> Энциклопедический словарь Гранат, страница 237 > Картография

Картография

Картография, наука и искусство составлять и рисовать географические карты, т. е. давать при помощи известных условных способов обозначения возможно точное изображение больших или меньших частей земной поверхности, а также и всего земного шара, поскольку поверхность ого представляется известной. Искусство делать картографические наброски окружающей местности доступно, до известной степени, даже дикарям, да и представление о всей земле стало слагаться уже в очень древния времена (смотрите география), а в эпоху александрийского астронома и географа Птоломея (II в нашей эры) греки умели уже составлять карты, подобные современным, т. е. вчерчивая их в определенную картографическую сеть из меридианов и параллелей и ориентируя ее севером кверху. Но древние не обладали достаточноточными способами для астрономического определения положения мест на земной поверхности и для съемки частей ея на план. Только в средние века (с XIII века) пользование компасом дало возможность морякам производить довольно точную съемку морских берегов (компасные карты, или портуланы), а усовершенствование астрономических и угломерных инструментов, часов,

изобретение мензулы (в XVI в.), способа триангуляции (в начале XVII в.)—открыло средства к более точному картографированию, которое постепенно, хотя и медленно, стало распространяться на всю поверхность суши. Впрочем, и в настоящее время имеются еще многие части земной поверхности, нагир., около полюсов, во внутренних и северных частях Азии, в Африке, Австралии, в средине южной и на севере Северной Америки, которые совершенно или почти неизвестны, и много других частей, которые исследованы очень недостаточно, так что карты их только в самых общих чертах передают действительные отношения. Затем идут части более или менее исследованные, но с различною степенью точности; вообще же, и в настоящее время лишь меньшая половина суши может быть изображена картографически в масштабе одной миллионной (1; 1.000.000), а большая половина толь-ков масштабах более мелких, при которых многие подробности, естественно, не могут найти себе места и остаются неизвестными. Инструментально, с достаточной точностью, сняты пока только большая часть Европы (за исключением частей Скандинавского, Пиренейского, Балканского полуостровов и северных и восточных частей Евр. России), части Азии (Япония, некоторые части Китая, значительная часть Индии, Малой Азии, части голландских и русских владений), части Африки (особенно северной и южной, Египет и приморские зоны), большая часть Соединен. Штатов Северной Америки, части Канады, Аргентины, Чили, Перу, Мексики и так далее, некоторые острова или береговия зоны их, небольшия части Австралии и др. Для более детально исследованных стран имеются топографические карты в крупных масштабах, для менее исследованных только генеральные (или общия) карты в сравнительно мелких масштабах. Масштаб (относящийся всегда к линейным расстояниям) должен обязательно обозначаться на карте; в России, также в Англии и Соединен. Штатах, принято выражать масштаб в отношении к версте или миле, например, 3 версты в англ, дюйме, 1 или 2 мили в дюйме и т. и., в странах же, пользующихся десятинной метрической системой, масштаб выражают обыкновенно дробью, например —— или

50.000

1:100.000. Последний способ удобнее первого, так как при нем уменьшение всегда происходит в более круглых цифрах; при первом же способе уменьшение выражается в цифрах более сложных, например, масштаб 3 в 1 д.=1:126.000, 10 в 1 д.=1: 420.000, 1 миля в 1 д.=1:63.360 и так далее Некоторое удобство его заключается только в том, что так как при нем масштаб приводится внизу карты в дюймах, с делением их на соответственное число верст или миль, то по нему можно брать расстояния непосредственно циркулем. Топографические карты представляют из себя целые атласы, например, топографическая карта Евр. России (3 в д.), обнимающая далеко не всю поверхность страны, а преимущественно западные и южные губернии, насчитывает более 500 листов; карта Германии в мас. 1:100.000=674 мал. листа и тому подобное. Карты достаточно исследованных частей земной поверхности составляются на основании большого числа точных данных, добытых астрономическим определением положения многих мест, триангуляцией и инструментальной (мензульной или буссольной) съемкой (в горных странах