Historie. Zlomek mamutího klu s rytinou mapy (krajiny), nalezeno pod Pálavskými vrchy, stáří tis. let

Transkript

1 Brno, 2014 Ing. Miloš Cibulka, Ph.D. Přednáška č. 1 Digitální kartografie Vytvořeno s podporou projektu Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na discipliny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ ) za přispění finančních prostředků EU a státního rozpočtu České republiky.

2 strana 2 Historie Počátky vývoje kartografie můžeme sledovat od dob prvních projevů lidské kultury (40 až 10 tisíc let před naším letopočtem. Snaha po poznání a znázornění krajiny v níž člověk žil. Nejstarší a zcela primitivní náčrtky krajiny pocházejí z doby předhistorické (na skále, na kostěných destičkách a mamutím klu). Zlomek mamutího klu s rytinou mapy (krajiny), nalezeno pod Pálavskými vrchy, stáří tis. let

3 strana 3 Bohatší doklady jsou o mapách nejstarších kulturních národů (Asyřané a Babyloňané). Za nejstarší doklad se považuje mapa Mezopotámie, vyrytá na hliněné destičce, která byla nalezena na území dnešního Iráku).

4 strana 4 Mapové kresby Babyloňanů (6. století před naším letopočtem) první mapa světa na hliněné desce (znázorňuje známou část světa). Dalším významným centrem starověké kultury byl Egypt: rozvinutá praktická geometri (vyměřování pozemků po každoročních záplavách v okolí Nilu) použití nivelace (základy pyramid) a astronomie (orientace pyramid)

5 strana 5 Moderní kartografie staví na základech položených ve starém Řecku před více jak lety. Řekové jako první považovali zemské těleso za kouli: dobré astronomické a matematické znalosti určili jeho rozměry zavedli zeměpisné souřadnice a podrobnější dělení kruhu položili základy matematické kartografie zobrazení Nejvýznačnější měrou k vývoji kartografie přispěli Anaximandros z Milétu, Aristoteles,Pythagoras, Dikaiarchos z Messény (zakladatel zeměpisné sítě, pojmy délka a šířka jsou odvozeny z protáhlého tvaru Středozemního moře). Dalšími významnými osobnostmi té doby byli: Eratosthenes z Kyreny (určení obvodu Země), Hipparchos (rozdělil rovník na 360 dílů), Thalet z Milétu (autor nejstarší kartografické projekce, gnomonický průmět) a Klaudius Ptolemaios (mapa světa v kuželovém zobrazení, kopečkový způsob vyjadřování reliéfu, nultý poledník).

6 strana 6 Ptolemaiova mapa světa Určení obvodu Země

7 strana 7 Římané v mnoha oblastech výrazně ovlivnili evropskou civilizaci stavitelství, vojenství, soudnictví a státní správa Kartografii však Římané ničím neobohatili jejich mapy byly pouhými schematickými náčrtky bez jakéhokoliv geometrického základu sloužily jako cestovní itineráře (pochodové mapy) nejvýznamnějším kartografickým dílem je mapa vojevůdce Agrippy (rok 20 před naším letopočtem, viz. obrázek) využití map pouze pro vojenské a administrativní účely toto období se považuje za počátek úpadku evropské kartografie

8 strana 8 V období středověku došlo k rozpadu římského impéria (476), otrokářský řád nahrazen feudálním, vznik řady státních útvarů. Rozhodující vliv získala dlouhodobě církev. Počátkem středověku byla kartografie v úpadku, zeměpisné vědomosti měly nízkou úroveň (potlačena kulatost Země). Církev prosazovala jako jediný podklad vědění bibli a ptolemaiovskou představu o Zemi jako středu vesmíru (zemské těleso zobrazováno jako okrouhlá nebo hranatá deska, jejímž středem byl Jeruzalém). Hodnota map z kartografického hlediska je malá. Mapy se často kreslily v podobě kruhu a nazývaly se O-T mapy (Orbis Terrarum). O-T mapa (Orbis Terrarum obydlený svět)

9 strana 9 Mapa světa podle mnicha Indikopleusta

10 strana 10 V raném středověku byla matematika, astronomie, geografie a kartografie pozoruhodně rozvinuta hlavně u Arabů a v Číně. Arabové zachovali evropské civilizaci dílo Ptolemaiovo, které přeložili a čerpali z něho. Za největšího arabského kartografa lze považovat Abú Abdalláha Al Šarifa El Idrísího (vytvořil mapu světa zvanou Tabula Rogeriana). Číňané už znali gnomon (sluneční hodiny), kompas, papír a ovládali nivelaci.

11 strana 11 V období novověku (renesance) se rozvíjela obchodní mořeplavba (13. a 14. stol.), bylo potřeba podrobných map mořského pobřeží. Vznikají kompasové mapy (předchůdce dnešních navigačních map), říká se jim portulánové mapy (podle přehledu údajů o vzdálenosti k pobřeží portulán). Vznikají v Itálii (Benátky, Janov) a rozšiřují se dále na kontinent (Španělsko, Portugalsko, Francie a Holandsko) Později byly mapy doplňovány kresbou poledníků a rovnoběžek. Jsou považovány za přechod k období renesance v kartografii.

