کارتوگرافی به تفصیل

کارتوگرافي به صورت سنتي بعنوان علم و هنر ترسيم نقشه تعريف شده است. نقشه ها بصورت سنتي بوسيله مداد و کاغذ ترسيم مي‌شدند ولي گسترش و مزاياي کامپيوترها، کارتوگرافي را متحول کرده است. بيشتر نقشه هاي کيفي _ تجاري هم اکنون توسط نرم‌افزارهاي نقشه کشي از انواع CAD,GIS و ديگر نرم افزارهاي خاص کارتوگرافي مي باشد، تهيه مي گردند که اين عمل خود باعث استفاده موثر از تصاوير دورسنجي و GIS سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي مي گردد.

نقشه ها ابزارهاي بصري(Visual) داده‌هاي مکاني هستند. داده‌هاي مکاني خود از اندازه گيري‌ها حاصل شده و در پايگاه‌هاي داده براي مقاصد متنوعي نگهداري مي‌شوند. امروزه روند تهيه نقشه‌ها به سمت کنار گذاشتن روش‌هاي آنالوگ تهيه نقشه و حرکت در جهت ايجاد و گسترش روش‌هاي ديناميکي مي‌باشد که مي‌توانند نقشه ها را بصورت رقومي درآورند.

کارتوگرافي را به صورت مختصر هنر، علم و تکنولوژي ساختن نقشه از زمين و يا ساير کرات آسماني تعريف مي‌نمايند. ولي معني واقعي کارتوگرافي چيزي بيش از اين بوده و شامل ساختن(ثبت داده‌هاي مکاني بر روي نقشه ها)، مطالعه و حتي روش‌هاي استفاده از نقشه هاست. در دنياي امروز کارتوگرافي بسيار گسترده‌تر از نمايش مرزهاي سياسي،خط سير ترابري و حمل و نقل مي باشد.
لازم به ذکر است، قديمي‌ترين نقشه‌هاي شناخته شده متعلق به پنج هزار سال قبل است. نقشه ها با روش ها و کاربرد‌هاي علمي به صورت فزاينده‌اي در قرون ۱۷، ۱۸و ۱۹ ميلادي گسترش يافتند. بسياري از کشورها تحت پوشش برنامه‌هاي نقشه‌برداري بين المللي قرار دارند

. تا قبل از جنگ جهاني دوم بسياري از کشورها داراي اطلاعات بسيار کمي در خصوص ترسيم نقشه‌هاي مناطق مختلف بودند. بعد از پديدار شدن سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي(GIS) در دهه‌هاي ۱۹۸۰-۱۹۷۰ تغييرات بسيار زيادي در الگوهاي کارتوگرافي سنتي پديد آمد.

–اصول کارتوگرافي:

اصول کارتوگرافي طبق نظر رابينسون(Robinson) به شرح زير مي باشد:
الف) مقياس (Scale) / سيستم تصوير(Map Projection) / جنراليزه کردن (Generalization).
ب ) طراحي (Design) / ترسيم و توليد(Map Produce).

مقياس (Scale):

کليه نقشه‌ها از واقعيت کوچکترند، پس اولين تصميم کارتوگراف به تعيين نسبيت(ابعاد) بين واقعيت و نقشه اختصاص مي‌يابد. اين نسبت، اصطلاحا مقياس خوانده مي شود.

سيستم تصوير(Map Projection):

نقشه‌ها به طور کلي نشاندهنده وضع نسبي ابعاد پديده‌ها هستند. سه مشخصه پديده‌هاي فضايي عبارتند از: طول، عرض وارتفاع. بدين ترتيب يکي از اهداف کارتوگراف بهره گيري از تصويري است که بوسيله آن بتوان ابعاد سه گانه سطح کروي را روي سطح مسطح منتقل نمود. البته اين انتقال باعث ايجاد تغييرات اجتناب ناپذيري در جهت، فاصله، مساحت و شکل مي گردد. فرايند انتقال سطح کروي برسطح مسطح، اصطلاحا بنام “سيستم تصوير نقشه” معروف است. اين سيستم بايد براي تمام نقشه ها انتخاب گردد. به علاوه هر نقشه داراي سيستم مختصات مبنايي است که به شبکه مختصات صفحه‌اي موسوم است.
شکل فوق نشان‌دهنده سيستم تصويري UTM است كه جهان را به ۶۰ زون تقسيم مي‌كند.

* جنراليزه کردن (Generalization):

جنراليزه کردن يا خلاصه نمودن اطلاعات يکي از مشکل‌ترين عمليات کارتوگرافي محسوب مي شود. واقعيت‌هاي موجود در نقشه، در مواقع ضروري بايد ساده گردند و اطلاعات لازم بايد طوري نشان داده شود که در رابطه با هدف نقشه از نظر تصويري و نمايش، کم و بيش مورد تاکيد قرار گيرند. اطلاعات آماري موجود در نقشه نيز بايد به نحوي خلاصه و پرورانده شود که نمايانگر ويژگي اصلي اطلاعات باشند.
تصوير فوق سيستم نرماليزه کردن جهاني را نمايش مي دهد(Nominal Or Generationg Globe)
* طراحي (Design):

