GE18 KARTOGRAFIE A ZÁKLADY GIS

Transkript

1 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ LADISLAV PLÁNKA GE18 KARTOGRAFIE A ZÁKLADY GIS MODUL 01 ÚVOD DO KARTOGRAFIE

2 STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

3 Ladislav Plánka, Brno 2006

4

5 Obsah OBSAH 1 Pedmluva Úvod Cíle Požadované znalosti Doba potebná ke studiu Klíová slova Kartografie jako vdní disciplína Definice kartografie Kartografie v systému vd Vnitní struktura kartografie Kartografická metoda poznávání skutenosti Vznik vdní disciplíny kartografie Kartografická díla Rovinná (dvourozmrná) kartografická díla Nárty Plány Mapy Mapy individuální Kartogramy a kartodiagramy Rovinná kartografická díla se zdraznním tetího rozmru Mapové soubory (atlasy) Mapová díla Atlasy Hybridní kartografická díla Prostorová kartografická díla Tyflokartografická díla Glóby Digitální kartografická díla Holografická mapa Latentní/virtuální mapy (2D/3D) Dynamická kartografická díla Animace a virtuální (true) realita Kartografické doplky Kartografické kuriozity Geometrické základy kartografických dl Tvar a velikost Zem Volba prmtny Urování polohy Souadnice na sférické ploše Souadnicový systém WGS Kartografické souadnice (117) -

6 Kartografie a základy GIS Modul Rovinné souadnice Souadnicové systémy stabilního katastru Souadnicový systém jednotné trigonometrické sít katastrální Systém S-JTSK/ Souadnicový systém S Geografický identifikátor Základní kostra pro polohopisné mapování Kartografické zobrazení (projekce) Volba kartografických zobrazení Transformace Transformace v rovin Transformace geocentrických systém Transformace mezi geodetickými souadnými systémy Transformaní software Výšková základní kostra Obsah kartografických dl Mapová plocha Prvky kartografického zobrazení (prvky obsahu mapového pole) Konstrukní (matematické) prvky Mítko kartografických dl Kompozice mapy Obsahové prvky mapy Topografický obsah Tematický obsah Závr Shrnutí Studijní prameny Seznam použité literatury Publikace Instrukce, metodické pokyny, návody a pedpisy Zákony a vyhlášky Seznam doplkové studijní literatury Publikace Zákony a vyhlášky (117) -

7 Pedmluva 1 Pedmluva Mapy, by smyšlené, mají nevyerpatelné zdroje poutavosti pro každého, kdo má oi k vidní a aspo špetku obraznosti, aby tomu porozuml. (Pevzato z ernoušek, M.: Poklad na ostrov. Reflex 31/2001) Mapa je velkým kouzelným klíem, který otevírá brány svta (Hons,J.-Šimák,B., 1942) Mapy mají tak dávnou historii, že se dosud nepodailo proniknout k jejím poátkm (Kucha,K., 1958) Pojem kartografie je v široké veejnosti spojován pevážn s mapou a jejími tvrci. Ostatní kartografická díla jako glóby, atlasy aj. se do kartografie adí automaticky také, ale nemají již tak obecný význam jako mapa. ekne-li nkdo, že kartograf dlá mapy, absolutn tím nevyluuje skutenost, že kartograf dlá i glóby, atlasy aj. Obrácen již tato teze platí v daleko menším potu pípad. Složitjší vztah je mezi kartografem a tvrcem digitálních kartografických dl, vetn tch, která jsou umístna ve svtových poítaových sítích (Intranet aj.). že kartograf je, nebo by alespo ml být, jejich tvrcem, je upozadná informace - významnji je v tomto pípad vnímán specialista, který takové dílo veejnosti zpístupuje. Z toho vyplývá i nízké spoleenské povdomí o poteb nahlížet na jakékoliv kartografické dílo jako na dílo, jež podléhá autorské ochran stejn jako kniha, píse i film 1. Následující text svdí o znaných rozpacích pi specifikaci povolání kartograf. Podle Pravdy,J., 2001 jej pravdpodobn mže vykonávat každý, nebo: Kartograf je profese, odborný pracovník v oblasti teorie a praxe tvorby, zpracování a vydávání map. Má zpravidla vysokoškolské (univerzitní) nebo stedoškolské vzdlávání, anebo je odborn zaškolený. V nkterých státech se za kartografa považuje jen zruný kresli nebo jiný úastník procesu zpracování mapy s nižší kvalifikací. U nás se považují za kartografy i jiní specialisté (nap. geodeti, geografové, geologové, meteorologové, etnografové apod.), kteí se specializují na kartografické vyjadování (tvorbu map) s tematikou svého oboru. V minulosti byl kartografem zruný emeslník až umlec. Tematika kartografie a kartografických dl je po všech stránkách velmi obsáhlá, a proto není v silách jedince, postihnout ji v celé její šíi se stejnou mírou podrobnosti. Pedkládané texty modul vznikaly postupn pi píprav pednášek s kartografickou tematikou pro studenty oboru geodézie a kartografie na Fakult stavební VUT v Brn a obsahují pedevším informace pocházející z dl renomovaných kartograf, pedevším pak V. Hojovce, B. Veverky a J. Pravdy, doplované a korigované z dalších informaních zdroj (viz Studijní prameny), vetn Intranetu. Je teba na nj nahlížet jako na subjektivní materiál, který musí být nutn neustále doplován a zpesován. Jeho uživatele by ml v mnoha pípadech provokovat k hledání pravdy a 1 V dalším textu bych se striktn ml držet termínu kartografické dílo, pokud se vyložen nevnuji mapám, ale zvyk je pece jen železná košile, a tak se asto v obecném smyslu kartografického díla nesprávn uchýlím k jednoduššímu užití termínu mapa. - 7 (117) -