также фотограмметрией), и только детали наносятся глазомерно; для стран же, мало исследованных, приходится довольствоваться лишь немногими астрономически определенными пунктами, пространства между которыми заполняются на основании данных глазомерных съемок и маршрутов путешественников. Составление карты известной страны требует знакомства со всеми имеющимися относительно ея картографическими (и географическими) материалами и известного знания и навыка в критическом их разборе и в выборе наиболее достоверных и вероятных данных. Картограф должен составить определенное, соответственное имеющимся данным, представление о стране, ея очертаниях, рельефе, орошающих ее реках, характере ландшафта, поселениях и так далее, и воспроизвести эти данные возможно яснее и нагляднее на составляемой им карте, стараясь не упустить ничего характерного и существенного, но и не загромождая карту излишними подробностями, которыя, испещряя карту, могут лишить ее ясности и мешать ея пониманию. Картография поэтому есть не только наука, но и искусство, требующее умения не только разбираться в соответственном материале, но и способности комбинировать его и воспроизводить ясно и изящно, всеми доступными для картографии способами, картину страны. При этом картограф должен пользоваться, если дело идет о значительных пространствах земной поверхности, частях-света, полушариях или всей поверхности земного шара, подходящими проекциями, знание которых составляет особую дисциплину, разработанную особенно трудами математиков. Дело в том, что точное изображение земной поверхности может быть сделано только на глобусе, но глобусы, для удобства пользования ими, могут быть только небольшой величины (например, 1 метр в диаметре), при которой нельзя изобразить подробностей, а можно дать только общее представление о расположении суши и моря, возвышенностей и низменностей. Известно, что глобусы изготовлялись еще древними: Страбон сообщает о земном глобусе Кратеса Малосского, жившего за полтораста лет до нашей эры; на этом глобусе, был, будто бы, изображен экваториальный океан, который пересекался накрест двумя меридиональными океанами, делившими сушу на четыре части (или материка). Это четвертное-(гипотетическое) деление суши (terra quadrifida), принимавшееся многими древними и средневековыми писателями, нашло себе выражение на державе византийских императоров (а позже русских царей и германских императоров), представляющей шар (символ владения миром) с двумяперекрещивающими его кругами и украшенный наверху крестом. Есть еще краткое известие об изготовлении земного глобуса (из серебра), по приказанию одного арабского владетеля Сицилии, в средние века, но неизвестно, какой вид имела на нем гипотетическая суша. Древнейшим сохранившимся земным глобусом является исполненный в 1492 г. (за два года до открытия Америки) Мартином Бегаймом (сми). Суша изображена на нем по Птоломею, с добавлением сведений о восточной Азии по Марко Поло, о западной Африке по открытиям португальцев. От XVI в сохранилось несколько глобусов, сравнительно небольшой величины, на которых начинает постепенно изображаться Америка. В ХВП веке глобусы стали известны и в русском царском обиходе, а Петр I вывез из Парижа большой глобус, сгоревший впоследствии в Петергофе. Самый крупный глобус был изготовлен для парижской выставки 1889 г., по мысли Э. Реклю, именно в одну миллионную земного шара, с диаметром почти в 6 сажен. Глобус потому может служить верным изображением земной поверхности, что на нем может быть воспроизведена вполне точно воображаемая на земном шаре сеть меридианов и параллелей. Сеть эта требует: 1) верности углов, все меридианы должны пересекать экватор и параллели под прямыми углами; только при этом условии может быть сохранено полное подобие (конформность) изображения; 2) верности площадей (квадратного отношения земель): каждый пояс поверхности между параллелями должен состоять из одинаковой величины четыре-угольников (у полюсов—треугольников), а в направлении от экватора к полюсам величина четыреуголь-ников должна постепенно уменьшаться так же, как на земном шаре; при сохранении этого условия все части изображаемой поверхности будут эквивалентны соответственным частям на поверхности земного шара; 3) верности расстояний (или равнопромежу-точности): все расстояния на изображаемой поверхности (как по меридианам и параллелям, так и под углами к ним) должны находиться