Полезное:

Категории:

Архитектура Астрономия Биология География Геология Информатика Искусство История Кулинария Культура Маркетинг Математика Медицина Менеджмент Охрана труда Право Производство Психология Религия Социология Спорт Техника Физика Философия Химия Экология Экономика Электроника

Картографические знаки. Их функции. Виды и дифференциация знаков. Картографическая семиотика

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 61Следующая ⇒

Картографическими условными знаками называют графические символы, применяемые на картах для обозначения различных объектов и их характеристик. Краткая форма того же термина, установленная государственным стандартом, - условные знаки. Эти знаки и их системы образуют особый искусственный язык - язык карт. Они «передают содержание карт, т. е. знания о реальной действительности, заключенные в картах. Картографические знаки обозначают предметы, явления, процессы (нефтяная вышка, линия электропередачи, болото, населенный пункт, рельеф местности, температура воздуха, морские течения и т. д.). Их используют для реальных и абстрактных объектов, например для отображения конкретных населенных пунктов и плотности населения, представляющей абстрактное понятие. Таким образом, картографические знаки могут иметь предметное и смысловое значение. Они находятся в определенных отношениях к обозначаемым объектам. В знаках различают их форму и значение. На разных картах знаки одной и той же формы (например, кружки) могут иметь различное значение (например, населенные пункты, месторождения полезных ископаемых и др.), но на конкретной карте значение каждого знака неизменно - он не имеет омонимов.

Вместе с тем каждый знак используется для группы различных, но однородных в каком-либо отношении объектов, например для районных центров, двухколейных железных дорог, проходимых болот и т. п. Таким образом, каждому знаку свойственно определенное обобщение, вследствие чего смысловое содержание знака принимает форму понятия. Для пользования картой необходимо усвоить значение картографических знаков, их смысловое содержание, т. е. отношение к изображаемым предметам, явлениям и процессам.

Картографические знаки отдельных объектов выполняют две основные функции: во-первых, указывают вид объектов (колодец, шоссе, болото и др.) и некоторые их количественные и (или) качественные характеристики (например, дебит колодца, вид покрытия и ширину проезжей части шоссе, проходимость болота), во-вторых, определяют пространственное положение, плановые размеры и формы этих объектов, или, короче, моделируют их «пространство». Нередко знаки отображают изменения явления во времени (рост городов, разливы рек и т. п.), перемещения (маршруты экспедиций, траектории циклонов) и другие процессы.

Совокупности знаков выполняют на картах более широкие функции. Они показывают сочетания и взаимосвязи объектов, формируют пространственный образ явлений, позволяют устанавливать особенности и закономерности их размещения и таким образом дают новые знания сверх суммы информации, заключенной в отдельных знаках карты. Кроме того, группировки знаков открывают простор для пространственных характеристик состояния, дифференциации, взаимодействия и временного изменения явлений. Эти свойства знаковых совокупностей будут рассмотрены ниже. Они особенно продуктивны, когда картографирование проводится как системное исследование природных социально-экономических комплексов определенного структурного и (или) территориального уровня.

Рис. 3.1. Картинное изображение местности (часть карты Силезии Мартина Хельвига, 1561)

Старинным картам была свойственна картинная передача местности - широкое использование перспективных рисунков гор, растительности, населенных пунктов и других объектов (рис. 3.1). Картинный рисунок был понятен без особых пояснений.

Первоначально рисунки отдельных объектов были индивидуальны. Например, на планах городов стремились отразить архитектуру примечательных зданий. Позднее перспективные рисунки, особенно на мелкомасштабных картах, начали терять индивидуальность и выполнялись общими для сходных объектов. Например, для отдельных групп; поселений (деревень, слобод, городов, крепостей и т. п.) использовали свои особые перспективные знаки. Этот факт перехода от индивидуальных характеристик к видовым понятиям обозначал введение картографических знаков, для понимания которых было необходимо их истолкование.

Примерно с середины XVIII в., когда карты стали применяться для точного измерения расстояний и площадей и когда в интересах армии возникла необходимость в правильной передаче плановых очертаний населенных пунктов» лесов и т. п., перспективные знаки стали уступать место плановым изображениям предметов.

Свойство картографических знаков моделировать пространство отображаемых объектов предопределяет основное подразделение знаков на:

внемасштабные, применяемые для изображения дискретных объектов, «точечных» в натуре (пункты геодезической сети, указатели дорог и т. п.) или площади которых не выражаются в масштабе карты;
линейные, употребляемые для объектов линейного характера (границы, дорожная сеть, реки, уступы и т. п.); они сохраняют подобие линейных очертаний, но могут преувеличивать ширину объекта (например, знаки дорог на мелкомасштабных картах);
площадные, используемые для заполнения площадей объектов, сохраняющих свои контуры в масштабе карты (леса, кустарники,» плантации, солончаки, болота и т. п.); они дают зрительное представление о местоположении, очертаниях, протяженности и площади ()объектов; такие же знаки используются для пространственной дифференциации явлений, сплошных в пределах географической оболочки (например, климатических) или в рамках карты (например, для почвенного покрова).

При картографировании массовых рассредоточенных явлений, таких, как сельское население, посевные площади, животные и другие нередко прибегают к особым знакам, передающим характер их размещения.

Наконец, специальную категорию образуют знаки для характеристики явлений, известных в суммарных величинах (численность сельского населения, площадь лесов, продукция сельского хозяйства и т. п.) или относительных показателях (плотность населения, процент пахотных земель и т. д.), приуроченных к ячейкам какой-либо территориальной сетки - административного деления, регулярной сети прямоугольных координат и др. Они не ставят целью показ реальной локализации конкретных объектов.

Иногда различают также картографические знаки:

именованные (номинативные), указывающие только вид объектов (например, шахты, нефтепроводы, торфоразработки);
порядковые, отмечающие относительное значение или величину объектов (например, крупные, средние и малые города; границы государственные, союзных республик и т. д.);
количественные, определяющие величину объектов (например, 1 мм²знака города соответствует 100 тыс. жителей) или градации их величин (например, города более 1 млн жителей, от 100 тыс. до 1 млн, менее 100 тыс.). Рис. 3.2 показывает такое подразделение на примерах внемасштабных, линейных и площадных знаков.

