Раздел 5. Картографические методы исследования карт

Из истории использования карт. Картографический метод исследования. Система приемов анализа карт. Графические приемы: построение комплексных профилей, розы-диаграммы, блок-диаграммы, действия с поверхностями. Графоаналитические приемы: картометрия (измерение длин прямых и извилистых линий, площадей, объемов, угловых величин) и морфометрия (расчет показателей формы и структуры объектов). Визуальный анализ карт. Чтение карт. Описания по картам: общие, поэлементные.

Использование в картографии приемов математической статистики, теории информации (энтропии). Компьютерный анализ карты. Картографические прогнозы. Надежность исследований по картам.

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на разнообразие методов использования картографических произведений. В настоящее время наиболее распространены следующие приемы анализа карт:

1. Графические приемы - включают построения по картам профилей, разрезов, графиков, диаграмм, трехмерных моделей.

2. Описания по картам — способ качественной характеристики объектов и явлений, изображаемых на карте. Позволяют получить общее представление об изучаемом предмете.

3. Графоаналитические приемы — предназначены для измерения по картам координат объектов, длин линий, углов, площадей, объемов, формы (вытянутость, извилистость, кривизна, густота, концентрация).

4. Математическое моделирование — имеет целью построение и анализ моделей по данным, снятым с карты, например, используя методы математической статистики и теории информации, можно по данным, полученным с карты, вычислить так называемый информационный коэффициент соответствия и с его помощью сделать вывод о взаимосвязи двух и более явлений.

Вся система приемов анализа карт может быть использована для работы с отдельной картой, и для обработки серий карт или атласов. По результатам изучения данной темы студент должен владеть методами картометрии с использованием современных приборов, оборудования и технологий.

Рекомендуемая литература: (2), (3), (6)

Раздел 6. Проектирование и составление карт

Виды технологий создания карт: камерально-полевая, камеральная, компьютерная. Этапы создания карт. Проектирование карт. Сбор исходной информации. Разработка математической основы, содержания и оформления карты. Программа карты. Составление и оформление карт: подготовка исходных материалов, создание математической основы карты, перенос изображения с исходных материалов, оформление карты. Авторский и составительский оригиналы карты. Основные требования к составлению и оформлению лесных карт. Подготовка к изданию и издание карт.

Компьютерные картографические технологии. Картографические подсистемы ГИС. Цифрование планов и карт. Обработка картографических данных. Отображение данных. Хранение данных. Управление и обмен данными.

При изучении этой темы необходимо иметь представление об основных технологических процессах создания карт при использовании различных видов технологий: полевой, камеральной и компьютерной, дать развернутую характеристику основных этапов создания карт, основных видов работ и применяемых технических устройств.

При изучении этой темы студентам необходимо знать, что разнообразие тематики и назначения современных географических и тематических карт требует применения многообразных источников, привлекаемых для их составления. К основным картографическим источникам можно отнести:

1. Каталоги координат опорных пунктов, к которым относятся результаты астрономических наблюдений и результаты вычислений координат опорных пунктов на эллипсоиде Ф.Н. Красовского. В настоящее время для создания геодезических сетей широко применяют глобальные системы позиционирования (GPS-ГСП) или спутниковые системы позиционирования и навигации.

2. Данные натурных наблюдений и измерений, к которым относятся результаты дешифрирования аэро - и космических снимков, данные измерений, проводимые в результате полевых обследований (геофизического, геоботанического, почвенного и др.). Это полевые дневники и отчеты, данные бурения скважин, наблюдения на метеостанциях, профили, разрезы, результаты анализов.

3. Экономико-статистические данные, которые содержат количественные сведения с их временной и географической привязкой. Эти данные характеризуют производственные и людские ресурсы, показывают динамику развития всех отраслей народного хозяйства и многие другие аспекты экономической структуры общества.

4. Текстовые материалы — это различные литературные источники, отчеты экспедиций, научные труды, нормативные документы и инструкции.

5. Собственно картографические материалы, к которым относятся общегеографические карты и карты тематические. Из общегеографических карт необходимо выделить карты топографические (масштаб до 1:200 000), обзорно-топографические (до 1:1 000 000) и обзорные (мельче 1:1 000 000). Эти карты служат основой для составления карт любой тематики, достоверными и надежными источниками. Общегеографические карты выполняют роль каркаса, относительно которого производится привязка тематического содержания создаваемых карт.

