Картоведение - Салищев. Картоведение вводный и вместе с тем профилирующий курс для студентов, специализирующихся по картографии. В нем излагаются теоретические основы картографической науки
 Скачать 41.52 Mb.
|
|
§ 7.5 Типы географических карт Наряду с видами карт, т. е. их группировкой по тематике, надо учитывать и типы карт: по широте темы, методам научного исследования картографируемых явлений, степени обобщения, объективности и практической направленности картографической информации. Карты одного и того же вида могут ограничиваться показом отдельных сторон явления либо содержать его полную характеристику. В качестве примера назовем карты отдельных метеорологических элементов: температуры, осадков и т. д. и карту климата, учитывающую совокупность основных метеорологических элементов, или карты отдельных отраслей промышленности и промышленности в целом. Карты узкой тематики принято называть частными или отраслевыми (например, частными климатическими картами), а карты, дающие полную характеристику явления, - общими (например, общими климатическими картами). Термин «отраслевая карта» чаще применяют к социально-экономическим картам отдельных отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, обслуживания и т. д. Понятие широты темы и, следовательно, отнесение карты к частным или общим является относительным. Карта земледелия, или, что еще уже, карты отдельных технических культур являются отраслевыми по отношению к карте сельского хозяйства, но последняя может рассматриваться как отраслевая по отношению к карте народного хозяйства в целом. В зависимости от метода научного исследования картографируемых явлений различают карты аналитические и синтетические. Аналитические карты показывают отдельные стороны или свойства явлений (процессов) отвлеченно от целого, вне связей с другими сторонами или свойствами этих явлений. Таковы карты температур воздуха, ветров, осадков или высотных зон, крутизны, расчлененности, воспроизводящие изолированно некоторые черты климата, рельефа и т. п. Иногда аналитические карты совмещают две-три взаимосвязанные стороны явления (например, давление и ветры), образуя переход к комплексным картам (о них ниже). Напротив, синтетические карты дают целостное представление о картографируемых явлениях, их интегральные характеристики, учитывающие компоненты, свойства, внутренние и внешние связи, присущие этим явлениям, но без их конкретного, аналитического показа на карте. Таковы ландшафтные карты, карты климатического районирования, на которых выделяются климатические области по совокупности ряда показателей (температура, осадки, их годовой ход и др.), карты синтетической характеристики видов экономического использования территорий (в сельском и лесном хозяйстве, промышленности, рекреации и т. д.) и др. Они формируют принципиально новые характеристики и знания, которых нет в исходных аналитических картах (или других синтезируемых источниках). Синтетические карты весьма разнообразны. Прежде всего они различаются по широте предметного синтеза, который может быть ограничен одним явлением, например климатом, либо распространяться на совокупность взаимосвязанных явлений, например климат, рельеф, почвы, растительность и др., на карте природного районирования территории. Этот пример иллюстрирует системную суть синтеза, новые ступени которого используют предыдущие элементы. Получают распространение карты с несколькими синтетическими показателями, например общеэкономические карты, сочетающие синтетические характеристики экономического использования территории и функциональные типологические характеристики экономических пунктов и узлов. Синтез может распространяться также на разнородные явления для учета их совместного влияния на районирование территории в конкретных целях, например по ее благоприятности для развития определенной отрасли производства, что зависит от природных условий и естественных богатств, трудовых ресурсов, состояния инфраструктуры и т. д. В синтетических картах можно наблюдать также различия по способу выполнения синтеза. Часто синтетические карты создаются в результате обобщения ряда аналитических карт посредством сводки (действительной или мысленной), сопоставления, совместного истолкования и интерпретации их содержания. Например, упомянутые выше аналитические карты некоторых свойств климата и рельефа могут послужить вместе с аналитическими картами других компонентов окружающей среды источниками для создания карты общей оценки природных условий по их благоприятности для жизни населения, оценки, объединяющей в одной характеристике влияние совокупности природных факторов, воздействующих на режим труда и здоровье населения. Возможности этого способа разработки синтетических карт расширяются при использовании электронно-вычислительной техники, позволяющей вовлекать в синтез любое целесообразное количество показателей, обрабатываемых преимущественно методами математической статистики. Вместе с тем имеются синтетические карты, которые лишь закрепляют результаты пространственного синтеза, получаемого иными способами, например при полевом ландшафтном картографировании. Для развития системного картографирования важен взгляд на картографируемые явления, как территориальные системы, что облегчает отображение закономерностей их размещения, структуры и динамики. При этом синтетические карты могут выявлять свойства и закономерности систем, которые нельзя усмотреть на аналитических картах их элементов даже при их суммативном, комплексном воспроизведении. Особую категорию составляют комплексные карты, показывающие совместно несколько свойств явления или