Основы картографии

метки: Картографический, Карта, Производство, Плоскость, Явление, Граница, Показ, Вращение

Лекция №1. Предмет картография. Виды картографирования. Связь картографии с другими дисциплинами, Понятие картографии, Картография

картография

Таким образом, картография существует в трех формах:

• наука об отображении и познании явлений природы и общества
• посредством карт;
• область техники и технологии создания и использования картографических произведений;
• отрасль производства, выпускающая картографическую продукцию (карты, атласы, глобусы и др.).

В связи с развитием компьютеризации расширилось представление о картографии. В картографию стали входить вопросы создания электронных карт, формирование баз и банков цифровой картографической информации.

Структура картографии

Разделы картографии:

Общая теория картографии

• История картографии
• Математическая картография
• Проектирование и составление карт

синтактику, семантику

Оформление карт (картографический дизайн), Экономика и организация картографического производства, Издание карт

• Использование карт
• Картографическая информатика

Картографическая топонимика

По назначению выделяют такие отрасли, как учебное, научное, туристское, навигационное (морское, аэронавигационное) инженерное картографирование и др.

Виды картографирования:

по объекту

по методу

по масштабу

по уровню обобщения

по степени автоматизации

• (интерактивное) и автоматическое;

по оперативности

Исторический процесс в картографии

Истор. периоды	Основные вехи развития инструментария для измерений и съемок на местности	Основные вехи развития методов и технологий издания карт	Основные направления использования карт
С древнейш. времен	визуальные наблюдения и глазомерные оценки применение геодезических инструментов для измерения длин и углов (X в. до н.э.)	Рисование на камне, дереве, папирусе, ткани	Применение карт для ориентирования и передвижения на местности
С III в. до н.э.	появление астрономических приборов для определения широт и долгот	Составление рукописных карт на бумаге
С начала XII в. — XIII в.	внедрение оптических астрономо-геодезических приборов		Использование карт для путешествий и навигации
С середины XV в.		Гравирование карт на камне, металле, внедрение картопечатания	карты как средство укрепления государственности и военно-политич. безопасности
С XVIII в.			карты как средство накопления и обобщения знаний
Со второй половины XIX в. — первая половина XX в.	изобретение АФА и др. средств дистанционного зондирования, применение аэрокосмических съемок	Фотограмметрические технологии составления карт Применение фотохимических и фотокопировальных процессов	Карты как инструмент моделирования и познания окружающего мира
С середины XX в.	создание электронной геодезической аппаратуры	Цифровые и электронные методы и технологии составления карт, формирование баз и банков данных, геоинформационное картографирование	Карты как средство коммуникации
С конца XX в.	применение глобальных позиционирующих систем	v Составление карт в компьютерных сетях, виртуальное картографирование	картографирование как основа системной организации пространственной информации и принятия управленческих решений

Связь картографии с другими дисциплинами

Современная картография имеет прочные связи со многими философскими, естественными и техническими науками и научными дисциплинами:

• Науки о Земле и планетах
• Логико-философские науки
• Социально экономические науки
• Математика
• Дистанционное зондирование
• Изобразительное искусство
• Техника, автоматика, информатика, электроника
• Астрономия и геодезические науки
• Геоинформатика

Благодаря картографическому методу произошло формирование многих отраслей науки. Картографирование стало, например, базой для исследования дна океана и поверхности других планет, развития морфометрии рельефа, медицинской географии и др.

Лекция №2. Географическая карта и ее значение. Классификация карт

Географическая карта и ее значение

Термин «карта» появился в средние века. Этот термин происходит от латинского «charta» (лист бумага), производного от греческого хартес — бумага и папирус.

В России изначально карта называлась «чертежом», что означало изображение местности чертами, черчением, и лишь в эпоху Петра I появился сперва термин «ландкарты», а потом — «карты».

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

Элементы карты

1. картографическое изображение

2. легенда

3. зарамочное оформление

Картографическое изображение,

Общегеографические карты имеют следующее содержание: населенные пункты, социально-экономические и культурные объекты, пути сообщения и линии связи, рельеф, гидрографию, 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).

Легенда — 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.

Математическая основа

На мелкомасштабных картах элементы геодезической основы не показываются.

