Картография, что это такое?

Картография (по-гречески: χάρτις — карта и γραφειν — запись) — это прикладная наука, которая занимается изучением и созданием атласов, карт и глобусов. Объектами картографии являются небесные тела, Земля, звёздное небо и Вселенная.

В настоящее время картографическое производство во многом опирается на материалы космической съемки, на достижения автоматики и вычислительной техники.

История картографии

История картографии начинается задолго до того как появилось само название данной дисциплины. Несколько доисторических наскальных рисунков были отнесены к древним картам, они свидетельствовали о местонахождении городов, поселков и сокровищниц древнего мира. Одна из самых старых карт в мире — настенная живопись 7-го тысячелетия до нашей эры. Считается, что эта картина представляет Чатал-Хююк, город в древней Анатолии.

Современная форма картографии начала развиваться с 6 века до нашей эры. Древние греки и римляне являются пионерами в этом направлении. Вклад Анаксимандра, греческого философа, и Птолемея, очень талантливого римского географа, наиболее значимые в в истории картографии. Первому приписывают создание первой в мире документированной карты, в то время как второй выпустил «Руководство по географии». В своём трактате Птолемей заложил основы математической географии и картографии. Вскоре, к 8-му веку, арабские ученые делали переводы картографических работ греков. В 1154 году арабский ученый Мухаммад аль-Идриси подготовил средневековый атлас, включающий знания о мире, собранные арабскими купцами.

Процветающие цивилизации Индии и Китая также добились стойких успехов в области древней картографии. Индийские астрономы и картографы уже начали наносить на карту Полярную звезду и другие созвездия, используя старые картографические системы. Государство Цинь в Китае связано с выпуском некоторых из самых старых сохранившихся карт мира, некоторые из которых датируются 5 веком до нашей эры.

Такие изобретения, как телескоп, компас и секстант, вскоре стали революцией в мире картографии. Это зажгло эру исследования с 15-ого до 17-ого столетия. В течение этого времени европейские картографы проводили обширные исследования, изучали неизведанные земли и создавали подробные карты, представляющие весь мир на маленьких кусочках бумаги. Самый старый в мире глобус был создан в 1492 году немецким картографом и математиком Мартином Бехаймом. Вскоре все больше изобретений, открытий и исследований породили современные формы картографии.

Общая и тематическая картография

Общая и тематическая картография — самые крупные области в картографии. Давайте разберёмся, в чем между ними разница.

• Общая картография. Эта картографическая область включает в себя создание карт, предназначенных для широкой аудитории, и охватывает различные аспекты, связанные с системами координат и местоположения. Такие карты часто выпускаются сериями. Например топографические карты.
• Тематическая картография. Эта область картографии связана с созданием тематических карт на основе определенных географических тем и обычно предназначена для конкретной аудитории. Большие объемы географической информации, доступной в наши дни, способствовали быстрому росту тематической картографии. Например карты с демографической информацией.

Доля городского населения и городские агломерации разного размера, 2011 год. Изображение: United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2012)

Что такое картографическая проекция?

Картографическая проекция — это способ сгладить трехмерную поверхность земного шара (или другого сферического тела) в плоскость для того, чтобы сделать карту. Это требует систематического преобразования широт и долгот местоположений поверхности сферы в местоположения на плоскости. Этот процесс обычно математический, но некоторые методы основаны на графике.

Все проекции имеют искажения. Они бывают следующих видов: искажения форм, искажения площадей, искажения длин, искажения углов. Особенно большими искажения бывают на мелкомасштабных картах, на крупномасштабных они практически неощутимы.

Цилиндрическая проекция

Цилиндрические картографические проекции являются одним из способов изображения Земли. В этом виде проекции параллели нормальной сетки параллельные прямые, а меридианы перпендикулярные параллелям прямые; расстояния между ними пропорциональны разностям долгот. Единственный фактор, который отличает разные цилиндрические проекции друг от друга, — это масштаб, используемый при разнесении параллельных линий на карте.

Цилиндрические проекции. Равноугольная Меркатора

Недостатки цилиндрических проекций в том, что они сильно искажены на полюсах. Хотя области вблизи экватора с большей вероятностью будут точными в сравнению с реальной Землей, параллели и меридианы, являющиеся прямыми линиями, не учитывают искривление Земли. Цилиндрические отлично подходят для сравнения широт друг с другом и полезны для обучения и визуализации мира в целом, но на самом деле не являются наиболее точным способом визуализации того, как мир действительно выглядит в целом.

Типы цилиндрических картографических проекций, которые вы можете знать, включают в себя популярные проекции Меркатора, Кассини, Гаусса-Крюгера, Миллера, Бермана, Хобо-Дайера и Галла-Петерса.

Коническая проекция карты

Канонические проекции включают эквидистантную коническую проекцию, конформную коническую проекцию Ламберта и конику Альберса. Эти карты имеют конусную константу, которая определяет угловое расстояние между меридианами. Эти меридианы являются равноотстоящими и прямыми линиями, которые сходятся в местах вдоль проекции независимо от того, есть ли полюс или нет. Как и цилиндрическая проекция, проекции конической карты имеют параллели, которые пересекают меридианы под прямым углом с постоянной мерой искажения повсюду.

Проекции конической карты разработаны так, чтобы их можно было обернуть вокруг конуса на вершине сферы (шара), но они не должны быть геометрически точными.

Проекция Альберса является примером проекции конической карты

Конические проекции лучше всего подходят для использования в качестве региональных карт или карт полушария, редко для полной карты мира. Искажение на конической карте делает его неподходящим для использования в качестве визуального изображения всей Земли, но делает его отличным для визуализации умеренных регионов, карт погоды, климатических проекций и многого другого.

Азимутальная картографическая проекция

В азимутальной проекции параллели нормальной сетки являются концентрическими кругами, а меридианы — их радиусами, расходящимися из общего центра параллелей под углами, равными разности долгот. Каждая точка на карте имеет тот же самый азимут по отношению к среднему меридиану, который эта же точка имеет со средним меридианом на сфере.

Азимутальная равновеликая проекция Ламберта Эквидистантная азимутальная проекция с северного полюса

Азимутальная картографическая проекция является угловой — учитываются три точки на карте (A, B и C), азимут от точки B до точки C определяет угол, на который кто-то должен смотреть или двигаться, чтобы добраться до A. Эти угловые отношения более известны как дуги большого круга или геодезические дуги. Азимутальные карты полезны для определения направления в любой точке Земли, используя центральную точку в качестве ориентира.