Энциклопедия Кольера - карта

уменьшенное обобщенное изображение поверхности Земли (или ее части) на плоскости. Человек создавал карты с древнейших времен, пытаясь наглядно представить взаимное расположение различных участков суши и морей. Собрание карт, обычно переплетенных вместе, называют атласом (термин введен фламандским картографом эпохи Возрождения Герардом Меркатором). Шар (сфера) с нанесенным на его поверхность картографическим изображением Земли называется глобусом. Это наиболее точное отображение земной поверхности. На всех картах, дающих изображение шара на плоскости, имеются те или иные искажения, устранить которые невозможно. Тем не менее у карт есть определенные преимущества перед глобусом. Например, карта мира позволяет окинуть взглядом всю земную поверхность (т.е. ее изображение), тогда как на глобусе с одной точки видно не более половины земного шара; поэтому карты более удобны при рассмотрении всей поверхности Земли. На карте, кроме того, существенно легче, чем на глобусе, измерять углы и направления. В настоящее время для навигационных целей глобусы используются редко. Изображение на сферической поверхности территорий, по размерам не превышающих субконтинент, не дает практически никаких преимуществ, поэтому и в таких случаях используют карты, а не сегменты глобуса. Более того, карты гораздо проще изготовить, транспортировать и хранить (хотя некоторые из подобных трудностей могут быть преодолены, если пользоваться надувными глобусами).

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КАРТ

При всем поразительном разнообразии существующих карт большинству из них присущи некоторые общие черты. Даже контурные карты, максимально разгруженные для того, чтобы учащиеся могли наносить на них дополнительную информацию по своему выбору, обычно имеют градусную сетку координат, масштаб и элементы основы (например, береговые линии). Кроме того, на карты обычно нанесены надписи и условные знаки, и к ним прилагается легенда. Сетка координат представляет собой систему взаимно пересекающихся линий, обозначающую на карте или поверхности глобуса широту и долготу. Линии, обозначающие широту, проходят в направлении восток запад параллельно экватору (широта которого равна 0В°); широта полюсов считается равной 90В° (северной широты для Северного полюса и южной для Южного). Поскольку эти линии не пересекаются и взаимно параллельны, они также называются параллелями. Из них только экватор представляет собой самый большой круг (ограниченная этой линией плоскость, проходящая через центр Земли, рассекает земной шар пополам). Остальные параллели это окружности, длина которых закономерно убывает с удалением от экватора. Все линии долготы меридианы представляют собой половинки большого круга, сходящиеся у полюсов. Меридианы проходят в направлении север юг, от полюса до полюса; по ним отсчитывается угловое расстояние от начального меридиана, обозначаемого как 0В° долготы, на восток и на запад до 180В° (при этом долготы, которые отсчитываются в восточном направлении, обозначаются буквами "в.д.", а в западном "з.д."). В отличие от экватора, равноудаленного от полюсов на всем протяжении и являющегося в этом смысле "естественной" точкой отсчета при определении широты, начальный меридиан, от которого ведется отсчет долготы, выбирается произвольно. В соответствии с международным соглашением за начало координат (0В° долготы) принят меридиан Гринвичской астрономической обсерватории (сейчас она находится на территории Лондона). Однако до того, как было достигнуто это соглашение, некоторые картографы использовали в качестве начальных меридианы Канарских или Азорских о-вов, Парижа, Филадельфии, Рима, Токио, Пулкова и пр.

КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ СЕТКА большинства карт и глобусов образована линиями долгот меридианами, проходящими в направлении север юг, и параллелями, обозначающими широты и следующими в направлении восток запад. Часто показываются также Северный полярный круг (а), Северный тропик (б), Южный тропик (в) и Южный полярный круг (на рисунке не виден). На поверхности глобуса линии параллелей и меридианов пересекаются под углом 90В°; что касается карт, то на них такое соотношение сохраняется лишь в некоторых случаях. Как на картах, так и на глобусах обычно наносится определенная система меридианов и параллелей (проведенных через 5В°, 10В°, 15В° или 30В°). В дополнение к этому на картах и на глобусах показывают Северный тропик, или тропик Рака (231/2В° с.ш.), Южный тропик, или тропик Козерога (231/2В° ю.ш.), Северный полярный круг (661/2В° с.ш.) и Южный полярный круг (661/2В° ю.ш.). Часто на карты наносится также международная Линия перемены даты, которая в основном совпадает со 180В° долготы. Масштаб карты бывает численным (отношение чисел или дробь, например, 1:25 000 или 1/25000); словесным или линейным (графическим). В приведенном примере единица длины на карте соответствует 25 000 таких единиц на местности. Это же соотношение может быть выражено словами: "1 см равен 250 м" или, еще короче: "в 1 см 250 м". В некоторых странах, традиционно использующих неметрические меры длины (США и др.), масштаб выражается в дюймах, футах и милях, например, 1:63 360 или "в 1 дюйме 1 миля". Линейный масштаб изображается в виде линии с нанесенными через определенные интервалы делениями, против которых обозначены соответствующие им расстояния на земной поверхности. Графическое представление масштаба имеет определенные преимущества перед двумя другими способами его выражения. В частности, если размер карты изменяется при копировании или проекции ее на экран, то только графический масштаб, подвергающийся изменениям вместе со всей картой, остается правильным. Иногда в дополнение к масштабу длин используется также масштаб площадей. На глобусах может использоваться любое из приведенных выше обозначений масштаба.

МАСШТАБ обычно представляется в виде дроби или отношения чисел (а), словесного выражения (б) или графически (в). Во всех трех случаях представлен один и тот же масштаб: 1 см на карте соответствует 1 км на местности.Элементы основы и условные картографические знаки. К элементам географической основы относят изображение береговой линии, водотоков, политических границ и т.д., которые создают основу, на фоне которой показывают пространственное распространение отображаемого явления. При составлении карт используется множество условных знаков, которые подразделяются на несколько категорий: внемасштабные, или точечные, применяемые для изображения "точечных" объектов или таких, масштаб которых не может быть выражен на карте (например, для показа населенных пунктов точки или кружки, размер которых обозначает определенную численность населения); линейные для объектов линейного характера, сохраняющие подобие очертаний объекта (например, изображение постоянного водотока в виде линии, толщина которой увеличивается вниз по течению); площадные, используемые для заполнения площадей объектов, выражающихся в масштабе карты (например, штриховка или заливка цветом для показа распространения лесов). Далее эти три класса знаков могут быть подразделены в соответствии с тем, являются ли представленные ими объекты воображаемыми (например, политические границы) или реальными (дороги); являются ли сами знаки однородными (точки на карте, каждая из которых соответствует определенному числу жителей) или дифференцированно представляющими количественные характеристики объектов (изображение городов с помощью кружков разного размера, соответствующего численности населения); дают ли они качественную характеристику объекта (например, наличие болота) или содержат количественную информацию (например, плотность населения количество человек на единицу площади). Цель легенды информировать читателя о значении использованных условных знаков. В старых картах легенда помещалась в вычурно орнаментированную рамочку в виде свитка, а теперь в строгую прямоугольную рамку. В качестве примера приведена легенда к географическим картам, содержащимся в данной энциклопедии. См. таблицу

