Виртуальное картографирование

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 258↑

26.05.2003 Хронометраж

40:02

Стенограмма эфира

Что такое карта? Графическая модель, канал информации или текст, составленный на языке картографических знаков? Об эволюции карты и «разумных изображениях» будущего, трехмерных и движущихся моделях виртуального картографирования — географ Александр Берлянт.

Участники:

Александр Михайлович Берлянт — доктор географических наук, профессор, заведующий кафедрой картографии и геоинформатики Московского государственного университета им М. В. Ломоносова.

Материалы к программе:

Из энциклопедического словаря.

Картография, учение о способах изображения земли, отдельных стран и местностей на плоскости. Для перенесения сферической поверхности земли на плоскость определенного размера необходимо принять во внимание систему проектирования шаровой поверхности на плоскость и степень уменьшения (масштаб) против действительных очертаний земли. Предложен и разработан ряд картографических проекций; наиболее употребительны: простая коническая проекция, ортографическая, прямоугольная проекция Меркатора, стереографическая проекция Арроусмита, Гаусса, поликоническая и др. Изображения всей поверхности земли называются полушариями или ландкартами, отдельных стран — географическими картами, небольших участков — планами. Подробные карты в крупном масштабе называются топографическими картами. Карты с изображением преимущественно естественных элементов земной поверхности, например, гор, низменностей, рек, озер и т. п., называемых физическими; карты с обозначением границ государств, областей, железных дорог, городов и др. элементов человеческой культуры — политическими. Карты иногда предназначаются специальному изображению одного из физико-политических элементов, например, гор (орографическая карта), рельефа и высот (гипсометрическая карта), горизонтальному распространению горных пород, систем, ярусов (геологическая карта) вод (гидрографическая карта), железных дорог (железнодорожная карта), расположения крепостей и войсковых частей (военная карта) и мн. др. Под картографией разумеют также способы воспроизведения рукописной карты во многих оттисках. В старину наиболее распространено было гравирование карт на медных досках и печатание с них. С изобретением литографии печатание карт с камней в несколько красок вошло в общее употребление.

Современный взгляд на географические карты как наглядные образно-знаковые модели пространства приводит к более строгому определению предмета и метода картографии. Картография — наука об отображении и исследовании пространственного размещения, сочетаний и взаимосвязей явлений природы и общества (и их изменений во времени) посредством картографических изображений, воспроизводящих те или иные стороны действительности. Это определение включает в круг интересов картографии карты небесных тел и звёздного неба, а также глобусы, рельефные карты и другие пространственные модели в картографических знаках. Предмет картографии (пространственное размещение, сочетания и взаимосвязи явлений) и развитие тематических карт всё более причленяют её к естественным наукам.

В состав современного картографирования включают: 1) Теоретические основы науки, в том числе учение о предмете и методе картографирования и учение о карте (или, полнее, о картографическом отображении действительности); последнему принадлежат теория картографических проекций, теории генерализации и способов изображения (знаковой системы); в нём рассматриваются виды, типы и классификация карт, а также их анализ. 2) Историю картографической науки и производства. 3) Картографическое источниковедение (систематический обзор и анализ картографических источников и относящиеся сюда вопросы теории научной информации). 4) Теорию и технологию проектирования и изготовления карт. 5) Теорию и методы использования карт.

Эти проблемы картографирования исторически возникали разновременно и находятся в своей разработке на разных стадиях зрелости, что отразилось в подразделении картографирования на отдельные дисциплины: картоведение, математическую картографию, составление и редактирование (или проектирование) карт и оформление карт; иногда в качестве особой дисциплины фигурирует картометрия. Картоведение в его современном состоянии объединяет теоретические основы науки, её историю, источниковедение, а также методы использования карт. Ранее всего закрепилась как особая дисциплина математической карты, или теория картографических проекций. Длительную историю имеет картометрия — учение об измерении и исчислении по картам координат, расстояний, длин, высот, площадей и т. п.; очевидно, она составляет лишь один из методов использования карт, но часто пользуется самостоятельностью благодаря практическому значению, давности и обилию исследований. Под названием «составление и редактирование карт» получила в СССР энергичное развитие теория и технология проектирования и изготовления оригиналов карт. В задачу оформления карт входит исследование и разработка изобразительных средств картографирования; при этом используются данные семиотики, цветоведения, инженерной психологии, а также привлекаются средства графического искусства и учитываются требования полиграфии.

Своеобразие отдельных видов карт, например геологических, почвенных, экономических и др., основанных на материалах соответствующих наук (геологии, почвоведения, экономической географии и т. д.), а также особенности создания подобных карт, повлекли разработку и выделение тематических разделов карт — геологической, почвенной, экономической и т. д. Эти пограничные дисциплины принадлежат картографированию по методу и другим наукам — по содержанию карт.