اين قسمت از کار شامل مراحل مختلفي است. تصميم‌گيري در مورد روش‌هاي نمايش، اندازه و نوع حروف، ضخامت خطوط، رنگ و سايه روشن، علائم، راهنماي نقشه و ايجاد هماهنگي‌هاي لازم بين عناصر مختلف گرافيکي از جمله مراحل فوق است. ترسيم و توليد (Map Produce):
در قديم رسم بر اين بود که نقشه با مرکب و قلم ترسيم مي‌شد. توسعه و تکامل روش ترسيم اسکرايبينگ (scribing)، اختراع کاغذ هاي پلاستيک، فيلم‌هاي عکاسي، روش‌هاي چاپ نمونه و ساير عمليات فني باعث گرديده که دو مرحله ساختن، توليد و چاپ نقشه طوري به هم آميخته گردند که فکر تفکيک آنها از هم غير ممکن گردد.
نقشه‌ها ابزارهاي اوليه نمايش ارتباطات مکاني بوده بنابراين اسناد بسيار مهمي هستند. چند عنصر کليدي براي تهيه نقشه‌ها وجود دارد که به بيننده در درک بهتر ارتباطات نقشه، کمک مي کند. اين عناصر کليدي عبارتند از:

(۱چهارچوب يا قالب داده‌ها (Data Frame):
چهارچوب داده بخشي از نقشه است که بصورت لايه‌هاي داده نمايش داده مي‌شود. اين بخش مهمترين قسمت نقشه است. در مثال آورده شده، چهارچوب داده‌ها در برگيرنده اطلاعات مربوط به مرزهاي سياسي ايران در خاورميانه مي‌باشد.
(۲ راهنماي نقشه (Legend):
راهنما، رمز گشاي چهارچوب داده‌ها در نقشه است. بنابراين بصورت متداول به عنوان کليد معرفي مي‌شود. توضيح جزئيات هر رنگ، بصورت نماد يا رده بندي در اين بخش توضيح داده مي‌شود. در راهنماي زير، واحدهاي سنگ‌شناسي نقشه در قسمت‌هاي مختلف بوسيله رنگ‌هاي متفاوت تقسيم بندي شده و نشان مي‌دهد هر رنگ مربوط به کدام واحد زمين‌شناسي بوده و داراي چه سني مي‌باشد. بدون اين راهنما، رنگ‌ها هيچ مفهومي براي بيننده نخواهد داشت. راهنما به بيننده اطلاع مي‌دهد که بيشترين و کمترين تمرکز جمعيت در کدام مناطق ايران وجود دارد.

(۳ موضوع (Titel):
موضوع بسيار مهم است، چرا که توضيحي فوري و مختصر درباره شرح نقشه به بيننده مي‌دهد. عنوان، به سرعت موضوعي که بر اساس آن نقشه تهيه شده و موقعيت داده‌ها را اطلاع مي‌دهد. در مثال آورده شده موضوع نقشه “ذخاير معدني در برگه ميامي” مي‌باشد.

(۴ جهت شمال(North Arrow):
هدف اين علامت يا نشانه مشخص نمودن جهات جغرافيايي است و به بيننده امکان مي‌دهد نقشه را بر اساس شمال جغرافيايي توجيه نمايد. بيشتر نقشه‌ها جهت شمال را در بالاي صفحه نشان مي‌دهند.

(۵مقياس(Scale):
مقياس ارتباط بين قالب داده‌ها با اندازه‌هاي آنها، در دنياي واقعي را شرح مي‌دهد. انتخاب مقياس از اهميت ويژه‌اي برخوردار است، زيرا مقياس باعث ايجاد فضايي در نقشه مي‌گردد که در آن قسمتي از واقعيت‌ها به صورت خلاصه گنجانده مي‌شود.
مقياس در حقيقت توصيف يک نسبيت است که ممکن است واحد به واحد يا از يک واحد اندازه گيري به يک واحد ديگر نشان داده شود. بنابراين مقياس ۱:۱۰۰۰۰ نشان مي دهد هر واحد از نقشه معرف ۱۰۰۰۰ واحد از دنياي واقعي است. به عنوان مثال: ۱:۱۰۰۰۰ با واحد اينچ بدين معني است که هر واحد نقشه مساوي با ۱۰۰۰۰ اينچ در دنياي واقعي مي‌باشد. روش دوم براي نمايش مقياس، مقايسه با ديگر انواع واحدها است. براي مثال:۱:۱۰۰ بدين معناست که هر واحد اندازه بر روي نقشه ۱۰۰ فوت در جهان واقعي است. اين نسبت همان ۱:۱۲۰۰(۱فوت=۱۲ اينچ) است. علاوه بر موارد گفته شده، نسبت مي‌تواند بصورت گرافيکي در فرم Scale Bar مقياس خطي نيز قرار گيرد. همچنين نقشه‌هايي که مقياس ندارند بايد داراي نشان N.T.S باشند که به مفهوم “مقياس نشده است” مي‌باشد.
در شکل فوق مقياس خطي بر اساس کيلومتر تقسيم‌بندي گرديده است.

(۶ رونگاشت(Citation):
اين بخش از نقشه اطلاعات مهمي را شامل مي‌شود(Meta Data). در اين قسمت از نقشه، توضيحاتي درباره منبع و مبلغ، اطلاعات پروژه و هرگونه توصيفي که مورد نياز است، جاي مي‌گيرد. درمثال زير، رونگاشت، منبع و تاريخ داده‌ها را مشخص مي کند. رونگاشت به بيننده کمک مي‌کند تا استفاده از نقشه را براي اهداف خويش تعيين نمايد.