Надписи и географические названия на картах. В прошлом все надписи наносились вручную, что придавало индивидуальный характер каждой карте, но сейчас картографы, как правило, выбирают один из стандартных шрифтов, наиболее подходящий к характеру изображаемых объектов. Некоторые типы шрифтов традиционно употребляются для определенных групп объектов, например, реки, озера, моря обычно надписываются курсивом, а элементы рельефа суши обозначаются прямым шрифтом. Размер букв зависит от значительности (или размеров) объекта. Расстояния между буквами и словами в названиях могут варьировать в широких пределах в зависимости от площади или протяженности данного объекта на карте. Шрифтовое оформление карты включает заголовок, в котором находят отражение содержание карты и территория, к которой она относится; для этого используется самый крупный шрифт. Особое место занимают географические названия, отбор и количество которых зависят от назначения карты (например, план города содержит множество названий улиц, а карты растительности лишь немного самых необходимых названий). Принято указывать издающую организацию, год издания, использованные источники. Карта сопровождается легендой, в которой расшифровываются условные обозначения, а иногда и примечаниями. Ориентирование карты по отношению к странам света определяется линиями картографической сетки в пределах рамки карты и представляет собой существенный элемент ее компоновки. В Средние века, как в Европе, так и в арабских странах, карты вычерчивались таким образом, что восток располагался наверху (сам термин "ориентирование" происходит от латинского слова oriens восток). В современных картах север обычно располагается наверху карты, хотя иногда допускаются и отклонения от этого правила. Чтение карты, особенно в полевых условиях, существенно облегчается ее правильным ориентированием относительно объектов и направлений на местности. Для обозначения стран света на карте иногда изображается картушка компаса, но чаще просто стрелка, указывающая на север.

ТИПЫ КАРТ

Карты подразделяются на группы по ряду признаков масштабу, тематике, территориальному охвату, проекции и т.д. Однако любая правильно проведенная классификация должна принимать во внимание по крайней мере два первых признака. В США по масштабу выделяют три группы: крупномасштабные карты (включая топографические), среднемасштабные и мелкомасштабные, или обзорные. 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 мелкои 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.

Мультипликационные и компьютерные карты. Для мультипликационных карт, которые можно проецировать на телеэкран, вводится четвертая координата время, позволяющая проследить динамику картографируемого объекта. 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).

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПРОЕКЦИЙ

Картографическая проекция это способ отображения сферической поверхности земного шара на плоскости. Связанное с этим преобразование изображения неизбежно приводит к искажениям. Тем не менее некоторые характеристики картографической сетки, нанесенной на поверхность глобуса, могут быть сохранены и на карте за счет других характеристик, которые подвергнутся искажению. На глобусе все параллели и меридианы пересекаются под прямыми углами. Проекция, в которой сохраняется это свойство, называется конформной, или равноугольной. В этом случае сохраняется форма площадных объектов, но относительные размеры меняются от места к месту. При другом способе преобразования можно сохранить правильное соотношение площадей (соответствующее исходной поверхности земного шара), но в этих случаях наблюдается искажение углов пересечения меридианов и параллелей; прямые углы сохраняются лишь в ограниченной зоне. Проекции, в которых сохраняется правильное соотношение площадей отдельных ячеек градусной сетки, называются равновеликими; для них характерно большее или меньшее нарушение подобия фигур. Правильная передача конфигурации объектов, как и правильная передача площадей, имеют большое значение, особенно если речь идет о мелкомасштабных обзорных картах. Однако обе эти характеристики не могут быть совмещены на одной и той же карте: не существует проекции, которая была бы одновременно равноугольной и равновеликой. Кроме того, очень важен правильный показ расстояний и направлений. До некоторой степени этого удается достичь при использовании определенных проекций. Картографические проекции можно классифицировать по виду вспомогательной геометрической поверхности, которая может быть использована при ее построении. Возьмем прозрачный глобус с нанесенными на его поверхность линиями меридианов и параллелей и точечный источник света. Мы можем заключить глобус (с источником света, расположенным в центре шара) в цилиндр. При этом градусная сетка спроектируется на поверхность цилиндра, который затем может быть развернут на плоскости. Цилиндр может быть касательным и соприкасаться с глобусом только по одной линии (например, экватора), а может быть секущим. В последнем случае поверхности шара и цилиндра будут совпадать по двум линиям (например, по 45В° с.ш. и по 45В° ю.ш.), и только по этим линиям в данной проекции сохраняется правильный масштаб. При изменении положения источника света по отношению к поверхности шара могут быть получены различные проекции картографической сетки на поверхность цилиндра или другой геометрической фигуры.