Развитие картографических сервисов в Интернет подстигнуло интерес разработчиков к созданию своих гео-информационных служб, в том числе основанных на краудсорсинге. Используя готовую подложку (основу), т.е. данные в виде спутниковых снимков и карт, относительно легко повысить наглядность данных в собственной системе и расширить функциональность.

Важным моментом является способ отображения данных для того, что бы картина явления, за которым происходит слежение, была доступной для понимания. Организаторы не всегда адекватно используют средства отображения из-за технических ограничений или других проблем.

По сути, интеграция с картографическими сервисами приводит к созданию тематической карты. О том, что это такое и о наиболее популярных способах построения тематических карт будет рассказано ниже. Так же в тексте приведены англоязычные термины, с помощью которых можно будет найти дополнительную информацию.

Тематическая карта (Thematic map) – это карта для отображения узкого (тематического) круга являений распределенных по поверхности и привязанных к точкам, областям, административным образованиям и т. п. Для отображения этих явлений могут использоваться разные способы.

Среди всех вариантов отображения данных, наибольшей популярностью пользуются следующие способы картографирования: значками, картодиаграммой, картограммой, а так же изолиниями. Следует отметить, что переход от бумажных карт к электронным так же повлиял на способы отображения, ведь в на электронных картах, как правило, присутсвует интерактивность и есть возможность создавать анимацию.

Способ изображения значками

Самый простой и нетребовательный метод отображения информации. Применим для данных, которые привязаны к некоторой точке, или для которых не важна точность отображения области. Используется для отображения точек интересов (POI, Point of interest ).

Следует отметить, в наиболее известных гео-службах и библиотеках (Google Maps, Yandex Maps, OpenLayers) данный тип отображения поддерживается хорошо и без особых затруднений можно создать свою тематическую карту со значками.

Картодиаграмма

Картодиаграммы представляют собой сочетание диаграмм с географической картой. В качестве изобразительных знаков в картодиаграммах используются диаграммные фигуры (столбики, квадраты, круги, фигуры, полосы), которые размещаются на географической карте.

Популярным и простым способом изображения картодиаграмм является использование символов, размер которых зависит от показываемой величины (proportional symbol ). Чаще всего в этой роли можно встретить круги, которые компактны, легко масштабируются, а так же их легко воспринимать.

Так же популярным, но более сложным способом является использование круговых (секторных) диаграмм (pie chart map ), когда дополнительно требуется показать соотношение нескольких величин. Следует отметить, что круговая диаграмма сохраняет наглядность только в том случае, если количество частей совокупности диаграммы небольшое. Если частей диаграммы слишком много, её применение неэффективно по причине несущественного различия сравниваемых структур.

Картодиаграммы применяют, когда можно пренебречь размером области, для которой отображаются показатели, т. к. значки и диаграммы не показывают её реальный размер.

Картограмма

Картограмма – это карта, на которой для различных областей штриховкой, точками различной густоты или окраской различной степени насыщенности показывается интенсивность какого-либо показателя. Областями в этом случае обычно являются объекты административно-территориального деления (районы, города, страны и т. д.). Так как информацией об административном делении оперировать сложнее, чем точками, картограммы встречаются реже чем два предыдущих способа отображения.

Для приведенного определения, синонимом картограмме является хороплет (choropleth ).

Специальным типом хороплета является «призматическая карта» (prism map ), в которой высота региона пропорциональна отображаемой величине.

Карта с изолиниями

Карта с изолиниями (contour, isoline, isarithm map ) иллюстрирует зависимость измеряемой величины с помощью линий, где в каждой точке эта величина сохраняет одинаковое значение. Карта с изолиниями встречается еще реже из-за сложности построения.

Заключение

Выше приведены наиболее популярные, но, кончено, не все способы построения тематических карт. Благодаря доступности картографических служб, это направление активно развивается. Можно только пожелать, что бы создатели таких служб улучшали основу для построения тематических карт, а те, кто использует эти службы создавали удобные системы на их основе.

Цель нашей работы - рассмотреть типы и виды географических карт.

Цель нашей работы - рассмотреть типы и виды географических карт. Но начнем мы нашу статью с ответа на главный вопрос: что такое географическая карта? Это способ изображения поверхности нашей планеты, а также природных или социально-экономических явлений.

Карта - это своего рода модель, которой присущи следующие черты:

• отвлечение от целого;
• упрощение;
• обобщение и так далее.

Еще важно отметить, что карты используются практически во всех сферах деятельности человека.

Классификация карт

Перед тем как рассмотреть подробно некоторые виды географических карт, разберемся со способом их разделения на группы. Классификация - это система, которая соединяет упорядоченные (по какому-либо признаку) все возможные разновидности. Такая систематизация приследует несколько целей:

• инвентаризация;
• хранение;
• поиск;
• научная систематизация;
• составление списков и каталогов;
• создание банка данных и картографических информационно-справочных систем.

Как уже было сказано выше, существуют различные принципы разделения на виды географических карт. Классификация карт по их некоторым признакам - один из них.

К таким признакам относятся:

• масштаб;
• тематика;
• эпоха создания;
• язык;
• способ оформления;
• издание и так далее.

Любая систематизация должна удовлетворять некоторым требованиям. К таковым можно отнести следующие:

• классификация по существенному признаку;
• последовательная;
• один уровень - одно основание;
• полная;
• резервная система (это требование подразумевает способность включать новые виды карт).

Теперь переходим к более подробному рассмотрению видов и типов существующих на данный момент карт.

Виды и типы географических карт

Первыми рассмотрим виды карт по масштабу. Они делятся на:

• планы;
• крупномасштабные;
• среднемасштабные;
• мелкомасштабные;
• материковые;
• карта океанов.

Также возможна классификация по признакам территориального деления, природных районов, экономических регионов, исторических областей.

Выделяют следующие виды географических карт по содержанию:

• общегеографические;
• тематические;
• специальные.

К группе специальных относятся тактильные карты. Они созданы специально для слепых людей. Сюда же можно отнести: глобус, атлас, рельефные, цифровые, электронные и анаглифические карты.

Если говорить о типах, то можно выделить следующие:

• аналитические карты;
• комплексные;
• синтетические.

Сейчас коротко рассмотрим каждый тип отдельно. Ярким примером аналитической группы является карта угла наклона рельефа. Такие карты не ставят перед собой цель показать общее представление об объекте. Они вычленяют какой-либо один показатель и посвящаются только ему.

К комплексным картам относятся те, которые изображают элементы определенной тематики. Примерами могут служить: изображение изобаров и векторов, распаханности территории и урожайности какой-либо культуры, водность реки и потенциальные ее ресурсы. Несмотря на то что все элементы даются каждый в своей системе счисления, совместное их изображение на одной карте помогает рассмотреть все в комплексе и взаимосвязь одного показателя с другим.

Пример синтетической карты: геоморфологическая, отражающая тип рельефа, но в ней ни слова не сказано о крутизне склонов. Еще несколько примеров: карта климата, ландшафтная, сельскохозяйственное районирование и так далее. Они дают увидеть целостное изображение какого-либо объекта.

Атласы

Мы ранее упоминали, что множество видов географических карт содержатся в специальных атласах. Ими часто пользуются школьники на уроках географии. Атлас - это не отдельная карта, а целый их комплекс. Они, как правило, все между собой взаимосвязаны, что достигается рядом факторов:

• использование сопоставимых проекций;
• однообразные условные обозначения;
• примерно одинаковый масштаб;
• наличие общих принципов оформления, изображения и так далее.

Мало кто знает, что изобретателем и составителем первого атласа является Клавдий Птолемей. Древнегреческий ученый составил такой сборник еще во втором веке.

Что же включает в себя атлас:

• общегеографическую карту мира и отдельных регионов;
• карта населения и климата;
• экономическая и другие тематические.

Топографические карты

Мы уже сказали о том, какие бывают виды географических карт. Сейчас предлагаем подробно рассмотреть топографическую карту. Они показывают:

• гидрографию;
• рельеф;
• искусственные сооружения (в том числе коммуникации и населенные пункты).

Есть топографические карты, которые достаточно детальные, на них изображены объекты в масштабе (1:50 тысячам). Если переводить на метры и сантиметры, то в 1 см изображения отражается 500 м реальной местности. Есть и крупные масштабы, отражающие планы городов (на них можно увидеть здания, частные дома, сады и так далее).

Здесь же отметим, что топографические карты используются в таких видах спорта, как, например, спортивное ориентирование.

Тематические карты

Сейчас немного информации о ещё одном типе географических карт. В классификации видов карт их называют тематическими. Они содержат абсолютно разную информацию:

• сведения о строении земной коры;
• размещение природных ресурсов;
• распределение населения;
• погода и так далее.

Здесь можно выделить изолинейные, содержащие различные виды линий (они соединяются с точками одинаковой величины). Например, синоптическая карта - изотермами соединены участки с одинаковой температурой; изобарами - с одинаковым давлением; изогиетами - с одинаковым количеством осадков.

Практически все тематические кары содержат условное окрашивание. Примером может служить карта населения (концентрация и примерное количество изображено кружками разного цвета). Если рассматривать уровень преступности, рождаемости или плотности населения, то можно заметить окраску определенных участков. Они различаются не только по цветам (красный, синий, зеленый), но и уровнем насыщенности.

Некоторые факты о картах

Мы рассмотрели виды географических карт, но практически ничего не сказали про их масштабы. А ведь этот фактор имеет значение. Масштаб карты не дает возможности указать мелкие элементы, по этой причине изображаются только основные характерные очертания объектов. Если взять реки, то на самом деле их нужно было бы изображать настолько мелкими линиями, что рассмотреть можно было бы только под микроскопом. На картах показаны не все изгибы рек, неправильная толщина некоторых объектов и так далее.

Общегеографические изображают земную поверхность и объекты, расположенные на ней. Элементы карт: гидрографическая сеть, обозначение рельефа, растительности, населенных пунктов, путей сообщения, средств связи, изображение политико-административного деления и некоторых экономических объектов и показателей.