8 Kartografie a základy GIS Modul 01 dalších informací v novjších nebo mnou nepoužitých literárních zdrojích a doplování témat, která se do modul k pedmtu GE18 Kartografie a základy GIS zatím nedostaly. Jedná se pedevším o problematiku vlastní digitální kartografie a národních kartografických dl jednotlivých zemí svta s drazem na zem Evropské unie. 2 Úvod Geografické objekty lze úspšn popisovat slovn jen do urité podrobnostní úrovn. S jejím rstem je tento popis pinejlepším nepehledný, a proto musí nastoupit jiné efektivnjší vyjadovací prostedky, jimiž jsou rzná kartografická díla. Tato díla však naopak nelze považovat za pouhý doprovod slovních výklad. Samy o sob pedstavují významný informaní zdroj. Jsou významnou souástí výmny, a to i mezinárodní výmny, informací. Každé kartografické dílo je obrazem topografických a geografických znalostí své doby. Historický vývoj jeho obsahu byl vždy odrazem djinného vývoje lidské spolenosti, její ideologické, kulturní a technické vysplosti. Kartografická díla jsou obdobným mítkem kulturní vysplosti národa a projevem jeho vzdlanosti jako význaná knižní, hudební, filmová, malíská aj. díla. Umní kresby map a plán, které s pojmem kartografické dílo spojujeme nejastji, patí k nejstarším innostem lidstva. Souasná kartografická díla, tj. jednotlivé mapy, mapové soubory a atlasy, globusy aj. a jejich digitální, resp. multimediální ekvivalenty, jsou ve své vtšin pesnými, technicky i esteticky dokonalými výrobky, vytváenými na vdeckém základ. Uritý vliv módní podbízivosti, tržní dravosti i kýovitosti však nkterá z nich v souasné dob pebírají podobn, jak tomu bylo kdykoliv v minulosti. Hlavním úelem kartografického díla je zobrazit celý povrch kulového tlesa (povrch Zem, povrch vesmírných objekt, nebeská sféra) nebo jeho ásti, a to bu všeobecn nebo s ohledem na urité specifické požadavky jeho potenciálních uživatel. Toto zobrazení musí odpovídat úelu kartografického díla a s ohledem na nj pak musí být pesné, úplné, jasné a srozumitelné urenému okruhu uživatel, dobe itelné a v neposlední ad i esteticky zdailé. Mapa musí Obr. 2-1 umožovat identifikaci rzných objekt v terénu, ale i urení svtových stran ztotožnním objekt na map a v terénu (orientace podle mapy). - 8 (117) -