Очень важно, что при реализации двух функций картографических знаков - по определению положения и содержательной характеристики объектов - плоское пространство карты, так сказать ее рабочее ноле, выполняет двойную роль, во-первых, показывает пространство объектов, математически формализованное посредством картографической проекции и координат, во-вторых, используется для передачи вида, качественных и количественных (непространственных) особенностей объектов. Например, при мелкомасштабной передаче городов кружками, величина которых пропорциональна населению, знаки, локализуемые по центру, могут занимать на карте площади, далеко выходящие за реальные границы города в масштабе карты.

Рис. 3.2. Некоторые картографические знаки с подразделением на: внемасштабные, линейные, площадные, именованные, порядковые, количественные

В принципе графические средства, используемые в картографии, представляют неограниченные возможности для проектирования и построения условных знаков и их сколь угодно полных систем. Для этого прибегают к дифференциации знаков по форме, цвету, ориентировке, светлоте и внутренней структуре (рисунку). Строго говоря, цветные знаки могут различаться также по насыщенности цвета. Рассмотрим, как проявляются эти различия во внемасштабных, линейных и площадных знаках.

Значки или фигурки (рис. 3.3), которые обычно применяют для внемасштабных знаков, удобно различать по форме, величине значков и их цвету. Другие различия значков - по ориентировке, светлоте и внутренней структуре (внутреннему рисунку, «зернистости») - зрительно менее ощутимы и не всегда возможны для использования. Например, нельзя говорить об ориентировке круговых и неудобно менять ориентировку наглядных знаков. Слабо воспринимаются различия в светлоте малых значков. Однако применение структурного рисунка позволяет разнообразить значки, особенно геометрические (см. рис. 3.8).

Рис. 3.3. Значки, различающиеся: а - по форме; б - величине; в - ориентировке; г - светлоте; д - внутренней структуре

Рис. 3. 4. Линейные знаки, различающиеся: а - по ширине; б - рисунку (структуре); в - светлоте

Рис. 3.5. Площадные знаки, различающиеся: а - по светлоте; б - структуре; в - рисунку заполняющих обозначений; г - ориентировке штриховок

Рис. 3.6. «Позитивная» и «негативная» формы знаков

В линейных знаках их форма (и ориентирование) определяет на карте пространственное положение линейных объектов (рис 3.4). Для дифференциации знаков используют их ширину, цвет, рисунок (структуру) и в меньшей степени светлоту.

Плановые очертания объектов, выражаемых в масштабе карты, - их положение, форма и размеры - определяются контурами, в силу чего в площадных знаках внутри контуров используются различия заполняющих обозначений: цвет, светлота и насыщенность фоновых расцветок; цвет, светлота, интервалы и ориентировка линейных и пунктирных штриховок; структура, рисунок и ориентировка заполняющих обозначений (рис. 3.5), «позитивная» и «негативная» формы знаков на цветных фонах (рис. 3.6) и другие их особенности.

Построение отдельных знаков на карте, обеспечивающее правильную пространственную локализацию обозначаемых объектов, в принципе подчинено элементарным правилам: во внемасштабных знаках действительное положение объектов должно совпадать с определенными точками знаков - центрами знаков правильной формы (кругов, квадратов и т. п.), серединой основания наглядных перспективных знаков (указателя дорог, маяка и т. п.) и т. д.; в линейных знаках оно указывается их осевыми линиями; площадные знаки размещаются внутри соответствующих контуров.

Положение осложняется в местах концентрации внемасштабных изображений (налегающих друг на друга), при необходимости показа нескольких знаков (например, ряда промышленных предприятий) в одном пункте - «точке», при совмещении различных знаковых систем и т. д. Эти трудности проистекают из особенностей картографического языка. В противоположность тексту естественного языка с его линейным построением и последовательным чтением слов карта воспринимается читателем сразу, в целом в двух измерениях - в пространственном сочетании и взаимосвязях знаков; ее последующее детальное изучение может начинаться в любом месте карты, идти по любому направлению и распространяться на различные ее части. Поэтому рациональная локализация и сопряжение знаков, особенно в местах скопления внемасштабных обозначений, требуют также учета содержательного, смыслового значения знаков.

Очень важно, что знаки, отображая размещение предметов и явлений, могут также передавать: перемещение явлений, например пути экспедиций, динамику линий фронтов, миграции населения, ветры (перемещения масс воздуха), течения (перемещение водных масс) и другие; развитие явлений, например рост городов, увеличение грузопотоков, прирост посевных площадей, расширение территорий государства, годовой ход температуры и др. Дальше будет показано, что эти задачи решаются в отношении явлений любых по характеру размещения: локализованных в «точках» (рост городов, движение «точечных» объектов, например космических кораблей); линейных (перемещение фронтов, рост грузопотоков); площадных (расширение территории государства); массовых рассредоточенных (миграции животных, прирост посевных площадей), а также сплошного распространения (перемещения масс воздуха, вековой ход магнитного склонения). При этом надо учитывать, что многие явления не выражены на местности в явном виде, например физические поля Земли.

Картографические знаки как специфический формализованный язык картографии образуют одну из частнонаучных знаковых систем, общее изучение которых (т. е. теория знаковых систем вообще) входит в задачи семиотики - особого раздела философских знаний. Применительно к картографии семиотика исследует знаковые системы в различных аспектах: в синтаксическом, изучающем правила построения и размещения знаков и знаковых систем (отвлеченно от конкретного значения знаков) и их взаимоотношение на картах; в семантическом, имеющем в виду смысловое значение знаков и их отношение к изображаемым явлениям (содержание знаков); в прагматическом, рассмстривающем качество знаков и их систем, их информационную (содержательную) ценность, легкость восприятия читателем (или распознавания считывающим устройством).

Опора на достижения семиотики способствует разработке знаков, облегчающих их визуальное чтение, запоминание и автоматическое распознание.

При анализе и разработке картографических знаков удобно классифицировать их по способам картографического изображения, учитывающих характер размещения и сущность картографируемых явлений.

