Текст книги "Все географические карты лгут"

Рис. 2.6. Гомолосинусоидальная равновеликая проекция

Пожалуй, самым важным компромиссом в картографических проекциях является компромисс между равенством углов и равновеликостью. Ни одна проекция не может быть одновременно и равноугольной, и равновеликой (а некоторые проекции искажают одновременно и углы, и площади). Равноугольность и равновеликость – это не только взаимоисключающие характеристики. В тех частях карт, которые находятся на значительном удалении от эталонных линий (линии), происходит значительное искажение пространств, а в равновеликих картах существенно искажаются формы объектов.

Две равноугольные проекции, используемые в навигации, иллюстрируют, как сильно карта может искажать пространство. Проекция Меркатора в левой части рис. 2.7 изображает Гренландию сравнимой по размерам с Южной Америкой, в то время как на глобусе Гренландия занимает площадь в восемь раз меньшую, чем Южная Америка. Масштаб в направлении север – юг так сильно увеличивается в приполярных областях, что оба полюса оказываются в бесконечности и не видны на картах Меркатора, ориентированных на экватор. Правая часть рис. 2.7 показывает еще более сильные пространственные искажения в гномонических проекциях, которые не могут отобразить даже половину земного шара.

Рис. 2.7. Прямые линии на проекции Меркатора, центр которой располагается на экваторе, являются локсодромическими (румбовыми) линиями, показывающими постоянное направление. А прямые линии на гномонической проекции (справа) представляют собой большие окружности, которые показывают кратчайшее расстояние между двумя точками

Почему же тогда эти проекции вообще находят себе применение? Хотя они представляют собой два наихудших взгляда на Землю с точки зрения карт общего назначения или настенных карт, они имеют большую ценность для штурмана с линейкой. Например, на карте Меркатора прямая линия является румбом, или локсодромой[5]5
  Локсодрома (локсодромия) – линия на сфере или другой поверхности вращения, пересекающая все меридианы под постоянным углом (одним азимутом), который в морской и аэронавигации трактуется как истинный курс корабля в океане или самолета над земной поверхностью и изображается на картах в виде прямой. – Прим. пер.


[Закрыть], которая указывает постоянный курс следования движущемуся объекту. Штурман в точке А может провести прямую линию до точки Б, измерить с помощью угломера угол между этой линией и меридианом и использовать значение этого угла в качестве постоянного истинного курса для того, чтобы доплыть или долететь из точки А в точку Б. Что же касается гномонических карт, то на них прямая линия представляет собой часть большого круга сферы и показывает на плоскости кратчайший путь от точки А до точки Б. Опытный штурман найдет на этой части большого круга несколько промежуточных точек, перенесет эти поправочные точки с гномонической карты на карту Меркатора, отметит цепочку локсодром между соседними промежуточными точками, определит угол каждой локсодромы и направится из точки А в точку Б по курсу, состоящему из сегментов, которые вместе составят средний, наиболее короткий путь.

Рис. 2.8. Косая азимутальная эквидистантная проекция с центром в Чикаго, штат Иллинойс, лежащем рядом с меридианом 90° западной долготы

Картографические проекции искажают пять географических характеристик: площади, углы, общие формы объектов, расстояния и направления. Хотя в некоторых проекциях в местном масштабе сохраняются постоянными углы, но при этом не сохраняется постоянным соотношение площадей. Другие проекции сохраняют равновеликость площадей, но не обеспечивают постоянство углов. Все проекции существенно искажают большие формы (но некоторые искажают формы континентов больше, чем другие), а также по меньшей мере некоторые расстояния и направления. Тем не менее, как только что было показано на примере карты Меркатора и гномонических карт, картограф часто может подобрать ту проекцию, которая наилучшим образом подходит к его потребностям. Например, эквидистантная азимутальная проекция, представленная на рис. 2.8, показывает истинные расстояния и направления кратчайших путей, сходящихся в Чикаго, штат Иллинойс. Хотя эта проекция может быть очень полезной для людей, находящихся в относительной близости от Чикаго, она не имеет никакой пользы для сравнения расстояний за пределами данного региона. Более того, весьма скромное отображение на этой проекции форм и относительных размеров континентов, особенно если ее развернуть в полномасштабную карту мира, ограничивает ее ценность в качестве иллюстративной карты общего назначения. С учетом появления в настоящее время интерактивных графических систем и хороших картографических программ пользователи карт могут стать их опытными составителями и готовить различные проекции под свои частные нужды. Например, азимутальная эквидистантная карта, центр которой расположен в Северной Корее, может служить значительно более эффективным наглядным пособием при обсуждении пусков ракет, осуществляемых этим государством, чем простая карта мира из магазина с нанесенными на нее фломастером окружностями.