9 Úvod Dlouhou dobu bylo na tvorbu map nazíráno jako na umleckou innost, a tak nepekvapuje tvrzení, že kartograf byl asto fantastou. Místo aby nechal neznámá místa nepokrytá, vepisoval do nich rzná sdlení jako nap. ono známé Hic sunt leones, resp. Terra incognita, anebo astji do tchto míst umlecky ztvároval svoje pedstavy biblických výjev. Teprve až od století, kdy se do kartografie prosazuje matematika (kartografická zobrazení na matematických principech), se zaíná formovat jako vdní disciplína. Ve srovnání s výzdobou map z tohoto období se však souasná kartografie mže jevit jako málo pvabná, i když mnohem pesnjší a podrobnjší. V každém pípad jsou mapy vždy praktickou pomckou mnoha profesí, odráží se v nich úrove znalostí lidstva o svt, vztahy mezi národy i rzné zmny zemského povrchu. Staré mapy a atlasy jsou v posledních letech nejen pedmtem sbratelské vášn, ale i dobrou investicí. Díky iniciativ Society for National Research vznikla v roce 1927 v Greenwichském námoním muzeu v Londýn mj. i knihovna kartografických dl, kterou lze t. pokládat v tomto ohledu za nejvtší na svt. Základem této knihovny je soukromá sbírka A.G.Macphersona. Z pozice teorie poznání se na mapu i na další kartografická díla pohlíží jako na prostorový, matematicky urený a zevšeobecnný obrazov-znakový model skutenosti, který se používá pro splnní vdeckých a praktických výzkum, ešení technicko-inženýrských úloh, prostorové plánování a projektování aj. Takový model má cenné gnoseologické (poznávací) vlastnosti. Velmi rychle se rozvíjí digitální (poítaová) kartografie, jejíž produkty pestávají být doménou geodet, kartograf, resp. geograf a stávají se díky uživatelsky píjemnému softwarovému zabezpeení pracovním nástrojem projektant, architekt a dalších specialist, kteí lokalizují svá data v prostoru a kartograficky je znázorují. Tak jak byla díve kartografie vcí vybraných jednotlivc, je dnes prostednictvím digitální kartografie v podstat vcí veejnou. Setkat se s ní mžeme i na velmi neobvyklých místech, nap. i na etiket vinné lahve. Obr. 2-2 Tolkienova mapa Stedozem - 9 (117) -

10 Kartografie a základy GIS Modul 01 Ne každá mapa znázoruje uritý výsek prostorových vztah. asto je tento fakt zejmý, nkdy nikoliv. Prohlásím-li, že m soused vytopil byt a že mi na strop po vyschnutí omítky zstaly mapy, nebudu na nich studovat polohopis i výškopis, nýbrž objednám malíe pokoj. V jiném pípad, kterou pedstavuje nap. Seutterova mapa Pevnost lásky jde o úmysln vytvoenou fantaskní mapu, která je však významná svým textovou ástí, tvoící popis dobových zvyklostí v milostné praxi. Takové mapy fiktivních území nejsou neznámé ani ve výukovém procesu ani jako souásti rzných stolních her, vetn her poítaových. Tolkienova Stedozem z Pána prsten byla po vydání knihy vytištna samostatn ve velkém formátu a barevn. V roce 1981 vyšel dokonce Atlas Stedozem, který vytvoila Karen Wynn Fonstadová, který obsahuje všechna místa a zem Tolkienových dl. Obdobné mapy jsou i v jiných fiktivních literárních dílech (nap. v Milneho knize Medvídek Pú aj.). 2.1 Cíle V konícím ptiletém magisterském studiu oboru geodézie a kartografie na Fakult stavební VUT v Brn byl vlastní obor kartografie prakticky rozvržen do celého studijního cyklu. Ve školním roce 2005/2006 byl naposledy oteven pedmt Kartografické kreslení, který ml ve dvou hodinách cviení týdn seznámit pedevším studenty picházející ze stedních škol všeobecného a humanitního zamení s praktickými základy kresby. Vytsnilo jej již delší dobu soubžn probíhající povinné studium digitálních technologií. Velmi významn pispívaly a v souasnosti stále pispívají k získávání praktických dovedností v oblasti digitální kartografie povinné pedmty, v jejichž náplni je studium grafických procesor (1. roník, letní semestr), poítaové grafiky (2. roník, zimní semestr) a povinn volitelné pedmty AutoCAD a MicroStation (3. roník, zimní semestr), které navazovaly na fakultativn volitelné pedmty zabývající se CAD modelováním po celý druhý roník studia. První kontakt s kartografickou problematikou uinili studenti obvykle pi výkladu historických základ píslušné dílí geodetické disciplíny, komplexnji pak v pedmtu Djiny zemmictví (1. roník, zimní semestr). Praktické znalosti a dovednosti s tímto oborem související pak zaínali nabírat od zimního semestru 3. roníku, kdy bylo zahájeno dvousemestrové studium Mapování, zamené na podrobné a topografické mapování a s tím spojené pedevším velkomítkové mapy a od letního semestru 3. roníku, kdy bylo zahájeno dvousemestrové studium Katastru nemovitostí a probhla jednosemestrální výuka pedmtu Matematická kartografie (2 hodiny pednášek, 1 hodina cviení týdn). Nabyté zrunosti a znalosti završovalo dvousemestrální studium vlastního pedmtu Kartografie. V harmonogramu pednášek pedmtu se v zimním semestru objevily mj. pasáže vnované klasické kartografii, jako nap. teorie kartografického jazyka, interpretaní metodika, kartografická generalizace, pasáže vnované aktuálním státním a svtovým mapovým dílm a vývoji eské a svtové kartografie a pasáže pojednávající o legislativním a institucionálním zabezpeení kartografie. V pednáškách letního semestru byly v rámci kartografie probírány základní metody analogové a digitální kartografické tvorby a výroby - 10 (117) -

