При графическом составлении оригинала карты существует определенная последовательность в нанесении ее элементов. Сначала строится координатная сетка по узловым точкам. Нанесение точек по прямоугольным координатам производится в настоящее время специальным прибором – координатографом. В современных электронных координатографах и графопостроителях координаты точек считываются с магнитных лент или магнитных дисков либо накалываются автоматически согласно данным, имеющимся в памяти ЭВМ. При компьютерном составлении предварительную отсканированную географическую основу выводят на экран в укрупненном масштабе, на нее наносят тематическую информацию с других картографических источников путем масштабирования, проектирования или ручной перерисовки. Цифровую информацию берут из баз данных или вводят непосредственно с клавиатуры.

Первый этап разработки содержания карты состоит в отборе изображаемых объектов и явлений, что определяется заданием и тематикой карты.

Второй этап - разработка легенды карты. Генерализация элементарных легенд карт-источников с качественными показателями состоит в объединении объектов или явлений, для которых характерно совместное размещение или общность происхождения (например, при показе лесов по породам деревьев). Генерализация легенд с количественными показателями состоит в изменении ступеней шкал изолиний, картодиаграмм, картограмм и т. д. Генерализация легенд типологических карт, основанных на естественнонаучных классификациях, состоит в выборе таксонометрических единиц, показываемых на карте. На втором этапе возможно и решение о замене одного способа картографического изображения другим, например переход от точечного способа к картограмме или картодиаграмме, и наоборот. Третий этап заключается в переносе тематического содержания карты-источника на авторский оригинал. Для этого используются количественные, реже качественные показатели отбора — цензы (например, длина, площадь) и нормы (количество объектов на единицу площади), которые были установлены на первом этапе генерализации. С отбором объектов и явлений тесно связано построение обобщенного рисунка, где главным является сохранение типичных черт географических объектов и общего сходства с географическим рисунком. Это достигается отображением характера кривизны линий, особенностей углов поворота, иногда путем преувеличения важных деталей за счет утрируемых несущественных. Метод дешифрирования применяется для изготовления авторского оригинала по материалам аэрокосмических съемок. Их использование требует соответствующей подготовки в области дешифрирования. Дешифрирование ведется по прямым и косвенным дешифровочным признакам, и при составлении тематических карт косвенные признаки (индикаторы) зачастую имеют основное значение. В качестве индикаторов для дешифрирования, например, почвенного покрова используют компоненты ландшафта, хорошо отображенные на снимках и с хорошо выраженными прямыми признаками (растительность, гидрографическая сеть, рельеф).

Все указанные методы построения содержания тематических карт применяются, как правило, совместно. Например, при построении системы изолиний на карте осадков вначале необходимо локализовать метеорологические станции и посты; при переносе на авторский оригинал результатов дешифрирования применяется метод локализации.

Разработка легенды начинается на первых этапах создания карты, когда определяется круг показываемых на ней объектов и явлений. Окончательная систематизация и оформление легенды возможны только после составления авторского оригинала.

К легендам предъявляются следующие требования:

 полнота, т.е. включение в нее всех обозначений, использованных на карте;

 соответствие обозначений по рисунку и цвету на карте и в легенде;

 хорошая читаемость условных значков, краткость и ясность текста поясняющего их;

 логичность построения.

Составление легенды – очень важный процесс, дающий возможность проверить логику принятых классификаций, она формализует состав изображаемых элементов, выделяет их иерархию, характеризует подробность количественных и качественных показателей.

Тематические карты отличаются многообразием видов, поэтому разнообразны условные знаки к ним. Очень часто условные знаки заимствуют с ранее изданных карт такой же тематики. Однако не всегда характер и форма этих знаков подходят для рукописной карты. При разработке их необходимо стремиться к тому, чтобы они были просты для вычерчивания, легко читались, соответствовали содержанию и масштабу карты, хорошо различались между собой. Обычно условные знаки предварительно разрабатывают на листе бумаги, лучше миллиметровой, размещая вместе со значками пояснительный текст к ним. Из этого видно, какую площадь займет вся легенда, чтобы потом учесть это при компоновке карты. Рисунок, размер и цвет условных знаков в легенде должны быть одинаковы с соответствующими знаками на карте; вычерчиваются и раскрашиваются они одновременно. Пояснительный текст в легенде располагается симметрично условному знаку независимо от количества занимаемых им строк; пишется он обычно после вычерчивания авторского оригинала.

На многих тематических картах можно показывать явления, классифицированные по рангам, выделяя тем самым соподчиненные единицы (например, типы, подтипы, виды и т. д.). На других картах совместно могут изображаться два или более взаимосвязанных явления со многими показателями и характеристиками. Для таких карт важно условные знаки разделить на соответствующие группы, т. е. классифицировать их. Для графического построения легенд могут использоваться следующие приемы:

 выделение крупнейших таксономических единиц или разделов заголовками и подзаголовками;

 классификационная разграфка легенды, показывающая таксономическое деление системой разделительных линий;

 построение легенд-графиков, где каждое явление характеризуется по двум признакам - по горизонтальной и вертикальной оси (например, генезис и возраст);

 расположение обозначений в последовательности классификационного деления, но без объединения в группы.

Принадлежность к определенной таксономической единице поясняется текстом легенды. Общегеографические условные знаки на тематических картах можно не показывать, поскольку они едины для всех карт. Но если условный знак на составляемой карте выражает нестандартное понятие, то это обязательно поясняется в легенде (например, судоходные реки, электрифицированные железные дороги и т. д.). Легенда карты обычно размещается во врезках, которые в зависимости от конфигурации изображаемой территории могут занимать любое место: в углу, внизу или сбоку от картографического изображения. Употребление словосочетания «условные знаки» в легенде является излишним (особенно тогда, когда нет дополнительных врезок), так как из применяемых значков и пояснительного текста к ним ясно, что во врезке показаны условные знаки к карте. Тематическое содержание с карты-источника, как и географическая основа, может переноситься на составляемую карту разными способами. В ряде случаев если подходит географическая основа, то она и тематическое содержание могут копироваться вместе через светокопировальный стол. Для этого на карту-оригинал накладывают чистый лист бумаги, соединяя их скрепками. Благодаря освещению рисунок карты-оригинала будет просвечиваться через бумагу. Копируют карты твердыми карандашами, выделяя только те элементы, которые должны быть на составляемой карте. Желательно иметь еще один экземпляр карты-оригинала, что облегчит копирование, особенно если оно проводится с отбором.

Рекомендуется такой порядок копирования: 1) внутренняя рамка; 2) градусная сеть; 3) гидрография; 4) населенные пункты; 5) пути сообщения; 6) границы; 7) тематическая нагрузка. Чтобы облегчить в дальнейшем вычерчивание карты, копирование в карандаше отдельных ее элементов целесообразно делать разными по начертанию линиями. Рамки, градусную сеть и гидрографию лучше копировать сплошной тонкой линией.

Населенные пункты на будущую карту переносятся следующим образом. На бумагу наносится карандашом в виде точки геометрический центр пунсона и обводится кружком от руки. При вычерчивании пунсона игла кронциркуля ставится в точку, и положение вычерченного пунсона будет соответствовать его положению на карте- оригинале.

Пути сообщения копируют тонкой сплошной линией, нанося произвольно через 1-2 см поперечные черточки. Если на карт е одно- временно показывают железные и шоссейные дороги, то на одну из сплошных линий наносят двойные черточки или другие опознавательные значки. В случае изображения путей сообщения двойной линией копируют их, придерживаясь оси дорог. Границы лучше копировать пунктирными линиями, применяя разный вид штрихов для показа различных по значению границ. Нет необходимости придерживаться условных знаков границ на оригинале, т. к. точное копирование карандашом штрихов, подсечек займет очень много времени. Если границы проходят по рекам, то на этом участке их не копируют.

Особенности переноса тематической нагрузки согласуются с рисунком ее элементов на будущей карте по усмотрению исполнителя.

Она может копироваться вместе с географической основой или после ее вычерчивания. Значки в процессе переноса могут упрощаться, но при этом необходимо сохранить положение их центра. Это требование сохраняется и для точечного способа. Не переносятся знаки картодиаграммы - они затем вычерчиваются в самых пустых местах территориальных единиц. Контуры переносятся на составительскую карту путем их локализации относительно гидрографической сети, населенных пунктов, дорог, границ с установленным уровнем генерализации. Сам рисунок контуров, например ареалов, упрощают. Элементы зарамочного оформления, заголовок, условные знаки и внешняя рамка, как правило, не копируются, а разрабатываются заново. Не копируются также надписи населенных пунктов, названия других географических объектов, которые размещаются при вычерчивании в наиболее свободных местах.