Компоновка карты, Вспомогательное оснащение карты

дополнительным данным

Свойства карты

• математический закон построения — применение специальных картографических проекций, позволяющих перейти от сферической поверхности Земли к плоскости карты;
• знаковость изображения — использование особого условного языка картографических символов;
• генерализованность карты — отбор и обобщение изображаемых объектов;
• системность отображения действительности — передача элементов и связей между ними, отображение иерархии геосистем.

Классификация карт

1) Классификация карт по масштабу

• планы — 1:5 000 и крупнее;
• крупномасштабные — 1:10 000 — 1:200 000;
• среднемасштабные — 1:200 000 до 1:1 000 000 включительно;
• мелкомасштабные — мельче 1:1 000 000.

2) По пространственному охвату:

• карты Солнечной системы и звездного неба
• карты планет, в том числе Земли
• 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.

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

Классификация карт по пространственному охвату (по территории) чаще всего используется в картохранилищах и библиотеках.

3) Классификация карт по содержанию

• общегеографические карты;
• тематические карты;
• специальные карты.

Общегеографические карты.

• 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. К

Группа карт природы охватывает карты лит осферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Они подразделяются на следующие крупные блоки:

• геологические
• геофизические
• рельефа земной поверхности и дна океанов
• метеорологические и климатические
• гидрологические (вод суши)
• океанологические
• почвенные
• ботанические
• зоогеографические
• медико-географические
• общие физико-географические

Карты общественных явлений охватывают социосферу и техносферу.

• Карты населения
• Карты хозяйства
• Карты обслуживания и здравоохранения
• Карты науки и культуры
• Карты политические и политико-административные
• Карты исторические

это карты технического назначения:

• Карты навигационные
• Карты технические
• Карты кадастровые
• Карты проектные

специальных

Лекция №3, 4 Математическая основа карты. Элементы карты, Понятие о земном эллипсоиде и сфере

поверхности относимости

В самом точном приближении такой поверхностью является поверхность геоида (фигура, ограниченная уровенной поверхностью океана) . Точно определить его форму практически невозможно. Поэтому в теории и практике картографии за поверхность относимости принимают земной эллипсоид, либо сферу определенного радиуса (при создании мелкомасштабных карт (когда можно пренебречь полярным сжатием).

Земной эллипсоид

Постановлением Совета Министров от 7 апреля 1946 г. за такой референц-эллипсоид у нас в стране принят референц-эллипсоид Красовского. Он имеет следующие параметры:

• a = 6 378 245 км — большая полуось;
• b = 6 356 863 км — малая полуось;
• с = 1: 298,3 — полярное сжатие.

Эллипсоид вращения и его элементы

Эллипсоид вращения

Сечения поверхности эллипсоида вращения плоскостями, параллельными плоскости экватора, образуют окружности — параллели. Сечения поверхности эллипсоида вращения плоскостями, проходящими через ось вращения, образуют эллипсы — меридианы.

Пусть О’К’ — нормаль к поверхности эллипсоида в точке К (рис. 1).

Плоскости, проходящие через нормаль, называются нормальными плоскостями. Сечения этих плоскостей с поверхностью эллипсоида дают нормальные сечения, или вертикалы. Тогда меридиан — это нормальное сечение, плоскость которого проходит через полярную ось. Нормальное сечение, перпендикулярное плоскости меридиана P _N Е₁ P_S Е₂ , дает сечение 1-го вертикала.

Радиусы кривизны этих сечений определяются следующими формулами:

• радиус кривизны меридиана;
• радиус кривизны 1-го вертикала;
• где — 1-й эксцентриситет;

a и b — большая и малая полуоси эллипсоида вращения.

Радиус параллели ( r ) вычисляется через радиус кривизны первого вертикала

Система координат на поверхности эллипсоида и сферы

Положение точки на поверхности эллипсоида может быть определено в той или иной системе координат. Основная система координат — географическая с ц, л (рис. 2).

Система географических координат на эллипсоиде вращения

Географическая широта (ц), Географическая долгота (л)

Кроме рассмотренной системы координат, существует целый ряд других, используемых в математической картографии:

• прямоугольная сфероидическая;
• сферическая полярная и др.

Под координатными линиями

Система географических координат на сфере

В тех случаях, когда Земля принимается за сферу, географическими координатами называют сферические координаты ц , л с полюсом системы координат, совпадающим с географическим полюсом (рис. 3).