несколько взаимосвязанных явлений, но раздельно, каждое в своих показателях. Это, так сказать, многоотраслевые карты. К ним принадлежат, например, синоптические карты, фиксирующие вместе, но в особых показателях все основные метеорологические элементы - давление, температуру, направление и скорость ветра, облачность, осадки и фронты, - характеризующие в некоторый момент времени погоду на больших пространствах Земли. Топографические карты, дающие раздельное изображение взаимосвязанных элементов местности, также относятся к типу комплексных карт. На многих картах употребляют одновременно аналитические и синтетические показатели. Например, на экономических картах для. промышленности часто используют аналитический, а для сельского хозяйства - синтетический приемы картографирования. Вместе с тем они иногда дополняют друг друга при изображении одного явления. Синтетическая карта может стать убедительнее при включении в нее некоторых аналитических показателей, использованных для синтеза, суть которого поясняется только в легенде. Таково, например, обогащение синтетической карты климатического районирования основными хметеорологическими характеристиками (На картах для вузов «Климатические пояса и области мира» (1984) для этого использованы: 1) средние температуры воздуха наиболее холодного месяца года, особенности годового хода осадков и некоторые другие показатели, указанные для ряда типичных пунктов; 2) преобладающие направления ветра в январе и июле и его повторяемость; 3) холодные и теплые морские течения.). Равным образом бывает эффективным дополнение аналитических карт синтетическим фоном, позволяющим уяснить закономерности или особенности размещения явлений, картографируемых аналитическими средствами. Пример - аналитическая карта рудных месторождений, показанных на фоне метал-логенических формаций. Разумеется, комплексирование синтетического и аналитического содержания целесообразно в той мере, которая не вредит читаемости карт из-за их перегрузки. Для понимания комплексных и синтетических характеристик существенно, что комплексные карты отображают раздельно некоторую совокупность взаимосвязанных элементов системы, а синтетические карты дают ее целостное пространственное отображение. Различия карт по степени обобщения информации, естественные на одноименных картах уменьшающихся масштабов, могут отчетливо проявляться и при неизменном масштабе. Хорошие иллюстрации легко найти среди аналитических карт температур, атмосферного давления и других метеорологических элементов. Некоторые из них, составляемые на определенные моменты времени по наблюдениям метеорологических станций, используют необобщенные данные. На других картах употребляют сильно обобщенные показатели, например средние месячные или даже средние годовые температуры, вычисленные по многолетним данным. Степень абстракции (степень генерализации) определяется прежде всего назначением карты. Если для краткосрочных прогнозов погоды необходимы карты конкретных значений метеорологических элементов для нескольких сроков наблюдений за каждые сутки, то для выяснения устойчивых климатических закономерностей пользуются средними многолетними данными по месяцам, сезонам и даже за год. Обращаясь к подразделению карт по степени объективности (достоверности) информации, прежде всего следует выделить документальные карты, показывающие реальные явления (факты, процессы) в результате непосредственного обследования картографируемых явлений в натуре, например в виде переписей населения, промышленности, сельского хозяйства и т. д. К исследованиям, проводимым для создания документальных карт, относятся всевозможные съемки - топографические, гидрографические, геологические и др. Документальные карты, содержащие объективные данные о местности, природных условиях, социально-экономических явлениях, способны отображать реальный мир с необходимой подробностью и точностью, например ограничивать погрешности в передаче высот рельефа наперед заданной величиной. Они заключают в себе определенный объем знаний и могут служить для получения новых знаний. С этой целью такие карты нередко подвергают переработке (см. § 1.1.3), при которой возможно сохранить у производных карт свойство документальности (например, в результате переработки горизонталей в изолинии крутизны скатов). Вместе с тем имеется много карт: производных и оригинальных, которые содержат выводы и умозаключения, основанные не только на фактическом материале, но и на представлениях автора карты о существе картографируемых явлений, их связей и взаимодействий. Таковы, например, синтетические карты климатического районирования, которые могут давать различную картину (более близкую или далекую от действительности) в зависимости от выбора показателей для синтеза, лучше или слабее отражающих основные свойства и структуру синтезируемого явления. Естественно, что достоверность «карт-выводов» во многом зависит от понимания автором существа картографируемых явлений, от правильности его идей, суждений и логического мышления. Именно поэтому картографу необходима серьезная научная подготовка, основанная на диалектико-материалистическом понимании мира. В частности, эта предпосылка оказывает решающее влияние на качество гипотетических карт, составляемых по недостаточному фактическому материалу на основе предположений о закономерностях размещения и взаимосвязей явлений. Например, гипотетический характер имела первоначальная карта хребта Черского после его открытия (1926), составленная автором данной книги на основе немногих маршрутных съемок (Другой, уже современный пример - упомянутая ранее (§ 3.4) «Карта