5 Методы создания современных карт

Виды источников для создания карт:

• астрономо-геодезические данные;

• общегеографические и тематические карты;

• кадастровые данные, планы и карты;

• данные дистанционного зондирования;

• данные непосредственных натурных наблюдений и измерений;

• данные гидрометеорологических наблюдений;

• материалы экологического и других видов мониторинга;

• экономико-статистические данные;

• цифровые модели;

• результаты лабораторных анализов;

• литературные (текстовые) источники;

• теоретические и эмпирические закономерности.

Этапы создания карт:

1) Проведение полевых съемочно-картографических работ, выполняемых обычно в крупных масштабах.

2) Лабораторное составление карт по источникам (камеральное картографирование) как правило в средних и мелких масштабах.

3) Выполняется государственными топографо-геодезическими службами.

Топографические съемки регламентируются стандартными положениями, руководствами и инструкцией.

4) Состоит в обработке данных полевых съемок, обобщение карт, синтез экспериментальных наблюдений.

Первый этап – проектирование карты, разработка ее концепции, составление программы, подготовка всей необходимой документации.

Второй этап – составление карты, т.е. комплекс работ по изготовлению оригинала.

• подготовка и обработка источников

• разработка математической основы

• разработка содержания и легенды

• техническое составление оригинала и проведение генерализации

• оформление карты

• редактирование карты и корректора на всех стадиях становления.

Третий этап – подготовка к изданию и издание карты, размножение ее в печатной (полиграфической или компьютерной) форме.

Она охватывает следующие процессы:

• изготовление издательских оригиналов

• изготовление печатных форм и получение проб

• печатание (тиражирование) карты

• редактирование и корректура на всех стадиях подготовки и издания карты.

Составление карт

Приступая к составлению карты, прежде всего, проводят подготовку источников. Если нужно, выполняют масштабирование, изменение проекции или даже систему координат (когда речь идет о старых картах), преобразование классификаций и легенд. Проводят предварительную обработку таблиц и текстовых материалов, а также определяют, что именно и в каком порядке будет наносится с источников на составляемую карту.

Составление тематической карты начинают с создания географической основы, которая послужит затем для нанесения всего содержания. Основа должна иметь сетку меридианов и параллелей, на ней обязательно присутствуют береговая линия и гидрографическая сеть, населенные пункты, административные границы, дороги, в некоторых случаях – рельеф территории. Можно воспользоваться имеющейся бланковой картой или провести досоставление основы, выполнив, если нужно, ее генерализацию или детализацию – все определяется назначением и тематикой сопоставляемой карты.

Следующий процесс – составление легенды. В ее основу кладут ту или иную классификацию картографируемых явлений, гамму школ, выбирают фоновые окраски, кегль и вид шрифтов и т.п. Создание легенды – очень важный процесс, который дает возможность проверить логику принятых классификаций. Легенда организует все содержание карты, формализует состав изображаемых элементов, подчеркивает их иерархию, определяет детальность качественных и количественных характеристик.

Далее приступают к нанесению на основу тематического содержания. Тут возможны разные приемы. Некоторые элементы переносят с источников простым копированием, другие – перерисовывают с помощью фотомеханического проектора или от руки, руководствуясь ситуацией и координатной сеткой, третьи – наносят по координатам.

При компьютерном составлении предварительно отсканированную географическую основу выводят на экране в укрупненном масштабе, на ее накладывают тематическую информацию с других картографических источников путем масштабирования, проектирования или ручной перерисовки. Цифровую информацию (например, статистические данные) вызывают из баз данных или вводят непосредственно с клавиатуры. Все элементы содержания дают сразу в принятой легенде. Одновременно на карте размещают надписи, следя за тем, чтобы они хорошо соответствовали элементам содержания.

В процессе составления карты выполняется генерализация изображения согласно принципам, изложенным в программе. Еще один очень важный «сквозной» процесс – согласование элементов содержания. Он предполагает учет разных географических закономерностей и взаимосвязей (зональных, гипсометрических, структурно-геологических, ландшафтных и др.), увязку элементов содержания вдоль границ, природных рубежей и структурных линий. При компьютерном составлении согласуют разные слои картографического изображения. При этом осуществляются разные виды согласования:

• взаимная увязка отдельных элементов тематического содержания;

• согласование основы и элементов тематического содержания;

• согласование однородных элементов содержания (в пределах одного тематического слоя);

• согласование различных элементов тематического содержания (разных слоев) друг с другом;

• согласование разных карт в составе серии или атласа.

Создание карты чаще всего выполняют не только картографы, но и специалисты по теме карты. Они готовят и представляют исходные материалы, которые затем подвергаются картографической обработке. Различают следующие виды авторских и составительских документов:

• авторский эскиз – первоначальный набросок, отражающий общую идею карты и легенды и выполненный схематично, без соблюдения некоторых картографических правил, с возможными отступлениями от принятых условных знаков;

• авторский макет – карта, выполненная на географической основе и точно передающая содержание, но составленная не в строгом соответствии с техническими требованиями графического изображения;

• авторский оригинал – рукописная карта, выполненная в полном соответствии с легендой, с необходимой точностью, полнотой и детальностью;

• составительский оригинал – точный и полный по содержанию оригинал карты, составленный с учетом всех правил и требований и с высоким графическим качеством.

