Зачем нам самим создавать карты?

Вид материала

Содержание

Зачем нам самим создавать карты?
История картографии.
Крупномасштабные карты
Среднемасштабные карты.
Мелкомасштабные, или обзорные, карты.
Компьютерные карты.

Подобный материал:

Создание и редактирование векторных карт

для навигационно-информационной системы ГИС Русса"

Лекция №1

Введение
Зачем нам самим создавать карты?
История картографии
Карты

Введение.

Прежде чем начать, давайте уточним что дадут и чего не дадут Вам те материалы, с которыми Вам предстоит ознакомиться. И что в конце концов Вы получите пройдя весь курс лекций.

Так как всё, что Вам предстоит узнать, относится к созданию карт, то Вы узнаете что такое карты, какими они бывают, их историю и перспективы развития. Кроме этого мы обязательно коснёмся всего, без чего немыслимо создание карт. Сразу скажу, что это не будут заумные лекции с множеством формул. Всё что Вам будет необходимо - достаточно чётко представлять себе значение самых основных понятий. Весь учебный курс построен на совершенно конкретных примерах. Кроме картографии, речь конечно пойдёт о Глобальной системе позиционирования или GPS. Далее мы коснёмся существующего программного обеспечения, определим те программы, которые нам понадобятся и после этого начнём последовательно создавать нашу совместную карту.

При этом Вы убедитесь как важно ясно представлять себе весь процесс от постановки задачи, до компиляции и загрузки в КПК создаваемой Вами карты. Сразу скажу, что после окончания обучения весь этот цикл будет Вам казаться достаточно несложным. Самый неуверенный в себе человек сможет сделать то, что он захочет. А именно - самостоятельно создать векторную карту произвольной сложности и размеров. После этого, загрузив её в свой КПК, с помощью программы ГИС Русса, совершенно свободно ориентироваться на местности.

Что Вам потребуется для начала обучения? Самое важное - это желание! Для создания векторных карт должен быть компьютер с выходом в Интернет для скачивания некоторых необходимых программ и получения-отправки почты. Кроме этого, у вас должен быть КПК с установленной программой ГИС Русса и с возможностью приёма данных GPS . Либо любой навигатор GPS с поддержкой картографических возможностей. Ниже мы рассмотрим некоторые из представленных на рынке устройств. Повторю, что курс рассчитан на человека, совершенно незнакомого с темой картографии.

Некоторые материалы, с которыми Вам предстоит ознакомится, взяты из учебников, статей и прочих самых разных источников. Часть материалов, особенно та, что рассказывает о работе с программами, написана специально для этого учебного курса. Мы постарались свести воедино всё значимое, что может пригодится в процессе обучения.

К сожалению, по окончании этого цикла лекций Вы не получите ни диплома, ни сертификата. Этот курс, в первую очередь, предназначен для того что бы Вы не тратили своё время и деньги, собирая необходимую информацию. Вместо этого мы предлагаем Вам в кратчайшие сроки начать применять полученные знания в этом увлекательном процессе - создании своих карт.

Теперь давайте ответим на вопрос - А зачем самим создавать эти карты?

Зачем нам самим создавать карты?

Во первых, если Вы решили пройти этот курс обучения, значит Вы сами для себя уже ответили на этот вопрос. Ответов может быть великое множество. Однако суть их одна - те карты, которые есть, очень часто не отвечают требованиям современного пользователя. Однако давайте заглянем в историю.

Несколько последних столетий люди обходились бумажными картами различных масштабов и назначения. На них более-менее точно были нанесены различные участи поверхности Земли. Но даже если что то и было отмечено с искажениями, то обычный человек никогда бы об этом не узнал. Почему? Да потому что он не способен абсолютно точно воссоздать в голове точные очертания местности. Даже если он её очень хорошо знает. Многие из Вас вероятно знают, как не просто ориентироваться в лесу, имея карту местности и компас. В школе всем нам показали только принцип использование этих инструментов. На самом деле это гораздо труднее. Например, надо уметь ходить по прямой и правильно оценивать пройденное расстояние в условиях ограниченной видимости и пересечённой местности. Для тех, кто не пробовал, скажу - это очень непростое занятие, требующее большого опыта.

С появлением как самой Системы Глобального Позиционирования или GPS (о ней будет сказано позже), так и доступных по цене и габаритам персональных навигаторов без поддержки картографических возможностей, ситуация с определением своего местоположения немного улучшилась. Стало возможно, имея несколько проставленных ранее отметок, примерно представить своё нынешнее местоположение. Самым большим достижением стало точное определение направления и расстояния до цели, при условии существования целевой точки. Как правило, эта точка могла быть поставлена с достаточной точностью только если человек поставил её, находясь на этом самом месте ранее. Это было очень удобно, если надо было вернуться к началу тропы, машине и т.п. Однако без этих точек определить своё текущее местоположение было всё ещё очень трудно, если вообще возможно.

