Методы картографического исследования и этапы их формирования



Картографическая наука и картографические исследования формировались непосредственно с развитием самой географической науки. Исторические источники сыграли большое значение в формировании географической науки. Каждая карта создавалась в целях научных или практических изысканий. Географические знания, формировались у всех древних цивилизаций и обществ, тем не менее они не распространяли свое присутствие дальше окружающей их территории. История древнейших и древних цивилизаций даёт нам представление того времени о географической картине мира, которая формировалась в результате путешествий, научных представлений учёных и философов древнего мира. Наиболее известными из них являются древнегреческий путешественник и учёный Геродот и философ Аристотель, представлявший нашу Землю в виде шара, александрийский учёный Эратосфен — один из создателей первого систематичного труда по географии и впервые применивший для обозначения знаний о Земле слово «География». К плеяде учёных древнего мира относится древнегреческий учёный Страбон, который на основе своих путешествий создал многотомный труд [4].

«География» и древнеегипетский астроном, математик и географ Клавдий Птолемей. Карты были нужны, чтобы зафиксировать границы охотничьих угодий, земельных наделов, что особенно было распространено при освоении новых территорий, например в Римской империи, позднее церковных владений и т. д. Картографические рисунки известны и в рабовладельческих обществах древности обитавших в долинах рек Тигра и Евфрата, а также в Египте. В этих странах было развито ирригационное земледелие, которое требовало возведения обширной системы оросительных и осушительных сооружений.

Развитию в Греции картографических знаний способствовало колонизационное движение, особенно сильное в VIII-VI вв. до н. э. Оно привело к образованию греческих колоний на обширном пространстве.

На развитие картографии в Древнем Риме глубокое влияние оказало использование карт для нужд практики, для удовлетворения запросов военного и административного аппарата. Изображение дорог на карте могло дать ценное пособие для военных, административных и торговых надобностей, и такие карты были созданы. Замечательно приспособление римских дорожных карт для использования в пути. Одна из таких карт, известная под названием Пёйтингеровой таблицы, скопированная с некоторыми поздними добавлениями с оригинала IV века дошла до наших дней.

В эпоху рабовладельческого общества география и картография образовали в Китае обособленный очаг раннего и продуктивного развития. Хотя в письменных источниках китайской культуры того времени имеются упоминания о картографической деятельности, побуждаемой военными целями, полной неожиданностью оказалось открытие при археологических раскопках 1973 г. на юге Китая, трех цветных карт, которые по своему содержанию и форме превосходят подобные топографические карты, появившиеся в Европе несколько столетий спустя.

В странах Арабского Халифата в IX-X вв. наблюдался подъем географической культуры. Подробные описания провинций, населенных пунктов, дорог и путей формировали представление о географии как о «науку о путях и государствах, а позже как «науку о широтах и долготах». Совершенно оригинальная арабская традиция проявилась в так называемом «Атласе Ислама», объединяющем картографические труды ряда географов Х века. Он включает 20 карт мусульманских стран.

Позднее в средневековье с широким развитием морской торговли резко, возросла потребность в картах для навигации; особенно высокой точности в изображении береговой линии достигли портоланы. Создавались они начиная с XIV в. прежде всего в Италии и покрывали Средиземное и Черное моря. Особенностью портоланов были нанесенные на них сетки компасных линий из ряда точек, что позволяло с помощью изобретенного к этому времени компаса прокладывать курсы для судов, в том числе в открытом море. Наибольший же расцвет в морской картографии, естественно, пришелся на период Великих географических открытий XV-XVI вв.

Чуть раньше портоланов в Европе появились так называемые монастырские карты. Основное назначение монастырских карт состояло в иллюстрации богословских сочинений. Например, на карте, сопровождавшей комментарии к Апокалипсису, Беат показывал раздел Земли после потопа между тремя сыновьями Ноя. Такие карты представляли собой картинные чертежи, лишь в самой грубой форме передававшие известный в средневековье мир. Картографические изображения мира интересовали их авторов только в той мере, в какой они соответствовали их религиозным взглядам или поясняли разделяемые ими богословские представления» [1, 2].

Расцвет картографии средневековья связан с именем фламандского картографа Герарда Меркатора, жившего в 1512–1594 гг. Созданная им цилиндрическая равноугольная проекция карты мира носит его имя и используется в морской картографии и в наши дни. В данной проекции Г. Меркатор составил карту мира, известного к тому времени, а также дал рекомендации, как пользоваться данной картой.

