Географія

 

Лекція Картографія

• Чим є сучасні картографічні твори? З матеріалів курсу «Географія» у попередніх класах ви вже знаєте, що є різні за призначенням географічні карти. Їх умовно можна розділити на науково-довідкові, культурно-освітні, технічні та навчальні. Крім добре знайомих нам географічних карт, існують інші картографічні твори: різні види атласів, картосхем; аеро-, космофотокарти; цифрові карти і плани (цифрові моделі місцевості); глобуси, рельєфні карти і плани; схеми, ескізи, ілюстрації, які належать до топографії та картографії тощо.

Сучасна картографія широко використовує результати розвитку інформатики, кібернетики, обчислювальних пристроїв і вдосконалюється разом з ними. Саме на стику традиційної картографії, інформаційних технологій, комп'ютерної графіки виникла автоматизована картографія, яка стає незамінним помічником у нашому житті. Так, можливості онлайн-карт давно випередили їхні паперові аналоги. Вони дають змогу визначати своє розташування; прокладати маршрути; інформувати про те, що розміщено в тих чи інших будівлях.

Сучасний картографічний сервіс поєднує функції географічної карти або атласу, GPS-навігатора. Такі сервіси доступні безпосередньо в мережі Інтернет, проте частину з них можна встановити на свій планшет або смартфон. Одним з найважливіших інноваційних напрямків розвитку сучасної картографії є поєднання її з мультимедійними засобами з одночасним переходом на інтерактивні принципи використання комп'ютерних картографічних творів. Тобто використання максимально широкого спектру мультимедійних можливостей (аудіо-, відео-) на певній картографічній основі.

• Чим є географічна карта? Які її головні елементи? Гeографічна карта - це зменшене, узагальнене зображення земної поверхні (іншого небесного тіла або космічного простору) на площині, яке побудоване в певних картографічних проекції та масштабі.

Елементами географічної карти є: власне картографічне зображення, легенда та додаткові зображення. Картографічне зображення є головним елементом карти і відображає її зміст: інформацію про об'єкти та явища, їх поширення, властивості, взаємозв'язки. Наприклад, на загальногеографічних картах це може бути рельєф, гідрографічна сітка, населені пункти тощо. Важливим елементом географічної карти є легенда - система умовних позначень і текстового супроводу до них. Саме легенда карти - це ключ до розуміння, що дозволяє нам легко читати її. Додатковими зображеннями на карті можуть виступати різноманітні графіки, карти-вставки, фотографії, діаграми, профілі, текстова та цифрова інформація, яку використовують для полегшення роботи з картою.

• Якою є математична основа географічних карт? Географічні карти мають свої властивості: усі вони побудовані за певними математичними закономірностями; так, у процесі їхнього створення використовують власну систему умовних знаків і застосовують картографічну генералізацію, а математичною основою створення карт є масштаб і картографічні проекції.

Ви вже вивчали раніше, що кожна карта створена в певному масштабі. Він визначає ступінь зменшення розмірів об'єктів навколишнього світу на картографічних творах. Застосування масштабу пов'язане з бажанням передати на невеликому за площею аркуші паперу просторове розміщення об'єктів на значно більшій за розмірами території. Тому ступінь зменшення розмірів зображуваної території буде тим більшим, чим більшою є вона сама. Застосовують різні форми позначення масштабу на карті: числовий, іменований та лінійний. Окрім того, масштаби, ураховуючи ступінь зменшення, поділяють на великі, середні та дрібні. Відмінні за масштабом карти мають різні точність і детальність зображення, ступінь генералізації і різноманітне призначення.

Математичний спосіб перенесення зображення земної поверхні на площину називають картографічною проекцією. Усі існуючі проекції умовно можна поділити за двома критеріями: за використанням допоміжних геометричних фігур та характером спотворень.