§ 3.2 Способ локализованных значков

Локализованные значки как особый способ картографического изображения используются для указания местоположения объектов, не выражающихся в масштабе карты или занимающих площадь меньшую, чем картографический знак, и вообще для передачи явлений, локализованных в конкретных пунктах. Например, на топографических картах значками показывают местные предметы: указатели дорог, радиомачты, отдельно стоящие деревья, имеющие значение ориентиров, и т. п. На тематических и общегеографических картах мелкого масштаба значки помимо указания местоположения вида объектов часто выполняют и другие функции: характеризуют величину, значение объекта, его изменения во времени и т. д. Например, значок населенного пункта может указывать тип поселения (город, поселок городского типа, сельское поселение), численность населения, административное значение. Значки удобно применять также для изображения промышленных и сельскохозяйственных предприятий, месторождений полезных ископаемых и т. п.

По своей форме значки могут быть абстрактными, буквенными и наглядными. Среди абстрактных значков наиболее употребительны геометрические фигуры: круги, квадраты, треугольники, прямоугольники, ромбы и т. п. (рис. 3.7, а). Они просты для выполнения, хорошо опознаются по легенде, занимают относительно мало места, точно указывают местоположение объекта, легко сравнимы по величине. Количество элементарных фигур невелико, но число обозначений можно увеличить, используя для значков разные цвета и видоизменяя их внутренний рисунок (рис. 3.8).

Рис. 3.7. Виды значков: а - геометрические; б - буквенные; в - наглядные; г - структурные; д - раздельные; е - нарастающие

Буквенные значки - это одна или две начальные буквы, названия изображаемого явления, например Р и Fe - для месторождении фосфора и железа (рис. 3.7,6). Применение буквенных значков сравнительно ограниченно, так как они пестрят карту, не указывают точного местоположения объектов, плохо сопоставимы по величине, особенно для букв различной ширины и плотности рисунка (например, в случае букв / и W). Буквенные значки обычно используются, когда требуется отчетливо выделить какую-либо категорию объектов (например, месторождения полезных ископаемых) среди других (например, промышленных пунктов) изображаемых геометрическими значками. Сравнение буквенных значков по величине и их локализация облегчаются, если буквы вписаны в какую-либо геометрическую фигуру, например квадратик; в этом случае сочетаются достоинства значков обоих типов.

Наглядные значки напоминают по рисунку изображаемые объекты (рис. 3.7, в). Среди них различают символические, форма которых вызывает какие-либо ассоциации с изображаемыми объектами (например, маска для обозначения театра на плане города), и натуралистические (например, рисунок трактора для указания тракторных заводов).

Рис. 3.8. Простейшие геометрические значки, различающиеся по внутренней структуре (по Э. Арнбергеру)

Такие значки менее удобны для сравнения и локализации объектов. Однако они встречаются на массовых картах-плакатах, где они должны бросаться в глаза, быть доходчивыми и восприниматься с большого расстояния.

Передача количественных соотношений посредством размера значков может осуществляться на разных основаниях. Нередко принимают площадь значков строго пропорциональной количественной характеристике (величине) соответствующих объектов (например, числу рабочих при картографировании промышленных предприятий). Тогда линейный размер значка пропорционален квадратному корню из числа, характеризующего величину объекта.

Шкалы таких значков можно строить различно. При равноделенном основании горизонтальной шкалы величин откладывают по вертикалям линейные размеры значков, пропорциональные корню квадратному из соответствующих величин, соединяют их плавной кривой и вписывают значки (рис. 3.9, а). Другой вариант той же шкалы показан на рис. 3.9, б. Соизмеримость значков (или, как говорят, «масштабность» значков), точно пропорциональная величине объектов, называется абсолютной. Она наглядна, но неудобна, когда крайние величины картографируемых объектов сильно различаются между собой (например, население в больших, средних и малых городах). В этом случае приходится либо принять для крупных объектов чрезмерно большие значки, либо для малых брать совсем микроскопические.

Рис. 3.9. Примеры построения шкал геометрических значков

И то и другое нежелательно. Поэтому при значительных различиях между крайними величинами картографируемых объектов либо прибегают к рисункам объемных фигур в виде изображенных в перспективе геометрических тел (например, в виде шаров, диаметр которых пропорционален кубическому корню из показателя величины объекта), либо используют условную соизмеримость в порядке убывающей прогрессии или произвольную, отражающую лишь общую тенденцию в изменении величин. Однако объемные фигуры употребляются редко. Как показывает опыт, даже в отношении площадных знаков их зрительное сопоставление обычно приводит к преуменьшению (недооценке) действительной величины крупных знаков. При объемных знаках глазомерная недооценка крупных величин проявлятся еще сильнее.

Как при абсолютной, так и при условной соизмеримости значков их шкала может быть непрерывной либо ступенчатой, т. е. разбитой на интервалы. При непрерывной шкале размер знаков изменяется непрерывно вслед за изменением величины объекта. При ступенчатой шкале размер значков, постоянный в пределах каждого интервала и определяемый по среднему значению интервала, возрастает скачком при переходе к следующей ступени. Ступенчатые шкалы предпочтительны при изображении и группировке объектов по разрядам (классам) величин.

Рассмотрим некоторые принципы построения ступенчатых шкал. Удобство запоминания и пользования шкалой, а также легкость распознавания значков выдвигают два условия, общие для любых шкал: во-первых, разграничение ступеней круглыми числами; во-вторых, сокращение числа ступеней до 5-7, максимум до 10-12. Осуществление этих требований не предопределяет величины интервалов. Последние устанавливают, руководствуясь особенностями картографируемого явления и назначением карты.

Простейший прием - выбор равных интервалов, т. е. построение шкалы по принципу арифметической прогрессии: а, а+б, а+б+ б, а+б+б+ б и т. д., - пригоден для характеристики однокачественных величин, изменяющихся в относительно ограниченных пределах. Когда же эти пределы широки и для характеристики малых величин существенны сравнительно небольшие изменения, мало влияющие на крупные величины, тогда предпочтительна шкала с кратными интервалами, которая строится по принципу геометрической прогрессии: a, ak, ak², ak³ и т. д. Числовая интерпретация такой шкалы, например менее 100; от 100 до 1 000; от 1 000 до 10 000; от 10 000 до 100 000; от 100 000 до 1000 000; свыше 1000 000, показывает, что она дифференцирует и малые и крупные величины (например, населенные пункты по их людности) при ограниченном числе ступеней.

