Графические переменные

Тема 7. ЯЗЫК КАРТЫ

КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ СЕМИОТИКА

Язык карты – это используемая в картографии знаковая система, включающая условные обозначения, способы изображения, правила их построения, употребления и чтения при создании и использовании карт. Во все времена язык карты не только обеспечивал хранение и передачу пространственно-временной информации, но и играл роль общего языка в науках о Земле и смежных с ними отраслях знания.

На стыке картографии и семиотики – лингвистической науки, исследующей свойства знаков и знаковых систем, сформировался особый раздел картографическая семиотика, в рамках которой разрабатывается общая теория систем картографических знаков как языка карты.

В ней изучается довольно обширный круг проблем, касающихся происхождения, классификации, свойств и функций картографических знаков и способов картографического изображения. Семиотика включает три основных раздела: синтактику, семантику и прагматику, соответственно эти разделы существуют и в картографической семиотике:

♦ картографическая синтактика – изучает правила построения и употребления знаковых систем, их структурные свойства, грамматику языка карты;

♦ картографическая семантика – исследует соотношения условных знаков с самими отображаемыми объектами и явлениями;

♦ картографическая прагматика – изучает информационную ценность знаков как средства коммуникации и особенности их восприятия читателями карты. Иногда в составе картографической семиотики выделяют еще один раздел – картографическую стилистику, изучающую стили и факторы, которые определяют выбор изобразительных средств в соответствии с назначением и функциями картографических произведений.

Исследования показали, что в языке карты можно различить, по крайней мере, два слоя (подъязыка): один из них отражает размещение картографируемых объектов, их пространственную форму, ориентацию, взаимное положение, другой – содержательную сущность этих явлений, их внутреннюю структуру, качественные и количественные характеристики. Грамматика обоих подъязыков определяется правилами картографической семиотики.

Язык карты – это объектный язык картографии. Его главные функции (как и картографии вообще) – коммуникативная, т.е. передача некоторого объема информации от создателя карты к читателю, и познавательная – получение новых знаний о картографируемом объекте.

УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ

Картографические условные знаки – это графические символы, с помощью которых на карте показывают (обозначают) вид объектов, их местоположение, форму, размеры, качественные и количественные характеристики.

Исторически условные знаки развивались из картинных перспективных рисунков объектов местности: возвышенностей, рек, лесов, дорог, населенных пунктов. Картографы прошлого старались передать этими рисунками индивидуальные особенности каждого объекта, например внешний вид храмов в городах, породы деревьев и т.п. Но постепенно такие рисунки теряли свою индивидуальность, все города стали показывать одними значками, деревни – иными, для основных дорог стали применять линии одного рисунка, для второстепенных – другого (рис. 7.1). Порой обозначения на картах полностью утрачивали внешнее сходство с изображаемым объектом, скажем, города обозначались кружочком (пунсоном). Знаки приобретали все большую условность и абстрактность.

Знаковость – одно из самых важных свойств, отличающих карту от многих других изображений, прежде всего от аэро- и космических снимков. Использование условных знаков позволяет:

♦ показывать реальные и абстрактные объекты (например, высоту снежного покрова);

♦ изображать объекты, не видимые человеком и даже не воспринимаемые органами чувств (гравитационные и магнитные поля и др.);

♦ передавать внутренние характеристики и структуру объектов (объем и структуру промышленного производства, состав населения и др.);

♦ отражать взаимные отношения объектов: порядок и иерархию, пропорциональность, различие, соподчиненность (например, геологическая стратиграфия);

♦ показывать динамику явлений и процессов (изменение стока в речных бассейнах по месяцам);

♦ сильно уменьшать изображение (на мелкомасштабной карте вместо показа отдельных домов и кварталов можно кружком обозначить весь населенный пункт).

Условные обозначения, применяемые на картах, подразделяют на три основные группы (рис. 7.1):

Рис. 7.1. Некоторые условные обозначения топографических карт

♦ внемасштабные (точечные), которые используют для показа объектов, локализованных в пунктах, например нефтяные месторождения или города на мелкомасштабных картах.