(۷ مرزها(Border):
قرارگيري مرزها در نقشه به محصور کردن تمام عناصر نقشه کمک مي‌نمايد. به علاوه، مرزهاي داخلي، عناصر نقشه را طبقه‌بندي مي‌نمايد. مرزها همچنين حدود خارجي نقشه را معين مي‌کنند.
(۸ تصوير کلي نقشه(Overview map):
تمرکز بر روي يک ناحيه، نمايي کلي از منطقه به خصوص براي جهت يابي بينندگاني که با منطقه مورد نظر آشنا نيستند، ارائه خواهد نمود. به علاوه، اين تصوير کلي يک مفهوم بصري راجع به قرارگيري ناحيه مورد مطالعه در منطقه‌اي که آن را پوشش مي دهد، در اختيار بيننده قرار مي‌دهد.
(۹ شبکه مدارها و نصف النهارها وخطوط راهنما(Graticules and Indexes):
شبکه مدارها و نصف النهارها، شبکه‌اي است که در زير لايه چهارچوب داده‌ها قرار مي‌گيرد. اين شبکه مي‌تواند به صورت خطوط طول و عرض جغرافيايي قرار گرفته و به جهت‌گيري بيننده در نقشه کمک کند. اين خطوط راهنما، به صورت يک دسته سلول‌هاي قراردادي در نقشه بوده و به عنوان يک راهنماي کمکي، بيننده را در بخش خاصي از نقشه راهنمايي مي‌کنند.
البته عناصر ديگري مانند متن، نمودارها، تصاوير و … نيز مي‌بايد به نقشه اضافه شوند تا از لحاظ کارتوگرافي کامل گردد. به عنوان مثال مي‌توان از علامت‌هاي اختياري(Optional Elements) نام برد. بيشتر اين نشانه‌ها با اينکه الزامي نيستند مي‌توانند براي کمک به بيننده اضافه شوند.
سیستم‌هاي تصوير:

يکي از مهمترين اهداف‌ کارتوگرافي نمايش کره زمين است. درعلم تهيه نقشه، براي نمايش زمين و ساير کرات آسماني که داراي حجم بسيار بزرگي هستند، به جاي بزرگنمايي، از کوچک کردن استفاده مي‌شود که با اين کار، مي‌توان تمام يا قسمتي از کره را رويت نمود. از آنجا که اغلب اجرام آسماني اصولا شکل کروي دارند يکي از راه‌هاي رويت کامل آن‌ها تهيه نقشه کروي(کره جغرافيايي) است که کليه اندازه ها به يک نسبت کوچک مي‌شوند.

کره جغرافيايي که به اين ترتيب تهيه مي شود، داراي معايبي خواهد بود. از آنجا که کره يک جسم مدور سه بعدي است، قادر نخواهيم بود در يک مرحله مشاهده، تمام آن را رويت نمائيم و فقط نصف آن، يعني نيمکره قابل مشاهده خواهد بود. به علاوه،حمل و نقل و نگهداري آن مشکل خواهد بود. اندازه گيري فواصل روي سطح سه بعدي کارآساني نيست و بالاخره از لحاظ مالي تهيه آن مقرون به صرفه نخواهد بود. با انتقال سطح کروي، روي يک سطح مستوي و تهيه نقشه مسطح، کليه معايبي که درمورد کره جغرافيايي ذکر شد، برطرف مي گردد، يعني مي‌توان روي يک برگ نقشه، تمام سطح کروي را مشاهده نمود.

 

خواص سيستم‌هاي تصوير:
انتقال سطح کروي به سطح مستوي نقشه باعث مي گردد تمام روابط هندسي موجود روي کره، بر روي نقشه صحت نداشته باشد. بعضي از اين روابط، از نقطه نظر تهيه نقشه و کارتوگرافي حائز اهميت است و در مواقعي، حفظ صحت اين روابط در تصوير ضرورت پيدا مي کند. سيستم‌هاي تصوير ممکن است داراي ويژگي‌هاي متعددي باشند، اما مهمترين آنها از نقطه نظر کاربرد در کارتوگرافي عبارتند از:

الف) متشابه بودن (Conformality) يا حفظ زوايا.
ب) هم مساحت بودن (Equivalence) يا حفظ مساحت.
ج) هم فاصله بودن (Equidistance) يا حفظ فاصله.

طبقه بندي سيستم‌هاي تصوير:
طبقه بندي سيستم‌هاي تصوير، بر مبناي خصوصيات هندسي آنها مي‌باشد. بدين معني که سطح کروي بر سطوح قابل گسترش که به آساني تبديل به سطوحي صاف مي گردند، تصوير مي شود. اين سطوح عبارتند از: استوانه، مخروط و صفحه صاف. نامگذاري تصوير هم بر اساس همين سطوح انجام مي پذيرد. بدين ترتيب، اگر کره بر سطح استوانه تصوير شود،” تصوير استوانه‌اي” اگر بر سطح مخروط تصوير شود،” تصوير مخروطي” و اگر بر صفحه صاف تصوير شود” تصوير سمتي يا آزيموتال

” ناميده مي‌شود. تصويرهاي ديگري هم وجود دارند که طبقه بندي آنها بر مبناي شکل هندسي نبوده و غالبا براي نقشه‌هاي خيلي کوچک مقياس که هدف آن‌ها نمايش تمام کره يا نيمکره است، به کار مي‌روند. به اين نوع تصاوير مي‌توان تصويرهاي متفرقه يا جهاني اطلاق کرد.

سيستم تصويرهاي استوانه‌اي:
تصاويراستوانه‌اي از تماس استوانه با کره در طول يک دايره عظيمه(معمولا استوا) به وجود مي‌آيد. بدين ترتيب مدارها و نصف‌النهارهاي مربوط به کره بر روي سطح استوانه منتقل مي‌شوند. وقتي استوانه را باز نمائيم، تبديل به مستطيلي خواهد شد که طول آن برابر طول خط استوا خواهد بود(?R2)( =R شعاع کره زمين). در تمام تصويرهاي استوانه‌اي مدارها و نصف النهارها به صورت خط مستقيم و عمود برهم ظاهر مي‌شوند.طول مدارها برابر طول خط استوا خواهد بود. از بين تصويرهاي استوانه‌اي، تصوير استوانه‌اي ساده، تصوير استوانه‌اي هم مساحت لامبرت، تصويرمرکاتور از همه معروفترند. تنها اختلاف بين اين سه نوع تصوير، فواصل مدارها است.

سيستم تصوير استوانه‌اي ساده:
در تصوير استوانه‌اي ساده، فاصله مدارها در تصوير، شبيه فاصله آنهادر روي کره است. مقياس در راستاي کليه نصف‌النهارها و خط استوا صحيح است. اين تصوير، متشابه نيست زيرا گرچه مدارها و نصف‌النهارها بر هم عمودند، ليکن مقياس در طول نصفالنهارهاي هر نقطه، مشابه مقياس در طول مدار همان نقطه نيست. موارد استفاده چنين تصويري براي نمايش مناطق استوايي است و بطور كلي براي نشان دادن جهان، مساحت و مناطق قطبي به هيچ وجه مناسب نيست. از مهمترين ويژگي اين تصوير، خاصيت هم فاصله بودن آن است.

سيستم تصوير استوانه‌اي لامبرت:
در تصوير استوانه‌اي هم‌مساحت لامبرت، مرکز نور در بينهايت قرار دارد و صفحات موازي مدارات، سطح استوانه را قطع کرده و تصوير مدارها را بر روي استوانه تشکيل مي‌دهند. نصف‌النهارها به صورت خطوط مستقيم عمود بر مدارها هستند. هر قدر به قطب نزديک شويم، فاصله مدارها کوتاهتر شده ولي فاصله نصف النهارها با هم برابر هستند. مقياس در طول خط استوا صحيح بوده و تغييرات مقياس در راستاي مدار و نصف النهار يكديگر را جبران مي‌نمايند، از اين جهت، تصوير هم‌مساحت مي‌گردد. بنابراين چنين تصويري نمي‌تواند متشابه باشد. تنها کاربرد اين تصوير، براي نمايش مساحت مناطق استوايي است.

سيستم تصوير استوانه‌اي مرکاتور:
سيستم تصوير مرکاتور يکي از معروفترين سيستم‌هاي تصوير در دنياست. دراين نوع سيستم طول مدارها با خط استوا برابر است. هر قدر به طرفين نزديک مي‌شويم، فواصل مدارها افزوده مي‌گردد، تا جائيکه محل قطبين در بينهايت قرار مي‌گيرد و امکان نمايش قطبين وجود ندارد. به دليل اغراق فوق‌العاده زياد در عرض‌هاي جغرافيايي بالا، تصوير مرکاتور براي نمايش آبها و خشکي‌هاي جهان به کار نمي‌رود. اين تصوير به طور خاص براي دريانوردي و يا مقاصدي که در آن پيدا نمودن جهت صحيح مورد نياز است نظير نمايش جريانهاي دريايي يا جهت باد به کار مي‌رود.

 

سيستم تصويرهاي مخروطي:
اين نوع سيستم‌هاي تصاوير، از تماس يا تقاطع مخروط با کره حاصل مي‌شود. معمولا محور مخروط عمودي و در امتداد محور کره است. خط تماس مخروط و کره، دايره عرض جغرافيايي خواهد بود که به مدار استاندارد معروف است. چنانچه مخروط، کره را قطع نمايد، دو دايره متقاطع بوجود مي‌ايد که چنين تصويري را تصوير مخروطي با دو مدار استاندارد مي‌نامند. در تمام تصاوير مخروطي، نصف النهارها به شکل اشعه‌هاي مستقيم و مدارها به صورت دواير متحد‌المرکز ظاهر مي‌گردند.

 

تصوير مخروطي با يک مدار استاندارد:
در اين نوع سيستم تصوير، محل تلاقي نصف‌النهارها(مرکز اشعه‌هاي مستقيم) مرکز دواير مدارهاست که البته محل قطب نخواهد بود. مقياس اين نوع تصوير چون در روي مدارها و نصف النهارها به استثناي مدار استاندارد، صحيح نبوده و يكديگر را جبران نمي‌نمايند. از اين جهت تصوير هم‌مساحت نبوده و با وجود اينکه مدارها بر نصف النهارها عمودند ولي تصوير متشابه نمي باشد. با دوري ازمداراستاندارد، شکل منطقه به طور فزاينده‌اي اغراق آميز مي‌گردد. مهمترين کاربرد تصاوير مخروطي با يک مدار استاندارد، براي کشورهايي است که عرض جغرافيايي آنها کم و در جهت طول جغرافيايي گسترده باشند، مثل کشور ترکيه.

تصوير مخروطي با دو مدار استاندارد:
با استفاده از دو مدار استاندارد، مي‌توان بعضي عيوب تصوير مخروطي با يک مدار استاندارد را کاهش داد. اغراق مقياس روي دو مدار استاندارد از بين رفته و مدار واقع بين دو مدار استاندارد داراي اغراق کمتري خواهد بود. در اين تصوير نيز نصف‌النهارها اشعه‌هاي مستقيمي هستند که محل تقاطع آنها مرکز دواير مداري مي‌باشد و مدارها بر نصف النهارها عمودند.باطول واقعي خود نمايش داده مي‌شوند. اين تصوير، هم‌مساحت و متشابه نمي‌باشد. کاربرد اين نوع تصوير مانند کاربرد تصوير با يک مدار استاندارد است.