Общегеографические карты подразделяются на три группы:

топографические (крупномасштабные) – их масштаб от 1:10 000 до 1:200 000;

обзорно-топографические (среднемасштабные) – от 1:200 000 до 1:1000 000;

обзорные (мелкомасштабные) – мельче 1:1000 000.

Тематические карты – карты, основное содержание которых определяется конкретной темой. Они подразделяются на карты природных и общественных явлений (социальных, хозяйственных и экологических).

Карты природных явлений:

геологические (стратиграфические, тектонические, литологические, геохимические, полезных ископаемых, сейсмические, вулканизма и др.);

рельефа земной поверхности (гипсометрические, батиметрические, геоморфологические);

метеорологические и климатические;

гидрологические и гидрогеологические (поверхностных и подземных вод), океанографические;

почвенные;

растительности;

животного мира;

природных зон или физико-географического районирования.

Карты общественных явлений:

социальные, или карты населения (размещение населения, состав населения по полу и возрасту, движение населения, этнографические и антропологические, социальный состав, уровень занятости и др.);

экономические, или хозяйственные (природные ресурсы с их хозяйственной оценкой, промышленность, сельское и лесное хозяйство, транспорт, средства связи, строительство, торговля и финансы, комплексные экономические);

обслуживания (образование, наука, культура, здравоохранение, физкультура и спорт, туризм, бытовое и коммунальное обслуживание);

политические и административные;

исторические (первобытно-общинного строя, рабовладельческого строя, феодального строя, капиталистического строя, социалистического строя и империализма);

экологические.

Практическая работа № 6 Анализ содержания обзорных общегеографических и тематических карт

Задание 1. Проанализируйте содержание обзорных общегеографических карт на примере:

а) физической карты Пермского края в масштабе 1:2 500 000;

б) физической карты России в масштабе 1:25000000.

Выписать полное название карты, номер изучаемого листа или страницы атласа и год издания.

Определить назначение карты и характер ее использования (настольная, настенная).

Проанализировать и описать содержание карт по элементам согласно следующему плану:

а) гидрографическая сеть (реки, озера и другие водные объекты). Принципы классификации: режим (постоянные, пересыхающие), состав воды (пресные, соленые), хозяйственное использование (судоходные, несудоходные, сплавные);

б) рельеф. Принципы классификации: способы изображения; возможность определения высот, углов наклона; отображение резких нарушений рельефа и микроформ; характер рельефа территории (горный, равнинный и т. д.);

в) растительность и грунты: классификация элементов, способы изображения; виды и типы растительности;

г) населенные пункты. Принципы классификации: тип поселений (городские, сельские), количество жителей, политико-административное значение; способы картографического изображения;

д) пути сообщения. Принципы классификации: способы передвижения (железные и автомобильные дороги, водные и воздушные пути; при этом железные дороги классифицируются по ширине колеи, виду тяги и т. п., автомобильные – по значению и др.), способы картографического изображения.

Результаты работы должны быть представлены в виде описания карт.

Пример выполнения задания

Карта «Кавказ», масштаб 1:2 500 000, из Атласа мира научно-справочного типа (М., ГУГК, 1984. С. 46 – 47).

По назначению – карта научно-справочная, по характеру использования – настольная.

Водные объекты : Черное и Каспийское моря с довольно подробной характеристикой береговой линии (особыми знаками выделены участки с изменяющейся береговой линией, заболоченные берега, отмели и т. п.); по режиму реки подразделяются на постоянные (обозначены сплошной линией) и пересыхающие (пунктирной); по составу воды озера подразделяются на пресные (голубого цвета) и соленые (бледно-голубого), по режиму – на постоянные (обозначены сплошным контуром) и пересыхающие (пунктирным контуром).

Рельеф суши показан отметками высот и горизонталями (изогипсами), рельеф моря – отметками глубин и изобатами. Применена послойная окраска по ступеням высот и глубин. Специальными условными знаками выделены вечные снега, ледники, пещеры, пески.

Растительность и грунты показаны ареалами с использованием площадных знаков внутреннего заполнения – изображение болот и солончаков.

Населенные пункты подразделяются по количеству жителей:

более 1 000 000, 1 000 000–300 000; 300 000–100 000; 100 000–50 000; 50 000–10 000; менее 10 000 жителей (значки даны в условной ступенчатой шкале). Города с населением 1 000 000 человек обозначают контуром, отражающим конфигурацию города. Административное значение населенных пунктов показано типами и размерами шрифтов. Государственные, республиканские и районные границы, а также границы заповедников показаны линейными знаками разного рисунка.

Пути сообщения подразделяются: 1. по способу передвижения – железные и автомобильные дороги (показаны линейными знаками красного и черного цвета); 2. по значению – магистральные и прочие (значение показано толщиной знака).

Задание 2. Изучите одну из тематических карт по элементам и составьте ее описание. Тематика карт предлагается по выбору (группе ф/г – одна из карт природных явлений; группе э/г – одна из карт общественных явлений; группе прп – одна из экологических карт).

Указания к выполнению задания

а) просмотр карты с целью получения общего представления о ней;

б) детальное ознакомление с каждым элементом карты;

в) составление описания карты по плану.

План описания карты

Название карты, тематика, назначение, картографируемая территория, выходные данные (где, кем и когда составлена, издана и др.).

Математическая основа карты: картографическая проекция (найти с помощью определителей) и характер искажений; масштаб (главный), виды масштабов, применяемых при построении; элементы компоновки карты; форма и размеры рамок, виды рамок, оцифровка картографической сетки, долгота среднего меридиана; размещение элементов карты.

Вспомогательное оснащение карты (легенда, графики и др.).

Дополнительные данные карты (врезки, диаграммы, тексты и др.).

Результаты работы представить в виде описания карты.

По степени обобщенности показателей тематические карты делятся на аналитические, синтетические и комплексные.

4.1.1. Аналитические карты

К аналитическим относятся карты, дающие конкретную характеристику одного или нескольких природных или социально-экономических явлений, без отображения связей и взаимодействий между ними. Для них используются необобщенные или мало обобщенные показатели, часто полученные на основе единичного наблюдения (на картах наблюдения). Например, карты отдельных метеорологических элементов, характеризующих их величину в тот или иной момент или период времени (рис. 4.1): температуры воздуха, атмосферного давления, осадков, ветров и т.п.; или карты крутизны склонов, глубин, густоты расчленения рельефа и др. Аналитические карты дают информацию по определенным сторонам или свойствам объектов и явлений, им свойственно отвлечение от целого.

Рис. 4.1. Аналитическая карта фактической погоды

Сила аналитического картографирования в том, что оно позволяет как бы «расчленить» объект на составные части, обособленно рассмотреть их или даже выделить элементы этих частей. Такое «расчленение» может быть сколь угодно детальным, все зависит от глубины анализа. На начальных стадиях аналитического изучения объекта на картах показывают основные элементы его структуры, вещественного состава, особые признаки и свойства. Но по мере накопления знаний и совершенствования методики аналитические карты отражают все более тонкие особенности и детали строения. Так, изучая рельеф, применяют все более «тонкие» методы математического моделирования, получая все более детальные аналитические карты, например карты горизонтальной и вертикальной кривизны поверхности, карты вторых производных, характеризующих скорость изменения уклонов, карты дисперсии высот и т.п. Возможности анализа практически бесконечны.
Необходимо, однако, иметь в виду, что понятие «аналитическая карта» в определенном смысле относительно. Скажем, карта дневных температур, несомненно, аналитическая карта по отношению к карте среднемесячных, а тем более среднегодовых температур. Но и карту среднегодовых температур можно считать аналитической, если поставить ее в ряд с картами давления, осадков, испарения, преобладающих ветров - все они характеризуют лишь отдельные элементы климата. Такова диалектика всякого анализа, который неразрывно связан с синтезом.
Близки к аналитическим так называемые частные , или отраслевые , карты. Они имеют узкую тематику, подробно показывают какую-либо отдельную отрасль. Чаще всего, говоря об отраслевых картах, имеют в виду социально-экономическую тематику, связанную с отдельными отраслями промышленного или сельскохозяйственного производства. Отраслевыми принято считать карты машиностроения, текстильной, химической, пищевой и других отраслей промышленности или карты свекловодства, хлопководства, овцеводства, птицеводства и т.п.

4.1.2. Синтетические карты

Синтетические карты дают целостное пространственное отображение явлений в результате интерпретации наиболее существенных показателей, их соединения и обобщения с учетом связей между ними. Примером могут служить карты климатического районирования, сельскохозяйственной специализации районов, ландшафтные карты, на которых выделяются соответствующие области (районы) по совокупности многих показателей.
Синтетические карты обычно создают путем интеграции данных, отраженных в сериях аналитических карт. При небольшом числе синтезируемых показателей это можно делать вручную, но в более сложных случаях необходимо использовать методы математического моделирования.
Отметим, что синтетические карты всегда имеют довольно подробные, порой даже громоздкие легенды. В пояснениях к интегральной оценке стараются отразить многие исходные параметры.
Методы создания синтетических карт особенно усовершенствовались с внедрением геоинформационных систем, оперирующих одновременно десятками слоев информации. ГИС включают специальные процедуры для синтеза данных. В частности, это дало импульс широкому развитию синтетического эколого-географического картографирования условий жизни населения на основе учета комплекса природных, экономических и социальных параметров. Возможно даже совмещение на одной карте нескольких синтетических показателей.

Рис. 4.2. Синтетическая карта. Зоны специализации сельского хозяйства на юге Азербайджана

Иногда на одной и той же карте синтетическое изображение сочетается с некоторыми аналитическими показателями. Например, на экономических картах сельскохозяйственное районирование дается в синтетическом обобщении, а отрасли промышленности представлены аналитически. Это так называемые аналитико-синтетические карты.
Необходимо иметь в виду, что есть разные ступени синтеза. Геоморфологическая карта является синтетической по отношению к картам углов наклона и расчленения рельефа, но в то же время она может рассматриваться как аналитическая по отношению к карте природного районирования территории. Тут она стоит в ряду таких карт, как гидрологическая, почвенная, геоботаническая и др. То, что на одной ступени выступает как синтетическое изображение, на следующем, более высоком уровне становится «элементом» более сложной системы - так в картографировании проявляется диалектика процессов анализа-синтеза. Следует добавить к этому, что степень синтеза всегда возрастает с уменьшением масштаба карты, с переходом от показа отдельных объектов к изображению собирательных понятий. Иначе говоря, уровень синтеза находится в определенной зависимости от степени генерализации картографического изображения.

