2.5. Координатні сітки
Важливим елементом географічної карти є мережа координатних ліній, яка є плоским зображенням відповідних ліній на земному еліпсоїді. При виготовленні карти сітка служить для побудови картографічного зображення. При користуванні картою вона дозволяє визначати координати точок земного еліпсоїда, наносити на карту точки за їх координатами, вимірювати напрям ліній щодо початкового напряму, обчислювати масштаби і спотворення в будь-якому місці карти.
До найпоширеніших сіток належить картографічна, що відображає лінії меридіанів і паралелей.
При використанні топографічних карт для визначення положення пунктів, передачі різних управлінських рішень, швидкого розрахунку напрямів і відстаней та інших характеристик необхідні прості дії, які можуть бути забезпечені сіткою прямокутних координат. Вона зображується на сучасних топографічних картах додатково до картографічної сітки, а на деяких картах (наприклад, англійських і фінських) замість неї.
На картах також використовують сітку-покажчик, за допомогою якої вказується місцеположення та пошук об’єкта. Такі сітки зручні для знаходження об’єктів за алфавітним географічним покажчиком.
До математичної основи карт також відносяться масштаби та розграфка і номенклатура багатоаркушних карт.
Тема 3. Картографічні знаки та способи картографічного зображення
3.1. Картографічні знаки та їх функції. Побудова знаків і знакових систем
3.2. Способи картографічного зображення
3.3 Шкали умовних знаків
3.4.Сумісне застосування різних способів зображення та їх видозміни. Системи та стандартизація знаків
3.1. Картографічні знаки та їх функції. Побудова знаків і знакових систем
Картографічними умовними знаками називають графічні символи, які використовуються на картах для позначення різних об'єктів та їх характеристик (розташування форма, розміри якісні та кількісні характеристики). Коротка форма того ж терміну, встановлена державним стандартом, який називають умовними знаками. Ці знаки та їх системи утворюють особливу штучну мову - мову карт. Вони передають зміст карт, тобто знання про реальну дійсність, що зображена на картах. Картографічні знаки позначають предмети, явища, процеси (нафтова вежа, лінії електропередачі, болото, населений пункт, рельєф місцевості, температуру повітря, морські течії тощо). Їх використовують для реальних і абстрактних об'єктів, наприклад, для відображення конкретних населених пунктів і щільності населення, що представляє абстрактне поняття. Таким чином, картографічні знаки можуть мати наочне і смислове значення. Вони знаходяться в певних відносинах до об'єктів, що позначаються.
Картографічні знаки окремих об'єктів виконують дві основні функції: а) вказують вид об'єктів (колодязь, шосе, болото тощо) і деякі їхні кількісні або якісні характеристики (наприклад, дебіт колодязя, вид покриття і ширину проїжджої частини шосе, прохідність болота), б) визначають просторове положення, планові розміри і форми цих об'єктів, що відображає їх геопросторове моделювання. Знаки також відображають зміни явища в часі (зростання міст, розливи річок тощо), переміщення (маршрути експедицій, траєкторії циклонів) та інші процеси.
Сукупність знаків виконують на картах більш широкі функції. Вони показують поєднання і взаємозв'язки об'єктів, формують просторовий образ явищ, дозволяють встановлювати особливості і закономірності їх розміщення і таким чином дають нові знання та більш повну інформацію про об’єкти та явища в порівнянні з окремими знаками карти. Крім того, угрупування знаків відкривають простір для просторових характеристик стану, диференціації і тимчасової зміни явищ. Вони особливо продуктивні, коли картографування проводиться як системне дослідження природних і соціально-економічних комплексів певного структурного або територіального рівня.
Використовуючи семіотику (лінгвістичну науку), що досліджує знаки, їх властивості і знакові системи будь-яких природних і штучних мов, необхідно при аналізі графічних засобів мови картографії розглядати: правила побудови картографічних знаків та їх систем; відношення знаків до об'єктів, що позначаються; якість знаків та їх інформаційну (змістовну) цінність, зрозумілість, а також інші чинники при використанні карт в конкретному випадку.