12 strana 12 Waldseemüllerova mapa světa (1522)

13 strana 13 Přelom 15. a 16. století znamenal návrat k antické vzdělanosti (Leonardo da Vinci, Mikoláš Koperník, Giordano Bruno, Galileo Galilei) Pozoruhodný obrat i v kartografii mapy dostaly dřívější geometrický ráz. Velký vliv na pokrok kartografie měly: heliocentrická soustava (nahradila Ptolemaiovu teorii) velké námořní plavby a zeměpisné objevy (Kryštof Kolumbus 1492, Amerigo Vespucci 1507 Amerika, Vasco de Gama 1497 až 1498, Fernando Magallanés 1522) vynález knihtisku (Jan Guttenberg, 1440) vynález mědirytiny (Marcus Antonius Raimondi) Na konci 16. století byla známa v podstatě celá Země (mimo polárních oblastí a Austrálie). Nutnost navrhnout nová zobrazení pro tvorbu map celého světa (pro převod zakřiveného zemského povrchu). Centrem kartografické tvorby se stalo Nizozemsko Gerhard Mercator: nejvýznamnější představitel kartografické renesance autor mnoha map a glóbů zavedl pojem atlas a zdokonalil mapový popis významný přínos v matematické kartografii konformní válcové zobrazení

14 strana 14

15 strana 15 Atlasová tvorba přechod od map celého světa a kontinentů k mapám jednotlivých částí kontinentů. Objevují se veduty (panoramatické pohledy na města) předchůdci dnešních plánů měst. Veduta Stralsundu, 1682

16 strana 16 V 17. a 18. století byla snaha po zvýšení přesnosti a věcnosti map. Nové způsoby a prostředky pořizování map: přesnější měřické metody (triangulace, snadnější stanovení zeměpisných délek) nové přístroje (dalekohled, sextant, teodolit, chronometr, barometr) Nove geografické poznatky (oblasti Tichého oceánu, Arktidy, Antarktidy a vnitrozemí Afriky) Definitivně se prosazuje matematický základ. Kartografie se stává řádnou vědeckou disciplínou. Od této doby je kartografie definitivně spojena se zeměměřičstvím (geodézií). Kartografická výroba se stává výnosným druhem podnikání. Mezi nejznámější kartografy této doby patří Lambert, Soldner, Gauss, Cassiniové, Jan Kryštof Müller. 18. Století přineslo nové vojenské a hospodářské požadavky na kartografická díla (probíhala podrobná mapování v jednotlivých státech). Mapování v mnoha případech již stavělo na zpřesněných rozměrech Země získaných na základě stupňových měření (vypočtena řada elipsoidů), geodetických základech založených na triangulaci (Snellius) a novém přístrojovém vybavení.

17 strana 17 Mapování přestává být doménou jednotlivců. Mapování provádí nejčastěji vojenské topografické služby střední měřítka (1 : až 1 : ) později velká měřítka (1 : až 1 : ) V 19. století nastal rozmach mapování za napoleonských válek (především v obsazených územích) První polovina století je charakterizována četnými státními a vojenskými mapováními, jež se prováděly ve spěchu, a proto málo přesně (úpadek kartografie). Ve druhé polovině století dochází ke změně chápání kartografických děl i jejich ceny, práce jsou prováděny mnohem kvalitněji (aktivně se začíná uplatňovat fotogrammetrie). V matematické kartografii se zpřesňují dosud používaná kartografická zobrazení a vznikají nová zobrazení. První specializované časopisy. V mnoha státech probíhají nová mapování a vydávání nových map. Topografické a velkoměřítkové mapy jsou vytvářeny v některém stejnoúhlém zobrazení. Vznikají velká kartografická díla (atlasy různých území).

18 strana 18 Koncem století jsou snahy po zobrazení celého zemského povrchu v jednotném měřítku. Rozvojem podrobného mapování byly vytvořeny pevné základy zobrazování zemského povrchu. Tento princip tvorby map v základních rysech přetrval do dnešní doby. 20. Století zasáhlo do kartografie v mnoha směrech. V mapování i kartografické tvorbě se objevuje řada technických novinek (ofsetový tisk, USA ). Radikální prosazování se fotogrammetrie v mapování (od roku 1950 téměř výhradní používání při mapování). Od 60. let využívání výpočetní techniky: automatizovaná kartografická tvorba časem komplexní počítačová kartografie (digitální) Od 70. let DPZ (dálkový průzkum Země) rychlé předávání získaných informací. Na konci 20. století je kartografie velmi úzce spojena s rozvojem GIS (geografických informačních systémů) a internetu (počítačové sítě).

