География

Карти як модель дійсності

Карти — чудовий винахід людської цивілізації, один з найдивніших засобів пізнання навколишнього світу. Ще в далекій давнині людина прагнула запам'ятати світ, щоб пояснити й упорядкувати його, а головне — повідомити необхідні факти (як говорять зараз, передати інформацію) своїм одноплемінникам. Історики й археологи знайшли картографічні малюнки на стінах печер, кам'яних плитах, єгипетському папірусі, китайських шовкових тканинах, російському бересту та мідних скіфських вазах. Найдавніші карти, знайдені на території Греції, датуються приблизно 1500 роком до н.е. Це фрески із зображенням долини річок з багатою екзотичною рослинністю, у заростях якої бродять дикі звірі, й пливучою річкою флотилією. А в Стародавньому Єгипті, античній Греції, Стеродавньому Римі карти вже застосовувалися для визначення відстаней і підрахунку площ. У Середні віки, особливо в епоху Великих географічних відкриттів, карти зробили¬ся життєво необхідними морякам, землепрохідцям, купцям. А звичні карти й атласи являють собою не просто яскраві ілюстрації, але звід точної інформації, накопиченої людством, ніби вікно в навколишній світ. Тисячоріччя розвитку науки про карти — картографії — принципово змінили вигляд карти: наскальні малюнки змінилися на паперові карти, потім — на друковані гравюри, багатоколірні поліграфічні відбитки, а зараз вони є електронними відеозображеннями та їхніми кольоровими копіями. Але сутність картографії залишилася колишньою: вона є засобом пізнання та пояснення світу. І сьогодні немає жодної науки про Землю, що обійшлася б без карт. Всі основні закономірності, факти й висновки, узагальнення та прогнози «покладені на карти». Недарма великий радянський географ Н. Баранський сказав: «Карта — друга мова географії». Будь-яке географічне дослідження починається зі складання й аналізу карт. Океанологія, наприклад, завдяки картам одержує необхідні відомості про рельєф та геологічну будову дна, температуру й солоність вод, про розподіл живих організмів чи, наприклад, нафтових плям. Ніхто ніколи не бачив і не побачить навіч дно океану так, як можна спостерігати сушу з борту літака чи космічного корабля, але океанологи давно й успішно вивчають його за допомогою карт підводного рельєфу. Карти стали необхідною частиною й мовою соціально-економічних та історичних наук. Вони допомагають при вивченні промисловості, енергетики, сільського господарства, населення й навіть сфери обслуговування чи культури. Карти — робочий інструмент археологів, істориків, етнографів. А останніми роками на картах стали відображати поширення релігій чи вплив політичних партій, результати виборів, стан злочинності, національні конфлікти... Одним словом, нові часи — нові карти. Воістину справедливим с вислів: «Картографується все — від геології до ідеології». У наші дні вміння сприймати та розуміти карти потрібне кожній людині, а картографічна грамотність так само необхідна, як і комп'ютерна. Яку роль відіграє карта у географії? За її допомогою географ планує та проводить свої дослідження, на неї наносить отримані результати, які, в свою чергу, стануть першим етапом підготовки до подальшої праці. Ю.М. Шокальский сказав: «Карта є тим знаряддям вивчення земної кулі, яке тільки одне може надати людині дар передбачування». Географічна карта — це зменшена узагальнена модель земної поверхні на площині, яка відображає за допомогою умовних знаків розміщення, взаємо¬в'язки, якісні й кількісні характеристики різних природних і суспільних явищ. Карта - це одна з моделей дійсності, тому залежно від того, що потрібно змоделювати у конкретному випадку, створюють різни види карт. Властивості карти Основною відзнакою карти є картографічне зображення, тобто зображен¬ня, виконане за допомогою певних графічних та інших засобів (умовних позначень, або знаків), якими передають просторове розміщення, якісні та кількісні відмінності конкретних об'єктів. Складовими (елементами) карти є картографічне зображення, математична основа, легенда та додаткові дані. Також кожна географічна карта має певні властивості. По-перше, карта є математично обґрунтованим зображенням. Саме за математичними законами розраховується ступінь зменшення розмірів реальних