Використання умовних знаків відрізняє карту від багатьох інших графічних моделей - аеро- і космічних знімків, панорам, пейзажів тощо. Знаки на карті є зоровим сприйняттям елементів зображення, що умовно представляють процеси і явища навколишнього світу, їхнє місце розташування, якісні та кількісні характеристики, структуру, динаміку і т.п.
На стику картографії та семіотики сформувався розділ, у рамках якого розробляється загальна теорія систем картографічних знаків як мови карти (картографічна семіотика).
В ній вивчається велике коло проблем, що стосується походження, класифікації, властивостей і функцій картографічних знаків, а також способів картографічного зображення.
Картографічна семіотика включає такі розділи:
картографічна синтактика, яка вивчає правила побудови й застосування знакових систем, їхні структурні властивості, граматику мови карти;
картографічна семантика, що досліджує співвідношення умовних знаків з об'єктами і явищами, які відображаються;
картографічна прагматика вивчає інформаційну цінність знаків як засіб комунікації та особливостей їхнього сприйняття читачами карти.
В складі картографічної семіотики виділяють також розділ картографічної стилістики, що вивчає стилі та фактори, які визначають вибір образотворчих засобів відповідно до призначення та функцій картографічних творів.
Мова карти є знаковою системою, що використовується в картографії і яка включає умовні знаки, способи зображення, правила їхньої побудови, застосування та читання при створенні і використанні карт.
У зв'язку з автоматизацією та комп'ютеризацією картографії увага до мови карти зросла. З картосеміотичних позицій вивчаються категорії і елементи мови карти, її граматика і структура, механізми функціонування, правила застосування знаків. Ці дослідження тісно пов'язані із загальною семіотикою, машинною графікою, художнім дизайном та психологією сприйняття і вони спрямовані на практичну орієнтацію підвищення якості електронних карт.
Головними функціями мови (як і картографії в цілому) є комунікативна - передача деякого об’єму інформації від творця карти до читача і пізнавальна - отримання нових знань про об'єкт, що картографується.
Мова карти - це форма існування картографії.
Старовинним картам властива картинна передача місцевості - використання перспективних малюнків гір, рослинності, населених пунктів та інших об'єктів (рис. 3.1). Картинний малюнок був зрозумілий без особливих пояснень.
Рис. 3.1. Картинне зображення місцевості
Коли карти почали застосовуватися для вимірювання відстаней з можливою точністю та площ і для армії виникла необхідність в правильній передачі планових контурів населених пунктів, лісів тощо, перспективні знаки почали замінюватися плановим зображенням предметів.
Властивість картографічних знаків моделювати простір об'єктів, що відображаються дає можливість розподіляти знаки на:
позамасштабні умовні знаки, які застосовують для зображення об’єктів, невеликі розміри яких не дозволяють виразити їх у масштабі карти (геодезичні пункти, колодязі, вітряки тощо) (рис. 3.2);
лінійні умовні знаки, які відображають об'єкти лінійного характеру (межі, дорожня мережа, річки, уступи тощо); вони зберігають подібність лінійних контурів, але можуть збільшувати ширину об'єкту (наприклад, знаки шляхів на дрібномасштабних картах);
площинні умовні знаки, які використовують для заповнення площ об'єктів, що виражаються в масштабі карти (ліси, чагарники, плантації, солончаки, болота тощо). Вони обмежені своїми контурами (зовнішньою межею) і дають зорове уявлення про місцеположення, контури, протяжність та площі об'єктів.
Рис.3.2.Умовні позначення топографічних карт
При картографуванні деяких явищ, наприклад, сільського населення, посівних площ, тварин та іншого, нерідко застосовують особливі знаки, які передають характер їх розміщення.