19 strana 19 Staré mapy Nejstarší zákres území našeho státu na kartografickém díle najdeme v Ptolemaiově Geografii: Sudetské pohoří (Sudéta oré) Smrčiny, Krušné, Lužické a Jizerské hory Askiburgijské pohoří (Askiburgion oros) Krkonoše, Jeseníky, část Beskyd Gabreta silva a Luna silva (Šumava) Na Idrísího mapě světa z roku 1154 je zapsána země Česká (bilād buāmia) Ve 12. století psal ve své kronice o Čechách Kosmas (kruhová mapa rozdělená do písmene T) Nejstarší česká kartografická památka je tzv. mapa světa (zač. 15. století), která je součástí rukopisné Kroniky světa Vavřince z Březové (O-T mapa).

20 strana 20 Schéma pohoří v našich zemích podle Ptolemaia Mapa světa z kroniky Vavřince z Březové

21 strana 21 Mapa světa (tabula Rogeriana) podle Abú Abdalláha Al Šarif El Idrísího

22 strana 22 Nejznámější mapou našeho území je mapa střední Evropy zpracovaná Mikulášem Kusou. Nejstarší známou samostatnou mapou Čech je Klaudyánova mapa z roku 1518 (orientace k jihu). Jedná se o vzácnou památku (Čechy jsou první země se samostatným tištěným mapovým obrazem). Skládá se ze dvou částí, vlastní mapy a erby s popisem. Druhou samostatnou mapou Čech je mapa kněze Jana Crigingera (1568). Kresba je ohraničena dvěma kruhovými oblouky. Třetí samostatnou mapou Čech je mapa pražského měšťana Pavla Aretina (1619). Novinkou je zákres politického rozdělení Čech na kraje. První samostatnou mapou Moravy je mapa matematika a osobního lékaře císaře Rudolfa II. Pavla Fabricia z roku Druhou samostatnou mapou Moravy je mapa Jana Ámose Komenského (1626). Sestavil mapu na základě svých cest, je ozdobena vedutami některých měst (Brno, Olomouc, Znojmo). První slezskou mapou (kreslenou podle vlastních zkušeností) je mapa Martina Helwiga (1561). Slovensko je zobrazeno na nejstarší mapě Uher z roku 1513 (autor Lazarus). Mapy některých Slovenských žup vyhotovil Samuel Mikoviny.

23 strana 23 Klaudyánova mapa Čech (1518) Výřez Aretinovy mapy Čech (1619)

24 strana 24 Crigingerova mapa Čech (1568)

25 strana 25 Vogtova mapa Čech z roku 1712

26 strana 26 Erbenova mapa Čech (1883)

27 strana 27 Vetterova mapa Čech v podobě růže (1883)

28 strana 28 Kopie Fabriciovy mapy Moravy

29 strana 29 Seutterova mapa Moravy (pol. 18. stol.)

30 strana 30 Mapa Moravy J. Á. Komenského (1680)

31 strana 31 Mapa Moravy od Cóvense a Mortiera (1742)

32 strana 32 Výřez z Helwigovy mapy Slezska

33 strana 33 Nejstarší publikovaná mapa Viktoriiných vodopádů (Emil Holub konec 19. století)

34 strana 34 Definice kartografie Vědní obor i technická disciplina, mající svůj předmět zkoumání, odbornou technologii, vlastní formální jazyk pro popis teoretických i praktických poznatků a matematicky podložené teorie i zákonitosti. Výsledkem činnosti kartografů jsou kartografická díla. Nejčastěji se jedná o mapy, a to jak v klasické papírové podobě, tak stále častěji ve formě digitální neboli elektronické. Definice OSN: Kartografie je věda o sestavování map všech druhů a zahrnuje veškeré operace od počátečního vyměřování až po vydání hotové produkce (United Nations, Department of Social Affairs, 1949). Definice mezinárodní kartografické asociace: Kartografie je umění, věda a technologie tvorby map, včetně jejich studia jako vědeckých dokumentů a uměleckých prací (Multilingual Dictionary of Technical Terms in Cartography Mnohojazyčný výkladový slovník technických termínů v kartografii, Mezinárodní kartografická asociace, Wiesbaden, 1973). vědní obor zabývající se znázorněním zemského povrchu, nebeských těles, objektů a jevů na nich a jejich vztahů ve formě kartografického díla a dále soubor činností při zpracování a využívání map (ČSN Názvosloví kartografie, 1984) Národní definice (ČSN): Vědní obor zabývající se znázorněním zemského povrchu, nebeských těles, objektů a jevů na nich a jejich vztahů ve formě kartografického díla a dále soubor činností při zpracování a využívání map (ČSN Názvosloví kartografie, 1984)

35 strana 35 Geoinformační definice: Kartografie je proces přenosu informací v jehož středu je prostorová datová báze, která sama o sobě může být považována za mnohovrstevný model geografické skutečnosti. Taková prostorová datová báze je základnou pro dílčí kartografické procesy, pro něž čerpá data z rozmanitých vstupů a na výstupu vytváří různé typy informačních produktů. (Morrison. J. L., bývalý prezident Mezinárodní kartografické asociace ICA, Reston, Virginie, USA) Po shrnutí uvedených definic, můžeme obecně říci, že kartografie je: Nauka zabývající se mapami, jejich dějinami, tvorbou, reprodukcí, užitím a zároveň znázorněním zakřivené části zemského povrchu do roviny mapy s co nejmenším zkreslením. Kartografie má vazby na celou řadu vědních oborů i technických disciplín, jež jsou oboustranné: Geografie (slouží k základnímu naplnění obsahu mapy) Geodézie (poskytuje přesné polohopisné a výškopisné základy, příp. údaje o tvaru a rozměrech Země) Mapování (soubor činností za účelem vzniku původní mapy) Dálkový průzkum Země (metoda sběru dat pro tvorbu tematických i obecně zeměpisných map středních a malých měřítek) Geografické informační systémy (aplikovaná informatika zaměřená na sběr, ukládání, aktualizaci a vyhodnocování prostorových informací tabulkovou a kartografickou formou)

