Карта является символическим изображением подчеркивающего отношений между элементами некоторого пространства, такими как объекты, регионами, или темой.
Многие карты статичны, прикреплены к бумаге или другому прочному носителю, а другие являются динамическими или интерактивными. Хотя наиболее часто используются для описания географии, карты могут представлять собой любое пространство, реальное или вымышленное, безотносительно к контексту или масштабу, например, в отображении мозга, ДНК отображении или отображении компьютерной топологии сети. Отображаемое пространство может быть двухмерным, например, поверхность земли, трехмерным, например внутренним пространством земли, или даже более абстрактными пространствами любого измерения, например, возникающими при моделировании явлений, имеющих множество независимых переменных.
Хотя самые ранние из известных карт относятся к небесам, географические карты территорий имеют очень давнюю традицию и существуют с древних времен. Слово «карта» происходит от средневекового латинского Mappa mundi, где mappa означало салфетку или ткань, а mundi - мир. Таким образом, «карта» стала сокращенным термином, обозначающим двумерное представление поверхности мира.
Картография или картографирование - это изучение и практика создания изображений Земли на плоской поверхности (см. Историю картографии ), и того, кто делает карты, называют картографом.
Дорожные карты, возможно, являются сегодня наиболее широко используемыми картами и образуют подмножество навигационных карт, которые также включают аэронавигационные и морские карты, карты железнодорожной сети, а также карты для пеших и велосипедных прогулок. В количественном отношении наибольшее количество нарисованных листов карты, вероятно, составлено местными обследованиями, проводимыми муниципалитетами, коммунальными службами, налоговыми инспекторами, поставщиками экстренных служб и другими местными агентствами. Многие национальные геодезические проекты были выполнены военными, например, British Ordnance Survey : гражданское правительственное агентство, всемирно известное своей детально проработанной работой.
В дополнение к информации о местоположении карты также могут использоваться для изображения контурных линий, указывающих постоянные значения высоты, температуры, количества осадков и т. Д.
Ориентация карты - это взаимосвязь между направлениями на карте и соответствующими направлениями компаса в реальности. Слово « восток » происходит от латинского oriens, что означает восток. В средние века многие карты, в том числе карты T и O, рисовались с востоком вверху (это означает, что направление «вверх» на карте соответствует Востоку на компасе). Наиболее распространенное картографическое соглашение заключается в том, что север находится в верхней части карты.
Карты, не ориентированные на север вверху:
Многие карты нарисованы в масштабе, выраженном в виде отношения, например 1: 10 000, что означает, что 1 единица измерения на карте соответствует 10 000 той же единицы на земле. Заявление о масштабе может быть точным, если отображаемая область достаточно мала, чтобы можно было пренебречь кривизной Земли, например, карта города. Для картографирования более крупных регионов, кривизну которых нельзя игнорировать, требуются проекции для отображения изогнутой поверхности Земли на плоскость. Невозможность уплощения сферы к плоскости без искажения означает, что карта не может иметь постоянный масштаб. Скорее, на большинстве проекций лучшее, что можно получить, - это точный масштаб по одному или двум путям на проекции. Поскольку масштаб везде разный, его можно значимо измерить только как балльную шкалу для каждого местоположения. Большинство карт стараются удерживать вариацию шкалы в узких пределах. Хотя заявленный масштаб является номинальным, обычно он достаточно точен для большинства целей, если карта не покрывает большую часть Земли. В масштабе карты мира масштаб как единое число практически не имеет смысла на большей части карты. Вместо этого это обычно относится к шкале вдоль экватора.
Картограмма: ЕС искажен, чтобы показать распределение населения по состоянию на 2008 год.На некоторых картах, называемых картограммами, масштаб намеренно искажен, чтобы отразить информацию, отличную от площади суши или расстояния. Например, эта карта (справа) Европы была искажена, чтобы показать распределение населения, в то время как грубая форма континента все еще видна.
Другой пример искаженного масштаба - это знаменитая карта лондонского метро. Базовая географическая структура соблюдается, но линии метро (и река Темза ) сглажены, чтобы прояснить отношения между станциями. Рядом с центром карты станции расположены дальше, чем по краям карты.