Спеціальну категорію утворюють знаки для характеристики явищ, що відомі в сумарних величинах (чисельність сільського населення, площа лісів, продукція сільського господарства тощо) або відносних показниках (щільність населення, відсоток орних земель тощо), прив’язаних до якої-небудь територіальної сітки, адміністративного поділу, регулярної мережі прямокутних координат та ін.
Графічні засоби, що використовуються в картографії, надають необмежені можливості для проектування і побудови умовних знаків та їх систем. Тут використовують диференціацію знаків за формою, величиною, кольором , орієнтуванням та внутрішньою його структурою. Кольорові знаки можуть розрізнятися також за насиченістю кольору.
Значки або фігурки, які застосовують для позамасштабних знаків, зручно розрізняти за формою, величиною значків та їх кольором (рис. 3.3). Значки мають відмінності за орієнтуванням, та внутрішньою структурою (внутрішньому малюнку, «зернистістю»). Застосування структурного малюнка дає можливість урізноманітнити значки, особливо геометричні.
Рис. 3.3. Значки або фігурки, які розрізняють:
а – за формою; б – за величиною; в – за орієнтацією; г – за яскравістю;
д – за внутрішньою структурою.
У лінійних знаках їх форма та орієнтування визначає на карті просторове положення лінійних об'єктів (рис. 3.4). Для диференціації знаків використовують їх ширину (величину), колір, малюнок (структуру).
Рис. 3.4. Лінійні знаки, які розрізняють:
а – за шириною; б – за рисунком (структурою); в – за яскравістю.
Планові контури об'єктів, виражені в масштабі карти, їх положення, форма і розміри визначають контурами, і тому в площинних знаках, що заповнюють контури, використовуються відмінності позначень-заповнювачів: колір та насиченість фонових забарвлень; колір та його насичення, інтервали, орієнтацією лінійних і пунктирних штрихувань; структура і малюнок площинних штрихувань, а також значків та інші їх особливості (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Площинні знаки, які розрізняють:
а – за яскравістю; б – за структурою; в – за рисунком позначень-заповнювачів;
г – орієнтацією штриховок.
Побудова окремих знаків на карті, яка забезпечує правильну просторову локалізацію об'єктів, що позначаються, підпорядкована до таких правил: у позамасштабних знаках дійсне положення об'єктів повинно співпадати з певними точками знаків, що є центрами знаків правильної форми (кругів, квадратів і т. п.), серединою підстави наочних перспективних знаків (покажчика шляхів, маяка тощо) і т. п.; в лінійних знаках воно вказується їх осьовими лініями; площинні знаки розміщують усередині відповідних контурів.
Положення ускладнюється в місцях концентрації позамасштабних зображень (що накладаються один на одний), при необхідності зобразити декілька знаків (наприклад, ряд промислових підприємств) в одному пункті при поєднанні різних знакових систем. Ці труднощі виникають з «синтаксичних» особливостей картографічної мови. На відміну від тексту природної мови з її лінійною побудовою і послідовним читанням слів, карта сприймається читачем відразу в цілому у двох вимірах ‒ в просторовому поєднанні і взаємозв'язках знаків. Її подальше детальне вивчення може починатися в будь-якому місці карти, рухатися в будь-якому напрямку і розповсюджуватися на різні її частини. Тому раціональна локалізація і взаємне аранжування різних знакових систем і скупчень позамасштабних зображень ґрунтуються також на обліку змістовного значення знаків і потребує семантичного підходу.
Знаки, відображаючи розміщення предметів і явищ, можуть також передавати: переміщення явищ, наприклад, шляхи експедицій, динаміку ліній фронтів, міграції населення, вітри (переміщення мас повітря), течії (переміщення водних мас) та інші; розвиток явищ, наприклад зростання міст, збільшення вантажопотоків, приріст посівних площ, розширення території держави, річний хід температури та ін.