В России карты в относительно большом количестве стали создаваться и использоваться к началу XVI в., что связано с потребностями освоения новых территорий, вошедших в Русское государство, и необходимостью защиты его рубежей. Свидетельством этому служит опись архива Ивана IV (1575 г.), где упоминается множество чертежей, необходимых для проведения политики царя по связям с внешним миром. Таким же целям служил «Большой Чертеж всему Московскому государству», охватывавший территорию от Днепра до Оби.

Процесс освоения Сибири также требовал ее картографирования и изучения. Работы С. У. Ремезова (1642-после 1720) представляют собой историко-географическую энциклопедию Сибири XVII в. С. У. Ремезов при участии сыновей подготовил три атласа Сибири. Главное достоинство его карт — «достоверность сведений и богатое географическое содержание». В этом отношении картографические произведения тобольского исследователя значительно превосходили более поздние карты Сибири петровских геодезистов.

Одной из самых широких областей использования карт в конце XIX-начале XX в. Была картометрия, применявшаяся для исчисления площадей губерний и уездов России, длин рек, протяженности дорог и т. д. Выдающимся ученым, сумевшим на основе картометрических работ выявить ряд географических закономерностей, был генерал-лейтенант, член-корреспондент Петербургской Академии наук А. А. Тилло (1839–1899/1900). Созданные им гипсометрические карты Европейской России в масштабах 1:2520000 и 1:1680000 служили не только автору, обосновавшему представление об орографии данного региона, но и его многочисленным последователям. А. А. Тилло показал существование Среднерусской и Приволжской возвышенностей и дал им существующие названия. А. А. Тилло проведен сравнительный анализ разновременных магнитных карт для изучения магнитных полей Европейской России, что позволило выявить Курско-Белгородскую аномалию, предвосхитив обнаружение железорудных месторождений.

В область социально-экономического картографирования большой вклад внес П. П. Семенов-Тян-Шанский, прославивший свое имя не только известными путешествиями, но организацией первой переписи населения в России (1897 г.), результаты которой послужили материалом для многочисленных карт населения. Под его руководством изданы сводки «Географическо-статистический словарь Российской империи» и «Россия. Полное географическое описание нашего отечества», иллюстрированные различными картами. Теория дрейфа континентов и современная новая глобальная тектоника берут свое начало с работ А. Л. Вегенера (1880–1930), подметившего при анализе карт сходство очертаний берегов Бразилии и атлантического побережья Африки.

Велик вклад в экономическую картографию и использование карт в социально-экономической географии Н. Н. Баранского. Его яркий, образный язык, умение сконцентрировать внимание на сути, глубина и многогранность знаний привлекали к нему многих учеников и последователей. Слова Н. Н. Баранского служили и служат эпиграфами и названиями статей и книг. Можно ли сказать четче и яснее, выразив свое отношение к картографии: «Карта — альфа и омега географии, начальный и конечный момент географического исследования... Карта — средство к выявлению географических закономерностей».

А. Ф. Асланикашвили (1916–1981) внес значительный вклад в теорию картографии, теорию картографической генерализации, в создание «Атласа Грузинской ССР», комплексное картографирование. Им неоднократно рассматривалась роль картографического метода в географии и других науках. Теоретическое обоснование взглядов А. Ф. Асланикашвили на картографический метод рассматривается в книге «Метакартография. Основные проблемы».

И. П. Заруцкая (1908–1990) показала роль ряда созданных с ее участием атласов при комплексных географических исследованиях. Большой знаток природы, она стремилась к неразрывному слиянию картографического метода и конкретных географических наук.

Осознание картографического метода в современном его понимании принадлежит К. А. Салищеву (1905–1988). Опубликованная им в 1955 г. статья «О картографическом методе исследований» служила отправным моментом для его исследований.

Современные картографические методы исследования основаны на анализе карт как пространственно-временных моделей действительности. Для изучения явлений по их изображениям на картах используются различные приемы анализа, среди которых выделяют визуальные, картометрические, графические и математические способы. Визуальный анализ наиболее употребительный прием исследования по картам, основан на существе карт как образно-знаковых моделей, воспроизводящих в наглядной форме пространственные формы, отношения и структуру. Результатом визуального анализа может быть описание изучаемых явлений, для которого необходимы логичность и последовательность изложения, отбор и систематизация фактов, их анализ, обобщение и заключительные выводы. Заранее продуманная схема описания как бы образует алгоритм визуального анализа. При общем развитии картографического метода исследования визуальный анализ расширяет область своего применения. Он распространяется на новые виды карт.