Понятия о картографической проекции и сетке

картографической проекцией

При этом выполняются следующие требования:

• точке, взятой на поверхности, соответствует одна и только одна точка на плоскости и наоборот;
• бесконечно малому перемещению точки на поверхности соответствует также бесконечно малое перемещение точки на плоскости и наоборот;
• сохраняется направление обхода контуров на поверхности и на плоскости.

Соответствие между точками поверхности эллипсоида (сферы) и плоскости может быть задано уравнениями вида:

где f ₁ и f ₂ — функции, выраженные математическими зависимостями и имеют Якобиан — определитель системы (1) —

• координаты точки на поверхности эллипсоида;

X, Y — координаты точки на плоскости.

Такой системой двух уравнений может быть представлена любая картографическая проекция. Но вид функции (1) может быть разнообразным в зависимости от принятых систем координат на поверхности эллипсоида вращения (сферы).

m, n, p, щ, и, a, b, г

m — масштаб длин по меридиану;

n — масштаб длин по параллели;

p — масштаб площади;

щ — наибольшее угловое искажение;

и — угол между меридианом и параллелью;

a, b — экстремальные масштабы;

г — сближение меридианов.

Поверхность земного шара нельзя развернуть на плоскость карты без искажений.

искажения длин

• искажения площадей — уклонение масштаба площади от единицы, т.е. p-1

искажения углов

искажения форм

ллипсом искажений

т, п, a, b

линии и точки нулевых искажений.

Картографическая сетка

Сетка прямоугольных координат

Сетка-указательница

Масштабы карт

На любой карте, составленной в определенной проекции, следует различать три масштаба: частный линейный, масштаб площади, главный (общий).

частным линейным масштабом (масштабом длин)

Однако, учитывая, что всегда есть функция , частный масштаб можно определить выражением

Этот масштаб в общем случае меняется при переходе от одной точки к другой и меняется в самой точке в зависимости от направления. Поэтому m и n — это есть масштабы по направлениям меридианов и параллелей соответственно; a и b — масштабы по главным направлениям (взаимно-ортогональным), вдоль которых масштабы всегда экстремальны.

Масштабом площадей

Масштаб площадей зависит от положения точки, но не меняется в самой точке по направлениям.

Главный (общий) масштаб

Под наибольшим угловым искажением щ понимается разность между азимутом линейного отрезка на эллипсоиде б и изображением этого азимута на плоскости А:

щ /2 = (б — А)_max .

Лекция 5. Картографические проекции (4 ч)

Все картографические проекции классифицируются по ряду признаков, в том числе, по характеру искажений, виду меридианов и параллелей нормальной картографической сетки, положению полюса нормальной системы координат.

1. Классификация картографических проекций

по характеру искажений:

а) равноугольные, или конформные

Эти проекции могут быть описаны уравнениями в характеристиках вида:

m=n=a=b=

=90 ⁰ =0 m=n

Искажения в равноугольной проекции. Карта мира в проекции Меркатора

б) равновеликие, или эквивалентные

Они описываются характеристическими уравнениями вида Р = 1,

Искажения в равновеликой проекции. Карта мира в проекции Меркатора

в) равнопромежуточные(эквидистантные).

В этих проекциях линейный масштаб по одному из главных направлений постоянен и обычно равен гл. м. карты, т.е. имеет место

либо а = 1, либо b = 1;

• г) произвольные.

Не сохраняют ни углов, ни площадей.

Классификация картографических проекций по способу построения

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

1 ) Ц илиндрические проекции — проектирование шара (эллипсоида) ведется на поверхность касательного или секущего цилиндра, а затем его боковая поверхность разворачивается в плоскость.

В этих проекциях параллели нормальных сеток есть прямые параллельные линии, меридианы — также прямые линии, ортогональные к параллелям. Расстояния между меридианами равны и всегда пропорциональны разности долгот

Вид картографической сетки цилиндрической проекции

Условные проекции, Псевдоцилиндрические проекции

Вид картографической сетки псевдоцилиндрической проекции

Полагаем, что географический полюс совпадает с полюсом нормальной системы координат

Нормальная (прямая) цилиндрическая

б) поперечная цилиндрическая

в) косая цилиндрическая — ось вспомогательного цилиндра расположена под углом к плоскости экватора. Она удобна для вытянутых территорий, ориентированных на северо-запад или северо-восток.

2 ) К онические проекции — поверхность шара (эллипсоида) проектируется на поверхность касательного или секущего конуса, после чего она как бы разрезается по образующей и разворачивается в плоскость.