Дальнейшие неточности могут быть преднамеренными. Например, картографы могут просто опустить военные сооружения или удалить объекты исключительно для повышения четкости карты. Например, на дорожной карте могут не отображаться железные дороги, небольшие водные пути или другие заметные недорожные объекты, и даже если они есть, они могут отображаться менее четко (например, пунктирные или пунктирные линии / очертания), чем основные дороги. Эта практика, известная как расщепление, упрощает чтение интересующего пользователя предмета, обычно без ущерба для общей точности. Программные карты часто позволяют пользователю переключать расчистку между ВКЛ, ВЫКЛ и АВТО по мере необходимости. В режиме АВТО степень очистки регулируется по мере изменения пользователем отображаемой шкалы.
Географические карты используют проекцию для преобразования трехмерной реальной поверхности геоида в двухмерное изображение. Проекция всегда искажает поверхность. Есть много способов распределить искажение, поэтому существует множество картографических проекций. Какую проекцию использовать, зависит от цели карты.
Различные объекты, показанные на карте, представлены обычными знаками или символами. Например, цвета можно использовать для обозначения классификации дорог. Эти знаки обычно поясняются на полях карты или на отдельно опубликованном листе характеристик.
Некоторые картографы предпочитают, чтобы карта покрывала практически весь экран или лист бумаги, не оставляя «вне» места для информации о карте в целом. Эти картографы обычно помещают такую информацию в «пустую» область «внутри» карты - картуш, легенду карты, заголовок, компас, шкалу и т. Д. В частности, некоторые карты содержат меньшие «суб-карты» в других пустых областях. - часто один в гораздо меньшем масштабе, показывающий весь земной шар и место всей карты на этом глобусе, и несколько, показывающие «области интереса» в большем масштабе, чтобы показать детали, которые иначе не подошли бы. Иногда субкарты используют тот же масштаб, что и большая карта - несколько карт смежных Соединенных Штатов включают субкарту того же масштаба для каждого из двух несмежных штатов.
Дизайн и производство карт - это ремесло, которое развивалось на протяжении тысячелетий, от глиняных табличек до географических информационных систем. Как форма дизайна, особенно тесно связанная с графическим дизайном, создание карт включает в себя научные знания о том, как используются карты, интегрированные с принципами художественного выражения, для создания эстетически привлекательного продукта, несет ауру авторитета и функционально служит определенной цели. для целевой аудитории.
Создание карты включает объединение нескольких элементов и принятие большого количества решений. Элементы дизайна делятся на несколько широких тем, каждая из которых имеет свою собственную теорию, свою исследовательскую программу и свои собственные передовые практики. Тем не менее, между этими элементами существуют синергетические эффекты, а это означает, что общий процесс проектирования - это не просто работа над каждым элементом по отдельности, но итеративный процесс обратной связи по корректировке каждого для достижения желаемого гештальта.
Карты мира или больших территорий часто бывают «политическими» или «физическими». Самая важная цель политической карты - показать территориальные границы ; цель физического - показать особенности географии, такие как горы, тип почвы или землепользование, включая инфраструктуру, такую как дороги, железные дороги и здания. Топографические карты показывают высоты и рельеф с контурными линиями или штриховкой. Геологические карты показывают не только физическую поверхность, но и характеристики подстилающей породы, линий разломов и подземных структур.
С последней четверти 20 века незаменимым инструментом картографа был компьютер. Большая часть картографии, особенно на уровне обследования сбора данных, была включена в географические информационные системы (ГИС). Функциональность карт была значительно улучшена благодаря технологии, упрощающей наложение пространственно расположенных переменных на существующие географические карты. Интегрированная на карту местная информация, такая как уровень осадков, распределение диких животных или демографические данные, позволяет более эффективно анализировать и принимать более правильные решения. В доэлектронную эпоху такое наложение данных привело доктора Джона Сноу к определению места вспышки холеры. Сегодня он используется организациями человечества, такими же разнообразными, как защитники дикой природы и военные по всему миру.
Карта рельефа Сьерра-НевадаДаже когда ГИС не задействована, большинство картографов сейчас используют различные программы компьютерной графики для создания новых карт.
Коммерчески доступны интерактивные компьютеризированные карты, позволяющие пользователям увеличивать или уменьшать масштаб (соответственно увеличивать или уменьшать масштаб), иногда заменяя одну карту другой картой другого масштаба, центрированной, где это возможно, в одной и той же точке. Автомобильные глобальные навигационные спутниковые системы представляют собой компьютеризированные карты с функциями планирования маршрута и подсказок, которые отслеживают положение пользователя с помощью спутников. С точки зрения компьютерного ученого, увеличение влечет за собой одно или комбинацию следующих действий:
Например:
Карты, отражающие территориальное распределение климатических условий по результатам многолетних наблюдений, называются климатическими картами. Эти карты могут быть составлены как для отдельных климатических характеристик (температура, осадки, влажность), так и для их сочетаний на поверхности земли и в верхних слоях атмосферы. Климатические карты показывают климатические особенности в большом регионе и позволяют сравнивать значения климатических характеристик в разных частях региона. При создании карты можно использовать пространственную интерполяцию для синтеза значений там, где нет измерений, при условии, что условия меняются плавно.