Внемасштабность знаков проявляется в том, что их размеры (если их выразить в масштабе карты) всегда значительно превосходят истинные размеры объектов на местности;

♦ линейные, используемые для отображения линейных объектов: рек, дорог, границ, тектонических разломов и т.п. Они масштабны по длине, но внемасштабны по ширине;-

♦ площадные, применяемые для объектов, сохраняющих на карте свои размеры и очертания, например для лесных массивов, озер, почвенных ареалов и др. Такие знаки обычно состоят из контура и его заполнения, они всегда масштабны и позволяют точно определить площадь объектов.

До недавнего времени все знаки были статичными, однако с развитием электронных технологий появились и динамические условные знаки. Это движущиеся, изменяющиеся знаки, используемые в компьютерных картографических анимациях. Они также могут быть точечными, линейными или площадными (фоновыми). Роль знаков не ограничена только передачей информации.

Знаки служат средством фиксации, формализации и систематизации знаний. Не менее важны познавательные (гносеологические) функции картографических условных знаков. С ними можно выполнять действия, преобразовывать их из одной формы в другую, проводить измерения. Знаки сами по себе служат средством формирования научных понятий, конкретизации, визуализации теоретических выводов, т.е. способом научного познания.

ГРАФИЧЕСКИЕ ПЕРЕМЕННЫЕ

Количество и разнообразие знаков, применяемых при создании карт, практически бесконечно. Однако все они состоят из небольшого числа графических переменных подобно тому, как все многообразие существующих мелодий состоит всего из шести нот.

Графические переменные – элементарные графические средства, используемые для построения картографических знаков и знаковых систем. Это форма, размер, ориентировка, цвет, насыщенность цвета (светлота) и внутренняя структура знака (рис. 7.2).

Представление о графических переменных разработал в 1960-х гг. французский семиолог и картограф Ж. Бертен применительно к статичным бумажным картам. Если же иметь в виду компьютерные картографические анимации, то следует добавить динамические графические переменные.

Создавая знаки для любой карты, картограф может свободно сочетать любые графические переменные. Законы картографической семиотики и художественный вкус автора карты позволяют подбирать самые разные стили и сочетания, конструировать яркие, хорошо различимые и запоминающиеся знаки. Но, в то же время, такая свобода выбора осложняет унификацию и стандартизацию условных обозначений, а это – очень важная проблема в картографии. Например, населенные пункты можно обозначать кружками разного цвета и размера, квадратиками, звездочками, стилизованными рисунками домиков или какими-либо иными значками. Если математические или химические символы понятны специалистам без пояснений, то всякая карта должна сопровождаться легендой, разъясняющей значение каждого знака.

Рис. 7.2. Графические переменные (по Ж. Бертену).

а – форма; б – размер; в – светлота; г – внутренняя структура;

д – цвет; е – ориентировка.

Обратите внимание на то, что в настоящее время стандартные условные обозначения приняты и официально закреплены лишь для топографических, морских и аэронавигационных карт.

В тематической картографии унифицированные системы цветов и индексов применяют только на геологических и отчасти на почвенных картах, делаются попытки разработать унифицированные легенды геоморфологических карт.

Конечно, не следует думать, что в выборе графических переменных царит полный произвол. Есть установившиеся правила, определяемые особенностями локализации и распространения явления, принципами взаимного сочетания знаков, картографическими традициями, условиями восприятия знаков, требованиями измерений по картам и др.
Системы условных обозначений, применяемые для передачи объектов и явлений, различающихся характером пространственной локализации и размещения, называются способами картографического изображения.

ЗНАЧКИ

Способ значков применяют для показа объектов, локализованных в пунктах и обычно не выражающихся в масштабе карты (рис. 7.3). Это могут быть населенные пункты, месторождения полезных ископаемых, промышленные предприятия, отдельные сооружения, ориентиры на местности и т.п. Значки позволяют характеризовать качественные и количественные особенности объектов, их внутреннюю структуру.

