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.
|
|
Глава 3. Картографические знаки и способы картографического изображения § 3.1 Картографические знаки. Их функции. Виды и дифференциация знаков. Картографическая семиотика Картографическими условными знаками называют графические символы, применяемые на картах для обозначения различных объектов и их характеристик. Краткая форма того же термина, установленная государственным стандартом, - условные знаки. Эти знаки и их системы образуют особый искусственный язык - язык карт. Они «передают содержание карт, т. е. знания о реальной действительности, заключенные в картах. Картографические знаки обозначают предметы, явления, процессы (нефтяная вышка, линия электропередачи, болото, населенный пункт, рельеф местности, температура воздуха, морские течения и т. д.). Их используют для реальных и абстрактных объектов, например для отображения конкретных населенных пунктов и плотности населения, представляющей абстрактное понятие. Таким образом, картографические знаки могут иметь предметное и смысловое значение. Они находятся в определенных отношениях к обозначаемым объектам. В знаках различают их форму и значение. На разных картах знаки одной и той же формы (например, кружки) могут иметь различное значение (например, населенные пункты, месторождения полезных ископаемых и др.), но на конкретной карте значение каждого знака неизменно - он не имеет омонимов. Вместе с тем каждый знак используется для группы различных, но однородных в каком-либо отношении объектов, например для районных центров, двухколейных железных дорог, проходимых болот и т. п. Таким образом, каждому знаку свойственно определенное обобщение, вследствие чего смысловое содержание знака принимает форму понятия. Для пользования картой необходимо усвоить значение картографических знаков, их смысловое содержание, т. е. отношение к изображаемым предметам, явлениям и процессам. Картографические знаки отдельных объектов выполняют две основные функции: во-первых, указывают вид объектов (колодец, шоссе, болото и др.) и некоторые их количественные и (или) качественные характеристики (например, дебит колодца, вид покрытия и ширину проезжей части шоссе, проходимость болота), во-вторых, определяют пространственное положение, плановые размеры и формы этих объектов, или, короче, моделируют их «пространство». Нередко знаки отображают изменения явления во времени (рост городов, разливы рек и т. п.), перемещения (маршруты экспедиций, траектории циклонов) и другие процессы. Совокупности знаков выполняют на картах более широкие функции. Они показывают сочетания и взаимосвязи объектов, формируют пространственный образ явлений, позволяют устанавливать особенности и закономерности их размещения и таким образом дают новые знания сверх суммы информации, заключенной в отдельных знаках карты. Кроме того, группировки знаков открывают простор для пространственных характеристик состояния, дифференциации, взаимодействия и временного изменения явлений. Эти свойства знаковых совокупностей будут рассмотрены ниже. Они особенно продуктивны, когда картографирование проводится как системное исследование природных социально-экономических комплексов определенного структурного и (или) территориального уровня.  Рис. 3.1. Картинное изображение местности (часть карты Силезии Мартина Хельвига, 1561) Старинным картам была свойственна картинная передача местности - широкое использование перспективных рисунков гор, растительности, населенных пунктов и других объектов (рис. 3.1). Картинный рисунок был понятен без особых пояснений. Первоначально рисунки отдельных объектов были индивидуальны. Например, на планах городов стремились отразить архитектуру примечательных зданий. Позднее перспективные рисунки, особенно на мелкомасштабных картах, начали терять индивидуальность и выполнялись общими для сходных объектов. Например, для отдельных групп; поселений (деревень, слобод, городов, крепостей и т. п.) использовали свои особые перспективные знаки. Этот факт перехода от индивидуальных характеристик к видовым понятиям обозначал введение картографических знаков, для понимания которых было необходимо их истолкование. Примерно с середины XVIII в., когда карты стали применяться для точного измерения расстояний и площадей и когда в интересах армии возникла необходимость в правильной передаче плановых очертаний населенных пунктов» лесов и т. п., перспективные знаки стали уступать место плановым изображениям предметов. Свойство картографических знаков моделировать пространство отображаемых объектов предопределяет основное подразделение знаков на: внемасштабные, применяемые для изображения дискретных объектов, «точечных» в натуре (пункты геодезической сети, указатели дорог и т. п.) или площади которых не выражаются в масштабе карты; линейные, употребляемые для объектов линейного характера (границы, дорожная сеть, реки, уступы и т. п.); они сохраняют подобие линейных очертаний, но могут преувеличивать ширину объекта (например, знаки дорог на мелкомасштабных картах); площадные, используемые для заполнения площадей объектов, сохраняющих свои контуры в масштабе карты (леса, кустарники,» плантации, солончаки, болота и т. п.); они дают зрительное представление о местоположении, очертаниях, протяженности и площади (Плановые очертания могут оказаться внемасштабными, когда объекты ввиду малой площади (например, пруды, небольшие озера и т. п.) изображаются на карте с некоторым преувеличением.)