Различают:

нормальную (прямую) коническую

поперечную коническую

косую коническую

Псевдоконические проекции

Поликонические проекции

3 ) А зимутальные проекции — поверхность земного шара (эллипсоида) переносится на касательную или секущую плоскость. Если плоскость перпендикулярна к оси вращения Земли, то получается нормальная (полярная) азимутальная проекция. В этих проекциях параллели изображаются одноцентровыми окружностями, меридианы — пучком прямых линий с точкой схода, совпадающей с центром параллелей. В этой проекции всегда картографируют полярные области нашей и других планет.

а — нормальная или полярная проекция на плоскость; в- сетка в поперечной (экваториальной) проекции;

г — сетка в косой азимутальной проекции.

Вид картографической сетки азимутальной проекции

поперечная (экваториальная) азимутальная

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

Псевдоазимутальные проекции

4) Многогранные проекции

3)

В зависимости от положения полюса нормальной системы Р _о , все проекции подразделяются на следующие:

а) прямые или нормальные

б) поперечные или экваториальные

в) косые или горизонтальные

В прямых проекциях основная и нормальная сетки совпадают. В косых и поперечных проекциях такого совпадения нет.

Положение полюса нормальной системы (Р _о ) в косой картографической проекции

Лекция №6. Картографическая семиотика

Картографическая семиотика — общая теория систем картографических знаков как языка карты. Изучает правила построения и употребления знаковых систем, их структурные свойства, грамматику языка карты. Исследует соотношения условных знаков с самими отображаемыми объектами и явлениями.

Изучает информационную ценность знаков как средства коммуникации и особенности их восприятия читателями карты.

картографическую стилистику

Язык карты

Способы картографического изображения — системы условных обозначений, применяемые для передачи объектов и явлений, различающихся характером пространственной локализации и размещения.

Использование условных знаков — основное свойство, отличающее карту от многих других графических моделей таких, (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.

Разрабатывает язык карты раздел картографии семиотика.

Язык карты

Можно выделить в языке карты два слоя (подъязыка):

• отражает размещение картографируемых объектов, их пространственную форму, ориентацию, взаимное положение
• содержательную сущность этих явлений, их внутреннюю структуру, качественные и количественные характеристики.

коммуникативная,

Условные знаки

Условные знаки — это графические символы, с помощью которых на карте показывают (обозначают) вид объектов, их местоположение, форму, размеры, качественные и количественные характеристики.

Использование условных знаков позволяет:

• показывать реальные и абстрактные объекты (например, высоту снежного покрова, индекс континентальности климата);
• изображать объекты, не видимые человеком (гравитационные и магнитные поля и др.);
• передавать внутренние характеристики и структуру объектов (объем и структуру промышленного производства, состав населения и др.);
• отражать взаимные отношения объектов: порядок и иерархию, пропорциональность, различие, соподчиненность (например, геологическая стратиграфия);
• показывать динамику явлений и процессов (изменение стока в речных бассейнах по месяцам);
• сильно уменьшать изображение (на мелкомасштабной карте вместо показа отдельных домов и кварталов можно кружком обозначить весь населенный пункт).

Условные обозначения, применяемые на картах, подразделяют на три основные группы:

внемасштабные,

линейные,

площадные,

Значки

Способ значков применяют для показа объектов, локализованных в пунктах и обычно не выражающихся в масштабе карты (рис.).

Это могут быть населенные пункты, месторождения полезных ископаемых, промышленные предприятия, отдельные сооружения, ориентиры на местности и т.п. Значки позволяют характеризовать качественные и количественные особенности объектов, их внутреннюю структуру.

Различают три вида значков:

• абстрактные геометрические значки — кружки, квадраты, звездочки, ромбы и др.;
• размер знака отражает количественную характеристику, цвет или штриховка — качественные особенности, а структура знака передает структуру самого объекта;

• буквенные значки — обозначающие месторождения фосфоритов или алюминия;
• наглядные значки (пиктограммы) — напоминают изображаемый объект, например рисунок самолета обозначает аэродром, туристская палатка — кемпинги т. п.;

Линейные знаки

Этот способ используется для изображения реальных или абстрактных объектов, локализованных на линиях. К ним относятся, например, береговые линии, разломы, дороги, атмосферные фронты, административные границы. Разный рисунок и цвет линейных знаков передают качественные и количественные характеристики объектов: тип береговой линии, глубину заложения разломов, число колей железной дороги, теплые и холодные фронты и. т. п. (рис.).

