ЛЕКЦИИ КАРТОГРАФИЯ-13

51

территории, поэтому в программу включают краткое географическое описание и районирование территории, что позволяет обоснованно дифференцировать параметры генерализации по районам и по каждому элементу содержания.

Особое внимание в программе занимают оценка источников и указания по их использованию (например: экологические и другие тематические карты отдельных территорий России, наблюдения за состоянием природной среды, статистические сведения и др.). Программа должна содержать конкретный перечень источников и баз цифровой информации, характеристику их надежности и доступности, а также рекомендации относительно последовательности использования.

В заключительном разделе программы карты регламентируются техни-

ческие приѐмы составления и издания, используемые технологии и программ-

ное обеспечение. Программу дополняют графическими приложениями: макетом компоновки, схемой обеспечения источниками и др. Кроме того, к программе прилагается планово-экономический расчѐт затрат на создание карты.

6.4 Составление карты

Составлением карты называют совокупность работ по изготовлению оригинала карты. Схема процесса составления оригинала карты представлена на рисунке 22.

Необходимо отметить, что, несмотря на развитие методов создания карт с использованием цифровой информации потребность в составительских оригиналах остается, но он может быть как в цифровом виде, так и аналоговом. Но если в аналоговом виде составительский оригинал — это промежуточный продукт, то в цифровом — это оригинал, позволяющий получить готовый издательский оригинал непосредственно с цифрового изображения.

Приступая к составлению карты, прежде всего, проводят подготовку картографической основы и источников.

Раньше в качестве основы использовались жѐсткие основы — металлическая пластина с наклеенной картографической бумагой, позже и в настоящее время — недеформирующийся прозрачный пластик.

При подготовке источников выполняют масштабирование, изменение проекции, системы координат (старые карты), преобразование классификаций и легенд, обработку таблиц и текстовых материалов, а также определяют, что именно и в каком порядке будет наноситься с источников на составленную карту.

На подготовленной основе производится графическое или электронное воспроизведение всех элементов содержания карты в установленных условных знаках с одновременным выполнением генерализации исходного изображения в соответствии с назначением и масштабом карты.

Если основой служит прозрачный пластик, составление производится на

53

—изготовление составительского оригинала;

—изготовление издательского оригинала;

—изготовление полутонового оригинала;

—изготовление штриховой пробы карты;

—изготовление оригиналов или макетов фоновой окраски;

—изготовление красочного оригинала карты;

—печать красочной пробы.

Взависимости от типа карты и еѐ содержания отдельные процессы могут отсутствовать.

Врезультате процесса составления создается комплект оригиналов и макетов, который передаѐтся на подготовку карты к изданию.

Существуют различные способы и технологические приѐмы составления оригиналов карт (рисунок 23).

I . По связи составления с подготовкой к изданию карт

I I I . По технике составления (перенесения) изображения

Рисунок 23 — Классификация способов составления карт

Выбор наиболее рационального способа создания составительского ори-

54

гинала определяется в зависимости от математической и геодезической основ исходного картографического материала, вида основных картматериалов (тиражный оттиск, диапозитив и т.д.), предполагаемой технологии подготовки карты к изданию, сроков создания карты и т.д.

Во всех случаях выбранный способ должен обеспечить полное соответствие создаваемой карты требованиям редакционных и других руководящих документов.

На всех этапах создания карт осуществляется редактирование, т.е. руководство и контроль за всеми процессами создания карты. Редактор карты следит за правильным построением математической и геодезической основ, точным нанесением и взаимным согласованием элементов содержания и географических названий, правильным применением условных знаков и способов оформления, соблюдением правил генерализации, согласованностью содержания создаваемой карты с картами ближайшего масштаба и однотипными картами, сводкой со смежными листами многолистных карт, применением наиболее рациональной технологии.

6.5 Подготовка к изданию и издание карты

Подготовка карты к изданию начинается с изготовления издательских оригиналов, отвечающих принятым требованиям и технологиям и предназначенных для получения печатных форм. Эти оригиналы готовят способом фоторепродукции. Они должны в точности соответствовать содержанию составительских оригиналов и обладать высоким качеством графического оформления всех штриховых, цветовых, полутоновых элементов и шрифтов. Существуют разные издательские оригиналы.

Штриховые издательские оригиналы создают по числу штриховых эле-

ментов, печатаемых разными цветами. Их называют расчленѐнными штриховыми оригиналами и готовят отдельно для каждого элемента (оригинал гидрографии – синим цветом, оригинал рельефа коричневым цветом и т.д.). На совмещенном оригинале воспроизводят все штриховые элементы, имеющиеся на составительском оригинале.