4.1.2. Комплексные карты

Комплексные карты совмещают изображение нескольких элементов близкой тематики, набор характеристик (показателей) одного явления. Например, на одной карте можно дать изобары и векторы преобладающих ветров, имея в виду, что ветры непосредственно связаны с полем атмосферного давления. На карте сельского хозяйства можно одновременно показать распаханность территории и урожайность пшеницы, на гидрологической карте - внутригодовое распределение стока в речном бассейне, водоносность рек и потенциальные энергоресурсы. На рис. 4.3 приведена комплексная карта, на которой изображение внутри годового распределения речного стока и водоносности рек совмещено с характеристикой потенциальных ресурсов гидроэнергии.

Рис. 4.3. Комплексная карта. Водоносность рек, распределение стока и потенциальные энергоресурсы восточной части Кольского полуострова

Каждая характеристика дается в своей системе показателей, но показ на одной карте двух, трех и более тем позволяет читателю рассматривать их в комплексе, визуально сопоставлять между собой, устанавливать закономерности размещения одного показателя относительно другого. В этом - главное достоинство комплексных карт.
Однако возникают и сложности. Дело в том, что на одной карте трудно совместить изображение нескольких явлений так, чтобы они хорошо читались. Известно, например, что можно совместить две системы изолиний (одна дается с послойной окраской, а другая - яркими цветными линиями), но три системы изолиний уже не читаются. Аналогично можно дать на карте две картограммы (одну - цветовой шкалой, а другую - штриховкой), дополнить карту значками, линиями движения, изображением ареалов и т.п., но при пяти-шести слоях комплексная карта становится перегруженной и теряет читаемость.
Хорошо известными примерами комплексных карт могут служить топографические карты, на которых совместно представлены рельеф, гидрография, растительность, почвы и грунты, населенные пункты, социально-экономические объекты, дорожная сеть, линии связи, административные границы - т.е. весь комплекс объектов, характеризующих местность.
Другой, не менее яркий пример - метеорологические карты, где на фоне изобар и линий атмосферных фронтов показаны метеоэлементы: температуры воздуха и почвы, влажность воздуха, направление и скорость ветра, количество и вид осадков, облачность и др. - в совокупности они отражают погодные условия.
Тематические карты, отображающие несколько природных или социально-экономических элементов, относятся к типу комплексных карт. Например, синоптические карты, характеризующие в данное время погоду на определенной территории. Каждый элемент на этих картах (температура, давление, ветры и др.) характеризуются своей системой показателей, но все они сопоставляются между собой, рассматриваются комплексно, обычно с выявлением закономерностей размещения одного показателя относительно другого. Содержанием комплексных карт могут быть: одни природные явления (давление, ветры); несколько социально-экономических явлений (промышленность, сельское хозяйство, транспорт); группа явлений, характеризующих природную среду, население и хозяйство (например, карты агропромышленных комплексов, отображающие взаимосвязи размещения промышленности и сельского хозяйства с природными ресурсами и сырьевыми базами). На комплексных картах часто одновременно применяют аналитические и синтетические приемы. Например, на экономических картах для отображения промышленности употребляют аналитические, а для сельского хозяйства - синтетические показатели. Топографические карты, отображающие различные элементы местности, также относятся к типу комплексных карт.
Среди тематических карт выделяются карты динамики и взаимосвязей , а также карты функциональных типов . К последним относятся инвентаризационные , оценочные , индикационные , прогнозные и рекомендательные карты.
Карты динамики передают движение, развитие определенного явления или процесса во времени или его перемещение в пространстве (перемещение водных масс, атмосферных вихрей, рост городов).

Рис. 4.4. Климатическая карта Антарктики

Карты взаимосвязей отображают характер и степень пространственных связей нескольких явлений (атмосферного давления и ветров, внесения удобрений и урожайность сельскохозяйственных культур). В основном это межотраслевые карты, отображающие связи между явлениями и процессами природы, населения и хозяйства.
Инвентаризационные карты - обычно это аналитические карты, отображающие (регистрирующие) наличие, расположение и состояние объектов и явлений (природных и трудовых ресурсов, объектов экономики: карты размещения полезных ископаемых, лесов, сельхозугодий, трудоспособного населения, объектов промышленности, сельского хозяйства, транспорта и др.).
Оценочные карты - карты, дающие оценку определенных явлений (объектов) для решения конкретных задач (например, карты оценки природных условий территории для сельскохозяйственного производства или для строительства дорог и т.п.). Это прикладные карты, составляемые на основе инвентаризационных карт, чаще всего отражающих взаимодействие человека и природы.
Индикационные карты предназначены для предсказания и выявления неизвестных явлений на основе изучения других, хорошо известных. Составление индикационных карт опирается на представления о тесной связи индикаторов и индицируемых явлений. Так, индикационные карты растительности применяют для обнаружения тектонических разломов, поскольку над зонами разломов возникают особые условия циркуляции грунтовых вод, а это сказывается на видовом составе растительности. Некоторые виды растений служат индикаторами полезных ископаемых (особенно рудных месторождений, соляных залежей), отдельные ареалы животных индицируют распространение тех или иных болезней человека, поэтому индикационные геоботанические карты используют при разведке полезных ископаемых, а индикационные зоогеографические карты — при выявлении потенциальных ареалов болезней. Таким образом, по сути индикационные карты близки к картам прогнозным.
Прогнозные карты отображают неизвестные в настоящее время или недоступные для непосредственного наблюдения явления и процессы, происходящие как во времени (например, динамика численности населения в будущем, изменения в структуре промышленного производства и др.), так и в пространстве (например, размещение месторождений полезных ископаемых, строение недр Земли и др.). По степени достоверности (вероятности) прогноза карты могут быть: предварительного прогноза (схематичные мелкомасштабные карты), вероятного прогноза (наиболее детальные, чем карты предварительного прогноза, обычно это крупномасштабные карты), весьма вероятного прогноза (наиболее детальные, обычно крупномасштабные карты) и карты перспективного расчета (еще более точные карты, составленные по точным данным).
Рекомендательные карты обычно составляются на основе оценочных и прогнозных карт и содержат конкретные предложения (рекомендации), которые необходимо провести в данной ситуации (на определенной территории) для достижения какой-то цели (по рациональному использованию земель, охране и улучшению окружающей среды и т.д.).

4.2. КАРТЫ РАЗНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Назначение карт так же разнообразно, как разнообразны сферы человеческой деятельности, поэтому затруднительно указать все типы карт, различающиеся по этому признаку. Дело осложняется еще и тем, что ряд карт ориентирован на многоцелевое назначение - они одновременно служат для планирования, научных изысканий, учебных и культурно-просветительных целей, получения справочных сведений и много другого. И все же можно указать несколько типов карт, в которых особенно четко проявлены особенности их назначения.
Научно-справочные карты предназначены для выполнения по ним научных исследований и получения максимально подробной (для данного масштаба), достоверной и научно обработанной информации. Это карты для специалистов, работающих в сфере наук о Земле и социально-экономических наук.
Культурно-просветительские карты ориентированы на широкие читательские круги, они дают упрощенную, если можно так сказать, «облегченную» картографическую трактовку для лиц, не имеющих специальной географо-картографической подготовки. Назначение этих карт - распространение знаний, пропаганда идей (например, бережного отношения к природно-историческим памятникам), разъяснение планов экономического развития и освоения территорий и т.п. Такие карты обычно имеют яркое, простое, доходчивое оформление, дополняются диаграммами, рисунками, элементами плаката. К этому типу близки карты туристские и туристско -краеведческие , предназначенные для туристов, путешественников по родному краю и просто для отдыхающих. В их содержании основное внимание уделено местам, представляющим интерес для туристов (архитектурные и исторические памятники, заповедники, парки, музеи и др.). Карты отличаются красочным оформлением, сопровождаются подробными указателями и справочными сведениями. Они могут изображать обширные курортные районы (например, Черноморское побережье), национальные парки, города, отдельные лыжные, пешеходные, водные маршруты и т.п. К этой же группе примыкают карты для спортивного ориентирования , специально приспособленные для проведения соревнований по этому виду спорта.
Учебные карты - четко выделяемый тип карт, используемых как наглядные пособия или материалы для самостоятельной работы в школах и вузах. На них применяют проекции, способы изображения, учитывающие степень подготовки учащихся и характер использования карт в учебном процессе. Соответственно создают карты для начальной, средней и высшей школы. Их нагрузка должна соответствовать объемам учебных программ того или иного образовательного уровня. Отметим, что карты для высшей школы, предназначенные для аудиторий, по содержанию и детальности приближаются к научно-справочным, не теряя при этом своих демонстрационных свойств.

4.3. ШКОЛЬНЫЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОИЗВЕДЕНИЯ

4.3.1. Особенности школьных карт

По сравнению с другими картами школьные карты имеют ряд особенностей:
. согласованность их с соответствующей программой и учебниками , освобождение от излишних деталей. Чем младше учащиеся, тем меньше нагрузка карт для них. Чрезмерная детальность и нагрузка школьных карт может затруднить обозрение изучаемой территории, выявление нужных для изучения объектов. Это, однако, не означает, что на школьную карту наносится только то, что упоминается в учебнике. В этом случае карта не будет правдоподобно отражать действительность. Поэтому даже на картах для младших классов дается некоторая дополнительная нагрузка из объектов, не упоминающихся в учебнике
. обзорность, обеспечивающаяся не только мелким масштабом, но и большой генерализацией, а также использованием особых графических приемов и, прежде всего, укрупнением условных знаков (особенно на стенных картах), созданием многопланового изображения, когда на первый план выдвигается то, что учащиеся должны знать в первую очередь;
. повышенная наглядность , позволяющая учащимся легко ассоциировать данные на карте обозначения с соответствующими объектами в натуре. Наглядность на картах достигается разными приемами - применением фоновых и штриховых расцветок ассоциирующихся с природными (голубой фон озер, синие реки, зеленые леса и т. п.), размещением на полях карты художественных изображений объектов и местности в целом, изображенной на карте, применением многоплановости картографического изображения и др.;
. применение довольно ограниченного числа картографических проекций ;
. масштаб на картах, предназначенных для изучения начального курса географии в младших классах обычно приводится именованный и линейный. Для старших классов на картах помещается и численный масштаб;
. ориентировка рамок школьных карт относительно линий картографической сетки выбирается такой, при которой средний меридиан проходит посередине карты. При этом сохраняется направление север-юг в середине карты в привычном для учащихся положении (север - вверху, юг - внизу).

