È facile pensare alle mappe come a insiemi di direzioni 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 molto di più che aiutarti a capire dove ti trovi e dove stai andando. Sono rappresentazioni di informazioni che possono descrivere quasi tutto ciò che riguarda il mondo.
Se volessi farti un'idea di quali razze di cani sono più popolari nelle diverse regioni, potresti passare giorni interi a guardare elenchi e grafici. Oppure potresti guardare una mappa e ottenere immediatamente le stesse informazioni. Imparare a conoscere le caratteristiche fisiche, le importazioni, le esportazioni e la densità di popolazione dei diversi paesi richiederebbe anni se ci si affidasse alle descrizioni scritte in un libro. Ma con una mappa , tutti i numeri, i modelli e le correlazioni sono proprio di fronte a te. Come ha affermato Ian Turner, cartografo senior di GeoNova, "Una mappa è un tipo di linguaggio. È un linguaggio grafico. Presenta le informazioni in un modo che si spera sia molto facile da comprendere."
È il lavoro di un cartografo (qualcuno che crea mappe) per mettere tutte queste informazioni in un formato che le persone possano comprendere e da cui imparare. Ciò che una persona può imparare esattamente dipende dal tipo di mappa. La maggior parte delle mappe inizia con il contorno di un luogo, come un pezzo di terra o uno specchio d'acqua. Quindi forniscono informazioni sugli attributi della posizione. Mappe diverse incorporano attributi diversi. Ad 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, la loro popolazione approssimativa 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, ad esempio, potrebbe aiutare un’organizzazione no-profit a decidere dove costruire una rete wireless a basso costo. Come ha spiegato Turner, "Le mappe non riguardano soltanto capitali e paesi:riguardano in realtà il modo in cui l'economia, il clima e le caratteristiche naturali, il modo in cui tutte le diverse variabili che compongono una società si relazionano tra loro."
Le 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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Anche se possono incorporare diversi insiemi di dati, le mappe solitamente seguono diverse convenzioni di base che aiutano le persone a dargli subito un senso. Turner ha spiegato:"[Una convenzione] utilizzata nella cartografia sulle mappe politiche, sulla maggior parte delle mappe è che l'acqua è blu. Può confondere le persone quando si tenta di utilizzare un colore diverso per indicare qualcosa come l'acqua". Inoltre, sulle mappe fisiche, le masse terrestri sono generalmente marroni o marrone chiaro e la vegetazione è verde.
Le mappe raffigurano l'argomento dall'alto e utilizzano linee e colori per distinguere le regioni. Le mappe politiche tendono a utilizzare simboli e dimensioni dei caratteri simili per indicare confini, città e altri oggetti. Su molte mappe, ma non su tutte, 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 simboli e molte hanno una scala che indica il rapporto tra la dimensione della mappa e la dimensione del mondo reale, ad esempio da 1 pollice a 100 miglia. Alcune mappe esprimono la scala come rapporto, ad esempio 1:25.000.
La maggior parte delle mappe include anche una sorta di sistema di coordinate per aiutare le persone a trovare posizioni specifiche. Sulla mappa stradale di una città, 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 spaziate uniformemente. Tutte le linee di longitudine, o meridiani, che corrono in direzione nord-sud hanno la stessa lunghezza. Le linee di latitudine, o paralleli, corrono tutte da est a ovest e sono più corte quanto più si allontanano dall'equatore.
Le mappe, invece, possono creare scompiglio sui paralleli e sui meridiani. Questo perché la Terra ha più o meno la forma di una zucca e ottenere un pezzo di carta piatto che assomigli 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 sgonfiata un po' più precisa tagliandola a pezzi in modo che il palloncino assomigli ai corni utilizzato per realizzare 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 gli spazi vuoti.
Per aggirare i difetti di una superficie piana, i cartografi utilizzano una varietà di proiezioni cartografiche. Li esploreremo nella prossima sezione.
Paralleli e MeridianiUtilizzando gradi, minuti e secondi, i meridiani misurano la distanza a est o a ovest di una posizione dal Meridiano Primo . I paralleli misurano la distanza a nord o a sud di una località dall'equatore .
Anche se sono facili da piegare e trasportare, né le mappe molto distorte né i globi smontati hanno molta utilità pratica. Per questo motivo, i cartografi hanno sviluppato una serie di proiezioni cartografiche o metodi per trasformare una sfera in una superficie piana. Nessuna proiezione è perfetta:tutte allungano, strappano o comprimono in una certa misura le caratteristiche della Terra. Tuttavia, proiezioni diverse distorcono qualità diverse della mappa.
"Tutte le mappe presentano un certo grado di imprecisione", ha spiegato Turner. "Prendiamo 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 al cartografo di sceglierne una che preservi l'accuratezza di alcune caratteristiche distorcendo quelle meno importanti.
La creazione di una proiezione cartografica è spesso un processo altamente matematico in cui un computer utilizza algoritmi per tradurre punti su una sfera in punti su un piano. Ma puoi pensarlo come se copiassi le caratteristiche di un globo su una forma curva che puoi tagliare e appiattire:un cilindro o un cono. Queste forme sono tangenti o toccano la Terra in un punto o lungo una linea, oppure sono secanti alla Terra, tagliandola lungo una o più linee. Puoi anche proiettare porzioni di Terra direttamente su un piano tangente o secante.
Le proiezioni tendono ad essere 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, modificando drasticamente l'area più precisa e la forma della mappa finita.
Alcune proiezioni utilizzano anche strappi o interruzioni , per ridurre al minimo le distorsioni specifiche. A differenza dei colpi di un globo, queste interruzioni sono posizionate strategicamente per raggruppare insieme parti correlate della mappa. Ad esempio, un'omolosina Goode la proiezione utilizza quattro distinte interruzioni che tagliano gli oceani ma lasciano intatte le principali masse terrestri.
Proiezioni diverse hanno punti di forza e di debolezza diversi. In generale, ogni proiezione può preservare alcune, ma non tutte, le qualità originali della mappa, tra cui:
Puoi saperne di più sulle proiezioni cartografiche specifiche e sui loro punti di forza e di debolezza dalla NASA e dallo United States Geological Survey (USGS). L'Atlante nazionale degli Stati Uniti è terminato nel 2014, ma gran parte del loro lavoro è disponibile su altri siti web.
Scegliere la proiezione giusta 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.
La proiezione di MercatoreQuesta è una proiezione di una mappa del mondo su un cilindro in modo che tutti i paralleli di latitudine abbiano la stessa lunghezza dell'equatore. È stato sviluppato dal cartografo fiammingo Gerardus Mercator nel 1569. Le proiezioni cartografiche cilindriche come Mercator sono ampiamente utilizzate per la navigazione.
Fondamentalmente, le mappe sono espressioni visive delle misurazioni. Le misurazioni per le prime mappe molto probabilmente provenivano dall'esplorazione del terreno locale da parte dei cartografi. Alla fine, sempre più persone viaggiarono e documentarono la posizione di masse terrestri e corpi idrici lontani. I cartografi hanno compilato queste misurazioni, schizzi e appunti di persona in rappresentazioni di gran parte del mondo. I cartografi si sono basati anche 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 geometri utilizzano strumenti per effettuare misurazioni precise della terra e dell'acqua, nonché la posizione degli elementi creati dall'uomo. Queste informazioni sono vitali per ottenere mappe topografiche accurate. Allo stesso modo, anche le mappe geologiche si basano sugli studi sul campo dei geologi. Strumenti migliorati, inclusi ricevitori GPS e raccoglitori di dati elettronici, hanno reso tale ricerca sul campo sempre più accurata. I ricercatori possono anche studiare atti e documenti di vendita e intervistare i residenti locali per determinare i nomi di luoghi corretti per le mappe di aree precedentemente non mappate.
La tecnologia odierna consente inoltre ai cartografi di realizzare mappe dettagliate di luoghi in cui non sono mai stati. Il campo del telerilevamento , o la 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 ebbe luogo nel 1858. Tuttavia, il suo utilizzo nella creazione di mappe non fu diffuso fino a dopo la seconda guerra mondiale, quando i cartografi iniziarono a utilizzare fotografie di ricognizione come dati cartografici.
Nella maggior parte dei casi, la conversione di 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 tracciarne interi contorni. Questi due metodi sono conosciuti come raster e vettore codifica ed entrambi possono richiedere molto tempo. I programmi per computer possono aiutare nel processo e alcuni possono persino riconoscere le differenze tra fotografie vecchie e nuove. Ciò potrebbe eventualmente automatizzare il processo di aggiornamento dei dati della mappa. Daremo uno sguardo alle mappe tematiche nella prossima sezione.
Cartografi e computer possono anche utilizzare la parallasse, ovvero la differenza di angolo tra due immagini dello stesso soggetto, per misurare l'altitudine. 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 mappe tematiche, la forma del mondo è solo l’inizio. Quando realizzano una mappa tematica, i cartografi devono trovare fonti di informazioni accurate e aggiornate per una serie di fenomeni sociali e ambientali. "Utilizziamo una varietà di fonti per generalizzare al meglio la funzionalità che vogliamo visualizzare", ha affermato Turner. "Ad esempio, per una mappa della densità di popolazione, ogni 10 anni negli Stati Uniti c'è un censimento. I nuovi dati del censimento saranno resi disponibili al pubblico e saremo in grado di prendere tali informazioni e creare nuove mappe da quelle. "
I cartografi devono anche determinare quale fonte di informazioni è la più aggiornata, accurata e completa. "Se stiamo realizzando una mappa dello stato della Virginia, potremmo ricevere informazioni dallo stato in un determinato periodo, che sono state sviluppate in un unico momento", ha spiegato Turner. "Potremmo ricevere informazioni da una città o da una contea che si è sviluppata in un altro periodo e parte del divertimento del mio lavoro è interpretare [quale fonte] sia corretta."
La maggior parte delle mappe tematiche contengono una citazione che spiega da dove provengono le informazioni. Alcune fonti comuni sono:
Insieme ai dati sulle dimensioni e sulla forma del pianeta, gran parte di queste informazioni tematiche sono archiviate nei database. Il compito del cartografo è quello di combinare le informazioni provenienti dai vari database e dalle mappe esistenti per creare una mappa nuova e comprensibile. Vedremo come ciò accade nella prossima sezione.
Indicatore di TissotA volte può essere difficile dire esattamente come una proiezione cartografica distorce la forma delle caratteristiche della Terra. Uno strumento per esaminare le distorsioni è l'indicatrice di Tissot , una serie di piccoli cerchi identici disegnati su un globo. Su una proiezione, puoi vedere come cambiano le dimensioni e la forma dei cerchi, che corrispondono al tipo e alla direzione della distorsione.
Gli esseri umani realizzano mappe da migliaia di anni. I babilonesi incidevano mappe su tavolette di argilla già nel 2300 a.E.V. Alcuni dipinti più antichi potrebbero anche essere esempi di mappe, ma archeologi e antropologi non sono d'accordo sul fatto se gli artisti intendessero realizzare una mappa o dipingere un quadro. Indipendentemente da ciò, le mappe esistono da molto tempo e, per la maggior parte del tempo, le persone le hanno disegnate e dipinte a mano. Le prime mappe probabilmente erano basate sull'esperienza personale e mostravano aree con cui il cartografo aveva familiarità.
Le mappe disegnate a mano sono diventate più precise 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 diventato particolarmente vero dopo che i cartografi hanno iniziato a mappare contemporaneamente sia l’emisfero orientale che quello occidentale. Nel XVII e XVIII secolo, i progressi nell'orologeria permisero ai viaggiatori di determinare con precisione la propria longitudine, rendendo più semplice ottenere misurazioni precise per le mappe.
Anche se i progressi tecnologici hanno reso più semplice ottenere dati cartografici accurati, la creazione di 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, leggibili e attraenti. Lo stesso è vero oggi. Computer e sistemi di informazione geografica (GIS) hanno automatizzato molte attività di creazione di mappe per aggiungere profondità e funzionalità 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 delle malattie in una particolare area o ai livelli di povertà, hai apprezzato le capacità del GIS.
Tuttavia, le mappe migliori provengono ancora da cartografi esperti che utilizzano tutta la tecnologia disponibile, ma con un tocco umano.
Quando crea una mappa, un cartografo deve considerare diversi fattori, tra cui:
Questa è una proiezione di una mappa del mondo su un cilindro in modo che tutti i paralleli di latitudine abbiano la stessa lunghezza dell'equatore. Fu sviluppato dal cartografo fiammingo Gerardus Mercator nel 1569. Le mappe con proiezioni cilindriche sono ampiamente utilizzate nella navigazione.
Anche le mappe destinate alla visualizzazione online hanno requisiti diversi rispetto a quelle destinate alla visualizzazione su carta. Turner ha spiegato:
Se stai sviluppando una mappa specificatamente per Internet, generalmente i caratteri devono essere più grandi in modo da poterli leggere sullo schermo. Hai meno scelte di colore perché non tutti i colori verranno necessariamente visualizzati correttamente se qualcuno sta tentando di stampare quella mappa. Quindi, a causa delle limitazioni nel colore, a causa delle limitazioni nella dimensione del carattere, rispetto a una mappa stampata generalmente deve essere molto più semplice... Generalmente si sviluppa una mappa che si adatta allo schermo di un computer standard in modo che l'utente non lo faccia non è necessario spostarsi per poter interpretare le informazioni.Tenendo presente tutto ciò, il cartografo deve raccogliere dati e capire come utilizzare gli elementi visivi per presentarli sulla mappa. Ciò richiede molto più che delineare accuratamente continenti e corpi idrici. Il cartografo deve utilizzare colori, linee, simboli e testo per assicurarsi che il lettore possa interpretare correttamente la mappa. Questi elementi visivi aiutano a chiarire quali parti della mappa sono più importanti, nonché quali 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'aiuto di un GIS, per creare con successo una mappa è necessario che un cartografo abbia molte conoscenze specializzate. Molti cartografi hanno una laurea in cartografia o in materie correlate, come geografia, rilevamento o matematica. A causa della prevalenza e della complessità dei sistemi informativi geografici, anche i cartografi devono essere esperti nell'uso dei computer. Inoltre, molti cartografi sono interessati anche a campi che fanno uso di molte mappe. Turner ha detto:"Per me è il tempo e la politica. Per altri potrebbero essere le lingue o la geologia. Per alcuni potrebbe essere la storia, che sia la storia americana o la storia del mondo."
I miglioramenti nelle tecniche cartografiche e nei sistemi di informazione geografica hanno reso possibile ottenere rapidamente mappe molto specializzate. Questo è un grande miglioramento che ha avuto luogo negli ultimi decenni. In precedenza, ottenere una mappa specializzata e di alta qualità poteva essere difficile, soprattutto con breve preavviso.
Al giorno d'oggi, il GIS ha reso l'analisi dei dati molto più semplice e le mappe possono fare molto di più che mostrare semplicemente posizioni. Ad esempio, le mappe computerizzate possono rilevare schemi, come individuare punti caldi della criminalità in una città o prevedere le condizioni meteorologiche in un'area inaccessibile.
Teoria dei quattro coloriNel 1852 Francis Guthrie scoprì che era possibile colorare una mappa di tutte le contee dell'Inghilterra utilizzando solo quattro colori. Teorizzò quindi 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, inclusa una che richiede l'uso di un computer per essere completata.
Anche se ci chiediamo come abbiamo fatto a vivere senza GPS, il fatto è che fino a non molto tempo fa tutti se la cavavano bene. Tuttavia, la disponibilità di questa tecnologia ha trasformato la creazione di mappe in un’impresa ancora più precisa di quanto non fosse già. Conosciuto come Global Positioning System (GPS), è composto da dozzine di satelliti che forniscono coordinate geografiche per varie caratteristiche terrestri. Originariamente messi in orbita dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, sono disponibili a beneficio dei civili dagli anni '80 e da allora la tecnologia ha rivoluzionato tutto, dalla navigazione aerea al rilevamento terrestre e oltre. Ha un ruolo anche nei giochi.
Poiché questi satelliti orbitano continuamente attorno alla Terra (ruotando due volte al giorno), l’acquisizione e l’applicazione dei dati è notevolmente accelerata. Ciò consente ai creatori di mappe di creare mappe sempre aggiornate, aspetto particolarmente importante poiché 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 personale, come Waze e Google Maps. In precedenza, solo le organizzazioni militari e di trasporto erano a conoscenza di questi dati. Oggi chiunque può (e lo fa) utilizzare queste mappe in tempo reale per arrivare dove vuole utilizzando le istruzioni passo-passo. Nessuno ha davvero bisogno di sapere come "leggere" una mappa per ottenere indicazioni stradali. Ora aggiornate regolarmente, le mappe GPS hanno fatto molta strada rispetto anche solo a pochi anni fa, quando c'erano moltissimi "punti morti" da trovare.
Il progresso esponenziale della tecnologia vedrà probabilmente la creazione e l’utilizzo delle mappe continuare a cambiare nei prossimi anni. Tuttavia, nonostante la comodità delle mappe digitali, è improbabile che le mappe cartacee vengano mai (o debbano) essere sradicate. Anche se uno dei motivi è che il tuo telefono potrebbe morire lasciandoti senza mappa in qualsiasi momento, c'è un motivo migliore per restare con la carta se vuoi davvero viaggiare o comprendere profondamente un'area. Apparentemente, le informazioni digitali vanno bene per ottenere informazioni di basso livello, come come andare dal punto A al punto B. Le stesse informazioni su carta, al confronto, hanno maggiori probabilità di essere digerite e conservate meglio, offrendo all'utente una comprensione più approfondita. del contenuto e dell'area.
Ringraziamenti specialiGrazie a Ian Turner, cartografo senior di GeoNova, per la sua assistenza con questo articolo. Turner, con cui abbiamo parlato nel 2007, è ora il proprietario/presidente di Globe Turner, LLC, che fornisce contenuti e servizi di mappatura per tutti i media.