Оригиналы фоновых красок содержат изображение площадей, которые при издании будут показаны сплошными заливками или сетками. Для каждого цвета нужен отдельный оригинал: лес показывается зелѐной краской, водная поверхность синей и т.д.

Оригиналы надписей содержат все подписи, помещаемые на карте. Полутоновые оригиналы передают изображения элементов, имеющих

плавные переходы одного и того же цвета. Обычно такие оригиналы создают для воспроизведения отмывки рельефа или теней вдоль границ.

Перечисленные издательские оригиналы выполняют черчением на прозрачных основах, гравированием на непрозрачной пластинке либо путѐм электронного вывода слоя на фотоплѐнку. Число оригиналов и последователь-

55

ность их изготовления зависят от красочности карты и принятой технологии печати.

Под процессом издания понимают воспроизведение карт в массовом количестве. Издание карт может выполняться двумя способами: полиграфическим или фотографическим. Наибольшее распространение получил полиграфический способ, который включает три последовательных процесса:

1.Фоторепродукция преобразование изображения оригинала карты в фотоформы.

2.Изготовление печатных форм на основе фотоформ.

3.Печатание тиражирование оттисков с печатных форм.

Для тиражирования карты изготавливают печатные формы. Для этого рисунок с оригинала переносят на поверхность металлической, резиновой, пластмассовой пластины или цилиндра. На печатных формах имеются печатные элементы, дающие оттиск на бумаге и пробельные. Существуют следующие способы печати.

Глубокая печать картографический рисунок углубляют в печатную форму, а углубление заполняют краской. Это обеспечивает самое высокое полиграфическое качество карты.

Высокая печать рисунок на печатной форме делают выпуклым, рельефным и на него «накатывают» краску, а пробельные участки выстраивают.

Плоская печать печатающие и пробельные элементы находятся на печатной форме на одном уровне, но в результате химической обработки краска наносится только на печатающие элементы, а пробельные еѐ не принимают.

В процессе издания карты печатают штриховую пробу, а затем красочную пробу. По совмещенным оттискам проверяют совпадение всех элементов содержания, напечатанных разными красками, качество и точность воспроизведения штриховых элементов, подбор фоновых красок, градации шкал и отмывок, правильность надписей и т.п. Пробы изданы для корректуры карты и исправления ошибок в процессе еѐ издания.

При тиражировании карты вначале делают контрольные оттиски, по ним же проверяют режим работы печатного станка, равномерность подачи и совмещения красок, а затем печатают весь тираж. При издании атласов отпечатанные листы-оттиски карт подрезают, фальцуют, скрепляют в блоки, вставляют в мягкий или твѐрдый переплет.

Контрольные вопросы.

1.Что понимают под проектированием карты?

2.Назовите цель и задачи проектирования карты.

3.Назовите этапы создания карты.

4.Что является основным документом научно-технического проектирования карты, какие разделы он включает?

5.Что понимают под составлением карты?

56

6.Какие работы включает изготовление составительского оригинала?

7.Назовите способы составления оригинала карты.

8.Какие издательские оригиналы используют при создании карты?

9.Что такое фоторепродукция?

10.Что понимают под печатанием карты?

11.Назовите способы печати карты.

ЛЕКЦИЯ 7. МЕТОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАРТ. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО КАРТАМ

7.1 Общие понятия. Классификация приѐмов и методов работы с картами

Использование карт — раздел картографии, в котором изучаются особенности и направления использования картографических произведений в различных сферах практической, научной, учебной деятельности, разрабатывается методика работы с картографическими произведениями, оцениваются надежность и эффективность полученных результатов.

Цель использования карт состоит в познании окружающей действительности, т. е. получении по картам качественных и количественных характеристик явлений, оценочных показателей, изучении структуры, взаимосвязей, динамики явлений, прогнозирования их размещения и развития. Разработка методики использования карт осуществляется не только в рамках картографии, но и в тех отраслях, где карты находят широкое применение.