об'єктів, або їхній масштаб, при переході до картографічного зображення. Математичне обґрунтування мають картографічні проекції, за якими на картах подають "просторове розміщення дво- і тривимірних об'єктів реального світу (Земля в цілому, рельєф її поверхні тощо) на двомірній площині карти. По-друге, карта надає узагальнену картину дійсності або її складових. На одній карті, навіть з мінімальним ступенем зменшення, неможливо відобразити всі набуті людиною знання про предмети, явища чи процеси, які входять у коло її наукових чи практичних інтересів. Зважаючи на це, необхідним стає відбір об'єктів картографування, що супроводжується узагальненням характеристик, за якими ці об'єкти об'єднуються в певні групи (наприклад, будинки чи дерева взагалі, а не окреме дерево чи будинок, з притаманними тільки кожному з них ознаками). Процес відбору та узагальнення об'єктів, що зображуються на карті, називається картографічною генералізацією, її здійснюють з урахуванням того, що зображуватиметься на конкретній карті, які риси та характерні ознаки зображуваного явища слід зберегти і виділити відповідно до призначення даної карти, її тематики тощо. По-третє, для створення картографічного зображення використовують картографічні умовні знаки (позначення), графічні символи, якими на картах позначають різні об'єкти та їхні характеристики. Завдяки умовним знакам стає можливим зображення будь-якої за розміром території (Землі в цілому, окремих континентів або країн, частини їх тощо) без втрати притаманних їй ознак і збереженням тих об'єктів, які внаслідок зменшення зображення неможливо було б відтворити на карті. Картографічними умовними знаками відображають не тільки зовнішні ознаки об'єктів, а й ті, що було виявлено в результаті їх цілеспрямованого вивчення або відбивають певні погляди на суть предметів, явищ чи процесів. Властивості карти, з одного боку, є проявом її характерних рис, а з другого — втіленням тих вимог, які пред'являлися до карти під час її створення. Просторово-часова подібність картографічного зображення, тобто правильне відображення стану об'єкта в певній відрізок часу, на певну дату та подання на картах зв'язків, територіальної підпорядкованості, взаємного розміщення об'єктів. Абстрактність зображення пов'язана з картографічною генералізацією. Вона полягає у відкиданні несуттєвих рис об'єкта, малозначущих подробиць, цілеспрямованому узагальненні характеристик. Метричність карт дозволяє визначити за їх допомогою якісні й кількісні відмінності об'єктів. Безперервність — це властивість, змістом якої є відсутність пропусків і розривів зображення (за винятком тих, що обумовлені картографічною проекцією). Наочність забезпечує зорове сприйняття картографічного зображення просторових форм об'єктів, їхніх розмірів, розміщення, зв'язків. Читаність карти полегшує розпізнавання елементів і деталей зображення. Ця властивість тісно пов'язана з попередньою. Оглядовість карти дозволяє одним поглядом охопити будь-яку за площею територію: від невеликої ділянки до планети в цілому тощо. Інформативність карти забезпечується розміщенням на одиниці її пло¬щі значної кількості знаків, назв, кількісних показників і підвищується шляхом поєднання або перекриття знаків. Типи та види картУ світі щороку видаються тисячі найрізноманітніших карт і атласів, що розрізняються за масштабом, змістом і призначенням. За змістом (тематикою) географічні карти бувають загальногеографічні й тематичні. До загальногеографічних карт належать топографічні, оглядово-топографічні й оглядові карти. Вони розрізняються за масштабом: топографічні — масштаб 1:200 000 й крупніше; оглядово-топографічні — масштаби від 1:200 000 до 1:1 000 000; оглядові — масштаб дрібніший за 1:1 000 000. На загальногеографічних картах показані населені пункти й окремі будівлі, дороги, ріки, моря, рельєф, рослинність та інше — все те, що лежить на місцевості й може бути виражене в масштабі карти або слугує орієнтиром. На відміну від загальногеографічних, на тематичних картах звичайно розкривається одна тема, наприклад ґрунт чи геологічна будова, рослинність чи населення тощо. Тематичні карти поділяються на карти природи й карти суспільних явищ. Кількість тем, яким можуть бути присвячені