Л.В. Атоян

Курс лекций

“ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СОСТАВЛЕНИЕ КАРТ”

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2001, 336 с.

1. Билич Ю.С., Васмут А.С. Проектирование и составление карт: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1984. – 364 с.

2. Заруцкая И. П., Сваткова Т.Г. Проектирование и составление карт. Общегеографические карты. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. – 208 с.

3. Заруцкая И. П., Красильникова Н. В. Проектирование и составление карт. Карты природы: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 1989. – 296 с.

4. Салищев К.А. Проектирование и составление карт. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. – 238 с.

5. Справочник по картографии/Под ред. Е.И. Халугина. – М.: Недра. 1988, 428 с.

1. Введение. Предмет и задачи курса. Связь с другими дисциплинами

Проектирование и составление карт – ведущая научно-техническая дисциплина картографии как в теоретическом, так и в практическом аспектах.

Для картографирования, под которым понимаются процессы создания новых географических карт, известны два пути – съемки в натуре (на местности) и разработка карт в лабораторных (кабинетных) условиях.

Съемки (или полевое картографирование) состоят в исследовании картографируемых явлений на местности с применением различных приборов, когда накапливается информация о местности, формируется система понятий и абстракций, графически определяется пространственное положение объектов, используются специальные знаки для передачи полученных знаний и в конечном счете создается новая географическая карта как наглядное пространственное изображение картографируемых явлений. Например, топограф определяет координаты и высоты точек земной поверхности и, используя условные знаки и горизонтали, получает наглядное изображение рельефа земной поверхности в горизонталях и плановое положение контуров и различных объектов на топоплане (топокарте). Аналогично геолог, собирая и определяя образцы горных пород, фиксирует их положение на топографической карте и, пользуясь понятиями возраста, состава и происхождения геологических образований, создает образное представление об их распространении на земной поверхности и о геологическом строении местности.

Изготовление карт в лабораторных условиях основано на обработке исходных данных, собранных в полевых условиях различными способами (топографические съемки, аэро–и космические съемки, данные метеорологических станций, данные мониторинга и др.), на обработке и совершенствовании ранее созданных карт или на совместном использовании таких карт и материалов полевых исследований.

Именно изучение и разработка методов и процессов лабораторного изготовления географических карт служит предметом курса “Проектирование и составление карт”. Конкретно задачей курса является изучение процессов изготовления оригиналов карт, т. е. тех первоначальных экземпляров, с которых в дальнейшем производится печать тиража карты.

Связь курса со смежными картографическими дисциплинами и другими науками. Картография представляет стройную систему взаимосвязанных и соподчиненных дисциплин, разрабатывающих все основные аспекты науки от ее философского истолкования до научно-технических методов лабораторного изготовления карт и применения их в научной работе и практической деятельности.

Теоретические основы картографии, на которых строится курс “Проектирование и составление карт”, закладывается в к а р т о в е д е н и и – вводном курсе учебного плана подготовки картографа, который включает учение о карте, источниковедение, методику использования карт, а также историю картографии. Картоведение вооружает картографа приемами анализа карт, которые необходимы при определении содержания проектируемых карт, выборе методов изображения, характера и степени генерализации, а также для правильной ориентировке в массе картографических источников, их систематизации и оценке. Знакомство с историей картографии, ее классическими произведениями и основными работами современности расширяет кругозор картографа и обеспечивает глубину и обоснованность анализа карт.

М а т е м а т и ч е с к а я картография (теория картографических проекций), изучающая различные способы отображения поверхности земного эллипсоида на плоскости, дает картографу ключ к решению одной из основных проблем математической формализации картографической модели действительности (важнейшей проблемы для автоматизации процессов создания карт), установлению строгой и однозначной зависимости между координатами соответственных точек модели и местности.

О ф о р м л е н и е карт, разрабатывающее теоретические и практические вопросы выбора изобразительных средств, проектирования картографических знаков, легенд конкретных карт, а также способы графического изготовления оригиналов карт.

А в т о м а т и з а ц и я картографичеких работ, рассматривающая способы автоматизированного (компьютерного) создания карт, начиная со сбора материала и заканчивая печатью тиража карты, а также исследования по картам с помощью автоматизированных устройств.