11 Úvod kartografických dl. Cviení byly v prbhu celého roku vnovány digitální kartografické tvorb v prostedí MicroStation PC. Pi akreditaci oboru v roce 2001 se zvýšil v celém profilu studia draz na informaní technologie zízením dvou studijních zamení, a to Inženýrská geodézie (IG) a Katastr nemovitostí a kartografická informace (KNE) pro studenty pátého roníku. Krom pedmt Územní informaní systémy, Zpracování obrazových dat a Digitální modely terénu a 3D modelování, které jsou povinné, resp. povinn volitelné pro ob zamení se zavádí pro zamení KNE v letním semestru pedmt Kartografická informatika (2 hodiny pednášek, 2 hodiny cviení, 5 kredit), jehož cílem je pochopení princip kartografické interpretace a kartografického díla jako základní vrstvy geoinformaních systém. Pednášky a cviení se v nm zamovaly pedevším na softwarové a hardwarové zabezpeení digitální kartografie, civilní a vojenské geografické informaní systémy a na n vázaná národní digitální kartografická díla, problematiku rychlého modelování a standardizace geografické informace/geomatiky aj. Nov akreditované strukturované studium podstatn snížilo varianí prostor pro rozložení obsáhlé kartografické problematiky zejména proto, že bylo teba úeln a s rozumným penzem znalostí ukonit bakaláský studijní program. Studijní program tak nepímo ale drazn akcentuje samostudium a potebu dostupných uebních opor. Vzdlávání v oblasti katastru nemovitostí a kartografie na bakaláském stupni zaíná již v prvním roníku podprnými pedmty jako jsou Základy informatiky (zimní semestr) a MicroStation (letní semestr) a od druhého roníku Poítaová grafika (zimní semestr), který lze v rámci povinn volitelných pedmt prohloubit v letním semestru a doplnit studiem pedmt Databáze, AutoCAD a Technologie Internetu. Výuka kartografie v podstat zaíná již ve tetím semestru (2. roník) dvousemestrovým pedmtem Mapování, který navazuje na výuku princip geodetických mických a zpracovatelských metod v prvních dvou semestrech studia. Výuka se programov zamuje pedevším na mické metody a technologie zpracování dat pi tvorb podrobných a topografických map velkého, resp. stedního mítka. Ve tvrtém semestru 2. roníku je pak zahájeno dvousemestrové studium pedmtu Katastr nemovitostí. Vlastní kartografii je vnován až letní semestr 3. roníku bakaláského studia, jemuž je sice pisouzena velká váha (7 kredit), ale pomrn krátký asový prostor. V jeho rámci bude probírána problematika klasické kartografie, vetn kartografie matematické, s velkou mírou generalizace. Draz bude kladen pedevším na geometrické základy kartografických dl a kartografická zobrazení, teorii kartografické informace, státní mapová díla R jako souást geoinformaních systém a na legislativní a institucionální zabezpeení kartografie a GIS technologií. Hodiny cviení budou vnovány teorii i praxi digitální tvorby map. K hlubšímu studiu vývoje eské a svtové kartografie mže posloužit i pedmt Djiny zemmictví v zimním semestru 3. roníku. Ve studijních plánech Ústavu geodézie Fakulty stavební VUT v Brn zaujímaly a zaujímá kartografie po celou dobu existence oboru vždy významné a vážené místo pesto, že se jim z rzných dvod zatím nepodailo - 11 (117) -

