2.1.3. Умовні знаки
Усі об’єкти карти зображуються за допомогою умовних знаків (map symbols). Умовні знаки поділяються на такі види: масштабні (area sumbols), позамасштабні (point sumbols), лінійні (line sumbols) та пояснювальні (elucidative sumbols). [32, 39, 58]
Масштабні або контурні (площинні) знаки - картографічні умовні знаки, що поєднують геометричну й функціональну відповідність і застосовуються для зображення об’єктів, виражених у масштабі карти. Межі таких об’єктів місцевості показують, як правило, точковим пунктиром, а площа всередині меж позначається відповідними умовними знаками, названими площинними (полігональними), наприклад, ліси, луги, ниви, озера й тому подібне.
Позамасштабні (точкові) знаки - картографічні умовні знаки, які не мають в геометричному значенні розмірності і приймають графічну форму точки. Використовуються для зображення об’єктів, площа яких не може бути виражена в масштабі карти чи плану, але об’єкти мають важливе значення або використовуються як орієнтири і тому повинні бути зображені на карті. У подібному випадку графічною формою позамасштабного знака є будь-яка геометрична фігура чи спрощений образ поданого дискретного об’єкта.
Такий знак займає на карті певну площу, але функціонує все-таки як точковий знак. Прикладом таких знаків можуть бути умовні знаки, що позначають кілометрові стовпи, дороговкази, колодязі, геодезичні пункти й тому подібне.
Лінійні знаки - картографічні умовні знаки, що мають лише один вимір - довжину, і використовуються для зображення об’єктів лінійного характеру, довжина яких виражається в масштабі карти, а ширина - позамасштабно. В одномірній формі вони використовуються на карті у вигляді межі виділеної території і не мають у цьому випадку семантичних ознак. У функціональному значенні ці знаки показують реальні об’єкти, які подаються в даному масштабі карти як лінії. Наприклад, лінійними знаками зображуються залізниці, дороги, адміністративні кордони, мережі нафто- й газопроводів і таке інше. У даному випадку цей знак набуває семантичного значення, а його графічна форма має відповідну товщину, внаслідок чого він займає на карті деяку площу. Місцезнаходження цих об’єктів на місцевості відповідає геометрична вісь знака.
Пояснювальні знаки - пояснюють вид або рід зображених на картах і планах об’єктів, а також дають їх кількісні та якісні характеристики.
У наш час, як правило, використовують спеціальні бібліотеки графічних умовних знаків, при створенні яких керуються вимогами щодо оформлення картографічної продукції та таблицями умовних знаків, розробленими для традиційних технологій. Наприклад, згідно з посібником “Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500”, затвердженим Головним Управлінням геодезії і картографії у 1986 році.
Зараз до складу більшості ГІС входить механізм створення нових умовних знаків і поповнення ними існуючих бібліотек або створення нових бібліотек.
2.1.4. Поняття масштабу
Для побудови карти об’єкти фізичної поверхні Землі проектують ортогонально нормалями (standard) на поверхню еліпсоїда, а потім цю поверхню зі спроектованими на неї точками фізичної поверхні Землі зменшують у потрібне число разів. Ступінь зменшення визначається масштабом (scale). [6, 34, 36]
Масштаб це відношення довжини лінії на карті (плані) до довжини горизонтального прокладення відповідної лінії на місцевості, або ступінь зменшення довжини на карті (плані) відносно відповідних довжин на поверхні земного еліпсоїда.
Це відношення можна виразити у вигляді дробу з чисельником одиниця і знаменником, який показує, в скільки разів горизонтальні відстані на місцевості зменшені при перенесенні їх на план. Наприклад, 1:1000, 1:2000, 1:5000 і таке інше. Такий запис масштабу називають чисельним масштабом (natural scale).
Чим менший знаменник чисельного масштабу, тим крупніший масштаб плану чи карти і навпаки. Користуватись чисельним масштабом при роботі незручно, оскільки в цьому випадку довелось би постійно проводити певні обчислення. Тому часто користуються лінійним (linear scale) або поперечним (diagonal scale) масштабом.
Для побудови лінійного масштабу креслять пряму лінію і ділять її на ряд рівних відрізків, які називаються основою (basis) масштабу (Рис.4.а.).