Из положительных моментов следует отметить второй источник информации - трек. Трек - это периодическая запись координат при передвижении по местности. Отображается он в виде ломаной линии и по форме повторяет пройденный путь. То есть записав трек своего движения, всегда можно либо точно пройти по нему обратно, либо наоборот - оценив ситуацию, спрямить свой путь к началу пути. Треки, как правило, можно сохранять в памяти прибора. Это даёт ещё одно преимущество. Например записав один раз в трек лесную дорогу, можно отклоняться от неё в любом направлении и всегда знать где она находится и как на неё вернуться.

Следующее поколение навигаторов обладало дисплеями с достаточно высоким разрешением, что позволяло им отображать на них графическую информацию с достаточной точностью. Кроме этого в них появилась память для загрузки этой графической информации. Всё это позволило решить задачу отображения навигаторами карт местности с указанием текущего положения пользователя.

Теперь это направление переживает свой бум. Появились навигаторы с цветными дисплеями, "наладонники" со встроенными и внешними модулями приёма данных GPS, специальные модели для машин, мото-велотуризма, водных видов транспорта и т.д.

Но как только возможность просмотра своего положения прямо на карте реализовалась, так сразу стали возникать вопросы по редактированию данных карт и созданию собственных карт местности.

Почему так происходило? Прежде всего потому что имеющиеся карты были недостаточно подробны и верны в деталях. Например, если на бумажной карте сместить ручей на 50-70м в сторону, то с использованием бумажных карт и навигаторов начального уровня эта неточность практически не может быть обнаружена. А вот с навигаторами с картографическими возможностями, эта ошибка сразу же становится явной. Кроме этого, очень многие хотят наличия на картах в КПК и навигаторах их личной информации - местах лова, своих тропах и дорогах, дачах и т.п. Очень часто такая информация с

тановится очень важной. Например изменившиеся очертания реки или озера, место брода через реку, извилистая дорога со множеством отворотов и пр.

Стоит отметить и тот момент, что для территории России электронных карт создано не так уж и много, а те что есть созданы на основании бумажных карт, созданных в лучшем случае годах в 80-х. За более чем 20 лет изменилось очень многое вплоть до рельефа местности, не говоря уже о границах городов, дорогах и населённых пунктах.

Поэтому желание самому создать новую или отредактировать имеющуюся карту является самым естественным желанием для человека, пользующегося этими данными.

История картографии.

Что бы немного освежить знания, полученные в школе, давайте вспомним как развивалась наука картография.

Простейшие картографические рисунки были известны уже в условиях первобытного общества, ещё до зарождения письменности. Об этом свидетельствуют примитивные картографические изображения у народностей, которые ко времени их открытия или изучения стояли на низких ступенях общественного развития и не имели письменности (эскимосы Северной Америки, нанайцы Нижнего Амура, чукчи и одулы северо-восточной Азии, микронезийцы Океании и т.д.).

Рисунок местности на мамонтовом бивне. XIII тыс. лет до н.э.

Эти рисунки, исполненные на дереве, коре и т.п. и нередко отличавшиеся большим правдоподобием, служили для удовлетворения потребностей, возникавших из условий общего труда людей: для указания путей кочевок, мест охоты и т.п.
Сохранились картографические изображения, высеченные на скалах в эпоху первобытного общества. Особенно замечательны относящиеся к бронзовому веку наскальные рисунки в долине Камоника (Северная Италия), и среди них план, показывающий возделанные поля, тропинки, ручьи и оросительные каналы. Этот план принадлежит к числу древнейших кадастровых планов.

Эскимосы, не располагая никакими измерительными инструментами, составили карты обширных областей северной Канады, которые не слишком проигрывают при сравнении с картами тех же территорий, составленными с применением современных методов. Подобно этому, морские карты, составленные жителями Маршалловых островов, дают исключительно интересные примеры «первобытной» картографии. На этих картах «сетка» образована средними жилками пальмовых листьев, представляющих открытое море, а дуговидные боковые жилки соответствуют фронту волн, приближающихся к островам; сами острова обозначены раковинами моллюсков. Отмечается растущий интерес к картам аборигенов, в том числе американских индейцев.