12 Kartografie a základy GIS Modul 01 vystoupit z ochranných kídel geodézie a etablovat se jako samostatná katedra (ústav). Samostatné zamení studia na Inženýrskou geodézii a Katastr nemovitostí a kartografickou informatiku v posledním roce magisterského studia se z posledního období ptiletého studia penáší i do souasného strukturovaného studia. Cílem pedmtu GE18 Kartografie a základy GIS je rozšíení znalostí student geodézie o kartografickou gramotnost, která musí být založena na pochopení princip kartografické interpretace a kartografického díla jako základní vrstvy geoinformaních systém a jako výrazu kulturní a technické úrovn spolenosti. Podklady pro studium jsou v této fázi (íjen 2006) rozdleny do 5 modul: 1. Úvod do kartografie. 2. Kartografická interpretace. 3. Kartografická generalizace a kartometrie. 4. Úední mapy. 5. Státní mapové dílo. Pro plné vystižení tématu je teba v brzké dob doplnit moduly pojednávající o kartografické tvorb a výrob map, o digitálních kartografických dílech a o geografických informaních systémech. V žádném pípad nelze pominout ani uební texty pojednávající o vývoji eské a svtové kartografie. 2.2 Požadované znalosti Požaduje se znalost výškových a polohových souadnicových systém, základních metod mapování a velkomítkových kartografických dl (v rozsahu studijních pedmt Mapování a Katastr nemovitostí ), jakož i stedoškolské terminologie geografických informaních systém (GIS). 2.3 Doba potebná ke studiu Pro zvládnutí celého rozsahu pedmtu jsou v denním studiu plánovány jen v letním semestru 3 hodiny pednášek a 3 hodiny cviení. Pi délce trvání semestru 13 týdn to odpovídá 13 x 6, tj. 78 hodin ízeného studia pro všechny moduly. Prezentovaný rozsah látky proto není zvládnutelný bez samostudia a urité specializace, která je závislá na konkrétním zamení studenta, resp. jeho bakaláské práce. 2.4 Klíová slova Druhy kartografických dl a jejich geometrické základy, kartografická zobrazení a souadnicové systémy státních mapových dl, obsah kartografických dl (v modulech 02 05: kartografické vyjadovací prostedky, kartografický jazyk, interpretace bodových, liniových a plošných objekt, kartografická generalizace, kartometrické vlastnosti map, - 12 (117) -

13 Úvod morfometrické a centrografické úlohy, tematická kartografie (kartogramy, kartodiagramy, diagramová mítka, kartografická anamorfóza), druhy aktuálních státních mapových dl, jejich geodetické a kartografické základy a princip nomenklatury (117) -

14

15 Kartografie jako vdní disciplína 3 Kartografie jako vdní disciplína Kartografie je vdní obor i technická disciplína, mající svj pedmt zkoumání, odbornou terminologii, vlastní formální jazyk pro popis teoretických i praktických aspekt a matematicky podložené teorie i zákonitosti. Výsledkem innosti kartograf jsou kartografická díla. Pedmtem zkoumání v kartografii je proces vytváení a využívání kartografických dl jakožto specifických zobrazení (abstraktních model) prostorového uspoádání skutenosti. Hlavními složkami metodiky kartografie jsou matematické vztahy mezi referenní plochou zobrazované skutenosti (Zem, planet, hvzdné sféry) a jejím obrazem na zvolené ploše (nejastji v rovin mapy). Dále jde o proces kartografického zevšeobecování (generalizace) a interpretace zobrazovaných jev pomocí kartografických vyjadovacích prostedk (smluvených znak, jazyka mapy). Vznik mapových (kartografických) dl a práce s ním spojené mžeme rozlenit do následujících základních etap: práce astronomicko-geodetické, jejichž úelem je zhotovení geodetické kostry, tj. zamení uritých význaných bod, které propojeny vytváejí geodetické sít rzných urení a pesností. práce topografické, jimiž se rozumí mapovací práce 2, které jsou nkolikého druhu. Jde bu o topografické práce v terénu, tedy o tzv. klasické (polní) metody, nebo o metody fotogrammetrické a metody dálkového przkumu Zem (DPZ), pi nichž vzniká pvodní mapa vyhodnocováním leteckých a družicových snímk, ale mže jít i o sbr dat a informací nap. statistickými šeteními, geologickými metodami aj. práce redakní práce kartografické pedstavují proces vlastní tvorby mapy na základ pedchozího sbru polohopisných, výškopisných, popisných a speciálních informací o vymezené ásti objektivní reality. práce reprodukní pedstavují rozmnožení finálního kartografického produktu z kartografického originálu na žádaný poet kvalitních kopií. 3.1 Definice kartografie Definovat kartografii, jako vdní disciplínu je s ohledem na její pestrý vývoj v rzných ástech svta velmi obtížné. Jist má své poátky již v mladší dob kamenné, ale jako o svébytné disciplín o ni mžeme hovoit až od 19. století (podle nkterých zdroj byl termín kartografie vytvoen až v roce 1839), o 2 Mapovací práce, resp. mapování je pak obecn souhrn praktických inností, mení, výpot a zobrazování konaných pro vyhotovení pvodní mapy. Jde tedy o innosti, pi nichž jsou poizována data a informace, jež umožují vytvoit kartografické dílo. Kartografické dílo je tedy koneným výsledkem mapování (117) -