За характером спотворень картографічні проекції бувають:

• рівнокутні: зберігають свою форму (кути і форми) географічні об'єкти, проте спотворюються довжини та площі;
• рівновеликі: зберігають площі, проте спотворюються форми об'єктів та кути;
• рівнопроміжні: масштаб є сталим за одним з головних напрямків і дорівнює головному масштабу (найчастіше за меридіанами) у процесі зрівноваження спотворень площ і кутів;
• довільні: проекції з будь-якими співвідношеннями спотворень форм, площ, кутів та відстаней.

• Які є способи картографічного зображення об’єктів і явищ на загальногеографічних та тематичних картах? Для зображення різних географічних об'єктів на картах використовують спеціальні графічні символи - умовні знаки, за допомогою яких карта інформує про розміщення об'єктів, дає їхні кількісні та якісні характеристики. Усі умовні знаки бувають лінійні, площинні (масштабні) та точкові (позамасштабні).

Масштабні умовні знаки передають справжні розміри об'єктів і репрезентовані в масштабі карти. Наприклад: озеро, фруктовий сад, ліс.

Лінійні умовні знаки позначають об'єкти лінійного характеру: кордони, дороги, ріки, розломи.

Площинні умовні знаки застосовують для зображення морів, озер, лісових масивів. За ними завжди можна визначити точну площу об'єкта.

Позамасштабні (точкові) умовні знаки використовують для об'єктів, площа яких або зовсім не виявлена в масштабі відтворення, або погано сприймається оком унаслідок малих розмірів.

Спосіб якісного фону	відображення кольором якісних відмінностей різних явищ, що мають суцільне поширення. Наприклад, типів ґрунтів, ландшафтів, природних зон, сільськогосподарських районів
Спосіб кількісного фону	застосовують для відображення кількісних розбіжностей певних явищ. Наприклад, запасів водних чи земельних ресурсів, рівня економічного розвитку, густоти населення, ступеня розчленування рельєфу
Спосіб ареалів	спосіб зображення на карті області поширення природних чи соціально-економічних об'єктів. Наприклад, деяких видів рослин чи тварин, корисних копалин, населення певної національності
Точковий спосіб	застосовують для відображення явищ масового, але не суцільного поширення, за допомогою великої кількості точок, кожна з яких має визначене числове значення явища. Зазвичай таким чином показують розміщення населення (наприклад, одна точка - 1 000 жителів)
Спосіб локалізованих діаграм	спосіб відображення на карті об'єктів суцільного та лінійного розповсюдження за допомогою графіків або діаграм. Зазвичай цим способом подають характеристики природних об'єктів: роза вітрів, графіки середньомісячних температур та опадів
Спосіб знаків руху	використовують для відображення на карті різних просторових переміщень об'єктів, як природних, так і соціально-економічних. Прикладом є рух циклонів, морські течії, перельоти птахів, перевезення вантажів, міграція населення
Способом картограм та картодіаграм	відображають середню інтенсивність якого-небудь об'єкта в межах територіальних одиниць та абсолютні й відносні величини певного явища на території за допомогою діаграм. Наприклад, запаси земельних ресурсів за районами або обсяги промислової продукції у містах

Поєднання всіх видів умовних знаків на географічній карті дозволяє:

• передавати велику кількість інформації;
• значно зменшувати зображення;
• характеризувати різні об'єкти та явища природи та суспільства;
• розглядати їхню структуру та динаміку.

• У чому сутність картографічної генералізації? На картах неможливо зобразити земну поверхню повністю, ураховуючи всі об'єкти на ній. Навіть створюючи найбільш детальну карту, вчені-картографи застосовують особливий прийом - картографічну генералізацію, який передбачає відбір та узагальнення об'єктів, що відображені на карті, зважаючи на їхнє призначення, масштаб та вид.

