17.Способ локализованных диаграмм.

18.Картограммы и картодиаграммы.

Картодиаграммой называют способ изображения распределения какого-либо явления посредством диаграмм, размещаемых на карте внутри единиц территориального деления (чаще всего административного) и выражающих суммарную величину явления в пределах каждой территориальной единицы. Картодиаграммы используют, например, для наглядного сравнения: валовой продукции промышленности в ее натуральном или ценностном выражении, размера площадей - лесопокрытых, пахотных (рис. 3.31, в) и т. д.

Картодиаграммы (и картограммы, описываемые в § 3.12) имеют широкое применение, так как многие статистические материалы обрабатываются и публикуются не по отдельным населенным пунктам или объектам, а суммарно, применительно к административному делению страны (пообластному, порайонному и т. п.) или по иным территориальным единицам. Такими единицами могут быть, например, на картодиаграмме запасов леса - лесные хозяйства, для рыбной промышленности - бассейны отдельных морей, озер или рек и т. п.

Картодиаграммы (и картограммы) как бы пространственно локализуют статистические данные, но они не показывают, как размещаются явления внутри отдельных территориальных единиц, и потому несовершенны с географической точки зрения. Однако легкость и быстрота автоматизированного построения картодиаграмм (и картограмм) дали новый стимул к их применению при картографическом обеспечении планирования и управления.

В картографии наиболее употребительны: линейные диаграммы - столбики, полоски и т. п., длина которых пропорциональна сравниваемым величинам (рис. 3.32, а);площадные диаграммы - квадраты, круги и т. п., площадь которых пропорциональна сравниваемым величинам (рис. 3,32, б, в; см. рис. 3.31, в); объемные диаграммы - кубы, шары и т. п., объем которых пропорционален сравниваемым величинам (рис. 3.32, г, д).

В то же время диаграммные фигуры могут быть структурными, если, например, квадраты, круги и другие фигуры подразделяются на части (аналогично суммарным значкам, см. рис. 3.3) соответственно составу (структуре) изображаемого явления, например сообразно составу земельных угодий (рис. 3.33), пахотных площадей, структуре экспорта и импорта и т. д. Для структурных диаграмм используются и другие построения, например звездные диаграммы, в которых длина лучей (от основания луча или центра фигуры) пропорциональна составным частям явления.

Картодиаграммы по внешнему виду напоминают способ значков (см. § 3.2), но по существу они глубоко различны. Значки указывают пункты нахождения изображаемых объектов и не связаны с территориальным делением. Границы территориального деления на карте со значками могут, вообще говоря, отсутствовать.

Картограммой называют способ изображения средней интенсивности какого-либо явления в пределах определенных территориальных единиц, чаще всего административных, не связанных с действительным, географически обоснованным районированием этого явления. Например, посредством картограммы можно показать по областям или районам: среднюю плотность населения, выраженную количеством человек, которое приходится в среднем на 1 км² площади; среднюю залесенность, выраженную процентом лесной площади по отношению ко всей площади области (или района), и т. п.

В отличие от картодиаграмм, для составления которых служат абсолютные величины (например, количество населения по областям), в картограммах используются относительные показатели (например, средняя плотность населения), получаемые в результате деления двух рядов абсолютных величин, исчисленных для одних и тех же территориальных единиц, или же из подсчета процентных соотношений.

Картограммы часто привлекаются для иллюстрации изменений во времени с помощью относительных показателей, например в процентах прибыли или убыли населения по отдельным административным единицам. Для наглядности изображения каждую территориальную единицу обычно раскрашивают или штрихуют (см. рис. 3.31, г) так, чтобы по насыщенности цвета или штриховки можно было судить об интенсивности явления.

К достоинствам картограмм относится простота их построения и восприятия. Но картограммы не показывают различий в интенсивности явлений внутри территориальных единиц. Они создают представление о равномерном распределении явления в пределах каждой территориальной единицы и о смене интенсивности на ее границах. Между тем, как это видно, например, из рис. 3.31, характер размещения может сильно различаться внутри отдельных территориальных единиц и в то же время оставаться почти неизменным при переходе через границу.

Подлинный характер размещения явлений искажается на картограммах из-за отсутствия связи между естественным районированием явления и принятой для картограммы сеткой территориального деления.

19.Пластические способы изображения рельефа. С начала XIX в. вошли в употребление пластические способы, основанные на принципах отвесного и косого освещения рельефа (§ 4.2), а со второй его половины - математически строгий способ изолиний (горизонталей), теперь часто дополняемый цветовыми и светотеневыми приемами повышения их наглядности (§ 4.4-6). Позднее, уже в текущем столетии был предложен ряд приемов «картографического моделирования на стереоскопическом принципе, при котором плоские изображения на стереоскопическом принципе, при котором плоские изображения способны давать полную пространственную имитацию рельефа (§ 4.8).

