Тема 5. Язык карты и его структура. Способы изображения явлений на тематических картах

Одним из основных свойств географической карты является ее условная знаковость. Для формирования картографического изображения используется особый язык, который обеспечивает отображение, хранение и передачу пространственной информации.

Как и любой язык, язык карты имеет свой словарь, включающий условные обозначения, способы изображения и грамматику – правила и принципы построения системы условных знаков.

В языке карты различают два подъязыка (слоя). Один подъязык (слой) представлен условными знаками и служит для отображения содержания карты, т.е. показывает что представляет собой объект, каковы его характеристики (типы почв, горных пород, отраслей хозяйства и т.п.)

Другой подъязык (слой) представлен сетью координатных линий (параллелей и меридианов) с пояснительными подписями и обеспечивает отражение данных о пространственной форме, взаиморасположении объектов картографирования и их положение относительно сторон света. Правда, характеризуя этот подъязык карты необходимо отметить, что на пространственно определенное значение может указывать не только сеть географических координат. В настоящее время довольно широко распространены карты в так называемой «плавающей» компоновке, где нет сети меридианов и параллелей, но расположение объектов при создании карты все равно производилось по координатам.

Подъязыки карты представляют собой самостоятельные образования, но на карте они действуют вместе, благодаря чему обеспечивается разнообразие и богатство содержания конкретных карт.

Использование условных знаков позволяет показывать объекты и явления (как реальные, так и абстрактные и невидимые), их количественные и качественные характеристики, структуру, соподчиненность, позволяют отображать динамику в пространстве и времени картографируемых процессов и явлений.

Условные знаки, применяемые на картах подразделяются на три группы:

- внемасштабные, которые используют для показа строго локализованных (привязанных к конкретной точке) объектов, не выражающихся по площади в масштабе карты. Размер условного знака на карте, выраженный в натуральной величине всегда значительно больше истинного размера объекта. Внемасштабные условные знаки применяют для показа на топографических картах геодезических пунктов, метеостанций, мельниц, а на мелкомасштабных – для показа городов, вулканов, водопадов и др.;

- площадные, применяемые для отображения объектов, выражающихся по площади в масштабе карты. Такие объекты сохраняют на карте очертания и размеры. Условный знак состоит из контура, заполняемого штриховкой, цветом или значками. Площадные условные знаки применяют для показа типов почв, климатических поясов и природных зон, государств и сельскохозяйственных угодий и т.п.;

- линейные, используемые для отображения линейных объектов (дорог, границ, рек, разломов и др.). Эти объекты выражаются в масштабе карты по длине и не выражаются по ширине. Ширина условного знака на карте в пересчете в действительную величину превосходит истинную ширину объекта.

Разнообразие условных знаков, применяемых на картах, практически бесконечно, однако не следует забывать о уже сложившихся традициях применения тех или иных условных знаков для показа на карте строго определенных объектов, например на картах полезных ископаемых черным квадратиком традиционно отмечают месторождения каменного угля, черным треугольником – мест. железной руды и т.д. Следует помнить, что один условный знак на карте имеет одно значение.

Однако, свобода выбора системы условных знаков возможна только на мелкомасштабных картах. На топографических картах используют стандартные условные знаки, официально закрепленные государственной топографической службой.

В то время, как условных знаков может быть разработано великое множество, способов картографического изображения существует ограниченное число. На сегодняшний день их десять, каждый из этих способов применяют для передачи объектов или явлений в зависимости от особенностей самих объектов и явлений, а также от особенностей их размещения, пространственной локализации.

1. СПОСОБ ЗНАЧКОВ или значковый способ изображения явлений применяют для показа качественных, количественных особенностей, внутренней структуры и динамики объектов, локализованных в пунктах и обычно не выражающихся в масштабе карты.

Различают три вида значков:

• абстрактные геометрические значки (пунсоны, треугольники и др.)

• буквенные значки

• наглядные значки (пиктограммы)

Передача качественных различий осуществляется за счет применения разных окрасок и штриховок. Передача количественных соотношений между объектами картографирования происходит путем изменения размера значков. Зависимость размеров значков от количественных характеристик самих объектов может быть принята разной. При использовании абсолютной шкалы размеры значков прямо пропорциональны количественным характеристикам. Например, при отображении числа жителей в городах размеры пунсонов находятся в той же зависимости, что и сама численность населения в этих городах, например, город с числом жителей 500 тыс. чел. изображается кружочком в десять раз большего размера, чем город с числом жителей 50 тыс. чел. Это очень наглядно, но при больших различиях объектов по величине применение абсолютной шкалы становится неудобным, например, кружок миллионного города будет в сто раз больше кружка города с десятитысячным населением и такой большой кружок закроет на карте все соседние с ним значки и надписи. В таком случае удобнее использовать условную шкалу величин объектов, которая отражает количественные различия в условной соразмеримости. Тогда знак крупного объекта будет ненамного больше знака маленького. Абсолютные и условные шкалы бывают непрерывными и ступенчатыми. В непрерывных шкалах размер значков изменяется плавно в соответствии с изменением количественного показателя картографируемого объекта. В ступенчатых шкалах изменение размеров знаков происходит скачкообразно. Разработка шкалы – сложное дело, целесообразно ограничить шкалу шестью – восемью градациями, при большем числе ступеней в шкале размеры значков становятся плохо различимыми.