Для того щоб зрозуміти сутність картографічної генералізації, потрібно порівняти між собою зображення однієї і тієї самої місцевості на аерофотознімку та на топографічній карті. На фотознімку ми побачимо місцевість з усіма подробицями, однак їхній аналіз залежить від масштабу зображення: так, у процесі зменшення його масштабу можна розпізнати меншу кількість об'єктів місцевості. Закономірно, що деякі з них узагалі стають малопомітними, тож ці зміни залежать від розмірів об'єктів.

На відміну від аерофотознімка, на карті виділяють і підкреслюють основні та найсуттєвіші об'єкти та характерні риси місцевості. Карта зазвичай правильно відтворює місцевість і досить точно передає розташування різних об'єктів однак за таких умов на ній немає об'єктів і деталей, які за значенням і невеликими розмірами не являють інтересу. Така властивість топографічної карти є можливою завдяки тому, що у процесі її створення проводять картографічну генералізацію, тобто відбір, узагальнення, виділення всього головного й істотного залежно від призначення карти, її масштабу і особливостей місцевості. 

Сучасні картографічні твори

• Які є приклади сучасних картографічних творів? Як ви вже знаєте, до традиційних картографічних творів відносять: паперові географічні карти, рельєфні карти, атласи, глобуси, фотокарти, блок-діаграми та інші. Проте з розвитком інформаційних технологій, комп'ютерного та програмного забезпечення тощо з'являються і нові сучасні картографічні твори. Так, найбільш плідно сучасна картографія взаємодіє з геоінформатикою та комп'ютерним моделюванням. На основі інтеграції цих наук сформовано перспективний напрямок - геоінформаційне картографування. Еволюціонувала вона і в інтернет-картографію (онлайн-картографію) - створення та розміщення карт, атласів у всесвітній комп'ютерній мережі.

На зміну добре знайомим нам атласам та глобусам приходять їх електронні аналоги - окремі види картографічних зображень, які формують на основі даних цифрових карт та відображають на різних пристроях (монітор комп'ютера, дисплей смартфона або планшета, супутникового навігатора). Електронні карти та атласи здебільшого подібні до своїх паперових аналогів, проте з додатковими функціями автоматизації пошуку даних. Більшість електронних картографічних творів є закінченим продуктом, а тому не допускають зміни свого змісту користувачем. Швидкими темпами розвивають супутникову навігацію, з'являються мобільні додатки для смартфонів, планшетів та інших гаджетів.

• Як користуватися картографічними інтернет-джерелами? З розвитком інтернет-картографії для нас як споживачів, а також для професійного використання з'являється багато картографічних сервісів, як-от: Google Maps, Google Earth, OpenStreetMap, Earthexplorer та інші. Розглянемо особливості роботи з деякими з них.

Google Maps. Це один з найвідоміших картографічних сервісів. Існує з 2005 року. Три основні частини Google Maps знайомі, мабуть, кожному, - це безпосередньо самі карти, знімки зі супутника і Google Street View (переглядач вулиць). Завдяки йому ви можете розглянути реальне зображення на вулицях населених пунктів і можете побачити не тільки природні особливості території і пам'ятки культури, але й зазирнути в музеї, ресторани, компанії, стадіони в різних містах світу. Google Maps безкоштовна для некомерційного використання, вона утримує перше місце за популярністю у світі.

Bing maps. Це картографічний сервіс корпорації Microsoft. Він був створений також у 2005 році. Функціонал Bing maps схожий на карти Google за винятком того, що відсутні Google Street View. Цікавим є режим «аеро» (аерофотозйомка з більш широким кутом огляду), завдяки якому карта місцевості виглядає не настільки плоско, як за звичайної супутникової зйомки.

Одним з перших картографічних сервісів в Інтернеті був MapQuest. Його створили ще в 1996 році, він призначався для жителів США, де і набув значної популярності (входить у першу трійку картографічних ресурсів). Сам сервіс належить компанії AOL.

Серед інших можна виділити Nokia Here - картографічний сервіс знаменитої фінської компанії. Карти Nokia з'явилися у 2001 році, тут є карти майже 200 країн, і, незважаючи на те, що це просто картографічний сервіс, без жодних надмірностей, особливо прикметним тут є дизайн самих карт.