При разработке шкал учитывают также качественные различия картографируемых явлений (например, для населенных пунктов подразделение на городские и сельские) и их особенности на конкретной территории (например, крайние значения величин, распределение объектов по намеченным ступеням шкалы и т. п.). Этот вопрос рассматривается в общей форме в § 3.4.

Ступенчатая шкала не так определенна, как непрерывная, но легче воспринимается и позволяет при работе над картой обойтись без циркуля и линейки и без арифметических подсчетов. Принадлежность значка к той или иной ступени может быть установлена на глаз. Рис. 3.10 воспроизводит шкалы, построенные по различным указанным выше принципам.

Основание шкалы значков (т. е. число единиц или другая величина, соответствующая 1 мм² площади значка) выбирается так, чтобы обеспечить читаемость малых и вместе с тем не перегрузить карту изображениями крупных знаков. Иллюстрацией служит рис. 3.11, показывающий в трех различных шкалах людность городов Крыма где, очевидно преимущество второго варианта.

Рис. 3.10. Различные шкалы значков

Рис. 3.11. Изменение зрительного эффекта при выборе различных оснований для шкалы людности городов

Значки как внемасштабных изображения (размер которых может передавать непространственные характеристики) не выражают площадь, занимаемую на карте соответствующими объектами, но они позволяют определять на ней положение объектов, которое для правильных геометрических значков обычно совпадает с их центром. В этом случае даже перекрывающие друг друга значки не оставляют сомнений о действительном размещении объектов (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Перекрытие значков в местах их сгущения (людность населенных пунктов)

Puc. 3.13. Различные виды суммарных (структурных) значков. Каждый значок изображает пункт с предприятиями трех отраслей промышленности: 1 - текстильной (10%); 2 - пищевой (30%); 3 - машиностроительной (60%)

Положение осложняется, когда в одном и том же пункте оказывается несколько объектов. Если они однородны и соизмеримы, их можно объединить в общий суммарный (структурный) знак, например кружок, секторы которого характеризуют отдельные включенные в общий знак объекты как по виду, так и по величине. Так, предприятия разных отраслей промышленности, сосредоточенные в каком-либо населенном пункте, можно передать общим кружком промышленного пункта и разделить его по имеющимся отраслям промышленности на секторы, величина которых отражает соотношение отраслей, исчисляемое, скажем, по стоимости валовой продукции (рис. 3.7, г). Некоторые виды суммарных значков показаны на рис. 3.13 - фигурки в виде десятиугольников или «стопроцентных квадратов» облегчают подсчет соотношений.

Если трудно объединить объекты вследствие разнородности показателей, то значки отдельных объектов размещают возле пунсонов соответствующих пунктов (рис. 3.7, д).

Рис. 3.14. Нарастающие значки различного рисунка

Способ значков позволяет показывать динамику явлений, например рост объектов за определенный промежуток времени посредством «нарастающих значков» (рис. 3.14), т. е. при помощи двух или нескольких систем наложенных друг на друга значков, характеризующих величину объектов для указанных дат (рис. 3.7, е); темп роста - окраской значков и т. п.

Заметим, что на картах значки лучше всего различаются по цвету, затем по размеру и, наконец, по форме.

§ 3.3 Способ линейных знаков

Линейные знаки применяются, во-первых, для передачи линий в их геометрическом понимании, например для водораздельных линий, политических и административных границ, телеграфных кабелей и т. п. (рис. 3.15, а), во-вторых, для объектов линейного протяжения, не выражающихся по своей ширине в масштабе карты, например для рек, дорог и т. п. (рис. 3.15, б и в). Некоторые линии могут рассматриваться как зональные границы (или граничные полосы), например береговая линия как разграничение суши и водного пространства. Иногда линейные знаки подчеркивают основные направления объектов, вырисовывающихся на карте по своей площади; в качестве примера укажем скелетные линии рельфа: оси хребтов, гребней и т. п. (рис. 13.15, г; см. также Орографическую карту мира масштаба 1: 15 000 000 для вузов).

Многие линейные объекты (природные и искусственные) имеют своеобразные пространственные очертания, четко проявляющиеся в форме линейных знаков на карте. Например, извилистость речной сети прекрасно контрастирует с геометрически правильным рисунком мелиоративных систем, прямолинейность автострад - с плавными изгибами железных дорог.

§ 3.4 Способ изолиний. Псевдоизолинии

Изолиниями (от греческого «изос» - равный, одинаковый) называют линии на карте, проходящие по точкам с одинаковыми значениями каких-либо количественных показателей. Характерный пример изолиний - горизонтали или изогипсы, т. е. линии, соединяющие на земной поверхности точки одинаковой высоты, - основной способ-изображения рельефа на топографических картах.

Первоначально изолинии были предложены и по-прежнему широко используются для характеристики величины (или интенсивности) непрерывных и постепенно изменяющихся в пространстве явлений, таких, как высоты земной поверхности, магнитное склонение, температура воздуха, количество осадков и т. п. В зависимости от вида явлений многие изолинии носят особые названия. Так, линии, соединяющие точки с одинаковым магнитным склонением, называют изогонами (от греческого «гония» - угол), с одинаковым количеством осадков - изогиетами (от греческого «гиетос» - дождь) и т. п. Изолинии можно использовать также для передачи соотношений или процентов, исчисляемых по точкам, например соотношения числа бездождных и дождливых дней, процента осадков, выпадающих в виде снега, и т. д.

Такие системы изолиний отображают поверхности реальные (например, рельеф местности) или абстрактные (например, поверхность годового слоя осадков). Это обстоятельство важно для понимания процесса построения изолиний.

Схема этого процесса такова. Сначала на карте отмечают точки, на которых были определены тем или другим способом величины показываемого явления. Эти точки обычно находятся на земной поверхности, но могут определяться и на других поверхностях, например для температуры на высоте 50 км. Далее соединяют соседние точки прямыми линиями и, предполагая явление изменяющимся равномерно, интерполяцией находят промежуточные точки, в которых явление должно выражаться в некоторых, наперед названных круглых или целых числах. Наконец, через равнозначные точки проводят плавные-кривые - изолиний.

Однако равномерные изменения принадлежат скорее к исключениям, чем к правилу. Даже при интерполировании горизонталей между двумя соседними высотными отметками, принадлежащими одному скату, приходится считаться с различиями в крутизне скатов. Интерполирование же отметок на противоположных склонах долин (или хребта) оказывается грубой ошибкой. Равным образом недопустимо интерполировать изотермы между пунктами, отделенными горным поднятием. Для правильного построения изолиний, особенно на картах мелкого масштаба, необходимо учитывать особенности картографируемого явления, представлять общие закономерности его размещения и в ряде случаев учитывать связи с другими явлениями, например связи рельефа с гидрографической сетью при нанесении горизонталей, температуры воздуха с рельефом при построении изотерм и т. п. Подобную интерполяцию иногда называют географической. Местные особенности явления определяют своеобразие рисунка изолиний.

При использовании изолиний характеристика явлений достигается не отдельно взятыми изолиниями, а их совокупностью, системой. Это определяет важность целесообразного выбора интервала между изолиниями и требует их согласования и совместного обобщения.

Интервал между изолиниями желательно сохранять постоянным. Тогда частота изолиний позволяет зрительно судить о направлении быстрейшего горизонтального изменения показателя - горизонтальном градиенте. Величина интервала зависит в первую очередь от пределов, в которых колеблются значения явления. Чем шире пределы (в примере с горизонталями - чем значительнее колебания высот рельефа), тем больше интервал, и наоборот. К другим факторам, влияющим на величину интервала, относятся: масштаб карты (чем крупнее масштаб, тем, вообще говоря, мельче интервал), ее назначение и детальность исходных данных. Но постоянство интервалов может оказаться невыгодным при мелких масштабах, когда один лист карты покрывает обширную территорию с большими различиями в характере изменений картографируемого явления. Например, сечение, оптимальное для передачи рельефа низменности, может дать перегруженное, трудно читаемое изображение горной страны, и, напротив, сечение, рассчитанное для горного рельефа, обычно приводит к обедненному изображению низменностей. Выход находят в увеличении сечений с высотой - постепенном или по зонам (рис. 3.16). Система изолиний с переменным интервалом называется шкалой изолиний. При использовании переменного интервала важно сохранить в шкале те изолинии, которые определяют качественные различия в размещении картографируемого явления. В качестве примера можно указать на карте рельефа 200-метровую горизонталь, ограничивающую низменности, на карте осадков - изолинии, разделяющие зоны избыточного, оптимального и недостаточного увлажнения, и т. п.

Оформление изолиний аналогично оформлению горизонталей. В разрывах и на концах изолиний подписывают соответствующие числовые значения. При многоцветном издании промежутки между изолиниями обыкновенно окрашивают различными цветами, изменяют их светлоту и насыщенность или применяют штриховку различного вида и силы, что делает карты более наглядными.

При послойной окраске горизонталей нулевая горизонталь отделяет различные цвета: голубой для вод и зеленый для низменностей (см. рис. 6.1). Такой же прием резкого различия цветов на изолинии, определяющей критическое значение явления, обычен и для других изолиний (например, смена цветов на нулевой изотерме - границе по ложительных и отрицательных температур). Вместе с тем общая по следовательность цветов и их интенсивность должны показывать направление и последовательность перехода от низших значений величины к высшим и наоборот. Отметим также возможность применение послойной окраски без изолиний (со снятыми изолиниями).

Очень важно, что наряду со статической количественной характеристикой пространственной дифференциации континуальных явлений изолинии широко и успешно применяются для отображения временных изменений и динамики таких явлений.

Рис. 3.16. Шкала горизонталей с нарастающими интервалами

Ими показывают: изменения величины явлений с течением времени, например посредством изопор (от греческого «порейа» - ход) - годичные изменения магнитного склонения (Атлас океанов, с. 253); перемещение в пространстве, например время пробега волны цунами (Атлас океанов, с. 29), вертикаль-скорость ее поднятия и опускания в мм в год (Карта современных вертикальных движений земной коры Восточной Европы, 1973); время наступления (или одновременность) явлений, например посредством изохрон (от греческого «хронос» - время) - даты перехода средней суточной температуры через 0, +5, +10^° в периоды подъема и падения температуры, даты сева и созревания различных сельскохозяйственных культур, сроки сезонных (фенологических) явлений мира растений и животных (карты в региональных комплексных атласах); длительность явлений, например продолжительность безморозного периода, число дней со снежным покровом и т. п.; повторяемость (или вероятность) явлений, например повторяемость крепкого ветра и штормов в разные месяцы года (Атлас океанов, с. 90 - 113) и т. п. Очевидно, в последнем применении изолинии могут служить для целей прогноза.

Подобно тому как все высотные отметки, используемые для проведения горизонталей, даются в одной системе мер и приводятся к одному уровню, так и количественные данные, привлекаемые для построения любого вида изолиний, должны быть сопоставимыми и однородными. Если явление (например, температура) изменяется не только в пространстве, но и во времени, то его величина в различных пунктах измеряется в некоторый общий момент времени (например, температура в 13 ч 1 января 1990 г.) или определяется как средняя для некоторого промежутка времени (например, средняя годовая температура) и т. п.

Существо изолиний может изменяться в зависимости от исходных данных и характера их обработки. Например, изотермы для определенного момента на поверхности земли показывают реальное распределение температур, т. е. передают конкретные факты. Напротив, изотермы на суше, приведенные к уровню моря или среднегодовые изотермы, представляют научную абстракцию.

Изолинии чрезвычайно просты, наглядны и почти не требуют пояснений к легенде.