современных вертикальных движений земной коры Восточной Европы» с гипотетическими изолиниями скоростей движения в недостаточно изученных районах.). Накопление новых данных позволяет производить проверку и уточнение ранее составленных гипотетических карт. К этим картам близки по идее прогнозные карты (о них ниже). На отрицательном полюсе оценки карт по объективности находятся тенденциозные карты, т. е. пристрастные, подчиненные предвзятой мысли, и фальсифицированные карты, включающие в свое содержание заведомо искаженные элементы. Например, тенденциозность может проявляться в неправильном показе государственных границ, отражающем не договоры или существующую реальность, а односторонние политические притязания страны. К тенденциозным принадлежат так называемые геополитические карты, извращенно интерпретирующие данные физической и экономической географии для обоснования агрессивной политики империалистических государств. К фальсификации карт прибегают в военных целях; она тщательно маскируется. Отметим также вымышленные карты, относящиеся к событиям легендарным (например, карта путешествий апостола Павла) или мнимым (например, карта маршрута мнимого достижения Северного полюса Ф. Куком в 1908 г.). К вымышленным принадлежат также придуманные карты, изредка встречающиеся в беллетристических произведениях, преимущественно в приключенческой литературе. Практическая направленность географических карт в наиболее общей форме учитывается при классификации карт по их назначению (см. § 7.4), выделяющей специальные карты для удовлетворения конкретных нужд практики. При этом целесообразно различать карты также по особенностям и степени их практической специализации, выделяя инвентаризационные, оценочные, рекомендательные, прогнозные и некоторые другие разновидности карт. Инвентаризационные карты показывают наличие, локализацию и состояние каких-либо географических явлений, природных, трудовых и производственных ресурсов, отображаемых в классификациях и показателях, принятых в соответствующей отрасли практики или отвечающих ее требованиям (например, на картах крутизны скатов в шкалах, отвечающих требованиям полеводства, автодорожного строительства и т. д.). Оценочные карты характеризуют природные условия и ресурсы по их пригодности (сложности) для конкретных видов хозяйственно-производственной деятельности (например, для мелиорации земель, строительства дорог и трубопроводов и т. д.), по благоприятности для жизни людей, либо по степени экономической эффективности возможного использования ресурсов (например, при строительстве гидроэнергетических станций). Рекомендательные карты, как развитие оценочных карт, определяют размещение мер, предлагаемых для охраны и улучшения природных условий и целесообразного использования ресурсов. Их главная цель - обеспечение рационального природопользования с учетом географических особенностей территории (пример - карты кормовых угодий с рекомендациями по их улучшению, сезонам использования теми или иными видами скота). Прогнозные карты имеют целью научное предвидение явлений, еще не существующих или неизвестных (см. § 11.8). Они могут намечать развитие процессов во времени (например, будущую синоптическую ситуацию) или предугадывать наличие или состояние явлений в пространстве, т. е. предвидеть еще неизвестные факты или некоторые свойства явлений (например, месторождения полезных ископаемых, лавиноопасные районы и др.). Особо актуальны прогнозные карты, показывающие будущее состояние или ход природных явлений, например процессов эрозии, в результате деятельности людей. Заметим, что оценки и рекомендации всегда предполагают предвидение изменений картографируемых явлений в результате их развития или использования, что ставит в один ряд оценочные, рекомендательные и прогнозные карты. § 7.6 Географические атласы. Их определение и классификация Географическим атласом называют систематическое собрание географических карт, выполненное по общей программе как целостное произведение. Атлас не просто набор различных географических карт, не механическое их объединение в виде книги или альбома; он включает в себя систему карт, органически увязанных, между собой и друг друга дополняющих, систему, обусловленную назначением атласа и особенностями его использования. Часто карты атласа заключаются в общий переплет, но это не является органическим признаком атласа. Ради удобства пользования отдельными картами некоторые атласы выпускаются разборными - их листы заключаются в общую папку с клапанами или футляр-коробку. Иногда карты атласа издаются и выходят в свет постепенно, отдельными выпусками. Родоначальником современного атласа считают собрание географических карт древнегреческого ученого Клавдия Птолемея (II в. н. э., см. § 12.4). Географические атласы получили широкое распространение с конца XV в., после того как Великие географические открытия расширили представление о Земле, а колониальные захваты, расцвет торговли и мореплавания вызвали огромный спрос на географические карты. Название «атлас» было использовано впервые для собрания карт Меркатором (1595) в честь Атласа - мифического короля Ливии, по легенде впервые изготовившего небесный глобус. Заметим, что в XIX в. термин «атлас» был распространен и на другие сборники взаимосвязанных, единообразно оформленных графических листов - атласы облаков, растений, анатомические и др. В наше время ежегодно выходят в свет тысячи новых атласов, разнообразных по территориальному охвату, тематике, назначению и объему. Их классификация в общем строится соответственно классификации географических карт. По территории, отображаемой на