В конце XVIII в., когда основным потребителем топографических карт была армия, возникла необходимость в точном и одновременно наглядном изображении рельефа, хорошо передающем пересеченность местности и позволяющем судить о крутизне скатов, что во многом определяло возможность маневрирования войск. Теоретическая основа нового способа и практические приемы его реализации были предложены саксонским картографом Иоганном Леманом в 1799 г. Он исходил из принципа отвесного освещения земной поверхности, при котором одна и та же поверхность получает тем меньше света, чем больше угол ее наклона к горизонту (рис. 4.2), и полагал, что при надлежащем затемнении скатов местности, изображенной на карте, должно создаваться впечатление различной крутизны скатов, следовательно, рельефности.

Если принять освещенность горизонтальной поверхности равной 1 (полное освещение), то при угле наклона α количество лучей С, освещающих поверхность, будет

а при 90^° поверхность станет неосвещенной. В то время карты печатались гравюрой, которая допускала только штриховой рисунок. Изображение рельефа штрихами - короткими линиями изменяющейся ширины, направленными вдоль скатов, - стало входить в употребление еще в середине XVIII в. Заслуга Лемана состояла в том, что он подчинил вычерчивание штрихов математическим правилам по принципу «чем круче, тем темнее» и тем исключил субъективный подход.

От штрихов, связанных с принципом отвесного освещения и называемых «штрихами крутизны», следует отличать «теневые штрихи», которые вычерчивают по принципу косого освещения. При картографировании расчлененной местности, особенно при изображении горных гребней, теневые штрихи передают относительную освещенность и затененность склонов различной ориентировки, хорошо выделяют основные формы среди второстепенных и создают превосходный пластический эффект рельефа, убедительный даже для малоопытного читателя карты. Другое преимущество теневых штрихов - меньшее по сравнению со штрихами крутизны затенение карты - особенно благоприятно для карт высокогорных районов. Обычно источник света предполагается в северо-западном углу карты, что естественно при кабинетном пользовании картой, когда свет (лампу или окно) удобно иметь впереди и слева от себя.

На смену штрихам пришел более дешевый и легкий способ светотеневого изображения рельефа, при котором постепенно изменение силы тени (или цветного тона) достигается отмывкой кистью или тушевкой карандашом. Термин «отмывка» стал в отечественной картографии общим для обозначения способа. На рукописных картах отмывка широко использовалась уже во второй половине XVIII в., однако воспроизведение ее в печати было освоено только в середине XIX в. в результате введения литографии.

Применение отмывки основано на положениях, принятых для штрихов. В отличие от последних отмывка, не разлагающая светотень на «черные» и «белые» элементы, дает пластический эффект при рассмотрении карты вблизи (рис. 4.6). Эта особенность, положительная с точки зрения общего впечатления, порождает тот недостаток, что из-за неопределенности теней и постепенности их переходов оценка высот и крутизны склонов при отмывке еще менее достоверна, чем при изображении рельефа шрихами. И все же дешевизна отмывки, легкость ее исполнения, меньшая загрузка карты и наглядность обеспечили этому способу широкое распространение. Наконец, отмывка позволяет усиливать (подчеркивать) характерные черты рельефа - главные направления горных хребтов и возвышенностей, уступы и т. д. В качестве основного способа изображения рельефа отмывка используется на некоторых мелкомасштабных общегеографических картах, когда согласно назначению карты рельеф отводится на второй план, и на многих тематических картах, где она, давая общее представление о рельефе, не препятствует восприятию главного содержания карты. Очень часто отмывку употребляют как вспомогательный способ в соединении с горизонталями, что повышает пластичность изображения.

Изображение рельефа горизонталями. Главное достоинство горизонталей - возможность непосредственного определения по карте абсолютных высот, относительных превышений, направления и крутизны скатов. Вместе с тем горизонтали создают зрительное представление о формах и расчленении рельефа, отражающих его происхождение и развитие. Горизонтали удобны для цифрования, автоматизированной обработки и построения.

Отдельно взятая горизонталь недостаточна для суждения о формах рельефа. Для передачи поверхности необходима система линии. Полнота и подробность изображения зависят от разности высот смежных горизонталей, называемой высотой сечения рельефа. Выбор сечения обусловлен масштабом и назначением карты, а также характером рельефа.

Горизонтали незаменимы для изображения форм рельефа, которым присуще постепенное изменение высоты. Но они не приспособлены для передачи «перерывов постепенности» - резких нарушений рельефа, например скалистых гребней, тектонических трещин, обрывов, нависающих скал, крутостенных оврагов и т. д. Горизонтали не могут уловить микроформы рельефа и малопригодны для показа тех его элементов, у которых высота менее установленного для карты сечения. Предназначаемые для характеристики поверхности, они бессильны в отношении внемасштабных объектов: скал-останцов, курганов, ям и т. п., даже если их высота превышает сечение рельефа. Наконец, горизонтали лишь фиксируют формы рельефа. Конечно, по характеру изображенных форм можно судить об их происхождении и развитии, но горизонтали сами по себе не предназначены для передачи динамических элементов рельефа. Эти недостатки преодолеваются введением специальных знаков.

Первоначально обратимся к резким нарушениям рельефа. Простейший и наименее удовлетворительный прием их изображения состоит в применении единого трафаретного штрихового знака, не отражающего ни характера нарушения, ни высотных соотношений. Таково, например, общее обозначение крутых обрывов и скал на топографических картах США.

Более совершенны карты, различающие скалы и утесы, скалистые обрывы, каменистые осыпи и кручи, земляные и песчаные осыпи и т. п. В таком случае знаки служат одновременно для характеристики рельефа и грунтов. Обладая наглядностью, эти знаки хорошо отображают важнейшие элементы нарушений (гребни, трещины, отвесные обрывы, каменные осыпи и т. п.) и могут сочетаться с горизонталями. Благодаря этому карты правильно показывают положение основных структурных линий и позволяют судить об изменении высот (рис. 4.9). Относительные высоты обрывов, скал и т. п. указываются подписями.

При картографировании микроформ применяют способ ареалов: указывают внешний контур микроформ (кочковатых поверхностей, болотных бугров и гряд, рельефа полигональных тундр и т. п.), внутри которого размещают штриховые знаки соответствующих форм, если надо сопровождая эти знаки количественными характеристиками микроформ. Некоторые из таких знаков, например для песков, отличаются большой выразительностью. При их употреблении необходимо не только выделять площади распространения определенных форм, но и отражать закономерности их размещения, например ориентирование грядовых песков, барханов, дюн и т. п. (рис. 4.10), руководствуясь аэро- и космофотгоснимками.

Единичные объекты рельефа, не выражающиеся в масштабе, но существенные с практической точки зрения как ориентиры (скалы-останцы, курганы, пещеры и т. п.), как препятствия для движения (уступы местности, промоины и т. п.), показывают внемасштабными знаками.

В общем же приемы повышения пластического эффекта, основанные на использовании линейного рисунка горизонталей, не дали значительных результатов. Несравненно больший эффект был получен,с введением многоцветной печати, когда усилия оказались приложенными не к линейным элементам (горизонталям), а к поверхности - к ее высотным ступеням, ограниченным определенными горизонталями (см. рис. 6.1, 6.2). Этот способ, известный под названием гипсометрической или послойной окраски, состоит в окрашивании высотных ступеней установленными для них цветами (и их оттенками).

Начало было положено в 1854 г. венским картографом Ф. Гауслабом, применившим шкалу оттенков коричневого цвета, построенную по принципу «чем выше, тем темнее», что в некоторой степени согласовалось с принципом «чем круче, тем темнее», поскольку по мере возрастания высот, т. е. по мере перехода от низменностей к холмистым и, наконец, к горным районам, расчлененность рельефа и крутизна отдельных его элементов в большинстве случаев возрастают и понятия высоты и крутизны как бы сближаются.

Противоположному принципу «чем выше, тем светлее» следовал русский картограф Ю. Симашко (80-е годы XIX в.), на картах которого уже ощущалась пластичность изображения. Еще больший эффект объемности создавали многоцветные шкалы, разрабатываемые на принципах цветной пластики. Эта проблема, неизменно привлекающая внимание картографов, подробно рассматривается в курсе «оформление карт»

Послойная окраска используется преимущественно на картах мелкого масштаба со шкалами, где величина сечений возрастает с высотой. Слабое место подобных шкал - неудовлетворительное изображение рельефа на возвышенных равнинах - можно устранить введением дополнительных горизонталей без изменения на них послойной окраски.

В заключение несколько замечаний о терминологии. Изображение рельефа горизонталями называют гипсометрическим. Оно может сопровождаться послойной окраской. Ногипсометрической называют тематическую карту рельефа в горизонталях, как правило, с послойной окраской. Карты рельефа морского дна в изобатах с послойной окраской называют батиметрическими.