объектов; такие же знаки используются для пространственной дифференциации явлений, сплошных в пределах географической оболочки (например, климатических) или в рамках карты (например, для почвенного покрова). При картографировании массовых рассредоточенных явлений, таких, как сельское население, посевные площади, животные и другие нередко прибегают к особым знакам, передающим характер их размещения. Наконец, специальную категорию образуют знаки для характеристики явлений, известных в суммарных величинах (численность сельского населения, площадь лесов, продукция сельского хозяйства и т. п.) или относительных показателях (плотность населения, процент пахотных земель и т. д.), приуроченных к ячейкам какой-либо территориальной сетки - административного деления, регулярной сети прямоугольных координат и др. Они не ставят целью показ реальной локализации конкретных объектов. Иногда различают также картографические знаки: именованные (номинативные), указывающие только вид объектов (например, шахты, нефтепроводы, торфоразработки); порядковые, отмечающие относительное значение или величину объектов (например, крупные, средние и малые города; границы государственные, союзных республик и т. д.); количественные, определяющие величину объектов (например, 1 мм2 знака города соответствует 100 тыс. жителей) или градации их величин (например, города более 1 млн жителей, от 100 тыс. до 1 млн, менее 100 тыс.). Рис. 3.2 показывает такое подразделение на примерах внемасштабных, линейных и площадных знаков. Очень важно, что при реализации двух функций картографических знаков - по определению положения и содержательной характеристики объектов - плоское пространство карты, так сказать ее рабочее ноле, выполняет двойную роль, во-первых, показывает пространство объектов, математически формализованное посредством картографической проекции и координат, во-вторых, используется для передачи вида, качественных и количественных (непространственных) особенностей объектов. Например, при мелкомасштабной передаче городов кружками, величина которых пропорциональна населению, знаки, локализуемые по центру, могут занимать на карте площади, далеко выходящие за реальные границы города в масштабе карты.  Рис. 3.2. Некоторые картографические знаки с подразделением на: внемасштабные, линейные, площадные, именованные, порядковые, количественные В принципе графические средства, используемые в картографии, представляют неограниченные возможности для проектирования и построения условных знаков и их сколь угодно полных систем. Для этого прибегают к дифференциации знаков по форме, цвету, ориентировке, светлоте и внутренней структуре (рисунку). Строго говоря, цветные знаки могут различаться также по насыщенности цвета. Рассмотрим, как проявляются эти различия во внемасштабных, линейных и площадных знаках. Значки или фигурки (рис. 3.3), которые обычно применяют для внемасштабных знаков, удобно различать по форме, величине значков и их цвету. Другие различия значков - по ориентировке, светлоте и внутренней структуре (внутреннему рисунку, «зернистости») - зрительно менее ощутимы и не всегда возможны для использования. Например, нельзя говорить об ориентировке круговых и неудобно менять ориентировку наглядных знаков. Слабо воспринимаются различия в светлоте малых значков. Однако применение структурного рисунка позволяет разнообразить значки, особенно геометрические (см. рис. 3.8).  Рис. 3.3. Значки, различающиеся: а - по форме; б - величине; в - ориентировке; г - светлоте; д - внутренней структуре  Рис. 3. 