картах атласа, различают: атласы мира (или всемирные атласы), охватывающие весь земной шар (например, БСАМ); атласы отдельных континентов или их крупных частей (например, Атлас Антарктики, Атлас стран СЭВ, Атлас Дунайских стран); атласы отдельных государств (СССР, США, Франции и т. п.); региональные атласы - частей государств, отдельных областей, провинций и районов (например, Атлас Ленинградской области, Атлас Нормандии и т. п.); атласы городов (например, Атлас Парижа и парижского района). Аналогичное подразделение используется для атласов акваторий - океанов и их крупных частей, морей, проливов, крупных озер и т. д. По тематике выделяют атласы: общегеографические, состоящие в основном из общегеографических карт (например, советский Атлас мира, 1967); нередко эти атласы пополняются небольшим количеством тематических карт, что в целом не изменяет тип атласа; для небольших стран они приобретают характер топографических атласов; физико-географические, отображающие природные явления: узкоотраслевые, содержащие однотипные карты (например, Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР (1976), почвенные атласы отдельных округов США); комплексные отраслевые, содержащие различные, но взаимодополняющие карты какого-либо природного явления (например, Климатический атлас СССР, т. 1, 1960; т. 2, 1963, с картами отдельных метеорологических элементов); комплексные, показывающие ряд взаимосвязанных природных явлений (например, советский Морской атлас, т. 2, характеризующий климат и океанографию Мирового океана) или дающие разностороннюю характеристику природы (например, советский Физико-географический атлас мира, 1964); социально-экономические с подразделением, аналогичным указанному для физико-географических атласов (например, узкоотраслевой - Атлас автомобильных дорог СССР, комплексный отраслевой - Атлас сельского хозяйства СССР, комплексный - Атлас развития хозяйства и культуры СССР); общие комплексные, включающие карты по физической, экономической и политической географии и дающие многостороннюю характеристику картографируемой территории (например, национальные атласы различных стран, см. § 8.10). Часто применяют термин «тематические атласы», относя его к отраслевым природным и социально-экономическим атласам. Двухступенчатое сочетание территориальной и тематической классификаций образует группировку атласов по содержанию. Атласы классифицируют также по назначению для определенного круга потребителей - учебные, краеведческие, туристские, дорожные, пропагандистские и т. п. Другой аспект этой классификации - подразделение атласов на научно-справочные, содержащие возможно полную и научно обоснованную характеристику картографируемых явлений, и популярные, рассчитанные на массового читателя. Наконец, различают атласы по формату: большие или настольные, средние, малые, а среди последних также карманные. § 7.7 Особенности атласов как целостных произведений Для качества любого географического атласа особенно важна его-целостность, определяемая полнотой и внутренним единством атласа. Атлас полон, когда в нем находят необходимое и достаточное освещение все вопросы и все темы, вытекающие из назначения и замысла атласа. Если взять для примера Физико-географический атлас мира, то с этой точки зрения он должен, во-первых, содержать карты всей планеты, во-вторых, характеризовать все основные компоненты географической среды. Стремление к увеличению количества тем ради полноты атласа влечет за собой рост числа карт либо при заданном объеме атласа диктует уменьшение масштаба карт. Между тем карты отдельных стран и некоторые темы могут требовать крупных масштабов. Выход из этого противоречия находят в строгом отборе действительно необходимых тем и в устранении малозначимых, в целесообразном объединении тем на одной карте, в выборе минимальных и вместе с тем достаточных масштабов, в исключении необоснованных перекрытий (повторных изображений одной и той же территории на разных листах) и т. п. Внутреннее единство атласа подразумевает взаимодополняемость, согласованность и удобство сопоставления входящих в него карт; эта обеспечивают: целесообразный выбор и ограничение числа используемых проекций и масштабов (удобно, когда последние находятся между собой в простых соотношениях, например кратны друг другу); общность географических основ родственных карт; согласованность легенд различных карт в отношении показателей и детальности; единство установок генерализации; взаимосвязанность способов изображения и системы картографических знаков, расцветок и шрифтов; приуроченность содержания к определенной дате (или датам и периодам времени); целесообразное размещение (логическая последовательность расположения) тем и карт и, конечно, учет в процессе создания атласа взаимосвязей между явлениями, изображаемыми на разных картах атласа. Требование единого и общего подхода к содержанию и оформлению всех карт атласа приводит к противоречиям между интересами атласа в целом и интересами его отдельных карт, наилучшим образом удовлетворяемыми при учете особенностей конкретной карты и специфики изображаемой на карте территории. Поясним эту мысль несколькими примерами. Для удобства сравнения желателен единый масштаб сходных карт атласа (например, обзорных карт отдельных государств или провинций) ; между тем отдельные карты, более сложные по содержанию, нуждаются в более крупном масштабе или, наоборот, при малом или простом содержании могут быть удовлетворены масштабом относительно мелким. Поэтому было бы неразумным строить в едином масштабе сходные карты различных государств, что приводило бы к перегрузке одних карт и