16 Kartografie a základy GIS Modul 01 vdecké disciplín podle nkterých kapacit až od 20. století. V následujícím textu uvedeme pro srovnání jen nkteré definice. Kucha,K.: Kartografie je nauka o mapách Definice OSN: Kartografie je vda o sestavování map všech druh a zahrnuje veškeré operace od poáteního vymování až po vydání hotové produkce (United Nations, Department of Social Affairs, 1949) Terminologický slovník ICA: Kartografie je umní, vda a technologie vytváení map, vetn jejich studia jako vdeckých dokument a umleckých dl (Multilingual Dictionary of Technical Terms in Cartography, Wiesbaden, 1973). eská národní definice: Kartografie je vdní obor zabývající se znázornním zemského povrchu a nebeských tles a objekt, jev na nich a jejich vztah ve form kartografického díla a dále soubor inností pi zpracování a využívání map ( SN Názvosloví kartografie, 1984) Slovenská národní definice: Kartografie je vdní a technický obor, který se zabývá zobrazením Zem, kosmu, kosmických tles a jejich ástí, objekt a jev na nich nebo vztahujících se na n (vetn jejich charakteristik a vztah) ve form map, atlas a jiných kartografických dl, jakož i souvisejícím výzkumem a tídním získaných poznatk do ucelených koncepcí. Pedstavuje soubor technických a technologických inností souvisejících s tvorbou a zpracováním kartografických dl (STN ). Sališev (1982): Kartografie je vda o zobrazování a studiu jev pírody a spolenosti, jejich prostorového rozmístní, vzájemných vazeb a zmn v ase prostednictvím map a jiných kartografických model. Arnberger (1966): Kartografie je vda o logice, metodice a technice konstrukce, tvorby a využití map a jiných kartografických vyjadovacích forem, které jsou zpsobilé vzbudit prostorov správnou pedstavu o skutenosti. Geoinformaní definice: Kartografie je proces penosu informací, v jehož stedu je prostorová datová báze, která sama o sob mže být považována za mnohovrstevný model geografické skutenosti. Taková prostorová datová báze je základnou pro dílí kartografické procesy, pro nž erpá data z rozmanitých vstup a na výstupu vytváí rzné typy informaních produkt (Morrison, J.L.). S ohledem na historický vývoj dnes kartografie navazuje jednak na geodetické disciplíny zabývající se mením Zem a jejího povrchu (geodézie, mapování), jednak na širokou škálu geovdních (nap. geografie) a technických disciplín, od nichž pebírá informace, resp. dílí technologie pro nkterou etapu kartografické tvorby (polygrafie, poítaová grafika, fotografie aj.) a jimž naopak poskytuje prostedí pro lokalizaci jejich závr do zempisných souadnic. Velmi tsnými vazbami je spojena s dálkovým przkumem Zem (soubor metod a technických postup zabývajících se pozorováním a mením - 16 (117) -

17 Kartografie jako vdní disciplína objekt a jev na zemském povrchu a ve styných nadzemních a podpovrchových vrstvách bez pímého kontaktu s nimi a zpracováním tchto dat za úelem získání informací o poloze, stavu a druhu tchto objekt a jev), aplikovanou informatikou (geoinformaní systémy) a s uživatelskou sférou (vojenství, státní správa aj.), pro níž plní mapa roli grafického pasportu zájmových objekt, pedagogického media aj. Od kartografie se vyžaduje, aby: umla promítnout zemský povrch na vhodnou plochu (kartografickou prmtnu), kterou lze rozvinout do roviny, umla sestavit plán, mapu, model, resp. jiné kartografické dílo, jež by zobrazilo topografickou nebo tematickou informaci o území v odpovídajícím zmenšení a ve vhodné úprav, umla vydat zpracované dílo ve velkém nákladu za úelem šíení informací o zobrazovaném prostedí. Na základ výše uvedeného pak lze formulovat i takovou definici kartografie, podle níž se jedná o vdní obor zabývající se tvorbou a vydáváním vhodn a esteticky zpracovaných kartografických dl, jejich studiem a využitím (Hybášek,J.). Pedmtem zájmu kartografie a kartografického ztvárnní nemusí být jenom Zem, nýbrž i vesmírná tlesa, nebeská sféra nebo její ásti apod., a proto je teba každé kartografické dílo chápat jako názorný souhrn uritých informací o Zemi, jiných vesmírných tlesech nebo o ástech Vesmíru, zobrazený vhodným zpsobem a ve vyhovujícím zmenšení do roviny nebo do modelu a tvoící tak informaní medium. 3.2 Kartografie v systému vd Kartografie má etné návaznosti na celou adu vdních i praktických obor. Tyto vazby jsou oboustranné. Na jedné stran kartografie od tchto obor pijímá, pracovn využívá a kartograficky interpretuje jejich poznatky, na druhé stran jim poznatky ve vhodné form poskytuje. Kartografii si pivlastují celé skupiny vdních disciplín. Hovoí o ni jako o vd, která je souástí technických, historických, geografických aj. vd. Každá takováto teze je do urité míry pravdivá, nebo kartografie mže zobrazit každou informaci (topografické, tematické), u které je vhodné, resp. úelné hovoit o prostorové poloze. Takovým zobrazením pak zptn pedává zdrojovým vdním disciplínám materiál pro studium prostorových vazeb. Kartografie je tsn svázána s: a) vdami, které svým matematickým základem budují geometrickou kostru mapy a každého mapového díla (geodézie, fotogrammetrie, astronomie, geofyzika aj.), b) vdami, které vysvtlují podstatu a popisují píiny pírodních pochod a jev, modelujících povrch Zem (geografie, geologie aj.), - 17 (117) -