6. Материалы аэрокосмических съемок – это один из основных источников при создании и обновлении топографических и тематических карт самых разных масштабов.

В процессе создания любой карты можно выделить следующие основные этапы: 1) редакционно-подготовительные работы; 2) составление карты и ее оформление; 3) подготовка карты к изданию; 4) издание карты.

Особое место в процессе создания карты занимают редакционно - подготовительные работы, т.к. прежде чем приступить к составлению карты, картографу надо ясно себе представлять, что именно он должен в конечном счете получить. Для этого ему необходимо знать: назначение карты и задачи, которые по данной карте можно решить; особенности картографируемой территории; масштаб, проекцию и другие элементы математической основы карты; картографические источники, по которым будет создаваться карта; элементы содержания карты и степень подробности с какой следует показать каждый из них; технические средства составления карт, чтобы из всех способов и приемов отобрать наиболее точные и экономичные. Все эти вопросы находят отражение в программе карты (или редакционном плане), которая создается в процессе редакционно-подготовительных работ.

Программа карты включает следующие разделы:

1) Основные сведения о карте (название карты; ее назначение; масштаб; число листов; требования, которым должна удовлетворять карта; руководящие документы, на основе которых она составляется; особенности картографируемой территории).

2) Математическая основа карты, где приводятся следующие сведения:

— обоснование выбора масштаба и проекции и характеристика проекции по искажениям (виду и распределению);

— размеры карты;

— описание размещения территории, врезок, заголовка, легенды, пояснительных сведений и их размеров;

— крайние широты и долготы картографируемой территории, главные параллели и средний меридиан;

— указания по вычислению координат узловых точек картографической сетки и формулы для вычисления.

К данному разделу относятся приложения: а) макет компоновки в масштабе карты; б) вычисления координат узловых точек картографической сетки и опорных точек.

3) Разработка содержания карты, в котором определяются объекты и явления, которые подлежат изображению на проектируемой карте, т.е. устанавливается перечень элементов содержания, а также степень детальности их изображения. В зависимости от назначения карты определяются нормы отбора и обобщения элементов содержания. Также в разделе даются указания:

— по выбору способов изображения тематического содержания;

— по разработке знаковой системы (легенды) карты, т.е. числовых и цветовых шкал, диаграммных знаков и др., даются указания по оформлению карт, приводятся образцы оформления оригиналов.

4) Анализ и оценка картографических источников, где приводятся данные обо всех используемых в процессе создания карты источниках, дается их характеристика по полноте и содержанию, для планово - картографических материалов указываются выходные данные, дается характеристика математической основы, содержания и способов изображения, указывается цель использования источника.

5) Технология выполнения работ на всех этапах создания карты, где даются сведения о применяемых технических средствах, способах и точности построения картографической сетки, нанесения опорных точек, переноса изображения с источника на подготовленную основу, разрабатывают технологическую схему подготовки карты к изданию.

Составление тематической карты начинают с нанесения на основу узловых точек картографической сетки в заданной проекции, а также опорных точек, по которым затем будет производиться масштабирование и трансформирование изображения исходной карты. Перенос изображения с исходной карты, его масштабирование и трансформирование производится наиболее распространенными способами: графическим, оптико-механическим, фотомеханическим и электронным (сканирование и дигитализация). В результате комплекса работ по составлению карты получается так называемый авторский или составительский оригинал карты.

По результатам изучения данного раздела студент должен иметь общее представление о ГИС, их структуре, взаимосвязи различных подсистем, принципах представления графической информации в компьютере, ее хранении и отображении, знать основные процессы и схемы подготовки к изданию карт, технологии, в том числе компьютерные, создания и использования тематических планов и карт для нужд землеустройства, кадастров, градостроительства. Уметь разработать технологическую схему подготовки карты к изданию, владеть методами практического использования наиболее распространенных технологий создания тематических планов и карт.

Рекомендуемая литература: (1), (2), (4), (5), (6), (8), (9), (10)