Из других дисциплин следует назвать издание карт, экономику и организацию картографического производства, а также геодезию, топографию, фотограмметрию, дешифрирование аэро– и космофотоснимков, географию и науки о Земле, математику, информатику и др.

Особенно тесно с курсом “Проектирование и составление карт” из названных дисциплин связаны и з д а н и е карт и э к о н о м и к а картпроизводства. В современном производстве составительские и издательские работы воздействуют друг на друга и переплетаются между собой. Совершенствование технологии издания карт, появление новых технических устройств позволяют не только ускорять издательские процессы и улучшать качество печатной продукции, но и диктуют условия создания самих оригиналов карт, заставляя искать новые приемы оформления и дизайна картографической продукции, а также способы создания оригиналов карт вплоть до исключения отдельных этапов и процессов из технологической схемы создания картпроизведения.

В свою очередь совершенствование технологии составления, улучшение качества изображения, дизайна создаваемых произведений выдвигают издателям требования обеспечения высокого качества продукции при печати.

Поэтому картограф, разрабатывающий проект карты, должен быть ориентирован в технологии издания карт, знать возможности картоиздательского производства, при этом он должен предусмотреть рациональный и эффективный путь создания карты, т. е. определить оптимальную технологическую схему оригинала карты, исключив необоснованные затраты средств, времени и человеческого труда.

Связь картографии с другими науками рассматривается в курсе “Картография”, поэтому целесообразно взглянуть на это с точки зрения составления и редактирования карт.

Г е о д е з и я дает точные данные о структуре и размерах Земли, которые используются при вычислениях картографических проекций, и координаты геодезических сетей, необходимые для пространственной привязки любых картографических изображений.

Т о п о г р а ф и я создает в результате непосредственного изучения местности первичные топографические карты, которые используются в качестве основы любых тематических съемок и при лабораторном изготовлении всех географических карт.

Для картографа поистине бесценны г е о г р а ф и ч е с к и е науки, вооружающие его необходимыми знаниями о территориальных природных и социально-экономических комплексах (геосистемах). Успешное и правильное создание карт как пространственных моделей действительности или ее некоторых сторон (объектов и явлений) немыслимо без понимания их существа, особенностей и взаимосвязей. Изучение географии необходимо для каждого научно работающего картографа.

Разработка конкретных тематических карт требует также хороших знаний по соответствующей е с т е с т в е н н о й или о б щ е с т в е н н о й науке: географии и экономике сельского хозяйства – для карт сельскохозяйственной тематики, промышленности – для карт этой отрасли производства, почвоведению при составлении почвенных карт, геологии – для геологических карт и т. д. Ведь каждое направление тематической картографии входит в компетенцию двух наук – картографии по методу работы и конкретной естественной или общественной науки по своему содержанию.

Особо следует подчеркнуть возрастающее значение м а т е м а т и к и в современном развитии проектирования и составления карт. Широкое внедрение в картографию информационных технологий и электронно-вычислительной техники потребовало от картографов элементарных знаний вычислительной математики, теории информации, кибернетики. Сюда же можно отнести использование в картографии и н ф о р м а т и к и, занимающейся изучением методов сбора, обработки, хранения, поиска, передачи и использования научной информации.

Карты как пространственные образно-знаковые модели реального мира. Географические карты, воспроизводящие пространственный образ явлений, незаменимы как средство коммуникации, т. е. передачи информации (знаний) о пространственном размещении и состоянии явлений, их связях, отношениях и динамике. Карты закрепляют эти знания, позволяют распространять их в обществе и передавать последующим поколениям. При этом следует отметить одно из важнейших свойств карты – ее н а г л я д н о с т ь. Получение достоверной информации о местности, районе, стране или планете в целом оказывается возможным, без непосредственного к ним обращения, т. е. без посещения этой местности.

Но ценность географических карт не ограничена ролью передатчика информации. Анализ карт позволяет извлекать из них новые знания, помимо тех, которые были использованы при их создании. Кроме того, возможно создание производных карт посредством переработки и совершенствования ранее составленных карт с целью получения качественно иных образов реального мира, открывающих его новые особенности или свойства, которые нельзя или трудно обнаружить в явном виде на исходных картах. Это значит, что карты служат также эффективным средством приобретения научных знаний, незаменимым при исследовании размещения, состояния, пространственных отношений и динамики природных и социально-экономических явлений.

Такие возможности и роль географических карт становятся легко объяснимыми при понимании карты как п р о с т р а н с т в е н н ы х м о д е л е й, т. е. построений, замещающих реальные объекты и воспроизводящих некоторые стороны действительности в упрощенной, схематизированной, доступной обозрению форме. Именно на этом толковании географических карт строится последующее изложение вопросов проектирования и составления карт.

Основными чертами этих моделей являются:

– математическая формализация форм и пространственных отношений картографируемых (моделируемых) явлений;

– применение особых знаковых систем (картографических условных знаков);

– широкое использование абстракций.

Математическая формализация ставит целью геометрически определенное построение модели в избранных системе координат, масштабе и проекции.

Картографические условные знаки, обозначающие (заменяющие) реальные объекты, явления и процессы, определяют их вид и некоторые количественные и качественные характеристики, а также пространственное положение. Они могут передавать не только наблюдаемые объекты, но и явления, не воспринимаемые непосредственно нашими органами чувств (например, физические поля Земли, финансовые и экономические связи и др.) или даже теоретические идеальные представления (например, потенциал поля расселения, статистические поверхности). Такие знаки позволяют отображать на карте не только видимую часть объектов, но и передавать их внутренние свойства, т. е. обращаться к сущности картографируемых явлений.

Для моделирования особенно важны абстракции, в картографии ярко выступающие в виде генерализации. Они ставят целью: отвлечение от целого для исследования части – конкретной территории, конкретных объектов и процессов; упрощение, состоящее в отказе от множества характеристик и связей и в сохранении некоторых, наиболее существенных; обобщение, заключающееся в выделении общих признаков, свойств и отношений и, напротив, в устранении частных, единичных. Эти приемы, целесообразно упрощающие объекты исследования (следовательно, и картографическое изображение), способствуют их более глубокому пониманию.

Успешную разработку карт как пространственных образно-знаковых моделей реального мира предопределяют два условия:

1) правильная постановка задачи, основанная на учете назначения карты и глубоком понимании существа и особенностей отображаемых явлений и процессов;

2) умелое построение модели по принципам, правилам и нормам картографической науки.

Первое условие в его отношении к пониманию конкретных объектов картографирования требует опоры на знания и достижения соответствующих естественных и общественных наук, например, на геологию при разработке геологических карт, этнографию для карт национального состава населения и т. д.

Кроме этого необходима также научно-философская концепция картографического моделирования реального мира в его бесконечном многообразии. В нашем курсе такая концепция находит выражение в с и с т е м н о м подходе к исследованию природных и социально-экономических комплексов, как геосистем различной сложности и различного пространственного охвата – от локального до планетарного. Такой подход при картографировании любой системы предполагает отображение ее элементов, структуры, внутренних и внешних связей, а также факторов и процессов, определяющих функционирование и развитие системы. Естественно, что полная реализация подобной задачи требует многоэтапного решения в виде постепенного перехода от картографирования отдельных элементов комплекса к его целостной, интегральной передаче, от простых комплексов к более сложным, от систем локального значения к системам регионального и планетарного охвата. Комплексные атласы прекрасно иллюстрируют это положение.

Что касается второго условия – построения карт по принципам, нормам и правилам картографии – его анализ относится к основным целям данного курса.

Основные этапы и процессы лабораторного создания географических карт. Проектирование и составление карты образуют два основных этапа в лабораторном создании ее оригинала.

П р о е к т и р о в а н и е карты состоит в разработке документации, необходимой для организации и выполнения всех работ по изготовлению оригинала карты и по ее размножению (тиражированию).

С о с т а в л е н и е карты – это графическое построение оригинала карты как пространственной модели некоторых определенных сторон действительности.

Каждый из этих этапов, в свою очередь, подразделяется на ряд стадий и процессов, имеющих вполне определенные задачи.

Основным результатом проектирования является п р о г р а м м а карты – документ, устанавливающий назначение, вид и тип карты, ее математическую основу, содержание, принципы генерализации, способы изображения и систему графических символов (картографических условных знаков), источники и порядок их использования, а также технологию изготовления карты. Программа, дополненная техническими и экономическими расчетами, сметами и т. д., образует п р о е к т карты.

Проектирование карты в качестве особых стадий предусматривает:

1) составление предварительного наброска программы;

2) сбор, анализ и оценку источников;

3) изучение в пределах картографируемого региона тех явлений, которые должны войти в содержание карты;

4) детальная разработка программы.

На этапе составления предварительной стадией служит подготовка и обработка источников.

Если карта не подлежит размножению, т. е. создается в единичном или нескольких экземплярах, например, для музея или по договору различных ведомств, то весь цикл необходимых работ по ее созданию ограничивается только проектированием и составлением. Но изготовление карт в картографическом производстве и в научных учреждениях, как правило, имеют целью их последующее воспроизведение определенным тиражом, насчитывающим от нескольких сотен до десятков тысяч экземпляров. Естественно, при составлении каждой намеченной к изданию карты необходимо учитывать специальные требования полиграфического производства, чтобы обеспечить экономичное и высококачественное воспроизведение карты.

Первичные (составительские) оригиналы как правило не удовлетворяют этим требованиям, поэтому в традиционном картографическом производстве существует особый этап, называемый п о д г о т о в к о й к а р т ы к и з д а н и ю. Цель его состоит в выполнении вторичных оригиналов, удовлетворяющих требованиям высокого качества изображения и издательского производства, которые называются и з д а т е л ь с к и м и оригиналами.

Полный цикл работ по созданию карты от ее замысла до выхода из печати включает также этап и з д а н и я карты, т. е. ее воспроизведение полиграфическим или другим способом. Этот этап состоит из двух стадий: изготовление п е ч а т н ы х ф о р м и п е ч а т а н и е к а р т (печать тиража). Эти процессы не рассматриваются в курсе проектирования и создания карт, но их специфика может воздействовать на технологию изготовления оригиналов карт. Поэтому ее приходится учитывать уже в программах карт.

Картографические произведения готовятся усилиями коллектива специалистов разной квалификации, что обеспечивает большую производительность труда, сокращает затраты и сроки работы над картой. Но при такой организации дела возникает необходимость в научно-техническом руководстве на всех этапах изготовления карты (включая издание), который называется р е д а к т и р о в а н и е м к а р т ы.

Другим процессом, имеющим полностью технический характер, является к о р р е к т у р а – технический контроль и проверка качества карты на всех стадиях изготовления.

Основные этапы и стадии создания карты

Этапы создания карты	Подразделение работ на стадии	Результаты работ на каждом этапе
Проектирование	Определение требований к карте и составление предварительной программы Сбор, анализ и оценка источников Изучение картографируемых явлений Составление программы (проекта) карты	Программа (или проект) карты
Составление	Подготовка и обработка источников Изготовление первичного оригинала карты (построение математической основы, перенос содержания с источников, его генерализация и оформление)	Составительский оригинал карты
Подготовка к изданию	Изготовление издательского оригинала Вспомогательные работы по обслуживанию полиграфических процессов Изготовление штриховых и красочных проб	Издательские оригиналы и вспомогательные макеты
Издание	Изготовление печатных форм и получение проб Печать тиража	Печатные оттиски карты

На практике эта схема может изменяться (упрощаться или усложняться) в зависимости от назначения, содержания карты, используемых технических средств и других условий. Например, иногда исключается этап подготовки к изданию, и тогда схема упрощается, но чаще усложняется за счет раздельного составления основы и содержания тематических карт.

При использовании на этапе составления компьютерных технологий схема меняется коренным образом в результате объединения процессов составления и подготовки к изданию в единый процесс за счет изготовления оригинала карты на экране компьютера, который удовлетворяет требованиям качества изображения, необходимого при издании карты. Эти вопросы рассматриваются в курсах “Компьютерная картография” и “Основы автоматизированного создания карт”.