4.3.2. Школьные географические атласы

Школьные географические атласы - главные пособия для всесторонней самостоятельной работы учащихся в классе и дома. Основная педагогическая цель в работе со школьными атласами - не передавать ученикам знания, а научить их самостоятельно добывать информацию. Как картографические произведения они обладают теми же свойствами, что и все атласы. Однако им присущи свойства, которые вытекают из специфики их назначения.
В настоящее время растет число школьных атласов, издаваемых как государственными учреждениями, так и частными фирмами. Поэтому выбор того или иного атласа в качестве основного, обязательного пособия должен основываться на тщательном анализе всех существующих произведений этого рода. Анализ школьных атласов проводится учителем по той же схеме, что и любого атласа. Учитель географии, хорошо знающий особенности школьных атласов и умеющий их анализировать, сможет более грамотно организовать работу с ними, научить учащихся более полно использовать их в качестве источника географических знаний.
Отдельные школьные атласы, помимо карт, включают специальные методические вводные разделы, рассматривающие особенности карт атласа и указания по работе с ними, справочные сведения о важнейших объектах земной поверхности (реках, озерах, островах, самых высоких горных вершинах и т. д.). Кроме того в атласах для старших классов справочные сведения помещены и на самих страницах атласа. Это различного рода диаграммы, таблицы, карты-врезки. Лучшие издания школьных атласов содержат космические снимки участков земной поверхности и общего вида Земли из космоса.
Среди группы атласов отдельных стран особого внимания заслуживает Национальный Атлас Украины - официальное государственное издание. Создан Атлас, как современная информационная система, имеет ряд важных функций. Широкие репрезентативные и информационные возможности позволяют использовать его во многих сферах жизни общества:
. в законотворческой и управленческой деятельности на национальном и региональном уровнях;
. для обоснования различных государственных программ сбалансированного экономического, социального, экологического и духовного развития регионов и государства в целом;
. в природопользовании и осуществлении мониторинга природных и социальных явлений и процессов;
. в системе школьного и высшего образования;
. при формировании внешней политики и развития международных отношений.
Он является источником современной информации об Украине для заинтересованного отечественного и зарубежного читателя и многочисленной украинской диаспоры.
По уровню теоретико-методического обеспечения и картографического воплощение пространственных данных Атлас сопоставим с национальными атласами других государств мира.

Рис. 4.5. Национальный Атлас Украины

В 2010 году вышла новая современная картографическая работа - Атлас учителя, который подготовлен Государственным научно-производственным предприятием "Картография".

Рис. 4.6. Атлас учителя изданный НПП "Картографія"

По своему содержанию и наполнению этот атлас можно назвать атлас-энциклопедия. И это действительно так. В четырех основных разделах атласа содержится огромная географическая информация о планете Земля.
Атлас выполнен по новейшим технологиям, иллюстрирован большим количеством фотографий и схем. Он создан на основе современных картографических и литературных источников и статистических материалов.
Карты атласа дополняет текстовая и географическая информация.

4.3.3. Специальные школьные карты и другие картографические произведения

К ним относят следующие:
а) контурные карты - одноцветные изображения, предназначенные для нанесения на них различных данных (надписей, знаков, объектов, явлений, процессов и т.п.). Они выпускаются в виде блоков с согласованной основой, масштабу, компоновкой. Существующие карты предусматривают постепенное усложнение работ с контурными картами от младших классов к старшим. Другая функция контурных карт - основа для составления тематических карт или картосхем при выявлении взаимосвязей исследуемых явлений и процессов;
б) индукционные карты - настенные контурные карты, выполненные на линолеуме или дерматине с несмываемыми контурами. Используются при работе с учащимися на настольных контурных картах, объяснении нового материала;
в) немые карты - обычные настенные карты, но без надписей; предназначены для проверки и закрепления знаний учащихся у доски;
г) полунемые карты - характеризуют объекты первыми двумя-тремя буквами, а следующие буквы названий этих объектов ученику необходимо определить и дописать;
г) карты-трафареты - выполнены на прозрачной пленке для проектирования с эпидиаскопа на экран; дают возможность накладывать ряд пленок; используются при изучении нового материала;
д) эскизные картосхемы - картографические рисунки, сделанные ”на глаз“, без точного соблюдения масштаба на доске; используются при изучении нового материала, когда необходимо сконцентрировать внимание учащихся на определенном явлении или процессе;
е) электрифицированы и магнитные карты - обычные настенные карты, которые специально оборудованы; на электрифицированных картах в определенных местах встроенные электрические контакты, куда подсоединяются маленькие электрические лампочки; магнитные карты выполняются на специальных металлических листах; условные знаки на них сделаны из пенопласта с вставленным магнитом;
ж) текстовые карты - карты учебников и пособий, один из видов настольных карт и составная часть учебника как целостного произведения; вместе с текстом обеспечивают изучение необходимого программного материала. По тексту эти карты могут играть основную роль (текст их объясняет), вспомогательную роль (они объясняют, ”комментируют“ текст), находятся на паритетных началах;
с) глобусы начинают применять на уроках еще в младших классах для объяснения формы Земли, в последующих - для объяснения формы и размеров Земли, картографической сетки, сути параллелей и меридианов, при определении географических координат (географических широты и долготы), освещенности Земли Солнцем, движения Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси и т.д. Школьные глобусы изготавливают в масштабах 1:83 000 000, 1:50 000 000, 1:30 000 000; последний - демонстрационный, первые два - предназначены для самостоятельной работы учащихся; по содержанию делятся на физические , политические , рельефные . Распространены индукционные глобусы - на черном фоне светлой краской нанесена градусная сетка. Есть глобусы из прозрачного пластика с подсветкой изнутри.
В школьной программе по географии предусмотрено использование профилей, разрезов, блок-диаграмм, рельефных карт и т.д.

4.3.4. Педагогическая цель в работе с картой на уроках географии

Карта - наиболее используемый картографическое произведение в школьной программе по географии. Она является наиболее универсальным произведением. По карте можно решать различные творческие задачи. Применение карт в школьной географии преследует три основные цели (задачи), которые достигаются в процессе изучения карты и работы с ней:
а) понимать карту - это значит усвоить основные свойства карты, особенности различных видов карт, их условные обозначения, приемы применения;
б) читать карту - значит уметь выяснить географическую действительность с ее картографическим изображением, то есть по условным обозначениям обнаружить взаимосвязи явлений природы и человеческой деятельности. Характер чтения может быть различным и зависит от назначения и возможностей карты: от обычной справки (что? где? сколько?) до полного понимания взаимосвязи и взаимообусловленности объектов и явлений (почему? по каким причинам? как?);
в) знать карту - воспроизведение в памяти картографической информации, по памяти представлять взаимное расположение, относительные размеры, форму и собственные названия объектов, которые изучаются в школьном курсе географии.
Картографическая информация способствует упорядочению географических знаний, при этом эти знания имеют хорологическую и пространственную привязку.
Выше упомянутые цели по своему значению неравноценны, но взаимосвязаны. В школьной географии упор следует делать именно на чтении карты, которое должно строиться на понимании и знании карты.
Работа с картой или другими картографическими произведениями является интересной для школьников, потому что включает зрительную функцию памяти (нервный зрительный канал вчетверо мощнее, чем слуховой). Кроме того, детям всегда нравились путешествия и экскурсии. Это следует использовать для ”передачи“ учащимся знаний. Научить учащихся картографическим словесным методам невозможно, поэтому для учеников следует подбирать соответствующие картографические произведения, а не карты в целом.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Какие карты называют аналитическими?
2. По каким показателям можно распознать аналитическую карту?
3. В чем преимущества аналитического картографирование?
4. В чем выражается относительность понятия «Аналитическая карта»?
5. По каким показателям можно распознать комплексную карту?
6. В чем преимущества и недостатки комплексного картографирования?
7. По каким показателям можно распознать синтетическую карту?
8. В чем преимущества и недостатки синтетического картографирование?
9. Какие методы математического моделирования применяются при составлении синтетических карт? В чем суть этих методов?
10. Каким образом в картографировании оказывается диалектика процессов анализа-синтеза?
11. Как соотносятся степень синтеза с масштабом карты?
12. Какие географические явления показывают карты динамики? Приведите примеры этих карт.
13. Какие географические явления передают карты взаимосвязей? Приведите примеры этих карт.
14. Какие данные содержат инвентаризационные карты?
15. Какие данные содержат оценочные карты?
16. Какие данные содержат индикационные карты?
17. Какие данные содержат прогнозные карты?
18. Как классифицируют прогнозные карты?
19. Какие данные содержат рекомендательные карты?
20. Для каких целей предназначены научно-справочные карты?
21. Для каких целей предназначены культурно-образовательные карты?
22. Для каких целей предназначены туристские карты?
23. Для каких целей предназначены учебные карты?
29. Приведите примеры современных комплексных атласов.

Предисловие от переводчика

Материала довольно много, поэтому я разбил его на несколько частей. В переводе сохранён оригинальный, «американский» стиль изложения, когда к важным умозаключениям возвращаются по несколько раз. Несмотря на то, что в руководстве описаны лишь базовые принципы тематической картографии, и некоторые аспекты намеренно упрощены, этих знаний будет достаточно для визуализации данных в большинстве случаев.

