Карта

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Июль 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Карта — это символическое изображение отношений, обычно пространственных, между вещами в пространстве . Карта может быть аннотирована текстом и графикой. Как и любая графика, карта может быть закреплена на бумаге или другом прочном носителе или может отображаться на программируемом носителе, таком как экран компьютера. Некоторые карты изменяются интерактивно. Хотя карты обычно используются для изображения географии , они могут представлять любое пространство, реальное или вымышленное. Картографируемый объект может быть двумерным, например, поверхность Земли; трехмерным, например, внутренняя часть Земли; или даже может быть из абстрактного пространства любого измерения.

Карты географической территории имеют очень давнюю традицию и существуют с древних времен. Слово «карта» происходит от средневекового латинского : Mappa mundi , где mappa означало «салфетка» или «ткань», а mundi — «мира». Таким образом, «карта» стала сокращенным термином, обозначающим плоское изображение поверхности Земли.

Карты были одним из важнейших изобретений человека на протяжении тысячелетий, позволяя людям объяснять и ориентироваться в мире. Самые ранние сохранившиеся карты включают в себя наскальные рисунки и гравюры на бивнях и камне. Позже появились обширные карты, созданные в древнем Вавилоне , Греции и Риме , Китае и Индии . В своих простейших формах карты представляют собой двумерные конструкции. Однако со времен классической Греции карты также проецировались на глобусы . Проекция Меркатора , разработанная фламандским географом Герардом Меркатором , широко использовалась в качестве стандарта для двумерных карт мира до конца 20-го века, когда более широко использовались более точные проекции. Меркатор также был первым, кто использовал и популяризировал концепцию атласа : собрания карт.

Картография или картографирование — это наука и практика создания изображений Земли на плоской поверхности ^[2] (см. История картографии ), а тот, кто составляет карты, называется картографом .

Дорожные карты , пожалуй, самые широко используемые карты сегодня. Они являются подмножеством навигационных карт, которые также включают аэронавигационные и морские карты , карты железнодорожных сетей, а также карты для пеших и велосипедных прогулок. С точки зрения количества, наибольшее количество нарисованных листов карт, вероятно, составляют местные обследования, проводимые муниципалитетами , коммунальными службами, налоговыми инспекторами, поставщиками аварийно-спасательных служб и другими местными агентствами. Многие национальные геодезические проекты были выполнены военными, такими как British Ordnance Survey : гражданское правительственное агентство, известное во всем мире своей всесторонне подробной работой.

Информация о местоположении, отображаемая на картах, может включать контурные линии , указывающие постоянные значения высоты , температуры, количества осадков и т. д.

Ориентация карты — это соотношение между направлениями на карте и соответствующими направлениями компаса в реальности. Слово « orient » происходит от латинского oriens , что означает восток. В Средние века многие карты, включая карты T и O , были нарисованы с востоком наверху (это означает, что направление «вверх» на карте соответствует востоку на компасе). Наиболее распространенное картографическое соглашение в настоящее время заключается в том, что север находится вверху карты.

Карты, не ориентированные так, чтобы север был вверху:

• Средневековые европейские карты T и O, такие как Hereford Mappa Mundi, были сосредоточены на Иерусалиме с Востоком наверху. Действительно, до повторного введения Географии Птолемея в Европу около 1400 года на Западе не было единой конвенции. Карты-портоланы , например, ориентированы на берега, которые они описывают.
• Карты городов, граничащих с морем, часто традиционно ориентированы так, чтобы море находилось вверху.
• Карты маршрутов и каналов традиционно ориентированы на дорогу или водный путь, который они описывают.
• Полярные карты Арктики или Антарктики традиционно центрируются на полюсе; направление на север будет к центру карты или от него соответственно. Типичные карты Арктики имеют меридиан 0° в нижней части страницы; карты Антарктики имеют меридиан 0° в верхней части страницы.
• Карты South-up инвертируют соглашение о севере вверху, размещая юг наверху. Древние африканцы, включая Древний Египет, использовали эту ориентацию, как и некоторые карты в Бразилии сегодня. ^[3]
• Карты Dymaxion Бакминстера Фуллера основаны на проекции сферы Земли на икосаэдр . Полученные треугольные части могут быть расположены в любом порядке или ориентации.
• Используя экватор в качестве края, карта мира Готта, Вандербея и Голдберга организована в виде пары дисков, расположенных спина к спине, чтобы свести к минимуму возможные ошибки. ^[4] Они разработаны для печати в виде двухстороннего плоского объекта, который можно было бы легко держать в образовательных целях.

