Краткое введение в ГИС

Часть 8: Подготовка карт

Цель: Понимание того, как создавать карты на основе пространственных данных

Ключевые слова: Создание карт, макет карты, шкала масштаба, стрелка севера, легенда, градусная сетка, единица измерения карты

Подготовка карты — это процесс расположения элементов карты на листе так, чтобы посторонний человек мог понять содержание карты. Карты часто создаются для презентаций и отчетов, предоставляемых непрофессиональной аудитории: политикам, горожанам или ученикам. Поэтому карта должна говорить сама за себя и обладать языком, способным донести пространственную информацию до ее пользователей. Для этого существуют общепринятые элементы карты: заголовок, собственно карта, легенда, стрелка севера, шкала масштаба, картографическая рамка и заметка (см. Рисунок 72).

Также могут быть добавлены другие элементы, такие как градусная сетка или название картографической проекции. Вместе эти элементы помогают пользователю понять информацию, изображенную на карте. Собственно карта, конечно, является важнейшей ее частью, т. к. содержит информацию карты. Другие элементы помогают понять, что изображено на этой части. Например, заголовок говорит об общем смысловом содержании карты, а легенда соотносит символы карты и их значение.

Заголовок карты очень важен, т. к. он обычно является первым элементом, который попадается на глаза пользователю карты. Его можно сравнить с заголовком газеты. Он должен быть коротким, но при этом давать общее представление о том, что изображено на карте.

Картографическая рамка — это линия, определяющая края области, отображенной на карте. Печатая карту с градусной сеткой (ее мы опишем чуть ниже), Вы часто можете найти координатную информацию о линиях сетки, расположенную вдоль границ карты.

Карта — это упрощенное представление реального мира с помощью условных обозначений, или символов. Без понимания условных обозначений мы не понимали бы карты. Для того, чтобы пользователи понимали карту, существует легенда карты, которая содержит объяснение использованных на карте символов. Она похожа на словарь, который помогает Вам понять графический язык карты. Легенда обычно размещается в виде небольшой прямоугольной области в одном из углов карты. Она содержит иконки, каждая из которых представляет тип объектов. Например, иконка дома поможет найти на карте дома (см. Рисунок 73).

На Рисунке 73 слева показана карта с озером светло-голубого цвета и линиями горизонталей с отметками высот для изображения рельефа местности. Справа Вы можете видеть ту же самую территорию с озером, но на этот раз карта составлена так, чтобы показать туристам места, где они могут арендовать дома для отпуска. Она использует более яркие цвета и иконки домов.

Стрелка севера, иногда называемая розой ветров, — это фигура, показывающая главные направления (север, юг, запад и восток). На карте она используется для обозначения северного направления. Например, если стрелка на карте направлена вверх, это значит, что дома, изображенные в верхней части карты, располагаются севернее, чем дома, расположенные в нижней, а дорога, идущая вправо от озера, ведет на восток. Если Вы ищете железнодорожную станцию к западу от озера, Вы найдете ее в левой стороне карты.

Масштаб карты — это величина, показывающая соотношение расстояний на карте и расстояний на местности. Значения даются в единицах измерения длины (метры, футы или градусы). Масштаб может быть показан несколькими способами: именованный, дробный и линейный (см. Рисунок 74).

Именованный (словесный) масштаб является часто используемым методом, т. к. его преимущество заключается в простоте понимания большинством пользователей карты. Вы можете найти пример словесного обозначения масштаба на Рисунке 74а. Другим общеупотребительным способом является дробный, когда расстояние на карте и на местноти дается в виде отношения в одних и тех же величинах. Например, значение 1 : 25 000 означает, что любое расстояние на карте в 25000 раз меньше такового на местности (см. Рисунок 74б). Значение 25000 называется знаменателем масштаба. Более опытные пользователи предпочитают дробный способ. Когда значение масштаба является очень малой дробью, например 1:1 000 000, карта называется мелкомасштабной. Если же дробь достаточно большая, например 1:50 000, карта является крупномасштабной. Запомните: мелкомасштабная карта покрывает крупную область, а крупномасштабная карта — маленькую территорию!

Линейный масштаб — еще один широко используемый метод выражения масштаба карты. Вдоль графической шкалы отмерены расстояния на карте, а эквивалентные расстояния на местности показаны над шкалой, как можно видеть на Рисунке 74в.

Карты обычно производятся в стандартных масштабах, например 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000 и т. д. Что это значит для пользователя карты? Это означает, что если Вы умножите расстояние, измеренное по карте, на знаменатель масштаба, то получите расстояние на местности. Например, если Вы измерили расстояние в 100 мм на карте масштаба 1:25 000, то расстояние на местности рассчитывается следующим способом:

Это значит, что 100 мм на карте эквивалентны 2 500 000 мм (или 250 м) на местности.

Другим интересным аспектом масштаба является то, что карты более крупного масштаба содержат больше деталей. На Рисунке 75 показан пример двух карт одного размера и разных масштабов. Слева можно видеть больше деталей, например дома на юго-западе от озера четко отделены друг от друга. На карте справа можно видеть только кучку прямоугольников, а не каждый дом по отдельности.

В заметке возможно добавить некоторое количество текста с важной информацией. Например, информация об использованных данных может быть полезна для определения того, как, кем и когда была создана карта. Когда Вы смотрите на топографическую карту Вашего города, бывает полезно узнать, кем и когда она была составлена. Если карте 50 лет, Вы скорее всего найдете много домов и дорог, которые уже не существуют, а также пустыри, которые впоследствии были застроены. Если Вы знаете, каким учреждением была создана карта, Вы можете связаться с ним и выяснить, могут ли они предоставить более свежую версию карты с обновленной информацией.

Градусная сетка — это сеть линий, наложенная на карту с целью упрощения ориентации для пользователя. Линии сетки используются в качестве ориентира. Например, они могут соответствовать параллелям и меридианам. Если Вы захотите описать определенную область на карте во время презентации, Вы можете сказать «в районе 32,11 градусов южной широты и 26,04 градусов восточной долготы часто случаются наводнения в весенний период» (см. Рисунок 76).

Картографическая проекция служит для представления сферической поверхности Земли на двумерной карте. Как мы уже обсудили в прошлом разделе, это достаточно сложная тема, и не существует проекций, которые передавали бы точно все геометрические характеристики земной поверхности (углы, расстояния и площади). Каждая проекция имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы создавать максимально точные карты, люди изучили, модифицировали и произвели множество различных проекций. В итоге каждое государство разработало свою собственную проекцию для улучшенного изображения собственной территории (см. Рисунок 77).

Если мы помним об этом, становится понятно, почему есть смысл добавлять название проекции на карту. Это позволяет пользователю быстро понять, может ли он сравнить две карты. Например, Вы можете видеть, что на Рисунке 77 очертания стран выглядят по-разному при двух разных проекциях. Для получения более подробной информации обратитесь к предыдущему разделу «Системы координат».

Достаточно трудно бывает создать внешне привлекательную и одновременно понятную для пользователя карту. Чтобы достичь этого, Вам нужно каждый раз находить правильную выкладку элементов карты. Подумайте, какое сообщение Вы хотите донести до пользователя своей картой и как Вам в этом помогут ее элементы, такие как легенда, масштабная линейка и заметка, а также где находятся лучшие позиции для этих элементов. Сделав это, Вы получите хорошо сконструированную и полную значения карту, которая понравится пользователям и будет им понятна.

Закрепим изученный материал:

•Подготовка карты означает расположение элементов карты на листе бумаги.

•К элементам карты относятся название, собственно карта, картографическая рамка, легенда, масштаб, стрелка севера и заметка.

•Масштаб показывает разницу между расстояниями на карте и реальными расстояниями на местности.

•Масштаб изображается в единицах измерения карты (метры, футы или градусы).

•Легенда объясняет условные обозначения карты.

•Карты должна объяснять сложную информацию наиболее простым способом.

•Север обычно находится вверху карты.

Попробуйте сами!

Ниже приведено несколько примеров практических заданий для Ваших учеников:

•Загрузите несколько векторных слоев в ГИС-приложение. Посмотрите, смогут ли ученики предложить примеры различных элементов легенды, такие как типы дорог или зданий. Создайте список элементов легенды и решите, как будут выглядеть условные обозначения для упрощения понимания содержания карты ее пользователями.

•Создайте с учениками макет карты на бумаге. Согласуйте заголовок карты, набор слоев, который Вы хотите изобразить и какие цвета и символы Вы хотите для этого использовать. Для настройки условных обозначений используйте методы, описанные в Разделах 2 и 3. Когда у Вас будет макет карты, откройте Режим Компоновки в QGIS и попытайтесь настроить намеченный макет в приложении.

Вы можете использовать любую топографическую карту для обсуждения картографического дизайна с учениками. Выясните, как они понимают, о чем говорит карта. Какие улучшения можно предложить? Как точно карта описывает историю территории? Как карта 100-летней давности отличается от сегодняшней карты той же самой территории?

Книги:

•Chang, Kang-Tsung (2006): Introduction to Geographic Information Systems. 3rd Edition. McGraw Hill. (ISBN 0070658986)

•DeMers, Michael N. (2005): Fundamentals of Geographic Information Systems. 3rd Edition. Wiley. (ISBN 9814126195)

Веб-сайты:

http://en.wikipedia.org/wiki/Scale_(map)

http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/mapproj/mapproj.html

Руководство Пользователя QGIS также содержит более подробную информацию о подготовке карт в QGIS.

В следующем разделе мы увидим, что ГИС-приложения позволяют не только создавать красивые карты, но и производить пространственный анализ!