Картометрические приемы. На картах крупных и средних масштабов длины прямых и ломаных линий измеряется с помощью циркуля-измерителя и поперечного масштаба с точностью, близкой к предельной для данной карты. Трудности возникают при измерении длин извилистых линий: рек, береговых линий морей и озер, контуров, горизонталей. Для вычисления таких величин применяется курвиметр, но не всегда его точность удовлетворяет задачи исследования. Для более точных измерений применяются разные приемы вычисления.

При работе с гипсометрическими, геологическими, гидрологическими, климатическими и другими картами часто возникает необходимость подсчета объемов каких-либо объектов. Если объект изображен на карте в изолиниях, то его объем важно представить как сумму объемов отдельных слоев, заключенных между плоскостями сечения. Объем вершины вычисляется как объем конуса с высотой дельта z, тогда полный объем вычисляется как сумма отдельных слоев и объема вершины.

Приемы математического анализа применяются для создания пространственных математических моделей явлений, изучаемых по картам. Принципиальная возможность использования этой группы приемов заложена в том, что многие явления и процессы, изображаемые на картах, либо связаны функциональными зависимостями между собой, либо могут быть представлены как функции пространства и времени. Эти зависимости чрезвычайно многообразны, сложны и не всегда достаточно изучены; тем не менее часто удается их упростить, абстрагируясь от усложняющих свойств и малосущественных связей, выявить главные закономерности и аппроксимировать их известными функциями.

Приемы математической статистики предназначены для изучения по картам пространственных и временных статистических совокупностей и образуемых ими статистических поверхностей. Статистическими совокупностями называют массовые, качественно однородные множества случайных величин или явлений.

Бесспорно, самым доказательным, убедительным, реальным и неопровержимым средством обучения работы с картами являются цифры. Обязательному запоминанию учащимися подлежат только основополагающие цифры (например, дата открытия Х. Колумбом Америки — 1492, площадь Украины — 603, 7 тыс. км2 или площадь земного шара — 510 млн. км2). Цифры желательно по возможности подавать в адекватном сравнении (так, площадь Украины представить в сравнении с площадями Испании, Франции, Бельгии и т. п.). Для облегчения запоминания следует предлагать округлённые цифры (площадь России — не 17.075.200 км2, а около, свыше, более 17 млн. км2).

На картах статистических совокупностей образуют статистические поверхности, которые обычно изображаются изолиниями или картограммами. Статистические поверхности имеют максимумы (гребни), минимумы (ложбины), склоны, т. е. обладают некими статистическим рельефом. Приемы теории информации используются для оценки степени однородности и взаимного соответствия явлений, изучаемых по картам. В тесной связи с созданием новых карт и атласов находится проблема совершенствования приемов анализа и преобразования картографического изображения [3].

Картографический метод исследования обладает всеми свойствами научного метода. Он имеет четко очерченный круг задач, систему определенных и взаимосвязанных приемов анализа и преобразования картографического изображения. Период быстрого развития и совершенствования метода начался сравнительно недавно, но он уже многократно доказал свою надежность и эффективность. Развитие метода идет по нескольким направлениям. Главные перспективы связаны с прогрессом комплексного тематического картографирования, с созданием карт и атласов нового типа, в том числе — специально предназначенных для проведения по ним научных исследований.

Литература:

1. Берлянт А. М. Картография: Учебник для вузов. — М.: Аспект Пресс, 2002.
2. Гакаев Р. А., Хадаев Т. Ш. Формирование географических и исторических знаний учащихся комбинированным использованием картографического материала [Текст] // Педагогическое мастерство: материалы VI междунар. науч. конф. (г. Москва, июнь 2015 г.). — М.: Буки-Веди, 2015. — с. 5–8.
3. Гакаев Р. А. Статистические методы освоения географических дисциплин бакалавров по направлению подготовки «География». Педагогика высшей школы. 2015. № 2 (2). с. 31–35.
4. Салищев К. А. Картоведение: Учебник — 3-е изд. — М.: Изд-во МГУ, 1990.