В процессе картосоставительских работ очень часто приходится иметь дело с уменьшением или увеличением карт. Существует несколько способов получения уменьшенных или увеличенных копий с оригиналов других карт. В настоящее время для этой цели широко используются автоматические установки. Графический способ, или перерисовка по клеткам, наиболее часто применяется в том случае, если карта составляется в другой, чем источник, проекции. Для этого на карте-источнике и составляемой карте вычерчивается сеть клеток в виде квадратов, трапеций или треугольников между одноименными меридианами и параллелями

Перерисовка контуров производится на глаз или с использованием пропорционального циркуля, который служит для пропорционального увеличения или уменьшения линий. Перед работой точность его следует проверить по поперечному масштабу. При отсутствии пропорционального циркуля можно изготовить «масштабный треугольник». Он представляет собой прямоугольник, катеты которого имеют такое же соотношение, как и масштабы карты-источника и составляемой карты. Внутри треугольника параллельно меньшему катету проводят линии на расстоянии 3-4 мм. Ввиду подобия треугольников расстояние ОА на карте-источнике будет соответствовать АВ на изготавливаемой карте. а б треугольник

Фотомеханический способ - один из основных на картографическом производстве - используют, если проекции картографического материала и составляемой карты одинаковы. Источник фотографируют и с негатива получают копии в виде синьки в принятом масштабе. Для этих целей можно использовать любительские фотоаппараты, заряженные специальной фотопленкой («Микрат-200» или «Микрат-300»). С негатива при помощи фотоувеличителя получают фотокопию (бромку) нужного масштаба. Для этого перед фотографированием на карте-источнике вычерчивают линию определенного размера и указывают, какой размер она должна иметь на фотокопии. Для печати лучше использовать матовую фотобумагу. Составление можно вести на полученной бромке. Использовать фотомеханический способ предпочтительнее при сложной спецнагрузке переснимаемой карты.

Оптико-механический способ основан на применении оптических проекционных приборов типа «Эпископ», «Диаскоп», картографических рисовальных приборов и проекторов.

Наиболее простым прибором, используемым для увеличения, карт, является «Эпископ». В нем картографический материал, удерживаемый держателем, проектируется через зеркало и линзы отраженными лучами на укрепленный на экране лист чертежной бумаги. Нужные контуры обводятся карандашом. Недостатком его является ограниченность размера оригинала, с которого можно получить копию. В таких случаях перенос материала делают в несколько приемов, для чего карту-оригинал делят на части, каждую из которых экспонируют отдельно, увязывая их друг с другом путем перекрытия. При графомеханическом способе перенос изображения производится с помощью пантографа.

Принцип работы пантографа основан на сохранении подобия фигур, которое передается при условии параллельности штанг, образующих подвижный параллелограмм. Чтобы подготовить пантограф к работе, надо установить муфтами на штангах такое соотношение, которое равно соотношению копируемой и изготавливаемой карт. Для этого на штангах имеются миллиметровые деления и деления соотношения масштабов 1/2, 1/3, 2/3, 2/5 и т. д. Если соотношение знаменателей масштабов кратное, то муфты на штангах устанавливаются на соответствующие деления, а в случае их некратности положение муфт на штангах определяется по формуле N Y=  d , n

где N - знаменатель масштаба карты-источника; n – знаменатель масштаба составляемой каты; d - длина всей штанги пантографа.

После подготовки пантографа под обводной шпиль кладут карту- источник, а под карандаш лист бумаги, который закрепляют так, чтобы карандаш при обводке крайних частей оригинала оставался на бумаге на равном расстоянии от краев листа. Обычно пантограф применяется для уменьшения, т. к. ошибки за точность обводки будут небольшими. Чтобы увеличить карту, надо поменять местами обводной шпиль с карандашом, а карту-источник с составляемой картой, при этом особое внимание следует уделить точности обводки.

Перед вычерчиванием авторского оригинала необходимо подготовить оригиналы, которые явились источниками для составления карты, с тем чтобы была возможность постоянного сличения их с изготавливаемой картой, что особенно важно при выполнении надписей населенных пунктов и вычерчивания других элементов карты. Окончательное оформление осуществляется качественными чертежными инструментами и тушью. Следует сохранять такой порядок: 1) внутренняя рамка карты, 2) населенные пункты, 3) гидрография, 4) пути сообщения, 5) границы, 6) прочие элементы карты, 7) градусная сеть, 8) внешняя рамка, 9) заголовок, пояснительный текст в легенде, врезки, масштаб и зарамочное оформление.

Специальная нагрузка в зависимости от ее характера вычерчивается на последнем этапе работы или после оформления населенных пунктов и гидрографии. Вычерчивание карты начинается с внутренней рамки, т. к. она ограничивает многие ее элементы (реки, пути сообщения, границы специальную нагрузку). Если ее не вычертить вначале тушью, то может оказаться, что они или выйдут за пределы рамки, или не дойдут до нее, что скажется на внешнем виде карты. Вычерчивается внутренняя рамка тонкой линией (0,1-0,2 мм) черной тушью. Пунсоны населенных пунктов вычерчивают кронциркулем. Рисунком пунсона на тематических картах часто показывают численность жителей населенных пунктов, и при вычерчивании этот рисунок следует сохранить. В случае использования устаревшей карты, нужно привлекать новые данные по численности населения из справочников,при этом соответственно разработать и рисунок пунсонов. При размещении надписей населенных пунктов придерживаются следующих правил. Если карта имеет градусную сеть, то надписи размещают параллельно параллелям, за исключением карт Арктики, Антарктиды, Северного и Южного полушарий. При отсутствии градусной сети надписи размещают параллельно северной и южной рамкам. Надписи обычно размещают справа от пунсона. Если это возможно, надпись можно расположить в другом месте, но так, чтобы было ясно, к какому пунсону она относится. Надписи должны отстоять от пунсона на 1—2 миллиметра Для надписей населенных пунктов лучше использовать легкие по исполнению шрифты, главным образом остовные. Рисунком шрифта обычно передают тип населенного пункта или административное значение. Например, курсивом показывают сельские населенные пункты, прямым строчным - поселки городского типа, прямым заглавным -города. Одним из главных элементов основы карты является гидрография. Вычерчивание ее требует особого внимания. Гидрографическая сеть служит ориентиром при нанесении населенных пунктов, специальной нагрузки, границ и других элементов карты и поэтому часто вычерчивается в первую очередь. Вычерчивание водных объектов следует начинать с береговой линии морей, озер, водохранилищ, которые вычерчиваются тонкой линией. Далее вычерчивается речная сеть, сначала главные реки, затем притоки первого порядка, второго и т. д. Реки вычерчивают, постепенно утолщая линии (0,1; 0,2; 0,3 мм и т. д.) от истока к устью. Чтобы показать утолщение русла рек, их разбивают на участки, причем в нижнем течении участки делают длиннее. Каждому отрезку, начиная от истока, соответствует принятая толщина. Устья притоков должны быть показаны тоньше, чем основная река.

Гидрографическая сеть вычерчивается обычно синей тушью, за исключением случаев, когда изготавливаемая карта предназначена для последующего фотографирования (тогда ее вычерчивают черной или концентрированной зеленой тушью). Надписи гидрографических объектов на карте выполняют тем же цветом после нанесения на свободном месте всех основных ее элементов. Подписи рек располагают параллельно руслу. Нельзя подписывать реки «вверх ногами» относительно осевого меридиана или боковых рамок. Для надписей морей и океанов используются только заглавные буквы, для всех других элементов гидрографии (озера, реки, заливы и т. д.) - строчные.

Крупные реки подписываются несколько раз, в зависимости от их длины на карте, размеров карты, объема специальной нагрузки. Размер подписи постепенно увеличивается от истока к устью. На тематических картах поясняющая буква «р» не дается. Озера и водохранилища подписываются или внутри акватория вразрядку, или, при недостатке места, рядом с объектом параллельно параллелям, а при отсутствии градусной сетки параллельно северной и южной рамкам. Подписи океанов, морей, заливов, проливов даются вразрядку внутри их акваторий. Для показа путей сообщения на тематических картах могут быть приняты различные условные знаки. Сухопутные дороги делят на рельсовые (железные) и безрельсовые (шоссейные). Рельсовые дороги чаще всего показывают красным цветом в одну линию, а безрельсовые —двойной линией черного цвета или одинарной коричневой линией. Границы на тематических картах вычерчивают в условных знаках, общепринятых для географических карт, обычно черным цветом. Их рисунок на авторском оригинале можно упростить, но он должен хорошо различаться для разных по значению границ. Если границы проходят по рекам, то их показывают равным количеством звеньев по обе стороны реки. Часто в дополнение к штриховому знаку границ на картах дают еще и их отмывку. В таких случаях, если границы проходят по рекам, штриховой знак границы в этих местах не дается или вычерчиваются только отдельные звенья. Однако государственные границы даются на всем протяжении штриховыми знаками, прерывание звеньев вдоль рек недопустимо. Специальная нагрузка является главной составной частью содержания тематических карт. В зависимости от тематики карты спецнагрузку вычерчивают в конце или начале работы. Например, спецнагрузку на карте промышленности вычерчивают в начале работы, а спецнагрузку на климатической карте - чаще всего в конце. Варианты показа спецнагрузки очень различны, как и разнообразна тематика карт, и в каждом отдельном случае исполнитель должен подходить к этому вопросу индивидуально и творчески. В конце работы на карте вычерчивают прочие элементы. К ним относятся отдельные компоненты почвенно-растительного покрова, нефте- и газопроводы и т. п. Вычерчиваются они согласно применяемым условным знакам. Границы элементов почвенно-растительного покрова часто показываются точечным пунктиром, который выполняется чертежным пером. Вдоль границ, дорог, рек контуры, как правило, не вычерчиваются. Внутреннее содержание карты заканчивают вычерчиванием градусной сетки. Через пунсоны населенных пунктов, промышленные узлы меридианы и параллели не проводятся. Можно не проводить их также через надписи на карте, что облегчит чтение карты. Для вычерчивания криволинейных меридианов и параллелей используются лекала. Так как провести в один прием параллель или меридиан практически невозможно, то их разбивают на части, соблюдая при вычерчивании плавность изменения кривизны линии. В нормальных конических проекциях параллели проводятся круговым циркулем или штангенциркулем. Градусная сеть вычерчивается обычно синим цветом. Карты-врезки чаще всего вычерчивают по окончании работы над основной картой или одновременно с ней в этой же последовательности, которую составитель по своему усмотрению может несколько изменить. Оформляют их с таким расчетом, чтобы применяемые условные знаки и надписи не затеняли основную карту. Условные знаки легенды вычерчивают одновременно с вычерчиванием их на карте. Это позволяет избежать несоответствия их в легенде и на карте. Особенно это важно для условных знаков, показываемых цветом, так как позже очень трудно будет подобрать соответствующий тон.

