С масштабом связано деление карт по охвату территории. Одни из них открывают взору всю нашу планету, другие детально воспроизводят отдельные ее части. По этому признаку выделяют карты мира и полушарий, карты материков и стран, карты областей, районов и сравнительно небольших участков местности. Карты мира и полушарий имеют наиболее мелкий масштаб. Земная поверхность на них изображается обобщенно и схематично, с большими искажениями очертаний материков и их размеров. Поэтому они непригодны для точных измерений. Их используют для изучения взаимного положения материков, океанов и морей, расположения стран, крупных городов, рек и гор. Более подробно большие территории можно изучать по картам материков и отдельных стран. Масштабы этих карт крупнее, и географические объекты на них изображают детальнее, чем на картах мира. Кроме того, они имеют меньшие искажения, и их можно использовать для приближенных измерений расстояний, площадей и углов. Наиболее детально земная поверхность изображается на топографических картах. Их составляют отдельными листами, на каждом из которых отображают сравнительно небольшую территорию. Топографическая карта — почти то же, что и план местности. По ней можно определить размеры географических объектов и точно измерить расстояния между различными пунктами. Чем же в таком случае отличается топографическая карта от плана местности?
Обычно считают, что масштаб плана крупнее 1:10 000, и поэтому на нем в отличие от любой карты нет искажений из-за кривизны Земли. Так ли это? Ответ мы можем получить в результате несложных расчетов. Подсчитаем размеры земной дуги и хорды АВ, стягиваемых углом в 1°, считая средний радиус Земли равным 6370 км:
дуга АВ = 2πR/360 = (2·3,14159·6370)/360 = 111,178 км;
хорда АВ = 2Rsin30° = 2·6370·0,0087265 = 111,176 км.
Как видите, разница между дугой и хордой получается всего 2 м. Размер 111 км соответствует стороне листа карты масштаба 1:200 000, да и то только на экваторе. В этом масштабе 2 м соответствуют всего 0,01 мм, что совсем незаметно на глаз. Значит, на всем листе карты практически не будет никаких искажений из-за кривизны Земли.
Если масштаб карты крупнее, например 1:100 000, то размеры листа по широте и долготе в два раза меньше. Разница между дугой и хордой также в два раза меньше, но в масштабе 1:100 000 составляет ту же величину, что и для карты масштаба 1:200 000, т. е. 0,01 мм.
Путем таких несложных расчетов мы пришли к следующему практическому выводу. На каждом листе топографической карты любого масштаба искажения при переходе от сферической поверхности Земли к плоскости незначительны и все измерения на них можно производить так же, как и на планах. Планы по существу являются разновидностью топографических карт и отличаются от них тем, что издаются отдельными листами и имеют некоторые особенности в оформлении и содержании. Чаще всего планы создают на какие-либо отдельные объекты местности: населенные пункты, строительные участки и т. п.
По своему содержанию карты бывают самые разнообразные. На общегеографических показывают все основные объекты местности как естественные (рельеф, воды, растительность), так и созданные человеком (населенные пункты, дороги). Но на одной карте невозможно отразить все явления природы и результаты деятельности человека. Поэтому на одну и ту же территорию имеется большое количество различных карт, которые получили названия тематических. Так их называют потому, что на них отображают определенные сведения, например, исторические события или этапы развития человеческого общества, данные, характеризующие население и населенность, экономику и сельское хозяйство, растительность и животный мир.
Многообразие местных предметов не позволяет показывать их на карте все и во всех подробностях. Поэтому их всегда изображают в обобщенном виде. Это относится также к рельефу и к специальной нагрузке, которая дается на тематических картах. Обобщение географических объектов при изображении их на бумаге является обязательным и неотъемлемым признаком карты. И чем мельче масштаб карты, тем больше приходится исключать второстепенные объекты и обобщать детали. Здесь уместно вспомнить известные строки М. Ю. Лермонтова:
Тамбов на карте генеральной
Кружком означен не всегда.
Обобщение или, как говорят картографы, генерализация имеет целью упростить карту путем подчеркивания главного и отбрасывания второстепенного. Необходимость обобщения можно легко уяснить из сравнения аэрофотоснимка и карты одного и того же масштаба. На снимке прежде всего бросается в глаза обилие темных и светлых посевных полей. На общем фоне полей населенные пункты выделяются слабо, а железные дороги менее заметны, чем полевые. Броды, пруды, родники, линии связи и другие подобные объекты различить на аэрофотоснимке трудно, а иногда просто невозможно. На карте же поля не показывают, зато резко выделяют наиболее важные географические объекты, — это прежде всего населенные пункты, железные и автомобильные дороги, реки, озера и др.
Степень обобщения зависит не только от масштаба карты, но и от ее назначения. Характерным примером обобщений служит школьная физическая карта, на которой контрастно изображенный рельеф гор и преувеличенно широкие ленты немногих рек очень наглядно выделяются на фоне зеленых пятен низменностей, а вся суша — на фоне сине-голубых морей и океанов.
Научно обоснованный отбор содержания географических карт был разработан М. В. Ломоносовым. Учитывая важность картографической генерализации, он предупреждал, «чтоб на карте не назначать малого и не пропустить большого места».
Картографические символы и обозначения
Условные обозначения, как и карты, для которых они предназначены, прошли длительный путь развития. Изображения местных предметов на картах ранних эпох имели картинный характер. Каждый предмет передавался рисунком, понятным без каких-либо пояснений. Города, горы, леса, крепости изображались в перспективе так, как они наблюдались бы в натуре. Реки, озера, дороги показывались в горизонтальной проекции.
Перспективный рисунок знаков населенных пунктов, гор и лесов был вполне закономерен на старинных картах. Эти карты в большинстве случаев составлялись по описаниям, изредка в основу брали материалы простейших измерений, например маршрутных съемок, производимых при помощи компаса и мерного колеса. Точно нанести на карту объекты местности не представлялось возможным, правда, тогда в этом не было особой необходимости. Зато картинный рисунок карты был понятен без особых пояснений и делал ее содержание более доступным. В этом легко убедиться, взглянув на рис. 24, где даны примеры изображения населенных пунктов.
Рис. 24. Изображения населенных пунктов на старинных картах.
Обратите внимание, как наглядно и своеобразно каждое изображение. Глядя на карту с такими знаками, мы можем не только опознать на ней населенные пункты, но и дать каждому из них довольно объективную характеристику.
Доступность, простота и наглядность — вот неоспоримые достоинства картинного способа показа местности на картах. И в тех случаях, когда от карты не требуется высокая точность, перспективные рисунки находят применение и в настоящее время. Почти на всех туристских картах можно встретить картинное изображение населенных пунктов, лесов, памятников и других объектов. Особенно выигрывают в изобразительном отношении планы городов или туристские карты, если на них характерные объекты или исторические памятники показаны рисунками, напоминающими их внешний вид.
В настоящее время от карт требуется достоверность и ясность. Достоверность достигается приемами съемки и составления карты, а ясность — удачным выбором условных знаков. Конечно, и теперь очень многое зависит от художественного вкуса исполнителя, но в меньшей степени, чем прежде. Только благодаря разработке простых, изящных условных знаков в настоящее время издаются превосходные карты обширных пространств.
Условные знаки для общегеографических обзорных карт очень просты, и их может без особого труда прочитать каждый грамотный человек. Их обычно подразделяют на площадные, линейные и внемасштабные.
Площадные условные знаки применяют для изображения материков и отдельных стран, океанов, морей, озер, лесов. Они хорошо выделяются на карте. Например, условный знак озера представляет собой замкнутый контур соответствующей формы, закрашенный голубой краской. Площадные знаки позволяют узнать форму территории, занимаемой объектом, и измерить ее площадь.
Линейными знаками изображают на карте реки, дороги и т. п. По линейному знаку можно определить только длину объекта, но не ширину, так как последняя сильно преувеличена. Степень увеличения зависит от масштаба карты: чем меньше масштаб, тем больше увеличение.
В немасштабными условными знаками на обзорных картах обозначают сравнительно небольшие географические объекты, например города. По внемасштабному знаку можно определить только место расположения объекта, а его размеры и, следовательно, площадь намного преувеличены. Допустим, на карте масштаба 1:50 000 000 город показан кружком диаметром 3 мм. Этому размеру соответствует на местности расстояние 150 км. Конечно, ни один город мира не занимает такого большого пространства. Очевидно, что в зависимости от масштаба карты один и тот же объект изображают или внемасштабным, или площадным знаком.
Размеры условных знаков определяются назначением карты. На стенных картах они крупные, а на картах, помещенных в атласах, — мелкие.
На топографических картах условные знаки более разнообразны, так как они подробнее передают действительную картину местности. Большая часть топографических условных знаков по своему начертанию напоминает внешний вид изображаемых местных предметов, что позволяет сравнительно свободно их запомнить.
Третье измерение
Из всех элементов местности рельефу принадлежит главная роль, так как он в значительной мере определяет характер всех остальных элементов. Рельеф оказывает влияние на климат, водный режим, распределение растительности и т. д. Без знания его невозможно понять взаимосвязь между отдельными элементами ландшафта и, следовательно, невозможно рациональное использование их человеком. Рельеф труднее всего изобразить на карте. Трудность заклю