Конспек лекцій ВНС

правильної форми (кругів, квадратів і т. п.), серединою підстави наочних перспективних знаків (покажчика шляхів, маяка тощо) і т. п.; в лінійних знаках воно вказується їх осьовими лініями; площинні знаки розміщують усередині відповідних контурів.

Положення ускладнюється в місцях концентрації позамасштабних зображень (що накладаються один на одний), при необхідності зобразити декілька знаків (наприклад, ряд промислових підприємств) в одному пункті при поєднанні різних знакових систем. Ці труднощі виникають з «синтаксичних» особливостей картографічної мови. На відміну від тексту природної мови з її лінійною побудовою і послідовним читанням слів, карта сприймається читачем відразу в цілому у двох вимірах ‒ в просторовому поєднанні і взаємозв'язках знаків. Її подальше детальне вивчення може починатися в будь-якому місці карти, рухатися в будь-якому напрямку і розповсюджуватися на різні її частини. Тому раціональна локалізація і взаємне аранжування різних знакових систем і скупчень позамасштабних зображень ґрунтуються також на обліку змістовного значення знаків і потребує семантичного підходу.

Знаки, відображаючи розміщення предметів і явищ, можуть також передавати: переміщення явищ, наприклад, шляхи експедицій, динаміку ліній фронтів, міграції населення, вітри (переміщення мас повітря), течії (переміщення водних мас) та інші; розвиток явищ, наприклад зростання міст, збільшення вантажопотоків, приріст посівних площ, розширення території держави, річний хід температури та ін.

3.2. Способи картографічного зображення

Умовні знаки.

Використання умовних знаків дозволяє:

показувати реальні й абстрактні об'єкти (наприклад, висоту сніжного покриву, індекс континентальності клімату);

зображати об'єкти, які не видимі людським оком (палеорельеф древніх материків, гравітаційні й магнітні поля й ін.);

передавати внутрішні характеристики й структуру об'єктів (обсяг і структуру промислового виробництва, склад населення й ін.);

відображати взаємні відносини об'єктів: порядок й ієрархію, пропорційність, розходження, співпідпорядкованість (наприклад, геологічна стратиграфія);

показувати динаміку явищ і процесів (зміна стоку в річкових басейнах по місяцях);

зменшувати зображення (на дрібномасштабній карті замість показу окремих будинків і кварталів можна кружком позначити весь населений пункт).

Всі знаки були статичними, але при розвитку електронних технологій з'явилися і динамічні умовні знаки. Це знаки, що рухаються і змінюються в часі. Вони використовуються в комп'ютерних картографічних анімаціях. Вони також можуть бути точковими, лінійними або площинними (фоновими).

Роль знаків не обмежена тільки передачею інформації. Знаки є засобом фіксації, формалізації та систематизації знань. Не менш важливі пізнавальні (гносеологічні) функції картографічних умовних знаків. З ними можна виконувати дії, перетворювати їх з однієї форми в іншу, проводити виміри. Знаки є засобом формування наукових понять, конкретизації, візуалізації теоретичних висновків.

Графічні змінні.

Кількість і різноманіття знаків, які застосовуються при створенні карт, практично нескінченно. Однак всі вони складаються з невеликого числа графічних змінних.

Графічні змінні є елементарними графічними засобами, які використовують для побудови картографічних знаків і знакових систем. Це форма, розмір, орієнтування, кольори, насиченість кольорів (яскравість) і внутрішня структура знаку (рис.3.6).

Подання про графічні змінні розробив в 1960-х рр. французький картограф Ж. Бертен до статичних паперових карт. При комп'ютерних картографічних анімаціях необхідно додати і динамічні графічні змінні.

Рис.3.6. Графічні змінні (за Ж. Бертеном).

а- форма; б - розмір; в - яскравість; г - внутрішня структура;

д- кольори; е - орієнтація.