В специальную подготовку картографов входят также дисциплины: издание карт (занимается разработкой методов воспроизведения и размножения карт) и экономика и организация картографического производства. Но первая из них, базирующаяся в основном на физико-химических и технических науках, принадлежит к полиграфии, а вторая относится к отраслевым экономикам.

Наиболее древние из уцелевших картографических изображений созданы в Вавилонии и Египте в 3–1-м тыс. до н. э. Свои первые научные основания К. получила в Древней Греции, где были созданы географические карты, учитывавшие шарообразность Земли. Знаменитое «Руководство по географии Клавдия Птолемея (2 в.) было по существу руководством к составлению географических карт. Оно включало карту мира и 16 карт крупных подразделений Земли. Развитие торговли, мореплавания и колонизации в эпоху Возрождения и Великих географических открытий (15 и 16 вв.) вызвало огромный спрос на географических карты, в частности мировые, что потребовало разработки новых картографических проекций и повлекло за собой общее совершенствование картографирования. Своего наивысшего развития средневековая карта достигла в трудах Г. Меркатора, из которых особенно известен атлас 1595. В России становление научной карты относится к 18 в. и связано главным образом с деятельностью Географического департамента АН, в котором был подготовлен и издан в 1745 первый полный «Атлас Российской». В 19 в. интересы военного дела вызвали надобность в подробных топографических картах местности. В этот период картографирование считали либо отделом геодезии, либо ограничивали её научные интересы картографическими проекциями и отчасти способами измерения по картам, т. е. конкретными и относительно узкими математическими проблемами. Между тем дифференциация наук и потребности практики во 2-й половины 19 в. обусловили разработку большого числа разнообразных тематических карт — геологических, климатических, почвенных, экономических и др.; чисто геометрическая трактовка карты того времени препятствовала её развитию. Новые взгляды на картографирование установились ранее всего в СССР, где плановое хозяйство нуждалось в разностороннем картографировании страны: уже в 30-х гг. под картографированием стали понимать науку о методах и процессах составления и воспроизведения карт, что было прогрессивным явлением по сравнению с прежним представлением о карте. Однако в тени ещё оставались изучение существа карт и разработка методов их использования.

Карта тесно связана с геодезическими и географическими науками. Геодезия доставляет ей точные данные о форме и размерах Земли, а топография и аэрофототопография — первичные картографические источники — крупномасштабные топографические карты, которые образуют исходную основу всех географических карт. Географические науки вооружают картографа знаниями, необходимыми для обоснованного выбора количественных и качественных характеристик картографируемых явлений и для их правильного отображения с учётом региональных особенностей. В свою очередь география (как и другие науки) получает в картах эффективное средство для исследования пространственного размещения, сочетаний и взаимосвязей любых природных и социальных явлений.

Практическое значение картографирования определяется ценностью и незаменимостью географических карт как наглядных и точных пространственных моделей, широко используемых в народнохозяйственных, культурно-образовательных и оборонных целях.

В картографическом производстве карты получают либо в результате полевых съёмок и обработки их материалов, либо в камеральных, т. е. в кабинетных или лабораторных, условиях путём использования и переработки разнообразных источников — картографических, географических, экономико-статистических и др.

Методы полевых съёмок и их обработки для создания топографических карт рассматриваются топографией и аэрофототопографией. Тематические съёмки — геологические, почвенные и др. — входят в задачи картографирования геологического, почвенного и т. д. Методы проектирования и камерального изготовления карт разрабатываются собственно картографированием. При камеральной работе, исходя из назначения проектируемой карты, намечают её предварительную программу: масштаб, картографическую проекцию, содержание карты (перечень элементов содержания, их классификации, полноту и подробность передачи каждого элемента и т. д.) и способы изображения. Далее подбирают необходимые источники и изучают по ним картографируемые явления, чтобы установить их типические черты и характерные особенности, которые следует отобразить на карте. С учётом результатов этой работы готовят окончательную программу карты.

Далее следуют работы по графическому изготовлению оригинала карты, включающие построение картографической сетки, перенос на неё содержания источников (полностью или выборочно), генерализацию и вычерчивание оригинала в установленных программой картографических знаках. При составлении тематических карт содержание источников переносится на заранее подготовленную (или выбранную) географическую основу.

В процессе подготовки карты к изданию нередко готовят по первичному оригиналу карты (черчением или гравированием на пластике) вторичные издательские оригиналы как чистовые копии, обеспечивающие получение печатных форм высокого качества. Изготовление карты завершается картоиздательскими процессами, в результате которых карта печатается в необходимом количестве экземпляров.