4. Линейные знаки, различающиеся: а - по ширине; б - рисунку (структуре); в – светлоте  Рис. 3.5. Площадные знаки, различающиеся: а - по светлоте; б - структуре; в - рисунку заполняющих обозначений; г - ориентировке штриховок  Рис. 3.6. «Позитивная» и «негативная» формы знаков В линейных знаках их форма (и ориентирование) определяет на карте пространственное положение линейных объектов (рис 3.4). Для дифференциации знаков используют их ширину, цвет, рисунок (структуру) и в меньшей степени светлоту. Плановые очертания объектов, выражаемых в масштабе карты, - их положение, форма и размеры - определяются контурами, в силу чего в площадных знаках внутри контуров используются различия заполняющих обозначений: цвет, светлота и насыщенность фоновых расцветок; цвет, светлота, интервалы и ориентировка линейных и пунктирных штриховок; структура, рисунок и ориентировка заполняющих обозначений (рис. 3.5), «позитивная» и «негативная» формы знаков на цветных фонах (рис. 3.6) и другие их особенности. Построение отдельных знаков на карте, обеспечивающее правильную пространственную локализацию обозначаемых объектов, в принципе подчинено элементарным правилам: во внемасштабных знаках действительное положение объектов должно совпадать с определенными точками знаков - центрами знаков правильной формы (кругов, квадратов и т. п.), серединой основания наглядных перспективных знаков (указателя дорог, маяка и т. п.) и т. д.; в линейных знаках оно указывается их осевыми линиями; площадные знаки размещаются внутри соответствующих контуров. Положение осложняется в местах концентрации внемасштабных изображений (налегающих друг на друга), при необходимости показа нескольких знаков (например, ряда промышленных предприятий) в одном пункте - «точке», при совмещении различных знаковых систем и т. д. Эти трудности проистекают из особенностей картографического языка. В противоположность тексту естественного языка с его линейным построением и последовательным чтением слов карта воспринимается читателем сразу, в целом в двух измерениях - в пространственном сочетании и взаимосвязях знаков; ее последующее детальное изучение может начинаться в любом месте карты, идти по любому направлению и распространяться на различные ее части. Поэтому рациональная локализация и сопряжение знаков, особенно в местах скопления внемасштабных обозначений, требуют также учета содержательного, смыслового значения знаков. Очень важно, что знаки, отображая размещение предметов и явлений, могут также передавать: перемещение явлений, например пути экспедиций, динамику линий фронтов, миграции населения, ветры (перемещения масс воздуха), течения (перемещение водных масс) и другие; развитие явлений, например рост городов, увеличение грузопотоков, прирост посевных площадей, расширение территорий государства, годовой ход температуры и др. Дальше будет показано, что эти задачи решаются в отношении явлений любых по характеру размещения: локализованных в «точках» (рост городов, движение «точечных» объектов, например космических кораблей); линейных (перемещение фронтов, рост грузопотоков); площадных (расширение территории государства); массовых рассредоточенных (миграции животных, прирост посевных площадей), а также сплошного распространения (перемещения масс воздуха, вековой ход магнитного склонения). При этом надо учитывать, что многие явления не выражены на местности в явном виде, например физические поля Земли. Картографические знаки как специфический формализованный язык картографии образуют одну из частнонаучных знаковых систем, общее изучение которых (т. е. теория знаковых систем вообще) входит в задачи семиотики - особого раздела философских знаний. Применительно к картографии семиотика исследует знаковые системы в различных аспектах: в синтаксическом, изучающем правила построения и размещения знаков и знаковых систем (отвлеченно от конкретного значения знаков) и их взаимоотношение на картах; в семантическом, имеющем в виду смысловое значение знаков и их отношение к изображаемым явлениям (содержание знаков); в прагматическом, рассмстривающем качество знаков и их систем, их информационную (содержательную) ценность, легкость восприятия читателем (или распознавания считывающим устройством). Опора на достижения семиотики способствует разработке знаков, облегчающих их визуальное чтение, запоминание и автоматическое распознание. При анализе и разработке картографических знаков удобно классифицировать их по способам картографического изображения, учитывающих характер размещения и сущность картографируемых явлений. § 3.2 Способ локализованных значков Локализованные значки как особый способ картографического изображения используются для указания местоположения объектов, не выражающихся в масштабе карты или занимающих площадь меньшую, чем картографический знак, и вообще для передачи явлений, локализованных в конкретных пунктах. Например, на топографических картах значками показывают местные предметы: указатели дорог, радиомачты, отдельно стоящие деревья, имеющие значение ориентиров, и т. п. На тематических и общегеографических картах мелкого масштаба значки помимо указания местоположения вида объектов часто выполняют и другие функции: характеризуют величину, значение объекта, его изменения во времени и т. д. Например, значок населенного пункта может указывать тип