Пояснительный текст к легенде должен быть краток и ясен. Размещают его компактно, начиная от одной вертикальной линии, отстоящей от колонки для условных знаков на 2-5 миллиметров Внешняя рамка карт придает им законченный вид. Проводят ее на некотором расстоянии от внутренней рамки, чтобы между ними можно было разместить цифровые надписи градусной сетки. Рисунок внешних рамок бывает различным, сочетаются тонкие и толстые линии. Название карты должно быть по возможности самым кратким. Следует избегать ненужных слов. Употребление слов «карта», «картосхема», «кардиограмма» тоже нежелательно, так как нет необходимости напоминать читателю, что перед ним карта. Заголовки пишут прописными (заглавными) буквами, желательно шрифтом. Размер шрифта не должен быть большим; считается, что размер шрифта для заголовка, помещаемого в верху карты в одну строку, должен составлять 1/30 — 1/50 высоты карты. Если название карты будет дано в две или больше строк, то размер шрифта следует несколько уменьшить. Масштаб карты чаще всего размещают под южной рамкой. Если заголовок карты дается во врезке, то масштаб можно разместить тоже во врезке, под легендой или под заголовком. На тематических картах вполне достаточно указать численный масштаб, но его можно дополнить и графическим, особенно это относится к картам, по которым могут производиться измерения, например к картам транспорта или гидрографическим.

К зарамочному оформлению, кроме заголовка и масштаба, если они помещены на полях карты, относятся фамилия исполнителя, ссылка на источники составления, год изготовления. Сведения об источниках составления помещают чаще всего во врезке под легендой. Фамилию исполнителя, а в случае необходимости и редактора карты размещают под южной рамкой справа, год изготовления - слева. При составлении карты очень важным является процесс согласования элементов содержания: основы и тематического содержания, однородных и неоднородных элементов содержания (разных слоев) между собой, разных карт в составе серии или атласа.

При компьютерном составлении согласуют разные слои картографического изображения. Выделяют следующие виды авторских и составительских документов: а в т о р с к и й э с к и з – схематичный чертеж, отражающий общую идею карты и легенды, составленный с некоторыми отступлениями от принятых условных знаков;

а в т о р с к и й м а к е т – карта, точно передающая содержание, но составленная не в строгом соответствии с требованиями графического оформления; а в т о р с к и й о р и г и н а л – рукописная карта, выполненная с необходимой точностью, полнотой и детальностью; с о с т а в и т е л ь с к и й о р и г и н а л – оригинал карты, составленный с соблюдением всех правил и требований и с высоким качеством графического оформления. На всех этапах создания карты проводится ее редактирование: проверка правильности построения математической основы, точного изображением и согласованием элементов содержания и географических названий, соблюдение принципов генерализации, правильного выбора условных знаков и способов оформления и т.п.__

Лекция № 13 Картографическая семиотика (1час – самостоятельная работа)

План

13.1 Картографическая семиотика

13.2 Язык карты

13.1 Картографическая семиотика

Использование условных знаков — основное свойство, отличающее карту от многих других графических моделей, таких, например, как аэро- и космические снимки, панорамы, пейзажи. Знаки на карте — это зрительно воспринимаемые элементы изображения, условно представляющие процессы и явления окружающего мира, их местоположение, качественные и количественные характеристики, структуру, динамику и т.п.

На стыке картографии и семиотики — лингвистической науки, исследующей свойства знаков и знаковых систем, сформировался особый раздел картографическая семиотика (картосемиотика), в рамках которой разрабатываются общая теория систем картографических знаков как языка карты.

В ней изучается довольно обширный круг проблем, касающихся происхождения, классификации, свойств и функций картографических знаков и способов картографического изображения. Семиотика включает три основных раздела: синтактику, семантику и прагматику, соответственно эти разделы существуют и в картографической семиотике:

картографическая синтактика — изучает правила построения и употребления знаковых систем, их структурные свойства, грамматику языка карты;

картографическая семантика — исследует соотношения условных знаков с самими отображаемыми объектами и явлениями;

картографическая прагматика — изучает информационную ценность знаков как средства коммуникации и особенности их восприятия читателями карты.

Иногда в составе картографической семиотики выделяют еще один раздел — картографическую стилистику, изучающую стили и факторы, определяющие выбор изобразительных средств в соответствии с назначением и функциями картографических

13.2 Язык карты

Язык карты — это используемая в картографии знаковая система, включающая условные обозначения, способы изображения, правила их построения, употребления и чтения при создании и использовании карт.

Язык карты — выдающееся изобретение человечества, он составляет важный элемент человеческой культуры и цивилизации. Его развитие на всех этапах было связано с уровнем научно-технического прогресса, состоянием культуры и искусства, с политическим устройством и общественными институтами — словом, со всем тем, что формирует общественно-исторический процесс.

Во все времена язык карты не только обеспечивал хранение и передачу пространственно-временной информации, но и играл роль общего языка в науках о Земле и смежных с ними отраслях знания.

В связи с автоматизацией и компьютеризацией картографии внимание к языку карты особенно возросло. С картосемиотических позиций изучаются категории и элементы языка карты, его грамматика и структура, механизмы функционирования, правила употребления знаков. Эти исследования, тесно связанные с общей семиотикой, машинной графикой, художественным дизайном и психологией восприятия, имеют ясную практическую ориентацию — они направлены на повышение качества электронных карт.

Исследования показали, что в языке карты можно различить, по крайней мере, два слоя (два подъязыка): один из них отражает размещение картографируемых объектов, их пространственную форму, ориентацию, взаимное положение, а другой — содержательную сущность этих явлений, их внутреннюю структуру, качественные и количественные характеристики. Грамматика обоих подъязыков определяется правилами картографической семиотики.

Язык карты — это объектный язык картографии. Его главными функциями (как и картографии вообще) являются коммуникативная функция, т.е. передача некоторого объема информации от создателя карты к читателю, и познавательная функция — получение новых знаний о картографируемом объекте.

Интенсивные разработки в области языка карты привели к формированию особой языковой (или картоязыковой) концепции в теории картографии, согласно которой картографическое изображение рассматривается как особый текст. Иначе говоря, карта — есть изображение, созданное на языке карты. Сторонники данной концепции считают даже, что именно разработка языка карты и исследование его свойств и функций составляют содержание картографии как науки. По-видимому, такая точка зрения несколько гипертрофирует роль языка карты как предмета картографии, но, безусловно, она отражает значимость данного феномена. Во всяком случае, следует отметить справедливость главного утверждения сторонников языковой концепции: язык карты — это форма существования картографии.

Лекция № 14 Серии карт и атласы (2 часа)

План

14.1 Атлас

14.2 Истоки атласной картографии

14.3 Виды атласов

14.4 Внутреннее единство атласов

14.1 Атлас — это систематическое собрание карт, выполненное по единой программе как целостное произведение и изданное в виде книги или комплекта листов. Это не просто набор карт под общим переплетом, но система взаимоувязанных и взаимодополняющих друг друга карт.

По словам Н. Н. Баранского, «атлас относится к отдельной карте примерно так, как опера — к отдельной музыкальной пьесе». Это меткая аналогия, действительно, всякий атлас включает множество картографических сюжетов, объединенных общим замыслом и про-граммой. Создание атласа — трудное и ответственное дело, вершина картографического искусства. Атлас представляет собой картографическую энциклопедию — систематизированный свод знаний и сведений о территории на современном уровне ее изученности. Карты атласа удобно сопоставлять, сравнивать и накладывать друг на друга. Если потребуется, то можно получить количественные сведения, провести математические корреляции и составить производные изображения. Атласы специально предназначены для таких работ, для комплексного изучения и оценки территории, углубленных научных исследований, составления планов освоения природных ресурсов и прогноза последствий вмешательства человека, проектирования природоохранных мер и улучшения экологической обстановки.