Линейный знак внемасштабен по ширине, но ось его должна совпадать с положением реального объекта на местности. При постепенности перехода или нечеткости границы линейный знак может передаваться полосой.

Изолинии

Изолинии — линии одинаковых значений картографируемого показателя. Способ изолиний применяется для изображения непрерывных, плавно изменяющихся явлений, образующих физические поля (рельеф, давление, температура).

Они изображаются горизонталями (изогипсами, изобарами, изотермами).

Расстояние между изолиниями на карте называется заложением изолиний.

6. Псевдоизолинии

Изолинии нередко применяют для явлений, не обладающих непрерывностью, сплошностью и плавностью, т.е. не являющихся на самом деле полями. В этом случае речь идет о псевдоизолиниях, т.е. изолиниях, отображающих распределение дискретных объектов. Таковы, например, псевдоизолинии плотности населения, размещение которого, конечно же, не образует сплошного поля, псевдоизолинии распаханности или залесенности и т.п. Их всегда проводят на основе интерполяции каких-либо расчетных статистических показателей плотности, интенсивности распределения объектов, полученных в ячейках регулярной или нерегулярной сетки.

На вид псевдоизолинии ничем не отличаются от изолиний, они часто дополняются послойной окраской. Несомненная привлекательность псевдоизолииий состоит в том, что с их помощью создается очень удобная графо-математическая абстракция географических распределений, позволяющая отвлечься от малосущественных свойств и деталей картографируемого объекта и выявить главные закономерности его изменения в пространстве. К тому же этот способ обладает высокой метричностью.

Однако необходимо помнить о принципиальном различии между изолиниями и псевдоизолиниями. Последние отражают не реальные, а искусственные, абстрактные поля, например так называемый «промышленный рельеф» — плотность объектов индустрии на единицу площади или «поле расселения» — число жителей на 1 км ² . При изменении плотности данных или способа расчета такие искусственные поля претерпевают сильные изменения. Поэтому на картах желательно указывать способ расчета исходных данных, по которым построены псевдоизолинии.

Псевдоизолинии

Лекция 7, 8. Виды картографических способов изображения

Способ качественного фона применяют для показа качественных различий явлений сплошного распространения по выделенным районам, областям или другим единицам территориального деления. Этот способ самым тесным образом связан с классификационным подразделением территории, ее дифференциацией по какому-либо признаку, с типологическим районированием, например с выделением районов сельскохозяйственной специализации, ландшафтов, типов почвенного покрова, растительных ассоциаций.

В качестве графических средств используют цвет (цветовой фон) или штриховку (штриховой фон).

Иногда на картах совместно применяют оба эти средства, так, на почвенной карте генетические типы почв дают цветовым фоном, а механический состав их — наложенным поверх цвета штриховым фоном. В некоторых случаях, когда границы между выделенными районами нечеткие, а смена качеств происходит постепенно, допускается перекрытие двух качественных фонов, и на карте появляется как бы «чересполосица» или «шашечная» окраска.

Для удобства идентификации подразделений качественного фона его сопровождают индексами, которые проставляют на карте и в легенде (например, индекс дерново-сильноподзолистых почв — Пз, среднего отдела девонской системы — D2).

Качественный фон

Количественный фон

Способ количественного фона применяют для передачи количественных различий явлений сплошного распространения в пределах выделенных районов. Подобно качественному фону он всегда сопряжен с районированием, но по количественному признаку. Окраска или штриховка выполняются по шкале, т.е. интенсивность возрастает или убывает в соответствии с изменением признака. Примерами использования количественного фона могут служить карты запасов гидроресурсов в речных бассейнах, карты районирования территории по степени расчленения рельефа и т.п.

Возможно сочетание качественного и количественного фонов, например при выделении районов преобладающих конфессий (качественный фон) с дополнительной характеристикой процентного соотношения населения разного вероисповедания (количественный фон).

Количественный фон

Локализованные диаграммы

Локализованные диаграммы характеризуют явления, имеющие сплошное или полосное распространение, с помощью графиков и диаграмм, помещаемых в пунктах наблюдения (измерения) этих явлений. Таковы графики изменения среднемесячных температур и осадков, локализованные по метеостанциям, диаграммы загрязнения речных вод, приуроченные к гидропостам, и т.п. На карте всегда отмечают пункты, к которым отнесены графики, хотя ясно, что локализованные диаграммы характеризуют не только эти пункты, но и прилегающую территорию.