Известно, что картография развивалась совершенно независимо в нескольких частях света. Например, на картах в Мексике дороги отображались отпечатками ног, древние эскимосы вырезали береговые карты на слоновой кости, инки строили рельефные карты из глины и камней. Китайская литература содержит ссылки на карты седьмого столетия до н.э. Помимо наскальных рисунков, до нас дошли древнейшие карты, составленные в Вавилоне и древнем Египте. Вавилонские карты на глиняных табличках, датируемые примерно 2500 до н.э., показывают различные по величине объекты, от отдельного землевладения до крупной речной долины. На крышке одного египетского саркофага изображена стилизованная карта дорог древнего Египта. Китайская картография также восходит к глубокой древности. В Китае очень давно и независимо от Запада были разработаны некоторые очень важные технические приемы, в том числе прямоугольная картографическая сетка, использовавшаяся для определения местонахождения объекта.

Создателем первой географической карты считают древнегреческого ученого Анаксимандра. В VI в. до н.э. Он начертил первую карту известного тогда мира, изобразив Землю в форме плоского круга, окруженного водой.

Что касается древней Греции, то, хотя мы располагаем лишь немногими примерами карт этой эпохи, из литературных источников известно, что в этой области греки значительно превзошли другие народы.

В III в. до н.э. древнегреческий ученый Эратосфен написал книгу "Географика", впервые применив термины "география", "широта" и "долгота". С помощью простых геометрических построений он поразительно точно определил размеры Земли. Уже в 4 в. до н.э. греки пришли к выводу о шарообразности Земли и разделяли ее на климатические пояса, из чего позднее возникла концепция широты.

Карта Эратосфена.

Изображение географических координат в виде правильной сетки с равными интервалами, приписываемое греческому астроному Гиппарху, использовалось прославленным греческим картографом Птолемеем, жившим во 2 в. н.э. в Александрии. Птолемей составил географический справочник, включавший ок. 8000 пунктов с указанием их координат, и разработал руководство по составлению карт, по которому много веков спустя ученым удалось реконструировать некоторые из составленных им карт.

Карта Птолемея.

Книга состояла из трех частей. В первой части была изложена история географии. Во второй описаны форма и величина Земли, границы суши и океаны, климаты Земли. В третьей проведено деление суши на части света и сфрагеды - прообразы зон природы, а также сделано описание отдельных стран. Им была составлена и географическая карта населенной части Земли. Клавдий Птолемей обобщил и систематизировал знания античных ученых о Земле и Вселенной в своем восьмитомном сочинении "Руководство по географии", которое в течение 14 столетий пользовалось такой большой популярностью среди ученых, путешественников и купцов, что было переиздано 42 раза.

"География" Птолемея , как уже говорилось, содержала все имеющиеся к тому времени сведения о Земле. Большой точностью отличались приложенные к ней карты. Они имеют градусную сетку. Птолемей составил подробную карту Земли, подобной которой никто до него еще никто не создавал. На ней были изображены три части света: Европа, Азия и Ливия (как тогда называли Африку), Атлантический (Западный) океан, Средиземное (Африканское) и Индийское моря. Довольно точно были изображены известные в то время реки, озера и полуострова Европы и Северной Африки, чего нельзя сказать о менее известных районах Азии, воссозданных на основании отрывочных, нередко противоречивых географических сведений и данных. Восемь тысяч точек от Атлантического до Индийского океана были нанесены по координатам, положение некоторых из них было определено астрономически, а большинство нанесено по маршрутам. Карта вытянута в восточном направлении. На известные страны отведена половина карты. В южной ее части изображен огромный континент, названный Неизвестной землей.

После Птолемея картография на Западе пришла в упадок, хотя римляне вели большие работы по съемке земель и составлению дорожных карт.

Средневековая карта, составленная по канонам Птолемея.

Значительный прогресс в картографии был достигнут в Китае: составлявшиеся там в 12 в. карты превосходят любые другие, относящиеся к этому времени. Именно Китаю принадлежит заслуга выпуска первой печатной карты. Тем временем арабы, используя данные астрономических наблюдений, научились определять широту и долготу любого места значительно точнее, чем это удавалось Птолемею. Большинство карт, составлявшихся в Европе в Средние века, или грешило крайней схематичностью, как, например, дорожные карты для паломников, или было перегружено религиозной символикой. Наиболее распространены были карты типа «Т в О»; Земля на них изображалась в виде диска, причем буква «О» изображала океан, окружающий сушу; вертикальная черта буквы «Т» представляла Средиземное море, а реки Нил и Дон составляли соответственно правую и левую части верхней перекладины. Эти водные объекты разделяли на карте Азию (располагавшуюся в верхней части карты), Африку и Европу.