Многие карты нарисованы в масштабе, выраженном в виде отношения , например, 1:10 000, что означает, что 1 единица измерения на карте соответствует 10 000 той же единицы на местности. Указание масштаба может быть точным, когда отображаемый регион достаточно мал, чтобы можно было пренебречь кривизной Земли, например, карта города . Картографирование более крупных регионов, где кривизну нельзя игнорировать, требует проекций для отображения с искривленной поверхности Земли на плоскость. Невозможность сплющивания сферы до плоскости без искажений означает, что карта не может иметь постоянный масштаб. Скорее, на большинстве проекций лучшее, чего можно достичь, — это точный масштаб вдоль одного или двух путей на проекции. Поскольку масштаб везде разный, его можно осмысленно измерить только как точечный масштаб для каждого местоположения. Большинство карт стремятся удерживать изменение точечного масштаба в узких пределах. Хотя указание масштаба является номинальным, оно обычно достаточно точно для большинства целей, если только карта не охватывает большую часть Земли. В масштабе карты мира масштаб как единое число практически бессмыслен на большей части карты. Вместо этого он обычно относится к масштабу вдоль экватора.

Некоторые карты, называемые картограммами , имеют намеренно искаженный масштаб, чтобы отразить информацию, отличную от площади суши или расстояния. Например, эта карта Европы (слева) была искажена, чтобы показать распределение населения, в то время как приблизительная форма континента все еще различима.

Другим примером искаженного масштаба является знаменитая карта лондонского метрополитена . Географическая структура соблюдена, но линии метро (и река Темза ) сглажены, чтобы прояснить взаимосвязи между станциями. Вблизи центра карты станции разнесены дальше, чем вблизи краев карты.

Дальнейшие неточности могут быть преднамеренными. Например, картографы могут просто опускать военные объекты или удалять объекты исключительно для повышения ясности карты. Например, на дорожной карте могут не отображаться железные дороги, небольшие водные пути или другие заметные недорожные объекты, и даже если это так, они могут отображаться менее четко (например, штриховыми или пунктирными линиями/контурами), чем основные дороги. Известная как расхламление, практика делает интересующий пользователя предмет более легким для чтения, обычно без ущерба для общей точности. Карты на основе программного обеспечения часто позволяют пользователю переключать расхламление между ВКЛ, ВЫКЛ и АВТО по мере необходимости. В АВТО степень расхламления регулируется по мере того, как пользователь меняет отображаемый масштаб.

Географические карты используют проекцию для перевода трехмерной реальной поверхности геоида в двухмерную картину. Проекция всегда искажает поверхность. Существует много способов распределения искажения, поэтому существует много проекций карт. Какую проекцию использовать, зависит от цели карты. ^[5]

Различные объекты, показанные на карте, представлены условными знаками или символами. Например, цвета могут использоваться для обозначения классификации дорог. Эти знаки обычно объясняются в легенде карты на полях карты или на отдельно опубликованном листе характеристик. ^[6]

Некоторые картографы предпочитают, чтобы карта покрывала практически весь экран или лист бумаги, не оставляя места «снаружи» карты для информации о карте в целом. Эти картографы обычно помещают такую ​​информацию в иначе «пустую» область «внутри» карты — картуш , легенда карты, заголовок, компасная роза , шкала линейки и т. д. В частности, некоторые карты содержат меньшие карты, вставленные в иначе пустые области карты: например:

• карта в гораздо меньшем масштабе, показывающая весь земной шар и положение основной карты на этом земном шаре, или
• отображение «регионов интереса» (например, городов) в большем масштабе, чтобы показать детали, которые в противном случае не поместились бы, или
• показывая места, которые не помещаются на основной карте, например, Аляску и Гавайи на картах Соединенных Штатов или Шетландские и Оркнейские острова на картах Великобритании.

Разработка и производство карт — это ремесло, которое развивалось на протяжении тысяч лет, от глиняных табличек до географических информационных систем . Как форма дизайна , особенно тесно связанная с графическим дизайном , картографирование включает в себя научные знания о том, как используются карты, интегрированные с принципами художественного выражения, для создания эстетически привлекательного продукта, несет ауру авторитета и функционально служит определенной цели для предполагаемой аудитории.

Проектирование карты включает в себя объединение ряда элементов и принятие большого количества решений. Элементы дизайна делятся на несколько широких тем, каждая из которых имеет свою собственную теорию, свою собственную исследовательскую программу и свои собственные передовые практики. При этом между этими элементами существуют синергетические эффекты, что означает, что общий процесс проектирования — это не просто работа над каждым элементом по отдельности, а итеративный процесс обратной связи для корректировки каждого элемента для достижения желаемого гештальта .

• Проекции карт : Основой карты является плоскость, на которой она лежит (будь то бумага или экран), но проекции необходимы для выравнивания поверхности Земли. Все проекции искажают эту поверхность, но картограф может стратегически мыслить о том, как и где происходит искажение. ^[7]
• Обобщение : Все карты должны быть нарисованы в меньшем масштабе, чем реальность, требуя, чтобы информация, включенная в карту, была очень маленькой выборкой из богатства информации о месте. Обобщение — это процесс корректировки уровня детализации географической информации, чтобы она соответствовала масштабу и цели карты, посредством таких процедур, как отбор, упрощение и классификация.
• Символика : любая карта визуально отображает местоположение и свойства географических объектов с помощью картографических символов — графических изображений, состоящих из нескольких визуальных переменных , таких как размер, форма, цвет и рисунок.
• Композиция: Поскольку все символы собраны вместе, их взаимодействие оказывает большое влияние на чтение карты, например, группирование и визуальная иерархия .
• Типографика или маркировка : Текст на карте выполняет ряд функций, в частности, облегчая распознавание объектов, но для того, чтобы метки были эффективными, их необходимо грамотно оформить и разместить. ^[8]
• Макет : Изображение карты должно быть размещено на странице (будь то бумага, веб-страница или другой носитель) вместе с соответствующими элементами, такими как заголовок, легенда, дополнительные карты, текст, изображения и т. д. Каждый из этих элементов имеет свои собственные дизайнерские соображения, как и их интеграция, которая в значительной степени следует принципам графического дизайна .
• Дизайн, зависящий от типа карты: различные виды карт, особенно тематические карты , имеют свои собственные требования к дизайну и передовой опыт.

Карты мира или больших территорий часто бывают либо «политическими», либо «физическими». Самая важная цель политической карты — показать территориальные границы ; цель физической карты — показать особенности географии, такие как горы, тип почвы или землепользование, включая инфраструктуру, такую ​​как дороги, железные дороги и здания. Топографические карты показывают высоты и рельеф с помощью контурных линий или штриховки. Геологические карты показывают не только физическую поверхность, но и характеристики подстилающей породы, линий разломов и подземных структур.