Створюючи знаки для будь-якої карти, картограф може вільно об’єднувати будь-які графічні змінні. Закони картографічної семіотики та художній смак автора карти дозволяють підбирати різні стилі та сполучення, конструювати яскраві та добре помітні знаки, що запам'ятовуються. Але це ускладнює уніфікацію й стандартизацію умовних позначень, що є дуже

важливою проблемою в картографії. Наприклад, населені пункти можна позначати кружками різних кольорів і розміром, квадратиками, зірочками, стилізованими рисунками будиночків або інших значків. Карта повинна супроводжуватися легендою, що роз'ясняє значення кожного знака.

У виборі графічних змінних є правила, обумовлені особливостями локалізації й поширення явища, принципами взаємного сполучення знаків, картографічними традиціями, умовами сприйняття знаків, вимогами вимірів на картах тощо.

Системи умовних позначень, які застосовані для передачі об'єктів й явищ, що розрізняються характером просторової локалізації й розміщення, називаються способами картографічного зображення.

Значки.

Спосіб значків застосовують для ілюстрації об'єктів, локалізованих у пунктах, що не виражаються в масштабі карти (рис.3.7). Це можуть бути населені пункти, родовища корисних копалин, промислові підприємства, окремі споруди, орієнтири на місцевості і т.п.

В значках використовують три елементи ‒ форму, розмір, колір. Форму і колір значка застосовують для якісної характеристики об'єктів, а розмір ‒ кількісної.

Значки дозволяють характеризувати якісні й кількісні особливості об'єктів, їхню внутрішню структуру.

Рис.3.7. Значки геометричні

Розрізняють три види значків:

абстрактні геометричні значки - кола, квадрати, зірочки, ромби тощо. Вони нічим не нагадують вигляду зображуваного об'єкта. Разом з тим, такі значки є досить виразними і компактними, їх легко креслити, тому вони знайшли широке використання у тематичному і загальногеографічному картографуванні.

буквені значки - літери українського або латинського алфавітів, що розставлені в місцях розміщення явища, яке картографується. Зручність

застосування буквених значків полягає в тому, що вони переважно відповідають першим літерам назв об'єктів, які картографуються (наприклад СР ‒ сільська рада, ТФ ‒ тваринницька ферма та ін.), або прийнятим міжнародним позначенням (наприклад, Cu ‒ мідь, Fе ‒ залізо та ін.).

наочні значки (піктограми) або символьні нагадують об'єкт, який зображується, наприклад малюнок літака позначає аеродром, туристський намет - кемпінг тощо; такі позначення дуже наочні й найчастіше їх використають на популярних туристичних, рекламних, та рекламних картах.

Лінійні знаки.

Спосіб використовується для зображення реальних або абстрактних об'єктів, локалізованих на лініях. До них відносяться, наприклад, берегові лінії, дороги, атмосферні фронти, адміністративні межі. Різний малюнок і кольори лінійних знаків передають якісні й кількісні характеристики об'єктів: тип берегової лінії, глибину закладення розломів, кількість колій залізниці, теплі та холодні фронти тощо (рис 3.8).

Лінійний знак позамаштабний за шириною, але вісь його повинна збігатися з розташуванням реального об'єкта на місцевості. При поступовому переході або нечіткості межі лінійний знак може зображатися смугою. Лінійними знаками можна відобразити навіть динаміку об'єкта, наприклад, нанести положення берегової лінії моря в різні стадії її зміни, виконавши прогноз поступового затоплення суші.

Рис. 3.8. Лінійні знаки

Ізолінії.

Ізолінії є лініями однакових значень картографуючого показника. Спосіб ізоліній застосовується для зображення безперервних явищ, які плавно змінюються і утворюють фізичні поля. Такими є поля рельєфу, магнітної напруженості, тиску, температур тощо (рис.3.9). Вони зображуються ізогіпсами (лінії рівних висот), ізотермами (лінії рівних температур), ізогієтами (лінії однакової кількості опадів), ізохронами (лінії однакових дат або рівних

проміжків часу) та ін. Сімейство різних ізоліній досить широке і нараховує десятки видів.