18 Kartografie a základy GIS Modul 01 c) vdami, které umožují rozmnožení kartografických produkt (polygrafie, reprografie aj.), d) vdami filosofickými a spoleenskými prostednictvím informatiky. Obr. 3-1 Klasifikaní trojúhelník vd V souvislost s kartografií se velmi asto hovoí o topografii topografické mapování, topografické mapy apod.). Z historického pohledu je topografie pokládána za vdní a technickou disciplínu, která se zabývá tvarem, popisem, mením a zobrazováním zemského povrchu, ímž se zaadila na styk, resp. prnik kartografie a geodézie. Hlavním pedmtem jejího zájmu je georeliéf, vodní toky a plochy, vegetaní kryt a objekty vytvoené lovkem (v oceánografii se tento název aplikuje na povrch moského dna). Do poloviny 20. století se topografie vnovala technikám zamování zemského povrchu a rzných objekt a jev na nm (vetn využívání leteckých snímk) s cílem vyhotovit topografické mapy. V souasnosti ješt petrvává názor o urité samostatnosti topografie, ale v rámci geodézie, nebo v rámci kartografie, kde se oznauje jako topografické mapování. V souasné dob je kartografie ovlivována rozvojem techniky. Do kartografické tvorby úspšn pronikla automatizace založená na aplikaci výpoetní techniky a v prostedí souasné informaní exploze se tak stává kartografické dílo dležitým lánkem komunikaního etzu, založeného na zpracování a poskytování kartografických informací. S tím souvisí i inovace teorií jazyka mapy, teorií znakových struktur a v porovnání s geografickými informaními systémy i názor na pedmt a obsah kartografického díla a kartografie jako vdní disciplíny vbec. V souvislosti s rozvojem informatizace se nabízí pojetí kartografie jako vdy o sdlování, založené na procesu vzniku, záznamu a penosu speciální formy datové komunikace - mapového obrazu. Samy mapy mají pitom povahu celospoleenských informaních fond a na jejich obsah je nahlíženo jako na modely kartografické informatiky. Kartografie se zde dostává do spojení s teorií modelování (obraz mapy jako datový ale i matematicko-logický model reality), což vede k vazbám na teorii systém a teorii informace a kybernetiku. Ani toto spojení nevystihuje kartografii jako celek ve všech jejich aspektech, i když pojetí obrazu mapy jako datového modelu reality sílí pedevším s - 18 (117) -