تصوير مخروطي(BONNE):
يکي از معروفترين نوع تصاوير مخروطي، تصوير بوني است که در حقيقت با اصلاحاتي در تصوير با يک مدار استاندارد، مي‌توان به چنين تصويري دست يافت. هم‌مساحت بودن در اين تصوير باعث کاربرد وسيع آن گرديده است. در تصوير بوني کليه مدارها داراي طول‌هاي صحيح خواهند بود. به همين جهت قطب به وسيله يک نقطه مشخص مي‌گردد. موقعيت مدار استاندارد، شعاع انحناي مدارها را تعيين خواهد کرد. در اين تصوير، نصف‌النهارها منحني‌هاي نامنظمي هستند که يكديگر را در قطب قطع مي کنند. مدارها، دوايرمتحدالمرکزي هستند که درجه انحناي آنها به محل مدار استاندارد بستگي دارد. فقط نصف‌النهار مرکزي بر مدارها عمود بوده و داراي مقياس صحيح مي‌باشد و ساير نصف‌النهارها نسبت به مدارها حالت مايل دارند که هر قدر به گوشه‌هاي نقشه نزديک شويم، انحناي آنها بيشتر مي‌شود. چون تصوير هم‌مساحت است از اين نظر، شکل مناطق، دستخوش اغراق مي‌شود. به همين جهت، اين تصوير براي نمايش شکل کشورها يا قاره‌ها به کار گرفته نمي‌شود، بلکه بيشتر در نقشه‌هايي که هدفشان نشان دادن مساحت مناطق مورد نظر است(موضوعي)، کاربرد دارد.

سيستم تصويرهاي سمتي يا صفحه اي:
از نظر تئوري، کليه سيستم تصويرهاي سمتي از تصوير زمين بر روي صفحه‌اي عمود بر يکي از شعاع هاي زمين به وجود مي‌آيند. چنين صفحه‌اي ممکن است کره را قطع نموده يا در نقطه‌اي با آن در تماس باشد. نقطه تماس، مرکز تصوير و در عين حال نقطه تقارن تصوير محسوب مي‌شود. در کليه تصاوير، تغييرات ضريب مقياس از مرکز تصوير درتمام جهات يکسان خواهد بود.

با تغيير مرکز نور، نحوه تصوير همچنين تغيير موقعيت صفحه نسبت به کره، مي‌توان تصاوير صفحه‌اي زيادي به وجود آورد. مهمترين تصاوير صفحه‌اي عبارتند از: اورتوگرافيک، استرئوگرافيک، گنومونيک، تصوير هم‌فاصله صفحه‌اي، تصوير هم‌مساحت صفحه‌اي لامبرت. در هر پنج نوع تصوير، نصف‌النهارها به صورت شعاع‌هاي مستقيم منشعب از مرکز تصوير، ظاهر مي‌شوند.

اهميت کارتوگرافي:

– کارتوگرافي مرز بين رسم و نقشه را ترسيم ميکند.
– کارتوگرافي مي‌تواند در تجزيه مسائل به كار رود.
– کارتوگرافي درک بهتر پديده ها يا حالات را ممكن مي‌سازد.
– کارتوگرافي مفاهيم لازم براي اکتشاف را فراهم مي‌آورد.
– کارتوگرافي مفاهيم مورد نياز اندازه گيري و نظارت را فراهم مي آورد.
– کارتوگرافي در تصميم گيري شرکت دارد.

تحول در کارتوگرافي:

– تکنولوژي، کارتوگرافي را به جلو سوق مي‌دهد.
– اينترنت، توزيع محصولات کارتوگرافي را افزايش داده است.
– غير کارتوگراف‌ها، استفاده کنندگان اصلي محصولات کارتوگرافي هستند.
– عموم جامعه متقاضي محصولات عمومي کارتوگرافي مي‌باشند.
– کارتوگرافي موضوعي بسيار رشد يافته است.

چرا کارتوگراف‌ها طي زمان آهسته تغيير مي کنند؟

– روند تکنولوژي، از قابليت درک آن پيش افتاده است.
– مولفه‌هاي نقشه با ارکان زيادي تغيير مي‌کنند.
– داده‌هاي حاصل از نتايج بدست آمده، هشدار مي‌دهند که ارزش کارتوگرافي در آينده کم خواهد شد.
– کاربران زيادي از محصولات کارتوگرافي سنتي پيروي نمي‌کنند.
– عموم مردم به کارتوگرافي ارزش نمي‌نهند.