Фундаментальные атласы сопровождаются научными географическими описаниями, пояснительными текстами (нередко они составляют отдельные тома), космическими снимками и фотографиями, диаграммами и таблицами. Благодаря тонкому и изящному оформлению карты атласов очень информативны, несмотря на мелкие масштабы. Особое внимание уделяется справочному аппарату, подробным указателям географических названий и т.п. Подобно другим энциклопедическим изданиям, атласы могут быть специализированными или иметь многоцелевое назначение.

14.2 Истоки атласной картографии

Считается, что первый атлас появился в Римской империи во II в. н.э. и был составлен математиком и картографом Клавдием Птолемеем. Атлас включал карту ойкумены — всего известного грекам и римлянам мира — и 26 карт отдельных частей Европы, Африки, Ближнего Востока и Южной Азии. В эпоху Средневековья атлас Птолемея предали забвению, но в самом начале XV в. греческая рукопись и сами карты были переведены на латинский язык, раскрашены и изданы под названием «Космография». Ученые эпохи Возрождения были поражены: атлас довольно точно и подробно отображал окружающий мир, моря и страны, карты имели градусную сетку и условные знаки. С изобретением книгопечатания атлас Птолемея стали многократно переиздавать, пополняя его новыми картами. Первое печатное издание был выпущено в 1477 г. в Болонье, и за короткий период атлас переиздали более 30 раз с дополнениями и уточнениями. В средние века получили распространение атласы портоланов — особых морских навигационных карт с компасными сетками. Основное содержание портоланов составляло подробное изображение береговой линии со всеми бухтами и заливами. Портоланные атласы использовались для плавания в Средиземном и Черном морях, у Атлантического побережья Европы и Африки, иногда — в Каспийском море. Кроме набора портоланов они часто содержали навигационные таблицы, календари, справочные сведения по астрономии и астрологии.

Во второй половине XVI в картографические мануфактуры, центр картографии переместился в Нидерланды. Там возникли картографические мануфактуры где гравировали и печатали новые карты и атласы, изображавшие мир таким, каким он предстал после Великих географических открытий. Это был золотой век картографии, и атласы той эпохи хранятся теперь в библиотеках и музеях как памятники науки и образцы изобразительного искусства.

В 1570 г. гравер и издатель Авраам Ортелий опубликовал в Амстердаме собрание карт, назвав его «Зрелищем шара земного» {Theatrum orbis terrarum). В атласе на 53 листах были собраны карты мира, частей света: Америки, Азии, Африки и Европы, а также отдельных стран. Атлас был снабжен географическими описаниями, красивым титульным листом, алфавитным списком стран и указателем географических названий.

Первый атлас в современном его понимании был создан «королем картографов» Герардом Меркатором. Его карты были составлены по новейшим источникам, отчетам экспедиций, географическим описаниям, были обработаны и согласованы специально для этого атласа. Для ряда карт были рассчитаны новые проекции. Меркатор опубликовал в 1585 г. первую часть атласа, а через четыре года — вторую часть. Всего в них вошли около 80 карт европейских стран. Уже после смерти великого картографа труд был завершен его сыном Румольдом и издан в 1595 г. под названием «Атлас или Космографические соображения о сотворении мира и вид сотворенного». Так впервые в картографии появилось название «Атлас». Оно происходит от имени легендарного мавританского царя Атласа — покровителя наук, философа и картографа, изготовившего первый небесный глобус. Название прочно закрепилось в науке и даже не только в картографии. Есть, например, атласы растений, животных, атласы облаков и анатомические атласы.

В России карты называли чертежами, а атласы «чертежными книгами» или «розмерными книгами». В описи архива Ивана Грозного упоминается множество чертежей Русского государства, но почти ничего из них не сохранилось: вражеские нашествия, смуты и пожары погубили эти произведения. Хорошо известна лишь «Книга Большому чертежу» — обстоятельное географическое описание «Большого Чертежа всему Московскому государству», который был составлен примерно в 1600 г. и пересоставлен в 1627 г. В Книге описаны дорожные карты, население, реки и шляхи, приведены географические названия. Есть предположения, что отдельные части Чертежа были переплетены и составляли своеобразный атлас.

Больше повезло сибирским чертежам. Уцелела «Чертежная книга Сибири», составленная в 1701 г. Семеном Ульяновичем Ре мезовым.— знаменитым картографом, жившим и умершим в Тобольске. Это атлас большого формата, содержащий два общих чертежа Сибири и 21 чертеж ее частей . Карты не имеют математической основы, но на них подробно и довольно точно представлены речная сеть Сибири, населенные пункты, этнография. Это настоящий атлас в современном понимании с титульным листом, оглавлением, предисловием, таблицей условных сокращений. Фрагмент одного из листов этого замечательного произведения русской картографии воспроизведен Сохранилась также рукописная «Служебная чертежная книга Сибири» на 116 листах, собранная сыновьями С. У. Ремезова уже после его смерти.

В эпоху Петра I атласное картографирование испытало подъем. В первой половине XVIII в. была создана целая серия атласов Азовского и Черного, Балтийского, Каспийского морей. Заметным достижением научной российской картографии стал проект «Атласа Всероссийской империи» Ивана Кириловича Кирилова — видного государственного деятеля, картографа и географа XVIII в. По его замыслу три тома атласа должны были содержать более 300 листов общегеографических, исторических и, главное, экономических карт. Но при жизни автор успел напечатать и подготовить к изданию всего 37 из них.

14.3 Виды атласов

Подобно картам, атласы подразделяют по пространственному охвату, выделяя атласы планет (атласы мира, Венеры, Луны), континентов, океанов, крупных географических районов, государств, областей, городов. Возможны самые разные варианты группировки атласов по административному делению, политическим, историческим, природным, экономическим признакам. Есть атласы, охватывающие только полушарие (Атлас обратной стороны Луны), атласы группы стран (Атлас Дунайских стран), а с другой стороны — атласы небольших территорий и акваторий (Атлас Южного берега Крыма, Атлас озера Байкал).

По содержанию атласы подразделяют следующим образом:

Атласы общегеографические

Атласы физико-географические:

геологические

геофизические

климатические

океанологические

гидрографические

почвенные

ботанические

зоогеографические

медико-географические

комплексные физико-географические

Атласы социально-экономические:

населения

промышленности

сельского и лесного хозяйства

политико-административного деления

комплексные социально-экономические

Атласы эколого-географические:

факторов воздействия на среду и отдельные ее компоненты

последствий воздействия и загрязнения среды

экологических ситуаций

условий жизни населения

экологической безопасности

Атласы исторические:

Древнего мира средних веков новейшей истории военно-исторические

Атласы общие комплексные

Классификацию атласов по содержанию обычно сочетают с делением их на комплексные, включающие широкий набор карт природы, населения и хозяйства, отраслевые (например, геоботанические) и узкоотраслевые (например, атлас ареалов лекарственных растений).

Наиболее полезной с практической точки зрения является группировка атласов по назначению, в соответствии с которой выделяют атласы справочные, научно-справочные, популярные, учебные, туристские, дорожные, военные и т.п.

Справочные атласы— это обычно общегеографические и политико-административные атласы, максимально подробно передающие общегеографические элементы: населенные пункты, рельеф и гидрографию, дорожную сеть, границы. Атласы этого типа особенно точны в отношении номенклатуры, сопровождаются обширными указателями и другими справочными данными.

Атласы научно-справочные — капитальные картографические произведения, содержащие наиболее полную и научно достоверную характеристику территории. Часто это многотомные издания, которые дают системное представление о территории. Они предназначены в основном для ученых, администраторов, органов планирования и т.п. Таков отечественный многотомный Атлас Океанов, первые три тома которого были изданы в 1974, 1977 и 1980 гг. , Физико-географический атлас мира (1964), Атлас снежно-ледовых ресурсов мира (1997) и др.

Популярные атласы предназначены для массового читателя, они общедоступны, а пользование ими не требует профессиональной подготовки. Они адресованы школьникам, туристам и краеведам, охотникам и рыболовам. Поэтому в атласы включают лишь основные карты природы и экономики, зато дополняют атлас картами достопримечательных мест и исторических памятников, туристских маршрутов. Такие издания обычно сопровождают яркими фотографиями, рисунками, справочными данными. К этой группе близки школьно-краеведческие атласы, предназначенные для учащихся, изучающих родной край, а также для путешественников и краеведов . Набор карт в таких атласах, степень их подробности и глубина раскрытия тем определяются соответствующими учебными программами.

В последние годы большую популярность приобрели туристские и дорожные атласы. Они нужны автолюбителям, спортсменам, туристам. В них подробно показывают туристские объекты, сеть автомобильных и железных дорог, размещение кемпингов и мотелей, указывают пешеходные, водные и иные туристские маршруты.

Особую группу составляют военные и военно-исторические атласы, предназначенные для высшего командного состава и офицеров армии и флота. Они удобны в работе, строги по оформлению, насыщены справочными материалами по военной географии и истории, экономике и природе стран мира, в них включены справочные сведения по общей топографии и астрономии, планы крупнейших городов.

Атласы можно классифицировать и по иным признакам, например по формату и способу брошюровки. Выделяют атласы настольного формата — большие фолианты, пользоваться которыми можно только держа их на столе. Большинство атласов имеют книжный формат. Существуют также малые (карманные) и миниатюрные атласы, но эти последние более всего ценятся за свое полиграфическое изящество.

