ЛЕКЦИИ КАРТОГРАФИЯ-13

41

Цветовые шкалы применяются для картограмм, количественного фона, послойной окраски изолиний. Для передачи количественных показателей в них используют цветовые оттенки их насыщенность, светлоту. При изображении рельефа используют особые цветовые гипсометрические шкалы.

Шкалы однородных цветовых рядов строят по принципу изменения од-

ной цветовой характеристики, т.е. по цветовому тону, светлоте или насыщенности.

Шкалы смешанных (сложных) цветовых рядов получают путѐм измене-

ния двух или трѐх цветовых параметров. Сочетание разных цветов и изменение последовательности их характеристик позволяет получать самые разнообразные цветовые ряды. Простота или сложность шкал зависят от самого отображаемого явления, характера его распространения, степени детальности передачи на карте.

4.7 Надписи на картах

Кроме условных знаков, на картах присутствуют многочисленные надписи. Они составляют важный элемент содержания, поясняют изображенные объекты, указывают их качественные и количественные характеристики, служат для получения справочных сведений. Надписи обогащают карту, но могут одновременно ухудшить еѐ читаемость. Поэтому установление оптимального количества надписей и правильное их размещение составляют важную задачу при создании любого картографического произведения.

Выделяются три группы надписей.

Топонимы — собственные географические наименования объектов картографирования. Они включают оронимы — названия элементов рельефа, гидронимы — названия водных объектов, этнонимы — названия этносов, зоонимы — названия объектов животного мира и т.п.

Термины — понятия, относящиеся к объектам картографирования. Это могут быть общегеографические, геологические, океанологические, социаль- но-экономические и любые другие термины (например, «провинция», «область», «залив», «низменность», «экономический район» и др.).

Пояснительные надписи, которые включают:

—качественные характеристики («ель», «сосна», «горькое», «солѐное»;

—количественные характеристики (указание ширины шоссе, абсолютные и относительные высоты и глубины, скорость течения в реке и др.);

—хронологические надписи (даты событий, географических открытий, наступление каких-либо явлений, например, начало ледостава на реках);

—пояснения к знакам движения («путь Магеллана», «Дрейф ледокола

"Седов"»);

—оцифровка меридианов и параллелей и пояснения к линиям картографической сетки («Северный полярный круг», «к востоку от Гринвича»).

42

Раздел картографии на стыке с топонимикой, в котором изучаются географические наименования объектов, показываемых на картах — картогра-

фическая топонимика.

При составлении карты важно, чтобы каждая надпись была чѐтко привязана к обозначаемому объекту. От этого зависят читаемость карты, точность передачи информации. Размещение надписей зависит, прежде всего, от характера локализации самих объектов:

—объекты, локализованные в пунктах (населѐнные пункты и др.), подписываются рядом с правой стороны так, чтобы надписи располагались вдоль параллелей либо горизонтально, т.е. параллельно северной и южной рамкам карты. При большой густоте надписей допускается их размещение слева или сверху от пункта или даже с плавным изгибом (лекальное размещение);

—возле линейных объектов (рек, путей сообщения, маршрутов судов и т.п.) знаки всегда размещаются вдоль линии, плавно повторяя еѐ изгибы;

—на площадных объектах надпись, как правило, располагают вдоль длинной оси контура так, чтобы она протягивалась по всей площади. Если объект имеет изогнутые очертания, то соответственно изгибается и надпись. Лишь некоторые мелкие площадные объекты, например малые озѐра, в пределах которых надпись не умещается, подписывают рядом.

Во всех случаях необходимо, чтобы надписи размещались компактно.

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение картографической семиотики.

2. Что понимают под языком карты?

3. Что понимают под картографическими условными знаками?

4. Назовите три группы условных знаков.

5. Назовите способы изображения объектов и явлений на карте.

6.Назовите графические переменные, используемые при создании условных знаков

7.Назовите шкалы условных знаков.

8.Назовите три группы надписей на картах

9.Дайте определение картографической топонимики.

ЛЕКЦИЯ 5. КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЛИЗАЦИЯ

5.1 Сущность картографической генерализации

Картографическая генерализация — это отбор и обобщение изображае-

мых на карте объектов соответственно еѐ назначению, масштабу, содержанию и особенностям картографируемой территории.