поселения (город, поселок городского типа, сельское поселение), численность населения, административное значение. Значки удобно применять также для изображения промышленных и сельскохозяйственных предприятий, месторождений полезных ископаемых и т. п. По своей форме значки могут быть абстрактными, буквенными и наглядными. Среди абстрактных значков наиболее употребительны геометрические фигуры: круги, квадраты, треугольники, прямоугольники, ромбы и т. п. (рис. 3.7, а). Они просты для выполнения, хорошо опознаются по легенде, занимают относительно мало места, точно указывают местоположение объекта, легко сравнимы по величине. Количество элементарных фигур невелико, но число обозначений можно увеличить, используя для значков разные цвета и видоизменяя их внутренний рисунок (рис. 3.8).  Рис. 3.7. Виды значков: а - геометрические; б - буквенные; в - наглядные; г - структурные; д - раздельные; е - нарастающие Буквенные значки - это одна или две начальные буквы, названия изображаемого явления, например Р и Fe - для месторождении фосфора и железа (рис. 3.7,6). Применение буквенных значков сравнительно ограниченно, так как они пестрят карту, не указывают точного местоположения объектов, плохо сопоставимы по величине, особенно для букв различной ширины и плотности рисунка (например, в случае букв / и W). Буквенные значки обычно используются, когда требуется отчетливо выделить какую-либо категорию объектов (например, месторождения полезных ископаемых) среди других (например, промышленных пунктов) изображаемых геометрическими значками. Сравнение буквенных значков по величине и их локализация облегчаются, если буквы вписаны в какую-либо геометрическую фигуру, например квадратик; в этом случае сочетаются достоинства значков обоих типов. Наглядные значки напоминают по рисунку изображаемые объекты (рис. 3.7, в). Среди них различают символические, форма которых вызывает какие-либо ассоциации с изображаемыми объектами (например, маска для обозначения театра на плане города), и натуралистические (например, рисунок трактора для указания тракторных заводов).  Рис. 3.8. Простейшие геометрические значки, различающиеся по внутренней структуре (по Э. Арнбергеру) Такие значки менее удобны для сравнения и локализации объектов. Однако они встречаются на массовых картах-плакатах, где они должны бросаться в глаза, быть доходчивыми и восприниматься с большого расстояния. Передача количественных соотношений посредством размера значков может осуществляться на разных основаниях. Нередко принимают площадь значков строго пропорциональной количественной характеристике (величине) соответствующих объектов (например, числу рабочих при картографировании промышленных предприятий). Тогда линейный размер значка пропорционален квадратному корню из числа, характеризующего величину объекта. Шкалы таких значков можно строить различно. При равноделенном основании горизонтальной шкалы величин откладывают по вертикалям линейные размеры значков, пропорциональные корню квадратному из соответствующих величин, соединяют их плавной кривой и вписывают значки (рис. 3.9, а). Другой вариант той же шкалы показан на рис. 3.9, б. Соизмеримость значков (или, как говорят, «масштабность» значков), точно пропорциональная величине объектов, называется абсолютной. Она наглядна, но неудобна, когда крайние величины картографируемых объектов сильно различаются между собой (например, население в больших, средних и малых городах). В этом случае приходится либо принять для крупных объектов чрезмерно большие значки, либо для малых брать совсем микроскопические.  Рис. 3.9. Примеры построения шкал геометрических значков И то и другое нежелательно. Поэтому при значительных различиях между крайними величинами картографируемых объектов либо прибегают к рисункам объемных фигур в виде изображенных в перспективе геометрических тел (например, в виде шаров, диаметр которых пропорционален кубическому корню из показателя величины объекта), либо используют условную соизмеримость в порядке убывающей прогрессии или произвольную, отражающую лишь общую тенденцию в изменении величин. Однако объемные фигуры употребляются редко. Как показывает опыт, даже в отношении площадных знаков их зрительное сопоставление обычно приводит к преуменьшению (недооценке) действительной величины крупных знаков. При объемных знаках глазомерная недооценка крупных величин проявлятся еще сильнее. Как при абсолютной, так и при условной соизмеримости значков их шкала может быть непрерывной либо ступенчатой, т. е. разбитой на интервалы. При непрерывной шкале размер знаков изменяется непрерывно вслед за изменением величины объекта. При ступенчатой шкале размер значков, постоянный в пределах каждого интервала и определяемый по среднему значению интервала, возрастает скачком при переходе