36 strana 36 Rozdělení kartografie 1. Klasické dělení: Nauka o mapách (studium map a práce s nimi, zahrnuje třídění vlastnosti, klasifikaci, dokumentaci a historii map) Matematická kartografie (řeší způsoby zobrazení referenčních ploch Země do plochy mapy, vymezuje a vysvětluje vlastnosti těchto zobrazení) Kartografická tvorba (vlastní kartografická činnost, sestavování mapového obrazu) Kartografická polygrafie a reprografie (soubor technických úkonů pro polygrafické zpracování mapy, tj. vytištění jejího nákladu) Kartometrie a morfometrie (samostatná součást kartografie, měření na mapách a vyhodnocení naměřených hodnot, určování morfometrických charakteristik reliéfu) Kartografické metody výzkumu (vědecké analýzy a vyhodnocování kartografických informací obsažených v mapách) Kartografická informatika (nahrazení mapy, tedy konvenčního grafického obrazu, simulačním matematicko-logickým modelem geografického prostoru)

37 strana Členění dle přívlastků: Praktická (užitá, aplikovaná) kartografie zabývá se výrobními technologiemi map (výrobní směrnice a metodické návody), v širším záběru sem patří i mapovací, výpočetní, zobrazovací a polygrafické práce Teoretická kartografie tvoří nadstavbu praktické kartografie, zabývá se obecnými a metodologickými otázkami (problematika generalizace, teorie jazyka mapy, analýza přesnosti kartometricky získaných veličin, vývoj algoritmů počítačových programů) 3. Dělení podle hlediska vzniku mapy: Kartografie klasická Kartografie počítačová (digitální) 4. Dělení podle obsahu produkovaných děl: Kartografie atlasová Kartografie velkoměřítková (podrobné mapy do 1 : 5 000) Kartografie topografická Kartografie tematická (důraz na převažující tematiku) Kartografie obyvatelstva (demografické mapy) Kartografie městská (plány, mapy a atlasy sídel) Kartografie námořní (mapy moří a oceánů)

38 strana Členění na: Geodetickou kartografii - státní mapová díla (katastrální, základní, hospodářské a topografické mapy) - resortní mapová díla (tematické mapy zhotovené na podkladě základních map, silniční a vodohospodářské mapy) Geografickou kartografii tvorba odvozených obecněgeografických map malých měřítek

39 strana 39 Matematická kartografie Řeší způsoby zobrazení referenčních ploch (koule, elipsoid) do roviny mapy a vysvětluje jejich vlastnosti. Podává návod k jejich používání při tvorbě map. Ideální zobrazení zemského povrchu je na glóbu, ale nevýhodou je velké zmenšení (1 : ). Povrch referenčních těles nelze rozvinout do roviny (nelze sestrojit mapu, která je věrným nezkresleným obrazem povrchu Země). Zkreslení je deformace způsobená rozdílnou křivostí originálu a obrazu. Aby se tato zkreslení neměnila nahodile, hledá matematická kartografie vhodná zobrazení. Základem kartografického zobrazení je souvislá síť rovnoběžek a poledníků, nazvaná zeměpisná síť. Princip kartografického zobrazování spočívá v převodu této sítě ze zemského povrchu do roviny nebo na plochu, která je do roviny rozvinutelná. Výsledkem matematické kartografie jsou kartografická zobrazení.

40 strana 40 Kartografické zobrazení Jedná se o vzájemné přiřazení plochy na dvou různých referenčních plochách. V některých případech je možno vztah realizovat pomocí geometrie projekcí (promítáním), toto zobrazení pak nazýváme perspektivním. Každé zobrazení je jednoznačně matematicky definováno vztahem mezi souřadnicemi bodů na obou referenčních plochách. Tomuto vztahu říkáme zobrazovací rovnice: X = f (φ, λ) Y = g (φ, λ) Podle rovnic odpovídá každému bodu v originále jeden jediný bod v obraze, s výjimkou tzv. singulárních bodů (póly). Kartografická zobrazení dělíme do skupin podle těchto základních kritérií: 1. Zobrazovací plocha (charakteristika obrazu geografické sítě) 2. Poloha zobrazení 3. Vlastnosti zkreslení (jsou dány vlivem různé křivosti referenčních zobrazovacích ploch) 4. Zobrazovací rovnice