В начале 14 в. в картографии появился новый тип карт. Это были морские карты – портоланы, служившие навигационным целям; их создание стало возможным благодаря появлению в Европе магнитного компаса. Первоначально эти карты, украшенные схематическим изображением компаса и отличавшиеся исключительно подробной проработкой береговых линий, составлялись только для Средиземноморья. В некоторых отношениях вершиной средневековой картографии можно считать небольшой глобус, изготовленный Мартином Бехаймом и показывающий мир таким, каким он представлялся перед открытием Америки. Это самый старый глобус. Его модель Земли увидела свет в 1492 г., в год, когда Христофор Колумб отправился к берегам сказочной Индии западным путем. На глобусе были изображены Европа, Азия, Африка, которые занимают около половины все поверхности Земли, и нет Северной и Южной Америки, Антарктиды, Австралии. Атлантический и Тихий океаны представлены как единый водный бассейн, а на месте Индийского океана расположены Восточный Индийский океан и Бурное Южное море, разделенное обширным архипелагом островов. Очертания океанов и материков далеки от действительных, поскольку в основу создания глобуса были положены сведения, основанные на представлениях античных географов и данных арабских и других путешественников, посетивших страны Востока, Индию и Китай.

Великие географические открытия европейцев во второй половине 15 в. предоставили картографам эпохи Возрождения новый материал. В то же время ученые повторно открыли и перевели с древнегреческого работы Птолемея, распространение которых стало возможным благодаря книгопечатанию. Развитие печатного дела революционизировало картографию, сделав карты гораздо более доступными. В частности, в Нидерландах резко возросло производство карт. Центральную роль в этом процессе сыграл Герард Меркатор (1512–1594), который уточнил положение многих пунктов на карте мира, разработал картографические проекции и создал капитальный атлас, опубликованный уже после его смерти. Меркатор создал карту в проекции, позволяющую морякам ходить согласно фиксированному направлению, так называемому румбу.

Проекция Меркатора.

Первым атласом в современном смысле было собрание карт, опубликованное фламандцем Абрахамом Ортелием под названием "Зрелище земного шара" (Theatrum orbis terrarum). Каждая карта его атласа тщательно выгравирована на меди и снабжена градусной сеткой. На карте полушарий материки Старого и Нового Света были изображены со всеми подробностями, но их очертания еще не соответствовали действительности. Одна из карт посвящена Южному материку (Магелании), который простирался от Южного полюса до 40-50° ю.ш., дважды пересекал тропик Козерога и был отдален от Южной Америки проливом Магеллана. Огненная Земля и Новая Гвинея были изображены ее полуостровами. Успех этих предприятий привел к расцвету торговли картами; в последующие века эта отрасль пришла в упадок из-за недостатка новых идей.

Первая карта России под названием "Большой чертеж" была составлена, как предполагают ученые, во второй половине XVI в. Однако ни "Большой чертеж", ни последующие его дополненные и измененные экземпляры до нас не дошли. Сохранилось только приложение к карте - "Книга Большому чертежу". В нем содержались интересные сведения о природе и хозяйственной деятельности населения, об основных дорогах и главных реках как путях сообщения, о "городах" и различных оборонительных сооружениях на границах Русского государства.

Христофор Колумб впервые предложил практически использовать шарообразность Земли, чтобы западным путем достичь берегов Индии. 16 лет потребовалось ему, чтобы добиться разрешения и средств у испанского правительства на это плавание, и 33 дня на то, чтобы осуществить свою мечту.

Карта юго-восточных районов Соединенных Штатов, датируемая примерно 1585. Показаны часть глубоко изрезанного побережья Флориды, простирающегося с юго-запада на северо-восток, и острова у ее берегов. Площадь карты пересечена прямыми линиями, радиально расходящимися от розы компаса и указывающими азимуты. После того как в употребление вошли компасы, мореплаватели с помощью таких карт могли держать курс в открытом море.

Петр I считал делом государственной важности составление карты России, которая помогла бы в освоении малоизвестных районов страны, в частности в исследовании морского пути от Новой Земли до "Татарского моря" (очевидно, Тихого океана), где он хотел основать верфи для постройки кораблей, чтобы отправлять их в Китай, Японию и другие страны.

По личному указу Петра I два геодезиста - Федор Лужин и Иван Евреинов были посланы в 1719 г. на Северо-Восток (Дальний Восток). Им, как известно из письменного указа, надлежало выяснить, "сошлась ли Америка с Азией". До этого, отправляя в Персию Волынского (1715 г.), Петр I приказал ему выяснить, "нет ли какой реки из Индии", которая впадала бы в Каспийское море, а гвардии майору И. Лихачеву исследовать (1718 г.) Иртыш, озеро Зайсан, Черный Иртыш. Северный морской путь мог получить исполинский речной придаток: Обь - Иртыш - Зайсан - Черный Иртыш. Эта речная дорога устремлялась к воротам восточного Туркестана. Петр предначертал также соединение Оби с Печорой и Камой. Ледовитый и Восточный океаны, Каспий, устье Двины и Зайсан, Необходимый Нос и Большая Земля, Новая Земля и глинобитные города Малой Бухарии - все это могло войти в единый круг.