Рис. 7.3. Значки геометрические.

Различают три вида значков:

♦ абстрактные геометрические значки – кружки, квадраты, звездочки, ромбы и др.; размер знака отражает количественную характеристику, цвет или штриховка – качественные особенности, а структура знака передает структуру самого объекта;

♦ буквенные значки – буквы национального или латинского алфавитов, например Ф или Аl, обозначающие месторождения фосфоритов или алюминия; размер букв может количественно характеризовать объект, хотя сравнивать их между собой сложнее, чем геометрические фигуры;

♦ наглядные значки (пиктограммы) – напоминают изображаемый объект, например рисунок самолета обозначает аэродром, туристская палатка – кемпинг и т.п.; такие обозначения очень наглядны и чаще всего их используют на популярных туристских, рекламных, пропагандистских картах.

ЛИНЕЙНЫЕ ЗНАКИ

Этот способ используется для изображения реальных или абстрактных объектов, локализованных на линиях. К ним относятся, например, береговые линии, разломы, дороги, атмосферные фронты, административные границы. Разный рисунок и цвет линейных знаков передают качественные и количественные характеристики объектов: тип береговой линии, глубину заложения разломов, число колей железной дороги, теплые и холодные фронты и т.п. (рис. 7.4).

Линейный знак внемасштабен по ширине, но ось его должна совпадать с положением реального объекта на местности. При постепенности перехода или нечеткости границы линейный знак может передаваться полосой. Линейными знаками можно отразить даже динамику объекта, например, нанести положение береговой линии моря в разные стадии трансгрессии, передав тем самым постепенность затопления суши.

Рис. 7.4. Лилейные знаки.

ИЗОЛИНИИ

Изолинии – линии одинаковых значений картографируемого показателя. Способ изолиний применяется для изображения непрерывных, плавно изменяющихся явлений, образующих физические поля. Таковы поле рельефа, поля магнитной напряженности, давления, температур и т.д. (рис. 7.5). Они изображаются соответственно горизонталями (изогипсами), изогонами, изобарами, изотермами – семейство различных изолиний весьма обширно и насчитывает десятки видов.

В начале, на карту наносят значения картографируемого объекта в точках наблюдений, а затем с помощью интерполяции проводят изолинии. При этом заранее выбирается интервал сечения – разность отметок двух соседних изолиний. Расстояние между изолиниями на карте называется заложением изолиний и характеризует градиент поля (уклон поверхности). Чем меньше заложение, т.е. расстояние между изолиниями, тем выше градиент, круче поверхность, и наоборот, большие заложения свидетельствуют о пологой поверхности, о низких градиентах. Автоматическое проведение изолиний выполняется по цифровым моделям с помощью специальных интерполяционных программ.

Рис. 7.5. Изолинии.

Изолинии – очень удобный, гибкий и информативный способ изображения, обладающий высокой метричностью. Благодаря изолиниям можно определять по картам самые разнообразные количественные характеристики: абсолютные и относительные значения явления, уклоны и градиенты, степень расчленения и многое другое. С помощью изолиний показывают также количественные изменения показателей во времени (например, годичные вариации магнитного склонения), перемещение явлений (амплитуды неотектонических поднятий и опусканий), время наступления каких-либо событий (даты созревания сельскохозяйственных культур), повторяемость явлений (частота возникновения штормов в разные сезоны года), взаимосвязь явлений (корреляция форм современного и палеорельефа). На динамических электронных картах системы изолиний могут смещаться, показывая перемещение явлений (например, циклонов и антициклонов).

При создании изолинейных карт всегда учитывают, что читатель воспринимает не каждую изолинию в отдельности, а всю их совокупность, единую систему изолиний, с помощью которой передается структура и морфология картографируемого объекта. Для повышения наглядности промежутки между изолиниями закрашивают, пользуясь шкалой послойной окраски, которая строится так, чтобы интенсивность окраски отражала нарастание или убывание показателя.

ПСЕВДОИЗОЛИНИИ

Изолинии нередко применяют для явлений, не обладающих непрерывностью. В этом случае речь идет о псевдоизолиниях, т.е. изолиниях, отображающих распределение дискретных объектов. Таковы, например, псевдоизолинии плотности населения, размещение которого, конечно же, не образует сплошного поля, псевдоизолинии распаханности или залесенности и т.п. Их всегда проводят на основе интерполяции каких-либо расчетных статистических показателей плотности, интенсивности распределения объектов, полученных в ячейках регулярной или нерегулярной сетки.

На вид псевдоизолинии ничем не отличаются от изолиний, они часто дополняются послойной окраской. Несомненная привлекательность псевдоизолиний состоит в том, что с их помощью создается очень удобная графо-математическая абстракция географических распределений, позволяющая отвлечься от малосущественных свойств и деталей картографируемого объекта и выявить главные закономерности его изменения в пространстве (рис. 7.6). К тому же этот способ обладает высокой метричностью.

Однако необходимо помнить о принципиальном различии между изолиниями и псевдоизолиниями. Последние отражают не реальные, а искусственные, абстрактные поля, например, так называемый «промышленный рельеф» – плотность объектов индустрии на единицу площади или «поле расселения» – число жителей на 1 км2. При изменении плотности данных или способа расчета такие искусственные поля претерпевают сильные изменения. Поэтому на картах желательно указывать способ расчета исходных данных, по которым построены псевдоизолинии.

Рис. 7.7. Псевдоизолинии

СПОСОБ АРЕАЛОВ.

Способ ареалов (от латинского слова area — площадь, участок) заключается в том, что площадь, на которой распространено картографируемое явление, особым обозначением выделяется из всей изображенной на карте территории. Применяется главным образом для качественной характеристики картографируемой территории,

Этим способом на тематических картах показывают области распространения культурных и диких видов растений или животных, бессточные области, районы плавучих льдов в море, районы залегания полезных ископаемых, на исторических картах могут быть показаны территории, охваченные крестьянскими восстаниями, и многие другие явления.

Ареалы бывают абсолютные, вне которых данное явление не встречается, и относительные, внутри которых данное явление обладает определенными свойствами (например, ареал промышленной разработки каменного угля в пределах области его залегания). Относительный ареал более узок – он показывает места наибольшего сосредоточения явления. Ареалы подразделяются на точные и схематичные в зависимости от использования действительных (достоверных) или мнимых границ. Если объект картографирования имеет точные границы, то и ареал будет точным. Для схематических ареалов характерно приближенное отображение явления, когда нет точных данных о его размещении или для данного явления свойственна неопределенность границ в природе.

Ареалы распространения разных видов растений, животных и т. п. могут иметь различные пространственные соотношения: они могут находиться на некотором расстоянии один от другого, могут соприкасаться друг с другом или взаимно перекрываться.
Графически возможности изображения ареалов разнообразны: это сплошная или пунктирная линия различного рисунка и цвета, окраска или цветные штриховки, геометрические или наглядные значки или даже надпись (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Графические способы показа ареала на карте

Границы как графическое средство, преимущественно применяются для абсолютных ареалов, для относительных – значки или надписи. Причем, отличие значка ареала от значка значкового способа заключаются в том, что в первом случае он характеризует площадь, а во втором – показывает объект точно, локализовано. Границы показывают не линейный объект, а только оконтуривают ареал.

На карте "Австралия, Новая Зеландия. Месторождения полезных ископаемых" (рис. 7.8), показаны важные месторождения полезных ископаемых. Металлические руды показаны химическими символами периодической системы Д.И.Менделеева, неметаллические и полиметаллические руды – геометрическими знаками разного рисунка.