Рис. 3.17. Применение псевдоизолиний для характеристики плотности населения Алтайского края

Они хорошо сопрягаются с рядом других способов картографического изображения, но заметно теряют читаемость при совмещении на одной карте двух или более систем изолиний. Они удобны для построения на автоматических приборах. Принцип изолиний теперь часто применяют для картографирования дискретных явлений, лишенных непрерывности и постепенности изменений, с целью наглядного воспроизведения их плотности (например, населения) или интенсивности (например, процента земель под пашней). В этом случае используются показатели (например, средней плотности населения), относящиеся не к определенным точкам, а к площадям клеток какого-либо территориального деления (например, административного) или регулярной геометрической сетки (например, квадратной или гексагональной), либо другим целесообразно выбранным территориальным ячейкам постоянного размера (о последних см. § 3.12). Для построения изолиний величины показателя относят к геометрическим центрам клеток либо к точкам, выбираемым с учетом особенностей размещения явления в пределах каждой площади (в «центрах тяжести»). На рис. 3.17 воспроизведена построенная таким образом карта плотности населения Алтайского края. Для таких явлений теряет силу предположение о постепенном изменении показателя; лежащее в основе построения изолиний. Так, если между вершиной и подошвой холма с высотами в 500 и 25 м обязательно наличие точек склона с высотами 400, 300 м и т. д., то переход от плотности населения в пределах городской черты, равной 500 человек на 1 км², к плотности смежного сельского района в 25 человек на 1 км² может совершаться скачком, например через лесопарковую, малозаселенную зону. Поэтому отнесение плотности городского населения к центру города, а сельского - к центру сельского района и построение между этими точками изолиний плотности в 400, 300 и т. д. человек на 1 км² оказывается произвольным. Но применение изолиний «не по назначению», в разрез с их континуальной природой, удобно и в том отношении, что облегчает зрительное сопоставление взаимосвязанных рассеянных явлений между собой и с непрерывными явлениями.

В зарубежной картографии различают, по существу, и терминологически изолинии, построенные для непрерывных и дискретных явлений, называя первые изоритмами (от греческого «аритмос» - число) или изометрическими линиями, вторые изоплетами (от греческого «плетос» - величина). Последние точнее называть псевдоизолиниями. При разреженной сетке территориального деления они приводят к чрезмерному обобщению или даже к искажению действительности. Иногда псевдоизолинии сравнивают с «линиями форм» - приближенными горизонталями, которые не связаны с определенными высотами и дают лишь общее представление о рельефе земной поверхности. Это сравнение лишено основания. Рисунок псевдоизолиний может изменяться неузнаваемо при смене ранга территориальных единиц, по которым определяются показатели (например, при переходе от района к области при исчислении плотности населения). Псевдоизолинии можно рассматривать как обобщение картограмм (см. § 3.12).

§ 3.5 Способ качественного фона

Способ качественного фона применяют: а) для подразделения территории на группы однородных в качественном отношении участков, выделяемых по тем или иным природным, экономическим или политико-административным признакам, и б) для индивидуального районирования территории - ее дифференциации на целостные, повторяющие районы, например физико-географические, часто описываемые в легенде под собственными названиями (Байкальская озерная котловина, Витимское таежное плоскогорье и т. п.). Способ используется для характеристики явлений, сплошных на земной поверхности (например, ландшафтов), занимающих на ней значительные площади (например, для лесов) или имеющих массовое распространение (например, для населения).

Основной путь выделения групп однородных участков - дифференциация территории по типам местности в соответствии с принятой классификацией, например геоботанической, ландшафтной, сельскохозяйственной и т. п. В этом случае выбирают классификацию, используемую в соответствующей науке (генетическую, морфологическую, хронологическую и т. д.), или такую классификацию разрабатывают; далее в соответствии с ней ограничивают на карте однородные участки, после чего однотипные выделы окрашивают в присвоенный данному типу цвет или покрывают установленной штриховкой (рис. 3.18). Такие карты называют типологическими. Вообще говоря, в них можно заменять раскраску или штриховку выделов индексами или надписями, но этот прием лишен наглядности.

Наиболее определенны классификации, построенные на основе одного конкретного качественного признака, например характеристика населения по национальной принадлежности. Вполне конкретны также классификации, использующие ряд признаков последовательно на разных ступенях классификации. Например, на геологических картах, показывающих геологическое строение местности, горные породы сначала расчленяют на осадочные и магматические, а затем осадочные подразделяют по возрасту, а магматические - по петрографическому составу. Значительно сложнее интегральные синтетические классификации, учитывающие сочетания нескольких признаков, например при сельскохозяйственном районировании территории (см. § 7.5).

В зависимости от выбора и полноты признаков и от способа их соединения для одного и того же явления могут быть предложены различные классификации, и, следовательно, явление может найти на карте различное отражение. Например, для классификации рельефа на геоморфологических картах можно использовать различные признаки (генезис, возраст, морфологию рельефа и др.), каждый особо или в их сочетаниях. Поэтому разработка классификации представляет серьезную и ответственную научную задачу. На картах природы обычно применяют естественные систематические классификации. Для многих сюжетов (тем) чтение карты, выполненной по способу качественного фона, возможно только при знакомстве с принятой классификацией и требует особенно внимательного изучения легенды.

Рис. 3.18. Применение способа качественного фона: 1 - торфяно-глеевые почвы; 2 - торфянисто-глеевые в комплексе с торфяно-глеевыми; 3 - пойменные дерновые; 4 - таежно-поверхностно-глеевые; 5 - таежно-поверхностно-глееватые; б - охристо-элювиально-глеевые; 7 - подзолы элювиально-гумусовые; 8 - дерново-слабоподзолистые

Ее продуманное построение (выделение основных рубрик классификации, разграфка, выявляющая еоподчиненность таксономических единиц, и т. п.) облегчает такое изучение.

Линейные знаки границ участков, выделяемых по способу качественного фона, можно рассматривать как элемент этого способа, их наносят либо в процессе полевых съемок (геологических, почвенных, геоботанических и т. д.), т. е. в результате наблюдений и измерений в натуре, а также по аэрокосмоснимкам, либо на основании различных картографических и литературных источников, Эта задача не представляет принципиальных трудностей, когда границы закреплены на местности (например, границы политико-административного деления) или прослежены в натуре (например, границы горных пород различного возраста).