Среди более проработанных специальных картографических проекций следует упомянуть картограммы, которые отображают такие относительные величины, как время и стоимость поездок на транспорте или численность населения тех или иных городов. Хотя показать это можно и на обычных картах с использованием специально разработанных символов, сама геометрия и дизайн картограмм обычно производит на аудиторию более сильное впечатление с точки зрения понимания расстояний, взаимосвязи между населенными пунктами и т. д. Например, приведенные на рис. 2.9 дистанционные картограммы предоставляют весьма убедительное сравнение двух почтовых тарифов для отправки посылок в города Восточного побережья США из города Сиракузы, штат Нью-Йорк. Обратите внимание на то, что стоимость отправки двухфунтовых посылок (около 900 г) из Сиракуз в Уотертаун, штат Нью-Йорк, составляет чуть больше половины тарифа от Сиракуз до Финикса, штат Аризона. А вот тариф по 10-фунтовым посылкам (4,5 кг) из Сиракуз в Уотертаун более точно отражает относительную близость этого города к Сиракузам (120 км к северу). Эти схематические карты не показывают границы штатов и относительное положение городов (что, как правило, присутствует на обычных наглядных материалах), которые здесь менее необходимы, чем названия и сравнительное расположение пунктов назначения.

Рис. 2.9. Картограмма расстояний, показывающая относительное расстояние между городами на основе стоимости отправки посылок из города Сиракузы, штат Нью-Йорк

Морские и отдельные государственные границы более полезны для пространственных картограмм. Одна из таких картограмм изображена на рис. 2.10, на ней даже имеется псевдосетка, которая должна создавать визуальное впечатление вращающейся Земли, или «Земли на торе». Эта проекция является базовой демографической картой, на которой соответствующие относительные площади отображают население, а не размеры поверхностей. Обратите внимание на то, что карта изображает Индию как значительно более крупный объект, чем Канада. Это происходит потому, что население Индии в 35 раз больше населения Канады, хотя территория последней составляет около 10 млн кв. км, а территория Индии – чуть больше 3 млн кв. км. На этой картограмме некоторые малонаселенные страны как будто слиты воедино, что демонстрирует безразличие составителя к своим национальным чувствам в угоду обеспечения понятности карты. Консервативные картографы-профессионалы, которые презрительно относятся к картограммам как к глупым и неточным карикатурам, при этом забывают, что сила картографических искажений в настоящих картах тоже используется в различных коммуникационных и политических целях.

Картографические символы

Графические символы дополняют масштаб и проекцию карт, делая видимыми объекты, населенные пункты и другую базовую информацию, представленную на картах. Описывая и выделяя различные объекты и места, отображенные на картах, символы служат в качестве графических кодов для хранения и извлечения информации в двухмерной географической модели. Такие коды могут быть простыми и понятными, как на нарисованной от руки схеме, при помощи которой вы объясняете новому соседу дорогу до начальной школы для его детей: хватит нескольких простых линий, названий улиц и пары ориентиров. Обозначения типа «улица Вязов», «Пожарная часть» и т. д. связывают карту с реальностью и делают ненужным использование какого-либо ключа или легенды.

Рис. 2.10. Основная демографическая карта «Земля на торе» – картограмма местностей, основанная на численности населения крупнейших стран мира

Когда назначение карты конкретно и понятно, подбор символов для нее также служит цели отсечения ненужной информации. Однако массовые карты, выпускаемые правительственными агентствами или серьезными коммерческими структурами, должны предоставлять ответы на самые разные вопросы, поэтому картографические символы должны сразу показывать пользователю, что для него важно, а что – нет. В условиях отсутствия составителя карты, который мог бы разъяснить неизвестные детали, такие массовые карты нуждаются в символическом коде, который основывался бы на графической логике и учитывал ограниченность визуального восприятия символов. Бессистемный набор символов, пригодных в качестве ярлычков и небольших рисунков для простейших любительских схем, может оказаться совершенно бесполезным в высокоинформативных картах общего назначения.

Некоторые карты, например геологические или метеорологические, имеют сложную, но стандартизированную систему символов, с помощью которых упорядочивается огромный объем информации, понятной только специалистам данной отрасли и их картографическим подразделениям. Хотя такие карты могут быть так же непонятны для обычных людей, как неизвестный иностранный язык или высшая математика, они выигрывают от этих символов, которые разрабатываются на основе логики и общепринятых принципов коммуникации.