Обычно атласы брошюруются в переплете, но бывает, что их издают в виде отдельных листов в общей папке или в коробке размером с чемодан и на металлических запорах. Листы карт атласа удобно использовать для сравнения и взаимного сопоставления. Но главное, для такого атласа всегда можно выпустить новую дополнительную карту или обновить в переиздании устаревшую. Например, национальные атласы некоторых стран издают именно таким образом. По мере выхода в свет новых карт, подписчики атласа приобретают их и складывают в общую папку. Издание и обновление карт атласа может продолжаться много лет.

В наши дни наряду с традиционными бумажными широко используют компьютерные атласы, атласы на компакт-дисках и даже виртуальные атласы, размещенные в сетях телекоммуникации

Национальный атлас — это атлас страны, содержащий разностороннюю характеристику ее природы и ресурсов, населения, истории и культуры, хозяйства и экологического состояния. Национальный атлас создается государственными картографическими учреждениями, носит официальный и даже нормативный характер. Атлас отражает уровень экономического развития страны, степень ее научного познания и достижения картографического производства — словом, это престижное национальное издание, визитная карточка государства.

Атласы дополняются подробными текстами, справочными данными, указателями. Их стараются оформить и издать как можно лучше, обычно национальный атлас — это капитальный том или даже несколько томов настольного формата, но нередко он издается в виде периодически обновляемых выпусков.

Первый национальный атлас был издан в Финляндии в 1899 г. Финским географическим обществом, за ним последовали атласы Египта, Чехословакии и некоторых других стран. Но подлинный расцвет в этом деле пришелся на период после Второй мировой войны, когда десятки стран приступили к созданию своих национальных атласов. Огромную роль сыграла деятельность Комиссии национальных атласов, которая была учреждена в 1956 г. Международным географическим союзом.

Комиссия под руководством видного советского картографа К. А. Салищева разработала единую программу и составила рекомендации по составлению национальных атласов. При этом учитывались, с одной стороны, желательность унификации содержания атласов, а с другой — необходимость отражения национальной специфики каждой страны. Создание национального атласа — весомый вклад географии и картографии в развитие национальной культуры. К работе над ним привлекаются лучшие ученые и картографы. Во многих странах созданы специальные институты национального атласа, они действуют постоянно, собирают научные данные, концентрируют новейшие статистические материалы, обрабатывают и хранят космическую информацию и на этой основе постоянно обновляют компьютерные базы данных, отдельные карты и весь атлас. По существу такие институты становятся государственными геоинформационными центрами.

Развитые в картографическом отношении страны (США, Канада, СССР, ФРГ, Австралия, Венгрия и др.) помимо национального атласа подготавливают серии комплексных региональных атласов штатов, провинций, республик, земель и т.п.

Россия, имеющая крупные достижения в области атласного картографирования, приступила к созданию своего национального атласа лишь в 1996 г. Один из вариантов проекта Национального атласа России (НАР) предусматривает создание многотомного труда, в котором отдельные части составят тома общегеографический, природы и ресурсов, населения и экономики, экологии, истории и культуры страны. При этом каждый том станет самостоятельным произведением.

Карты Национального атласа охватят пять уровней: 1) глобальный уровень — Россия в мире на фоне глобальных проблем; 2) общероссийский — основной уровень картографирования страны; 3) региональный — отдельные регионы России и субъекты Федерации; 4) локальный — города, агломерации, промышленные узлы, территории и акватории, интересные в природном, демографическом, хозяйственном отношениях; 5) детальный — карты, планы и схемы отдельных объектов. Масштаб основных карт — 1:10 000 000, другие карты России будут иметь более мелкие масштабы — 1:15 000 000 — 1:60 000 000, а карты регионов и субъектов Федерации - 1:1 000 000 - 1:5 000 000.

Кроме традиционного бумажного атласа предполагается создать его электронную версию и компакт-диск, тогда атлас станет доступным для каждого, кто имеет компьютер. Создание Национального атласа — крупнейший научный проект, и его реализация займет не один год. Одновременно должен быть организован Российский национальный информационно-картографический центр, где будет сосредоточиваться и постоянно обновляться вся необходимая пространственная информация.

14.4 Внутреннее единство атласов

Для того чтобы атлас выполнял функции источника согласованной пространственной информации и модели геосистемы, он должен отвечать определенным условиям, обеспечивающим его внутреннее единство. Главные из этих условий таковы:

в атласе нужно использовать минимальное число разных картографических проекций — это упростит сравнение карт;

целесообразно иметь один масштаб для всех карт, а если это не получается, то масштабы должны быть кратными — также для облегчения взаимного сопоставления карт;

карты атласа должны составляться на единых базовых географических основах;

в атласе должен соблюдаться определенный баланс между количеством аналитических, комплексных и синтетических карт;

легенды разных карт, шкалы и градации следует взаимно согласовать;

важно соблюдать на картах атласа, по возможности, единый уровень генерализации и одинаковую подробность изображения явлений;

совершенно обязательно взаимное согласование карт разной тематики, устранение случайных расхождений в изображении контуров — при создании атласов согласование карт является основной заботой картографов;

все данные, показываемые в атласе, должны быть отнесены к одной дате, к единому временному интервалу;

карты должны иметь общие принципы оформления, единый стиль дизайна.

Эти требования не всегда легко выполнимы. Возникают определенные противоречия, например, ограничение разнообразия масштабов противоречит желанию дать отдельные территории более детально, а стремление сохранить единый подход к генерализации не всегда согласуется с уровнем изученности того или иного явления. По этой же причине довольно сложно соблюсти единство шкал и градаций, привести все данные к одному временному срезу. Появляются противоречия и при определении содержания атласа. С одной стороны, желательно осветить явление наиболее полно и дать побольше карт разной тематики, а с другой — объем атласа не беспределен, и необходимо его целесообразное ограничение.

Обычно над атласами трудятся большие коллективы картографов, географов разного профиля, геологов, экологов и других ученых. Работы длятся долго, много времени затрачивается на сбор материала, согласование карт и т.д. Зато хороший комплексный атлас служит многие годы и даже через столетие не теряет значения. Это фундаментальный свод документов о состоянии географической системы на определенный временной срез.

Лекция № 15 Картографический метод исследования и его основные этапы в России (самостоятельная работа)

План

15.1 Картографический метод исследования и его основные этапы в России

Картографический метод исследования — это метод использования карт для познания изображенных на них явлений. Познание понимается в широком смысле слова и подразумевает изучение по картам структуры, взаимосвязей, динамики и эволюции явлений во времени и пространстве, прогноз их развития, получение всевозможных качественных и количественных характеристик и т. п. По существу, картографический метод исследования составляет главное содержание раздела «использование карт». Приложения картографического метода исследования в науке и практике весьма многообразны. Как было показано выше, он является одним из основных методов во всех науках о Земле и планетах и в смежных с ними социально-экономических науках. Картографический метод служит средством для принятия практических решений, связанных с планированием и освоением территорий, размещением населения, охраной окружающей среды и многими другими хозяйственными проблемами.

Использование карт теснейшим образом связано с их составлением. Это удобно показать на схеме (рис. 15.1), иллюстрирующей систему «создание — использование карт». Источником исходной информации служит окружающая действительность. При картографировании выборочные наблюдения преобразуют в карты, т.е. создают модели этой действительности. В ходе картографического моделирования происходит сложная научная обработка данных, связанная с абстрагированием, анализом и синтезом. Все это, как известно, определяется целями и назначением карты, на процесс моделирования влияют уровень знаний, степень изученности объекта, научно-методические принципы картографирования, логика классификаций, уровень генерализации изображения, применяемая система условных обозначений и многие другие факторы.

В ходе последующего использования карт происходят новые преобразования информации, которые также зависят от поставленных целей, квалификации и опыта исследователя, применяемых технических средств, алгоритмов и программ и т. п. При этом, однако, любое звено исследования, начиная от исходной гипотезы и кончая измерительными инструментами, вносит погрешности в результат. Поэтому полученный результат необходимо всегда соотносить с реальной действительностью, интерпретировать его и при необходимости вносить коррективы.

Таким образом, в системе «создание — использование карт» существуют два тесно сопряженных между собой метода:

Картографирование, или картографический метод отображения, цель которого состоит в переходе от реальной действительности к карте (модели);

Картографический метод исследования, использующий готовые карты (модели) для познания действительности. Эти методы перекрываются и имеют многие обратные связи. Так, условия использования карт определяют требования к условиям их создания. В ходе исследования получаются новые производные карты, которые вновь поступают в исследование. Например, гипсометрическая карта преобразуется в карту углов наклона, а она, в свою очередь, в карту интенсивности смыва с поверхности и т. д. При интерактивном компьютерном создании карт, в особенности при применении геоинформационных технологий, оба метода настолько тесно переплетаются, что часто трудно различить, где кончается составление и начинается использование и преобразование карты. Многие оценочные и прогнозные карты составляют в результате трансформирования и синтеза нескольких аналитических карт. В этом случае исходные карты оказываются не просто источниками для составления, они становятся материалами для исследования и синтеза.