На карту спочатку наносять значення об'єкта, який картографується в точках спостережень, а потім за допомогою інтерполяції проводять ізолінії. При цьому вибирається інтервал перерізу, що характеризує різницю відміток двох сусідніх ізоліній. Відстань між ізолініями на карті називається закладенням ізоліній і характеризує градієнт поля (ухил поверхні). Чим менше закладення, тим більший градієнт, тобто крутіша поверхня, і навпаки, більші закладення свідчать про пологу поверхню, про менші градієнти. Автоматичне проведення ізоліній виконується за цифровими моделями при допомозі спеціальних інтерполяційних програм.

Ізолінії є дуже зручним, гнучким та інформативним способом зображення, який має високу метричність. Завдяки їм можна визначати на картах найрізноманітніші кількісні характеристики: абсолютні й відносні значення явища, ухили й градієнти, ступінь розчленовування тощо. За допомогою ізоліній показують також кількісні зміни показників у часі (наприклад, річні варіації магнітного схилення), переміщення явищ (амплітуди неотектонічних піднімань та осідань), час настання яких-небудь подій (дати дозрівання сільськогосподарських культур), повторюваність явищ (частота виникнення штормів у різні сезони року), взаємозв'язок явищ (кореляція форм сучасного й палеорельефу). На динамічних електронних картах системи ізоліній можуть зміщуватися, показуючи переміщення явищ (наприклад, циклонів й антициклонів).

При створенні ізолінійних карт завжди враховують те, що читач сприймає не кожну ізолінію окремо, а всю їхню сукупність, єдину систему ізоліній, за допомогою якої передається структура й морфологія об'єкта, який картографується. Для підвищення наочності проміжки між ізолініями зафарбовують, користуючись шкалою пошарового фарбування, що будується так, щоб інтенсивність фарбування показувала наростання або зменшення показника.

Рис. 3.9. Ізолінії.

Псевдоізолінії.

Ізолінії нерідко застосовують для явищ, що не володіють безперервністю, суцільністю та плавністю, тобто вони не є насправді полями. У цьому випадку мова йде про псевдоізолінії, тобто ізолінії, що відображають розподіл дискретних об'єктів. Такі, наприклад, псевдоізолінії щільності населення, розміщення якого не утворює суцільного поля, псевдоізолінії розораності або заліснення тощо. Їх завжди проводять на основі інтерполяції яких-небудь розрахункових статистичних показників щільності, інтенсивності розподілу об'єктів, отриманих у вузлах регулярної або нерегулярної сітки.

Псевдоізолінії не відрізняються від ізоліній і вони часто доповнюються пошаровим фарбуванням. Привабливість псевдоізоліній полягає в тому, що з їхньою допомогою створюється дуже зручна графо-математична абстракція географічних розподілів, що дозволяє відійти від малоістотних властивостей і деталей об'єкта, який картографується та виявити головні закономірності його зміни в просторі (рис.3.10). До того ж цей спосіб володіє високою метричністю.

Але необхідно пам'ятати про принципове розходження між ізолініями й псевдоізолініями. Останні відображають не реальні, а штучні, абстрактні поля, наприклад, “промисловий рельєф” - щільність об'єктів індустрії на одиницю площі або “поле розселення” - кількість жителів на 1 км2. При зміні щільності даних або способу розрахунку такі штучні поля інтенсивно змінюються. Тому на картах бажано вказувати спосіб розрахунку вихідних даних, за яких побудовані псевдоізолінії.

Рис.3.10. Псевдолінії

Якісний фон.

Спосіб якісного фону застосовують для передачі якісних розходжень явищ суцільного поширення за виділеними районами, областями або іншим одиницям територіального розподілу. Цей спосіб тісно пов'язаний із класифікаційним розподілом території її диференціацією за ознакою, з типологічним районуванням, наприклад з виділенням районів сільськогосподарської спеціалізації, ландшафтів, типів ґрунтового покриву,

рослинних асоціацій (рис.3.11). При цьому також використовують кольори (кольоровий фон) або штрихування (штриховий фон ). Іноді на картах спільно застосовують обидва ці засоби, наприклад, на ґрунтовій карті генетичні типи ґрунтів дають колірним фоном, а їх механічний склад - штриховим, який накладається поверх кольорів. У деяких випадках, коли межі між виділеними районами нечіткі, а зміна якостей відбувається поступово, допускається перекриття двох якісних фонів.