Суть процесса состоит в передаче на карте основных, типических черт объектов, их характерных особенностей и взаимосвязей.

43

Генерализация — неотъемлемое свойство всех картографических изображений, даже самых крупномасштабных. По мере генерализации всѐ отчѐтливее проступают наиболее важные черты объекта, ведущие закономерности, главные взаимосвязи, выделяются геосистемы всѐ более крупного ранга.

Генерализация проявляется в обобщении качественных и количественных характеристик объектов, замене индивидуальных понятий собирательными, отвлечении от частностей и деталей ради отличительного изображения главных черт пространственного размещения.

Генерализация — одно из проявлений процесса абстрагирования отображения на карте действительности, она способствует формированию и воплощению в картографической форме новых понятий и научных абстракций.

Процесс генерализации противоречив, т. к. некоторые элементы не могут быть показаны на карте по условиям пространства, но должны быть отражены в силу своей содержательной значимости; часто возникает противоречие между геометрической точностью и содержательным соответствием изображения; в ходе генерализации происходит не только исключение деталей изображения, потеря информации, но и появление новой обобщенной информации.

Процесс генерализации труднее других картографических процессов поддается формализации и автоматизации, поэтому автоматизация картографической генерализации должна опираться на интерактивные, диалоговые процедуры, обеспечивающие активное участие картографа. Качество генерализации во многом зависит от понимания картографом содержательной сущности изображаемых географических объектов и явлений, умения выявить главные типичные их особенности.

5.2 Факторы генерализации

Факторами генерализации являются: масштаб карты, еѐ назначение, тематика и тип, особенности картографируемого объекта, изученность объекта, способы графического оформления карты.

Назначение карты — на картах показывают лишь те объекты, которые соответствуют еѐ назначению. Изображения других объектов, не отвечающих назначению карты, мешает восприятию карты, затрудняет работу с ней.

Влияние масштаба проявляется в том, что при переходе от более крупного изображения к мелкому сокращаются размеры изображаемой территории (на-

пример изображение 1 км2 в М 1:10 000 составляют 1 дм2, а в М 1:100 0000 - всего 1 мм2).

Тематика и тип карты определяют, какие элементы следует показать на карте с наибольшей подробностью, а какие подвергать более или менее существенному обобщению. Так на почвенной карте важно дать гидросеть (реки, озѐра, ручьи), генерализовать дорожную сеть и совсем исключить административные границы.

Особенности картографируемого объекта (или территории). Влияние

44

данного фактора сказывается в необходимости передать на карте своеобразие этого объекта или территории, отражать наиболее типичные для них черты, самые характерные элементы (например, в степных или полупустынных районах очень важно показать все мелкие озѐра, иногда при генерализации их дают даже с преувеличением).

Изученность объекта. При достаточной изученности объекта изображение может быть максимально подробным, а при нехватке материала показывают схематично.

Оформление карты. Многоцветные карты позволяют показать большее количество знаков, чем карты одноцветные.

5.3 Виды генерализации

Сложные объекты абстрагирования, связанные с картографической генерализацией, реализуются в разных видах и формах. Они касаются обобщения пространственных и содержательных характеристик, качественных и количественных показателей, отбора и даже исключения изображаемых объектов.

Обобщение качественных характеристик при генерализации происходит за счѐт сокращения различных объектов, что всегда связано с обобщением классификационных признаков, например: на почвенных картах подвиды объединяются в виды, типы почв и т. д.

Обобщение количественных характеристик проявляется в укрупнении градаций изображаемого явления, укрупнения шкал, в переходе от непрерывных шкал к ступенчатым, от равномерных — к неравномерным. При отборе (исключении) картографируемых объектов на карте оставляют важные и необходимые объекты с точки зрения назначения и масштаба карты, особенности картографируемой территории. Примером может служить увеличение высоты сечения рельефа при генерализации топографических карт.

Переход от простых понятий к сложным. Этот вид генерализации связан с введением интегральных понятий и собирательных обозначений. Например, при переходе от крупномасштабной карты города к мелкомасштабной вначале изображение отдельных зданий заменяется изображением кварталов, затем дается лишь общий контур.

Отбор (исключение) объектов означает ограничение содержания карты только объектами, необходимыми с точки зрения еѐ назначения, масштаба и тематики. Отбор связан с обобщением качественных и количественных характеристик. При отборе пользуются двумя количественными показателями: цензами и нормами.