В Китае был изобретен магнитный компас. В китайских источниках 4-летней давности есть упоминание о белом глиняном горшке, который караванщики "берегут пуще всех своих дорогих грузов". В нем "на деревянном поплавке лежит коричневый камень, любящий железо. Он, поворачиваясь, все время указывает путникам сторону юга, а это, когда закрыто Солнце и не видно звезд, спасает их от многих бед, выводя к колодцам и направляя по верному пути".
Уже в начале нашей эры китайские ученые начали создавать искусственные магниты, намагничивая железную иглу. Только через тысячу лет намагниченную иглу для компаса стали применять европейцы.

Традиционную для нас ориентировку оп компасу ввели в XII в. арабские мореплаватели. В начале XIV в. у компаса появилась шкала.
Предполагают, что итальянский мастер Флавио Жиойя скрепил магнитную стрелку с бумажным кругом (картушкой) и по краю этого круга нанес градусные деления, а к центру его провел лучи, соответствующие 32 направлениям - румбам, для более удобного наблюдения за показаниями прибора при определении направления ветра. На картушке мастер нанес также рисунок, получивший название "роза ветров" и ставший эмблемой всего, что связано с далекими путешествиями. Вот вкратце история науки География. А так как чаще всего мы о ней вспоминаем глядя на карту, то давайте разберёмся с картами поподробнее.

Новый толчок развитию картографии был дан в 17 в. в результате деятельности вновь образованных научных обществ, таких, как Лондонское королевское общество или Королевская академия наук в Париже. Эти организации финансировали научные экспедиции, а также прилагали немало усилий для более точного определения формы Земли и местоположения отдельных пунктов, что способствовало значительному прогрессу картографии. Существенную роль в развитии топографической картографии сыграли изобретение теодолита, мензулы, барометра и маятниковых часов, а также разработка новых способов изображения (изолинии, штриховка и пр.). Современная топографическая съемка в масштабах целой страны была начата во Франции в 18 в.

В 19 в. отмечаются заметные успехи в мелкомасштабном картографировании и особенно в развитии количественной картографии. В конце 19 в. немецкий географ Альбрехт Пенк выступил на Международном географическом конгрессе с предложением создания Международной карты мира. Этот проект удалось осуществить в 20 веке. В нашем столетии широко распространилось использование аэрофотоснимков. Представления о строении земной поверхности и форме Земли существенно обогатились благодаря наблюдениям с искусственных спутников, с которых были получены материалы для картографирования и других небесных тел.

Следующим этапом в развитии картографии стало использование компьютерных технологий. В виду богатства возможностей обработки и представления картографической информации возникло новое направление под названием Географические Информационные Системы или ГИС. ГИС - это компьютерная система, позволяющая показывать данные на электронной карте. Карты, созданные с помощью ГИС, можно смело назвать картами нового поколения. На карты ГИС можно нанести не только географические, но и статистические, демографические, технические и многие другие виды данных и применять к ним разнообразные аналитические операции. ГИС обладает уникальной способностью выявлять скрытые взаимосвязи и тенденции, которые трудно или невозможно заметить, используя привычные бумажные карты. Мы видим новый, качественный, смысл наших данных, а не механический набор отдельных деталей.

Карты.

Карта является давним методом географических исследований. Часто составление карты - это еще и итог географического исследования. В различные периоды и в различных культурах накоплен гигантский опыт картографических исследований. Карта - одно из важнейших средств познания и описания мира. Они широко используются в таких науках как география, геология, экономика, история и многих других. Карты служат как для научного и практического отображения явлений и объектов глобального и регионального масштабов, так и для чисто иллюстративных, а также учебных целей. В зависимости от задач, карта может быть как итогом многолетнего исследования и содержать в себе кодировку определенной информации, в том числе и закономерностей, так и служить вспомогательным средством в исследовании или учебном изучении материала - все определяется особенностями и задачами дисциплины.

Определение понятия

Под картой понимается 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.

При этом под объектами понимаются любые предметы, явления или процессы, изображенные на картах.

На карте может отражаться любая поверхность. Как правило, говоря о картах, имеют в виду изображение сухопутной поверхности Земли: на уровне массового сознания это почти синонимы. Однако существуют карты иных планет и поверхностей, например карты океанического дна планеты Земля.

Элементы карты

Под элементами карты понимается само картографическое изображение, математическая основа карты, ее легенда, вспомогательное оснащение и дополнительные данные.
Основным элементом карты является картографическое изображение, передающее содержание карты, то есть совокупность сведений об объектах, нанесенных на карту, их размещении, свойствах, взаимосвязях и динамике. В зависимости от тематики карты, основное изображение может быть совершенно различным.