С последней четверти 20-го века незаменимым инструментом картографа стал компьютер. Большая часть картографии, особенно на уровне сбора данных , была включена в географические информационные системы (ГИС). Функциональность карт значительно улучшилась благодаря технологиям, упрощающим наложение пространственно расположенных переменных на существующие географические карты. Интеграция локальной информации, такой как уровень осадков, распределение диких животных или демографические данные, в карту позволяет проводить более эффективный анализ и принимать более обоснованные решения. В доэлектронную эпоху такое наложение данных привело доктора Джона Сноу к определению места вспышки холеры . Сегодня оно используется агентствами по всему миру, такими разными, как специалисты по охране дикой природы и военные.

Даже когда ГИС не задействована, большинство картографов сегодня используют различные программы компьютерной графики для создания новых карт.

Интерактивные компьютерные карты доступны в продаже, позволяя пользователям увеличивать или уменьшать масштаб (соответственно, увеличивать или уменьшать масштаб), иногда заменяя одну карту другой другого масштаба, центрированной, где это возможно, на той же точке. Автомобильные глобальные навигационные спутниковые системы представляют собой компьютерные карты с возможностями планирования маршрута и советов, которые отслеживают местоположение пользователя с помощью спутников. С точки зрения компьютерного ученого, увеличение масштаба влечет за собой одно или несколько из следующего:

1. замена карты на более подробную
2. увеличение той же карты без увеличения пикселей , что позволяет показать больше деталей, удалив меньше информации по сравнению с менее подробной версией
3. увеличение той же карты с увеличенными пикселями (замененными прямоугольниками пикселей); никаких дополнительных деталей не отображается, но, в зависимости от зрения пользователя, возможно, можно увидеть больше деталей. Если дисплей компьютера не показывает соседние пиксели на самом деле отдельно, а вместо этого перекрывающимися (это не относится к ЖК-дисплеям , но может относиться к электронно-лучевой трубке ), то замена пикселя прямоугольником пикселей действительно показывает больше деталей. Разновидностью этого метода является интерполяция .

Например:

• Обычно (2) применяется к файлу формата Portable Document Format (PDF) или другому формату на основе векторной графики . Увеличение детализации ограничивается информацией, содержащейся в файле: увеличение кривой может в конечном итоге привести к серии стандартных геометрических фигур, таких как прямые линии, дуги окружностей или сплайны .
• (2) может применяться к тексту и (3) к контуру объекта карты, например леса или здания.
• (1) может применяться к тексту по мере необходимости (отображение меток для большего количества функций), в то время как (2) применяется к остальной части изображения. Текст не обязательно увеличивается при увеличении масштаба. Аналогично, дорога, представленная двойной линией, может стать шире или не стать шире при увеличении масштаба.
• Карта также может иметь слои, которые частично являются растровой графикой , а частично векторной графикой . Для одного растрового графического изображения (2) применяется до тех пор, пока пиксели в файле изображения не будут соответствовать пикселям дисплея, после этого применяется (3).

Карты, отражающие территориальное распределение климатических условий на основе результатов многолетних наблюдений, называются климатическими картами . ^[9] Эти карты могут составляться как для отдельных климатических характеристик (температура, осадки, влажность), так и для их сочетаний на поверхности земли и в верхних слоях атмосферы. Климатические карты показывают климатические характеристики на большой территории и позволяют сравнивать значения климатических характеристик в разных частях региона. При построении карты можно использовать пространственную интерполяцию для синтеза значений там, где нет измерений, в предположении, что условия изменяются плавно.

Климатические карты обычно относятся к отдельным месяцам и году в целом, иногда к четырем сезонам, к вегетационному периоду и т. д. На картах, составленных по наблюдениям наземных метеорологических станций, атмосферное давление пересчитывается на уровень моря. Карты температуры воздуха составляются как по фактическим значениям, наблюдаемым на поверхности Земли, так и по значениям, пересчитанным на уровень моря. Поле давления в свободной атмосфере изображается либо картами распределения давления на различных стандартных высотах, например, через каждый километр над уровнем моря, либо картами барической топографии, на которых нанесены высоты (точнее геопотенциалы) главных изобарических поверхностей (например, 900, 800 и 700 миллибар), отсчитанные от уровня моря. Температура, влажность и ветер на аэроклиматических картах могут относиться как к стандартным высотам, так и к главным изобарическим поверхностям.