آينده کارتوگرافي:

– توسعه اخلاق کاري، که مشوق دقت کارتوگرافي در مواجه با تنوع و افزايش تقاضاي عمومي باشد.
– تحت کنترل درآوردن عناصر بصري براي استفاده در تکنولوژي جديد. همچنين، همکاري در تحقيقات، کاربردها و آموزش در زمينه کارتوگرافي.
– ايجاد زمينه‌هاي بيشتر براي استفاده از کارتوگرافي

تعریف کارتوگرافی

کارتوگرافی دانش تهیه نقشه است. از آنجا که نمی توان قسمتی از سطح کره زمین را به اندازه واقعی خود بر روی صفحه ای تصویر کرد باید عوارض پدیده های مختلف زمین را به نسبت معینی کوچک نمود و این عمل بر اساس مبانی و اصول کارتوگرافی به نحوی انجام می شود که کاربران با توجه به نسبت کوچک شده و مشخصات فنی آن بتوانند به مقدار اصلی پی ببرند
بنابراین علم و هنری که طی مراحل مختلف اندازه گیری و محاسبه و ترسیم ، بخشی یا تمام سطح کره زمین را بر سطحی مستوفی با تکیه بر اصول ریاضی و تناسب هندسی به نمایش در می آورد ، کارتوگرافی نامیده می شود

برای کارتوگرافی چند تعریف علمی وجود دارد که قبول هر یک از تعاریف و دامنه فعالیت آن متاثر از وضعیت نقشه برداری و نقشه های هر یک از کشورهای دنیاست . آنچه که در مجامع علمی بنا به تعریف کمیسیون فنی سازمان ملل مورد توجه است ، یکی کارتوگرافی به عنوان دانش تهیه نقشه می باشد ، و دیگر حالت خاص از کارتوگرافی است که بخشی از فعالیت ها و مراحل تهیه نقشه را در برمی گیرد و قسمت اعظم تهیه محسوب می شود که پس از انجام مراحل نقشه برداری و ژئودزی و فتوگرامتری و تهیه پیش نویس (مسوده) تا مراحل نهایی تهیه نقشه را در بر می گیرد
به منظور هماهنگی با پیش رفتارهای علمی و فنی روز ، گروه کار انجمن بین المللی کارتوگرافی تعریف زیر را توصیه نموده است

کارتوگرافی سازماندهی ، نمایش ، ارتباط و بهره برداری اطلاعات زمین است . که بر اساس این تعریف و مشخصه یک سیستم مبنایی کامپیوتری ، تعریف سیستم اصلاعات کارتوگرافی مشخص می گردد .این سیستم اطلاعات کارتوگرافی یک سیستم مبنایی کامپیوتری است که هدف از آن تولید نقشه ، نقشه های چاپی ، نقشه های ترسیمی ، و یا نقشه هایی است که بر صفحه نمایش دیده می شوند.
نقشه و طبقه بندی آن

نقشه تصویر افقی و قراردادی بخشی از سطح زمین یا منطقه جغرافیایی و یا از کل کره زمین می باشد که به طریقه هندسی ، عوارض موجود در سطح زمین را بر روی سطح مستوی نشان می دهد

طبقه بندی نقشه
نقشه ها را بر حسب عواملی از جمله هدف ، نوع مقیاس ، دقت ، محتوی ، ارزش و کاربرد که در تهیه آن نیز موثر هستند ، می توان طبقه بندی نمود . البته در این تقسیم بندی ها سلیقه کارتوگراف ها تاثیر زیادی دارد
• طبقه بندی نقشه بر اساس اهداف تهیه نقشه
اهداف تهیه نقشه بسیار متنوع است . از جمله نقشه های دریایی ، کشاورزی ، زمین شناسی و … که به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند
نقشه های عمومی ، از نظر اهمیت دادن به عوارض ، در همه موارد رعایت مساوات شده و استثنایی وجود ندارند
نقشه های خاص ، بر حسب نیاز به نقشه به مواردی توجه بیشتر شده و بعضی عوارض اهمیت کمتری می یابند
• طبقه بندی بر طبق نوع و گونه
الف) نقشه های مسطح ( پلانیمتری ) ، نقشه های توپوگرافی ، نقشه های عکسی ، نقشه های برجسته پلاستیکی و نقشه های شهری
ب) نقشه های مخصوص ، آب نگاری (هیدروگرافی) ، نقشه های هوانوردی ، نقشه های ثبتی ( کاداستر) ، نقشه های اداری ، نقشه های سیاسی ، نقشه های زمین شناسی ، نقشه های پوشش گیاهی ، نقشه های شبکه ارتباطی ، نقشه های هیدرولوژی و نقشه های جمعیت
• انواع نقشه از نظر مقیاس
پلان ها که مقیاس آن ها بزرگتر از ۱:۱۰۰۰ می باشد

نقشه های بزرگ مقیاس ، نقشه هایی که مقیاس آن ها از ۱:۱۰۰۰ تا ۱:۲۵۰۰۰ می باشد
نقشه های متوسط مقیاس ، نقشه هایی که مقیاس آن ها از ۱:۲۵۰۰۰ تا ۱:۱۰۰۰۰ می باشد
نقشه های کوچک مقیاس ، نقشه هایی که مقیاس آن ها از ۱۰۰۰۰۰ تا ۱:۲۵۰۰۰۰۰ می باشد
نقشه های خیلی کوچک مقیاس یا جغرافیایی که مقیاس آن ها کمتر از ۱:۵۰۰۰۰۰ می باشد و از آن ها جهت مطالعه حدود و چهره تقریبی طبیعت استفاده می شود
• طبقه بندی نقشه ها بر اساس دقت وارزش مدارک مبنایی
نقشه دقیق
نقشه هایی که بوسیله عملیات نقشه برداری بسیار دقیق تهیه می شود و میزان خطا از حد مجاز کمتر است که به آن ها نقشه های نظامی گویند –
نیمه دقیق –
عملیات نقشه برداری با دقت کمتری انجام گرفته و خطای عملیات بیشتر از خطای گرافیک می باشد

کروکی –
نقشه هایی هستند که به صورت سریع جهت شناسایی برداشت می شوند ، دقت کافی ندارند و کلا جزء نقشه ها نمی باشند