Рис. 3.19. Изображение перекрытия или взаимопроникновения явлений, картографируемых способом качественного фона (по карте «Народы Северной Индии и Непала» из Атласа народов мира, 1964): 1-бхилы; 2 -раджастанцы; 3 - хиндиязычные народы Северной Индии (хиндустанцы)

Рис. 3.20. Применение способа количественного фона для характеристики преобладающих углов наклона земной поверхности (по Атласу Иркутской области, 1962, с. 44), Участки поверхности с крутизной: 1-до 2sup°/sup; 2 - 2-8sup°/sup; 3 - 8-20sup°/sup; 4 - более 20sup°/sup

Дело осложняется, когда смена одного типа другим происходит постепенно через переходную зону, с чем, например, можно встретиться при картографировании размещения народов. Указание линейных границ может скрыть постепенность смены этнического состава населения. Выход находят в использовании для переходной зоны чересполосной (рис. 3.19) или "шашечной" окраски; варьируя ширину полос или размеры шашек, можно передавать различные соотношения в зонах перекрытия.

Использование качественного фона для явлений, рассеянных на большой площади, с сильными колебаниями плотности требует осторожности; если некоторым подразделениям классификации повсеместно присуще большая (или малая) плотность, то для них следует применять сильные (или слабые) изобразительные средства (Например, на карте народов СССР украинцы, составляющие около 18% населения Советского Союза, сосредоточены на 3% его площади, а малые народности (эвенки, эвены, ханты, манси и др.), насчитывающие в совокупности едва 0,05% населения СССР, рассеяны на редкозаселенных территориях Сибири, охватывающих почти 1/3 территории страны. Очевидно, равноценные графические средства привели бы на карте к зрительной переоценке «удельного веса» этих малых народностей в населении СССР.).

При подборе цветов стремятся к тому, чтобы типам картографируемого явления, сходным в качественном отношении, присваивать близкие цвета. Для некоторых карт, выполняемых по способу качественного фона, например для геологических, разработана стандартная шкала расцветки.

Широкое использование красок приводит к тому, что способ качественного фона иногда называют способом «цветного фона», хотя этот термин неудачен, так как фоновая окраска употребляется и в других способах (например, может сопровождать изолинии). В способе качественного фона цветные фоны нередко заменяются одноцветными штриховками (системами штрихов), отличающимися друг от друга рисунком и степенью затемнения фона карты (см. рис. 3.18) или различного вида штриховыми значками.

Две цветные системы качественного фона не могут перекрывать друг друга. Но можно совмещать фоновую расцветку со штриховками и соединять, таким образом, на одной карте две и даже три системы качественного фона. Например, на почвенных картах нередко фоновая расцветка указывает генетические подразделения почв, а штриховка - их механические свойства.

Способ качественного фона легко сочетается с другими способами изображения.

Рис. 3.15. Линейные знаки: а - политических и административных границ; б - гидрографической сети; в - автомобильных дорог; г - основных направлений альпийской складчатости; д - типов берегов; е - изменяющегося положения фронта (при прорыве блокады Ленинграда в январе 1943 г.; по Атласу офицера, 1974 г.)

Но основные средства для передачи качественных и количественных особенностей линейных объектов (и их изменений во времени) заключены в рисунке, цвете и ширине знаков. Для выделения главных объектов увеличивают ширину знаков (рис. 3.15, в) или (и) их цветовую насыщенность.

При значительной ширине линейных знаков встает вопрос о действительном местоположении соответствующих объектов. Задача может решаться различно. На топографических картах знаки обычно располагают так, чтобы их ось совпадала с действительным положением объектов, например дорог. На тематических картах используют и другой прием, располагая цветную или штриховую ленту знака сбоку (рис. 3.15, д), вдоль линии, обозначающей положение объекта, или даже вынося ее в сторону, например в виде графика (см. Морской атлас, т. 2, л. 33).

Перемещение линейных объектов, например изменение положения линий фронта, легко передается сочетанием линейных знаков отнесенных к разным моментам времени (рис. 3.15, е).

§ 3.5 Способ качественного фона

Способ качественного фона легко сочетается с другими способами изображения.

§ 3.6 Способ количественного фона

Способ количественного фона применяют для подразделения (дифференциации) территории по определенному количественному показателю, например модулю стока, густоте и глубине расчленения рельефа, или комплексу показателей, например, характеризующих уровень экономического развития территорий. При этом способе обычно используют один из двух путей картографирования: 1) предварительное деление (районирование) территории по надлежаще выбранному основанию (например, по бассейнам рек, зонам деятельности школ, больниц и т. п.), определение для каждого территориального подразделения значения картографируемого показателя (например, модуля стока, степени обеспечения населения школьной или больничной сетью и т. д.) или комплекса показателей и, наконец, отнесение подразделений к соответствующим ступеням шкалы (или классам комплекса количественных характеристик); 2) определение значений количественного показателя (например, крутизны склонов) по всей площади карты и далее проведение границ участков, относящихся к различным ступеням шкалы - крутизны скатов (рис. 3.20), густоты расчленения рельефа и т. д. Оформление сходно с принятым для способа качественного фона, но насыщенность расцветки или сила штриховки ступеней шкалы отражает рост показателей. Возможны и другие приемы оформления, например передача количественных показателей диаграммными знаками, размещаемыми в пределах соответствующих участков.

Для этого способа важен рациональный выбор шкалы (§ 3.14). При комплексе показателей синтетические характеристики, получаемые на ЭВМ. математико-статистическими расчетами, обычно имеют смысл сравнительных оценок и служат для соответствующей группировки территориальных подразделений (стран, районов и т. п.).

Возможно сочетание способов качественного и количественного фона, например подразделение территории на карте народов по национальному составу населения с дополнительной характеристикой его плотности в пределах выделенных участков.

Рис. 3.21. Применение диаграмм для характеристики годового хода температур и осадков по месяцам (Шуша Азербайджанской ССР): а - кривая распределения температур в декартовой системе координат; б - то же в полярной системе координат; в - столбчатая диаграмма осадков в декартовой системе координат; г - то же в полярной системе координат; д - совмещение диаграмм а и в; е - совмещение диаграмм б и г

§ 3.7 Способ локализованных диаграмм

Локализованные диаграммы, приуроченные к определенным точкам, широко используются для дискретной характеристики сезонных и других периодических явлений сплошного и линейного распространения - их хода, величины, продолжительности, повторяемости и др. Обычные сюжеты; годовой ход температуры, количество осадков по месяцам, динамика снегового покрова, распределение годового стока рек, направление и сила ветров и т. п. Точки для построения диаграмм выбираются в пунктах, наилучшим образом отражающих особенности прилегающих пространств (или участков линейного объекта).