Метод использования карт для познания изображенных на них явлений называется картографическим методом исследования. Он включает следую-

щие группы приѐмов:

—описание по картам — фиксация результатов качественного и количественного анализа изображенных на карте явлений и процессов в форме текстов; описания могут быть общими комплексными или поэлементными;

—графические приѐмы — построение по картам различного рода профилей, разрезов, графиков, диаграмм, блок-диаграмм и других двух- и трехмерных графических моделей;

—графоаналитические приѐмы — картометрия и морфометрия — из-

мерения и вычисление различных показателей размеров, формы и структуры объектов и явлений. Методы картометрии позволяют измерять следующие показатели: географические и прямоугольные координаты, длину прямых и извилистых линий, площади, объѐм, вертикальные и горизонтальные углы, угловые величины. Кроме того, в рамках картометрии исследуется точность измерений по картам. В отличие от картометрии, морфометрия занимается расчѐтом показателей формы и структуры объектов: очертания (форма) объектов, кривизна линий и поверхностей, горизонтальное и вертикальное расчленение поверхностей, уклоны и градиенты поверхностей, плотность и концен-

57

трация объектов, густота и равномерность сетей, сложность, раздробленность, однородность. Точные картометрические и морфометрические определения трудоѐмки и невозможны без использования специальных инструментов (циркулей-измерителей, планиметров и др.), требуют учѐта возникающих погрешностей (точность карт, инструментов, ошибок измерений, деформации бумаги и т. д.). Метод вероятностной картометрии позволяет значительно упростить массовые измерения по картам за счѐт некоторого снижения точности, при этом используют метод Ж. Бюффона: на измеряемый участок накладывается палетка параллельных линий или квадратов со стороной d, после чего подсчитывается число пересечений m линий палетки с извилистыми линиями. В компьютерных технологиях палетки параллельных линий или квадратов заменяют построчным сканированием изображения и фиксации числа пересечений извилистых линий с линиями сканирования.

—приѐмы математико-картографического моделирования — по-

строение и анализ математических моделей по данным, снятым с карты, создание новых производных карт на основе математических моделей.

Указанные группы приѐмов часто применяются в сочетании, например, анализ может начинаться с описания явления по карте, его измерения и завершается созданием математико-картографической модели, которая в свою очередь, может послужить основой для новых описаний, измерений.

При использовании карт выделяют три уровня механизации и автоматизации работ:

—визуальный анализ — чтение карт, зрительное сопоставление и глазомерная оценка объектов;

—инструментальный анализ — применение измерительных приборов

имеханических устройств;

—компьютерный анализ — процесс использования карт выполняется в полностью автоматическом или интерактивном режиме с использованием специальных алгоритмов, программ или геоинформационных систем.

7.2 Способы работы с картами

Существуют следующие способы работы с картами, различающиеся по методике, набору источников, целям:

—изучение карты без преобразования — визуальный анализ, описания,

измерения и др., имеющие целью получение целостного представления об интересующем объекте или явлении;

—преобразование картографического изображения — трансформиро-

вание карты в иную форму, более удобную для решения конкретной задачи, преобразование связано с созданием новых производных карт (например, карты рельефа преобразуются в морфометрические карты);

—разложение картографического изображения на составляющие —

преобразование с целью выделения и раздельного изучения факторов, опреде-

58

ляющих размещение и развитие явлений (например, разделение топографической поверхности на базисные поверхности и остаточный рельеф разных порядков);

—сопоставление разновременных карт — анализ серий карт, фикси-

рующих состояние объекта и явления в разные моменты времени для выявления их изменений, динамики, прогнозирования дальнейшего развития;

—совместное изучение карт разной тематики — анализ серий карт,

характеризующих разные явления и процессы на одной и той же территории для выявления связей и зависимостей между ними, получения комплексных характеристик;

—изучение карт-аналогов — сравнение карт, изображающих одни и те же явления, но в приделах разных, удаленных друг от друга территорий, для выявления сходства в морфологии и структуре объектов и явлений, общих закономерностей их развития;

—совместный анализ разномасштабных карт — изучение карт одной

итой же тематики и территориального охвата, но разного масштаба для выявления закономерностей разного порядка.

7.3 Этапы работы с картами

Организация научного исследования по картам или решения практической задачи включает четыре последовательных этапа: постановку задачи, подготовку к исследованию, собственно исследование, интерпретацию результатов.

Этап постановки задачи включает формулирование цели исследования в общей форме, картографическую постановку задачи, выделение подзадач, определение требований к точности результатов.

На этапе подготовки к исследованию проводят выбор картографических источников, оценку их полноты, точности, современности и т. д. с точки зрения пригодности для решения поставленной задачи, выбираются конкретные приемы анализа карт, определяются технические средства.

На этапе исследования получают предварительные результаты, дают им оценку, составляют новые производные карты. Итогом исследования являются окончательные результаты.

Этап интерпретации включает оценку точности и содержательное истолкование полученных результатов. На этой основе формируются выводы и практические рекомендации.

7.4 Изучение структуры, взаимосвязей, динамики, картографические прогнозы

Изучение по картам структуры явлений и процессов — это выявление и

59

анализ их элементов, размещения в пространстве, конфигурации, порядка и иерархии. Конечная цель исследования состоит в познании пространственной организации геосистем, их генезиса, в раскрытии механизма функционирования.