к следующей ступени. Ступенчатые шкалы предпочтительны при изображении и группировке объектов по разрядам (классам) величин. Рассмотрим некоторые принципы построения ступенчатых шкал. Удобство запоминания и пользования шкалой, а также легкость распознавания значков выдвигают два условия, общие для любых шкал: во-первых, разграничение ступеней круглыми числами; во-вторых, сокращение числа ступеней до 5-7, максимум до 10-12. Осуществление этих требований не предопределяет величины интервалов. Последние устанавливают, руководствуясь особенностями картографируемого явления и назначением карты. Простейший прием - выбор равных интервалов, т. е. построение шкалы по принципу арифметической прогрессии: а, а+б, а+б+ б, а+б+б+ б и т. д., - пригоден для характеристики однокачественных величин, изменяющихся в относительно ограниченных пределах. Когда же эти пределы широки и для характеристики малых величин существенны сравнительно небольшие изменения, мало влияющие на крупные величины, тогда предпочтительна шкала с кратными интервалами, которая строится по принципу геометрической прогрессии: a, ak, ak2, ak3 и т. д. Числовая интерпретация такой шкалы, например менее 100; от 100 до 1 000; от 1 000 до 10 000; от 10 000 до 100 000; от 100 000 до 1000 000; свыше 1000 000, показывает, что она дифференцирует и малые и крупные величины (например, населенные пункты по их людности) при ограниченном числе ступеней. При разработке шкал учитывают также качественные различия картографируемых явлений (например, для населенных пунктов подразделение на городские и сельские) и их особенности на конкретной территории (например, крайние значения величин, распределение объектов по намеченным ступеням шкалы и т. п.). Этот вопрос рассматривается в общей форме в § 3.4. Ступенчатая шкала не так определенна, как непрерывная, но легче воспринимается и позволяет при работе над картой обойтись без циркуля и линейки и без арифметических подсчетов. Принадлежность значка к той или иной ступени может быть установлена на глаз. Рис. 3.10 воспроизводит шкалы, построенные по различным указанным выше принципам. Основание шкалы значков (т. е. число единиц или другая величина, соответствующая 1 мм2 площади значка) выбирается так, чтобы обеспечить читаемость малых и вместе с тем не перегрузить карту изображениями крупных знаков. Иллюстрацией служит рис. 3.11, показывающий в трех различных шкалах людность городов Крыма где, очевидно преимущество второго варианта.  Рис. 3.10. Различные шкалы значков  Рис. 3.11. Изменение зрительного эффекта при выборе различных оснований для шкалы людности городов Значки как внемасштабных изображения (размер которых может передавать непространственные характеристики) не выражают площадь, занимаемую на карте соответствующими объектами, но они позволяют определять на ней положение объектов, которое для правильных геометрических значков обычно совпадает с их центром. В этом случае даже перекрывающие друг друга значки не оставляют сомнений о действительном размещении объектов (рис. 3.12).  Рис. 3.12. Перекрытие значков в местах их сгущения (людность населенных пунктов)  Puc. 3.13. Различные виды суммарных (структурных) значков. Каждый значок изображает пункт с предприятиями трех отраслей промышленности: 1 - текстильной (10%); 2 - пищевой (30%); 3 - машиностроительной (60%) Положение осложняется, когда в одном и том же пункте оказывается несколько объектов. Если они однородны и соизмеримы, их можно объединить в общий суммарный (структурный) знак, например кружок, секторы которого характеризуют отдельные включенные в общий знак объекты как по виду, так и по величине. Так, предприятия разных отраслей промышленности, сосредоточенные в каком-либо населенном пункте, можно передать общим кружком промышленного пункта и разделить его по имеющимся отраслям промышленности на секторы, величина которых отражает соотношение отраслей, исчисляемое, скажем, по стоимости валовой продукции (рис. 3.7, г). Некоторые виды суммарных значков показаны на рис. 3.13 - фигурки в виде десятиугольников или «стопроцентных квадратов» облегчают подсчет соотношений. Если трудно объединить объекты вследствие разнородности показателей, то значки отдельных объектов размещают возле пунсонов соответствующих пунктов (рис. 3.7, д).  Рис. 3.14. Нарастающие значки различного рисунка Способ значков позволяет показывать динамику явлений, например рост объектов за определенный промежуток времени посредством «нарастающих значков» (рис. 3.14), т. е. при помощи двух или нескольких систем наложенных друг на друга значков, характеризующих величину объектов для указанных дат (рис. 3.7, е); темп роста - окраской значков и т. п. Заметим, что на картах значки лучше всего различаются по цвету, затем по размеру и, наконец, по форме. |