Однако для некартографов эти два метода четко различаются. Например, почвовед может пользоваться в своих исследованиях геоморфологической или геоботанической картой, совершенно не касаясь процедур их составления, а геоморфолог — топографической картой, хотя он никак не участвовал в съемке местности и т. п.

Лекция № 16 Геоинформационные технологии в географической картографии (самостоятельная работа)

План

1. Географические информационные системы (ГИС) в картографии.

Наряду с традиционной, так называемой "бумажной " технологией создания карт, в последнее десятилетие стали бурно развиваться компьютерные технологии создания карт с использованием географических информационных систем (ГИС). В наиболее общем виде так называемую ГИС-технологию создания карт можно представить в следующем виде:

1. Подготовка исходных материалов и ввод данных: а) с накопителей электронных тахеометров; б) приемников GPS; в) систем обработки изображений; г) дигитализацией (цифрованием) материалов обследований, авторских или составительских оригиналов, а также имеющихся планово- картографических материалов; д) сканированием исходных материалов и трансформированием полученного растрового изображения;

2. Формирование и редактирование слоев создаваемой карты и таблиц к ним, а также формирование базы данных;

3. Ввод табличных и текстовых данных с характеристиками объектов (атрибутов);

4. Разработка знаковой системы (легенды карты);

5. Совмещение слоев, формирование картографического изображения тематической карты и его редактирование;

6. Компоновка карты и формирование макета печати;

7. Вывод карты на печать.

Давая наиболее упрощенное понятие ГИС, можно отметить, что - это автоматизированная информационная система ,предназначенная для обработки пространственных данных об объектах и явлениях природы и общества. ГИС-это широко развитые системы, использующие базы данных (организованные хранилища информации), где сведения об окружающей реальности характеризуются широким набором данных, собираемых различными методами и технологиями. В настоящее время ГИС не имеет себе равных по широте применения , так как используются практически во всех отраслях и областях знаний: в навигации, на транспорте и в строительстве, в геологии ,географии ,военном деле ,топографии, экономике ,экологии ,тематической картографии и др. Непременным условием возможности обработки изображений в компьютере является то, что вся информация об объектах местности и явлениях действительности может обрабатываться только тогда, когда она представлена в цифровом виде. Географические информационные системы могут работать с двумя, однако существенно отличающимися между собой, типами данных – векторными и растровыми. Растровая форма - это представление графической информации (карты, рисунка, фотографии) в виде матрицы чисел, каждый элемент которой является кодом, характеризующим яркость соответствующего элемента дискретизации изображения карты. Векторная форма — это такая форма представления, в которой информация о местоположении объектов, их очертаниях дается в виде структурированного набора координат точек объекта.

В любой мало-мальски развитой ГИС предусмотрены процедуры

сбора, обработки, хранения, обновления, анализа и воспроизведения данных с помощью компьютера и технических средств машинной графики, оснащенных соответствующими программными средствами по обработке изображений.

Первой задачей на этапе подготовки к эксплуатации ГИС является преобразование графической или иной имеющейся информации в цифровой вид. В настоящее время наиболее распространенными являются три способа преобразования графической информации в цифровую форму: точечный, линейный и сканирование. При точечном способе используют устройства, которые в литературе называют по-разному: кодировочный планшет, цифрователь, кодировщик, дигитайзер (от англ. –digit- цифра), а сам процесс называется дигитализацией (цифрованием). При ручном или линейном способе дигитализации человек имеет возможность предварительно отсортировывать информацию, вести обработку разнообразных планов, карт и чертежей без специальной их подготовки.

Пожалуй, основным ядром каждой информационной системы (и ГИС в том числе), является база данных (БД). Под базой данных понимается поименованная совокупность данных, отображающая состояние объекта, его свойства и взаимоотношения с другими объектами, а также комплекс технических и программных средств для ведения этих баз данных.

В самом общем смысле база данных (БД) - это набор записей и файлов, организованных специальным образом. В базе данных любой ГИС можно хранить, например, фамилии и адреса друзей или клиентов (текстовая информация) и карту города с нанесенными домами (графическая информация), координаты, значения площадей, другие количественные характеристики (метрическая информация).

Базы данных делятся на иерархические, сетевые и реляционные.

Итак, ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора

тематических слоев, которые объединены на основе географического положения тех или иных объектов. Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач

Лекция № 17 Историческое развитие картографии (2 часа)

План

17.1 Картография античного времени

17.2 Картография средневековья (V- середина XVII вв.)

17.3 Картография в России в допетровскую эпоху.

17.4 Картография нового времени

17.5 Развитие русской картографии в XVIII-XIX вв.

17.6 Картография новейшего времени

17.1 Картография античного времени

Истоки зарождения картографии относятся к глубокой древности. Еще в первобытном обществе, задолго до появления письменности появились схематические рисунки (чертежи) расположения участков охоты, рыбной ловли с указанием дорог к ним и др. Эти рисунки изображались на скалах, стенах пещер, берестяных, костяных или глиняных пластинах. Так, в Сибири по берегам Енисея на скалах обнаружены рисунки-«писанцы». К числу древнейших принадлежит наскальный рисунок бронзового века (II тыс. до н.э.) в Северной Италии, картографический рисунок на серебряной вазе, найденный при раскопках вблизи г. Майкопа на Северном Кавказе ( III тыс. до н.э.) и др. Древнейшая из сохранившихся карт обнаружена при раскопках вблизи г. Вавилона (2200 г. до н.э.).

Научные истоки картографии берут начало в Древней Греции, где были составлены географические карты, учитывающие шарообразность Земли. Этому способствовали расширение колониальных владений и торговли, походы Александра Македонского (IV в. до н.э.), которые сопровождались географическими открытиями. Первые научные доказательства о шарообразности Земли привел Аристотель (IV в. до н.э.). Опираясь на учение о шарообразности Земли, выдающийся древнегреческий астроном и географ Эратосфен впервые определил размеры Земли (III в. до н.э.). Астроном Гиппарх (II в. до н.э.) предложил при создании карт наносить градусную сетку, построенную по данным астрономических наблюдений широт и долгот. Он же впервые применил и сам термин «географическая широта» и «географическая долгота», ввел деление окружности на 360˚ и разработал ряд проекций для звездных карт. В это же время был изготовлен первый глобус.

Научные основы картографии заложил знаменитый древнегреческий ученый-математик, астроном, картограф и географ Клавдий Птолемей (I-II .вв. н..э.). Знаменитое его «Руководство по географии» было по существу руководством по составлению географических карт. Оно включало карту мира и 26 карт различных частей суши, описание известных тогда проекций карт, в том числе и разработанной им конической и псевдоконической проекций. В Древнем Риме карты широко использовались в военных и экономических целях для транспортных связей с удаленными провинциями и странами. Появились дорожные карты, предназначенные для пользования ими в пути. До нашего времени сохранилась копия с одной из таких карт, найденная в XVI в. немецким историком Пейтингером и в литературе поэтому получила название «Пейтингерова таблица». Она представляет собой пергаментный лист шириной 30 см и длиной 7 м. Карта содержит подробное изображение населенных пунктов, дорог, дорожных станций и расстояний между ними.

17.2 Картография средневековья (V- середина XVII вв.)

Раннее средневековье (V- XIV вв.) в Европе характеризовалось господством церкви. Для этого периода характерны монастырские карты , которые составлялись монахами в монастырях и являлись в основном иллюстрациями к библии. Шарообразность Земли отвергалась, Земля принималась за плоскость, в центре которой помещался Иерусалим. В это же время в странах Арабского Востока и Армении картография достигла определенных успехов, заключающихся прежде всего в сохранении памятников античного времени, в переводе «Руководства по географии» К.Птолемея и др. Карты, составленные арабскими и армянскими картографами, отличались реалистичностью содержания.

Подъем в развитии картографии в Европе относится к периоду позднего средневековья, когда возникла необходимость в географических картах для развития торговли по Средиземному и Черному морям. В связи с этим в конце XIV в. получили широкое распространение морские компасные карты – портоланы (рис.17.1.). Эти карты подробно изображали береговую линию, места стоянки судов. Для прокладки курса корабля на них вычерчивалась специальная сетка компасных линий (с направлениями до 28 румбов). Для измерения расстояний на картах помещался линейный масштаб. Однако, компасные карты не были приспособлены для плавания по океанам, поэтому мореплаватели обратились к глобусам, которые с конца XV в. стали изготавливаться для целей мореплавания. Один из первых явился глобус немецкого картографа и астронома Бехайма (1492 г).

Рис 17.1. Портолан Черного моря, изготовленный в середине XVI в. (с уменьшением)

Развитие торговли, мореплавания и колонизации в эпоху Возрождения и Великих географических открытий (XV- XVI вв.) вызвало огромный спрос на географические карты, в частности мировые, что потребовало разработки новых географических проекций и повлекло за собой общее совершенствование картографии. Своего наивысшего развития средневековая картография достигла в трудах фломандских картографов А.Ортелия и Г.Меркатора (XVI в.). Г.Меркатор разработал несколько географических проекций, в том числе равноугольную цилиндрическую проекцию для целей мореплавания, подготовил большое собрание карт, дав ему название «Атлас», изданный уже после его смерти в 1595 г.