пустоте других; но, отказываясь от одного масштаба, ограничивают их число и приводят масштабы в простые между собой отношения, лучше кратные. Сопоставление рельефа на разных картах атласа максимально облегчается при использовании одного способа изображения, например гипсометрического с единой шкалой сечения рельефа, хотя наилучшая передача рельефа отдельных стран требует разработки и применения на соответствующих картах самостоятельных шкал и т. п. Практически при изображении рельефа на картах разных масштабов используют ряд шкал, производных друг от друга, неодинаковых по своей детальности, но построенных так, что детальная шкала карт крупных масштабов сохраняет все изогипсы обобщенных шкал и согласуется с ними в расцветке высотных ступеней. Такой прием не препятствует сравнению рельефа на разномасштабных картах и даже допустим на картах одного масштаба, изображающих рельеф различного характера и сложности. Назначение атласа определяет его основные установки: содержание, т. е. круг сообщаемых атласом сведений и, следовательно, тематику карт; структуру - строение разделов атласа и последовательность размещения карт; объем атласа - его формат и количество листов. Например, в советских учебных географических атласах для средней школы содержание соответствует учебным программам по географии, согласовано с учебниками и заключает сведения, обязательные для изучения школьниками, плюс некоторые ограниченные дополнения, полезные для углубленной работы над картой; структура атласа отражает последовательность изложения материала в учебнике и в младших классах облегчает постепенную подготовку школьников к сознательному чтению карт; наконец, формат атласа удобен для работы на школьной парте, а стоимость атласа невелика. Содержание, структура и объем атласов так же разнообразны, как разнообразно их назначение. Если, например, содержание учебного атласа должно быть строго ограниченным, то ценность справочного атласа возрастает соответственно количеству сообщаемых им сведений. Атласы предоставляют наибольшие возможности для системного картографирования территориальных комплексов. С этой целью в атласы включают карты отдельных элементов геосистемы, их взаимосвязей и динамики, а также интегральные карты системы и ее основных подразделений, широко используя многообразие аналитических, синтетических и комплексных способов картографирования. Ранее атласы издавались переплетенными в виде альбомов, но с 30-х годов текущего столетия стали появляться атласы в разборных переплетах, а затем и в футлярах с несброшюрованными листами. Большие атласы нередко публикуются постепенно, отдельными выпусками или даже отдельными листами, что облегчает распространение атласа и пользование крупноформатными картами, но осложняет хранение; кроме того, составление карт с содержанием, относящимся к разным датам, может наносить ущерб единству атласа. Многие атласы, преимущественно тематические и комплексные, включают тексты, таблицы и справочно-статистические сведения. Тексты могут содержать методические пояснения к картам (принципы построения легенды, описание источников и методов составления, достоверность карты и т. д.), облегчающие практическое пользование картами, и краткие географические описания изображенных явлений, поясняющие карты и, главное, дополняющие их отсутствующими данными, особенно о взаимосвязях и динамике явлений (что иногда позволяет сокращать в атласе число аналитических карт). Разумеется, тексты должны быть органически связаны с картами в результате использования общих источников, классификаций и показателей, а также посредством ссылок на карты, т. е. привязки к карте сообщаемых в тексте сведений (подробнее см. § 8.11). Вместе с тем получают распространение атласы-альбомы преимущественно научно-популярного характера, в которых равноправно сочетаются карты, тексты (включая статистику), фотоиллюстрации и разного рода графики. Для облегчения нахождения необходимых объектов атласы сопровождаются указателями названий (см. § 5.4). § 7.8 Фотокарты. Оптическая генерализация Уже более полувека топографические карты создаются по материалам аэрофотосъемки. Ее непосредственный продукт - аэрофотоснимки, трансформированные в плановые изображения и смонтированные в рамках топографических карт, называют фотопланами. Они не дают четкого зрительного представления о рельефе, не позволяют его непосредственного измерения, нуждаются в дешифрировании, наконец, лишены названий и пояснительных подписей, что предопределяет целесообразность преобразования фотопланов в топографические карты. Но этот процесс влечет утрату фотоизображения и частичную потерю информации, полезной для ориентирования на местности и выполнения различных исследовательских и проектно-изыскательских работ. Поэтому при использовании топографических карт нередко прибегают к дополнительному анализу аэроснимков. Однако можно иметь их совмещение в виде фототопокарт, на которых во избежание перегрузки содержание топографических карт воспроизводится частично; в первую очередь сохраняют штриховой рисунок рельефа, основные линейные объекты, иногда контуры и некоторые надписи. Большой отбор безболезнен, когда фотокарты выпускаются в комплекте со стандартными топографическими картами. Сравнительно узкая область применения фототопокарт определяет их ограниченное распространение. Немногочисленны и крупномасштабные тематические фотокарты; их пример - почвенные фотокарты США масштаба 1 : 20 000, на которых фотоизображение местности дополнено контурами почвенных выделов, обозначаемых буквенно-цифровыми индексами. Проникновение человека в космос обогатило науку новыми