между собою в таком же соотношении размеров, как и на земном шаре. Все эти три условия могут быть осуществлены только на глобусе, но никогда не могут быть сохранены одновременно на карте, которая представляет собою перенос (проекцию) изображения (сети меридианов и параллелей) с поверхности шара на плоскость. Поверхность шара не может быть развернута неразрывно на плоскость, а потому и вполне верного изображения проводимой на шаре сети не может быть получено на карте. Возможно только большее или меньшее сходство изображения, причем можно или стремиться к сохранению большого подобия, или к сохранению эквивалентности, довольствуясь лишь приблизительным подобием. Различные способы перевода изображений (в данном случае картографической сети) с поверхности шара на плоскость и составляют предмет учения о картографических проекциях. Проекций может быть много, но не все оне практически удобоприменимы; некоторые из них изображают поверхность шара (полушария) так, как она представляется нам (или может представляться с известной точки зрения) вне, внутри или на поверхности шара; это будут проекции перспективные (ортографическая, стереографическая, центральная, внешния); другия представляют ее так, как она видима быть не может, т. е. условно, и называются поэтому условными (или произвольными, что, собственно, не правильно). Сеть с шара может быть, например, перенесена на цилиндр, воображаемый касательным к экватору; развертывая цилиндр на плоскость, получим сеть из прямых параллелей и прямых же, перпендикулярных к ним и равноотстоящих один от другого—меридианов, это будет цилиндрическая проекция, которая может быть пригодной для изображения известной полосы вдоль линии касания (экватора), но с удалением от него изображение будет все более растягиваться по долготе, а высшия широты и совсем не могутбыть изображены в этой проекции, в которой меридианы вместо того, чтобы сходиться к полюсам, оста-, ются параллельными между собою на безконечном расстоянии. Но возможны различные видоизменения цилиндрической проекции; так, можно сохранить точное подобие изображения (до широт 70—75°), если постепенно увеличивать расстояние между параллелями в соответствии с тем, насколько расширяется изображение, это будет проекция Меркатора, весьма употребительная и теперь, особенно на морских картах и для изображения всей земли. Преимущества ея состоят в том, что она сохраняет подобие изображения в безконечно малых частях и дает возможность отмечать на карте курс корабля (под тем или иным углом к меридиану) прямой линией (локсодромия); но недостаток ея в том, что масштаб карты все увеличивается по направлению от экватора, особенно в высших широтах, и одинаковия площади, с удалением от экватора, становятся несоразмерно большими. Но молено получить и эквивалентную цилиндрическую проекцию; для этого можно, сохранив равнопромежуточность параллелей, изменить направление меридианов, именно оставить прямым только средний, а для боковых отложить на экваторе и параллелях те же относительные расстояния, как на глобусе, и провести через эти деления кривыя; получится сеть из прямых равнопромежуточных параллелей и кривых меридианов, которая будет обладать свойством эквивалентности; это т. наз. проекция Сансона-Флемстида; в ней, например, удобно чертится Африка. Но можно достигнуть эквивалентности и другим способом, именно разделяя экватор на равные части и проводя меридианы в виде эллипсов, причем прямия параллели чертятся не равнопромежуточными, а в таких между собою расстояниях, чтобы ограничиваемия ими зоны (равно как и четыреугольники в них) сохраняли те же отношения площадей, что на глобусе. Это будет гомолографическая проекция Молльвейде, построение которой (по известным числовымданным) довольно просто и которая очень пригодна для изображения всей земли; контуры суши, правда, несколько искажаются, особенно к краям карты, но зато получается возможность изображения и полярных стран при сохранении всюду верности площадей. Вместо цилиндра можно представить себе проекцию сети с поверхности шара на поверхность конуса, надетого на шар и соприкасающагося с ним по одной из параллелей. При развертывании конуса на плоскость получается проекция коническая (верхушка конуса при этом устраняется), с меридианами в виде прямых, расходящихся линий и с параллелями в виде концентрических кривых. Наибольшее подобие получается в зоне близкой к линии касания конуса, а чем далее от нея, тем изображение расширяется. Можно, однако, представить себе не касательный, а секущий конус; тогда подобие получается по двум зонам, близким к тем параллелям, по которым происходит сечение; между этими зонами изображение будет сужено, а за пределами их расширено. Можно, наконец, сохранить подобие и на всей сети, если проводить параллели не в виде равноотстоящих кривых, а на разных расстояниях, соответственно тому, насколько расширяется изображение с удалением от линии касания. Тогда получается конформная проекция Гаусса, в которой, как равно и в ранее указанных конических проекциях, удобно чертится Россия. Можно получить и эквивалентную коническую проекцию; для этого можно или, сохраняя концентричность параллелей, оставить прямым только один средний меридиан, а для проведения прочих взять на параллелях соответственные расстояния, как на глобусе, и провести через эти деления кривыя. Получается т. наз. проекция Бонна из кривых параллелей и меридианов; она эквивалентна, но площади, образуемия пересечением параллелей меридианами, изменяют свой вид с удалением от средины карты (особенно к углам ея), в соответствии с чем происходит и искажение подобия в том же направлении; в этой проекции чертятся часто Азия и Сев. Америка. Но эквивалентность может быть достигнута и другим способом, именно соответственным размещением параллелей (проекция Ламберта), а подобие (для стран, вытянутых по меридиану, Южной Америки) получается еще большим, если применить т. наз. поликоническую проекцию, при которой для разных параллелей принимаются конусы разной высоты, и параллели из концентрических превращаются в части кругов разных радиусов (уменьшающихся с удалением от экватора). В такой проекции контур Ю. Америки получается менее широким и резче суживающимся к ея южному концу, что увеличивает подобие изображения.—Вообще все проекции, смотря по тому, пересекается ли карта где-либо в средине горизонтально экватором, или в центре ея находится полюс, или какая-либо другая точка земной поверхности, делятся на экваториальные, полярные и горизонтные (т. е. для горизонта данного места или страны). Выбор проекции определяется условиями, предъявляемыми к карте. Для экваториальных стран пользуются другими (цилиндрическими) проекциями, чем для лежащих в высоких широтах (коническими); для изображения полушарий и всей земли иными, чем для отдельных стран; для научных целей могут быть более пригодными одне проекции, а для практических (например, мореплавания) другия. (Моряки пользуются также центральной (гномонической) проекцией, в которой части больших кругов изображаются прямыми; это представляет известное удобство, т. к. кратчайший путь пароходов идет по большому кругу). Наконец, необходимо сообразоваться с тем, требуется ли преимущественно сохранение подобия, или предпочитается эквивалентность, т. е. верность площадей; иногда может иметь значение и равно-промежуточность (например, для расстояний от полюса по меридианам). Однако, все это необходимо иметь в виду только в тех случаях, когда требуется изображение обширной страны; поверхность же малой страны, губерний и так далее может быть принята за плоскость и ее можно изображать, как таковую, в сети из прямых равнопромежуточных параллелей и меридианов („плоская карта“). Из свойств различных проекций следует, что масштаб на разных картах имеет неодинаковое значение. Большей частью масштаб сохраняется верным только в средине карты, иногда он постепенно изменяется от экватора к полюсам, или от средней параллели к высшим и низшим широтам; строго говоря, во всякой проекции масштаб сохраняется вполне только на безконечно-малой площади около любой точки; вообще же, под масштабом карты разумеется средний масштаб, допускающий в различных ея частях более или менее значительные колебания в ту и другую сторону. Точные измерения расстояний возможны только на топографических картах крупного масштаба; они производятся циркулем или различными карто- и курвиметрами. Большее значение имеет измерение площадей, которое может производиться и на картах меньших масштабов; площади градусных че-тыреугольников или трапеций могут быть определяемы и по геометрическим таблицам; для более точных результатов пользуются т. наз. палеткой, т. е. разделенной на квадратные миллиметры и сделанной из стекла или другого прозрачного материала дощечкой, или особым инструментом—планиметром.