Большое значение для развития картографии имело изобретение в XV в. гравирования и печатания карт. Большой спрос на карты привел к изданию объемистых атласов во многих томах большого формата. Среди них выделяется двухтомный атлас морских навигационных карт Вагенера, изданный впервые в Нидерландах в конце XVI в. и в после- дующем переизданный 18 раз на нескольких языках. В начале XVII в. были сделаны большие успехи в астрономии и геодезии, что послужило основой дальнейшего развития картографии: изобретение Галилеем астрономической зрительной трубы, с помощью которой стали определять географические координаты пунктов по небесным светилам; в 1616 г. голландский ученый Снеллиус произвел первые градусные измерения на основе изобретенного им способа триангуляции. К этому времени была уже изобретена мензула. В конце XVII в. английский ученый И.Ньютон доказал, что Земля имеет форму не шара, а эллипсоида вращения. Все это дало возможность для проведения точных градусных измерений и создания карт на геодезической основе.

17.3Картография в России в допетровскую эпоху.

Русская картография имеет свою самобытную историю, характеризующуюся государственной направленностью. С образованием русского централизованного государства в конце XV в. возникла и необходимость в создании подробной карты страны. Многочисленные географические карты, или, как их тогда называли «чертежи», и описания к ним начали создаваться для различных территорий страны, а впоследствии послужили исходным материалом для составления сводных карт России. Первые сводные чертежи Московии были составлены в конце XV в. Около 1600 г. был составлен «Большой чертеж всему Московскому государству» - обзорная стратегическая карта России. К сожалению, сам «Большой Чертеж…» не сохранился, но сохранилось описание к его второму изданию «Книга Большому Чертежу», представляющая собой обстоятельное географическое описание государства. Присоединение Сибири требовало географического изучения ее территории. В связи с этим сибирским землепроходцам поручалось составлять описания и чертежи осваиваемых ими новых земель, на основании которых в 1667 г. при тобольском воеводе П.Годунове была составлена первая сводная карта всей Сибири. Особо следует отметить выдающегося картографа своего времени тобольца С.Ремезова, который обобщил в картах большой географический материал, в конце XVI в. составил «Чертежную книгу Сибири» - первый русский географический атлас из 23 карт большого формата, дающий разностороннюю характеристику природных условий, хозяйства и этнографии Сибири.

17.4 Картография нового времени

Дальнейшее развитие капиталистических отношений в Зап. Европе, расширение экономических связей, колонизация новых территорий увеличивало потребность в новых картах различных масштабов и назначения, внедрения более точных методов съемок, составления и использования карт. Картографические работы заняли видное место в деятельности ряда академий наук (Парижской, Берлинской, Петербургской).

В конце XVIII в. большая работа проведена астрономом Ц. Кассини по созданию геодезической основы топографических карт для территории Франции с использованием триангуляции, что существенно повысило точность карт. Данный опыт использования триангуляции при составлении карт позже получил широкое распространение во многих странах Европы. На этой основе в XIX в. начались большие работы по созданию карт для военных целей. Во многих странах были организованы специальные военно-топографические подразделения, которые затем приобрели статус государственных картографических служб. В результате их работы уже к середине XIX в. многие европейские страны издали топокарты своих территорий с изображением рельефа способом штрихов.

Повышение требований к топокартам, в частности, в определении высот точек местности, углов наклона привело во второй половине XIXв. к применению способа горизонталей для изображения рельефа. В итоге, к концу XIX в. многие страны Европы, в том числе и Россия, составили обновленные, более точные и крупные по масштабу топографические карты с подробным изображением рельефа. Первая мировая война вызвала большое увеличение выпуска топокарт и явилась толчком к внедрению новых методов съемки, в частности аэрофотосъемки, позднее приведшей к коренному совершенствованию топографических съемок. Кроме обеспечения армии, топографические карты стали широко использоваться и для гражданских целей при проведении различных научных исследований и составлении тематических карт. Тематические карты (климатические, геологические и др.) появились еще в XVII в, но они были немногочисленны. В XIX в. во всех крупных морских странах (в том числе и России) большое значение приобрело составление навигационных карт для целей мореплавания, были созданы специальные гидрографические службы. Уже к началу XX в. навигационные карты были составлены на все моря, по которым осуществлялось регулярное движение судов. В XIX-начале XX вв. Многие науки накопили большой фактический материал, который при отображении на картах давал возможность выявления связей исследуемых явлений между собой и с окружающей средой и устанавливать определенные закономерности в природе и обществе. Так, А.Гумбольт в 1817 г. на основе карт с изотермами установил закономерности распределения температур на земном шаре. Во второй половине XIX в. многие науки (геология, метеорология, почвоведение, океанография, экономическая география и др.) стали широко использовать тематические карты в своих исследованиях. Карты позволяли выявлять закономерности размещения и взаимосвязей исследуемых явлений, а также их развития и прогнозирования. Таким образом, начиная с XIX в. для картографии характерно широкое развитие тематического картографирования.

При составлении различных карт и атласов в XIX в. и в последующем широко использовались картографические и описательные материалы экспедиций, организованных географическими обществами, в том числе и Русским географическим обществом, организованным в 1845 г. В XIX в. во многих странах для коммерческого издания карт и атласов были созданы наряду с небольшими картоиздательствами крупные специализированные картоиздательские фирмы, в том числе картографическое издательство А.Ильина в Петербурге (1859).

17.5 Развитие русской картографии в XVIII-XIX вв.

Русская картография при Петре I становится на путь научного развития. Главными достижениями картографии при ПетреI явились: подготовка кадров для картографических съемок и составления карт; проведение планомерной государственной съемки для создания генеральной карты России, организация экспедиций для картографирования морей; издание карт. Большой вклад в развитие картографии в России в начале XVIII в. внес выдающийся картограф того времени, обер-секретарь сената И.К.Кирилов – руководитель всей работы по картографированию страны в то время. Он ратовал за развитие русской картографии независимой от иностранной, за отображение своей страны на картах во всей ее полноте, планировал создать большой «Атлас Всероссийской Империи» в трех томах по 120 листов каждый, но из-за ранней смерти успел напечатать и подготовить к печати лишь 37 карт. После смерти И.К.Кирилова картографические работы в стране перешли в ведение Географического департамента Академии наук, в котором был подготовлен и издан в 1745 г. первый полный «Атлас Российской». Департамент опубликовал более 250 географических карт, отразивших результаты государственных съемок и различных исследований. Большое влияние на развитие картографии в XVIII в. оказал великий русский ученый М.В.Ломоносов, возглавлявший Географический департамент с 1757 г. Он много сделал для подготовки картографо-геодезических кадров, для повышения точности съемок и картографических работ, обновления и совершенствования составления карт.

В конце XVIII в. по материалам генерального межевания были составлены и изданы атласы отдельных губерний и сводный атлас 42 губерний с генеральной картой России, а в начале XIX в. по этим же материалам была составлена многолистная карта России в масштабе 1:840 000. Выдающимся картографическим произведением середины XIX в. явилась трехверстная карта Европейской России (1:126 000), на которой рельеф изображен методом штрихов крутизны. Со второй половины XIX в. на крупномасштабных топокартах России для отображения рельефа вместо штрихов начали применять горизонтали. В XIX в. в России, как и в странах Зарубежной Европы, все шире стало развиваться тематическое картографирование. Были созданы тематические карты по различным отраслям знаний. Особенно большое значение имели работы В.В.Докучаева по почвенному картографированию, А.А.Тилло по составлению гипсометрических карт Европейской России, П.П.Семенова-Тян-Шанского по картографированию экономики и населения.

17.6 Картография новейшего времени

Зарождение и развитие советской картографии. В 1919 г было образовано Высшее геодезическое управление, преобразованное в дальнейшем в Главное управление геодезии и картографии (ГУГК) при Совете Министров СССР, которое возглавило все геодезические, топографические и картографические работы в стране. Первоочередными мероприятиями явились: переход на метрическую систему мер, разработка разграфки и номенклатуры карт и нового масштабного ряда, принятие единой для всех топографических карт проекции, введение системы плоских прямоугольных координат и единых условных знаков. С 1930 г. для создания топографических карт стали применять аэрофотосъемку, а несколько позже были внедрены способы создания карт в камеральных условиях с помощью разнообразных стериофотограмметрических приборов. В послевоенный период проведены большие работы по изысканию картографических проекций (Ф.Н.Крассовским, В.В.Каврайским, М.Д.Соловьевым), завершена работа по вычислению земного эллипсоида, названного в честь руководителя работы эллипсоидом Красовского (1940 г.), создан ряд капитальных географических атласов СССР и мира, в том числе и Большой Советский атлас мира. В 1928 г. открыт Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии. В соответствии со специальным постановлением правительства с 1938 г. стали издаваться школьные атласы и стенные карты по географии и истории. В послевоенные годы проведены большие работы по обновлению топографических карт, восстановлению геодезической опорной сети в Европейской части СССР, созданию для интенсивно развивающихся районов карт более крупного масштаба. Уже к середине 50-х годов было завершено картографирование СССР в масштабе 1:100 000, а к началу 90-х годов – в масштабе 1:25 000. Огромная роль в ускоренном картографировании страны принадлежит применению аэрометодов, более совершенных приборов аэрофотосъемки и обработки материалов с помощью стереофотограмметрических приборов. Значительные результаты были достигнуты в области тематического картографирования: созданы геологические карты масштабов 1:200 000 и 1:1 000 000, почвенная карта масштаба 1:1 000 000, гипсометрическая карта СССР масштаба 1:2 500 000 и др. Большое место в развитии картографии послевоенного периода занимает комплексное картографирование, заключающееся в создании серии стенных тематических карт СССР в масштабе 1:4 000 000 для высшей школы, а также уникальных атласов, среди которых выделяются: Географический атлас для учителей средней школы (первое издание в 1954 г.), трехтомный Морской атлас (1953-1958 гг), Физико-географический атлас мира (1964 г), Атлас Антарктики (1966-1969 гг), трехтомный атлас океанов (1974-1981 гг) и др., научно-справочные атласы отдельных союзных республик, областей, краев и АССР. Дальнейшее развитие в послевоенное время получило издание школьных карт (включая контурные) и атласов. Актуальной задачей картографии является обеспечение картами массового туризма. Успехи, достигнутые советской картографией, во многом обязаны выдающемуся советскому картографу К.А.Салищеву, основателю советской экономической картографии Н.Н.Баранскому и их ученикам.