Оценка логики картографических символов начинается с понимания трех геометрических видов этих символов и шести визуальных переменных, показанных на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Шесть базовых визуальных переменных

Символы на плоских картах являются точечными, линейными и пространственными. В дорожных и других картах общего назначения используются комбинации этих трех видов: точечные символы применяются для обозначения расположения ориентиров и населенных пунктов; линейные символы – для отображения расстояний и направления дорог и рек; пространственные символы – для показа форм и размеров парков и населенных пунктов. Следует отметить, что в статистических картах, которые отображают в основном количественную информацию, обычно используется какой-либо один вид символов. Для представления результатов выборов по стране это могут быть точки (каждая из них может обозначать 10 000 проголосовавших) или различные оттенки серого цвета.

Карты нуждаются в четких и однозначных символах, которые отображали бы географические различия зон, регионов и т. д. Как показывает рис. 2.11, картографические символы могут отличаться по размерам, форме, оттенкам серого цвета, рисункам, ориентации и цвету (обычно принятыми являются синий, зеленый и красный (см. главу 5). Каждая из визуальных переменных предназначена, как правило, для отображения одной географической характеристики. Форма, рисунок и цвет полезны для демонстрации качественных различий, например между типами земледелия или превалирующими религиозными убеждениями. Что касается количественных различий, то размер символа больше подходит для отображения количества и количественных данных, например числа телезрителей на целевой маркетинговой территории. А когда дело касается различий в уровне или глубине интереса аудитории, например при отображении той пропорции телезрителей, которые смотрят седьмой сезон Мировой серии (чемпионата по бейсболу), то здесь лучше применить различные оттенки серого. Символы, указывающие на различную ориентацию объектов и событий в пространстве, необходимы прежде всего для указания направления ветров, миграционных потоков, передвижений войск и других явлений и процессов, имеющих географическое направление.

Некоторые визуальные переменные не подходят для использования вместе с небольшими точечными и линейными символами, которые могут потеряться на фоне других обозначений. Например, цвета лучше использовать с пространственными символами, чем с точечными. Различные оттенки серого цвета, которые хорошо подходят для отображения процентов и уровней в пространственных символах, визуально менее заметны с точечными и линейными символами. Точечные символы обычно различаются по форме (в зависимости от характера отображаемого ими явления) и по величине (в зависимости от его количественной характеристики). Размер обычно полезен для демонстрации загруженности коммуникационных линий и интернет-сетей: толстая линия, как правило, обозначает либо бо́льшую мощность, либо более активный трафик на линии. Пространственные символы обычно достаточны по своим размерам, чтобы различия на них могли быть выделены цветом, оттенками серого или рисунком. Иногда на них могут наноситься какие-то детали, показывающие небольшие, но важные местные характеристики.

Некоторые символы соединяют в себе сразу две визуальные переменные. Например, контурные обозначения возвышенностей на топографических картах показывают и направление, и уклон возвышения. Как показано на рис. 2.12, контурные линии указывают на местное направление склона: они идут перпендикулярно нисходящей линии склона. А расстояние между контурными линиями указывает на относительную крутизну склона: близко расположенные линии обозначают его возрастающую крутизну, а редко расположенные линии свидетельствуют о том, что склон достаточно пологий. Точно так же плотность точек на карте, отражающей развитие свиноводства в данной местности, указывает на относительные размеры районов, в которых развита эта отрасль. Концентрация или сгустки таких точек свидетельствуют об интенсивном характере свиноводства и географической концентрации производства свинины.

Рис. 2.12. Контурные линии отображают две переменные: их частота указывает на крутизну склона (возвышения), а их расположение строго перпендикулярно линии склона

Некачественное отражение имеющихся данных в визуальных символах на картах может озадачить или запутать пользователя. Хуже всех действуют так называемые новые картографы, совращенные блестящими цветами электронных дисплеев и цветных принтеров на использование красного, синего, зеленого, желтого и оранжевого цветов для изображения количественных различий. Контрастирующие между собой цветовые оттенки, пусть даже и привлекательно выглядящие, не могут адекватно заменить логически упорядоченные оттенки серого цвета. Пользователи карт, за исключением, пожалуй, физиков и профессиональных колористов, понимающих взаимосвязь между цветом и длиной световой волны, не могут легко организовать правильный и логически оправданный порядок цветов. Люди с нарушениями цветоощущения не всегда в состоянии отличить красный цвет от зеленого. А вот что касается оттенков серого, то большинство потребителей легко могут различить 5–6 из них, распределенных от светло-серого до черного. Здесь понимание значения символов очень простое: темнее значит больше, светлее – меньше. Указание в легенде карты цветовых оттенков может сделать плохую карту полезной, но не может сделать ее рациональной.