На всех этапах осуществляется редактирование, т.е. руководство и контроль за всеми процессами карты. Редактор карты следит за правильным построением тематической основы, точным нанесением и взаимным согласованием элементов содержания и географических названий, правильным применением условных знаков и способов оформления соблюдением правил генерализации.

Аэрокосмические методы создания карт

Главные достоинства аэроснимков, космических снимков и цифровых данных, полученных в ходе дистанционного зондирования – их большая обзорность и одномоментность. Они покрывают обширные, в том числе труднодоступные территории в один момент времени и в одинаковых физических условиях. Снимки дают интерпретированное и вместе с тем генерализованное изображение всех элементов земной поверхности, что позволяет видеть их структуру и связи. Очень важное достоинство – повторность съемок, т.е. фиксация состояния объектов в разные моменты времени и возможность прослеживания их динамики.

Существует несколько основных направлений применения материалов дистанционного зондирования в целях картографирования:

• составление новых топографических и тематических карт;

• исправление и обновление существующих карт;

• создание фотокарт, фотоблок-диаграмм и других комбинированных фотокартографических моделей;

• составление оперативных карт и мониторинг.

Составление топографических карт. Возможности топографического картографирования по космическим снимкам определяются, прежде всего, их размещением, доступностью для стереоскопической обработки и дешифрируемостью, объектов местности. Отечественные спутники системы «Ресурс Ф» имеет разрешение черно-белых снимков – 2-5 м. а цветных спектрозональных – 10-15 м. Американская съемочная система «Тематический картограф», установленная на спутнике «Ландсат» дает 15 метровое разрешение, а аппаратура французского спутника СПОТ – 10-20 метровое разрешение. Также материалы считаются пригодными для составления крупномасштабных карт, начиная с масштаба 1:25000-1:50000. При этом бывает необходимо частичное наземное дешифрирование. Для составления обзорно-топографических и обзорных карт используют съемки с меньшим разрешением. Например: многоспектральные снимки с «Ландсата» с разрешением около 80 м широко применяют для изготовления карт в масштабе 1:1000000.

Материалы космической съемки – основной источник для издания топографических карт малоизученных и труднодоступных территорий: высокогорий, заболоченных местностей, пустынных районов.

Составлением тематических карт. Принципиальная новизна методики картографирования состоит в том, что использованием космических материалов позволяет составлять мелкомасштабные тематические карты, минуя этап крупномасштабного картографирования. Так, в России по материалам космических съемок составляют мелкомасштабные геологические, тектонические, геоботанические, ландшафтные и другие карты (1:5000000, 1:10000000), хотя территория страны еще не полностью покрыта наземными съемками в крупных масштабах.

Обновление карт. Повторные аэрокосмические съемки создают хорошие условия для регулярного обновления топографических и тематических карт всего масштабного ряда, начиная с крупных масштабов (1:10000). При обновлении карты выделяют объекты и районы, которые быстро устаревают. Например: карты с/х освоения, интенсивной добычи полезных ископаемых, городского, дорожного и гидротехнического строительства приходится обновлять раз в один-два года, тогда как малообжитые районы могут обновляться раз в 5-10 лет и даже реже.

Изготовление фотокарт. Фотографические изображения все шире используются в научной и практической деятельности. Для их создания снимки преобразуют в картографическую проекцию, устраняя геометрические искажения, проводят фотограмметрическую обработку и монтирование соответственно разграфке топографических карт крупных, средних и мелких масштабов (1:10000 – 1:1000000). Затем наносят координатные сетки, горизонтали, населенные пункты, объекты местности, надписи, а также элементы зарамочного оформления. Потребность в фотокартах, составленных по аэро- и космическим снимкам высока. Если немного упростить их, отказавшись от изображения рельефа, то изготовить такие карты можно довольно быстро, что особенно ценно для малоизученных и труднодоступных территорий.

Составление оперативных карт – еще один важный вид использования космических материалов. Для этого проводят быструю автоматическую обработку поступающих дистанционных данных и преобразование их в картографический формат. Наиболее известны оперативные метеорологические карты. В оперативном режиме и даже в реальном масштабе времени можно составлять карты лесных пожаров, наводнений, развития неблагоприятных экологических ситуаций для слежения за созреванием с/х посевов и прогноза урожая, наблюдения за становлением и схода снежного покрова на обширных пространствах. Оперативное слежение и контроль за состоянием окружающей среды отдельных ее компонентов по материалам дистанционного зондирования и картам называют аэрокосмическим (или картографо-аэрокосмическим) мониторингом. Мониторинг предполагает не только наблюдение за процессом или явлением, но также его оценку, прогноз распространения и развития, а кроме того – разработку систем мер по предотвращению опасных последствий или поддержанию благоприятных тенденций.