Картогра́фия (от греч. χάρτης — бумага из папируса, и γράφειν — рисовать) — наука об исследовании, моделировании и отображении пространственного расположения, сочетания и взаимосвязи объектов, явлений природы и общества. В более широкой трактовке картография включает технологию и производственную деятельность.

Объектами картографии являются Земля, небесные тела, звёздное небо иВселенная. Наиболее популярными плодами картографии являются образно-знаковые модели пространства в виде: плоских карт, рельефных и объёмных карт, глобусов. Они могут быть представлены на твёрдых, плоских или объёмных материалах (бумага, пластик) или в виде изображения на видеомониторе.

Картове́дение — раздел картографии; отрасль науки, техники и производства, что охватывает изучение, создание и использование картографических произведений, а также историю картографии.

Картоведение решает различные направления:

• Научные исследования и разработки

• Техническое обеспечение карт

• Труд по изучению (производству) картографической продукции

Предмет — объекты природы и общества, их особенности, взаимосвязи, изменения в пространстве и времени.

Методы решения научных и практических задач:

• Картографический метод

• Метод картографического моделирования

   

Математическая картография

 

Математическая картография изучает способы отображения поверхности Земли на плоскости. Поскольку поверхность Земли (приблизительно сферическая, для описания которой часто пользуются понятием земного сфероида) имеет определенную, не равную бесконечности кривизну, её нельзя отобразить на плоскости с сохранением всех пространственных соотношений одновременно: углов между направлениями, расстояний и площадей. Можно сохранить только некоторые из этих соотношений. Важное понятие в математической картографии — картографическая проекция, — функция, задающая преобразование сфероидических координат точки (то есть координат на земном сфероиде, выражающихся в угловой мере) в плоские прямоугольные координаты в той или иной картографической проекции (проще говоря, в лист карты, который можно разложить перед собой на поверхности стола). Другой значительный раздел математической картографии — картометрия, которая позволяет по данным карты измерять расстояния, углы и площади на реальной поверхности Земли.

Составление и оформление карт

Составление и оформление карт — область картографии, область технического дизайна, изучающая наиболее адекватные способы отображения картографической информации. Эта область картографии тесно взаимосвязана спсихологией восприятия, семиотикой и тому подобными гуманитарными аспектами.

Поскольку на картах отображается информация, относящаяся к самым различным наукам, выделяют также такие разделы картографии, как историческая картография, геологическая картография, экономическая картография,почвоведческая картография и другие. Эти разделы относятся к картографии лишь как к методу, по содержанию они относятся к соответствующим наукам.

Цифровая картография

Цифровая (компьютерная) картография является не столько самостоятельным разделом картографии, сколько её инструментом, обусловленным современным уровнем развития технологии. Например, не отменяя способов пересчёта координат при отображении поверхности Земли на плоскости (изучается таким фундаментальным разделом, как математическая картография), цифровая картография изменила способы визуализациикартографических произведений (изучаются разделом «Составление и оформление карт»).

Так, если раньше авторский оригинал карты чертился тушью, то на сегодняшний момент он вычерчивается на экране монитора компьютера. Для этого используют Автоматизированные картографические системы (АКС), созданные на базе специального класса программного обеспечения (ПО). Например, GeoMedia, Intergraph MGE,ESRI ArcGIS, EasyTrace, Панорама , Mapinfo и др.

При этом не следует путать АКС и Географические информационные системы (ГИС), так как их задачи различны. Однако на практике один и тот же набор ПО является интегрированным пакетом, используемым для построения и АКС, и ГИС (яркие примеры — ArcGIS, GeoMedia и MGE).

История картографии

Древнейшие карты

Туринская папирусная карта — древнейшая бумажная карта в мире

Картография появилась, вероятно, ещё до появления письменности в первобытном обществе. Об этом свидетельствует, например, то, что у народов, не имевших письменности в момент их открытия, имелись развитые картографические навыки. Путешественники, расспрашивавшиеэскимосов северной Америки о расположении окрестных островов и берегов, получали от них сравнительно внятные описания, в виде карт, нарисованных на кусочках коры, на песке или на бумаге (если она была). Сохранились карты в форме наскальных рисунков в итальянской долине Камоника, относящиеся к бронзовому веку. Аборигены Маршалловых островов ещё до прихода европейцев создавали из бамбуковых палочек, листьев кокосовой пальм и раковин навигационные карты, на которых были показаны пути между островами архипелага, морские течения и зоны мёртвой зыби. Существует оспариваемая теория, согласно которой роспись, найденная при раскопках поселения Чатал-Хююк на территории современной Турции (между 8-м и 6-м тысячелетием до н. э.), представляет собой древнейшую карту.

Помимо наскальных изображений, до нас дошли древнеегипетские и -вавилонские карты, относящиеся к 3—1 тысячелетию до н. э. — например, Вавилонская карта мира.

Древнегреческая эпоха

Самые древние греки — например, философы милетской школы (примерно VI век до н. э.) — считали Землю диском или четырёхугольником. Однако они уже сомневались в этом, например, философ из той же школы Анаксимандрсчитал Землю цилиндром.

В IV веке до н. э. начало утверждаться учение о шарообразности Земли. Уже тогда появились первые понятия о климатических зонах, а следовательно, и географической широте. Примерно в 250 году до н. э. Эратосфенопределил с помощью геометрических построений радиус Земли с ошибкой не больше 15 %. Он же ввёл линии широты и долготы на картах (по другим сведениям, понятия широты и долготы были впервые упомянуты в «Географии» Птолемея). Однако на картах Эратосфена линии широты и долготы не были сколь-либо равноотстоящими — расстояние между ними варьировалось для наиболее удобной передачи известных ему пунктов.

Древнегреческая методика определения широты — по максимальной высоте Солнца над горизонтом.

Гиппарх развил учение о широте и долготе и разработал первые картографические проекции. На основании сведений и методики Гиппарха, Клавдий Птолемей составил обширный справочник по координатам различных точек и учебник по составлению карт. Карты Птолемея до нас не дошли, однако их можно восстановить по данным его справочника и методикам. Среди историков картографии существует также точка зрения, согласно которой сам Птолемей не составлял карт, а это сделали по его материалам только византийцы в XIII—XIV веках (данный картографический материал через век был усвоен и развит западноевропейским Возрождением).

Труды Птолемея были вершиной древнегреческого картографического знания. После этого сведения лишь обобщались, а в последующие эпохи картографическое знание пришло в упадок.

Эпоха Средневековья

В раннем Средневековье картография пришла в упадок. Вопрос о форме Земли перестал быть важным для философии того времени, многие снова начали считать Землю плоской. Получили распространение так называемые Т и О карты, на которых поверхность Земли изображалась состоящей из дискообразной суши, окружённой океаном (буква О). Суша изображалась разделённой на три части Европу, Азию иАфрику. Европу от Африки отделяло Средиземное море, Африку от Азии река Нил, а Европу от Азии река Дон (Tanais).

В то же время, традиции Птолемея во многом сохранялись арабскими учёными (вообще, греческая культура дошла до европейцев в основном благодаря арабам). Арабы усовершенствовали методы определения широты Птолемея, они научились использовать наблюдения звёзд вместо Солнца. Это повысило точность. Весьма подробную карту тогдашнего мира составил в 1154 году арабский географ и путешественник Аль-Идриси. Интересная особенность карты Идриси, как, впрочем, и других карт, составленных арабами — юг изображался сверху карты.

Некоторую революцию в европейской картографии устроило введение в пользование в конце XIII — начале XIV веков магнитного компаса. Появился новый тип карт — подробные компасные карты береговпортоланы (портуланы). Подробное изображение береговой линии на портоланах нередко совмещалось с простейшим делением на страны света Т и О карт. Первый дошедший до нас портолан датируется 1296 годом. Портоланы служили сугубо практическим целям, и как таковые мало заботились об учёте формы Земли.

Эпоха Возрождения и Новое время

В середине XIV века началась эпоха Великих географических открытий. Из-за этого обострился и интерес к картографии. Важные достижения картографии доколумбовского периода — карта Фра Мауро (1459 года; эта карта, в некотором смысле придерживалась концепции плоской Земли) и «Земное яблоко» — первый глобус, составленный немецким географом Мартином Бехаймом.

После открытия Америки Колумбом в 1492 году в картографии новые успехи — появился целый новый континентдля исследования и изображения. Очертания американского континента стали ясны уже к 1530-м годам.

Весьма помогло развитию картографического дела, изобретение печатного станка.

Детализированные трехмерные макеты (сохранилось очень мало археологических находок) и рисованные планы (не сохранились; только упоминаются) местностей — карты — широко применялись в Империи Инков в XV—XVI веках на основе системы направляющих секе, выходящих из столицы Куско. Измерение расстояний и площадей производилось с помощью универсальной единицы измерения — тупу.

Следующая революция в картографии — создание Герхардтом Меркатором и Абрагамом Ортелиусом первых атласов Земного шара. При этом Меркатору пришлось создать картографию как науку: он разработал теорию картографических проекций и систему обозначений. Атлас Ортелиуса под названием Theatrum Orbis Terrarum был напечатан в 1570 году, полностью атлас Меркатора был напечатан только после его смерти.

Увеличению точности карт содействуют более точные способы определения широт и долгот, открытие Снеллиусом в 1615 году способа триангуляции и усовершенствование инструментов — геодезических, астрономических и часов (хронометров).

Хотя некоторые довольно удачные попытки составления больших карт (Германии, Швейцарии и т. д.) были сделаны ещё в конце XIV и в XVII веках, однако только в XVIII веке мы видим большой успех в этом отношении, а также существенное расширение более точных картографических сведений по отношению к Вост. и Сев. Азии, Австралии, Сев. Америке и т. д.

Важное техническое достижение XVIII века — разработка способов измерения высот над уровнем моря и способов изображения высот на картах. Таким образом, появилась возможность снимать топографические карты. Первые топографические карты были сняты в XVIII веке во Франции.

Развитие картографии в конце XIX—начале XX веков

Лишь в конце XIX столетия стали производиться точные инструментальные съёмки на больших пространствах и издаваться настоящие топографические карты различных государств в крупных масштабах. К началу XX столетия съёмка мелкомасштабных топографических карт большинства государств ещё не была закончена. Полностью задачу построения мелкомасштабной карты мира удалось решить только к середине XX века.

История картографии в России

Карта Фёдора Годунова, изданная Герритсом в Амстердаме. С сайта Российской национальной библиотекиРоссийская карта мира 1707 года типографии В. О. Киприянова. 

Уже в допетровскую эпоху в России было известно искусство составления географических чертежей, что доказывает «Большой Чертеж», начавший составляться ещё в XVI веке (по-видимому, по приказу Ивана Грозного) и значительно пополненный в XVII веке, но который до нас не дошёл (он имелся лишь в одном экземпляре); сохранился лишь комментарий к нему, «Книга Большому Чертежу». О старинных русских чертежах мы можем получить понятие из карты Сибири, составленной в 1667 году по приказанию воеводыП. И. Годунова (копия этой карты сохранилась в Стокгольмском государственном архиве), из сибирского чертежа Ремезова 1701 года и из нескольких чертежей отдельных местностей конца XVII века, сохранившихся в русских архивах. Что касается «Большого Чертежа», то он послужил для составления карты, над которой трудился царевич Фёдор Борисович Годунов и на основании которой были изданы в 1612—1614 годах карты Массы и Герарда в Голландии. Эти карты были первыми сколько-нибудь удовлетворительными генеральными картами России, хотя попытки к составлению таковых делались на Западе и ранее: известна, например, карта Бернардо Агнезе 1525 года, сохранившаяся в венецианском архиве и основанная на расспросных сведениях; карта Вида и особенно карта Герберштейна, который мог пользоваться отчасти и русским чертежом или, по крайней мере, русскими дорожниками.

Некоторые добавления к картографическим сведениям о России, особенно Сибири, были сделаны в XVIII веке — Витсеном и Штраленбергом но со времён Петра I начинается и история правильной русской картографии. Пётр I, интересуясь географией, посылал для съёмок геодезистов (Никиту Кожина и других) и морских офицеров и выписал из-за границы для издания карт граверов Шхонебека и Пикара. Картографические материалы в его время собирались в Сенат, секретарь которогоИван Кирилов был большой любитель географии; благодаря ему в 1745 году был издан первый русский географический атлас из 19 карт.

Позже составление и издание карт перешло в Академию наук, которой при Екатерине II был издан более подробный атлас (в котором до 70 пунктов уже было определено астрономически). Множество картографических данных было собрано в эпоху Екатерины II путешественниками-академиками, а также благодаря начатому в это же времягенеральному межеванию.

При Павле I составление карт перешло в военное ведомство и при Александре I приурочено к Главному штабу, при котором в 1822 году был учреждён корпус военных топографов. К эпохе Александра I относятся первые триангуляции в России, исполнявшиеся сперва под руководством генерала Теннера, затем генерала Шуберта.

После основания Пулковской обсерватории, при Николае I, геодезия и картография в России сделали значительные успехи и заявили о себе такими крупными работами как измерение (под руководством Струве) дуги меридиана отЛапландии до устьев Дуная и составление (с 1846 года) трёхверстной топографической карты западных губерний. При Александре II листы этой карты стали поступать и в продажу, и в то же время была издана 10-верстная карта Европейской России, также ряд карт по Азиатской России (Кавказу, Средней Азии), многие специальные картыи т. д.; с этого же времени возникла в России и частная картографическая деятельность.

Крупнейшие русские картографы

• Гвоздев, Михаил Спиридонович (между 1700 и 1704 — не ранее 1759).

• Бергман, Питер

• Герман фон Ферзен, Иван Иванович (1740—1801)

• Ильин, Алексей Афиногенович (1834—1889)

• Красовский, Феодосий Николаевич (1878—1948)

• Малыгин, Степан Гаврилович (?—1764)

• Менде, Александр Иванович (1798—1868)

• Минин, Фёдор Алексеевич (1709—?)

• Ремезов, Семён Ульянович (ок. 1642 — после 1720)

• Скуратов, Алексей Иванович

• Стрельбицкий, Иван Афанасьевич (1828—1900)

• Тилло, Алексей Андреевич (1839—1899)

• Цингер, Николай Яковлевич (1842—1918)

• Шокальский, Юлий Михайлович (1856—1940)

• Шуберт, Фёдор Фёдорович (1789—1865)