карти, надзвичайно велика та продовжує зростати. Складаються карти оцінні, прогнозні, ретроспективні (звернені до об'єктів та явищ минулого). Останнім часом стрімко розвивається новий напрямок тематичного картографування — екологічний. На екологічних картах надаються: оцінка стану навколишнього середовища для життя й діяльності людини; екологічно небезпечні об'єкти (джерела забруднення); зміни й порушення, що відбуваються в природі, показники здоров'я населення тощо. Карти створюються для дітей і дорослих, для школярів і студентів, для туристів і військових... Залежно від того, для кого вони призначені й як їх використовуватимуть, карти розрізняють за призначенням: навчальні (наприклад, для вивчення географії й історії в школі), туристські, науково-довідкові й ін. Якщо порівняти атласи для молодших і старших класів, то видно, що від класу до класу карти складнішають і несуть дедалі більше інформації. Для людей слабобачущих і сліпих також існують спеціальні карти, що дозволяють уявити їм нашу планету. Тому ми можемо визначити, що за масштабом карти поділяються на великомасштабні (з масштабом 1:200 000 і більше), середньомасштабні (мають масштаб від 1:200 000 до 1:1 000 000) і дрібномасштабні (з масштабом, дрібнішим за 1:1 000 000). Картографічна проекція Будь-яка карта —це проекція земної кулі чи іншої планети на площину. Для цього спочатку переходять від неправильної форми Землі до геометрично правильної фігури еліпсоїда, або кулі, а потім з них проектується зображення на площину за допомогою суворих математичних рівнянь. Ви вже знаєте, що глобус — модель Землі. На ньому порівняно точно, але в сильно зменшеному вигляді зображені Земля й її поверхня. Але головний спосіб зображення земної поверхні — географічна карта. Сферу, проте, не можна розгорнути на площині без розриву чи сум'яття. Не вдається, наприклад, розгладити на столі кірку апельсина, не розірвавши її. Тому при переході від глобуса до карти, тобто до зображення на площині, виникають спотворення довжин (порушуються співвідношення довжини та ширини об'єкта, тобто його форма), площ (в різних частинах карти різні масштаби, тому порушуються співвідношення площ різних об'єктів), кутів (кути на карті не дорівнюють кутам на поверхні кулі, тобто, порушуються форми об'єктів) та форм (фігури на карті не співпадають із фігурами на поверхні кулі). Але цього на географічній карті допустити не можна: потрібно дати картографічне зображення без розривів, таке, щоб будь-якій точки на поверхні глобуса відповідала лише одна точка на карті. Намагаючись не допустити на географічній карті розривів і перекриттів, на одних її ділянках роблять рівномірне розтягання, а на інших — рівномірне стискання. Далі, створюючи карту, спочатку тим чи іншим способом переносять на площину географічну сітку. Проектування сітки меридіанів і паралелей на площину виконується за допомогою геометричних фігур, наприклад, циліндру, конусу, площини. Від фігури залежатиме й назва проекції. Розглянемо найважливіші з них. Циліндричні проекції — проектування градусної сітки з поверхні глобуса ведеться на бічну поверхню циліндру. Паралелі та меридіани на них є прямими лініями і перетинаються під прямим кутом. Конічні проекції — градусна сітка з поверхні глобуса переноситься на біч¬ну поверхню конуса. Паралелі мають дугоподібну форму, меридіани прямі. Азимутальні проекції — поверхня глобусу переноситься на дотичну площину. Ми ознайомилися з основними видами проекцій. Але їх дуже багато: псевдоциліндричні, поліконічні, довільні тощо. Як зазначено вище, на географічних картах різні об'єкти надано із спотвореннями. Тому при виготовленні карт спеціалісти-картографи обирають картографічну проекцію обачно, залежно від завдань, для вирішення яких призначена карта. Як же обирають картографічну проекцію? Наприклад, для карт світу найчастіше використовують циліндричну проекцію, розміщуючи циліндр так, щоб він торкався кулі на екваторі чи розсікав його поблизу екватора. Тоді Африка, Центральна й Південна Америка, Південна Азія й Австралія будуть спотворені мало, тому що вони розташовані близько до лінії торкання. А карти Північного Льодовитого океану чи Антарктиди найкраще складати в азимутальній проекції, розташувавши допоміжну