ЛЕКЦИИ КАРТОГРАФИЯ-13

И.А. Петрова

КАРТОГРАФИЯ

КУРС ЛЕКЦИЙ

Новочеркасск

2013

1

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НОВОЧЕРКАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕЛИОРАТИВНАЯ АКАДЕМИЯ»

И.А. Петрова

КАРТОГРАФИЯ

Курс лекций для студентов направления 120700.62 - «Землеустройство и кадастры»

Новочеркасск

2013

3

УДК 528.9 (075) П 305

Рецензенты: Н.Б. Сухомлинова, доктор экономических наук, профессор кафедры землеустройства ФГОБУ ВПО НГМА; Ж.В. Рощина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

кафедры инженерных изысканий ФГБОУ ВПО НГМА.

Петрова, И.А.

П 305 Картография [Текст]: курс лекций / И.А. Петрова; Новочерк. гос. мелиор. акад. – Новочеркасск, 2013.– 64 с.

В представленном курсе лекций изложены вопросы, раскрывающие современную трактовку картографии как науки и область техники и технологии создания и использования картографических произведений. Рассмотрены сущность и свойства карт как моделей действительности, их математическая основа, способы изображения объектов и явлений на картах, вопросы генерализации. Особое внимание уделено вопросам картографического метода исследования.

Рекомендовано для студентов направления 120700.62 - «Землеустройство и кадастры».

Ключевые слова: картография, карта, математическая основа, генерализация, методы исследований, проектирование карт.

6

ВВЕДЕНИЕ

Картография находит широкое применение в народном хозяйстве. Особую роль она играет в землеустройстве и кадастре. В землеустроительных организациях составляют карты землепользований, кадастровые карты и другие карты сельскохозяйственного назначения, а также используют их для решения различных землеустроительных задач.

Курс «Картография» познакомит будущих специалистов направления «Землеустройство и кадастры» с основами картографического отображения географической, тематической и специальной информации, с методикой и технологией создания оригиналов карт различной тематики, в том числе для нужд землеустройства и земельного кадастра, а также с правильным применением картографического метода в исследованиях и управлении земельными ресурсами, рациональном их использовании и охране.

Данный курс лекций составлен с целью оказания помощи студентам при изучении дисциплины.

ЛЕКЦИЯ 1. ПОНЯТИЕ О КАРТОГРАФИИ

1.1 Предмет и метод картографии

«Картография» это наука о картах как особом способе изображения действительности, их создании и использовании. Это определение закреплено Международной картографической ассоциацией. Государственный стандарт картографических терминов определяет картографию как область науки, техники и производства, охватывающую изучение, создание и использование картографических произведений. Таким образом, картография существует в трѐх формах

наука об отображении и познании явлений природы и общества, посредством карт;

область техники и технологии создания и использования картографических произведений;

отрасль производства, выпускающая картографическую продукцию (карты, атласы, глобусы и др.).

Однако помимо перечисленных трѐх форм картография занимается ис-

пользованием карт, исследованиям по ним и составлением картографических прогнозов.

В связи с развитием компьютеризации расширились представления о картографии. В еѐ интересы включаются не только создание карт, в т.ч. электронных, но и формирование баз и банков цифровой картографической информации, ГИС и др.

Представление о картах как моделях действительности позволяет считать предметом научной картографии отображение и исследование объектов

7

природы и общества, их размещения, свойств, взаимосвязей и изменений во времени посредством карт и других картографических моделей.

1.2 Теоретические концепции в картографии

Теоретическая концепция — это определѐнная система взглядов на предмет и метод картографии.

Концепции обобщают прошлый опыт науки и пытаются оценить тенденции еѐ развития в будущем, но при этом они отображают сегодняшнее понимание состояния и перспектив науки. В настоящее время в картографии оформилось несколько теоретических концепций.

Познавательная (или модельно-познавательная) концепция рассматри-

вает картографию, как науку о познании действительности посредством картографического моделирования, а саму карту как модель действительности (в этой трактовке картография имеет самое близкое отношение к естественным и социально-экономическим наукам и теории познания).

Коммуникативная концепция в ней картография предстаѐт как наука о передаче пространственной информации, а карта, как канал информации, средство коммуникации, таким образом, она тесно связывается с теорией информации, автоматикой, теорией восприятия.

Языковая (картоязыковая) концепция трактует картографию как науку о языке карты, а карту, как особый тест, составленный с помощью условных знаков, в данном случае картография выступает, как отрасль лингвистики и семиотики (наука о языке), а предметом еѐ исследования становятся картографические знаковые системы.

Каждая из названных концепций имеет под собой веские реальные основания.

Картография предстаѐт с одной стороны, как наука о познании мира, с другой, как средство коммуникации, а с третьей, как особое языковое образование. Что свидетельствует о многогранности картографии.

В восьмидесятых годах прошлого столетия стала формироваться новая геоинформационная концепция. Согласно еѐ картография рассматривается как наука о системном информационно — картографическом моделировании познании геосистем, тесно связана с науками о Земле и обществе.

1.3 Картография в системе наук

Современная картография имеет прочные двусторонние контакты со многими философскими, естественными и техническими науками и научными дисциплинами (рисунок 1). Картография пользуется их достижениями, впитывает новые идеи и технологии и одновременно предоставляет им обширное поле для приложения сил, способствует развитию их теории и методологии.