Климатические карты обычно применяются к отдельным месяцам и году в целом, иногда к четырем временам года, к вегетационному периоду и так далее. На картах, составленных по наблюдениям наземных метеостанций, атмосферное давление пересчитывается на уровень моря. Карты температуры воздуха составляются как из фактических значений, наблюдаемых на поверхности земли, так и из значений, пересчитанных на уровень моря. Поле давления в свободной атмосфере представлено либо картами распределения давления на различных стандартных высотах, например, на каждом километре над уровнем моря, либо картами барической топографии, на которых высоты (точнее, геопотенциалы) главной изобарической наносятся поверхности (например, 900, 800 и 700 миллибар), отсчитываемые от уровня моря. Температура, влажность и ветер на аэроклиматических картах могут относиться как к стандартным высотам, так и к основным изобарическим поверхностям.
Изолинии наносятся на карты таких климатических характеристик, как долгосрочные средние значения (атмосферного давления, температуры, влажности, общего количества осадков и т. Д.), Чтобы соединять точки с равными значениями рассматриваемого объекта, например, изобары для давления., изотермы для температуры и изогиты для осадков. Изоамплитуды наносятся на карты амплитуд (например, годовые амплитуды температуры воздуха, т. Е. Разности средних температур самого теплого и самого холодного месяца). На картах аномалий наносятся изаномали (например, отклонения средней температуры каждого места от средней температуры всей широтной зоны). Изолинии повторяемости наносятся на карты, показывающие частоту конкретного явления (например, годовое количество дней с грозой или снежным покровом). Изохроны наносятся на карты, показывающие даты начала данного явления (например, первые заморозки и появление или исчезновение снежного покрова) или дату определенного значения метеорологического элемента в течение года (например,, переход среднесуточной температуры воздуха через ноль). На ветровые карты (карты) наносятся изолинии среднего численного значения скорости ветра или изотахи; результирующие и направления преобладающих ветров указаны стрелками разной длины или стрелками с разным шлейфом; часто рисуются линии потока. Для свободной атмосферы часто составляются карты зональной и меридиональной составляющих ветра. На климатических картах обычно совмещают атмосферное давление и ветер. На климатических картах также наносятся розы ветров, кривые, показывающие распределение других метеорологических элементов, диаграммы годового хода элементов на отдельных станциях и т.п.
Карты климатического районирования, то есть деление земной поверхности на климатические зоны и регионы по той или иной классификации климатов, представляют собой особый вид климатической карты.
Климатические карты часто включаются в климатические атласы различных географических диапазонов (земной шар, полушария, континенты, страны, океаны) или включаются в подробные атласы. Помимо общеклиматических карт большое практическое значение имеют прикладные климатические карты и атласы. Наиболее многочисленны аэроклиматические карты, аэроклиматические атласы и агроклиматические карты.
Существуют карты Солнечной системы и других космологических объектов, таких как звездные карты. Кроме того, карты других тел, таких как Луна и другие планеты, технически не являются географическими картами. Карты этажей также являются пространственными, но не обязательно геопространственными.
Диаграммы, такие как схематические диаграммы и диаграммы Ганта и Древовидные карты отображение логических отношений между элементами, а не географические отношений. Топологический по своей природе, важна только возможность соединения. Карта лондонского метро и аналогичные карты метро по всему миру - типичный пример таких карт.
Карты общего назначения содержат много типов информации на одной карте. К этой категории относится большинство атласных, настенных и дорожных карт. Ниже приведены некоторые особенности, которые могут быть показаны на картах общего назначения: водоемы, дороги, железнодорожные пути, парки, возвышенности, поселки и города, политические границы, широта и долгота, национальные и провинциальные парки. Эти карты дают общее представление о местоположении и особенностях местности. Читатель может сразу понять тип ландшафта, расположение городов и расположение основных транспортных маршрутов.
Некоторые страны требовали, чтобы на всех опубликованных картах отражались их национальные претензии в отношении приграничных споров. Например:
В 2010 году Китайская Народная Республика начала требовать, чтобы все онлайн-карты, обслуживаемые из Китая, размещались там, что сделало их подчиненными китайским законам.