41 strana 41 Ad1 - podle zobrazovací plochy: Rovinné (azimutální) promítá body zemského povrchu na rovinu dotýkající se Země v jednom bodě, který je středem zaměřované oblasti - může být použito pro kteroukoliv oblast zemského povrchu - je nejvhodnější pro území nepravidelného kruhového tvaru - nejmenší zkreslení je v dotykovém bodu a zvětšuje se s rostoucí vzdáleností od něho - zobrazení mapy Antarktidy

42 strana 42 - setkáváme se zde nejvíce s projekcemi (průměty) projekce gnomonická - promítání bodů zemského povrchu ze středu Země projekce stereografická - promítání bodů zemského povrchu z opačného pólu projekce ortografická - střed promítání je v nekonečnu, rovnoběžné paprsky jsou kolmé na zobrazovací rovinu (nejsou zkresleny rovnoběžky)

43 strana 43 Kuželové zobrazovací plochu tvoří plášť kužele, dotýká se Země podle rovnoběžky nebo jiné kružnice - zemské poledníky (normální poloha) a kartografické poledníky (příčná a obecná poloha) se zobrazují jako svazek paprsků se středem ve vrcholu kužele - rovnoběžky se zobrazují jako soustředné kružnice se středem ve vrcholu kužele - zkreslení se zvětšuje na obě strany od dotykové kružnice - dotykové kružnice se zobrazuje nezkresleně - výška kužele se volí tak, aby dotyková kružnice zobrazovanou oblast půlila - vhodné pro zobrazení menších částí zemského povrchu (tímto způsobem je zobrazena mapa České Republiky)

44 strana 44 Válcové zobrazovací plochou je plášť válce, dotýká se Země podle rovnoběžky nebo jiné kružnice - obrazy poledníků se zobrazí jako přímky kolmé na obraz rovníku - obrazy rovnoběžek vytvářejí soustavu přímek rovnoběžných s obrazem rovníku - všechny obrazy rovnoběžek jsou stejně dlouhé (včetně pólů) - obraz zeměpisné sítě neodpovídá pohledu na glóbus (vyjma rovníkových území) - stejně jako u kužele se zkreslení zvětšuje na obě strany od dotykové kružnice, která se zobrazuje nezkresleně - používáme pro oblasti, které jsou rozloženy podél některé hlavní kružnice - není vhodné pro přehledné mapy, v tomto zobrazení je mapa světa

45 strana 45 Ad2 - podle polohy zobrazení: Normální (pólová) osa plochy, na kterou zobrazujeme, je totožná s osou plochy referenční (dotýká se referenční plochy v zemském pólu) Příčná (transversální, rovníková) osa kužele či válce leží v rovině zemského rovníku a prochází středem Země - dotykový bod zobrazovací roviny je na rovníku Obecná (horizontální, šikmá) osa kužele či válce jde středem Země, neprochází však pólem ani neleží na rovníku - zobrazovací rovina se dotýká referenční plochy jinde než v pólu či na rovníku

46 strana 46 Polohy zobrazení normální příčná obecná

47 strana 47 Ad3 - podle vlastností zkreslení: Jsou dány vlivem různé křivosti referenčních zobrazovacích ploch. Konformní (rovnoúhlá) nezkreslují úhly (nejvhodnější pro geodetické účely) - značné zkreslení ploch Ekvivalentní (rovnoplošná) odstraňují plošná zkreslení - značné zkreslení úhlů Ekvidistantní (délkojevné) nezkresluje délkově určitou soustavu čar (poledníky) - délkové zkreslení není zatím možné úplně odstranit Kompenzační (vyrovnávací) zmenšují zkreslení jednoho prvku na úkor druhého - hodnoty zkreslení odpovídají údajům někde mezi zobrazením konformním a ekvivalentním

48 strana 48 Ad4 - podle zobrazovacích rovnic: Zobrazení jednoduchá zobrazovací rovnice jsou funkcí jediné souřadnice X = f (φ ), Y = g (λ) - poledníky jsou přímky, rovnoběžky jsou přímky nebo kružnice - ekvideformáty (čáry stejného zkreslení) jsou totožné s rovnoběžkami - zobrazení je orotgonální (obrazy poledníků a rovnoběžek jsou na sebe kolmé) Zobrazení nepravá nejsou konformní ani ortogonální - mohou být ekvivalentní, ekvidistantní + ekvivalentní nebo vyrovnávací Zobrazení polykónická (mnohokuželová) zobrazujeme na nekonečně mnoho kuželů - obrazy rovnoběžek jsou kružnice s různými středy ležícími vždy na základním poledníku - obrazy poledníků jsou obecné křivky s výjimkou základního poledníku (zobrazí se jako přímka) Zobrazení polyedrická používají se v případech zobrazení rozsáhlého území, ale hodnoty zkreslení nesmí přesáhnout určitou mez (rozdělení území na více menších částí, které se zobrazí každé zvlášť - nesouvislý obraz) - nevýhodou těchto zobrazení jsou však samostatné souřadnicové soustavy pro jednotlivé listy a vznik spár při skládání listů vedle sebe

49 strana 49 Bonneovo nepravé kuželové zobrazení

50 strana 50 Lotosové nepravé kuželové zobrazení

51 strana 51 Grintenovo polykónické zobrazení (kruhové)