8

Астрономия

и геодези- КАРТОГРАФИЯ Математика ческие

науки

Рисунок 1 — Картография в системе наук

В самом близком контакте с картографией находятся науки о Земле и планетах — обширный и сильно разветвлѐнный комплекс географических, гео- лого-геофизических, экологических, планетологических отраслей знания, для которых картография служит одним из главных методов познания и средств систематизации данных. Основная область взаимодействия — тематическое картографирование природы и методы использования карт. Сегодня невозможно даже представить развитие наук о Земле в отрыве от картографии. Более того, формирование многих отраслей науки произошло благодаря картографическому методу. Картографирование стало, например, базой для исследования дна океана и поверхности других планет, развития морфометрии рельефа, медицинской географии и др. Одновременно наблюдается и другая тенденция: многие новые отрасли тематической картографии возникают на стыках с науками о Земле, и в результате появляются карты нового типа, новые методы картографирования и способы использования карт (например, стремительно развивающееся эколого-географическое картографирование).

Социально-экономические науки — экономика, социология, демография, история, археология, региональная политика, этнография и многие родственные им дисциплины так же, как и науки о Земле (и в комплексе с ними), образуют основу для тематического картографирования и использования карт. Предоставляя

9

этим наукам, инструмент пространственного исследования, картография сама обогащается новыми методами (например, экономико-математического моделирования, сетевого планирования), разрабатывает новые типы картографических произведений.

Логико-философские науки — теория отражения, теория моделирования, формальная логика, системный анализ активно контактируют с картографией при разработке еѐ теоретических концепций, знаковых систем (здесь необходимо напомнить о связях с лингвистикой и семиотикой), проблем и методов моделирования и системного картографирования. При исследовании проблем восприятия картографического изображения привлекают методы психологии.

Астрономо-геодезические науки — астрономия, геодезия, гравиметрия, спутниковая геодезия, топография предоставляют картографии данные о фигуре и размерах Земли и планет, их физических полях, образуют базу для составления общегеографических и тематических карт. При создании математической основы карт необходимы результаты астрономо-геодезических наблюдений, данные спутниковой геодезии, спутникового позиционирования. Основой для любых крупномасштабных карт всегда служат топографические съѐмки местности.

Математические науки — математический анализ, аналитическая геометрия, сферическая тригонометрия, статистика и теория вероятностей, неевклидова геометрия, теория множеств, математическая логика, теория графов, теория информации и ряд других математических дисциплин непосредственно контактируют с картографией. Математика и картография объединены прочными историческими связями, в прошлом картографию в России относили к «математической географии». Сегодня математические дисциплины используют при разработке картографических проекций, математико-картографическом моделировании, создании алгоритмов и программ картографирования и использования карт, планировании картографического производства, формировании информационнопоисковых систем. Нет ни одной области математики, которая, так, или иначе, не контактировала бы с современной картографией.

Техника и автоматика — приборостроение, электроника, полупроводниковая и лазерная техника, химическая технология, материаловедение, полиграфия и многие другие отрасли составляют техническую базу создания, издания и использования карт и других картографических произведений. Связи с техникой проявляются в совершенствовании и создании нового картографического оборудования, приборов, автоматических систем и материалов, в оптимизации производственных процессов и технико-экономических параметров картографического производства. В последние годы особую значимость приобрели контакты с теорией систем управления, кибернетикой и информатикой. Благодаря этому картография обогатилась многими лучшими достижениями современной научнотехнической революции.

Дистанционное зондирование — комплекс дисциплин, включающих аэро-, космическую и подводную съѐмки, обработку и дешифрирование изображений, фотограмметрию, фотометрию, структурометрию, а также космическое землеведение и мониторинг. Основная сфера взаимодействия — топографическое и те-

10

матическое картографирование. Данные съѐмок используются для составления, уточнения и обновления карт, формирования баз цифровой информации, а карты, в свою очередь, необходимы для привязки и дешифрирования материалов дистанционного зондирования.

В кратком обзоре названы лишь основные сферы науки, с которыми контактирует картография. На самом деле, она, так или иначе, взаимодействует практически со всеми отраслями знаний, даже с такими, казалось бы, далекими от неѐ, как медицина, архитектура, геополитика и др.

1.4 Структура картографии

Картография представляет собой разветвлѐнную систему научных и технических дисциплин. Одни из них имеют многовековую историю, другие возникли недавно и находятся в стадии становления.

1 Общая теория картографии — раздел, изучающий общие проблемы, предмет и метод картографии как науки, а также отдельные вопросы методологии создания и использования карт.

2 Математическая картография — дисциплина, изучающая математическую основу карт, разрабатывающая теорию картографических проекций, методы построения картографических сеток, анализа и распределения искажений в них.

3 Проектирование и составление карт изучает и разрабатывает методы и технологию лабораторного (камерального) изготовления карт.

4 Оформление карт и картографическая семиотика разрабатывают язык карты, теорию и методы построения систем картографических знаков, художественное проектирование карт, их красочное оформление. В рамках картографической семиотики изучаются правила построения знаковых систем и пользования ими (синтактика), соотношение знаков с отображаемыми объектами (семантика), информационная ценность знаков, их восприятие читателями (прагматика).

5 Издание карт — техническая дисциплина, изучающая и разрабатывающая технологию печатания, размножения, полиграфического оформления карт, атласов и другой картографической продукции.

6 Экономика и организация картографического производства — отрасле-

вая экономическая дисциплина, изучающая проблемы оптимальной организации и планирования производства, использование картографического оборудования, материалов, трудовых ресурсов, повышения производительности труда.

7 Использование карт — раздел картографии, в котором разрабатываются теория и методы применения картографических произведений в различных сферах практической, научной, культурной, агитационно-пропагандистской деятельности.

8 История картографии изучает историю идей, представлений, методов