методами пространственных исследований, получивших название дистанционных съемок или дистанционного зондирования. В картографии используются три главных источника получения информации из космоса: кадровые снимки земной поверхности, получаемые при помощи фотографических и телевизионных камер, сканерные снимки - результат сканирования земной поверхности, т. е. последовательной дискретной съемки элементарных квадратных площадок (пикселов), образующих на снимке сомкнутые ряды параллельных полос с фиксацией в каждой площадке ее осредненной спектральной яркости (Особенности этих съемок, а также еще один вид дистанционного зондирования - радиолокация бокового обзора, широко применяемая для съемок подводного рельефа и при картографировании планет (§ 7.10), рассматриваются в курсе «Космическое-картографирование».). Подобно аэроснимкам, космоснимки фиксируют объективно отражательную способность земной поверхности - спектральные и геометрические характеристики ее объектов, но по мере уменьшения масштабов космоснимков они претерпевают перестройку структуры изображения, в результате чего теряются детали и отчетливо выступают основные черты территориальных систем более высокого ранга. Этот феномен обобщения известен под названием оптической или дистанционной генерализации. В отличие от картографической генерализации, заключающейся в целенаправленном отборе и обобщении картографируемых явлений ради выделения их типических черт и характерных особенностей сообразно назначению карты, оптическая генерализация предоставляет «механический», независимый от картографа, процесс перестройки изображения как следствие интеграции спектральных и структурных геометрических характеристик объектов. Картограф может воздействовать на оптическую генерализацию лишь через масштаб космоснимка, определяющий при прочих равных условиях ранг отображаемой геосистемы, и выбор технических условий съемки - способа съемки, ее спектрального диапазона, разрешающей способности снимков и др. Усиливать оптическую генерализацию можно также через фильтрацию в изображении его элементов заданного минимального размера, через осреднение в ска-нерных снимках спектральной яркости по группам площадок и некоторые другие приемы. Сказанное позволяет четко определить общие черты и принципиальные различия двух видов пространственных моделей - традиционных карт и пространственно определенных фотоизображений. Их объединяют общие математические принципы построения - использование картографических проекций, масштабов, координатных сеток. Им обоим присуща образность изображения и генерализация, но характер этих свойств различен. Традиционные карты - образно-знаковые модели, символику которых избирает картограф, тогда как фотоснимки относятся к образно-картинным моделям, копийно воспроизводящим физиономические, «портретные» черты поверхности Земли (или космического тела). Если картографическая генерализация, определяемая назначением, масштабом и тематикой карты, зависит также от понимания картографом существа картографируемых явлений и в этом отношении может нести черты субъективизма, то оптическая генерализация, как показано выше, детерминируется физико-техническими условиями съемки. Очень важно, что традиционные карты могут передавать результаты мыслительной деятельности картографа по пространственно-временному анализу и синтезу любых явлений природы и общества, тогда как аэрокосмоснимки региструют лишь те объекты и явления земной поверхности и воздушной оболочки, которые излучают, отражают или поглощают электромагнитные волны, причем на снимках сказываются аппаратурные и физические условия съемки, в частности ее время - сезон года и момент суток. Этот факт ограничивает тематику фотокарт, хотя аэрокосмоснимки содержат богатую и разнообразную информацию, используемую для совершенствования, пополнения и обновления традиционных карт, а также для разработки ландшафтных карт, содержащих наряду с топографическими элементами границы ландшафтного районирования, таксономическая ступень которого связана с масштабом съемки. Прекрасный пример взаимосвязанного изготовления замечательных по своей выразительности фотокарт масштаба 1 : 200 000 и 1 : 1 000 000 и традиционных карт тех же масштабов дали советские космосъемки Антарктиды. § 7.9 Цифровые модели земной оболочки Цифровые модели земной оболочки, ее объектов и явлений - это модели пространства, отображающие его в цифровой форме, зафиксированной на магнитной ленте, магнитном диске или другом носителе информации, что позволяет непосредственный ввод и обработку информации на ЭВМ с последующим ее выводом на видеоэкран или графопостроитель. Носитель информации фиксирует пространственные, координаты точек, их качественные характеристики (посредством кода) и, когда необходимо, количественные значения точек - их высоту, температуру, величину объектов, локализуемых по пунктам, и т. п. При этом линейные объекты обозначаются сериями точек, последовательно определяющих положение линий, а площадные объекты - своими граничными линиями либо сетями точек внутри объекта, располагаемых регулярно (например, по квадратной сетке) или в характерных точках объекта (например, по линиям тальвегов и водоразделов для рельефа). Цифровые модели, изготавливаемые по географическим картам, передают полностью или выборочно их содержание и потому такие модели иногда называют цифровыми картами. Это неправомерно, так как цифровые модели лишены полностью одного из непременных свойств всякой карты -образности и наглядности изображения. Они используют другой язык - не карт, а математики, передают лишь ту информацию, которая заключена в отдельно взятых знаках, не отражают непосредственно пространственных взаимосвязей и отношений, зрительное восприятие и анализ которых посредством карт доставляют новые знания об объектах картографирования. Наконец, цифровые модели не предназначены для непосредственного чтения, они требуют для работы с ними специального оборудования, что ограничивает их распространение. Вместе с тем ценность цифровых моделей велика. Они устойчиво вошли в современную картографию и приобрели в ней большое научное и практическое значение. Для автоматизированного изготовления карт необходимы перевод используемой информации в цифровую форму и ее логико-математическая обработка на ЭВМ, возлагающая на ЭВМ: перевычисление информации в другие масштабы, проекции и системы координат; получение новых, производных характеристик и показателей (например, морфометрических характеристик рельефа по оцифрованным горизонталям); выполнение генерализации в процессе автоматизированного построения карт. Также требуют перевода содержания карт в цифровую форму многие задачи по автоматизированному использованию карт. Более того, оказалось, что аналитическое решение по цифровым моделям некоторых пространственных задач (например, при автоматизированной навигации, самонаведении ракет и др.) не нуждается в восстановлении картографического изображения. Такие модели приобретают самостоятельное значение, но и в этом случае по методам формирования и применения остаются в области интересов картографии. Построение цифровых моделей земной оболочки по картам состоит в переходе от непрерывного картографического изображения к его квантованию, к фиксации в виде множества дискретных точек с определением их координат, а также качественных и количественных характеристик явлений, определяемых этими точками. При этом для количественной характеристики явлений сплошного распространения (рельеф земной поверхности, геофизические поля Земли и т. п.) прибегают к цифрованию изолиний, а для массовых дискретных явлений (например, населения) - к цифрованию псевдоизолиний (§ 3.4) их пространственной плотности. Огромное количество точек, вовлекаемых в цифрование, требует частичной или полной автоматизации процесса. Распространены два способа цифрования: 1) точечно-линейное, совмещающее ручной обвод рисунка карты с автоматическим определением и фиксацией координат, когда линии (включая контуры площадных объектов) определяются сериями расположенных на них точек, причем на лист карты уходит до 100 и более часов работы; 2) цифрование сканированием, органически связанное с сеточно-площадным способом картографирования (§ 3.13); оно состоит в автоматическом обследовании поля карты по строкам мельчайших клеток растровой сетки с регистрацией черно-белого или цветного изображения; при линейном размере клеток в 0,1 мм, т. е. при 10 строках сканирования на 1 м, число клеток в квадрате 50 + 50 см равно 20 млн, но имеются сканеры, у которых число строк достигает 40 и даже 80 на 1 мм; при сканировании 30 тыс. клеток в 1 с считывание занимает ограниченное время - от десятков минут до нескольких часов, но работа осложняется из-за необходимости большого объема памяти ЭВМ и довольно трудоемкой (даже для ЭВМ) процедуры восстановления картографического изображения, рассекаемого при сканировании на строки, и устранения помех. § 7.10 Космические карты К космическим картам относят карты внеземных тел и явлений. Это карты звездного неба, Луны, планет Солнечной системы (исключая Землю), их спутников, астероидов и комет. Карты звездного неба известны с XIII в. - вселенная издавна волновала ум человека. Теперь они публикуются в двух вариантах - выполненном в значках, дифференцирующих звезды по блеску, и фотографическом в виде фотографий ночного неба, смонтированных на картографической сетке. Значковые карты готовят в проекциях: стереографической для полушарий, цилиндрической, конической и азимутальной соответственно для экваториального пояса, средних широт и полярных районов; фотокарты используют гномоническую проекцию. На картах звездного неба применяют систему небесных координат - прямые восхождения и склонения. Карты Луны прошли долгий путь совершенствования. Первоначально они составлялись по наблюдениям невооруженным глазом, далее - визуально-телескопическим (с 1610 г.), а затем по снимкам фотографическими телескопами (с конца XIX в.). В XVIII в. изображение Луны было положено на сетку ортографической проекции; позднее вошла в употребление и стереографическая проекция с селенографическими меридианами и параллелями. В середине текущего столетия появились карты рельефа Луны масштаба 1 : 1 000 000 и геологические карты, для составления которых стали привлекать фотометрические и поляриметрические наблюдения и радиометрические исследования. Большой скачок в темпах, масштабах и содержательном обогащении картографирования Луны обязан автоматическим межпланетным станциям СССР и США, открывшим эру орбитальных дистанционных съемок. Первыми были советские станции «Луна» (1959), доставившие снимки обратной стороны Луны. Последующие исследования привели к разработке многих карт природы Луны: «топографических» карт рельефа разных масштабов, в частности 1 : 250 000 с горизонталями через 100 м, тематических карт недр и грунтов, оптических и тепловых характеристик, физических и химических свойств поверхности Луны и ряда других (для чего по снимкам анализировалась отражательная способность пород лунной поверхности). Такие карты позволяют устанавливать закономерности в размещении соответствующих явлений для обоснования и проверки научных гипотез. Запуск автоматических межпланетных станций