Ценз отбора — ограничительное значение, указывающее величину или значимость объектов, например, показать на карте леса более 10 км2.

Норма отбора — показатель, характеризующий принятую меру отбора, среднее значение сохраняемых при генерализации объектов. Норма отбора регулирует нагрузку карты. Например, при переходе от топографических карт

45

М 1:200 000 к картам М 1:500 000 норма нагрузки изображения населѐнными пунктами для густонаселѐнных районов составляет 1/3. Это означает, что на генерализованной карте будет сохранена лишь третья часть населѐнных пунктов. Норма отбора всегда дифференцирована в зависимости от географических особенностей местности. Поэтому, например, на той же карте в М 1:500 000 в менее заселѐнных районах норма отбора может составлять 1/2 населѐнных пунктов.

Обобщение геометрических очертаний проявляется в отказе от мелких деталей изображений, небольших изгибов контуров, в спрямлении границ и т. д., при этом следят, чтобы обобщение очертаний не было механическим и генерализованное изображение сохраняло географически правдоподобный рисунок объекта, например, типы эрозионного расчленения.

Объединение контуров — группировка и слияние нескольких мелких контуров в один более крупный, например, мелкие участки леса присоединены к крупному контуру.

Смещение элементов изображения связано с обобщением очертаний и объединением контуров, при которых неизбежны небольшие сдвиги некоторых объектов относительно их истинного положения

Показ объектов с преувеличением — на генерализованной карте оставляют некоторые особо важные с содержательной точки зрения объекты, которые из-за малых размеров или по условиям цензового отбора следовало бы исключить, оставляют на карте и при этом их несколько преувеличивают по размерам, например, мелкие озѐра в засушливых степях.

5.4 Оценка точности генерализации

Качество картографической генерализации оценивается в двух отношени-

ях:

—с точки зрения геометрической точности;

—с позиции содержательного подобия карты.

Геометрическая точность карты — это степень соответствия местоположения отдельных точек и объектов на карте их действительному положению. Геометрическая точность может быть установлена при сопоставлении картографического изображения с местностью или крупномасштабной картой. В процессе генерализации возможны нарушения геометрической точности за счѐт сдвига при согласовании некоторых элементов изображения, спрямления очертаний, объединения контуров, что ведѐт к смещению объектов, и их координаты будут получены по карте с ошибкой. На российских картах ошибки планового положения контуров, связанные с погрешностью съѐмочного обоснования, самой съѐмки, составительских процессов, включая генерализацию, находятся в среднем в пределах от 0,5 до 0,75 мм. Ошибки увеличиваются для горных районов и уменьшаются для равнинных. Ошибки высотного положения контуров связаны с принятым сочетанием горизонталей и, кроме того, различны для равнинных, среднегорных и горных территорий и в среднем со-

46

ставляют 0,3-0,5 высоты сечения рельефа на карте. Предельные ошибки в положении контуров не превышают удвоенных средних величин.

Содержательное подобие карты — означает, что на карте географически правильно переданы взаимные соотношения объектов, их характерные особенности и соподчинѐнность. Для сохранения достоверности изображения при генерализации иногда приходится прибегать к сдвигу контуров, показу с преувеличением некоторых важных объектов. Утрирование некоторых деталей, характерных для данной местности ведѐт к смещению соседних объектов и контуров.

Таким образом, одно из основных противоречий картографической генерализации состоит в том, что стремление сохранить содержательную верность изображения часто ведѐт к нарушению геометрической точности. В целом при генерализации геометрическая точность всегда нарушается ради сохранения содержательного подобия.

5.5 Географические принципы генерализации

С географической позиции генерализация рассматривается как процесс выделения на картах геосистем всѐ более крупного ранга, их главных компонентов и взаимосвязей. Наиболее существенными условиями генерализации являются следующие:

—научно обоснованное обобщение легенды;

—отображение генетических и морфологических особенностей объектов

иявлений;

—учѐт внутренних и внешних взаимосвязей изображаемых объектов, их иерархическая соподчиненность;

—оптимальный подбор знаков и изобразительных средств.

Процесс генерализации тематической карты начинается с генерализации легенды. Это подразумевает упрощение легенды, обобщение таксономических категорий, исключение некоторых групп объектов, сокращение количественных шкал.

