Kartografcké lsty, 2011, 19 20 Václav ČADA KARTOMETRICKÁ ANALÝZA A LOKALIZACE RUKOPISNÝCH MÜLLEROVÝCH MAP KRAJŮ ČECH PRO JEJICH PUBLIKOVÁNÍ NA MAPOVÉM PORTÁLU Čada, V.: Cartometrc analyss and localzaton of manuscrpt Müller's maps of the Czech regons for ther publcaton on the map portal. Kartografcké lsty 2011, 19, 7 fgs., 2 tabs., 2 annex, 8 refs. Abstract: When studyng hstorcal maps and ther data sets t may be approprated to compare ther content wth other perod sources. These archve documents often serve for comparatve studes wth recent state of the terrtory. Such actvtes requre complete coverage of the terrtory and georeferencng of those maps and data sets nto selected coordnate reference system. Publshng of hstorcal maps by means of modern web technologes offers extraordnary possbltes of openng these hstorcal jewels to general publc and use of ther nformaton potental nto contemporary projects. Orgnal Müller's map of the Czech regons, compled between 1712 and 1718, are exceptonal from content, technology and hstorcal pont of vew. They represent the terrtory wthn regonal admnstratve boundares of that tme completed by smple nformatve drawng of topography behnd those boundares n the approxmatve scale 1 : 100 000. The most mportant objects n Müller's maps of the Czech regons are settlemets dfferentated accordng ther types by map symbols. They can be effectvely used to maps and map data sets georeferecng. Presented paper provdes a detaled cartometrc analyss of planmetrc elements of ndvdual manuscrpt maps of regons and results of accuracy of ther georeferencng as well. Keywords: database of settlements, hstorcal maps, map portal, web servces Úvod Př studu starých map a mapových sad je vhodné konfrontovat jejch obsah nejen s dalším dobovým prameny, ale často tyto archvále slouží pro srovnávací stude se současným stavem v území. Proto je přínosné staré mapy a mapové sady starých map zpracovat tak, aby dané území pokrývaly souvsle ve zvoleném souřadncovém systému. Publkování starých map moderním webovým technologem dává nebývalé možnost zpřístupnění těchto hstorckých skvostů šroké veřejnost a je možné využívat jejch nformační potencál v současných projektech. Z obsahového, technologckého hstorckého hledska jsou v tomto směru naprosto unkátní rukopsné Müllerovy mapy krajů, vyhotovené v Čechách v letech 1712 až 1718 jako mapy původní zobrazující území v tehdejších krajských správních hrancích se zjednodušenou a často orentační kresbou topografckého obsahu v prostoru za touto hrancí přblžně v měřítku 1 : 100 000 (Čada, 2010). Až následně vznklo nejznámější Müllerovo kartografcké dílo z území Čech Mappa geographca regn Bohemae n duodecm crculos dvsae cum comtatu Glacens et dstrctu Egerano aduncts crcumacentum regonum partbus contermns ex accurata totus regn perlustratone et geometrca dmensone omnbus, ut par est, numers absoluta et ad usum commodum nec non omna et sngula dstnctus cognoscenda XXV sectonbus exhbta a Joh. Chrstoph Müller, S. C. M. captan, et ngen. A. C. MDCCXX, vydané jako soubor 25 mapových lstů v přblžném měřítku 1 : 132 000 jako mapa odvozená. Postupně vyhotovované mapy jednotlvých dědčných zemí Rakouské monarche měly být součástí uvažovaného atlasu habsburské říše (Atlas Austracus). K tomuto záměru bohužel v důsledku úmrtí Jana Kryštofa Müllera v roce 1720 nkdy nedošlo. Doc. Ing. Václav ČADA, CSc., Západočeská unverzta v Plzn, Fakulta aplkovaných věd, Katedra matematky, oddělení geomatky, Unverztní 22, 314 00 Plzeň, e-mal: cada@kma.zcu.cz