Топографические карты делаются с планов (планшетов, брулльонов) крупного масштаба, которые переводятся (помощью пантографа) в менее крупный (например, с масштаба 250 саж. в д. в масштаб 3 в д., или с 1: 25.000 в 1:100.000). При этом, однако, требуется не простое сведение, но часто и известная переработка ситуации и рельефа, нанесение различными шрифтами названий и так далее Рельеф изображается отчасти т. наз. изогипсами или горизонталями (линиями, соединяющими точки равной высоты), отчасти помощью различных способов штриховки, отмывки, рас

Краски и наложения теней (обыкновенно при предполагаемом освещении рельефа с северо-запада, т. е. с левого верхнего угла карты). Когда оригинал карты окончательно вычерчен и отделан, приступают к его печатанию—переводя его на камень или алюминий (литография и хромолитография), на медную доску (гравюра) или пользуясь различными фотомеханическими способами. Гравирование на меди (досках красной меди около 1 линии толщиной) требует много времени и труда, но зато дает отчетливое, точное и изящное изображение. Кроме того, медная гравюра может долго сохраняться и на ней легко делать исправления и добавления; стоит только выскоблить известное место, выровнять его, отполировать, и по нем можно снова гравировать; или же при этом применяется гальванопластика. Карты печатаются на бумаге разных сортов, в том числе для военных целей и на такой, которая не портится и не рвется от влажности (дождя), а когда высохнет, может быть снова расправлена и разглажена. Черчение и изготовление карт, как и съемки, входит обыкновенно в пределы ведения особых топографических учреждений, состоящих при военном министерстве или главном штабе (в России, Германии, Австрии, франции, Италии, Индии и так далее), или самостоятельных правительственных геодезических институтов (например, Geodesical и Geological surwey в Соединенных Штатах). Иногда дело составления и издания карт производится разными ведомствами, независимо одно от другого; морские карты всюду изготовляются учреждениями морского ведомства. Но правительственные ведомства составляют и издают обыкновенно только топографические карты и специальные (морские, геологические и так далее); карты же общого пользования, более мелких масштабов, учебные и так далее изготовляются обыкновенно частными институтами. В Германии пользуется, например, известностью картографический институт Юстуса Пертеса (Justus Perthes) в Готе, в Эдинбурге—институт Бартоломью, в Париже—издания фирмы Hachette и так далее В России—первый частный картографический институт был открыт в Петербурге более 40 лет тому назад А. Ильиным; теперь с ним соперничает успешно там же институт Маркса; но вообще дело картографии поставлено в России менее удовлетворительно, чем на Западе.

Библиография: Зондерван, „Геогр. карта,ея история, составление, воспроизведение“-, пер. под ред. ИО. Шокальского. С приложением:Работы по картогр. России, сост. Воларович, Спб. 1909; Моррисон, „Как построить геогр! карту““, пер. Ройтмана, М. 1907; В. Витковский, „Картография““, Спб. 1907; Zoppritz, „Leitfadender Kartenentwurfs-lehre“, 2-te Auflage v. Bludau. L. 1899—1900; Lenz, „Atlas der Karte-projectionen“. По истории картографии важны большия сочинения: Нор-деншёльда, „Facsimile Atlas и „Реги-plus“ (in folio), а по истории старинных карт России: „Материалы по истории картографии России“, собр.В. Кордтом, изд. Киев. Ком. для разбора др. актов, 3 вып. в лист. Д. Анучин.