площину так, щоб вона торкалася полюсу. Тоді розтягання в полярних областях Землі виявляться мінімальними. А для карт України зручно використовувати нормальну конічну рівнопроміжну проекцію. У сучасній картографії вже заготовлений досить великий набір проекцій для будь-яких карт (для планети в цілому, материків і океанів, країн тощо) та всілякого призначення (наприклад, для шкільного, наукового, навігаційного тощо). Картографічна генералізація Карта й зображувані на ній об'єкти та явища повинні насамперед мати геометричну точність, тобто будь-який об'єкт на карті повинний бути показаний у зменшеному вигляді в тому місці, де він знаходиться в дійсності, зі збереженням його розмірів та співвідношень з іншими об'єктами. Друга важлива властивість карти — її географічна відповідність. Вона виявляється в тім, що на карті показують об'єкти та явища, які вірно відображають географічні особливості зображуваної місцевості, її головні риси і взаємозв'язки об'єктів (наприклад, зв'язок між річковою мережею, дорогами, населеними пунктами). На картах дрібного масштабу доводиться проводити ретельний добір і узгодження типових географічних об'єктів і явищ. Зрозуміло, що всі об'єкти, які розташовані на великих територіях, не можна показати на обмеженій площі карти. Тому виникає завдання виявлення об'єктів, відбору з них найбільш головних й типових. Добір, узагальнення й виділення найголовнішого для зображення на карті називається картографічною генералізацією. Вона завжди виконується з урахуванням масштабу і призначення карти. Генералізація звільняє карту від малоістотних у даному масштабі деталей місцевості, підкреслюючи головні географічні особливості. Особливо важливою є генералізація на дрібномасштабних картах, оскільки на маленьких картах треба показати найістотніше. Генералізація залежить не тільки в'ід масштабу, а й від призначення карти, оскільки призначення визначає особливості карти — так зване спеціальне навантаження. Ці особливості також підлягають генералізації, але вони домінують над загально-географічними об'єктами. Умовні знаки (позначення) Чим більше об'єктів та явищ зазначено на карті, тим більше застосовується графічних знаків.. Розглянемо окремі з них. Спосіб значків. Позамасштабні знаки. В такий спосіб зображуються об'єкти, які неможливо відобразити в масштабі карт. Це позамасштабні умовні позначення, які локалізовані за точками і можуть передавати якісну; кількісну характеристику та структуру об'єкту. Наприклад, значками відображають заводи, фабрики, електростанції, населені пункти, родовища корисних копалин та ін. Частіше це прості рисунки або геометричні фігури (коло, квадрат, трикутник тощо), центри яких співпадають з пунктом, де розміщено об'єкт. Іноді рисунок значка нагадує форму предмету (літак, млин тощо), що відображається. Площинні та лінійні знаки. Для позначення тих об'єктів, площин та довжин, які можуть бути зображені в масштабі карти, також використовують умовні знаки. На відміну від позамасштабних їх називають площинні та лінійні. Площинними знаками відображають, наприклад, ліси, сільськогосподарські угіддя, озера, болота тощо. Лінійні значки — для позначення річок, доріг, кордонів тощо. Існують також пояснювальні умовні позначення. Вони доповнюють характеристику об'єкту. Наприклад, стрілка - напрям течії, рисунок дерева на площі лісу - відображення роду дерев. Спосіб ліній руху. Застосовується для відображення на картах лінійних переміщень по території (океанічні течії, вітер, перевезення вантажу тощо, тобто те, що рухається, на відміну від лінійних значків). На картах — у вигляді стрілок. Кількісні та якісні характеристики руху передаються стрілками різної товщини та кольору. Наприклад, червоні та сині стрілки відображають теплі та холодні течії в морях і океанах або напрям вітру за сезонами року. Спосіб якісного фону. Використовується для якісної характеристики явищ та процесів, які розповсюджені по всій території, та спотворюється шляхом фарбування різним кольором або різною штриховкою однакової інтенсивності, а також за допомогою позначень цифрових, буквених індексів чи підписів. Спосіб ареалів. Для якісної характеристики явищ і об'єктів, які не розповсюджені по всій території. Спосіб