Один из наиболее информативных способов изучения структуры —

анализ конфигурации картографических образов, т. е. изучение геометриче-

ского рисунка. По внешнему облику объекта можно судить о его морфологии, генезисе, о факторах, сформировавших тот или иной объект.

Картографический метод позволяет эффективно использовать про-

странственные закономерности и аномалии, т. е. типичные, устойчивые, ши-

роко распространенные структуры и отклонения от них. Карты, обладающие большой обзорностью специально предназначены для выявления общих закономерностей глобального и регионального уровней, этому способствует генерализация. Благодаря обзорности карт были установлены такие важнейшие закономерности географической структуры, как зональность, структура центральных мест и др. Изучая структуру явлений, стараются выявить основные и второстепенные компоненты. Отделить аномалии от фона помогает операция разложение картографического изображения на составляющие.

Углубленное изучение структуры явлений нередко требует преобразо-

вания картографического изображения, т. е. трансформирования его с целью создания производных карт и получения по ним информации. Различают несколько видов преобразований:

—вычленение — выделение на карте интересующих компонентов сложной геосистемы и снятие прочих деталей, например система спрямленных элементов рельефа и гидрографии;

—схематизация — устранение второстепенных деталей и представления картографического изображения в упрощѐнном виде, например при схематизации гипсометрического изображения и снятия деталей эрозионного расчленения проявляется основная первично-тектоническая структура рельефа;

—детализация — преобразование, противоположное схематизации, имеет целью сделать изображение более подробным, например, на топографической карте можно детализировать изображение эрозионной сети, проведя по изгибам горизонталей тальвеги временных водотоков;

—континуализация — замена дискретного картографического изображения непрерывным, что связано с введением понятия «географическое поле», например карту размещения лесов преобразуют в карту лесистости, карту населения — в карту плотности населения;

—дискретизация — обратное преобразование, имеющее целью перевод непрерывного изображения в дискретную форму, например интерполирование по сетке точек при создании цифровых моделей по картам с изолиниями или картограмм.

Средством подобных преобразований служат графические операторы — сетки равномерно и неравномерно расположенных точек, геометрических

60

ячеек, в каждой из которых выполняют пересчѐт исходных данных и получают производные показатели.

Для изучения взаимосвязей используют визуальный анализ и описание взаимосвязей, из графических приѐмов — совмещение контуров анализируемых явлений на общей основе (графический оверлей), в результате чего выявляют совпадающие, частично совпадающие и не совпадающие контуры. Они трактуются как отражение взаимосвязей различной силы.

При сравнении карт связь явлений всегда проявляется через соответствие картографических изображений. Однако большая степень совпадения контуров или сходство рисунка изолиний не всегда отражает сильную зависимость между явлениями.

При исследовании геосистем важный момент — прослеживание изменения взаимосвязей по территории, выявление зон, где связи сильны и где они ослабевают или совсем отсутствуют. Для этого создают специальные карты взаимосвязей, которые подразделяют на карты районирования по степени взаимного соответствия, картограммы взаимосвязей, карты изокоррелят.

Для изучения динамики явлений и процессов, т. е. их возникновения, развития, изменения во времени и перемещения в пространстве, используют разновременные карты, на которых одни и те же объекты изображены в разные моменты времени (карты, составленные и изданные в разные годы; либо карты, составленные одновременно, но фиксирующие разные моменты времени). По разновременным картам изучают медленные, быстрые, периодические, циклические, эпизодические и катастрофические изменения. Один из самых наглядных способов представления результатов анализа разновременных источников — составление карт ареалов изменения явлений. Это достигается путѐм графического оверлея, т. е. совмещения двух карт (прошлого и современного состояния) на общей основе.

Сравнение карт разной тематики и разновременных позволяет перейти к прогнозам на основе выявленных взаимосвязей и тенденций развития явлений.

Прогноз по картам рассматривается как изучение явлений и процессов, недоступных современному непосредственному исследованию.

В основе прогноза лежат картографические экстраполяции, понимае-

мые как распространение закономерностей, полученных в ходе картографического анализа какого-либо явления, на неизученную связь этого явления, на другую территорию и на будущее время. В практике прогнозирования по картам широко применяют методы аналогий, индикации, экспертные оценки и другие.

Существует три вида прогноза по картам:

—прогноз во времени, основанный на экстраполяции динамических тенденций, выявленных по разновременным картам;

—прогноз в пространстве, опирающийся на взаимосвязи и аналогии, установленные по картам разной тематики;

—пространственно-временной прогноз, сочетающий оба названных