На протяжении всей истории человечества одной из форм сбора, анализа и передачи информации была карта. Древнейшие из известных карт относятся к 3000 г. до н. э.; они выцарапаны на вавилонских глиняных табличках и, подобно многим сохранившимся древним картам, изображают лишь отдельные участки суши. Первые попытки создать карту мира были вызваны развитием древнегреческой философии в V в. до н.э. К сожалению, эти попытки больше опирались на философские теории, чем на географические знания. Тем не менее за последующие 600 лет греческие школы развили достаточно научный подход к картографии.
На заре картографии
В конце I в. н. э. Клавдий Птолемей составил свою «Географию». Он рассмотрел в ней проблему изображения сферической формы Земли в плане и ввел понятия долготы и широты местности. После Птолемея картография долгое время переживала упадок. И лишь крестовые походы и расширение торговли возродили к ней некоторый интерес. Резкий скачок произошел в XV в., когда были обнаружены работы Птолемея, а изобретение печатания и гравирования позволило опубликовать их, когда Васко да Гама (1469-1525), Христофор Колумб (1451-1506) и другие мореплаватели совершили свои великие открытия. В XVI в. с появлением в Европе предприятий по изготовлению карт, среди которых наиболее известна мастерская фламандского картографа Герарда Меркатора (1512-1594), были заложены основы современного картографического производства.
В середине XVIII в. во Франции организуется первая топографическая служба, а начиная с XIX в. создается множество специальных и тематических карт. Их разнообразие отражает возрастающие запросы современников, которые потребовали составления таких руководств, как карты использования земель, лоцманские и дорожные карты.
Современная топографическая съемка
На небольшие участки суши обычно составляются планы местности, но при современном картографировании более значительных площадей не обойтись без геодезии, учитывающей кривизну поверхности Земли. Сущность картографического процесса – определение с помощью различных инструментов и приборов местоположения, высоты и размеров форм земной поверхности. Для измерения расстояний применяются стальные мерные ленты, цепи и портативные радары или радиопередатчики; для измерения углов служат теодолиты. Полученные при измерении числовые характеристики позволяют с помощью триангуляционной сети рассчитать новые углы и расстояния. Таким же образом определяются и высоты.
Переворот в картографии произвело появление аэрофотосъемки. Для составления точных карт на большие площади вместе с данными, полученными с помощью наземной топографической съемки, используются фотографии, сделанные со спутников или самолетов. Этот метод, называемый фотограмметрией, имеет особенно большое значение при картографировании труднодоступных районов, а применение высокочувствительных приборов позволяет картографировать природные ресурсы. Почти все современные топографические карты составляются по аэрофотоснимкам и аэрофотокартам.
Проекции карт
Совершенно очевидно, что сферическую поверхность невозможно изобразить на плоскости, не исказив соотношения ее форм. Минимальное искажение очертаний поверхности достигается с помощью картографической проекции. Существует несколько типов проекций, выбор одной из них зависит от назначения карты. На крупномасштабных топографических картах, используемых инженерами-проектировщиками в обыденной жизни, проекция должна обеспечивать наиболее точную передачу расстояний, углов и форм. В этом случае выбирается конформная проекция. Если же на карте нужно отобразить, например, распределение на земном шаре возделываемых земель, то должна быть выбрана проекция, относительно мало искажающая их площади. Такие проекции называются эквивалентными или равновеликими.
Для карт мира конформные проекции, как правило, не применяются, поскольку они чрезмерно растягивают приполярные области. Тем не менее карты, составленные в широко известной конформной проекции Меркатора, незаменимы для мореплавателей, так как на них все направления изображаются прямыми линиями.
При создании карты прежде всего определяется ее назначение. Затем собирают вместе все необходимые материалы – листы топографической съемки, аэрофотоснимки, имеющиеся карты и описания. Прежде чем приступить к составлению чертежей, все эти материалы анализируют, оценивают и редактируют. Информативность карты зависит от многих факторов, начиная от ее размера – карта должна легко умещаться в кубрике или кабине автомашины – и кончая умением ее читать. В распоряжении картографа имеются разнообразные технические средства для графической или шрифтовой передачи информации, и при составлении эскиза карты он должен учитывать их возможности. При составлении карт используются различные знаки, контуры, символы, линии, штриховка. Для изображения рельефа широко применяются горизонтали с цифровыми обозначениями, но они плохо отображают общий облик ландшафта. Для большей наглядности картографы часто используют высотную (гипсометрическую) раскраску. Если же нужно точно указать высоту или глубину, то высотные отметки наносятся в виде точек. Таким же способом отмечаются перегибы поверхности между горизонталями.