19 Kartografie jako vdní disciplína rozvojem geoinformaních technologií. Je trvale zakotvena jak v geoinformatice/geomatice, tak v geoikonice. Obr. 3-2 Schéma geoinformatiky, resp. geomatiky Geoinformatika je obvykle chápána jako vdní disciplína, která se zabývá geografickými informaními systémy (GIS), které se považují za nástroj ke zkoumání geosystém (jejich struktury, vazeb, dynamiky, fungování v asoprostoru) prostednictvím poítaového modelování vetn kartografického, nebo v jiném výkladu jako vdecko-technická disciplína, která se zabírá sbrem, ukládáním, petváením, zobrazováním a poskytováním geografické informace v rzném tvaru (statistická data, tabulky, mapy) a k rzným cílm. Jedná se o interdisciplinární oblast poznání na styku geografie, kartografie a informatiky, která zkoumá pírodní a socioekonomické geosystémy (jejich strukturu, vztahy, dynamiku a pod.) pomocí modelování. Geomatika bývá chápána jako synonymum pro geoinformatiku, ale postupn proniká z Kanady a frankofonních zemí do svta a Evropy, zde výrazn proti prosazovanému (Rusko, Nmecko) termínu geoinformatika. Dnes ji lze považovat za širokou vdecko-technickou oblast, která zahrnuje používání geoinformaních technologií a telekomunikaních prostedk ke zpracování a využívání geografických informací, vetn automatizované mapové tvorby. Je považována za vdecký a technický interdisciplinární obor, zabývající se získáváním, ukládáním, integrací, analýzou, interpretací, distribucí a užíváním geografických dat (geodat) a geografických informací (geoinformací) pro poteby rozhodování, plánování a správy zdroj. Geomatika zahrnuje geodézii, kartografii, dálkový przkum Zem, fotogrammetrii, mapování a geografické informaní systémy. Jako geografické informaní systémy oznaujeme organizovaný soubor poítaového technického vybavení, programového vybavení, geografických dat a personálu, urený k úinnému sbru, uchovávání, údržb, manipulaci, analýze a zobrazování všech forem geograficky vztažené informace. Geoikonika (podle A.M.Berljanta) je rozvíjející se vdní disciplína, která vznikla na styku dálkového przkumu Zem, kartografie a poítaové grafiky. Zabývá se všeobecnou teorií geoobraz, metodami jejich analýzy a využívání ve vd a v praxi. S ohledem na klasifikaní trojúhelník vd má kartografie své místo v blízkosti jeho tžišt na stran vd technických a blíže k vrcholu vd sociálních. Z nejširšího hlediska je možno zaadit kartografii do oblasti vd o Zemi. Kartografie zde sehrává roli samostatného vdního oboru, který má sice s mnoha vdními disciplínami spolený pedmt zájmu - objety a jevy vázané na - 19 (117) -

20 Kartografie a základy GIS Modul 01 zemský povrch, prezentuje je však z hlediska ostatních obor nezastupitelným zpsobem. 3.3 Vnitní struktura kartografie Hledisek jak rozlenit tak složitý vdní obor jako kartografie mže být celá ada. Nkterá upednostují jednotlivé disciplíny, které se bhem vývoje v rámci kartografie formovaly jako relativn ucelené oblasti (klasické lenní kartografie), jiné zohledují základní aplikaní oblasti kartografie (tzv. lenní podle pívlastk). Konkrétní pedstava o klasifikaci kartografie mže vycházet i z nkolika teoretických koncepcí (logicky propracovaných soustav principiálních názor), mezi nimiž se prosazují pedevším koncepce: Obr. 3-3 Geoikonika a její vztahy k vybraným vdním disciplínám informaní, podle níž je kartografické dílo považováno za informaní médium (Koláný, 1967, 1969), v nmž je v každém bod (znaku) mapy skryta (zakódována) njaká informace. Za kartografickou informaci tedy mžeme považovat libovolnou informaci, která existuje v kartografické form, tj. je vyjádená kartografickými znaky. Na mapu tak lze aplikovat teorii informace, podle které lze provádt píslušné výpoty (nap. entropii mapy, tj. stupe neuritosti ped vytvoením mapových prvk urité podrobnosti), komunikaní, která považuje kartografické dílo za prostedek penosu informací (Koláný, 1967, 1969) od jejího tvrce k uživateli, neboli za prostedek kartografické komunikace, semiotická, která pedstavuje mapu jako systém grafických výrazových prostedk. Je pedmtem zájmu grafické semiotiky (Bertin, 1967). Zkoumá-li tato vda znaky a znakové systémy obecn, pak do jejího zorného pole patí i mapové znaky, v jejichž systému lze stejn jako v systému obecných znak, rozlišovat sémantiku, syntaktiku a pragmatiku, jazyková, která pedstavuje kartografické dílo jako výsledek aplikace prostedk a pravidel kartografického jazyka (Schlichtmann, mapový symbolismus, Ljutyj, jazyk mapy, Pravda, mapový jazyk), systémová, která považuje kartografické dílo za abstraktní systém sloužící ke zobrazení prvk a vazeb reálného (super)geosystému (Krcho, 1981, 1986), složeného z pírodních a spoleenských subsystém rzných ád, modelová, která považuje kartografické dílo za matematicko-kartografický model (Žukov, Serbeuk, Tlkunov, 1980) a kartografii za soubor - 20 (117) -