52 strana 52 Hasslerovo polykónické zobrazení

53 strana 53 Ortogonální polykónické zobrazení

54 strana 54 Polyedrická zobrazení

55 strana 55 Mapa, plán, mapové dílo Mapa je zmenšený generalizovaný obraz nebeských těles, zemského povrchu nebo jeho části převedený do roviny pomocí kartografických vztahů (kartografickým zobrazením). Ve zvoleném měřítku zobrazuje přehledně a spolehlivě důležité informace, které mají význam pro uživatele mapy. Náplň, obsah a měřítko map jsou voleny podle účelu jemuž mají sloužit. Plán je kolmý průmět obrazu zemského povrchu do horizontální roviny. Konstrukci polohopisu zprostředkovává vodorovná rovina vedená v nadmořské výšce zobrazovaného prostoru. Zanedbáváme zakřivení Země (mimo výškových měření) a nepoužíváme kartografické zobrazení. Zobrazuje pouze malou část zemského povrchu, jde o území do poloměru 15 km (asi 700 km 2 ). Slouží jako podklad pro podrobné technické projekční práce, sestrojován ve velkých měřítkách (1 : 1 000, 1 : 500).

56 strana 56 Mapové dílo vzniká na základě potřeb národního hospodářství a obrany země pomocí velkých mapovacích prací. Mapové dílo tvoří souhrn mapových listů, které zobrazují souvisle území celého státu. Mapové dílo má jednotné: měřítko kartografické zobrazení značkový klíč rozměr mapových listů Mapy musí být zpracovány tak, aby vyhovovaly danému účelu a obsah byl: věcně správný geometricky přesný úplný a přitom přehledný a srozumitelný

57 strana 57 Obsah map Obsahem map je polohopis, výškopis a popis. Obsah mapy je ovlivněn účelem mapy, jejím měřítkem a stupněm generalizace. Skupiny prvků obsahu map dělíme na: matematické (kartografické zobrazení, měřítko, souřadnicové sítě, mapový rám, systém dělení a značení mapových listů) fyzickogeografické (vodstvo, reliéf, porosty a půdy) socioekonomické (sídla, dopravní sítě, zemědělství, průmysl, politicko administrativní údaje a hranice) doplňkové (názvosloví, barevná úprava mapy a mimorámové údaje) Grafické ztvárnění skutečnosti je v různých mapách odlišné závisí na účelu, měřítku a značkovému klíči mapy. Základní grafické metody jsou společné pro všechny mapy: metody bodového charakteru metody liniové metody plošné kombinace metod bodových, liniových a plošných barva v mapovém obsahu popis mapy

58 strana 58 Generalizace Vyjádření skutečnosti podle mapy musí být názorné, objektivní, přehledné a esteticky působivé. Jedná se však o takový způsob vyjádření, který je oproti skutečnosti velmi zmenšený, a proto je nutná generalizace mapového obrazu. Definice generalizace podle ČSN : Kartografická generalizace spočívá ve výběru, geometrickém zjednodušení a zevšeobecnění objektů, jevů a jejich vzájemných vztahů pro jejich grafické vyjádření v mapě, ovlivněné účelem, měřítkem mapy a vlastním předmětem kartografického znázornění. Podstatou generalizace je výběr hlavních skutečností a jejich zobrazení na mapě v souladu s účelem mapy. Generalizaci používáme při mapování (systémový přístup), případně při odvozování (zvýraznění hlavních prvků). Na generalizaci má vliv řada činitelů: účel a měřítko mapy (váha významu obsahových prvků a míra podrobnosti jejich znázornění) charakteristiky vyjadřovaného prostoru (význam prvku pro okolí) kartografické vyjadřovací prostředky (tloušťka čar, rozměr značek) schopnosti uživatelů map (zaplněnost map a volba prostředků jazyka mapy)

59 strana 59 Metody generalizace 1. Geometrická generalizace zjednodušení tvarů a obrysů 2. Výběr vyjadřovaných skutečností - cenzální výběr (stanovuje dolní hranici výběru) - normativní výběr (stanoví se optimální množství prvků, které se ponechá na mapě) 3. Harmonizace kresba značek přes míru, zachování klikatosti, zvětšení důležitého detailu 4. Zevšeobecnění - generalizace kvantitativních charakteristik (snížení počtů intervalů velikostní stupnice vrstevnice, sídla) - generalizace kvalitativních charakteristik (snížení počtu rozlišovacích parametrů slučování druhů pozemků, tříd silnic, skladba lesů) 5. Kartografická abstrakce nahrazení obrazu předmětů hromadným označením (sídla od budov až po bodovou značku)

60 strana 60 Rozdělení map Dělení podle způsobu vyhotovení: 1. Původní (originální) - vznikají zpracováním dat získaných přímým měřením v terénu - sběr se provádí geodetickými, fotogrammetrickými, případně GPS metodami - mapa stabilního katastru, katastrální mapa zhotovená podle Návodu A (1932), SMH-5, ZMVM, DKM 2. Odvozené - vznikají na podkladě map původních metodami fotomechanickými, dříve také pantografickými - mají menší měřítko s redukcí obsahu (generalizace) - typickým představitelem je SMO-5 3. Částečně odvozené - vznikají kombinací obou již uvedených způsobů - může se jednat např. o doplnění výškopisu do mapy velkého měřítka, jejíž polohopis už existuje

