Файл: Божок А.П. Картографія.pdf

Божок Д.П., Осауленко Л.Є., Пастух В.В.

карт відомих родовищ нафти й газу дозволяє вивчити умови формування таких родовищ, ознаки, за якими можна їх відшукати, а отже, й прогнозувати наявність їх у нових районах, схожих з дослідженими за тектонічними, геофізичними та іншими умовами. Або ще один приклад: досвід, накопичений під час медико-географічних досліджень, свідчить, що в разі встановлення зв'язків між певним видом захворювання та природними і соціально-економічними умовами можна окреслити за картами потенційно небезпечні райони виникнення та поширення даного захворювання.

Прогнозування просторових особливостей об'єктів можливе за кар­ тами-аналогами. Так, за порівнянням карт-аналогів Землі, Місяця й Марса складалися прогнозні карти місячного та марсианського рельєфу.

Прогноз у часі є науково аргументованим передбаченням майбутнього стану об'єктів, наприклад магнітного схилення, розмивання берегів, забруднення оточуючого середовища тощо. Він є типовим для метеорології та кліматології. Зіставлення карт з різними даними метеоспостережень дає можливість виявити тенденції розвитку атмосферних процесів, передбачити переміщення фронтів, циклонів і антициклонів, зон опадів тощо.

В більшості випадків прогноз у часі за суттю є просторово-часо­ вим прогнозом, тому що картографічному зображенню притаманне відбиття, перш за все, просторових ознак об'єктів. Приклади подають і метеорологічні карти та карти медико-географічні. Останні прогнозують час (коли) і місце (на якій території) виявлення тієї чи іншої хвороби, її збудника тощо.

Слід пам'ятати, що картографічний прогноз базується не тільки на даних, одержаних за картами. Він враховує теоретичні уявлення про об'єкт дослідження та робочі гіпотези про можливі шляхи його розвитку, які можуть змінюватись або уточнюватись під час роботи. Тому за ступенем достовірності розрізняють попередні прогнозні карти, карти

ймовірних і найімовірніших прогнозів. Вони розрізняються за масштабом, ступенем докладності змісту, наявністю кількісних даних про час і глибини змін об'єкта.

Реконструювання просторової ситуації — ще один прийом картографічного методу досліджень. Яскравим прикладом застосування цього прийому є карти різних геологічних епох. Карти допомагають відтворювати різні за характером і швидкістю зміни об'єктів. На рис. 9.16 подана картографічна реконструкція руху Аляски за приблизно 180 млн. років на підставі сучасних геологічних гіпотез і наявних фактичних даних. Аналіз зображення показує, що Аляска переміщується навколо певного центра, який знаходиться в районі Карського моря.

204

Рис. 9. 16 Рух Аляски від­ носно Євразії (реконструк­ ція): положення Аляски приблизно 180 (1), 81 (2), 72 (3), 63 (4) млн. років тому та сучасне (5)

За історичними та археологічними даними відтворюють на картах просторову ситуацію певних об'єктів і подій історії. Прикладами є карти київської Русі, Києва минулих століть тощо.

На закінчення проілюструємо деякі види перетворення вихідних картографічних зображень, яке відбувається під час застосування картографічного методу досліджень.

Найпростішим є вичленування певних об'єктів або їх характеристик. Так, за картою рослинності можна скласти карти рослинності певних форм (наприклад, карту лісів). За гіпсометричною картою можна вичленувати ділянки з певними кутами нахилу, експозиції схилів тощо; результатом такої роботи можуть стати карти кутів нахилу або експозиції схилів.

Схематизація зображення усуває другорядні деталі, унаочнює головні риси об'єкта. Перехід до такого зображення ілюструє рис. 9.17. На ньому точковим пунктиром поданий принцип проведення узагальнювальних горизонталей, які відображають "первинний" рельєф, не ускладнений ерозійними процесами.

Перетворення зображення з якісної форми в кількісну. Так, за картою розповсюдження ярів можна скласти карти яружності, підрахувавши показник горизонтальної розчленованості (див. підрозд. 9.3), карти лісів або ріллі можна перетворити в карти лісистості та розораності.

Перетворення дискретного зображення в безперервне

(континуалізація зображення) дозволяє перейти від одного способу зображення (локалізованих значків, лінійних знаків тощо) до іншого

Рис. 9. 17 Проведення за картою сучасного рельефу узагальнених горизонталей - морфоізогіпс (подані пунктиром)

(найчастіше це спосіб псевдоізоліній). Перетворення виконують за квадратними, шестикутними геометричними сітками (палетками), або кружечками обраного розміру тощо (рис. 9.18). За допомогою цих сіток на карті виділяють певні ділянки, в межах яких підраховують; наприклад, густоту об'єкта чи його інтенсивність (див. підрозд. 9.3). Одержані значення відносять до центрів ділянок. Шляхом інтерполяції між ними визначають точки з однаковими значеннями і проводять ізолінії (псевдоізолінії). Результати такої роботи подані на рис. 9.19.

Рис. 9. 18 Сітки для континуалізації зображення: суцільна рівномірна гексагональна (а) та у вигляді "ковзних" кіл (б), дискретна рівномірна у вигляді кружків (в), випадково обраних квадратів (г), вибір­ ково обраних кружків (д)

9.5. Оцінка надійності досліджень за картами

Здатність картографічного методу досліджень забезпечити правдиве вирішення поставленого завдання не викликає сумнівів.

Рис. 9. 19 Перехід від дискретного зображення до суцільного (континуалізація): трансформування лінійних знаків (а) та локалізованих значків (в) у псевдоізолінії (б, г)

Однак, наскільки отримані результати відповідають дійсності, тобто надійність результатів, можна визначити, якщо оцінити їхню точність й достовірність.

Точність є кількісною оцінкою результатів дослідження. Досто­ вірність досліджень — це якісна оцінка відповідності результатів дослідження, інтерпретації їх відповідно сучасних уявлень про объект, що вивчається.

Рівень надійності досліджень за картами зумовлюється багатьма факторами. Розглянемо основні з них.

Перш за все рівень надійності досліджень визначається метою і завданням, поставленими дослідником. Саме мета обумовлює вимоги до точності результатів дослідженння, вибір потрібних карт, методики роботи, обсяг вимірювань, обчислень тощо. Наприклад, визначення за топографічними картами ступеня розчленованості рельєфу може бути виконане з різною метою, а отже, й точністю. Виявлення ділянок, перспективних для пошуку нафти й газу, потребує тільки окреслення території з інтенсивним розчленуванням. Така робота не вимагає значної точності. Розробка протиерозійних заходів потребує точного виділення на карті ділянок, де розвивається глибинна ерозія, можливі зсуви, осідання грунту тощо. Чим точніше окреслені на карті ці ділянки, тим ефективнішими будуть рекомендовані захисні заходи. Найбільші вимоги до точності морфометричних досліджень ставляться під час проектування промислового, шляхового та іншого будівництва.

207

Божок А.П., Осауленко Л.Є., Пастух В.В.

Інший фактор — картографічна точність, або точність кількісних визначень за картою, яка зумовлена тільки властивостями цієї карти. Картографічна точність залежить від математичної основи карти (перш за все її проекції й масштабу), сучасності, достовірності і повноти її змісту, ступеня генералізації зображення, технології складання й видання карти тощо. Нагадаємо, що математична основа вітчизняних топографічних карт дозволяє звести помилки планового положення об'єктів до 0,5-0,75 мм у масштабі карти, вони більші в гірських і менші в рівнинних районах. Помилка висотного положення об'єктів дорівнює 0,3-0,5 висоти перетину рельєфу на карті. Максимальні помилки вдвічі більші від указаних.

На дрібномасштабних картах, якими є більшість тематичних карт, точність положення об'єктів значною мірою залежить від особливостей картографічної проекції. На картах невеликих та середніх за розміром території (наприклад, адміністративна область, фізико-географічний район, окрема держава) спотворення дорівнюють в основному 0,5-1% і лише в окремих місцях досягають 3%. На картах великих територій (материк, океан, півкуля, вся Земля) спотворення в центральних частинах не перевищують 2-5%, але значно зростають по краях.

Впливає на картографічну точність і генералізація зображення. Як відомо, від неї залежить ступінь докладності поданого на карті, узагальнення її змісту та графічних елементів. На тематичних картах помилки в положенні об'єктів, пов'язані з генералізацією, дорівнюють в середньому 0,6-1,2 мм (а інколи й 3 мм) у масштабі зображення. Однак доведено, що ці помилки слабо впливають на такі статистичні або морфометричні показники, котрі визначають за картами, як коефіцієнти кореляції, густота об'єктів, співвідношення площ, зайнятих різними ареалами, тощо. «

Слід відзначити також вплив на точність одержаних за картою даних

географічних особливостей об'єкта досліджень. Важливо, як чітко виражені просторові межі об'єкта, наскільки вони стабільні, рухливі, мінливі в просторі й часі. Так, фізико-географічні зони, гірські пасма, ареали поширення тварин тощо не мають різких просторових меж, вони умовні. Нечітко визначені часові межі тектонічних етапів та інших об'єктів.

Невідповідність змісту карти сучасним уявленням про зобра­ жений об'єкт, що може привести до збільшення у десятки разів помилок картографічного зображення, значно зменшує надійність досліджень за такими картами. Разом з тим надійність залежить від дійсності робочої гіпотези, за якого досліджується об'єкт,

наукового досвіду дослідника, рівня вивченості об'єкта.

Визначає рівень надійності одержаних результатів також

Картографія

безпосередніх спостережень або інших незалежних і точніших методів.

Технічна точність дослідження пов'язана з надійністю вимірювальних приладів, обчислювальної техніки, та з методикою вимірювань. Основні кількісні значення технічної точності подані в курсі топографії. На практиці прагнуть того, щоб відносні помилки вимірювань не перевищували заданих меж.

Під час визначення загальної оцінки результатів вимірювань і обчислень за картами враховують сукупний вплив картографічної й технічної точності.

На тематичних картах точність вимірювань залежить також від застосованого способу картографічного зображення (табл. 9.1).

Таблиця 9.1 Точність кількісних визначень за тематичними картами залежно від способу картографічного зображення

За точністю одержаних результатів всі дослідження за картами поділяють на три групи.

Точні дослідження — це дослідження, під час яких вимірювання, обчислення та кінцеві результати мають точність, максимально можливу для даної карти й обраного прийому аналізу. Для цього намагаються старанно врахувати й виключити можливі помилки, проводять багато разів повторні й контрольні вимірювання, незалежні обчислення. Помилки у визначенні довжин і площ не перевищують 1 %, а кутів — 1 °.

Дослідження середньої точності мають результати, помилки яких не перевищують певної допустимої границі. Помилки, набагато менші від заданої точності, не враховують, що дозволяє іноді значно скоротити обсяг і термін роботи. Помилки вимірювання довжин та площ становлять не більше 3-5%, а кутів — 3°.

209

Божок А.П., Осауленко Л.Є., Пастух В.В.

Наближені дослідження в основному на підставі візуального аналізу виконують з невеликою точністю: 6-10% для довжин і площ та до 8° — для кутів.

На практиці за тематичними картами найчастіше проводять дослідження середньої точності. Наближені дослідження виконують на попередніх стадіях роботи для правильного планування подальшого її проведення.

Контрольні запитання до розділу 9

1.Які функції' притаманні картам ?

2.Що таке картографічний метод досліджень? Які завдання вирішують за його допомогою?

3.Як розуміють читання карти, чим воно відрізняється від читання тексту? Від чого залежить якість читання?

4.Для чого аналізують карту? Що сприяє оцінці карти?

5.Що встановлюють під час аналізу й оцінки: масштабу карт, картографічної проекції, повноти змісту, сучасності, достовірності, наукової та ідейної спрямованості?

6.Які види прийомів використовують під час картографічних досліджень?Які є способи досліджень?

7.Якими шляхами перетворюють картографічне зображення?

8.На які групи поділяють прийоми роботи з картою?

9.Які можливості візуального аналізу; як подаються його результати; за якими вимогами їх оформляють ?

10.Що отримують в результаті застосування графічних прийомів досліджень ?

11.Чим графоаналітичні прийоми відрізняються від графічних? 12.Як визначити за картами довжину об'єктів, площу, об'єм?

. 13. В чому сутність математико-картографічного моделювання, якими прийомами воно оперує?

14.З яких етапів складається вивчення об'єктів за картами?

15.Які прийоми застосовують при вивченні розміщення об'єктів, взаємозв'язків між ними, динаміки їх?

16.В чому полягає реконструювання просторової ситуації за картами?

17.Як оцінити надійність результатів досліджень за картами?

18.Які фактори впливають на точність досліджень за картами?

19.Як класифікують одержані результати досліджень за точністю?

20.Яка точність досліджень за тематичними картами?

Картографія

Розділ 10. КОРОТКИЙ ІСТОРИЧНИЙ НАРИС РОЗВИТКУ КАРТОГРАФІЇ

10.1.Особливості вивчення історії картографії

Всучасному розумінні картографія вбирає в себе три напрями діяльності людини (див. визначення): науковий, технічний, виробни­ чий. На різних етапах розвитку ці складові мали неоднакове значення, неоднаковими-були й картографічні досягнення, але завжди картогра­ фія відкликалася на запити й потреби життя. Свої завдання вона вирі­ шувала відповідно до наукових досягнень певної епохи, винайдених технічних засобів, запроваджуваних технічних прийомів виконання картографічних робіт. Розвивалася картографія в тісному зв'язку з іншими галузями знань, особливо з географічними науками. Саме тому карти можна розглядати як своєрідні документи певного часу в житті суспільства. Слід відзначити також, що в різних частинах і кра­ їнах світу розвиток суспільства в певні відрізки часу був і є неоднаковим, внаслідок чого різні і рівні розвитку в них картографії та

їїдосягнення.

Розглядаючи історію картографії певної держави, слід розрізняти такі аспекти: картографування в різні часи території, на якій існує сучасна держава, і становлення та розвиток картографії конкретної держави за часи її існування. Часто картографування території держави має значно довшу історію, ніж історія її власної картографії.