• تقسیم بندی نقشه ها از نظر محتوا
نقشه ها از نظر توپوگرافی ، عوارض سطح زمین متناسب با مقیاس و بر روی نقشه نمایش داده می شوند –
نقشه های جغرافیایی ، که با استفاده از نقشه های توپوگرافی ، مسائل مختلف و موضوعات جغرافیای انسانی ، اقتصادی ، جمعیت و … تهیه شده اند –
انواع نقشه بر اساس چگونگی تهیه

نقشه پایه یا مبنا : این گونه نقشه ها با عملیات نقشه برداری زمینی و یا نقشه برداری هوایی و هیدروگرافی تهیه می شوند
نقشه مشتقه : از روی نقشه های مبنا ، به مقیاسی کوچکتر و با تقلیل بخشی از اطلاعات جغرافیایی آن تهیه می شوند
نقشه تالیفی : اغلب برای تهیه نقشه های کوچک مقیاس و تهیه نقشه های موضوعی با استفاده از نقشه های موجود استفاده می شود و اطلاعات موضوعی خاص در شکل گرافیکی بر آن اضافه می گردد
• انواع نقشه بر حسب اهداف نظامی
نقشه های استراتژیکی
نقشه های تاکتیکی
نقشه های تکنیکی
سابقه
دانش کارتوگرافی ، از ابتدا با دانش ریاضی ، نجوم و جغرافیای ریاضی پیوستگی گسترده ای داشته است . فکر تهیه نقشه مربوط به سال های بسیار دور و قرن ها پیش از میلاد می باشد . آثار و نوشته هایی که تا کنون بررسی شده است حکایت از آن دارد که کروکی اولین کار در این زمینه می باشد
• کروکی ها
بشر در ادوار اولیه زندگی ، شناخت اطراف و مناطقی را که برای تهیه غذا و عبور و مرور و گذشتن از موانع یا گذرگاه ها برایش پیش می آمده مورد توجه قرار داده و بر این اساس تلاش داشته که مسیرها را به خاطر بسپارد و همچنین به فرزندانش بیاموزد که خود تهیه نقشه را رسانده و به کمک علامت های کروکی تهیه گردد هرچند رعایت اصول ریاضی نشده است اما حکایت از ضروریات ترسیم دارد . اغلب این نقشه ها ( کروکی ها ) بر بدنه درختان یا دیوار غارها حک شده است
نقشه های تثبیت حدود مالکیت

با تحولات زندگی بشر ، کار کشاورزی و توسعه دامداری و موضوع تثبیت مالکیت ها در اراضی مطرح بوده است ، که بنای خشت اول نقشه های ثبتی ( کاداستر ) گذاشته می شود . نشانه های به دست آمده ، حکایت از آن دارد که سابقه تاریخی ترسیم این گونه نقشه ها به پنج هزار سال قبل از میلاد می رسد . هرچند ممکن است با چند خط شکسته و منحنی و علائم و نشانه هایی در نظر افراد بسیار ساده و بی اهمیت جلوه کند . لیکن با شناخت محدود اطراف و محیط زمین و عدم وجود ابزارهای مختلف برداشت ، محاسبه و ترسیم در زمان بوده و بسیار ارزشمند بوده اند که

قدمت نمونه های از آن نقشه ها به هزاره های قبل از میلاد مسیح می رسد . کم کم با تشکیل حکومت ها نقشه های ثبتی ( کاداستر ) ، اهمیت بیشتری پیدا کرده و برای تثبیت حدود املاک و گستره شهر ها و روستا ها و اصلاع از میزان محصولات و تولیدات و در نتیجه گرفتن مالیات های مختلف نقش گسترده تری می یابد . مساحی اراضی و مناطق مسکونی یکی از کارهای حکومت بوده و تنظیم خراج را با تکیه بر آن انجام می دادند . در ترجمه تاریخ طبری چنین آمده است

بیش از قباد در جهان خراج نبود. مگر ده یک و پنج یک . جای بود که بیست یک گرفتندی بر مقدار آبادانی و نزدیکی و دوری آب ، پس قباد بگفت تا همه مملکت مساحت کردند تا خراج معین کنند … موبد موبدان و وزیر گفتند : این تدبیر آن است که زمین های همه مملکت وزرها مساحت کنی تا هرچند جفت بود و درختان بارآور بشمری تا چند بود . هر جفتی زمین و هر جفتی زر و بر هر درختی بارآورد خراجی معین کنند … قباد گفت چنین کنند . به خانه رفت و مساحان را گرد کرد تا همه مملکت را مساحت کنند

از این پیدا است که وجود مساحان و تهیه نقشه هایی در دوران های قبل هم وجود داشته است
نقشه های نظامی
زمانی که مسئله تجاوزگری بعضی از قبایل و حکومت ها ، شدت می گیرد و لشکر کشی ها گسترش می یابند ، برای شناسایی سرزمین بیگانه وضعیت حرکت لشکریان خودی و بیگانه و دیگر مسائل انسانی می باشد که در اوایل به صورت یک نقشه ترسیم شده در اختیار فرمانده هان قرار داشته و منجم باشیها ، که وظایف تشریح و توصیف نقشه و شناخت موقعیت را از روی ستارگان ، ماه ، آفتاب و … به عهده داشتند ، کار مشاور فرماندهی را نیز انجام می دادند