Что такое тематические карты?

Навигационные карты и тематические карты

Большинство карт попадают в одну из двух широких категорий:

Общегеографические (физические) карты отображают различные локации и объекты, такие как страны, города, реки и т.д… Это те карты, которыми вы наверняка пользуетесь в повседневной жизни, например, карты Google, которые помогают вам найти где что находится. Другие распространённые физические карты делают акцент на рельефе - это топографические карты.

Тематические карты не просто показывают локации, но показывают различные атрибуты или статистику, соответствующую данной местности, различные пространственные закономерности и взаимосвязи между локациями. Например, если физическая карта показывает местоположение города, то тематическая может вдобавок показывать население этого города. В одном случае мы картируем местность, в другом данные. Это руководство посвящено тематическим картам, их различным типам и базовым принципам создания.

Представление данных

Вообще говоря, тематическая картография - это о различном представлении пространственных данных. Делается это с помощью нескольких визуальных переменных , таких как размер, цвет и форма. Конкретный способ зависит от природы представляемых данных (счётные ли это данные или номинальные), а так же от типа геометрии (точка или площадной объект). В этом руководстве мы рассмотрим некоторые распространённые способы создания тематических карт в купе с советами и лучшими практиками.

Типы измерений: номинальные, порядковые и числовые данные

Знайте ваши данные

Успех многих тематических карт обусловлен правильным выбором способа представления данных. Другими словами, не все географические данные одинаковые, поэтому и картироваться они должны по-разному. Например, площадная картограмма хорошо работает для таких вещей, как размер населения или продолжительнсоть жизни (которые являются числами), но она не подойдёт для номинальных данных, особенно если категории невозможно упорядочить, Такие данные, как преобладающая религия или тип почвы, по своей сути не могут быть измерены количественно. Для площадной картограммы нужны числа, чтобы соответственным образом масштабировать регион, без них никак. То же самое справидливо для градуированных символьных карт, хороплетов и точечных картограмм плотности.

Ниже следует краткое описание типов измерений. Более детально каждый тип карт будет рассмотрен в соответствующем разделе далее.

Типы измерений

Числовые данные являются самым распространённым типом данных тематических карт. Всё, что может быть посчитано (люди, баррели нефти) или измерено (температура, доход), отлично подходит для тематических карт. При этом не забывайте о важности нормировки данных; это влияет на то, какие типы карт вы можете (или не можете) использовать для визуализации.

Номинальные данные (также известные как категорийные или качественные данные) никак не ассоциированны с числами, и принципиально не могут быть как-либо упорядочены (ранжированы).

Порядковые данные по сути категорийные данные, которые можно упорядочить. Например, размеры футболок (s / m / l / xl), риск затопления (низкий риск / средний риск / высокий риск) или возрастная группа(молодёжь / зрелый возраст / пожилые люди). Для картирования порядковых данных лучше всего подходит хороплет с последовательной цветовой шкалой, либо градуированная символьная карта с количеством классов равным количеству категорий в данных.

Нормализация данных

Нормализовать или нет?

Очень важным аспектом тематической картографии является то, в каком виде вы используете данные, в чистом виде (например, население каждой из стран) или же в нормализованном виде (например, население страны на квадратный километр её территории). В первом случае мы увидим сколько людей живёт на территории страны, во втором мы увидим на сколько плотно заселена территория. Основной причиной для нормализации данных является возможность сравнивать очень разные территории. Например, вы можете напрямую сравнить такую большую страну как Канада с такой небольшой как Швейцария. И хотя в Канаде проживает значительно больше людей чем в Швейцарии, плотность населения там куда меньше. Без нормализации данных увидеть этот факт будет не так просто.

Примечание: Если вы собираетесь создавать хороплет, используйте ТОЛЬКО нормализованные данные.

Подведём итоги: Если вы хотите чтобы ваши пользователи видели магнитуду (количественный порядок величин), используйте данные в чистом виде. Если же вы хотите показать относительную разницу (в которой уже учтены такие вещи как размер территории), то используйте нормализованные данные.

Являются ли мои данные уже нормализованными?

Очень может быть! Если числовые данные содержат в описании "x на квадратный километр/милю/... ", или "x на душу населения ", или "процент ", или "соотношение x / y ", тогда можно пропустить этап нормализации данных.

Как нормализовать ваши данные

Основные способы нормализации данных следующие: поделить данные на (1) площадь, соответствующую этим данным , создав тем самым данные вида "x на квадратный километр/милю "; (2) на количество людей внутри этой территории , создав данные вида "x на душу населения " или "x как % от всего населения ".

Основы классификации данных

Когда использовать

Если вы собираетесь классифицировать ваши данные, вы должны определиться как с количеством классов , так и с методом разбиения на интервалы (классы). Существует множество различных способов систематичной классификации данных , ниже мы рассмотрим их достоинства и недостатки.

Смысл классификаци в сокращении большого количества наблюдений путём их группировки до нескольких интервалов или классов . Зачем? Потому что пользователям гораздо проще воспринимать несколько чётко определённых классов, чем «сырые» данные. Если классификация сделана грамотно, то она помогает гораздо проще и яснее донести послание, заложенное в карту. Однако, классификация процесс не из лёгких, очень часто подобрать «идеальный» метод под конкретный набор данных удаётся далеко не с первого раза. Всегда важно понимать данные с которыми работаешь, а не просто применять «любимый» метод классификации. Неподходящий метод классификации может создать на карте ложные паттерны, имеющие мало общего с реальным гегографическим феноменом, который вы пытаетесь визуализировать. Карты, использующие сомнительные методы классификации, не просто не эффективны, они вводят в заблуждение.

Классификация имеет большое значение, потому что группировка данных один из наиболее фундаментальных аспектов генерализации карт - процесса упрощения реального мира до рамок холста карты. Поэтому даже небольшие различия в этом процессе могут кардинально изменить внешний вид карты и её посыла . Несмотря на всё это, пользователи редко придают этому значение и не подвергают сомнению предложенные им классы, а ведь это один из простейших способов "обманывать картами " намеренно или по неведению. Тем не менее, классификация очень полезна и является базовым навыком при создании тематических карт.

На этой карте использована схема с 5 классами с равными интервалами (1-10, 11-20, ...).

Примечание: Всё вышеперечисленно справедливо также для хороплетов, градуированных символьных карт и картограмм, поскольку вы можете создать версии этих карт с разбиением на классы.

Цель классификации данных

Вообще говоря, основная цель классификаци в том, чтобы объединить вместе схожие наблюдения и разделить существенно различающиеся. С математической точки зрения цель в нахождении оптимального числа классов и определении их границ таким образом, чтобы минимизировать вариацию внутри классов и максимизировать различия между классами. Например, имеется набор данных из 4 наблюдений 1.3, 1.6, 3.5 и 3.9, логично разбить его на две группы: 1.3 и 1.6 в первую группу и 3.5, 3.9 во вторую, потому что между ними явный числовой разрыв. Такой поход очень распространён и называется «максимальные разрывы».

Однако, всё не так просто, и максимизация разницы между группами не всегда уместна. Предположим, что в примере выше значение 1.5 является критическим , и важно дифференцировать значения относительно этой критической точки. Например, если локации соответствует значение ниже 1.5, то ей доступна экстренная финансовая помощь. В этом случае внешние ограничения перевешивают логичные с точки зрения математики доводы, и, хотя 1.3 и 1.6 являются близки по значению, они будут отнесены к разным классам.

Количество классов

Если вы не уверены, то создавайте карту с 3–7 классами данных . Конечно ваши цели и сами данные должны влиять на принятие решения, например, политическая карта США обычно имеет только 2 класса (небезызвестные карты красно-синих штатов). Карты, показывающие отклонения от среднего, также будут иметь всего 2 класса (ниже среднего и выше среднего).

Чем больше классов вы будете использовать, тем больше подробностей будет видно на карте (что хорошо), но при этом будет возрастать сложность восприятия карты и, как следствие, риск неправильной интерпритации данных, так как большее количество цветов труднее различать (а ещё сложнее печатать такую карту). Ключевой вопрос - как много подробностей вы хотите показать? Карта с 3 классами/цветами будет очень легко читаться, но может скрыть от читателя некоторые важные аспекты данных, и при этом может создать искусственные географические паттерны из-за объединения по факту разных территорий. Единственно верного количества классов для карты не существует, так что экспериментируйте.

Не уверены сколько классов использовать? Посмотрите распределение ваших данных на гистограмме: есть ли явные кластеры внутри ваших данных, есть ли большие разрывы, формирующие естественные группы? Если так, то выберите количество классов соответственно этому.

Метод классификации

Также как нет единственно верного количества класов, нет и единственно верного способа разбить данные на интервалы. Посмотрите на гистограмму (или диаграмму разброса), чтобы определить «форму» ваших данных. Постарайтесь определить величины с близкими частотами в один класс, а величины с сильно различающимися частотами разнести по разным классам.

По форме этих гистограмм можно предполажить, что 3 или 4 класса будет хорошим выбором.
При отсутствии иных умозаключений, естественные «перепады/разрывы» являются хорошей основой для формирования интервалов.

РАВНЫЕ ИНТЕРВАЛЫ разбивают данные на классы одинакового размера (например, 0-10, 10-20, 20-30, и т.д.) и лучше всего работают на равномерно распределённых данных. ВНИМАНИЕ: Избегайте использования разбиения на равные интервалы, если на гистограмме виден явный перекос (ассиметричность), или присутствуют большие выбросы. Выбросы будут плодить пустые классы, а перекосы приведут к большой вариации внутри классов. Так как в данных по отелям нет явных выбросов, то использование равных интервалов здесь допустимо.