ізоліній. Ізолінії - це лінії, що з'єднують на карті точки з однаковими значеннями певних величин. Наприклад, горизонталі - точки висот, ізотерми - точки температури. Завдяки існуючому різноманіттю географічних карт, на них зображуються найрізноманітніші знаки й символи. Це не завжди зручно, і тому прагнення уніфікувати їх є одним з найважливіших завдань сучасної картографії. При складанні нової карти картограф розробляє заново графічні знаки, враховуючи традиції і власну інтуїцію. Перелік усіх позначень (знаків), що зустрічаються на карті, з короткими поясненнями до них звичайно міститься на полях карти чи на вільних місцях усередині рамки. Цей перелік називається-легендою карти. Графічні знаки та їхні сполучення — це й «букви», й «слова», й «пропозиції» карти-тексту. Зрозумівши їхнє значення й зміст, можна впевнено приступати до читання карти, відкривши для себе дивний світ: адже карти — це літопис досвіду й знань багатьох поколінь людей, історії географічних відкриттів; це минуле, сьогодення й майбутнє географії. Але знаки, навіть розташовані відповідно до визначених правил, — це ще не карта. їх необхідно розташувати щодо мережі географічних координат — меридіанів і паралелей, які є своєрідним «кістяком» карти. Знаки, з'єднані з координатною мережею, й створюють географічну карту. Звичайно, вона доповнюється назвами населених пунктів, рік, озер, морів, океанів, протоків, затоків, островів, гірських хребтів, гір та ін. Координати на карті Координати визначають положення точки на земній кулі; це адреса, за якою можна знайти будь-який, об'єкт чи нанести його на карту чи глобус. Одне з найголовніших переваг карт полягає в наявності системи координат. Географічні координати — широта й довгота — це кутові величини, що визначають положення будь-якої точки щодо екватора й початкового меридіану. Географічна широта — це кут між стрімкою лінією в даній точці й площиною екватора. А географічна довгота — кут між площиною меридіану, що проходить через дану, точку, й площиною початкового меридіану. Широти та довготи визначаються за даними астрономічних і геодезичних спостережень, а на географічні карти наносять лінії паралелей і меридіанів. Ці лінії звичайно не можна побачити на земній поверхні, але вони обов'язково наносяться на карти й утворюють картографічну сітку. Карти XXI сторіччя Комп'ютеризація багатьох сфер життя й областей знання торкнулося й географії. Комп'ютер замінив олівець, пензлик та фарби при виготовленні карт, став сховищем різноманітного матеріалу, «упакувавши» тонни паперу (карти, знімки, таблиці статистичної звітності тощо) на компактних дисках. Комп'ютерні мережі дозволяють обмінюватися інформацією, що стала доступна всім, причому в набагато більших обсягах, аніж колись. Існують сучасні комп'ютерні програми обробки інформації для складання карт. Геоінформатика — новий напрямок у географії, що вивчає структуру, зв'язки, динаміку функціонування в просторі й часі природних та соціально-економічних геосистем за допомогою комп'ютерного моделювання та картографування. Геоінформаційні системи (ПС) — це комп'ютерна база даних, у якій зберігається геоінформація у вигляді карт різного змісту, цифрової та текстової інформації об'єктів, які нанесені на ці карти. Інформацію можна надати на екрані монітора й у вигляді роздруківок карт будь-якого масштабу, таблиць, графіків, діаграм щодо кожного з інформаційних блоків. За просторовим охопленням розрізняють глобальні, загальнодержавні, регіональні, локальні, міські ГІС. За призначенням вони поділяються на ресурсно-кадастрові, земельні, екологічні, геологічні, морські, навчальні й інші. Карта — це єдиний документ, що дозволяє охопити поглядом одразу всю Землю. Завдяки цьому вчені виявляють такі закономірності, що вислизають при спостереженнях безпосередньо на місцевості. Так, фундаментальний закон" географічної зональності був відкритий за допомогою карти, яка надала факти та докази того, що він застосовний скрізь, а отже, універсальний. Є багато інших планетарних закономірностей, які можна знайти за допомогою карт чи глобусу. Для того, щоб «знати карту», необхідно постійно нею користатися, бачити її перед очима, звертатися до різноманітних карт атласу й інших картографічних робіт.