61 strana 61 Dělení podle měřítka: Měřítko je nedílnou součástí každé mapy a je důležitým činitelem kartografické generalizace. Udává poměr zmenšení proti skutečné délce. Vyznačuje se na mapách číselně a graficky (podoba podélného nebo příčného měřítka). Občas je uvedeno hodnotové měřítko (pro určení velikosti jevu) nejčastěji v tématických mapách. Hledisko technicko-inženýrské: 1. Mapy velkého měřítka - mapy do měřítka 1 : mapy stabilního katastru (1 : 2 880), katastrální mapy (1 : 2 500), státní mapa odvozená SMO (1 : 5 000), technicko-hospodářská mapa THM (1 : 500, 1 : 1 000, 1 : 2 000, 1 : 5 000), základní mapa velkého měřítka ZMVM (1 : 5 000) 2. Mapy středního měřítka - jedná se o topografické mapy (vojenské i civilní), 1 : až 1 : Mapy malého měřítka - jedná se o přehledové mapy 1 : a více

62 strana 62 Hledisko obecně-kartografické: 1. Mapy topometrické - mapy do měřítka 1 : minimální generalizace a maximální míra podrobnosti - vysoká kartometrická přesnost (je ovlivněna jen grafickou chybou) 2. Mapy podrobně topografické - jedná se o mapy měřítek 1 : až 1 : mírný stupeň kartografické generalizace (zobrazují velké množství detailních prvků) 3. Mapy přehledně topografické - jedná se o mapy měřítek 1 : až 1 : podstatně vyšší stupeň kartografické generalizace - rozsah území na listu mapy asi velikosti kraje 4. Mapy topograficko-chorografické - mapy měřítka 1 : až 1 : obsahují pouze podstatné prvky - zachycují převážně území států, kontinentů a světa 5. Mapy chorografické - měřítko map je 1 : a menší

63 strana 63 Dělení podle kartografických vlastností: Toto hledisko se týká vlastností kartografického zobrazení (zkreslení úhlů, délek a ploch), viz. kapitola kartografická zobrazení. 1. Mapy konformní 2. Mapy ekvidistantní 3. Mapy ekvivalentní 4. Mapy vyrovnávací Dělení podle obsahu mapy: 1. Základní - obsahují pouze základní všeobecně využitelné údaje stanovené příslušnými předpisy, jsou nezbytným podkladem pro plánování a rozvoj (stavebnictví, průmyslová a zemědělská výroba, doprava) 2. Katastrální jsou státním mapovým dílem, jedná se o mapy velkého měřítka zobrazující všechny nemovitosti, katastrální území a bodová pole 3. Topografické - podrobné místopisné mapy zobrazující co nejpodrobněji zejména geografickou realitu 4. Tématické vznikají na podkladě základní mapy (obsahují další podrobnosti, předměty a vztahy prvků základní mapy) 5. Účelové skupina map velkých měřítek s nadstandardním obsahem prvků pod, na a nad povrchem země podle účelu pro který vznikly

64 strana 64 Dělení podle územního rozsahu: - Mapy světa (Země zobrazena na jednom listu) - Mapy zemských polokoulí - Mapy kontinentů, oceánů a moří - Mapy různých celků (vymezených politickosprávně, geograficky, hospodářsky) Dělení podle času platnosti mapy: - statické (zobrazují předměty a jevy k určitému času) - dynamické (zachycují vývoj v čase, časové řadě - počasí) - prognostické (odhad vývoje jevu v budoucnosti) - retrospektivní (rekonstrukce stavu objektů a jevů v minulosti) - genetické (vznik a vývoj jevu v čase i prostoru za určité období) Dělení podle formy vyjádření skutečnosti: - analogové (obsah vyjádřen fyzikálními veličinami na fyzikálním podkladu - čáry a znaky na podložce) - obrazové (fotomapy) - transparentní (mapy určené pro projekci) - reliéfní (plastické mapy) - tyflomapy (mapy pro nevidomé a slabozraké) - digitální

65 strana 65 Dělení podle koncepce vyjádření skutečnosti: - analytické (vyjadřují konkrétní, přímo pozorovatelné a měřitelné skutečnosti) - syntetické (vyjadřují údaje vyvozené cestou myšlenkových pochodů - abstrakce, generalizace, syntéza) - komplexní (kombinace obou předchozích) Katastrální mapy Pozemky se zobrazují průmětem svých hranic do zobrazovací roviny. Budovy se zobrazují průnikem obvodových zdí se zemí, případně průmětem svého atypického vnějšího obvodu. Pozemky v podobě parcel se označují parcelními čísly a značkami druhu pozemku. Katastrální mapy tvoří soubor geodetických informací KN. Digitální katastrální mapa (DKM) Katastrální mapa v digitální podobě, jejíž obsah, přesnost, strukturu a výměnný formát definují platné právní předpisy (Zákon č.344 /1992 Sb. o katastru nemovitostí ČR, Zákon č.200 /1994 Sb. zeměměřictví, Vyhláška č.190 /1996 Sb.).

66 strana 66 Územně správn vní a technické jednotky, hranice Obec nejnižší územně správní jednotka Katastrální území územně technická jednotka, kterou tvoří místopisně uzavřený soubor pozemků společně evidovaných v operátu katastru nemovitostí, obvod katastrálního území je zpravidla totožný s územním obvodem obce, jedna obec může obsahovat dvě i více katastrálních území Pozemek část přirozeného zemského povrchu oddělená od sousedních částí hranicí správní, katastrální, vlastnickou, hranicí druhu pozemku nebo hranicí způsobu využití pozemků Parcela obraz pozemku, který je geometricky a polohově určen a zobrazen svislým průmětem hranic v katastrální mapě, je označena parcelním číslem Intravilán (místní trať) část území obce, v níž je soustředěna zástavba, obvykle včetně pozemků určených k zástavbě Extravilán (polní trať) část území mimo intravilán, které je tvořené zpravidla jednotlivými územně ucelenými částmi obce, tzv. polními tratěmi

67 strana 67 Tématické mapy Podrobně zobrazují zájmové přírodní, technické a socioekonomické objekty, jevy a jejich základní vztahy. Těmito vztahy se rozumí především poloha, rozšíření, pohyb, funkce, kvalita, kvantita, frekvence výskytu, intenzita, aj. Typickou vlastností těchto map je výrazná preference kartografického vyjádření toho mapového prvku, který je s ohledem na tematiku mapy dominantní. Rozlišujeme: fyzickogeografické mapy přírodních jevů (zahrnují vše co vzniklo převážně činností přírody) - fyzické (vodstvo, výškopis), gravimetrické (tížnicové odchylky), tektonické (zlomové linie) - seizmické (četnost a intenzita zemětřesení), geologické (geologické útvary dle stáří) - geomorfologické (tvary terénního reliéfu), nerostných surovin (ložiska, vydatnost) - klimatické (stav ovzduší dle dlouhodobých pozorování), meteorologické (stav ovzduší) - hydrogeologické (propustnost podloží, spodní voda), hydrologické (vodstvo, rozvodí, záplavové oblasti aj.) - vodohospodářské (vodní zdroje, přehrady, jezy), geobotanické (vegetační, rozšíření rostlin) - zoogeografické (rozšíření živočišných druhů)

68 strana 68 socioekonomické mapy společenských jevů (jevy a objekty, které jsou výsledkem lidské činnosti) - obyvatelstva (hustota, rozmístění), hospodářské (průmysl, zemědělství, služby) - kultury (věda, školství, zdravotnictví), administrativní (různé hranice) - geodetických a kartografických podkladů (klady, přehledy sítí geodet. bodů) - dějepisné (historické události a jevy), využití půd, důlní (hlubinné a povrchové doly, lomy) - lovu a rybolovu (výskyt lovné zvěře a ryb), turistické (pěší a vodní turistika) technické mapy různých technických činností - námořní (majáky, bóje) - navigační - letecké - projekční - dopravní (silniční, železniční, městská doprava) - automapy

69 strana 69 Účelové mapy Jedná se o tématické mapy velkého měřítka zhotovené pro daný účel. Nejčastějším podkladem je katastrální mapa. Vznikají: - přímým měřením a zobrazením - přepracováním stávajících map - částečným odvozením ze stávajících map Forma účelových map: - Grafická (mapa pouze v grafické podobě, prvotní měřické údaje nejsou vůbec zaznamenány nebo jen v míře, která neumožňuje kompletní znázornění obsahu, jedná se o některé odvozené mapy a původní mapy pořízené stolovou metodou) - Číselná (mapa původní zpracovaná na podkladě měření číselnými metodami, měřená data jsou dokumentována ve formě náčrtů a zápisníků z nichž se provádí obnova originálu při jeho zničení) - Digitální (mapa s alfanumerickým záznamem svého obsahu, který je možno pomocí počítačové techniky vizualizovat, graficky znázornit, případně jinak účelově využít)

70 strana 70 Obsah, přesnost a měřítko: - vychází ze speciálního účelu pro který jsou tvořeny - obsahuje geodet. body, polohopis, výškopis a popis - mapový rám lze libovolně posunout nebo změnit jeho rozměr (pro docílení souvislého zobrazení mapovaného území) Dělení účelových map: - Základní účelové mapy (TMM, ZMZ, ZMD, ZML, JŽM) - Mapy podzemních prostor (jeskyně, podzemní chodby; ne doly, tunely a metro) - Ostatní účelové mapy (pro projektové účely, lesnické, sídliště, památkové, vodohospodářské, pozemkové úpravy, geodetická část dokumentace skutečného provedení staveb, pro provozní potřeby organizací) Využití map: - pro plánovací a projektové účely - pro provozní, evidenční a dokumentační účely