Если картографируемый объект состоит из нескольких структурных однородных и соизмеримых частей, то его можно разбить на составляющие части. Например, промышленный пункт, изображаемый кружочком, делится на сектора, число которых соответствует числу промышленных отраслей. Каждый сектор закрашивается принятым для показа данной отрасли цветом.

Изменение (динамику) объектов, например, рост числа жителей в городах за определенный период времени, возможно передать посредством «нарастающих» значков.

2. СПОСОБ ЛОКАЛИЗОВАННЫХ ДИАГРАММ используют большей частью для характеристики сезонных и других периодических явлений, их хода, продолжительности, вероятности.

Характеризуют явления с помощью графиков и диаграмм, помещаемых в пунктах проявления и наблюдения этих явлений. Графически локализованные диаграммы могут выглядеть как графики годового хода температур, годового количества осадков, роза ветров, гистограммы распределения осадков, они локализуются в местах размещения метеостанций. Диаграммы распределения годового стока рек приурочены к гидропостам, на которых эти измерения проводились. Диаграммы, отображающие изменение во времени какого-либо показателя могут быть построены в декартовой (на осях Х и У) или полярной (от центра лучами) системе координат. В одной диаграмме можно отобразить сразу несколько показателей. Локализованные диаграммы в отличие от значкового способа могут использоваться для показа явлений сплошного или линейного распространения, но дают они дискретное изображение этих явлений. Значки же применяют только для дискретных (прерывистых) явлений (объектов).

3. СПОСОБ ИЗОЛИНИЙ

Это кривые линии на карте, соединяющие точки с одинаковыми значениями картографируемого показателя. Этот способ применяется для изображения величины непрерывных и постепенно меняющихся в пространстве явлений в определенный момент времени. Изолинии позволяют передавать качественные, абсолютные и относительные количественные характеристики плавно изменяющихся явлений, образующих физические поля. Изолинии очень удобный, гибкий и информативный способ изображения, обладающий высокой метричностью. Способ изолиний применяется на климатических картах для показа температуры воздуха в виде изотерм; на синоптических картах для показа областей высокого и низкого давления - изобары и т.д. Для повышения наглядности промежутки между изолиниями закрашивают, пользуясь шкалой послойной окраски, которая строится так, чтобы интенсивность окраски отражала нарастание или убывание показателя. Например, на климатической карте так показывают среднегодовое количество осадков, на физической – глубины и высоты. Это уже будет способ изолиний с послойной окраской физических полей между ними. Предполагается, что от изолинии с меньшим значением к изолинии с большим значением величина показателя нарастает плавно, поэтому по картам с изолиниями можно проводить определение показателя явления для точек, лежащих между изолиниями, для этого необходимо использовать способ интерполяции.

4. СПОСОБ ЛИНЕЙНЫХ ЗНАКОВ

Используют для отображения реальных или абстрактных объектов, размещенных строго вдоль линии. Объекты могут быть не только реальными, но и абстрактными. Линейный знак внемасштабен по ширине, но ось его должна совпадать с положением реального объекта на местности. Способом линейных знаков пользуются для показа границ, транспортных магистралей, разломов земной поверхности, границ атмосферных фронтов и т.п. Разный рисунок, цвет и ширина линейных знаков передают качественные и количественные характеристики объектов, иногда их динамику, например: на исторических картах линиями разного рисунка передается положение фронтов в разные моменты времени.

5. СПОСОБ ЛИНИЙ И ЗНАКОВ ДВИЖЕНИЯ

Применяют для показа пространственного перемещения каких-либо природных, социальных или экономических явлений (перелета птиц, морских течений, миграции населения, перевозки грузов). Знаки движения показывают перемещение объектов любого вида как точечных (движение корабля), линейных (перемещение фронтов), так и площадных (рост площади лавового поля).

Различают два вида знаков движения:

• векторы (стрелки) движения

• полосы (ленты) движения

Векторы и полосы могут различаться рисунком, цветом, толщиной, структурой. Благодаря этим графическим переменным этим способом можно передавать количественные характеристики и структуру перемещаемых явлений. Векторы применяют для показа направления перемещения, например морских течений или преобладающих ветров, а полосы – для показа мощности и структуры потоков на картах внешнеэкономических связей.

Для показа объектов, сохраняющих на карте свои размеры и очертания, применяют площадные условные знаки, например, для показа отдельных государств. площадей лесных массивов, почв, озер. Такие знаки обычно состоят из контура и его заполнения, они всегда масштабны и позволяют определить площадь объекта.

6. КАЧЕСТВЕННЫЙ ФОН

Способ применяют для показа качественных различий явлений сплошного распространения (без «белых пятен и наложений) по выделенным районам, областям или другим единицам природного или социально-экономического деления. Этот способ тесно связан с дифференциацией территории по типам местности в соответствии с принятой классификацией. Такие карты называют типологическими. В качестве графических средств используют цвет (цветовой фон) или штриховку (штриховой фон). Иногда при большом количестве типов на картах эти средства совмещают, и они дополняются индексами или надписями. В некоторых случаях, когда границы между участками с различными типами распространенного явления не четкие, т.е. изменение качеств происходит постепенно, для переходной зоны применяют чересполосную или шашечную окраску.

7. ТОЧЕЧНЫЙ СПОСОБ ИЛИ СПОСОБ ТОЧЕК

Применяют для показа явлений массового, но не сплошного распространения с помощью множества точек, каждая из которых имеет определенный «вес», который обозначает некоторое число единиц данного явления. Точки на карте располагают соответственно фактическому размещению явления. Количество точек будет равно величине явления, деленной на принятый вес одной точки. Способ позволяет передавать качественные и абсолютные количественные характеристики явления, его структуру. Чаще всего данный способ применяется на сельскохозяйственных картах для показа величины посевных площадей или поголовья скота по видам, где одна точка соответствует определенному количеству явления и по числу точек можно вычислить величину показателя. Выбор оптимального веса точки – дело сложное. Практически «вес» точки подбирают возможно более низким, но таким, чтобы точки не сливались между собой. Иногда при большом разбросе показателей приходится использовать точки двух, а иногда и трех «веса». И в районах с малой плотностью явления используют точки с малым «весом», а в районах с большой плотностью явления – точки большего «веса». Сущность точечного способа не меняется, если точки заменить маленькими фигурками другой формы – ромбиками, прямоугольниками, черточками и т.п. Важно, чтобы каждая принятая фигурка имела «вес», значение которого было указано в легенде карты. Отсутствие веса точки в легенде говорит о том, что использован не точечный способ, а способ ареалов. Точки могут быть расположены равномерно (статистически) или в соответствии с наибольшей плотностью явления (географически).

8. СПОСОБ АРЕАЛОВ применяют для изображения области распространения какого-либо сплошного или рассосредоточенного явления. Способ передает качественную характеристику явления. При использовании способа ареалов возможно наличие «белых пятен» и наложений. Различают абсолютные и относительные ареалы. Абсолютным называют ареал, вне которого явление не встречается совсем. Относительный ареал показывает территории наибольшей концентрации явления. Графически ареал может быть изображен границей, фоновой окраской, штриховкой, значками, надписями, индексами и т.п. способ ареалов передает только качественную характеристику явления. Выбор способа оформления ареалов зависит от самого явления. Разнообразие приемов оформления ареалов позволяет сочетать на одной карте несколько ареалов даже если они перекрывают друг друга.

Значковый ареал в виде геометрических, художественных, буквенных или иных значков используют для передачи явлений, не имеющих четкой границы – ареалы распространения животных, месторождения полезных ископаемых и др. Цветовой и штриховой ареал используют для показа явлений, имеющих четкие границы – природные зоны, почвы и т.п.

9. СПОСОБ КАРТОДИАГРАММЫ

Применяют для изображения абсолютных статистических показателей по единицам административно-территориального деления с помощью диаграммных знаков, размещенных внутри этих единиц. Картограммы широко используются на социально-экономических картах. Графическими средствами служат любые столбчатые, площадные, объемные диаграммные знаки, отнесенные к административным районам или областям. Диаграммные знаки могут быть структурными, если их делят на части в соответствии с составом отображаемого явления. Диаграммные фигуры могут быть построены в ступенчатой шкале. По внешнему виду картограмма весьма напоминает значковый способ, но по сути они сильно различаются. Значки приурочены строго к определенным точкам, а диаграммы относятся ко всей административной территории и внутри нее при построении могут размещаться свободно. Применяют на экономических картах для показа объема промышленного производства по странам или регионам.

10. СПОСОБ КАРТОГРАММЫ

Применяют для изображения относительных статистических показателям по единицам административно-территориального деления. Это всегда расчетные показатели. Например, средняя плотность населения по областям, валовой внутренний продукт на душу населения по странам и т.п. Картограмма, как правило, имеет интервальную (ступенчатую) шкалу, в которой интенсивность цвета в одной цветовой гамме или плотность штриховки закономерно меняются соответственно нарастанию или убыванию значения картографируемого показателя. Таким образом, по насыщенности цвета (или штриховки) на карте можно судить об интенсивности картографируемого явления. Классическим примером этого способа является карта плотности населения. Достоинством картограммы является простота и наглядность, но она не показывает различий в интенсивности явления внутри территориальных единиц, которые могут быть весьма велики. Очень важен вопрос разработки шкалы, т.е. определение количества ступеней и границ интервалов ступеней. Опыт показывает, что количество оттенков, легко различаемых человеческим глазом составляет примерно шесть – восемь, значит и число ступеней в шкале не должно превышать это число.

СОВМЕСТНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Нередко для многосторонней характеристики явления или территории одновременно на карте могут применяться различные способы изображения. Выбор способов отображения и разработку картографических знаков определяют назначение карты, существо и особенности изображаемых явлений, присущий им характер размещения, качество и подробность источников, используемых для картографирования.

Чаще всего совместное применение различных способов изображения явлений встречается на общегеографических и комплексных экономических картах.