КВАНТИЛИ помогут создать карту с равным количеством наблюдений в каждом классе: если у вас 30 регионов и 6 классов данных, то в каждом классе будет по 5 регионов. Недостаток квантилей в том, что они могут привести к очень разным интервалам у разных классов (например, 1-4, 4-9, 9-250… последний класс огромен). Выбросы также могут разделить области с очень близкими частотами и привести к объединению областей с разными частотами, что крайне не желательно, так что всегда смотрите разбиение на гистограмме. ВНИМАНИЕ: В примере с данными по отелям использование квантилей приводит к тому, что часть третьего кластера попадает во второй класс, хотя гораздо ближе к наблюдениям из третьего класса.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ РАЗРЫВЫ являются в некотором смысле «оптимальным» решением, потому что изначально минимизируют вариацию внутри классов и максимизируют различия между ними. Одним из недостатков этого метода является то, что каждый набор данных уникален и, соответственно, разбиение тоже. Это приводит к невозможности сравнивать аналогичные карты разных наборов данных, например, в атласах карт или сериях карт, показывающих динамику во времени. В таких случаях лучше использовать другую схему разбивки на классы.

ВРУЧНУЮ приходится расставлять границы классов во многих случаях. Причины могут быть разными: необходимо учесть критическую точку в данных, сделать одной из границ среднее значение, сделать карту частью серии/атласа (чтобы сохранялась преемственность цветов и диапазонов в серии). Если разбиения других методов могут быть улучшены небольшими правками, то не бойтесь скорректировать их вручную.

Подписи и иерархия в картографии

Предварительные знания

Логчино предположить, что подписи и текст на картах используются для именования объектов и локаций, но их роль гораздо важнее. Подписи не только обозначают местоположение объектов, но также отображают их тип и форму, связи между ними, символизируют ассоциируемые с ними данные. Текст в виде коротких блоков и описаний используется для обозначения важных элементов карты, таких как заголовки, источники данных, тип проекции, масштаб, легенда и назначение карты. Преобладание подписей на карте (в особенности физической) ведёт к конкуренции за внимание с остальными символами карты, при этом подписи и текст очень сильно влияют на общее впечатление, создаваемое картой. Они помогают глубже погрузить читателя в изучаемую тему и облегчить понимание местности, как никакие другие графические инструменты (например, цвет).

Задача 1) подбора шрифтов и стилей (начертаний) и задача 2) размещения (позиционирования) подписей и текста на карте называется «типографирование карты». Обе они влияют на то, как хорошо работает и воспринимается карта в целом. Вследствие итеративной природы процесса (перемещение подписи, или изменение шрифта часто ведёт к эффекту домино и каскадному изменению в типографике карты), типографирование всегда относилось к одному из самых трудоёмких процессов в картографии, и остаётся таким по сей день, несмотря на современные достижения по автоматизации этого процесса.

О чем важно задуматься перед типографированием карты

1) Какова смысловая иерархия у объектов, которые я хочу подписать? Смысловая иерархия позволяет вам проранжировать объекты карты в порядке их важности. К примеру, на некоторых картах столицы могут быть важнее других крупных городов, которые, в свою очередь, могут быть важнее малых городов. Регионы и страны могут быть выше любого из городов в смыслвой иерархии. Такой способ концептуального ранжирования поможет в дальнейшем создать визуальныую иерархию подписей на карте.

2) Зачем мне нужна визуальная иерархия подписей и текста карты? Визуальная иерархия является важнейшим аспектом дизайна карты, она помогает читателю организовать графическую информацию таким образом, чтобы она была наиболее доступна и понятна. При правильном использовании, визуальная иерархия позволяет читателю проще и быстрее выполнять такие базовые задачи, как категоризация, группировка, поиск и сканирование информации. На первой карте, ниже показан пример визуальной иерархии подписей. Без визуальной иерархии, как на втором примере, чтение карты становится очень затруднительным, так как все подписи равносильны по уровню важности.

При прочих равных, больший кегль и более жирное начертание повышает уровень визуальной иерархии подписи. Капитализация и использование «тяжёлых» цветов, таких как черный, красный или розовый, имеет тот же эффект. Уменьшение размера шрифта и межбуквенного интервала (трекинг) понижает уровень подписи, то же делают и приглушенные цвета, вроде серого. Конечно же задача становится сложнее по мере увеличения количества подписей и их стилей на карте, поэтому создание хорошей визуальной иерархии потребует от вас неоднократного пересмотра решений, ряда экспериментов и постепенных улучшений.

3) О каких основных конвенциях типографирования карт следует знать? Конвенции это хорошая точка отсчёта, но не следует воспринимать их как правила, которые не могут быть нарушены. Вот несколько наиболее распространённых конвенций типографирования карт:

• Приоритеты размешения подписи точечного объекта: 1) сверху и справа, затем 2) снизу и справа, затем 3) сверху и слева, потом 4) снизу и слева. Размещение непосредственно сверху, снизу или с боков нежелательно.
• Визуально выровняйте по центру и увеличьте межбуквенный интервал подписей площадных объектов, чтобы обозначить их размер и форму.
• Используйте прописные буквы для подписей площадных объектов.
• Отделяйте культурные и физические фичи с помощью семейств шрифтов sans serif (без засечек) и serif (с засечками).
• Подписывайие водные объекты голубым курсивом.
• Делайте различия между подписями разного уровня хотя бы в 2 кегля.
• Не переворачивайте подписи вверх тормашками.
• Подписи не должны быть меньше 6-7pts у бумажных карт и 9-10pts у цифровых карт.
• Если необходимо, используйте один шрифт с засечками и один без, но не используйте больше одного шрифта без засечек на карте.

4) Как создать подходящее общее впечатление от карты и соответствующее настроение? Знание вашей аудитории и главной цели карты играют ключевую роль в формировании правильного «ощущения» карты. Если карта посвящена узкой тематике, нужно это отразить в её стиле. Все шрифты имеют свой «характер», который может создавать субъективное восприятие у читателя. Не используйте очень броские (замысловатые) шрифты, при этом подберите шрифт, подчеркивающий цель и тему карты. Выбор шрифта может придать карте формальный вид, неформальный, исторический, современный и т.д…

5) В каком виде и при каких обстоятельствах будет использоваться карта? Условия чтения являются очень важным фактором, определяющим на сколько читаемой и удачной будет карта. Важно как будет воспроизводиться карта (принтер, большой экран, проектор, мобильное устройство), с какого расстояния будет рассматриваться, какое будет освещение. В случае маленького разрешения, плохого качества воспроизведения, плохого освещения и больших дистанций чтения необходимо использовать более чёткие и контрастные шрифты, с хорошей читаемостью.

6) Как много подписей должно быть на карте? На этот вопрос нет простого ответа. Вообще говоря, подписей должно быть столько, сколько необходимо для поддержания цели карты и обеспечения контекстной информации. Физические карты обычно содержат широкий диапазон плотно расположенных подписей. Тематические карты, напротив, обычно содержат не так много подписей, потому что используют различные графические символы, цвета и пояснения для донесения основного послания. Также стоит обратить внимание на распределение подписей на карте, следует избегать слишком пустых областей и слишком «плотных», это может придать карте несбалансированный вид. В конце концов, добавлять подписи на карту просто, гораздо сложнее определить когда стоит остановиться.

7) Нужно ли мне знать что-нибудь о типографике? Да. Знания о шрифтах, их метриках и компонентах может очень помочь сделать правильный выбор шрифтов для вашей карты.

Кегль это высота прописного знака с выносными элементами. Исторически, в ручном наборе высокого способа печати кегль измеряли через высоту литерной площадки, на которой расположена буква или знак. Важно знать, что различные гарнитуры при одинаковом кегле могут иметь разный размер, как показано ниже. Кегль сам по себе никогда не должен использоваться для определения удобочитаемости.

Высота строчного знака (x-height) это высота буквы в нижнем регистре без учёта верхних и нижних выносных элементов (показана голубым пунктиром на картинке выше). Это свойство не менее важно размера кегля, когда дело касается удобочитаемости текста. При прочих равных, когда размер шрифта становится меньше, шрифты с большей высотой строчного знака кажутся больше по размеру. Также у шрифтов с большой высотой строчного знака больше внутрибуквенный просвет, что снижает вероятность их «схлопывания».

Засечки это небольшие отметки на концах линий некоторых букв, такие как на букве "T" ниже. Шрифты для цифровых карт должны использовать засечки, которые будут читаемы даже на малых размерах шрифта. Хотя на малых размерах на экране куда лучше использовать шрифты без засечек. Однако, если всё же используете шрифт с засечками, то выбирайте шрифт с более тяжёлыми, «блочными» засечками (брусковые шрифты), такими как у шрифтов Georgia, Droid Serif или Bitstream Vera Serif.

Глубина семейства. Семейства шрифтов, содержащие много вариантов обычно хороший выбор, потому что предоставляют необходимое для карт разнообразие. Если шрифт имеет регулярное начертание, прямое, курсив и жирное начертание, то он покроет большинство задач типографирования карты. Такие семейства шрифтов, как Helvetica Neue, содержат очень много вариантов.

Стоимость. В большинстве случаев хороший шрифт стоит денег и нуждается в лицензии. Хорошая типографика стоит своих денег! Не надейтесь найти множество бесплатных шрифтов, которые будут иметь широкий выбор начертаний, будут одинаково хорошо смотреться на бумаге и на экране, содержать полный набор глифов, поддерживать множество языков и будут подходить для картографии. Тем не менее, есть ряд неплохих бесплатных шрифтов, которые можно найти на сайтах вроде Google Fonts .

Предлагаемые шрифты

Ниже некоторые из шрифтов для быстрого старта. Некоторые из них лучше для интерфейсов веб-карт, другие лучше для подписей, некоторые подойдут для обеих задач. Обратите внимание на узкие шрифты (condensed и narrow), они могут быть полезны для подписей. Также некоторые варианты шрифтов бывают как с засечками, так и без, это может быть удобно для создания более унифицированного вида карты. Большинство имеют минимум четыре базовых начертания (регулярный, жирный, курсив, жирный курсив), некоторые больше. Большинство бесплатны на Google Fonts , но некоторые на Typekit или платные.