Лекция №18 Использование карт в географических исследованиях (самостоятельная работа)

План

18. 1 Использование карт в географических исследованиях

Карты - весьма эффективное средство хранения и передачи пространственной информации. Они допускают единовременный обзор пространства в любых пределах - от небольшого участка местности до поверхности Земли в целом; создают пространственный образ отображаемых явлений; содержат их необходимые количественные и качественные характеристики; позволяют определять координаты, длины, площади, высоты и объемы нанесенных объектов; показывают их сочетания, взаимосвязи, особенности и закономерности размещения. Эти свойства объясняют значение и ценность карт. Обобщая многообразие линий их практического использования, можно выделить следующие главные направления:

• общее ознакомление с местностью, районом, страной и т. д., их изучение по картам без посещения в натуре;
• ориентирование по картам, т. е. их применение в качестве путеводителей на местности - на суше и в океане, при движении войск и в туристских походах, для навигации, мототранспорта и т. д.;
• использование карт в качестве основы для инженерного проектирования - транспортного, энергетического, промышленного и сельскохозяйственного, а также для организации территории (включая районные планировки); достаточно сказать, что наивыгоднейшие трассы железных дорог, автомагистралей и трубопроводов теперь изыскиваются не в поле, а намечаются по картам в кабинетах проектных организаций;
• обеспечение картами государственного и регионального планирования, а также нужд управления - административного и хозяйственного на любых территориальных уровнях от отдельного города и района до страны в целом;
• применение карт в школе и внешкольном обучении, для пропаганды научных знаний и подъема общей культуры, а также для ознакомления народных масс с родной страной и другими государствами мира.

В военном деле карты являются основным источником информации о местности и обязательным пособием при управлении войсками и организации их взаимодействия.

Особенно велика роль карт в условиях социалистического общества. Правильная оценка географических условий для нужд народного хозяйства; исследование, инвентаризация, рациональное использование и восстановление природных богатств; охрана, контроль и улучшение географической среды; целесообразное размещение производительных сил, комплексное развитие экономических районов и формирование территориально-производственных комплексов - эти и другие народнохозяйственные задачи требуют для своего выполнения высококачественных карт, в частности широко привлекаемых на всех стадиях территориального планирования.

Большое значение карты приобрели как средство научных исследований, в частности географических. Классик отечественной географии Д. Н. Анучин писал, что «степень географического познания страны определяется степенью совершенства имеющейся для нее карты». Каждое географическое исследование так или иначе исходит из существующих карт и дает материалы для их пополнения и совершенствования.

Энергичное внедрение в современную науку методов моделирования позволило полнее оценить великую познавательную силу карт как пространственно-временных моделей реального мира, отображающих те стороны, свойства процессы действительности, которые существенны для целей конкретных исследований. Карты не только закрепляют и передают в экономной форме знания о положении и состоянии явлений, но и делают наглядными их пространственные взаимосвязи и закономерности размещения. Вместе с тем системный подход открыл большие возможности картографических моделей для изучения процессов развития и прогнозирования многих природных и общественных явлений.

Некоторые области знания, в первую очередь науки о Земле, используют карты как эффективное средство исследования. Прекрасный пример дает геология. Важнейший результат геологических работ образуют карты, которые отражают знания о геологическом строении местности и служат для выяснения закономерностей распространения месторождений полезных ископаемых. Сфера научного применения карт быстро расширяется по мере общего нарастания темпов научного прогресса. Разработка методов использования карт как орудия исследования составляет одну из главных задач современной картографии, теперь также широко прибегающей к цифровым пространственным моделям .

Лекция № 19 Международное картографическое сотрудничество на современном этапе (самостоятельная работа)

План

19.1 Международное картографическое сотрудничество на современном этапе (самостоятельная работа)

Научно-технический прогресс и разносторонняя активизация картографической деятельности находят отражение в развитии международных связей и сотрудничества по картографии. Их главная цель - обмен достижениями науки и техники на пользу всех народов. В современном мире быстро возрастает значение международных научных объединений (союзов, ассоциаций и пр.) и проводимых ими конгрессов, конференций, совещаний и семинаров. Они ускоряют распространение знаний, идей, технических достижений и создают благоприятную обстановку для объединения усилий ученых разных стран и специальностей в разработке проблем науки и в борьбе за мир. Получают распространение и успешно реализуются многие международные соглашения по выполнению совместных исследований в мирных целях для благосостояния человечества.

Географические конгрессы оказали и оказывают большое воздействие на поворот картографии в сторону тематического и комплексного картографирования, на закрепление связей с географическими науками, на разработку методов и организацию работ по созданию национальных атласов и ряда международных карт (геоморфологической, населения и др.). Геологические конгрессы положили начало многим международным картам мира и континентов: геологическим, тектоническим, четвертичных отложений и др. Очень важно, что развитие картографической науки и производства привело в 1961 г. к организации Международной картографической ассоциации (МКА), имеющей главными целями содействие всестороннему прогрессу картографии, расширение международного сотрудничества и обмен опытом. Теперь она объединяет картографов 63 государств. В своей деятельности МКА уделяет большое внимание таким проблемам, как картографическое образование, автоматизация в картографии, тематическое картографирование и его новые отрасли, информация в картографии, стандартизация и др.

Заметное влияние на укрепление международных связей по картографии оказывает ООН. Ее картографическая секция Департамента технической кооперации в целях развития систематически проводит региональные картографические конференции для стран Азии и Тихого океана, стран Африки и стран Америки, призванные содействовать становлению национальной картографии в развивающихся государствах ради их экономического и культурного подъема, и публикует материалы этих конференций, так же как материалы международных конференций по стандартизации географических названий. ЮНЕСКО (орган ООН по вопросам образования, науки и культуры) включает в план своей деятельности помощь созданию ряда международных тематических карт мира или его крупных регионов. В 80-х годах число капитальных международных карт и атласов уже превышало 100 наименований, особенно многочисленных в геологической тематике. Их значение возрастает с обострением трансграничных проблем подобных охране природной среды. В связи с этим встает сложная задача - системное согласование программ отраслевых международных карт в отношении математической основы, легенд, степени генерализации и т. д.

В заключение отметим еще один фактор, ускоряющий международный обмен мыслями и достижениями по картографии, - быстрый рост картографической литературы, особенно увеличение количества национальных картографических журналов, а также журналов по смежным отраслям знания - географии, геодезии, фотограмметрии и другим, систематически освещающих вопросы картографии. В середине 80-х годов собственно картографических журналов и продолжающихся изданий было около 50, а в смежных отраслях знания их число достигло сотни.

Литература

1. Берлянд А.М. Картоведение. Москва. 2003

2. Топчилов, М.А. Картография: учебно-метод. пособие. Издание 2-е, перераб. и доп. СГГА. – 2009. – 109 с.

3. Берлянт А. М. Картография. М.: УКД, 2010, 322 с.

4. Кусов, Владимир Святославович. Основы геодезии, картографии и космоаэросъёмки : [учеб.пособие для студентов вузов] / Кусов, Владимир Святославович. - М. : Академия, 2009. - 255,[1] с. - (Высшее профессиональное образование. Естественные науки). - Рекомендовано УМО. - ISBN 978-5-7695-5167-3 : 512-16.

5. Серапинас, БалисБалио.Математическая картография : [учеб.для вузов] / Серапинас, БалисБалио. - М. : Академия, 2005. - 336 с. - (Высшее профессиональное образование. Естественные науки). - Допущено УМО. - ISBN 5-7695-2131-7 : 247-50.

6. Геоэкологическое картографирование : учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по направлению "Экология и природопользование" / [Б.И.Кочуров, Д.Ю.Шишкина, А.В.Антипова, С.К.Костовска]; под ред. Б.И.Кочурова; Науч.-образоват. центр Ин-та геогр. РАН и геогр. фак. МГУ. - М. : Академия, 2009. - 191,[1] с. + 12 л. карт. - (Высшее профессиональное образование.Естественные науки). - Допущено УМО. - ISBN 978-5-7695-4940-3 : 384-89.