Карта всегда сопровождается легендой. Под этим термином понимается система используемых на карте условных знаков и пояснений, раскрывающих ее содержание. Составление легенды - непростая задача. Это высокий уровень генерализации отражаемого материала. Значение генерализации, т.е. отбора и обобщения деталей, возрастает по мере уменьшения масштаба карт; генерализации подвергаются практически все элементы основы и содержания карты. Например, из водотоков, изображенных на крупномасштабной топографической карте, лишь некоторые могут быть сохранены на карте среднего масштаба; при переходе к обзорным картам требуется дальнейший отбор и сокращение количества элементов. При отборе и генерализации приходится устанавливать и принципы отбора – например, при выборе критериев для показа населенных пунктов необходимо решить, руководствоваться ли только численностью населения или учитывать также политическое значение городов; в последнем случае необходимо показывать на карте все столицы, хотя численность их населения может быть невысокой. При составлении легенды нужно учитывать особенности восприятия карт и многое другое.

Основное отличие карты от других изображений пространства состоит в использовании математической основы. Карта - это уменьшенное изображение реальности, и такое уменьшение возможно лишь при использовании строгой математической основы. Математическая основа карты находит выражение в сетке меридианов и параллелей. В случае топографических карт - это прямоугольная координатная сеть, масштаб и геодезическая основа.

Карта является моделью действительности. Она точно передает размеры площадей и положение в пространстве определенных, важных для решения конкретной задачи объектов. Итогом является теоретическое обобщение реальности. Карта - не фотография, фиксирующая все без исключения объекты. Она отражает распределение в пространстве только отдельных избранных явлений и объектов, создавая таким образом основу для анализа и понимания реальности.

Свойства карты

Выделяются следующие свойства карт:

Пространственно-временное подобие картографического изображения и объекта: строгое соответствие реальных поверхностей и того, что отражается на карте. При корректном использовании масштаба лист карты "разворачивается" до размеров реальной поверхности.

Содержательное соответствие карты и реальности. На карте находит место научно обоснованное отражение определенных особенностей действительности.

Свойство абстрактности позволяет вычленить самое главное в отражаемом на карте явлении. Все малосущественные для решения задачи детали игнорируются. Карта не ориентирована на копирование абсолютно всего, что присутствует в реальности; она не является фотоснимком.

Субъектная установка проявляется в отборе наиболее важных объектов, которые затем наносятся на карту.

Свойства избирательности и синтетичности карты позволяют вычленить и отразить факторы, процессы и явления, которые в реальной действительности проявляются совместно. На картах они могут отражаться раздельно. С другой стороны, совместно могут изображаться явления и процессы, которые в реальной действительности существуют и проявляются раздельно.

Метричность - свойство карты, обеспечиваемое математическими правилами построения карты. Наличие на карте масштаба, шкал, градаций позволяет производить многочисленные измерения количественных показателей и определять характеристики описываемых явлений. При этом количественные величины могут выступать в виде абсолютных или относительных показателей, балльных оценок и так далее.

Однозначность - свойство карты как модели иметь лишь единственное значение в каждой точке и в пределах принятой системы условных обозначений. Однозначность проявляется в виде пространственной и знаковой однозначности. Смысл пространственной однозначности заключается в том, что каждой точке карты с координатами X и Y поставлено в соответствие только одно значение Z картографируемого параметра. Знаковая однозначность проявляется в том, что каждый условный знак на карте имеет единственное, однозначно зафиксированное в легенде значение.
Непрерывность означает, что на карте нет пустот и разрывов и картографическое изображение присутствует во всех точках карты.

Наглядность - возможность удобного зрительного восприятия пространственных форм, размеров, размещения, связей объектов. Это свойство обеспечивается строгим отбором элементов содержания карты. С наглядностью связана читаемость карты. Ее смысл - в визуальной различимости элементов и деталей картографического изображения.

Обзорность карты - способность представить единому взору читателя сколько угодно обширные пространства, главные закономерности размещения и взаимосвязи объектов, основные элементы их структуры.

Карта и атлас

География имеет дело с очень сложными объектами, которые характеризуются массой различных параметров. В этой связи часто наиболее эффективным является не столько использование отдельных карт, сколько атласов, дающих систематическое картографическое представление о территории и ее освоении. Атлас является собранием карт, выполненных по единой программе. Характерно методическое и техническое единство исполнения карт. Самое важное в атласе - изначальная ориентация на системное отражение определенных пространств. На картах атласа используются общие приемы отображения явлений на картах, что позволяет проводить сравнительный анализ карт более эффективно. Это особенно важно при работе непрофессиональных картографов с картографической информацией.

Следует признать, однако, что атлас - это во многом идеальный и на практике редко реализуемый вариант, причины чего лежат в технических сложностях составления атласов. Это дорогостоящая работа, требующая участия большого коллектива высококвалифицированных специалистов, и заказчиков на такого рода исследования немного.