نقشه های جغرافیایی
کار تهیه نقشه ، طی قرون متمادی ، به شیوه ابتدایی و غیره هندسی صورت گرفته است تا این که در پرتو پیشرفت دانش بشری دانشمندان جغرافیای ریاضی ، منجم ، ریاضیدانان و زمین شناسان را که در پی شناخت و معرفی جهان بودند به دانش کارتوگرافی جهت بخشیدند . دانشمندان ابتدا به تصور نظریات خود از جهان ، نقشه های جهان نمایی را تهیه نمودند . جغرافی دانان خود به ترسیم نقشه های متعدد پرداختند و با توجه به این که اغلب این نقشه ها مبتنی بر تصورات دانشمندان بوده است ، نسبت به زمان خود دارای اهمیت ویژه ای می باشند . علوم

جغرافیایی ، چه از نظر وسعت و تعداد مباحت قدیم و چه شاخه های علمی و رشته های تخصصی امروزی ، همیشه نیاز به نقشه داشته و دارند . با توسعه و تکامل دانش کارتوگرافی ، کار تهیه و ترسیم نقشه ها به عهده کارتوگرافان قرار گرفته است و علوم ریاضی ، مخصوصا هندسه و مثلثات در گذشته و حال ارتباط پیوسته ای با علوم جغرافیایی داشته و نقش موثری در کاربرداشت و محاسبات نقشه داشته و دارد . سیاحان نیز در سفرنامه ها گزارش های سفری خود را با تهیه نقشه های متناسب همراه می نمودند . دریانوردان برای جهت یابی و ناوبری کشتی ها و سیستم های قدیم ناوبری ، احتیاج به نقشه داشته اند
تاریخچه مختصر کارتوگرافی در نقاط مختلف جهان

مشاهدات کاشفین از قسمت های دنیا حاکی است ، زمانی که بومی محلی ، پیرامون موقعیت اطرافش سئوال می کرد ، با یک قطعه چوب خطوطی بر زمین رسم کرده، راهنمایی می نماید. هرچند این اطلاعات در حدود چندین کیلومتر است و در محدوده ارتباط وی با سایر قبایل همسایه

است . در مقابل درخواستی که از یک فرد بومی در مجمع الجزایر پلی نزی می شود ، وی قسمتی از جنوب اقیانوس آرام را با گچ بر روی عرشه کشتی رسم می نماید . جزایر مارشال واقع در اقیانوس کبیر و در شمال شرقی استرالیا را با اشیاء مختلف مثل گوش ماهی ، برگ درختان و هسته های میوه به صورت نقشه هایی تهیه کرده و عوارض مهم را بر روی آن نشان می دهد. در مناطق اسکیمو ها و یا اقوام سرخ پوست مکزیک و دیگر جاهای مختلف نقشه هایی با علائم خاصی که مد نظرشان بوده ، کشیده شده و راهنمایی های لازم را با نظری به نقشه های گذشته مشاهده می کنیم

بابلیها –
در نمایشگاه موزه دانشگاه هاروارد ، نقشه ای متعلق به بابلی ها وجود دارد که متعلق به ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد است و بر لوح گلی کوچکی به عرض هفت سانتی متر نقش بسته است . در موزه بریتانیا نیز لوحه های زیادی است که مربوط به شهر بابل و تقسیم بندی آن می باشد
مصری ها –

 

قسمتی از نقشه ای که بر روی لوح گلی پیدا شده ، نشانگر آن می باشد که مصری ها در ردیف اولین اقوامی بودند که مشاهدات خود را در سطح زمین پس از اندازه گیری مستقیم به صورت نقشه معرفی کرده اند. نقشه کانسار طلای جبل البارد در حدود ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد تهیه شده که در حال حاضر در کشور مصر موجود می باشد . این گونه نقشه ها اغلب برای تعیین حدود اراضی کشاورزی ساحل نیل تهیه شده . گویا رامسس دوم در سال های قبل از میلاد روش مساحی را پایه گذاری کرده ( ۱۳۰۰ – ۱۳۳۲ قبل از میلاد ).

کارتوگرافی پیشرفته

چکیده

در این مقاله پیشرفته ترین فنون کارتوگرافی کامپیوتری در ژاپن همراه با نمونه هایی از کاربرد آن ارائه گردیده است. تاکنون مولفان با استفاده از تصاویر راستر شده ، روشهای خودکار یا روشهای محاوره ای را برای رقومی کردن نقشه های ارتفاعی ، نقشه های مسطحاتی ، نقشه های شبکه های آبیاری و غیره ابداع نموده اند. نقشه و تصاویر تولید شده با کامپیوتر ابزاری بسیار سودمند برای :نمایش مدل های رقومی زمین می باشد. در این مقاله موارد زیر تشریح گردیده

• نقشه هایی که از ارتفاعات در آنها با سایه روشن نشان داده شده است
• نقشه هایی که از ارتفاعات در آنها با سایه روشن نشان داده شده است
• دید مایل عوارض با لایه اطلاعاتی اضافه شده به آن
• سیستم های آبیاری
• تصویر سازیهای متحرک

پیشگفتار

در کارتوگرافی کامپیوتری تولید مدل های ارتفاعی رقومی بسیار پر اهمیت است. داده های DEM به طرق زیر اخذ می گردند:

– تهیه DEM از برقراری دید برجسته عکس های فضایی که نیاز به توجیه و انطباق تصویر دارد.
– تهیه DEM از برقراری دید برجسته عکس های فضایی که نیاز به توجیه و انطباق تصویر دارد.
– تهیه DEM از نقشه های ارتفاعی راستر شده که نیاز به اتصال واحدهای تصویری ، تعیین ارتفاع و درونیابی خودکار دارد.