Географически правильный отбор и обобщение картографического рисунка требует внимания к передаче морфологии и генезиса изображаемых объектов. При этом применяются цензы и нормы отбора, выполняются целесообразные смещения объектов или их утрирование. Главное требование географически достоверной генерализации — научно обоснованный показ пространственной структуры и взаимосвязей явлений. Необходимо сохранить морфологический облик, выделить и подчеркнуть основные элементы, характерные соотношения объектов, их соподчиненность.

Обобщение содержания проводится в целом по всему изображению, например, генерализацию речной сети невозможно проводить отдельно от рельефа, дорожной сети от населенных пунктов. В основе согласованной генерализации лежит учѐт географических связей между объектами. При генерализации учитываются следующие виды связей:

47

—между однородными объектами, входящими в однородную систему (согласованный отбор рек и озѐр, входящих в единую водную систему);

—между объектами разной природы или разными картографическими слоями (рельеф и гидрография);

—между разными картами (следует стремиться к единому уровню генерализации карт почвенного покрова, ландшафтов одной территории).

Соблюдение этих требований предполагает согласование цензов и норм отбора, одинаковую детализацию качественных и количественных характеристик, единство подходов к обобщению контуров, а для разных карт — взаимную увязку легенд.

При генерализации необходим продуманный выбор оформительских приѐмов, что даст возможность совместить отдельные слои изображения, придать выразительность особо значимым объектам.

5.6 Генерализация объектов разной локализации

Объекты, локализованные в пунктах, изображают с помощью значков, по-

этому их генерализация связана с отбором объектов согласовано установленным цензам и нормам, с обобщением качественных характеристик объектов и укрупнением градаций шкал значков (значки отдельных скважин заменяют общим значком месторождения).

Объекты, локализованные на линиях передаются линейными знаками. Для них наиболее существенны геометрические аспекты генерализации, упрощение и спрямление очертаний, а также цензовый отбор линейных элементов (реки, длина которых на карте меньше 1 см). В ряде случаев обобщают качественные различия линейных объектов (вместо дорог разного класса вводят единый знак дорог). При генерализации векторов и полос движения отбирают только главные направления и обобщают количественные характеристики (объѐм и структура грузопотоков).

Объекты сплошного распространения изображают с помощью изолиний,

качественного, количественного фонов и ареалов. Для изолинейных изображений обобщают рисунки изолиний, укрупняют шкалы высот сечения (рельеф). К площадным объектам применяют приемы геометрической генерализации, т. е. исключают или объединяют малые контуры, спрямляют очертания, смещают и утрируют некоторые выделы и т. п., проводят ценз отбора (малые контуры лесов, болот исключаются, однородные контуры — объединяются в крупные). При генерализации явлений, показанных способом качественного фона, происходит укрупнение качественных градаций, т.е. обобщение классификации изображаемых явлений (на почвенных картах разновидности почв последовательно заменяются видами, подтипами, типами).

Генерализация объектов, показанных способом количественного фона, выполняется за счет укрупнения сеток районирования и обобщения шкал количественных показателей.

48

Объекты рассеянного распространения чаще всего передаются точечным способом. Генерализация сводится к укрупнению веса точек и некоторому увеличению их размера на карте. Если явление показано знаками ареалов, то сокращают дробность подразделений, укрупняют контуры ареалов, проводят их слияние.

Контрольные вопросы.

1.Что понимают под картографической генерализацией?

2.Назовите факторы генерализации.

3.Назовите виды генерализации.

4.Что понимают под геометрической точностью карты?

5.Что понимают под содержательным подобием карты?

6.Назовите географические принципы генерализации.

ЛЕКЦИЯ 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СОСТАВЛЕНИЕ И ИЗДАНИЕ КАРТ

6.1 Цель и задачи проектирования

Проектирование карты разработка проекта вновь создаваемой карты или модернизации существующей карты.

Цель проектирования разработка документов и приложений к ним, необходимых для организации и выполнения всех работ по созданию (модернизации) новых карт и атласов и обеспечения на их основе целенаправленного редактирования, составления и подготовки их к изданию.

В задачи проектирования входят:

—подготовка технического задания о карте;

—разработка математической основы карты;

—разработка содержания карты, условных знаков, изобразительных средств;

—создание экпериментальных образцов и авторских макетов, макетов специального содержания;

—разработка рациональной и экономичной технологии работ;

—составление технико-экономического обоснования проекта.