Доволі незвичним є OpenStreetMap - картографічний сервіс, який створили добровольці. Особливістю цього міжнародного проекту є те, що його метою стало створення вільної, відкритої карти світу. Велика кількість учасників з багатьох країн додає дані про місцевість, у якій вони живуть, допомагаючи наповнити сервіс даними про об'єкти інфраструктури поруч з ними, беручи участь у створенні карт для допомоги постраждалим у зонах стихійних лих, катастроф тощо. Дані, зібрані учасниками проекту, є вільними, відкритими та безкоштовними, узяти участь у проекті може кожен, хто бажає покращити карту.

• Які сфери практичного застосування географічних інформаційних систем (ГІС) та дистанційного зондування Землі? Географічні інформаційні системи (ГІС) - це багатофункціональні комплекси, що забезпечують збір, обробку, відображення і поширення просторових (географічних) даних. У сучасному світі ГІС уже не є новинкою: перші картографічні інформаційні системи були розроблені у США, Канаді, Швеції ще у 60-70-х роках ХХ ст. На сьогодні існує багато ГІС, які використовують у наукових дослідженнях, економіці, політиці, освіті, екології та інших галузях людської діяльності. Ці технології поєднують традиційні види роботи з базами даних з можливостями візуалізації та географічного аналізу, які нам надає карта.

За допомогою ГІС сьогодні стало можливим аналізувати, моделювати й прогнозувати складні явища та події навколишнього світу, зокрема, стихійні лиха, аварії, катастрофи у природному середовищі та техногенній сфері. Це дало змогу вивчати земну поверхню з наближенням до того чи іншого об'єкта. Ці комплекси підвищують ефективність аналізу та вирішення проблем, які сьогодні постають перед усім суспільством, а потенційні можливості створення й використання нових ГІС практично необмежені. ГІС-технології об'єднують методи дистанційного зондування Землі, аналізу різної геоінформації, цифрової обробки зображень, системи управління базами даних (СУБД) та глобального позиціювання (GPS), інтернет-технології

Нині ГІС найчастіше використовують у геологічних і геоморфологічних дослідженнях, у розвідуванні й розробці родовищ мінеральних ресурсів, у природокористуванні й екологічному моніторингу. Вони застосовані у проектуванні, будівництві й експлуатації об'єктів господарського і соціального спрямування, створенні кадастрів (земельного, водного, лісового тощо).

Великі перспективи застосування ГІС-технології у сільському, лісовому, водному господарствах, у дослідженні й прогнозуванні погоди, у торгівлі, маркетингу, бізнесі, управлінні фінансами і банківській справі, у політиці і державному управлінні, гарантуванні безпеки та під час надзвичайних ситуацій, у плануванні і прогнозуванні, у галузі охорони здоров'я, у наукових дослідженнях й освіті тощо.

Дистанційне зондування Землі з космосу (ДЗЗ) - це отримання даних про Землю з космосу через використання властивостей електромагнітних хвиль, випромінюваних, відбиваних, поглинених чи розсіюваних об'єктами зондування .

Натомість дані ДЗЗ використовують для виконання завдань в інтересах безпеки та оборони держави. Дані, отримані шляхом дистанційного зондування Землі з космосу та повітряного знімання, знаходять досить широке застосування в різних сферах діяльності: створення та оновлення карт; кадастр, планування та управління територіями; екологічний та природоохоронний моніторинг; оцінка стану сільськогосподарських культур, прогнозування врожаю; контроль стану лісів, спостереження за вирубкою та оцінка наслідків лісових пожеж; спостереження та прогнозування погоди, контроль кліматичних змін; прогнозування та спостереження за стихійними лихами, оцінка наслідків; геологічні дослідження, розвідка корисних копалин; дослідження атмосфери та Світового океану; спостереження за льодовим становищем; виявлення випадків незаконного судоплавства.