Історія картографії дає, зокрема, відповідь на запитання: які картографічні твори характерні для того чи іншого періоду розвитку суспільства; яка теоретична база й передумови сприяли появі цих творів; яка технічна база забезпечувала розвиток картографії; як використовувалися картографічні твори в різні часи.

10.2. Зародження картографії. Картографія Давнього Світу

Перші зображення невеликих за розміром ділянок земної поверхні (щось подібне до планів окомірної зйомки), які можна вважати, найімовірніше, прообразом карт, ніж картами, з'явилися вже в первісному суспільстві, ще до зародження писемності та арифметики. Такі зображення графічними засобами подавали відомості про місцевість, де пролягали шляхи кочувань, розташовувалися оброблювані ділянки землі, місця полювань тощо, тобто задовольняли потреби, які виникали в умовах спільної праці тогочасної людини. Зображення певних територій вирізували на дереві, корі, кістках тварин, висікали на скелях. У країнах Стародавнього Сходу їх видавлювали на глиняних табличках, карбували на металевих вазах. До наших часів дійшов папірус з

Рис. 10. 1 План місцевості угіддя, викарбуваний на срібній вазі

єгипетською картою XIII ст. до н.е. із зображенням місцевості між Нілом та Червоним морем. В одному з курганів біля м. Майкопа на Північному Кавказі знайшли срібну вазу III ст. до н.е., яку прикрашає викарбуваний план мисливських угідь (рис. 10.1.).

З розвитком землеробства, ремесел, мореплавства, з освоєнням нових земель, ускладненням організації суспільного життя, розширенням уявлення про оточуючий людину світ виникає потреба в точніших графічних зображеннях відомих ділянок місцевості. Зразки таких зображень залишили давні культури Вавилона, Єгипту, Північної Італії. Згодом з'явилися й перші картографічні зображення пізнаної Землі в цілому, найстарішим з яких вважають Вавилонську карту V ст. до н.е. (рис. 10.2.). Вона є зразком поєднання реальних знань з абстрактним філософсько-релігійним уявленням про будову світу. За нею Земля має вигляд плоского кола, яке омиває вода (гірка річка); в центрі Землі знаходиться Вавилон, по краях сім островів, що символізують невідомі світи. Серед культурних центрів давнини, в яких створювалися карти, слід вказати також Китай, Мексику, Перу.

Вченим Стародавньої Греції належить першість створення карт у сучасному розумінні, розробки теоретичних основ картографи. Але спо­ чатку грецькі карти зображували Землю, уявляючи її плоскою у вигляді великого острова, що омивається водою, та з внутрішніми Середзем­ ним і Восточним морями. Такою, наприклад, була карта Анаксимандра з Мілета (VI ст. до н.е.). Перші карти будувалися без застосування картографічних проекцій. Потреби в них не виникало, тому що відомості про оточуючий світ були недостатньо точними. До застосування картографічних проекцій вдалися при створенні карт зоряного неба, яких потребував розвиток астрономії. Це сталося в VI ст. до н.е., авто­ ром першої проекції (центральної перспективної) вважається Фалес. 212

Рис. 10. 2 Вавілонська карта світу на глиняній табличці (а) та її схематичне зображення

Підґрунтям удосконалення карт було розширення меж пізнаної території завдяки колонізації нових земель від Піренеїв до Чорного моря, походам Олександра Македонського (IV ст. до н.е.), розвитку мореплавства. Розширення географічного кругозору разом з розвитком астрономії призвело до формувань уяви про кулястість Землі. Переконливі докази цього подані в працях вченого тих часів Арістотеля (IV ст. до н.е.). Початок прокресленню на карті ліній, які полегшували складання та використання карт, поклав Дикеарх з Мессіни (III ст. до н.е.). На його картах нанесена лінія (діафрагма), яка поділяла Землю на дві частини. Потім, після Дикеарха, до діафрагми додали перпендикуляр-. Обидві лінії поділяли на грецькі стадії. Видатний вчений Ератосфен (III ст. до н.е.) обчислив розміри Земної кулі, які близькі до сучасних значень. Він був також географом і залишив докладний опис відомої на той час території. Його вважають першим, хто застосував термін "географія". На створеній ним карті (рис. 10.3) є сітка, її паралелі прокреслені через точки, в яких трива­ лість літнього дня скорочувалася на півгодини в напрямку на північ. Меридіани нанесені з урахуванням відстаней між окремими пунктами, положення яких визначалося за астрономічними спостереженнями.

Значний крок у подальшому розвитку картографії належить Гіппарху, знаменитому грецькому астроному (II ст. до н.е.). Він вперше поділив екватор на 360 частин (градусів), а не на 60, як це робилося раніше. Визначаючи положення об'єктів земної поверхні за

213