В современном картографическом производстве в создании карты обычно участвует коллектив специалистов разной квалификации. Поэтому появляется надобность в едином научно-техническом руководстве на всех этапах изготовления карты (включая издание). Это руководство принято называть редактированием карты.

Из книги А. М. Берлянта «Виртуальные геоизображения»:

Что есть карта? В 1996 году в известном международном картографическом журнале «Cartographicа» было опубликовано любопытное исследование Дж. Эндрюса, рассмотревшего с лексикографических позиций понятие и определение «карта». Пользуясь словарями, энциклопедиями, глоссариями, учебниками, монографиями и статьями, помещенными в географических и картографических периодических изданиях, он собрал и проанализировал 321 определение карты. Временной охват составил почти два с половиной столетия — с 1649 по 1996 годы. Оказалось, что чаще всего ключевыми словами в этих определениях были:

• карта — это изображение (205 определений)

• карта-это чертеж или план — (150)

• карта — это изображение части или всей земной поверхности — (144)

Проявились разные трактовки: научная, популярная, картографическая и философская. Естественно, что наиболее употребительными оказались определения карты, предложенные в XX веке, и в особенности то из них, которое было принято и закреплено Международной картографической ассоциацией (МКА).

В Многоязычном словаре технических терминов картографии, изданном в 1973 году Комиссией МКА, по определению, классификации и стандартизации картографической терминологии зафиксирована такая дефиниция: карта — уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли, других небесных тел или небесной сферы, построенное по математическому закону на плоскости и показывающее посредством условных знаков размещение и свойства объектов, связанных с этими поверхностями. Это определение близко к тому, которое долгое время использовалось в отечественных университетских учебниках по картографии, и это не удивительно, поскольку в те годы Президентом МКА был советский картограф К. А. Салищев, который редактировал русские толкования терминов и написал предисловие к многоязычному словарю. Отметим, что немецкое, английское, испанское и французское определения имеют иные редакции.

Через двадцать с лишним лет 10-я Генеральная ассамблея МКА приняла несколько иное, как тогда подчеркивалось, рабочее определение: карта — знаковое изображение географической реальности, отображающее отдельные ее особенности или характеристики как результат творческого авторского отбора и предназначенное для использования в тех случаях, когда пространственные отношения имеют первостепенное значение.

Это определение — результат многолетних усилий Комиссии МКА, дискуссий в печати и на международных форумах. Это итог обобщения разных мнений и многих концептуальных и лексических компромиссов. В таких случаях результат не всегда бывает оптимален: компромиссы противопоказаны научным дефинициям. Но зато в приведенном определении отражен типичный, обобщенный, если можно так сказать, «усредненный» взгляд на карту.

Обратим внимание на некоторые особенности этого взгляда. Они будут полезны в дальнейших рассуждениях о виртуальном картографировании. В определении зафиксированы следующие важные моменты:

• знаковость (символьность) картографического изображения

• отображение географической реальности

• субъективный творческий характер этого отображения

• приоритет пространственных отношений

В то же время, в определении отсутствуют упоминания о том, что карта:

• построена по особому математическому закону

• может отображать не только географическую реальность, но и географические абстракции, мысленные и даже фиктивные объекты

• способна представлять не только пространственные, но и динамические ситуации, их изменения во времени

• может содержать снимковое (фотографическое) изображение или его элементы.

Ясно, что определение МКА зафиксировало устоявшийся традиционный взгляд на карту, характерный для докомпьютерного этапа развития картографии в середине прошлого столетия. В этом есть определенный резон: мол, техника и технология меняются, а сущность карты остается неизменной. Поэтому оправдано поставить вопрос о том, изменила ли компьютеризация картографическое изображение, а если изменила, то в чем и насколько существенно?

Попробуем в самом общем виде обозначить этапы компьютеризации картографии, учитывая, что всякая периодизация условна, а кроме того, в разных странах процессы внедрения компьютерных технологий шли асинхронно и неравномерно.

1-й этап — упростить и ускорить. Интенсивное внедрение автоматизации в картографию, как и во все другие отрасли науки и техники, отвечало стремлению облегчить трудоемкие работы, в данном случае — картосоставление. На первых порах речь шла об автоматическом построении картографических сеток, географических основ, значков, об интерполяции изолиний, составлении простых картограмм и картодиаграмм. Негласным девизом первого этапа автоматизации в картографии было — упростить и ускорить передачу информации. Картографирование выполнялось по сравнительно несложным алгоритмам, с помощью автоматических графопостроителей и алфавитно-цифровых печатающих устройств (АЦПУ). По качеству карты заметно уступали традиционным.