Графические средства весьма разнообразны — это розы-диаграммы (например, розы направлений преобладающих ветров), кривые и гистограммы распределения (ход температур по месяцам), циклограммы (средняя продолжительность солнечного сияния в течение года), структурные диаграммы и др.

Локализованные диаграммы

Точечный способ

Этот способ применяют для показа явлений массового, но несплошного распространения с помощью множества точек, каждая из которых имеет определенный «вес», т.е. обозначает некоторое число единиц данного явления. Чаще всего точечным способом показывают размещение сельского населения (вес одной точки составляет, например, 1000 жителей), либо посевные площади (одна точка — 500 га посевов), либо размещение животноводства (одна точка — 200 голов крупного рогатого скота) и т.п.

В качестве графических средств можно выбрать не только точки (точнее, маленькие кружки), но и квадратики, треугольники и т.п. — важно лишь, чтобы каждая фигурка имела вес, обозначенный в легенде. Иногда при большом разбросе показателей берут точки двух и даже трех весов: маленькая точка — 200 га, средняя — 500, большая — 1000 га. Кроме того, точки могут иметь разный цвет или форму, например точки зеленого цвета обозначают посевы пшеницы, желтого — кукурузы, красного — подсолнечника и т.д. На картах размещения населения цветом можно обозначить его национальный состав.

Точечный способ нагляден и удобен для количественных определений. Точечные карты хорошо передают реальные особенности размещения явления: его количество, локализацию, группировку или концентрацию, структуру (например, структуру посевных площадей под разными культурами).

Существуют специальные приемы для расчета оптимального веса точки в зависимости от разброса количественных показателей и плотности размещения явления, ведь точки (фигурки) на карте не должны соприкасаться или сливаться.

Точечный способ

Ареалы

Способ ареалов состоит в выделении на карте области распространения какого-либо сплошного или рассредоточенного явления. Чаще всего этим способом показывают распространение животных и растений, месторождения полезных ископаемых и т.п. Различают абсолютные и относительные ареалы. Абсолютными называют ареалы, за пределами которых данное явление совсем не встречается (например, нефтегазоносный бассейн, контур которого точно установлен), тогда как относительные ареалы показывают лишь районы наибольшего сосредоточения явления (допустим, промысловый ареал каких-либо лекарственных растений).

Графические средства изображения ареалов весьма разнообразны: это могут быть границы, фоновая окраска, штриховка, значки, надписи, индексы (рис. 4.12).

Напомним, однако, принципиальную разницу между значковым способом, когда каждый знак точно относится к объекту, локализованному в том или ином пункте, и значком ареала, характеризующим площадь. Точно так же знак границы отражает не линейный объект, а лишь оконтуривает ареал. Границы как графическое средство предпочтительны для абсолютных ареалов, а для относительных — есть смысл нанести лишь несколько значков или дать надпись без проведения границы, точное положение которой на местности неизвестно.

Ареалы

Знаки движения

Знаки движения используют для показа пространственных перемещений каких-либо природных, социальных, экономических явлений (например, путей движения циклонов, перелета птиц, миграции населения, распространения болезней).

С помощью знаков движения можно отразить пути, направление и скорость перемещения, структуру перемещающегося объекта. Можно применить знаки движения для показа связей между объектами (например, электронных коммуникаций, финансовых потоков), их качества, мощности, пропускной способности и т.д.

Различают два вида знаков движения:

• ¦ векторы движения — стрелки разного цвета, формы или толщины;
• ¦ полосы (ленты) движения — полосы разной ширины, внутренней структуры и цвета.

Векторы применяют, например, для показа теплых и холодных течений, ветров и т.п., а полосы движения — для изображения мощности и структуры потоков (например, железнодорожных перевозок, миграций населения).

Ленты движения способны передать структуру потока, его напряженность, например объем перевозимых грузов, в соответствии с принятой шкалой: чем шире полоса, тем мощнее поток.

Знаки движения (векторы)

Полосы (лепты) движения

Картодиаграммы

Способ картодиаграммы — это изображение абсолютных статистических показателей по единицам административно-территориального деления с помощью диаграммных знаков. Картодиаграммы применяют для показа таких явлений, как валовой сбор сельскохозяйственной продукции, общее число учащихся, объем промышленного производства, потребление электроэнергии в целом по районам, областям, провинциям и т.п. Поскольку речь идет о статистических показателях, то на карте всегда присутствует сетка административного деления, по которой и производится сбор данных.

Графическими средствами служат любые столбчатые, площадные, объемные диаграммные знаки, отнесенные к районам или областям. Они могут быть структурными и показывать, например, долю разных отраслей в общем объеме производства в данном промышленном пункте. В одной административной единице можно дать несколько диаграмм для разных видов промышленности. Однако по картодиаграмме нельзя определить, где именно размещено то или иное производство или в каком конкретно городе потребляют больше всего электроэнергии, — все отнесено к району в целом. Этим способ картодиаграммы принципиально отличается от способа значков. Зато легко и предельно наглядно можно сравнить между собой целые районы или области.

Картодиаграммы

Картограммы

Способ картограммы используют для показа относительных статистических показателей по единицам административно-территориального деления. Это всегда расчетные показатели: скажем, число детских учреждений на тысячу жителей, энерговооруженность сельского хозяйства в расчете на 100 га обрабатываемых земель, процент лесопокрытой площади по областям и т.п.

Иногда картограммы строят по сетке квадратов, вычисляя такие показатели, как плотность населения, овражность, распаханность и т.п., для каждой ячейки. Это весьма формальный подход. Есть и противоположная тенденция, заключающаяся в том, чтобы максимально снизить формализм картограммы. В этом случае статистические показатели, полученные по административным районам, относят только к ареалам их действительного распространения, например плотность населения показывают только в обжитых районах, исключив болота или высокогорья, а показатели средней урожайности культур дают лишь в пределах контуров обрабатываемых сельскохозяйственных земель. В результате картограмма трансформируется в карту своеобразных количественных ареалов. Такой способ называют уточненной картограммой, или дозиметрическим способом.

Картограмма как правило имеет интервальную шкалу, в которой интенсивность цвета или плотность штриховки закономерно меняются соответственно нарастанию или убыванию значения картографируемого показателя. Иногда картограммы становятся похожи на карты количественного фона с той, однако, Разницей, что количественный фон всегда отнесен к областям естественного районирования, тогда как картограммы — к административным районам или ячейкам геометрической сетки.

Картограмма

Шкалы условных знаков

Шкалы на картах — это графическое изображение последовательности изменения (нарастания или убывания) количественных характеристик объектов, их значимости, интенсивности или плотности.

На картах со значками, локализованными диаграммами и на картодиаграммах используют абсолютные и относительные шкалы значков, устанавливающие их размеры в соответствии с величинами изображаемых объектов (показателей).

В абсолютных шкалах размер значка прямо пропорционален величине изображаемого объекта. Например, если один кружок изображает на карте города с населением 25 тыс. человек, а другой — 200 тыс., то этот значок должен быть в восемь раз больше первого. Это очень наглядно, но неудобно при больших разбросах значений, например значок 4-миллионного города должен быть в 160 раз больше значка 25-тысячного населенного пункта. Такой огромный кружок закроет на карте соседние значки и надписи. Условные шкалы отражают количественные различия в условной соизмеримости: знак крупного города будет намного больше маленького, но все же не в сотни раз.

И абсолютные и условные шкалы значков могут быть непрерывными и ступенчатыми (интервальными).

В непрерывной шкале Размер знака меняется плавно в соответствии с изменением количественного показателя объекта. Ступенчатая шкала дает интервалы, например 10-30, затем 30-100, 100-300 и т.д. При этом ступени могут быть одинаковыми (равномерная, равноинтервалъная шкала) либо разными (неравномерная шкала).

В приведенном примере интервалы различны: 20, 70, 200 — это ступенчатая неравномерная шкала.

Выбор ступеней и самих размеров знаков — сложная задача. Возможны формальные подходы, скажем, применение интервалов в арифметической или геометрической прогрессии либо использование реальных перепадов количественных величин картографируемого явления. В картографии нет жестких правил выбора числа градаций в шкалах. Считается, что читатель карты легко различает шесть-восемь градаций, однако многое зависит от графических особенностей значков, их формы, цвета, соотношения с фоном и т.п., а также от установившихся традиций. Все, что сказано о значках, во многом справедливо для локализованных диаграмм, полос движения, картодиаграмм.