Проектные разработки сопровождаются краткой пояснительной запис-

кой.

Проектирование модернизации карт проводится при изменении требований потребителей карт к математической основе, содержанию, оформлению существующих карт и состоит в разработке средств и способов их совершенствования без изменения целевого назначения и существа карт. Модернизация может быть полной или частичной. Полная модернизация связана с совершенствованием всех или подавляющего большинства элементов карт, частичная

49

— с изменением одного из элементов.

6.2 Этапы создания карт

Создание топографических и тематических карт осуществляется двумя путями:

—проведение полевых съѐмочно-картографических работ (полевое картографирование), выполняемое обычно в крупных масштабах;

—лабораторное составление карт по источникам (камеральное картографирование), как правило, в средних и мелких масштабах.

Полевое топографическое картографирование выполняют государственные топографо-геодезические службы силами производственных предприятий. Топографические съѐмки регламентируются стандартными положениями, руководствами и инструкциями. Тематические съѐмки ведут министерства, ведомства, научно-производственные и научные организации. Они также выполнятся по соответствующим государственным и ведомственным инструкциям. При всех видах полевого картографирования важнейшим этапом является топографическое и тематическое дешифрирование аэро- и космических снимков.

Камеральное картографирование состоит в обработке данных полевых съѐмок, сводке и обобщении крупномасштабных карт и материалов дешифрирования и т. д.

Первый этап создания карт проектирование карты, разработка концепции, составление программы, подготовка всей необходимой документа-

ции. Этот этап завершается созданием проекта (программы) карты и включает следующие процессы:

—формулировка назначения и определение требований к карте;

—подбор, анализ и оценка источников для составления;

—изучение территории и особенностей картографируемых явлений;

—подготовка программы карты.

Второй этап составление карты, т.е. комплекс работ по изготовле-

нию оригинала карты. Данный этап включает следующие процессы:

—подготовка и обработка источников;

—разработка математической основы;

—разработка содержания карты и легенды;

—техническое составление оригинала и проведение генерализации;

—оформление карты;

—редактирование карты и корректура на всех стадиях составления.

Завершающий этап подготовка к изданию и издание карты, размножение еѐ в печатной (полиграфической или компьютерной) форме. Этот этап охватывает следующие процессы:

— изготовление издательских оригиналов для обеспечения полиграфических процессов;

50

—изготовление печатных форм и получение проб;

—печатание (тиражирование) карты;

—редактирование и корректура на всех стадиях подготовки и издания

карты.

Все работы по созданию карты (серии карт, атласа) — от замысла до получения тиражных оттисков — в современном картографическом производстве осуществляет коллектив специалистов (картографы, геоинформатики, специалисты по теме карты и др.).

6.3 Программа карты

Основным документом научно-технического проектирования (НТП) является программа карты. Обычно она включает следующие разделы:

—назначение карты;

—математическая основа;

—содержание карты;

—способы изображения и оформления;

—принципы генерализации;

—информационная база, источники и указания по их использованию;

—географическая характеристика территории;

—технология изготовления карты.

Исходным моментом для разработки программы служит задание на

карту, в нѐм указывается еѐ название (тема), масштаб, территория и назначение (например, эколого-географическая карта России масштаба 1:500000). Исходя из задания, определяют назначение карты. Отсюда вытекают требования к проектируемой карте, что предопределяет математическую основу: выбор картографической проекции, частоты графической сетки, компоновки.

Разработка содержания карты предусматривает формулировку общих принципов картографирования, определение конкретных элементов содержания, выбор способов их качественной и количественной характеристики (например: общий принцип основой для картографирования будут служить ландшафты разного таксономического ранга; главное содержание показ экологического состояния рельефа, водоѐмов, лесов, сельскохозяйственных земель, и т.д.; выбор способа характеристики экологического состояния зависит от степени изученности и наличия данных: индексы загрязнения, балльные оценки и т.д.).

В программе должны быть указаны способы изображения и оформления

(картографический дизайн) каждого элемента содержания, графики шкал, принятые цвета, шрифты, их размеры и другие особенности цветового, штрихового и шрифтового оформления карты.

Указания по генерализации дают с учѐтом назначения и характера использования карты, соответственно определяют цензы и нормы отбора. Генерализация находится в тесной зависимости от географических особенностей