Рис. 4.
Зазвичай, основу масштабу роблять рівною 2 см. Крайній лівий відрізок ділять додатково на 10 рівних частин. Кінці відрізків підписують кількістю метрів чи кілометрів на місцевості, відповідній у даному масштабі відстані даного штриха від нульового. За нульовий штрих вважають правий кінець першого відрізка. При необхідності відкласти в цьому масштабі відстань 860м (див. Рис.4.а.) проблем немає, а у відстані 864м кількість цілих метрів прийдеться оцінювати на око з певною помилкою.
Для того, щоб уникнути оцінки частин поділу на око і тим самим підвищити точність роботи, застосовують поперечний масштаб.
Поперечний масштаб будують таким чином. На прямій лінії відкладають кілька разів основу масштабу, рівну, як правило, 2 см (Рис.4.б.).
Із кінця кожного отриманого відрізка будують перпендикуляри довільної довжини, крайні з яких ділять на десять рівних частин і через точки поділу проводять паралельні лінії. Верхній і нижній крайні ліві відрізки теж ділять на десять частин по 2 мм і точки поділу з’єднують похилими прямими. Наприклад, відстань позначена на Рис.4.б. хрестиками, буде відповідати в масштабі 1:10000-686 м, у масштабі 1:5000-343 м, у масштабі 1:2000-137,2 м і так далі.
Маніпулюючи масштабами, можна розширити рамки зображення або звузити просторов охоплення, зобразити, наприклад, на одному аркуші окремий материк, державу, місто, будинок і таке інше.
Масштаб безпосередньо зв’язаний з просторовим охопленням (extent) і детальністю зображення. Щоб зобразити територію площею 1 км2 у масштабі 1:1 000, потрібно мати аркуш розміром в 1 м2. Якщо зменшити масштаб 1:10 000, то та ж територія вміститься на 1 дм2, у масштабі 1:1 000 000 - всього на 1 мм2. Якщо й далі зменшувати масштаб, то ділянка площею в 1км2 не відобразиться навіть точкою на карті чи пікселем на екрані монітора.
Від масштабу залежить не тільки просторове охоплення, але й об’єм вмісту топографічного зображення, його роздільна здатність, детальність і геометрична точність. Великомасштабні зображення не мають істотних спотворень по всьому полю. Вони можуть вважатися плоскими, оскільки кривина планети мало відбивається в межах невеликих просторів. Дрібномасштабні зображення зазнають сильного впливу кривини. Головний масштаб зберігається на них лише поблизу центру або особливих точок і ліній. При збільшенні просторового охоплення спотворення на краях зображень об’єктів швидко зростають.
Серед багатьох класифікацій зображень об’єктів одна із найважливіших - класифікація за масштабом. Найчастіше визначають три групи: великомасштабні (large scale maps), середньомасштабні (medium scale maps) і дрібномасштабні (small scale maps).
У нашій країні для топографічних і тематичних карт (планів) використовують такі градації:
-великомасштабні - 1:100 000 і більші;
-середньомасштабні - від 1: 200 000 до 1:1 000 000;
-дрібномасштабні - менши 1:1 000 000.
Відповідно до аерофотознімків, виділяють такі три градації:
- великомасштабні - 1:5 000 і більші;
-середньомасштабні - від 1:5 000 до 1:100 000;
-дрібномасштабні - менши 1:100 000.
Для космічних знімків застосовується аналогічна триступенева класифікація:
- великомасштабні - 1:1 000 000 і більші;
-середньомасштабні - від 1:1 000 000 до 1:10 000 000;
-дрібномасштабні - від 1:10 000 000 до 1:100 000 000.
За поданим співвідношенням масштабів можна сказати, що карти за своєю детальністю й докладністю займають проміжне положення між аеро- і космічними знімками.
З появою ГІС масштаб карти в цифровому поданні перестав бути постійною величиною тому, що він може змінюватись ступенево або плавно у відповідності до потреб теперішнього моменту, тобто, можна збільшувати зображення карти на екрані чи паперовій копії у будь-яких розумних межах. Тому можна говорити про поточний масштаб карти в ГІС, тобто про той масштаб, в якому вона виведена на даний момент.