Без засечек:

• Open Sans и Open Sans Condensed (Google Fonts)
• (Google Fonts)
• PT Sans и PT Sans Narrow (Google Fonts)
• Myriad Pro и Myriad Web Pro (Платные, Typekit)
• Ubuntu и Ubuntu Condensed (Google Fonts)
• Arial и Arial Narrow (Платные, но почти наверное уже предустановлены у вас на компьютере)
• Proxima Nova и Proxima Nova Condensed (Платные, Typekit)
• Oswald (Google Fonts)
• Merriweather Sans (Google Fonts)
• Fira Sans (Google Fonts)

С засечками:

• (Google Fonts)
• PT Serif (Google Fonts)
• Merriweather (Google Fonts)
• Aver (Бесплатный)
• Lora (Google Fonts)
• Latienne Pro (Платный, Typekit)
• IM Fell (Google Fonts)

Моноширинный:

• Fira Mono (Google Fonts)

Символьные:

• Font Awesome (Бесплатный)

Использование цвета на тематических картах

Контроль трёх измерений цвета

Успех многих тематических карт, таких как хороплеты, зависит от понимания как использовать цвет для кодирования геоданных, используя три измерения модели HSL: тон, насыщенность и светлота . В отличие от выбора цвета вашей гостиной, выбор цвета в картографии куда менее субъективен, чем может предположить большинство людей, картографы не делают выбор по принципу «выглядит мило». Напротив, существуют важные правила, определяющие как работают цветовые схемы, и как цвета должны соотноситься с данными. Ко всему прочему, существует ряд ограничений, накладываемый особенностями человеческого восприятия, например, нарушение цветовосприятия (около 8% мужчин). Эти ограничения нужно учитывать при выборе цвета, и не полагаться только на личное мнение. Хорошая новсть состоит в том, что ограничения эти довольно хорошо изучены, и существуют готовые рекомендации по их учёту и нивелированию.

Природа ваших данных определяет выбор цветовой схемы

Номинальные данные это по сути неупорядочиваемые категории, и они должны визуализироваться с использованием номинальной цветовой схемы . Если у вас упорядочиваемые категории или числовые данные, то вам нужна непрерывная цветовая схема . Непрерывные цветовые схемы могут быть однотонные или многотонные, но они должны быть упорядочены по разнице в светлоте и насыщенности. Дивергентные схемы следует использовать, если в данных есть естественная центральная точка, такая как ноль (разделение на позитивные и негативные значения), либо если необходимо сравнить значения относительно некоторой критической точки, например, среднего значения по стране (данные по регионам будут либо выше, либо ниже среднего). Есть замечательный инструмент для подбора цветовой схемы: ColorBrewer , там же можно найти более детальную информацию по характеристикам цветовых схем.

Схемы с учётом особенностей восприятия

Схемы на ColorBrewer учитывают особенности восприятия (pdf) так, чтобы изменения цвета на каждом шаге шкалы выглядели непротиворечиво для нашего зрения. Это необходимо делать, потому что человеческое зрение воспринимает одинаковое изменение в разных тонах по-разному. Из-за этого создание хорошей цветовой схемы становится очень сложной задачей. Вы не обязаны ограничиваться только вариантами схем ColorBrewer , но там вы всегда найдёте проверенные, надёжные схемы для вашего проекта.

Одномерные карты и многомерные

Одна тема данных или несколько?

Если вы собираетесь делать тематическую карту, то вы будете работать с географическими данными, которые предстваляют из себя некоторый набор тематических атрибутов с геопривязкой. «Тематическими атрибутами» могут быть любые данные, ассоциированые с определённой локацией/местом. Например, продолжительность жизни , политические предпочтения , вид землепользования , уровень преступности , цены на недвижимость , очаги заболеваний и так далее.

Если ваши данные имеют только один тематический уровень (тему), то вы конечно же будете визуализировать только один атрибут . Если же данные покрывают несколько тем, вы можете выбрать между одномерной картой (один атрибут) и многомерной тематической картой , то есть картой, на которой визуализируется сразу несколько атрибутов, закодированных гибридным символом . Такие многомерные тематические карты кодируют множественные географические факты о каждой локации, используя сложные составные символы. Многомерные карты не всегда лучше одномерных, их недостатки и преимущества обсудим ниже.

Большинство тематических карт показывают один атрибут, такой как доход на душу населения . Очень часто простая одномерная карта - это всё что нужно, поскольку имеется только один атрибут для визуализации. Однако, наиболее интересные и информативные карты намеренно совмещают несколько наборов данных. Это позволяет читателям сравнивать разные данные напрямую и часто помогает выявить важные зависимости. Например, двумерная карта, показывающая доход на душу населения и продолжительность жизни , может выявить сильную корреляцию между этими двумя факторами. Многомерные карты также помогают сэкономить место, поскольку мы можем вместить на одну карту больше данных, а не распределять их по серии одномерных карт. Когда многомерные карты сделаны хорошо, они показыват куда больше, чем сумму слоёв данных, они рассказывают сложную пространственную историю.

Важные моменты и ограничения

Прежде чем делать выбор в пользу многомерных карт, важно знать, что создавать дизайн таких карт довольно сложно. Они могут быть легко перегружены множеством пересекающихся символов и цветов, каждый из которых борется за место на карте. Также следует учесть вашу аудиторию и то, сколько времени они вероятнее всего потратят на изучение вашей карты. На примере ниже двумерный хороплет использует довольно изощрённую цветовую схему, которая требует частого обращения к легенде, чтобы верно оценить карту. Простые одномерные карты куда доступнее широкой аудитории в этом смысле.

Несмотря на риск чрезмерного упрощения, одномерные тематические карты легко читаются и быстрее достигают своей цели. Многомерные карты богаче, но требуют больше усилий для понимания.

Делаем хорошую многомерную карту

ИСПОЛЬЗУЙТЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ТИПЫ ДАННЫХ: Некоторые разновидности многомерных карт, такие как двумерный хороплет, лучше работают с порядковыми или числовыми данными. Другие, такие как двумерные пропорциональные символьные карты, могут работать с номинальными данными в качестве одного из атрибутов. Подробнее о типах данных смотрите в разделе «Типы измерений: номинальные, порядковые и числовые данные».

УДОСТОВЕРЬТЕСЬ ВО ВЗАИМОСВЯЗИ ДАННЫХ: Очень важно, чтобы наборы данных были соизмеримы и логически взаимосвязаны. Чтобы избежать ложных корреляций (или опровергнуть существование несуразных связей), вы должны быть способны обосновать взаимосвязь ваших переменных. Доход и образование с большой долей вероятности коррелируют и влияют друг на друга в реальном мире, а вот образование и стоимость арбузов , вероятно, не имеют логической связи, и любые найденные корреляции скорее всего просто совпадение.

ИЗБЕГАЙТЕ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ВТОРОСТЕПЕННЫХ ДАННЫХ: Не все атрибуты в ваших геоданных имеет смысл визуализировать, некоторые являются второстепенными (служебными) данными и используются базами данных ГИС. Например, коды «FIPS» или «ID» являются уникальными идентификаторами и не являются тематическими данными. Другим примером являются такие параметры, как ПЛОЩАДЬ, ДЛИНА, которые необходимы для нормализации ваших данных и расчётов соотношений. О нормализации данных можно прочитать в соответствующем разделе: «Нормализация данных».

Картографические проекции

Отображаем Землю на плоскость

Развернуть Землю на плоскость без искажений того или иного вида невозможно. Представьте себе кожуру апельсина: если вы попытаетесь уложить её на плоскость, то вам прийдётся растягивать, сдавливать и надрывать её. Аналогичная ситуация с Землёй- если мы хотим создать плоскую карту, то искажения неизбежны. Хорошая новость состоит в том, что картографические проекции позволяют сделать это системно. Другими словами, мы будем точно знать как именно растянуто/сжато любое место на карте (в любой точке). Существует множество проекций, и каждая имеет собственную модель искажений, потому что существует больше одного способа развернуть кожуру апельсина на плоскость. Некоторые проекции могут сохранить отдельные свойства Земли без искажений, но сохранить без искажений всё - невозможно.

Свойства проекции

Мы обычно говорим о проекциях с точки зрения того, как они искажают или сохраняют определённые свойства Земли, которые мы называем свойства проекции . Существует четыре основных свойства:

Площадь - некоторые проекции искажают площади (например, проекция Меркатора)

Обратите внимание на Гренландию, на проекции Меркатора она почти что размером с Южную Америку. В действительности же Южная Америка в 8 раз больше Гренландии. Проекция Меркатора не сохраняет площади, и чем ближе к полюсам, тем больше искажения. С другой стороны, есть проекции, которые не искажают площади, например, Равновеликая цилиндрическая проекция.

Заметьте, здесь Гренландия правильного размера по сравнению с Южной Америкой. Проекции, сохраняющие площади, называются равновеликие . Картографическая проекция либо сохраняет площади везде, либо искажает их везде. Это свойство из ряда всё или ничего.

Форма - некоторые проекции искажают форму объектов (например, Азимутальная проекция)

На проекции выше посмотрите на Австралию (она справа), её невозможно узнать, а Новая Зеландия растянута в дугу вдоль левого края карты. Эта проекция не сохраняет вид, или форму локаций, она их или растягивает, или закручивает, или сплющивает. Сравните её с равноугольной конической проекцией Ламберта (ниже), сохраняющей общие формы континентов.

Проекции подобные этой называются равноугольные , или конформные , они сохраняют локальные углы. На практике это означает, что вещи на карте будут больше похоже на себя. На примере ниже, показано как выглядит Гренландия на трёх равноугольных проекциях (верхний ряд) и на трёх не равноугольных проекциях (нижний ряд).

Обратите внимание, что Гренландия на всех равноугольных проекциях выглядит по-гренландски. Форма немного меняется, некоторые части острова меняют размер, но в целом форма сохраняется. Также как прямоугольник и квадрат имеют похожую форму, хотя это разные фигуры, а квадрат и круг - нет.

Как и в случае сохранения площадей, сохранение форм выполняется либо везде, либо нигде.

Расстояние - большинство проекций искажают длины (например, Равнопромежуточная проекция)

Расстояние от Мэдисона до Буэнос-Айреса намного больше, чем от Мэдисона до Мадрида. Но на Равнопромежуточной проекции длины этих отрезков равны, потому что она не сохраняет дистанцию. А вот на Азимутальной проекции расстояния отображаются в правильной пропорции.