Диаграммы, регистрирующие изменения во времени некоторого количественного показателя, часто строятся в декартовой или полярной системах координат в виде кривой распределения (рис. 3.21, а и б) или столбчатой диаграммы (рис. 3.21, в и г). Очевидно, в одной диаграмме можно совмещать и сопоставлять несколько показателей, например «а рис. 3.21, д и е - ход температуры и осадков (Примером совмещения многих показателей может служить карта «Сезонная динамика ландшафтов» в Атласе Забайкалья (1967, с. 74-75); ее круговые диаграммы показывают сезоны года, фазы развития 9 сельскохозяйственных культур, даты наступления ряда гидрометеорологических явлений (например, первого и последнего морозов, ледостава и др.), а также ход многих фенологических явлений в растительном и животном мире.).

Рис. 3.22. Применение локализованных диаграмм для характеристики повторяемости и скорости ветра

В виде «роз», т. е. в виде графиков распределения повторяемости (вероятности) направлений и величин явлений, локализованные диаграммы применяются для таких тем, как повторяемость и сила ветров разного направления (рис. 3.22), повторяемость ветрового волнения и зыби, повторяемость и скорость морских течений и т. п. Оформление роз весьма разнообразно (рис. 3.23).

Рис. 3.23. Различные виды «роз» - графиков повторяемости направлений и величин явлений

Например, роза ветров на рис. 3.23 справа внизу показывает повторяемость ветров на разных высотах для района данной станции; ее лучи (пять на каждой стороне восьмиугольника) направлены к центру розы и обозначают (по часовой стрелке) ветры на определенных высотах, например 0,5, 1, 2, 3, 4 км; повторяемость ветра дается в процентах и изображается длиной луча, измеряемого от стороны восьмиугольника; цифры внутри розы показывают процент штилей для тех же высот.

Иногда диаграммы обобщают наблюдения на определенных площадях, например в пределах градусных клеток (трапеций) заранее установленной величины (например, десятиградусных), и локализуются в их центрах. В этом случае диаграммы воспроизводят как бы осредненные характеристики, сопоставление которых в смежных клетках позволяет судить о пространственном изменении явлений сплошного распространения (Многочисленные иллюстрации применения способа локализованных диаграмм можно найти в советских Морском атласе и Атласе океанов.). Подобного рода графики используются также для выяснения и обобщенной характеристики повторяемости направлений непериодических явлений, например преобладающих направлений тектонических разломов в пределах определенного региона.

Отметим принципиальное отличие локализованных диаграмм, предназначенных для явлений сплошного или линейного распространения, от способа значков, применяемого для явлений, локализованных в пунктах.

§ 3.8 Точечный способ

Точечный способ используется для картографирования массовых рассредоточенных явлений, таких, как население, особенно сельское, посевные площади, животноводство и т. п. Обозначают определенное количество объектов (единиц) картографируемого явления посредством точки (вернее, небольшого кружка), располагаемой на карте там, где соответствующее явление фактически размещено. В результате на карту наносят (Некоторое количество точек равной величины и одинакового значения, группировка (густота) которых дает наглядную картину размещения явления - мест концентрации и рассеяния, а число позволяет определить его размеры (количество объектов) (рис. 3.24). Способ наиболее эффектен для явлений контрастного размещения.

Рис. 3.24. Применение точечного метода для картографирования сельского населения Алтайского края

В точечном способе существен целесообразный выбор «веса» точки, т. е. установление количества объектов, выражаемых одной точкой. При большом весе облегчается размещение точек в местах наибольшей плотности явления, но возникает трудность изображения отдельно расположенных групп объектов, меньших, чем вес точки. В последнем случае (несколько групп, в сумме составляющих вес одной точки, как бы объединяют вместе и обозначают по месту наибольшей группы.

Точки малого веса удобны для районов малой плотности явления, но они могут сливаться там, где она велика. Практически вес точки подбирают возможно низким, но чтобы точки не сливались между собой, так как при этом подсчет их становится, невозможным (При составлении точечных карт нередко отображают только географические особенности размещения явлений (например, размещения посевных площадей); при этом допускается слияние точек в местах их наибольшего сгущения.), и начиная с плотности, приводящей к слиянию точек в пятно любая более высокая плотность не найдет на карте своего выражения.

Разумеется, определение минимального веса точки неотделимо от выбора ее графического размера. Эти величины обусловлены обратной функциональной зависимостью.

Рис. 3.25. Размещение точек по квадратам: а - соприкасающееся; б - с просветами в 0,2 мм (увеличено в 10 раз)

При квадратной «упаковке» точек-кружков (рис. 3.25, а) их диаметр d (в мм) и число N на площади р (в мм²) связаны уравнением

(3.1)

Если не допускать слияния точек и оставлять между ними просвет в 0,2 мм (рис. 3.25, б), то уравнение примет вид

(3.2)

Обычно диаметр точек выбирают в пределах 0,3-0,6 мм при оптимальном размере 0,4-0,5 мм. Их количество, исчисляемое на 1 см2,-показано в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Зная максимальную густоту явлений в натуре - А объектов на Р км²участка с наибольшей плотностью, легко установить минимально возможный вес 5 точки при заданном численном масштабе карты М и размере точки d. Для этого площадь Р выразим в масштабе карты и переведем в мм²

(3.3)

Определив число точек N по формуле (3.1) или (3.2), найдем

(3.4)

Эта величина обычно округляется в сторону увеличения.

Когда точечный способ применяется для передачи рассредоточенных площадей, например занятых посевами какой-либо культуры, можно согласовать графическую величину точки (ее площадь) с «весом» точки, переведенным в масштаб карты. Площади Р₀ точки на карте, равной

на местности будет соответствовать площадь

(3.5)

Если величину Р₀ приравнять весу точки 5, то площадь, занятая точками, будет равна общей площади посевов в масштабе карты.

Весу точки можно придавать одновременно абсолютное и относительное значение, устанавливая его равным определенной доле, например 1%_о от общей величины картографируемого явления, скажем, от общего валового сбора пшеницы (так называемый процентно-точечный способ).

Иногда в

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Date: 2015-08-15; view: 5508; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.079 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию