Kartograficzne metody przedstawiania zjawisk ilościowych na mapach

Pojęcia mapy zdefiniował jako jeden z pierwszych na świecie jeszcze z końcem XVIII w (1770 r.) sławny matematyk francuski J.L. Lagrange ujmując ją jako „swoiste przedstawienie na płaszczyźnie dowolnego obszaru ziemi w zmniejszonych rozmiarach”.

Dalszą właściwością mapy jest możność zastosowania na niej specjalnych oznaczeń (znaków kartograficznych ), co przy przedstawieniu obrazu powierzchni ziemi pozwala na ogromne zmniejszenie jego części lub nawet całości oraz na zachowanie na mapie tylko tych obiektów, które ze względu na swą role i znaczenie muszą być uwzględnione. Inną cechą mapy jest możność oddania na niej, obecnie już ścisłymi metodami, rzeźby (wysokość jak również i głębokość ) powierzchni ziemi, które wykształciły długoletnie dociekania i badania w tym zakresie.

Na mapach w skalach poniżej 1:1 mln przyjmuje się z reguły kulę jako figurę ziemi, stąd też dział nauki o odwzorowaniach, dla których przyjmuje się kulisty kształt ziemi nosi nazwę kartografii sferycznej, podczas gdy powyżej skali 1:1 mln ma zastosowanie kartografia elipsoidy, głównie w geodezji i dla mapy wielkoskalowych.

Mapy wielkoskalowe a ogólnogeograficzne i specjalne (kartografia topograficzna i tematyczna )

Rezultaty wymienionych pomiarów przedstawia się zazwyczaj w postaci map wielkokalowych (np. 1:10000), które stanowią pierwotny materiał kartograficzny przedstawiający zasadnicze cechy terenu widziane, mierzone i określane przez topografa. Celem ich jest dążenie do wyczerpującego odtworzenia jak największej ilości elementów powierzchni ziemi, przy czym większość tych szczegółów przedstawia się we właściwych im zarysach. Mapy te łącznie z innymi danymi z geodezji służą jako materiał wyjściowy do konstrukcji wszystkich map ogólno-geograficznych w mniejszych skalach oraz jako podkład naukowy do map specjalnych.

Mapa wielkoskalowa (plan) powstaje jako rezultat pomiarów geodezyjnych wykonanych w terenie, natomiast mapa ogólno geograficzna i małoskalowa polega raczej na syntezie różnorodnych materiałów, zaczerpniętych z szeregu dyscyplin naukowych, danych statycznych, czasem nawet wyników podróży badawczych itp., przy czym oczywiście dane geodezyjne i podkład map wielkoskalowych odgrywają tu ogromną rolę.

W miarę przechodzenia do map średniej, a tym bardziej małej skali, które pomijają drugorzędne obiekty znajdujące się na powierzchni ziemi, a pozostałe przedstawiają w postaci uogólnionej (zgeneralizowanej) coraz silniej zaznacza się ważny w kartografii proces polegający na generalizacji zespołu odtwarzanych obiektów oraz umiejętności wyboru najważniejszych i najbardziej z nich typowanych.

Opracowanie zaś zjawisk pojawiających się na ziemi, objęte dziedziną map specjalnych, opiera się w głównej mierze, na materiałach odpowiednich nauk przyrodniczych (geologii, geomorfologii, hydrografii, botaniki in.) oraz społeczno-ekonomicznych na podkładzie kartograficznym.

Nauka o mapie w szerokim tego słowa znaczeniu, obejmującą zarówno proces przenoszenia powierzchni ziemi na ma płaszczyznę, zarazem metody teoretycznego i syntetycznego ujęcia treści mapy oraz procesy jej sporządzania i wydawania (reprodukcji) obejmujemy wspólną nazwę kartografii (z łac. charta = mapa i greck. = opisywać)

Zmniejszenie w pewnym stosunku ziemi przyjętej za kulę lub elipsoidę jest jednym z elementów powstawania mapy. otrzymujemy w ten sposób niejako globus będącym jedynie konstrukcją myślową, zachowujący jednak wszystkie cechy oryginału tzn. że stosunki wszystkich odcinków i powierzchni na nim będzie taki sam jak stosunek pomiędzy odpowiadającymi im odcinkami lub powierzchniami na ziemi. Liczba wyrażając stosunek pomniejszenia ziemi na podobny do niej globus zwie się skalą główną.

Następnym zdaniem jest odwzorowanie tego globusa na płaszczyznę czyli przekształcenie obrazu kulistego na obraz płaski, co można zrobić wieloma sposobami. Wszystkie one cechują się tym, że dokonujemy w pewien ściśle określony sposób przeniesienia punktów z powierzchni tej pomniejszonej kuli (elipsoidy) na płaszczyznę także każdemu punktowi na kuli powinien odpowiadać określony punkt na płaszczyźnie. Takie jednoznaczne przyporządkowanie sobie punktów powierzchni ziemi, przyjętej za regularna powierzchnię geometryczną, i płaszczyzny, przy założeniu jego całości( bez luk) nazywamy odwzorowaniem kartograficznym. Sposób tego przyporządkowania wyraża się najczęściej przy pomocy wzorów matematycznych, z tego też powodu ta część kartografii, która zajmuje się odwzorowaniem kartograficznym, zwie się kartografią matematyczną.

Przeliczenie każdego punktu z kuli na płaszczyznę byłoby zdaniem zbyt uciążliwym. Aby uniknąć tej trudności, pokrywamy powierzchnię ziemi siatką południków i równoleżników obranych w pewnych odstępach, a zagadnienie odwzorowania kartograficznego sprowadza się wtedy do otrzymania obrazu siatki geograficznej na płaszczyźnie mapy, czyli tzw. siatki kartograficznej. Na ogół siatka ta w odwzorowaniu płaskim składa się z róznego rodzaju niekiedy skomplikowanych krzywych, w pewnych jednak wypadkach sprowadza się ona do prostych układów, np. kół koncentrycznych i linii prostych, a nawet samych linii prostych. Istnieje wiele sposobów przekształcania siatki geograficznej na kuli( elipsoidzie) na płaską siatkę kartograficzną. Część ich to zwykłe geometryczne rzutowanie punktów kuli za pomocą wiązki promieni, albo wprost na płaszczyznę, albo na powierzchnię pomocniczą, ja pobocznica walca lub stożka, które po odpowiednim rozcięciu dadzą się rozwinąć na płaszczyznę. Mówimy wtedy o rzutach kartograficznych. Inne odwzorowania polegają na założeniu pewnych określonych warunków matematycznych, które ma spełnić odwzorowany obraz i nie są rzutami w ścisłym znaczeniu tego słowa.

Siatkę kartograficzną określonego odwzorowania można więc obliczyć z odpowiednich wzorów matematycznych; w poszczególnych wypadkach istnieją niekiedy konstrukcje geometryczne, upraszczające znacznie to zadanie.

Wszystkie jednak odwzorowania zniekształcają rzeczywisty obraz powierzchni ziemskiej, gdyż kula(elipsoida) nie jest powierzchnią rozwijalną na płaszczyźnie tzn. nie może być ułożona na płaszczyźnie w sposób ciągły, bez przerw lub zakładek (częściowego pokrywania się) i bez zniekształceń. Badanie tych zniekształceń jest drugim, obok ustalania metod odwzorowawczych, podstawowym zdanie kartografii matematycznej.

Dla celów poglądowych dzielimy odwzorowania kartograficzne, zależnie od powierzchni odwzorowania, na kilka grup. Teoretycznie jest to stanowisko uzasadnione ponieważ pomiędzy powierzchniami odwzorowania używanymi w kartografii istnieje bliskie pokrewieństwo.

Dla ułatwienia klasyfikacji dzielimy odwzorowania z tego punktu widzenia na cztery grupy:
1) Odwzorowania płaszczyznowe, zwane też azymutalnymi
2) Odwzorowania walcowe
3) Odwzorowania stożkowe
4) Odwzorowania umowne (pochodne)

MAPY ZJAWISK PRZYRODNICZYCH

Mapy astronomiczne (przedstawiają całość lun mniejsze, nawet fragmentaryczne części sklepienia niebieskiego). Wśród nich wyróżniamy :
1) Normalne
2) Obrotowe

Atlasy astronomiczne (zawierają zwykle szereg luźnych plansz, przedstawiających całość lub część nieba podzielonego na poszczególne pola.
Mapy geologiczne (sporządzanie są na podstawie pracowanych w terenie zdjęć geologicznych).
Mapy glebowe (podobnie jak geologiczne).
Mapy klimatyczne
Mapy autochrologiczne

MAPY ZJAWISK SPOŁECZNO- GOSPODARCZYCH