С сохранением дистанций есть одна особенность. У нас есть проекции, которые могут сохранять площади и форму везде на карте, но нет ни одной проекции, сохраняющей расстояния везде. Есть только проекции, которые сохраняют расстояния относительно одной или двух точек на карте. Расстояния из центра и к центру Азимутальной проекции отображаются корректно, а между любыми другими точками - с искажениями. Когда проекция сохраняет дистанцию, мы называем её равнопромежуточная , или эквидистантная .

Площадь, дистанция и форма - взаимоисключающие свойства проеции, если проекция сохраняет одно свойство, то оставшиеся два будут искажены.

Направление - иногда прямая линия не кратчайший путь!

Нью-Йорк и Стамбул находятся практически на одной широте, примерно на 41ºN. Это означает, что если вы направитесь из Нью-Йорка точно на восток, то доберётесь до Стамбула. Но это не означает, что это кратчайший путь между двумя городами.

На этом изображении одна из линий - прямая, самый простой путь между Нью-Йорком и Стамбулом, можно просто взять курс на восток и лететь. Но если вы предпочитаете путешествовать по кратчайшему пути, то следует выбрать искривлённую линию выше. Поскольку поверхность Земли изогнута, то и кратчайшие пути вокруг неё тоже изогнуты. Это может быть немного странно на первый взгляд, но всё становится понятнее, когда попробуешь проложить маршрут сам. Найдите глобус, воткните по булавке в Стамбул и Нью-Йорк, затем натяните между ними нить. Вы заметите, что нить покрывает как раз тот путь, что показан дугой на карте выше. Такой изогнутый кратчайший путь называется дугой большого круга , или ортодромой . А путь в виде прямой линии, где вы держитесь одного направления, называется линией румба, или локсодромой .

Некоторые проекции, такие как Меркатор, показывают локсодромы прямыми линиями. Локсодромы делают воздушную и морскую навигацию проще, так как нужно только начертить прямую линию и следовать в заданном направлении. Другие проекции показывают дуги большого круга как прямые линии, позволяя легко определить кратчайший путь между двумя пунктами. Одной из таких проекций является Стереографическая проекция.

Теперь, наоборот, ортодрома прямая, а локсодрома изогнутая. Линии те же, что и у Меркатора, просто Стереографическая проекция изменила их внешний вид.

Когда проекция отображает дуги большого круга в виде прямых, мы называем её азимутальной проекцией. К сожалению, как и равнопромежуточные проекции, азимутальные работают только для одной точки. На Стереографической выше, проекция центрована на Нью-Йорк, поэтому только прямые линии, выходящие из или входящие в эту точку, будут ортодромами, а прямая линия между Мадридом и Касабланкой не будет.

Компромиссы - не делай идеально, делай хорошо

Если вы пробежитесь ещё раз по примерам, то вы можете заметить, что обычно искажения увеличиваются по мере приближения к краям карты. Обычно есть одна область, которая выглядит нормально и не слишком искаженно, а затем дела становятся хуже по мере удаления от этой области. В качестве примера возьмём рассмотренную ранее Азимутальную проекцию, она очень сильно искажает форму Австралии, при этом Британские острова выглядит нормально. Основное правило такое: чем больше площадь, покрываемая картой, тем сильнее искажения, особенно на удалении от центра. Это значит, что искажения нужно учитывать в первую очередь на картах мира, а на картах окрестностей (город или район) ими можно пренебречь.

Для борьбы с сильными искажениями на картах мира были разработаны особые проекции. Эти специальные проекции являются компромиссом, они распределяют искажения по всей карте, уменьшая их степень до приемлемого уровня. Одной из таких проекций является проекция Робинсона:

Компромиссные проекции распределяют искажения примерно равномерно. Такой подход позволяет избежать абсурдно больших искажений, поэтому они и хороши для карт мира. Обратной стороной этого является то, что мы лишаемся особых областей на карте, где практически отсутствуют искажения. По этой причине компромиссные проекции не стоит использовать для карт континентов, стран и всего, что меньше Земли. Если вы не отображаете весь мир, то нет смысла делать области со слабыми искажениями хуже, за счёт областей со средними искажениями (которые далеко от края).

Компромиссные проекции не сохраняют площади, формы или расстояния, но они отображают их довольно близко к норме. Они обладают низким уровнем искажений в целом. Если на вашей карте важно сохранить специфичное свойство, например, площадь, то компромиссная проекция вам не подойдёт.

Выбираем проекцию

Поскольку всевозможных проекций существует очень много, возникает резонный вопрос: какую следует использовать? Как вы могли догадаться, существование такого большого количества проекций означает, что «лучшей» проекции не бывает. Каждая обладает своими преимуществами и недостатками и лучше подходит под определённый случай. При выборе подходящей проекции ответьте на следующие вопросы.

Есть ли необходимость сохранить одно из особых свойств? Помните, что некоторые проекции сохраняют без искажений площади, формы, расстояния или направления. Иногда тема вашей карты требует сохранения одного из свойств, вот несколько примеров:

• Площадь - Точечные картограммы плотности требуют равновеликие проекции. Если вы работаете с данными плотности населения на квадратный километр, то необходимо чтобы каждый квадратный километр выглядел одинакового размера. Если площади искажены, то некоторые области будут выглядеть разреженнее или плотнее, чем в реальности.
• Форма - Равноугольные проекции обычно хороши для физических карт, когда мы хотим сохранить места на карте узнаваемыми и знакомыми. Также они часто используются для навигационных карт. Сохраняя местные углы, они не искажают пути - поворот на 45º на Земле выглядит как поворот на 45º на карте, что удобно.
• Расстояние - Если вы хотите показать визуально на сколько одно место дальше от другого, то необходимо использовать равнопромежуточную проекцию. Иногда аэропорты используют их для отображения досягаемых городов.
• Направление - Также полезно для навигации. Иногда полезно показать локсодромы прямыми линиями: проекция Меркатора, например, была изобретена для моряков эпохи Возрождения, для упрощения прокладки курсов. Они могли просто нарисовать прямую линию на карте и держаться нужного направления по компасу. С другой стороны, в аэронавигации лучше показывать дуги большого круга прямыми линиями, это позволит лететь кратчайшим путём и сэкономить топливо.

Существует множество других причин для сохранения каждого из этих свойств, приведённые примеры лишь указывают направление дальнейших размышлений. Что ещё нужно учесть:

• На сколько большую область охватывает карта? Если это карта мира (и нет необходимости сохранять конкретные свойства), то лучше использовать компромиссные проекции.
• Охват вашей карты распространяется с севара на юг или с запада на восток? Различные проекции имеют разные паттерны искажений. Некоторые, как равновеликая коническая проекция Альберса, искажают сильнее по мере движения к полюсам, и гораздо меньше при движении на запад или восток. Поэтому они подходят для карт таких стран, как США, и не подойдут для Чили и других стран, протянувшихся с севера на юг. Траверсная проекция Меркатора (отличная от простого Меркатора) сильно искажает в направлении запад-восток, но меньше в направлении север-юг, так что она подойдёт для Чили.
• Что подумают ваши пользователи? Например, многие знакомы с проекцией Меркатора привыкли к ней, поэтому вид искажений на Азимутальной карте может ввести их в ступор или, наоборот, пробудить интерес к вашей карте. Люди привыкли видеть США в равновеликой конической проекции Альберса, которая придаёт им изогнутый вид, поэтому в Равновеликой цилиндрической проекции карта для них может выглядеть «неправильно», хотя с ней всё в порядке.

Параметры проекции

После того, как вы определились с проекцией, остаётся последний шаг. Как мы уже обсуждали, каждая проекция имеет области с различной степенью искажений. К счастью мы можем выбрать область с минимальными искажениями. Это значит, что мы всегда можем обеспечить минимальные искажения для самой важной области карты. Это достигается подбором параметров проекции. Посмотрите на эти две карты, использующие Азимутальную проекцию:

Обе карты используют одинаковую проекцию, но с разными параметрами. Карта слева центрована на район Великих озёр, а карта справа на юго-восток Австралии, плэтому именно там и находятся области с минимальными искажениями. Они обе по-пержнему используют Азимутальную проекцию, то есть показывают расстояния без искажений, если их отмерять от центра проекции. Таким образом, изменяя этот параметр (центр), мы можем настраивать проекцию под наши цели.

Разные проекции имеют разные параметры, которые необходимо задать. Параметры проекции вытекают из используемой математической модели (которые мы оставим за рамками пока). Если для проекции необхожимо указать долготу центра и/или широту центра, укажите координаты центра вашей карты. Как на примере выше, вы определите таким образом область с минимальными искажениями.

Некоторые проекции, такие как равновеликая коническая проекция Альберса, требуют указания главных параллелей в дополнение к координатам центра или вместо них. Это линии вдоль которых не будет искажений. Например, главная параллель 30ºN означает, что на этой широте не будет искажений, но они будут по мере удаления от неё на север и юг – 31ºN будет иметь небольшие искажения, 32ºN будет хуже чем 31ºN и т.д… Некоторым проекциям достаточно одной главной параллели, другим нужно две. Если вам требуется только одна, то укажите для неё широту центра вашей карты; мы опять делаем так, чтобы область с минимальными искажениями совпадала с областью интересов на нашей карте, а не была где-то далеко. Если вам нужно укзать две главных параллели, то сделайте так, чтобы они делили карту примерно на три равные части, как на примере ниже:

Таким образом вы добьётесь того, чтобы искажения были распределены по карте в минимальном виде.

В выборе проекции не существует единственно праильного ответа, потому что выбор зависит от веса всех перечисленных выше факторов. Однако, есть несколько правил, которые могут сузить выбор. Если вы работаете с веб-картами, то обычно это Меркатор. Учтите, что эта проекция считается неподходящей для большинства тематических карт, для всего что больше карты окрестностей, так что избегайте Меркатора в этих случаях. Если вы создаёте хороплет или точечную картограмму плотности , выбирайте равновеликую проекцию. В качестве шпаргалки по видам проекций и их применению используйте