Для зручності ідентифікації підрозділів якісного фону його супроводжують індексами, які проставляють на карті.

Рис. 3.11. Якісний фон

Кількісний фон.

Спосіб кількісного фону застосовують для передачі кількісних розходжень явищ суцільного поширення в межах виділених районів. Подібно до якісного фону він завжди сумісний з районуванням, але за кількісною ознакою. Фарбування або штрихування виконуються за шкалою, тобто інтенсивність зростає або убуває відповідно до зміни ознаки (рис.3.12). Прикладами використання кількісного фону можуть служити карти запасів гідроресурсів у річкових басейнах, карти районування території за ступеню розчленовування рельєфу тощо.

(хід температур за місяцями), циклограми (середня тривалість сонячного сяйва протягом року), структурні діаграми тощо.

Точковий спосіб.

Цей спосіб застосовують для зображення явищ масового, але несуцільного поширення за допомогою безлічі точок, кожна з яких має певну “вагу”, тобто позначає деяку кількість одиниць даного явища (рис.3.14). Найчастіше точковим способом показують розміщення сільського населення (вага однієї точки становить, наприклад, 1000 жителів), або посівні площі (одна точка - 500 га посівів), або розміщення тваринництва (одна точка - 200 голів великої рогатої худоби) і т.п.

Як графічні засоби можна вибрати не тільки точки (точніше, маленькі кружки), але й квадратики, трикутники і т.п.; важливо лише, щоб кожна фігурка мала вагу, позначена в легенді. Іноді при великому розкиді показників беруть точки двох і навіть трьох ваг: маленька точка - 200 га, середня - 500, більша - 1000 га. Крім того, точки можуть мати різні кольори або форму. На картах розміщення населення кольорами можна позначити його національний склад.

Рис. 3.14. Точковий спосіб

Точковий спосіб наочний і зручний для кількісних визначень. Точкові карти добре передають реальні особливості розміщення явища: його кількість, локалізацію, угруповання або концентрацію, структуру (наприклад, структуру посівних площ під різними культурами). Існують спеціальні прийоми для розрахунку оптимальної ваги точки залежно від розкиду кількісних показників і щільності розміщення явища, адже точки (фігурки) на карті не повинні стикатися або зливатися.

Ареали.

Спосіб ареалів складається у виділенні на карті області поширення якогонебудь суцільного або розосередженого явища. Найчастіше цим способом показують поширення тварин і рослин, родовища корисних копалин і т.п. Розрізняють абсолютні і відносні ареали. Абсолютними називають ареали, за межами яких дане явище зовсім не зустрічається (наприклад, нафтогазоносний

басейн, контур якого точно встановлений), тоді як відносні ареали показують лише райони найбільшого зосередження явища (наприклад, промисловий ареал яких-небудь лікарських рослин).

Графічні засоби зображення ареалів досить різноманітні: це можуть бути межі, фонове фарбування, штрихування, значки, написи, індекси (рис.3.15). Принципова різниця між значковим способом, коли кожен знак точно ставиться до об'єкта, локалізованому в тому або іншому пункті, і значком ареалу, що характеризує площу. Границі як графічний засіб кращі для абсолютних ареалів, а для відносних необхідно нанести лише кілька значків або дати напис без проведення межі, точне положення якої на місцевості невідомо.

Рис. 3.15. Ареали

Знаки руху.

Знаки руху використовують для показу просторових переміщень природних, соціальних, економічних явищ (наприклад, шляхів руху циклонів, перельоту птахів, міграції населення, поширення хвороб). За допомогою знаків руху можна показати шляхи, напрямок і швидкість переміщення, структуру об'єкта, що переміщається (рис.3.16). Можна застосувати знаки руху для показу зв'язків між об'єктами (наприклад, електронних комунікацій, фінансових потоків), їхньої якості, потужності, пропускної здатності тощо.