На картах климатических характеристик, таких как средние многолетние значения (атмосферного давления, температуры, влажности, суммы осадков и т. п.), проводят изолинии, соединяющие точки с равными значениями рассматриваемой характеристики, например, изобары для давления, изотермы для температуры, изогиеты для осадков. На картах амплитуд проводят изоамплитуды (например, годовые амплитуды температуры воздуха, т. е. разности между средними температурами самого теплого и самого холодного месяца). На картах аномалий (например, отклонения средней температуры каждого места от средней температуры всей широтной зоны) проводят изаномалы. На картах повторяемости проводят изолинии, показывающие повторяемость того или иного явления (например, годовое число дней с грозой или снежным покровом). На картах наносят изохроны, показывающие даты наступления того или иного явления (например, первых заморозков, появления или исчезновения снежного покрова) или даты определенного значения метеорологического элемента в течение года (например, перехода среднесуточной температуры воздуха через ноль). На ветровых картах наносят изолинии среднего числового значения скорости ветра или изотахи; равнодействующие ветра и направления господствующих ветров указываются стрелками разной длины или стрелками с разными факелами; часто проводят линии тока. Карты зональной и меридиональной составляющих ветра часто составляют для свободной атмосферы. На климатических картах обычно совмещают атмосферное давление и ветер. На климатических картах наносят также розы ветров, кривые распределения других метеорологических элементов, диаграммы годового хода элементов на отдельных станциях и т. п.

Особый вид климатических карт представляют собой карты климатического районирования, то есть деления земной поверхности на климатические пояса и области в соответствии с той или иной классификацией климатов.

Климатические карты часто включаются в климатические атласы различных географических областей (земного шара, полушарий, континентов, стран, океанов) или включаются в комплексные атласы. Помимо общеклиматических карт, большую практическую ценность имеют прикладные климатические карты и атласы. Наиболее многочисленны аэроклиматические карты, аэроклиматические атласы и агроклиматические карты.

Существуют карты Солнечной системы и других космологических объектов, таких как карты звездного неба . Кроме того, карты других тел, таких как Луна и другие планеты, технически не являются географическими картами. Карты этажей также являются пространственными, но не обязательно геопространственными.

Диаграммы, такие как схематические диаграммы и диаграммы Ганта и древовидные карты, отображают логические связи между элементами, а не географические связи. Топологические по своей природе, только связность имеет значение. Карта лондонского метрополитена и аналогичные карты метро по всему миру являются распространенным примером таких карт.

Карты общего назначения предоставляют много типов информации на одной карте. Большинство карт-атласов, настенных карт и дорожных карт попадают в эту категорию. Ниже приведены некоторые объекты, которые могут быть показаны на картах общего назначения: водоемы, дороги, железнодорожные линии, парки, возвышенности, города, политические границы, широта и долгота, национальные и провинциальные парки. Эти карты дают общее представление о местоположении и особенностях местности. Читатель может получить представление о типе ландшафта, местоположении городских мест и местоположении основных транспортных путей одновременно.

Польскому генералу Станиславу Мачеку однажды показали впечатляющую карту суши и воды в Нидерландах, демонстрирующую работу водных путей (которые были препятствием для продвижения польских войск в 1944 году). Это вдохновило Мачека и его товарищей на создание Большой польской карты Шотландии как 70-тонного постоянного трехмерного напоминания о гостеприимстве Шотландии по отношению к его соотечественникам. В 1974 году береговая линия и рельеф Шотландии были намечены Казимежем Трафасом, польским студентом-географом-планировщиком, на основе существующих листов карты Варфоломея Полудюймового. Была создана инженерная инфраструктура, чтобы окружить ее морем воды, и по просьбе генерала некоторые из главных рек были даже организованы так, чтобы они вытекали из истоков, закачиваемых в горы. Карта была закончена в 1979 году, но ее пришлось реставрировать между 2013 и 2017 годами. ^[10]