СССР и США распространил пределы космического картографирования на ближайшие к Земле планеты солнечной системы - Марс, Венеру и Меркурий, а также спутники Юпитера и Сатурна. Картографирование планет образовало новую область научно-познавательной картографии, цель которой - применение карт для исследования происхождения, эволюции и современного состояния планет, их сопоставления и изучения всей Солнечной системы. Это направление картографии, основанное на обработке и дешифровании космических снимков, развивается на базе астрономии и наук о природе с широким использованием новых методов съемки, в частности радиолокационного зондирования, независимого от освещенности и наличия облачного покрова (сплошь окутывающего Венеру). В качестве примеров карт планет назовем: для Марса - Геоморфологическую и тектоническую карты масштаба 1 : 20 000 000, Карту рельефа (в отмывке) и Геолого-геоморфологическую карту масштаба 1 : 5000 000 и отдельные листы поверхности планеты масштаба 1 : 500 000; для Венеры - Гипсометрическую карту масштаба 1 : 50 000 000 с горизонталями через 500 м и отмывкой, и др. Своеобразны карты Фобоса, спутника Марса, тела неправильной комковатой формы, для которых потребовалась разработка проекции трехосного эллипсоида.Глава 8. Основные картографические источники § 8.1 Понятие о картографических источниках В картографии источниками (или менее удачно, картографическими материалами (Поскольку картографическими материалами в прямом понимании этого термина можно считать бумагу, краски и т. п.)) называют любые графические и текстовые документы, используемые для составления карт. Как известно, лабораторное и камеральное производственное изготовление карт продолжает и в определенной степени завершает собой другие исследования и работы: астрономо-геодезические, топографические, естественно-исторические, социальные, экономические и многие другие. К нему обращаются, когда возникает необходимость в карте - наглядной пространственной образно-знаковой модели изучаемых явлений, которая обобщает результаты предыдущих исследований и вместе с тем является средством для более глубокого познания этих явлений. Разнообразие тематики и назначения современных географических карт обусловливает исключительное многообразие источников, привлекаемых для их составления. Среди таких источников с известной долей условности различают: астрономо-геодезические, к которым относятся результаты астрономических, триангуляционных, трилатерационных, полигонометрических и нивелирных работ по созданию плановой и высотной геодезической опоры, представляемые главным образом в цифровой форме; съемочно-картографические - всевозможные карты, в том числе-полученные в результате съемочных работ, а также материалы аэрокосмических съемок и их обработки, в частности фотокарты, пространственные цифровые модели и т. п. Разнообразные тематические источники: графические (например, геологические профили, почвенные разрезы и т. д.); цифровые (наблюдения метеостанций, материалы переписей и т. п.), текстовые - рукописные и печатные - результаты географических и различных отраслевых исследований, исторических изысканий и т. д. Обзор и анализ астрономо-геодезических источников относятся к задачам геодезических наук. Исследование съемочно-картографических источников входит в компетенцию картографии, топографии, фотограмметрии, аэрофотосъемки и космических методов изучения Земли соответственно в отношении географических карт, топографических работ, результатов наземных и аэрокосмических дистанционных исследований и т. д. Тематические источники, особенно разнообразные по содержанию и форме, могут быть материалами непосредственных обследований в натуре или результатами кабинетной обработки, являться первичными данными или трудами обобщающего значения, иметь характер официальных документов или даже законодательных актов и т. д. Их значение для картографии вытекает из того факта, что составление многих тематических карт основывается на такого рода источниках. Например, климатические и агроклиматические справочники используются для составления климатических карт, переписи населения - для карт размещения и состава населения, статистическая документация - для многих экономических карт, материалы летописей, хроник, дипломатические акты, законодательные памятники и другие - для исторических карт и т. п. Изучение и анализ многоликих тематических источников - дело соответствующих наук и тематических отраслей картографии, например климатической, населения, экономической, исторической и т. д. Собственно картографические источники - карты и другие пространственные модели - могут и должны рассматриваться более широко, как особая форма информации и приобретения знаний о пространственном размещении явлений природы и общества, их состоянии, свойствах и изменениях во времени. Эта форма широко используется в обыденной жизни общества и совершенно необходима для многих отраслей науки и практики. Именно такой аспект изучения картографических источников свойствен картоведению в нашей книге. Но, чтобы умело пользоваться картографической информацией, надо иметь представление о существующих в мире картах и атласах, знать, как выявлять и привлекать необходимые картографические источники, а затем выбирать среди них наилучшие для решения конкретных задач. С этой целью в данной главе помещен обзор важнейших картографических источников по общей, тематической и комплексной картографии, а далее рассмотрены: в гл. 9 - применение в картографии принципов и средств картографической библиографии и информатики, а затем в гл. 10 - методы анализа и оценки карт и атласов. |