Пространственные символы не являются единственными полезными средствами для отображения различных количественных показателей по странам, государственным образованиям и другим пространственным единицам. Если карта должна показать количества, например число жителей данного ареала, а не плотность его населения, для этой цели лучше подойдут точки различных размеров, а не разные оттенки серого. Фрагменты двух карт на рис. 2.13 отображают два разных способа изображения количества жителей в данном ареале и плотность его населения. Левый фрагмент использует калиброванные точечные символы, которые обычно располагаются в центре данного участка. При этом размер точки (круга) соответствует числу жителей. На правой карте, называемой хороплетной[6]6
  Хороплетная карта – тип карты, на которой пространственное распределение количественных характеристик дается на основе средних величин, отнесенных к площади, например плотность населения в пределах местных, региональных или национальных административных границ. – Прим. пер.


[Закрыть], используются участки различной интенсивности серого цвета. Относительная насыщенность серого показывает плотность населения на данном участке.

Поскольку визуальные символы точно соответствуют произведенным измерениям, такие карты достаточно точные и информативные. На левом фрагменте большие кружки представляют большую численность населения, которое может располагаться и в крупных, и в небольших ареалах. Маленькие кружки отображают небольшую численность жителей. На хороплетной карте, расположенной справа, более темным цветом выделены небольшие участки, где проживает сравнительно больше жителей, а более светлыми оттенками серого обозначены те районы, где на малой площади проживает небольшое количество людей или где небольшое количество населения распределено на большой площади.

На рис. 2.14 показана опасность несоответствия измерений символам. На обоих фрагментах карт отображена численность населения, однако хороплетная карта справа вводит нас в заблуждение, потому что ее символы показывают плотность населения, а не его абсолютную численность. Обратите внимание на то, что темно-серый цвет на карте большого графства (административной единицы) может изображать большое население и его невысокую плотность, в то время как тот же оттенок может показывать небольшое графство с таким же по размерам населением, но со значительно более высокой плотностью его расселения. Напротив, фрагмент слева не только более наглядно отображает численность населения, но и четко указывает на границы данного ареала и его размеры. Пользователи карт должны помнить об этом опасном свойстве хороплетных карт: основываясь на численности населения, они скорее представляют его плотность и концентрацию.

Рис. 2.13. Карта с калиброванными точечными символами (слева) и пространственными символами оттенков серого (справа) дает ясное представление о численности населения ареала и его плотности

Рис. 2.14. Карта с калиброванными точечными символами (слева) использует размер точек (кружков) для обозначения общей численности населения. Здесь эти символы совершенно адекватны. Карта с участками, закрашенными различными оттенками серого цвета (справа), плохо подходит для демонстрации общей численности населения

Формы и цвет некоторых картографических символов позволяют легко узнавать их. Условные точечные символы успешно используют знакомые всем формы: так, маленькие палатки обозначают кемпинги, небольшие домики с крестами на крыше – церкви. Символы иногда дополняются краткими буквенными обозначениями или сокращениями, чтобы еще больше облегчить их понимание: «пос.» – поселок, Балтимор – название местности или Union Pacific Railroad – название объекта. Сложившееся употребление в картах привычных цветов позволяет обозначать реки и другие водные объекты ярко-синим цветом, а различные лесные массивы – ярко-зеленым. Климатические карты используют сложившееся восприятие красного цвета как изображение тепла, а синего – прохлады или холода. Прерывистая линия может обозначать неопределенность в расположении линий геологических разломов или разрывов; в то время как относительно прозрачные области на картах позволяют избежать графического конфликта с полезными линейными символами, которые в других случаях опускаются.

Цвет на карте обычно используется по общей договоренности, а не по восприятию его пользователями. Например, на кадастровых картах красным обозначаются участки, подлежащие розничной продаже под застройку, а синим – участки для промышленного использования[7]7
  Это американское правило. В России на публичном кадастровом плане красным цветом обозначаются границы объектов недвижимости и те объекты недвижимости, на которые владелец оформил технический план.


[Закрыть]. Физические и политические карты мира, помещаемые в атласах и вывешиваемые на стенах учебных классов, относятся к типу гипсометрических карт[8]8
  Гипсометрическая карта – карта, на которой рельеф суши и морского дна показан с помощью горизонталей и окраски (по определенной цветовой шкале) ступеней высот. – Прим. пер.


[Закрыть], которые дают точное изображение рельефа с помощью специальных символов (горизонталей и раскраски), варьирующихся по цвету от зеленого до коричневого. Хотя такие карты очень полезны для тех, кто хорошо знает закодированные значения символов, люди непосвященные могут ошибочно воспринимать шкалу повышения и понижения уровня земной поверхности. Например, зеленый цвет, используемый для обозначения низменностей, может восприниматься такими людьми как обозначение густой растительности, а разные оттенки коричневого, указывающие на возвышенности, могут ошибочно приниматься за пустыни, хотя на Земле имеется множество примеров низколежащих пустынь и богатых лесами гор. Как и картографические проекции, картографические символы могут приводить неопытных пользователей к ложным заключениям.