Представление о картографических проекциях

Картографическая проекция - способ перехода от реальной, геометрически сложной земной поверхности к плоскости карты.

Процедура создания картографической проекции сложна: вначале делается переход к математически правильной фигуре эллипсоида или шара, затем полученное изображение проектируется на плоскость. Все этапы такого "перенесения" реальной поверхности на карту совершаются в соответствии со строгими математическими правилами.

Существует несколько основных видов картографических проекций - цилиндрическая, коническая, азимутальная, но в специальных целях используются и многие другие. Более подробно останавливаться на этом вопросе в нашем учебном курсе нет особой необходимости. Вам важно лишь понять, что карта может строиться на основании различных принципов и, соответственно, одна и та же территория на разных картах может внешне выглядеть весьма различно.

Картографические проекции выбираются в зависимости от того, какая часть реальной поверхности должна найти отражение на карте. Существуют устоявшиеся предпочтения. Например, косая азимутальная проекция обычно используется на картах Азии. Эта проекция не дает искажений площадей и наиболее наглядно отражает объект на карте. Косая перспективно-цилиндрическая проекция часто используется для отображения СССР или России. Она отличается высокой наглядностью и хорошо передает сферичность земной поверхности. В зависимости от выбора картографической проекции изображение на карте может выглядеть существенно различно. Тем не менее, все это - строгие модели реальности. Непривычность и сложность восприятия некоторых из них - чаще всего следствие неопытности.

Масштаб

Масштаб карты - отношение длины линии на карте к длине соответствующей линии на земной поверхности.

Масштаб показывает, во сколько раз уменьшено картографическое изображение и сколько сантиметров местности содержится в одном сантиметре на карте. Например, масштаб 1 : 1 000 000 означает, что 1 сантиметр на карте соответствует 1 000 000 сантиметров (т.е. 10 километрам) на местности.

Критерии классификации карт

По тематике выделяются общегеографические и тематические карты. Существуют карты, отражающие природные и общественные явления. Каждый тип делится на большое количество различных видов карт. Например, карты общественных явлений могут подразделяться на карты населения, экономические карты, исторические, политические и многие другие.

По масштабу карты делятся на следующие категории:

- планы - 1 : 5 000 и крупнее,

- крупномасштабные карты - 1 : 10 000 - 1 : 200 000,

- среднемасштабные карты - 1 : 200 000 - 1 : 1 000 000,

- мелкомасштабные карты - мельче 1 : 1 000 000.

Крупномасштабные карты являются основными, поскольку предоставляют первичную информацию, используемую при составлении карт средних и мелких масштабов. Наиболее обычными из них являются топографические карты масштаба крупнее 1:250 000.

На современных топографических картах рельеф обычно показывается при помощи изогипс, или горизонталей, которыми соединяются точки, имеющие одинаковую высоту над нулевым уровнем (обычно это уровень моря). Совокупность таких линий дает очень выразительную картину рельефа земной поверхности и позволяет определить следующие характеристики: угол наклона, профиль склона и относительные превышения. Помимо изображения рельефа топографические карты содержат и другую полезную информацию. Обычно на них показывают транспортные магистрали, населенные пункты, политические и административные границы. Набор дополнительной информации (например, распространение лесов, болот, незакрепленные песчаные массивы и пр.) зависит от назначения карт и характерных черт местности.

Ни одна страна, нуждающаяся в оценке своих природных ресурсов, не может обойтись без топографической съемки, проведение которой в значительной степени облегчается использованием аэрофотоснимков. Тем не менее до сих пор на многие районы земного шара отсутствуют топографические карты, столь необходимые для инженерных целей. Успехи в решении этой проблемы были достигнуты с помощью т.н. ортофотокарт. В качестве основы ортофотокарт используются обработанные на компьютере плановые аэрофотоснимки с повышенной яркостью цветов и нанесенными на них горизонталями, границами, географическими названиями и пр. Ортофотокарты и космические снимки с поднятыми на них элементами топографической нагрузки гораздо менее трудоемки в изготовлении, чем традиционные топографические карты. Многие тематические крупномасштабные карты – геологические, почвенные, растительности и землепользования – используют топографические карты в качестве основы, на которую наносится специальная нагрузка. Другие специальные крупномасштабные карты, например кадастровые или планы городов, могут и не иметь топографической основы. Обычно на таких картах рельеф либо вовсе не показывается, либо изображается очень схематично.