Рельефная карта Британской Колумбии Челленджера — это топографическая карта провинции, созданная вручную, размером 80 на 76 футов. Созданная Джорджем Челленджером и его семьей с 1947 по 1954 год, она отображает все горы, озера, реки и долины Британской Колумбии в точных масштабных топографических деталях. Находясь в павильоне Британской Колумбии на Тихоокеанской национальной выставке (PNE) в Ванкувере с 1954 по 1997 год, ее увидели миллионы посетителей. Книга рекордов Гиннесса называет Карту Челленджера крупнейшей в мире в своем роде. Карта в целом занимает площадь 6080 квадратных футов (1850 квадратных метров). Она была разобрана в 1997 году; существует проект по ее восстановлению на новом месте. ^[11]

Рельефная карта Гватемалы была создана Франсиско Велой в 1905 году и до сих пор существует. Эта карта (горизонтальный масштаб 1:10 000; вертикальный масштаб 1:2 000) имеет площадь 1800 м ² и была создана для обучения детей ландшафту их страны. ^[12]

Некоторые страны требовали, чтобы все опубликованные карты представляли их национальные претензии относительно пограничных споров . Например:

• На территории России Google Maps показывает Крым как часть России. ^[13]
• И Республика Индия, и Китайская Народная Республика требуют, чтобы на всех картах территории, являющиеся предметом китайско-индийского пограничного спора, были показаны в их пользу. ^[14]
• В 2010 году Китайская Народная Республика начала требовать, чтобы все онлайн-карты, предоставляемые из Китая, размещались там, что сделало их объектом китайского законодательства . ^[15]
• В 2017 году Турция запретила термины « Курдистан » и «курдские регионы». В 2018 году правительство удалило из Google Maps созданную пользователями карту Курдистана, которую посчитало «террористической пропагандой». ^[16]
• В Пакистане Закон о геодезии и картографии (поправка) 2020 года сделал печать, демонстрацию или использование любой неофициальной или «неправильной» карты Пакистана преступлением, наказуемым 5 годами тюремного заключения и штрафом в 5 миллионов рупий . В нем утверждается, что Индия незаконно оккупирует часть пакистанской территории вдоль северной границы Индии и Пакистана . ^[17]

• Дэвид Бюссерет, ред., Монархи, министры и карты: возникновение картографии как инструмента управления в Европе раннего Нового времени. Чикаго: Издательство Чикагского университета, 1992, ISBN 0-226-07987-2 
• Денис Э. Косгроув (ред.) Картографии . Книги реакции, ISBN 1999 г. 1-86189-021-4 
• Фримен, Герберт, Автоматизированное картографическое размещение текста. Белая книга.
• Ан, Дж. и Фримен, Х., «Программа для автоматического размещения имен», Труды AUTO-CARTO 6, Оттава, 1983. 444–455.
• Фримен, Х., «Размещение имени компьютера», гл. 29, в Географических информационных системах, 1, DJ Maguire, MF Goodchild и DW Rhind, John Wiley, Нью-Йорк, 1991, 449–460.
• Марк Монмонье, Как лгать с помощью карт , ISBN 0-226-53421-9 
• О'Коннор, Дж. Дж. и Э. Ф. Робертсон, История картографии . Шотландия: Университет Сент-Эндрюс, 2002.

• Международная картографическая ассоциация (ICA), всемирная организация профессионалов в области картографии и геоинформатики
• География и карты. Иллюстрированное руководство, составленное сотрудниками Библиотеки Конгресса США .
• Проект «История картографии» в Университете Висконсина — комплексный исследовательский проект в области истории карт и картографии.