2-й этап — имитировать традиционные карты. Вскоре на первый план вышло требование — изготовлять карты, не уступающие по качеству традиционным. Компьютеризация (этот термин занял место термина автоматизация) была нацелена на полную имитацию ручных процессов, а компьютерные карты и атласы стали подражать бумажным, ни в чем не уступая им.

3-й этап — интеграция опыта. На этапе геоинформационного картографирования стало очевидным, что прогресс не исчерпывается одной технологией. Необходимо максимально использовать достижения традиционного картосоставления, включая методы географической локализации, правила генерализации, приемы взаимного согласования информационных слоев — одним словом, весь опыт проектирования и составления карт, накопленный вековым развитием картографии. Парадокс состоит в том, что быстрый прогресс технологий и кажущаяся их доступность без основательной опоры на содержательные географо-картографические представления не улучшает, а даже ухудшает дело. Порой кажется, что карты создают некие акселераты, вооруженные мощными техническими средствами, но не обладающие развитым интеллектом и необходимым знаниями.

4-й этап — сделать лучше. Внедрение специализированных геоинформационных технологий, электронного цветоделения и электронных издательских систем в составление, подготовку к изданию и издание карт обеспечили заметное усовершенствование процессов их изготовления. В сочетании с опытом традиционной картографии это позволило изготавливать произведения более высокого качества. Они стали точнее в геометрическом отношении, более разнообразны по цветовому, штриховому, полутоновому оформлению, по яркому дизайну.

5-й этап — сделать по-другому. Одновременно с усвоением традиционного опыта геоинформационное картографирование постепенно вышло на новый уровень. Сегодня картографы-геоинформатики все чаще задумываются о создании произведений, отличающихся от традиционных карт и атласов. В самом деле, должна ли электронная карта подражать бумажной? Следует ли копировать традиционные средства изображения? Должна ли карта всегда оставаться плоской? Должна ли она воспроизводить лишь статичные временные срезы?

Все это риторические вопросы. Известно, что трехмерное цифровое моделирование позволяет строить объемные изображения, а анимации придают картам так необходимый им динамический аспект. Но есть вопросы, ответы на которые не столь очевидны. Должен ли читатель всегда быть над картой, видеть ее сверху, как план, или есть смысл находиться на карте, рассматривая местность в перспективе и в пределах кругозора? Насколько оправдан полный или частичный отказ от символьного изображения и переход к изображению портретному, фотографическому, то есть к фотокарте? И наконец — можно ли показывать на карте местность, игнорируя состояние окружающей среды, например, время года, солнечное освещение, погодные условия?

И здесь приходится возвратиться к вопросу, с которого были начаты эти рассуждения — «что есть карта?». Можно ли считать картой трехмерное, движущееся и портретно схожее с местностью изображение? Шотландский картограф Д. Форрест предпринял по этому поводу специальное тестирование, в котором опирался на исследование Дж. Эндрюса. Испытуемым — студентам-географам — было предъявлено 26 слайдов, включавших карты, планы, перспективные снимки, фотокарты, космические снимки, диаграммы, блок-диаграммы и панорамы. Разглядывая каждое изображение не более 5 секунд, испытуемые должны были ответить на вопрос, какие из этих изображений являются картами, а какие — нет.

Оказалось, что большинство участников эксперимента совсем не ожидали увидеть на картах фотоизображение, они не сочли картами снимки и даже ортофотокарты с нанесенными на них горизонталями. Кроме того, многие испытуемые не признали картами трехмерные изображения, а также рукописные карты. Но зато все участники эксперимента единодушно назвали картами традиционные физические карты из атласов и планы городов. Важнейшим «картографическим» признаком для них оказались условные знаки и надписи. По мнению автора исследования, у большинства читателей традиционный взгляд на карту явно преобладает над научным.

Библиография

Асланикашвили А. Ф. Метакартография: Основные проблемы. Тбилиси, 1974

Берлянт А. М. Образ пространства: карта и информация. М., 1986

Берлянт А. М. Картографический метод исследования. 2-е изд. М., 1988

Берлянт А. М. Геоиконика. М., 1996

Берлянт А. М. Виртуальные геоизображения. М., 2001

Берлянт А. М. Картография: Учебник для вузов. М., 2001

Востокова А. В. Оформление карт: Компьютерный дизайн. М., 2002

Книжников Ю. Ф. Аэрокосмическое зондирование. Методология, принципы, проблемы. М., 1997

Лютый А. А. Язык карты: сущность, система, функции. М., 1988

Салищев К. А. Картоведение. 3-е изд. М., 1990

Смирнов Л. Е. Трехмерное картографирование. Л., 1982

Тема № 258

Эфир 26.05.2003

Хронометраж 40:02

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz