Глава 3. Картографические знаки и способы картографического изображения

§ 3.1 Картографические знаки. Их функции. Виды и дифференциация знаков. Картографическая семиотика

Картографическими условными знаками называют графические символы, применяемые на картах для обозначения различных объектов и их характеристик. Краткая форма того же термина, установленная государственным стандартом, - условные знаки. Эти знаки и их системы образуют особый искусственный язык - язык карт. Они «передают содержание карт, т. е. знания о реальной действительности, заключенные в картах. Картографические знаки обозначают предметы, явления, процессы (нефтяная вышка, линия электропередачи, болото, населенный пункт, рельеф местности, температура воздуха, морские течения и т. д.). Их используют для реальных и абстрактных объектов, например для отображения конкретных населенных пунктов и плотности населения, представляющей абстрактное понятие. Таким образом, картографические знаки могут иметь предметное и смысловое значение. Они находятся в определенных отношениях к обозначаемым объектам. В знаках различают их форму и значение. На разных картах знаки одной и той же формы (например, кружки) могут иметь различное значение (например, населенные пункты, месторождения полезных ископаемых и др.), но на конкретной карте значение каждого знака неизменно - он не имеет омонимов.

Вместе с тем каждый знак используется для группы различных, но однородных в каком-либо отношении объектов, например для районных центров, двухколейных железных дорог, проходимых болот и т. п. Таким образом, каждому знаку свойственно определенное обобщение, вследствие чего смысловое содержание знака принимает форму понятия. Для пользования картой необходимо усвоить значение картографических знаков, их смысловое содержание, т. е. отношение к изображаемым предметам, явлениям и процессам.

Картографические знаки отдельных объектов выполняют две основные функции: во-первых, указывают вид объектов (колодец, шоссе, болото и др.) и некоторые их количественные и (или) качественные характеристики (например, дебит колодца, вид покрытия и ширину проезжей части шоссе, проходимость болота), во-вторых, определяют пространственное положение, плановые размеры и формы этих объектов, или, короче, моделируют их «пространство». Нередко знаки отображают изменения явления во времени (рост городов, разливы рек и т. п.), перемещения (маршруты экспедиций, траектории циклонов) и другие процессы.

Совокупности знаков выполняют на картах более широкие функции. Они показывают сочетания и взаимосвязи объектов, формируют пространственный образ явлений, позволяют устанавливать особенности и закономерности их размещения и таким образом дают новые знания сверх суммы информации, заключенной в отдельных знаках карты. Кроме того, группировки знаков открывают простор для пространственных характеристик состояния, дифференциации, взаимодействия и временного изменения явлений. Эти свойства знаковых совокупностей будут рассмотрены ниже. Они особенно продуктивны, когда картографирование проводится как системное исследование природных социально-экономических комплексов определенного структурного и (или) территориального уровня.

Рис. 3.1. Картинное изображение местности (часть карты Силезии Мартина Хельвига, 1561)

Старинным картам была свойственна картинная передача местности - широкое использование перспективных рисунков гор, растительности, населенных пунктов и других объектов (рис. 3.1). Картинный рисунок был понятен без особых пояснений.

Первоначально рисунки отдельных объектов были индивидуальны. Например, на планах городов стремились отразить архитектуру примечательных зданий. Позднее перспективные рисунки, особенно на мелкомасштабных картах, начали терять индивидуальность и выполнялись общими для сходных объектов. Например, для отдельных групп; поселений (деревень, слобод, городов, крепостей и т. п.) использовали свои особые перспективные знаки. Этот факт перехода от индивидуальных характеристик к видовым понятиям обозначал введение картографических знаков, для понимания которых было необходимо их истолкование.

Примерно с середины XVIII в., когда карты стали применяться для точного измерения расстояний и площадей и когда в интересах армии возникла необходимость в правильной передаче плановых очертаний населенных пунктов» лесов и т. п., перспективные знаки стали уступать место плановым изображениям предметов.

Свойство картографических знаков моделировать пространство отображаемых объектов предопределяет основное подразделение знаков на:

• внемасштабные, применяемые для изображения дискретных объектов, «точечных» в натуре (пункты геодезической сети, указатели дорог и т. п.) или площади которых не выражаются в масштабе карты;
• линейные, употребляемые для объектов линейного характера (границы, дорожная сеть, реки, уступы и т. п.); они сохраняют подобие линейных очертаний, но могут преувеличивать ширину объекта (например, знаки дорог на мелкомасштабных картах);
• площадные, используемые для заполнения площадей объектов, сохраняющих свои контуры в масштабе карты (леса, кустарники,» плантации, солончаки, болота и т. п.); они дают зрительное представление о местоположении, очертаниях, протяженности и площади (Плановые очертания могут оказаться внемасштабными, когда объекты ввиду малой площади (например, пруды, небольшие озера и т. п.) изображаются на карте с некоторым преувеличением.)объектов; такие же знаки используются для пространственной дифференциации явлений, сплошных в пределах географической оболочки (например, климатических) или в рамках карты (например, для почвенного покрова).

При картографировании массовых рассредоточенных явлений, таких, как сельское население, посевные площади, животные и другие нередко прибегают к особым знакам, передающим характер их размещения.

Наконец, специальную категорию образуют знаки для характеристики явлений, известных в суммарных величинах (численность сельского населения, площадь лесов, продукция сельского хозяйства и т. п.) или относительных показателях (плотность населения, процент пахотных земель и т. д.), приуроченных к ячейкам какой-либо территориальной сетки - административного деления, регулярной сети прямоугольных координат и др. Они не ставят целью показ реальной локализации конкретных объектов.

Иногда различают также картографические знаки:

• именованные (номинативные), указывающие только вид объектов (например, шахты, нефтепроводы, торфоразработки);
• порядковые, отмечающие относительное значение или величину объектов (например, крупные, средние и малые города; границы государственные, союзных республик и т. д.);
• количественные, определяющие величину объектов (например, 1 мм² знака города соответствует 100 тыс. жителей) или градации их величин (например, города более 1 млн жителей, от 100 тыс. до 1 млн, менее 100 тыс.). Рис. 3.2 показывает такое подразделение на примерах внемасштабных, линейных и площадных знаков.

Очень важно, что при реализации двух функций картографических знаков - по определению положения и содержательной характеристики объектов - плоское пространство карты, так сказать ее рабочее ноле, выполняет двойную роль, во-первых, показывает пространство объектов, математически формализованное посредством картографической проекции и координат, во-вторых, используется для передачи вида, качественных и количественных (непространственных) особенностей объектов. Например, при мелкомасштабной передаче городов кружками, величина которых пропорциональна населению, знаки, локализуемые по центру, могут занимать на карте площади, далеко выходящие за реальные границы города в масштабе карты.

Рис. 3.2. Некоторые картографические знаки с подразделением на: внемасштабные, линейные, площадные, именованные, порядковые, количественные

В принципе графические средства, используемые в картографии, представляют неограниченные возможности для проектирования и построения условных знаков и их сколь угодно полных систем. Для этого прибегают к дифференциации знаков по форме, цвету, ориентировке, светлоте и внутренней структуре (рисунку). Строго говоря, цветные знаки могут различаться также по насыщенности цвета. Рассмотрим, как проявляются эти различия во внемасштабных, линейных и площадных знаках.

Значки или фигурки (рис. 3.3), которые обычно применяют для внемасштабных знаков, удобно различать по форме, величине значков и их цвету. Другие различия значков - по ориентировке, светлоте и внутренней структуре (внутреннему рисунку, «зернистости») - зрительно менее ощутимы и не всегда возможны для использования. Например, нельзя говорить об ориентировке круговых и неудобно менять ориентировку наглядных знаков. Слабо воспринимаются различия в светлоте малых значков. Однако применение структурного рисунка позволяет разнообразить значки, особенно геометрические (см. рис. 3.8).

Рис. 3.3. Значки, различающиеся: а - по форме; б - величине; в - ориентировке; г - светлоте; д - внутренней структуре

Рис. 3. 4. Линейные знаки, различающиеся: а - по ширине; б - рисунку (структуре); в - светлоте

Рис. 3.5. Площадные знаки, различающиеся: а - по светлоте; б - структуре; в - рисунку заполняющих обозначений; г - ориентировке штриховок

Рис. 3.6. «Позитивная» и «негативная» формы знаков

В линейных знаках их форма (и ориентирование) определяет на карте пространственное положение линейных объектов (рис 3.4). Для дифференциации знаков используют их ширину, цвет, рисунок (структуру) и в меньшей степени светлоту.

Плановые очертания объектов, выражаемых в масштабе карты, - их положение, форма и размеры - определяются контурами, в силу чего в площадных знаках внутри контуров используются различия заполняющих обозначений: цвет, светлота и насыщенность фоновых расцветок; цвет, светлота, интервалы и ориентировка линейных и пунктирных штриховок; структура, рисунок и ориентировка заполняющих обозначений (рис. 3.5), «позитивная» и «негативная» формы знаков на цветных фонах (рис. 3.6) и другие их особенности.

Построение отдельных знаков на карте, обеспечивающее правильную пространственную локализацию обозначаемых объектов, в принципе подчинено элементарным правилам: во внемасштабных знаках действительное положение объектов должно совпадать с определенными точками знаков - центрами знаков правильной формы (кругов, квадратов и т. п.), серединой основания наглядных перспективных знаков (указателя дорог, маяка и т. п.) и т. д.; в линейных знаках оно указывается их осевыми линиями; площадные знаки размещаются внутри соответствующих контуров.

Положение осложняется в местах концентрации внемасштабных изображений (налегающих друг на друга), при необходимости показа нескольких знаков (например, ряда промышленных предприятий) в одном пункте - «точке», при совмещении различных знаковых систем и т. д. Эти трудности проистекают из особенностей картографического языка. В противоположность тексту естественного языка с его линейным построением и последовательным чтением слов карта воспринимается читателем сразу, в целом в двух измерениях - в пространственном сочетании и взаимосвязях знаков; ее последующее детальное изучение может начинаться в любом месте карты, идти по любому направлению и распространяться на различные ее части. Поэтому рациональная локализация и сопряжение знаков, особенно в местах скопления внемасштабных обозначений, требуют также учета содержательного, смыслового значения знаков.

Очень важно, что знаки, отображая размещение предметов и явлений, могут также передавать: перемещение явлений, например пути экспедиций, динамику линий фронтов, миграции населения, ветры (перемещения масс воздуха), течения (перемещение водных масс) и другие; развитие явлений, например рост городов, увеличение грузопотоков, прирост посевных площадей, расширение территорий государства, годовой ход температуры и др. Дальше будет показано, что эти задачи решаются в отношении явлений любых по характеру размещения: локализованных в «точках» (рост городов, движение «точечных» объектов, например космических кораблей); линейных (перемещение фронтов, рост грузопотоков); площадных (расширение территории государства); массовых рассредоточенных (миграции животных, прирост посевных площадей), а также сплошного распространения (перемещения масс воздуха, вековой ход магнитного склонения). При этом надо учитывать, что многие явления не выражены на местности в явном виде, например физические поля Земли.

Картографические знаки как специфический формализованный язык картографии образуют одну из частнонаучных знаковых систем, общее изучение которых (т. е. теория знаковых систем вообще) входит в задачи семиотики - особого раздела философских знаний. Применительно к картографии семиотика исследует знаковые системы в различных аспектах: в синтаксическом, изучающем правила построения и размещения знаков и знаковых систем (отвлеченно от конкретного значения знаков) и их взаимоотношение на картах; в семантическом, имеющем в виду смысловое значение знаков и их отношение к изображаемым явлениям (содержание знаков); в прагматическом, рассмстривающем качество знаков и их систем, их информационную (содержательную) ценность, легкость восприятия читателем (или распознавания считывающим устройством).

Опора на достижения семиотики способствует разработке знаков, облегчающих их визуальное чтение, запоминание и автоматическое распознание.

При анализе и разработке картографических знаков удобно классифицировать их по способам картографического изображения, учитывающих характер размещения и сущность картографируемых явлений.