Questa mappa politica del mondo mostra i confini di ogni paese e il suo capoluogo o le sue città. kosmozoo/Getty Images È facile pensare alle mappe come insiemi di indicazioni visive. Che tu stia cercando di raggiungere la cima del Monte Everest o la nuova casa di un amico, una mappa può aiutarti a trovare la strada. Ma le mappe possono fare di più che aiutarti a capire dove sei e dove stai andando. Sono rappresentazioni di informazioni che possono descrivere quasi tutto del mondo.
Se vuoi avere un'idea di quali razze di cani sono più popolari nelle diverse regioni, potresti passare giorni a guardare elenchi e grafici. Oppure puoi guardare una mappa e ottenere una comprensione istantanea delle stesse informazioni. Conoscere le caratteristiche fisiche, importazioni, le esportazioni e la densità di popolazione di diversi paesi impiegherebbero anni se ti affidassi alle descrizioni scritte in un libro. Ma con una mappa, tutti i numeri, modelli e correlazioni sono proprio di fronte a te. Come Ian Turner, cartografo senior presso GeoNova, lo mette, "Una mappa è un tipo di linguaggio. È un linguaggio grafico. Presenta le informazioni in un modo, si spera, molto facile da capire".
È il lavoro di un cartografo, o cartografo , mettere tutte queste informazioni in un formato che le persone possano capire e da cui imparare. Esattamente ciò che una persona può imparare dipende dal tipo di mappa. La maggior parte delle mappe inizia con il contorno di una posizione, come un pezzo di terra o un corpo d'acqua. Quindi, forniscono informazioni sugli attributi della posizione. Mappe diverse incorporano attributi diversi. Per esempio:
Questa combinazione di posizioni e attributi consente di inserire molte informazioni in uno spazio molto piccolo. Una singola mappa può mostrarti tutti i paesi di un continente, i loro confini, le loro popolazioni approssimative e le loro principali importazioni ed esportazioni. Le persone possono anche utilizzare mappe tematiche specializzate per analizzare tendenze e modelli in tutti i tipi di dati. Una mappa che mostra i costi di comunicazione in diverse parti del mondo, Per esempio, potrebbe aiutare un'organizzazione senza scopo di lucro a decidere dove costruire una rete wireless a basso costo. Come spiega Turner, "Le mappe riguardano più che capitali e paesi:si tratta davvero di come l'economia, il clima e le caratteristiche naturali, come tutte le diverse variabili che compongono una società si relazionano tra loro."
Convenzioni comuni aiutano i cartografi a presentare tutte queste informazioni in modo sensato. Li esamineremo più in dettaglio nella prossima sezione.
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Una mappa convenzionale del mondo. Immagine per gentile concessione USGS Anche se possono incorporare diversi set di dati, le mappe di solito seguono diverse basi convegni che aiutano le persone a capirli subito. Turner spiega, "[Una convenzione] utilizzata nella cartografia sulle mappe politiche, sulla maggior parte delle mappe è che l'acqua è blu. Può gettare le persone quando provi a usare un colore diverso per indicare qualcosa come l'acqua." Inoltre, su mappe fisiche, le masse terrestri sono generalmente marroni o abbronzate, e la vegetazione è verde.
Le mappe rappresentano il loro oggetto dall'alto e utilizzano linee e colori per differenziare le regioni. Le mappe politiche tendono a utilizzare simboli e dimensioni dei caratteri simili per indicare i confini, città e altri oggetti. su molti, ma non tutto, mappe, il nord è in alto — altre mappe spesso includono una freccia per indicare le direzioni. La maggior parte delle mappe ha una legenda che spiega i loro simboli, e molti hanno una relazione in scala tra la dimensione della mappa e la dimensione del mondo reale, come 1 pollice a 100 miglia. Alcune mappe esprimono la scala come rapporto, come 1:25, 000.
La maggior parte delle mappe include anche una sorta di sistema di coordinate per aiutare le persone a trovare posizioni specifiche. Su una mappa stradale di una città, questa potrebbe essere una semplice griglia contrassegnata da lettere e numeri. Le mappe più grandi di solito utilizzano linee immaginarie note come longitudine e latitudine. su un globo, queste linee sono ordinate e uniformemente distanziate. Tutte le linee di longitudine, o meridiani, corrono in direzione nord-sud hanno la stessa lunghezza. Le linee di latitudine, o paralleli, corrono tutti a est ea ovest e sono più corti quanto più sono lontani dall'equatore.
I meridiani sono numerati da 0 a 180 gradi est e ovest. I paralleli corrono da est a ovest e sono numerati da 0 a 90 gradi nord e sud. Come funzionano le cose Mappe, d'altra parte, può devastare i paralleli e i meridiani. Questo perché la Terra ha la forma approssimativa di una zucca e ottenere un pezzo di carta piatto per assomigliare accuratamente all'intera superficie di una zucca non è facile. Puoi farti un'idea delle difficoltà che comporta disegnando un'immagine su un palloncino gonfiato. Quindi, allungare il palloncino sgonfio finché non si appiattisce. Puoi ancora immaginare come fosse l'immagine originale, ma le dimensioni e le forme sono tutte sbagliate.
Puoi rendere l'immagine sgonfia un po' più accurata tagliandola a pezzi in modo che il palloncino assomigli a quello gores usato per fare globi sferici da carta piatta. Sfortunatamente, la serie risultante di segmenti appuntiti non assomiglia ancora molto all'immagine originale. Le parti adiacenti non si toccano, e devi immaginare come sarebbero senza le lacune.
Per aggirare le carenze della carta piatta, i cartografi utilizzano una varietà di proiezioni cartografiche. Li esploreremo nella prossima sezione.
Paralleli e MeridianiUsando gradi, minuti e secondi, i meridiani misurano la distanza a est o a ovest di una posizione dal primo meridiano . I paralleli misurano la distanza a nord o a sud di una posizione da equatore .
Una proiezione cartografica cilindrica. Immagine per gentile concessione di National Atlas Anche se sono facili da piegare e portare in giro, né le mappe molto distorte né i globi scomposti hanno un uso pratico. Per questa ragione, cartografi hanno sviluppato una serie di proiezioni cartografiche , o metodi per tradurre una sfera in una superficie piana. Nessuna proiezione è perfetta:si estendono tutte, strappare o comprimere le caratteristiche della Terra in una certa misura. Però, proiezioni diverse distorcono qualità diverse della mappa.
"Tutte le mappe hanno un certo grado di imprecisione, "Spiega Turner. "Stiamo prendendo una Terra rotonda e la proiettiamo su una superficie bidimensionale - su un pezzo di carta o sullo schermo di un computer - quindi ci sarà qualche distorsione." Fortunatamente, la varietà di proiezioni disponibili consente a un cartografo di sceglierne una che preserva l'accuratezza di alcune caratteristiche mentre distorce quelle meno importanti.
La creazione di una proiezione cartografica è spesso un processo altamente matematico in cui un computer utilizza algoritmi per tradurre i punti su una sfera in punti su un piano. Ma puoi pensarlo come una copia delle caratteristiche di un globo su una forma curva che puoi tagliare e appiattire:un cilindro o un cono. Queste forme sono tangente a, o toccando, Terra in un punto o lungo una linea, o sono secante alla terra, tagliandolo lungo una o più linee. Puoi anche proiettare porzioni della Terra direttamente su un piano tangente o secante.
Una proiezione cartografica conica. Immagine per gentile concessione di National Atlas Le proiezioni tendono ad essere le più accurate lungo il punto o la linea in cui toccano il pianeta. Ogni forma può toccare o tagliare la Terra in qualsiasi punto e da qualsiasi angolazione, cambiando drasticamente l'area più accurata e la forma della mappa finita.
Una proiezione planare. Immagine per gentile concessione di National Atlas Alcune proiezioni usano anche lacrime, o interruzioni , per ridurre al minimo le distorsioni specifiche. A differenza dei colpi di un globo, queste interruzioni sono posizionate strategicamente per raggruppare parti correlate della mappa. Per esempio, un Goode omolosine la proiezione utilizza quattro interruzioni distinte che tagliano gli oceani ma lasciano intatte le principali masse terrestri.
Una proiezione Goode della Terra. Immagine utilizzata sotto la GNU Free Documentation License Diverse proiezioni hanno diversi punti di forza e di debolezza. Generalmente, ogni proiezione può conservarne alcune, ma non tutto, delle qualità originali della mappa, Compreso:
Puoi saperne di più sulle proiezioni cartografiche specifiche e sui loro punti di forza e di debolezza dalla NASA, e il Servizio Geologico degli Stati Uniti. L'Atlante nazionale degli Stati Uniti si è concluso nel 2014, ma gran parte del loro lavoro è disponibile su altri siti web.
La scelta della giusta proiezione è solo una parte della creazione di una mappa di successo. Un altro è trovare i dati giusti. Vedremo da dove provengono le informazioni sulla mappa nella prossima sezione.
Strumenti come questi consentono ai geometri, geologi e cartografi per effettuare misurazioni accurate sul campo. Immagine per gentile concessione di Dreamstime Al loro centro, le mappe sono espressioni visive di misurazioni. Le misurazioni per le prime mappe molto probabilmente provenivano dall'esplorazione del terreno locale da parte dei cartografi. Infine, più persone hanno viaggiato e documentato le posizioni di masse terrestri e corpi idrici lontani. I cartografi hanno compilato queste misurazioni di persona, schizzi e note in rappresentazioni di più del mondo. I cartografi hanno anche costruito sulla conoscenza dei loro predecessori, una tendenza che continua con le mappe derivate di oggi, che utilizzano altre mappe come fonti.
Alcune delle mappe odierne si basano anche su misurazioni fisiche effettuate da persone reali. I topografi utilizzano strumenti per effettuare misurazioni precise di terra e acqua, così come le posizioni delle caratteristiche artificiali. Queste informazioni sono vitali per mappe topografiche accurate. Allo stesso modo, le carte geologiche si basano anche sugli studi sul campo dei geologi. Strumenti migliorati, compresi ricevitori GPS e raccoglitori di dati elettronici, hanno reso tale ricerca sul campo sempre più accurata. I ricercatori possono anche studiare atti e registri di vendita e intervistare i residenti locali per determinare i nomi dei luoghi corretti per le mappe di aree precedentemente non mappate.
Una mappa satellitare della Cina Immagine per gentile concessione della NASA La tecnologia odierna consente inoltre ai cartografi di creare mappe dettagliate di luoghi in cui non sono mai stati. Il campo di telerilevamento , o fotografia aerea e satellitare, ha fornito ai cartografi una grande quantità di nuove informazioni sulla Terra. Il telerilevamento non è particolarmente nuovo:il primo utilizzo della fotografia aerea per la creazione di mappe avvenne nel 1858. Tuttavia, il suo uso nella cartografia non fu molto diffuso fino a dopo la seconda guerra mondiale, quando i cartografi iniziarono a utilizzare fotografie di ricognizione come dati cartografici.
La maggior parte delle volte, convertire immagini satellitari e aeree in mappe richiede l'abilità di un cartografo umano. I cartografi possono misurare le caratteristiche di un'immagine a intervalli regolari, oppure possono tracciare interi contorni. Questi due metodi sono noti come raster e vettore codifica, ed entrambi possono richiedere molto tempo. I programmi per computer possono aiutare con il processo, e alcuni possono persino riconoscere le differenze tra vecchie e nuove fotografie. Questo può eventualmente automatizzare il processo di aggiornamento dei dati della mappa. Daremo un'occhiata alle mappe tematiche nella prossima sezione.
Una mappa fisica raffigurante le principali caratteristiche del territorio del mondo. Immagine per gentile concessione della CIA World Factbook Anche i cartografi e i computer possono usare la parallasse, o la differenza di angolazione tra due immagini dello stesso soggetto, per misurare le altitudini. Il processo è simile al modo in cui i tuoi occhi percepiscono la profondità. Consente ai cartografi di utilizzare immagini di telerilevamento per creare mappe fisiche e topografiche.
Per le carte tematiche, la forma del mondo è solo l'inizio. Quando si crea una mappa tematica, i cartografi devono trovare accurati, fonti di informazione aggiornate per una serie di fenomeni sociali e ambientali. "Utilizziamo una varietà di fonti per generalizzare al meglio la funzione che vogliamo visualizzare, "dice Turner. "Per esempio, per una mappa della densità di popolazione, ogni 10 anni negli Stati Uniti c'è un censimento. I nuovi dati del censimento saranno messi a disposizione del pubblico, e saremo in grado di prendere queste informazioni e creare nuove mappe da quelle".
I cartografi devono anche determinare quale fonte di informazioni è la più attuale, preciso e completo. "Se stiamo facendo una mappa dello stato della Virginia, potremmo ricevere informazioni dallo stato in un determinato periodo, che è stato sviluppato un tempo, " Spiega Turner. "Potremmo ricevere informazioni da una città o una contea che è stata sviluppata in un altro momento, e parte del divertimento del mio lavoro è interpretare [quale fonte] è corretta."
La maggior parte delle mappe tematiche contiene una citazione che spiega da dove provengono le informazioni. Alcune fonti comuni sono:
Insieme ai dati sulla dimensione e la forma del pianeta, gran parte di queste informazioni tematiche è memorizzata in database. Il lavoro del cartografo è quello di combinare le informazioni provenienti dai vari database e mappe esistenti per creare un nuovo, mappa comprensibile. Vedremo come questo accade nella prossima sezione.
Indicatrice di TissotQualche volta, può essere difficile dire esattamente come una proiezione cartografica distorce la forma delle caratteristiche della Terra. Uno strumento per esaminare le distorsioni è Indicatrice di Tissot , una serie di piccoli, cerchi identici disegnati su un globo. In proiezione, puoi vedere come cambiano le dimensioni e la forma dei cerchi, che corrisponde al tipo e alla direzione della distorsione.
Una mappa del mondo di Henricus Hondius, originariamente pubblicato nel 1633 Immagine per gentile concessione della Library of Congress Gli esseri umani creano mappe da migliaia di anni. I babilonesi incisero mappe su tavolette già nel 2300 a.E.V. [fonte:Britannica]. Alcuni dipinti più antichi possono anche essere esempi di mappe, ma gli archeologi e gli antropologi non sono d'accordo sul fatto che gli artisti intendessero fare una mappa o dipingere un quadro. Indipendentemente, le mappe sono in circolazione da molto tempo, e durante la maggior parte di quel tempo, le persone le hanno disegnate e dipinte a mano.
Le mappe disegnate a mano sono diventate più accurate man mano che le persone facevano nuove scoperte in matematica e geografia. Stime accurate del diametro della Terra hanno aiutato i cartografi a rappresentare le masse terrestri e gli oceani nelle giuste proporzioni. Ciò è stato particolarmente vero dopo che i cartografi hanno iniziato a mappare contemporaneamente sia l'emisfero orientale che quello occidentale. Nei secoli XVII e XVIII, i progressi nell'orologeria hanno permesso ai viaggiatori di determinare con precisione la loro longitudine, rendendo più facile ottenere misurazioni accurate per le mappe.
Anche se i progressi tecnologici hanno reso più facile ottenere dati cartografici accurati, creare una buona mappa richiedeva ancora l'abilità di un artista. Un cartografo doveva essere in grado di disegnare o dipingere tutte le caratteristiche della mappa in modo che fossero accurate, leggibile e attraente. Lo stesso è vero oggi. Computer e sistemi informativi geografici (GIS) hanno automatizzato molte attività di creazione di mappe per aggiungere profondità e caratteristiche informative alle mappe. Una piattaforma software, GIS raccoglie, analizza e organizza i dati che aiutano le mappe a presentare un'immagine di modelli di facile lettura. Ogni volta che hai guardato una mappa codificata a colori in base all'incidenza della malattia in una particolare area o ai livelli di povertà, hai apprezzato le capacità del GIS.
Però, le migliori mappe provengono ancora da abili cartografi che utilizzano tutta la tecnologia disponibile, ma con un tocco umano.
Quando si crea una mappa, un cartografo deve considerare diversi fattori, Compreso:
Anche le mappe destinate alla visualizzazione online hanno requisiti diversi rispetto a quelle destinate alla visualizzazione su carta. Turner spiega:
Se stai sviluppando una mappa appositamente per Internet, generalmente i caratteri devono essere più grandi in modo da poter leggere il tipo sullo schermo. Hai meno scelte di colore perché non tutti i colori verranno necessariamente visualizzati correttamente se qualcuno sta cercando di stampare quella mappa. Così, a causa delle limitazioni di colore, a causa delle limitazioni nella dimensione del tipo, rispetto a una mappa stampata in genere deve essere molto più semplice... In genere si sviluppa una mappa che si adatta allo schermo di un computer standard in modo che l'utente non debba spostarsi per essere in grado di interpretare le informazioni.
Con tutto questo in mente, il cartografo deve raccogliere dati e capire come utilizzare gli elementi visivi per presentarli sulla mappa. Ciò richiede più di una semplice definizione accurata di continenti e corpi idrici. Il cartografo deve usare i colori, Linee, simboli e testo per far si che il lettore possa interpretare correttamente la mappa. Questi elementi visivi aiutano a chiarire quali parti della mappa sono più importanti, nonché quali parti sono in primo piano e quali sullo sfondo. Spesso, il cartografo può utilizzare un GIS per esaminare più versioni della stessa mappa per determinare quale funzionerà meglio.
Anche con l'ausilio di un GIS, creare con successo una mappa richiede che un cartografo abbia molte conoscenze specialistiche. Molti cartografi sono laureati in cartografia o in materie affini, come la geografia, geometra o matematica. A causa della prevalenza e della complessità dei sistemi informativi geografici, i cartografi devono anche essere abili nell'uso dei computer. Inoltre, molti cartografi sono interessati anche a campi che fanno uso di molte mappe. Turner dice, "Per me, è tempo e politica. Per altri potrebbero essere lingue o geologia. Per alcuni potrebbe essere storia, se la storia americana o la storia del mondo."
I miglioramenti nelle tecniche cartografiche e nei sistemi di informazione geografica hanno permesso alle persone di ottenere mappe molto specializzate molto rapidamente. Questo è un grande miglioramento che ha avuto luogo negli ultimi decenni. In precedenza, ottenere un'alta qualità, una mappa specializzata potrebbe essere impegnativa, soprattutto con breve preavviso. La prossima sfida è rendere pubbliche più velocemente le nuove mappe.
"Tipicamente, "dice Turner, "il lasso di tempo tra lo sviluppo di una mappa e il momento in cui è disponibile al pubblico in stampa o sul web è compreso tra tre e sei mesi, e penso che questa sia un'area in cui le persone si aspettano miglioramenti".
Teoria dei quattro coloriNel 1852, Francis Guthrie scoprì che era possibile colorare una mappa di tutte le contee dell'Inghilterra usando solo quattro colori. Ha quindi teorizzato che fosse possibile utilizzare solo quattro colori per colorare qualsiasi mappa. Questo divenne noto come il teorema dei quattro colori . Diversi matematici hanno proposto dimostrazioni per il teorema, compreso uno che richiede l'uso di un computer per essere completato.
Anche se certamente ci chiediamo come abbiamo mai vissuto senza GPS, il fatto è che tutti lo facevano bene fino a non molto tempo fa. Però, la disponibilità di questa tecnologia ha trasformato la creazione di mappe in un'impresa ancora più precisa di quanto non fosse già. Conosciuto pienamente come Global Positioning System (GPS), è composto da decine di satelliti, che forniscono coordinate geografiche per varie caratteristiche terrene. Originariamente messo in orbita dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, sono disponibili a beneficio dei civili sin dagli anni '80, e da allora la tecnologia ha rivoluzionato tutto, dalla navigazione aerea al rilevamento del territorio e oltre. Ha anche un ruolo nel gioco.
Poiché questi satelliti orbitano continuamente intorno alla Terra (girando due volte al giorno), l'acquisizione e l'applicazione dei dati è notevolmente accelerata. Ciò consente ai cartografi di creare le mappe più aggiornate, particolarmente importante in quanto la pianificazione del territorio e l'impatto ambientale sono diventati temi scottanti negli ultimi anni.
La tecnologia GPS ha portato anche all'espansione degli strumenti di navigazione personali, come Waze e Google Maps. In precedenza, solo le organizzazioni di livello militare e dei trasporti erano a conoscenza di questi dati. Oggi, chiunque può (e lo fa) usare queste mappe in tempo reale per arrivare dove deve andare usando le istruzioni passo passo. Nessuno ha davvero bisogno di sapere come "leggere" una mappa per ottenere indicazioni stradali. Ora aggiornato su base continuativa, Le mappe GPS hanno fatto molta strada anche solo pochi anni fa, quando c'erano molti "punti morti" da trovare.
Il progresso esponenziale della tecnologia vedrà probabilmente la creazione e l'utilizzo delle mappe continuare a cambiare nei prossimi anni. Però, nonostante la comodità delle mappe digitali, è improbabile che le mappe cartacee vengano (o debbano) essere eliminate. Anche se uno dei motivi è che il tuo telefono potrebbe morire lasciandoti senza mappe in un dato momento, c'è un motivo migliore per restare con la carta se vuoi davvero viaggiare o conoscere a fondo un'area. Apparentemente, le informazioni digitali vanno bene per ottenere informazioni di basso livello, come come arrivare dal punto A al punto B. Le stesse informazioni su carta, a confronto, è più probabile che venga digerito e trattenuto meglio, dando all'utente una comprensione più approfondita del contenuto e dell'area.
Ringraziamenti specialiGrazie a Ian Turner, cartografo senior presso GeoNova, per il suo aiuto con questo articolo.
Pubblicato originariamente:14 maggio 2007