Среднемасштабные карты. Как крупномасштабные топографические, так и среднемасштабные карты обычно выпускаются комплектами, каждый из которых отвечает определенным требованиям. Большинство среднемасштабных издается для нужд регионального планирования или навигации. Наибольшим территориальным охватом отличаются среднемасштабные Международная карта мира и аэронавигационные карты США. Оба комплекта карт выпускаются в масштабе 1:1 000 000 – наиболее распространенном для среднемасштабных карт. При подготовке Международной карты мира каждая страна на свою территорию выпускает карты, подготовленные в соответствии с заданными общими требованиями. Эта работа координируется ООН, однако многие карты уже устарели, а другие еще не завершены. Содержание Международной карты мира в основном соответствует содержанию топографических карт, но отличается большей генерализацией. То же самое относится и к аэронавигационным картам мира, но на большинство листов этих карт нанесена дополнительная специальная нагрузка. Аэронавигационные карты покрывают всю сушу. В среднем масштабе составляются также некоторые морские или гидрографические карты, на которых особое внимание уделяется изображению водоемов и береговой линии. Некоторые административные и дорожные карты также имеют средний масштаб.

Мелкомасштабные, или обзорные, карты. На картах мелкого масштаба показывается вся поверхность земного шара или значительная ее часть. Трудно точно обозначить границу между мелко- и среднемасштабными картами, однако масштаб 1:10 000 000 определенно относится к обзорным картам. Большинство карт атласов имеет мелкий масштаб, причем тематически они могут быть очень разными. Почти все выше обозначенные группы объектов могут быть отражены и на мелкомасштабных картах при условии достаточной генерализации информации. Кроме того, в мелком масштабе составляются карты распространения различных языков, религий, сельскохозяйственных культур, климатические и т.д. В качестве наглядного примера специальных мелкомасштабных карт, хорошо знакомых миллионам людей, можно указать карты погоды.

Компьютерные карты. Компьютерная картография достигла сейчас такой ступени развития, что практически все операции могут выполняться в цифровой форме. В результате существенно облегчается внесение всевозможных исправлений и уточнений. Этот метод создания карт любых типов и масштабов, включая карты-мультипликации, обозначается специальным термином «географические информационные системы» (ГИС).

Деление карт по масштабу не является общепринятым. В зависимости от размеров страны могут использоваться иные стандарты. Определенную роль играют и национальные традиции классификации карт по масштабу.

Пространственный охват

По пространственному охвату выделяются карты Солнечной системы и звездного неба, карты планет, карты материков и океанов и т.д. Возможны классификации карт по территориальным административным единицам различной площади, экономическим и природным районам.

Также используется разделение карт по назначению. Особую группу составляют технические карты, куда входят космические навигационные, морские навигационные, автодорожные карты и т.д. К числу специальных относятся учебные карты; они обычно используются в качестве наглядных пособий при изучении различных курсов. Отдельный тип составляют туристические карты. В соответствии с назначением на них могут быть нанесены объекты, представляющие интерес для туристов и/или предназначенные для обслуживания туристов (гостиницы и проч.). Туристические карты обычно отличаются красочным оформлением и особым стандартом дизайна. Особенность туристических карт состоит и в том, что они довольно часто загружены рекламной информацией.

Использование карт

Исключительно важный раздел картографии связан с анализом возможностей использования карт, что является не вполне тривиальным делом. Глядя на карту, можно в реальности извлекать совершенно различную информацию: профессионально подготовленный специалист извлечет массу закономерностей и информации; для дилетанта карта - немногим более чем картинка.

Выделяются следующие группы приемов использования карт:

(1) описания по картам - словесная (письменная или устная) интерпретация информации карты для определенных целей;

(2) графические приемы - построение на основании карт различного рода профилей, графиков, диаграмм и проч.;

(3) графоаналитические приемы - измерения по картам координат, длин, высот, площадей, различных показателей форм и размеров объектов и т.п.;

(4) приемы математико-картографического моделирования - построение и анализ моделей на основании данных, снятых с карты.

Указанные группы приемов чаще всего используются в сочетании. У каждого из них - свои особенности и наиболее предпочтительные области приложения. В нашем случае наиболее применимы графические приемы и краткое описания объектов. В зависимости от уровня профессиональной подготовки исследователя и стоящих перед ним задач, более или менее широко могут использоваться графические и математико-картографические приемы.

По уровню автоматизации и механизации работ с картой выделяются следующие виды:

(1) визуальный анализ - чтение карт, зрительное сопоставление и оценка объектов;

(2) инструментальный анализ - с применением измерительных приборов и механических устройств (циркулей, курвиметров, планиметров и т.д.);

(3) полуавтоматические (автоматизированные) исследования - применение автоматических устройств и компьютеров для снятия данных с карт, их обработки, анализа и преобразования;

(4) автоматические исследования - полная автоматизация всего процесса использования карт.

_______________

Свои вопросы по пройденному материалу Вы можете задавать ссылка скрыта.

Перейти к ссылка скрыта.

Blog

Зачем нам самим создавать карты?

Содержание