1. Rukopsné Müllerovy mapy krajů Na základě císařského patentu ze 4. května 1712 byl J. Ch. Müller pověřen mapováním Čech. Měření bylo započato v tehdy největším českém kraj Bechyňském (Regn Bohemae crculus Bechnenss quem mandato Caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet I.C. Müller; S.C.M. Ing:). Dále byl mapován kraj Prácheňský (Mappa chorographca crcul Prachnenss n regno Bohemae quem mandato caesareo accurate emensus hec delneatum exhbet I.C. Müller; S.C. Majest: Captan: et Ingen:) (1713), Plzeňský, Chebský (1714), Loketský 1, Žatecký, Rakovncký 2 (Regn Bohemae crculus Rakoncenss quem mandato caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet Joh.Chrst. Müller; S.C.M. Captan: et Ingenar) (1715), Ltoměřcký (Regn Bohemae crculus Ltomercenss quem mandato caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet J.C. Müller; S.C.M. Capt: et Ing:), Královéhradecký (Regn Bohemae crculus Regnohradecenss quem mandato caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet Joh: Chrstoph: Müller; S.C.M. Captan: et Ingen:), Chrudmský (Regn Bohemae crculus Chrudmenss quem mandato caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet Joh:Chrstoph: Müller; S.C.M. Capt: et Ingen:), Čáslavský (Regn Bohemae crculus Czaslavenss quem mandato caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet Joh:Chrst: Müller; S.C.M. Captan: et Ingen:) a Kouřmský (Regn Bohemae crculus Kaurzmenss quem mandato caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet Joh: Chrstophorus: Müller; S.C.M. Capt: et Ingen:). Mapa Čáslavského kraje byla dokončena v únoru 1717, mapa Kouřmského následně pak v březnu roku 1717. Mapování završl autor v kraj Boleslavském 3 a Berounském 4 (Regn Bohemae crculus Beraunenss quem mandato caesareo accurate emensus hac mappa delneatum exhbet Joh: Chrst: Müller; S.C.M. Captan. et Ingen:) a dokončení map se uskutečnlo lednu 1718. Dosud nalezené rukopsné mapy krajů Čech jsou uloženy v oddělení uměleckých sbírek Památníku národního písemnctví v Praze na Strahově (Kupčík, 1995). Bohužel se dosud nepodařlo nalézt rukopsnou mapu Plzeňského, Boleslavského a Žateckého kraje. Rukopsné mapy krajů byly podkladem pro rukopsnou mapu Čech (Mappa geographca totus Regn Bohemae n duodecm crculos novter dvsae cum comtatu Glacens et dstrktu Egerano quam Augustssmo Invctssmoque Prncp ac Domno Domno Carolo VI. Romanorum Imperator semper augusto Germanae Hspanarum Hungarae Bohemae Reg propagator re chrstanae publcaeque felctats optmo maxmo summa cum petate dedcat Maestatus ejus nfmus servus Joh: Chrstoph: Müller, S. C. M. Captan: et Ingen: Author), věnovanou Karlu VI. (Čada, Vchrová, 2009). Po provedených revzích map krajským hejtmany, které výrazně zpozdly a negatvně ovlvnly kvaltu obsahu map a jejch včasné odevzdání, Müller vyhotovl a předal referentov české dvorské kanceláře (Referendarus v. Debln) rukopsné předlohy pro mědrytnu mapy Čech na 25 mapových lstech s přpojeným jedním lstem přehledovým. 1.1 Polohopsný obsah rukopsných Müllerových map krajů Polohops rukopsných Müllerových map pravděpodobně vycházel z měřených vzdáleností (Paldus, 1907) a směrů (spíše magnetckých azmutů). Měření délek bylo prováděno pomocí nstrumentum vatorum, přístroje přpevněného k cestovnímu vozu, kdy naměřená délka byla funkčně závslá na počtu otáček kola a jeho obvodu. Takto byly měřeny vzdálenost po topografckém zemském povrchu, nkol vzdálenost vodorovné a přímé nebo dokonce převedené do zobrazovací rovny. Značné rozdíly měřených délek v terénu (cestovní vzdálenost) a přímých délek potřebných pro konstrukc map (kartometrcké délky) byly následně řešeny přblžnou redukcí délek zjštěných vatorem as o deset procent. Př určování směrových poměrů se vycházelo z měření magnetckých azmutů (vz dostupná měřcká výbava topografa). Buzolní měření (buzolní pořady) používal Müller prokazatelně pro přesnější a podrobnější mapování, jakým bylo např. mapování krušnohorských hranc. O využívání buzolních měření svědčí zobrazení směrových růžc. Na rukopsné mapě Prácheňského kraje je 1 Loketský kraj byl územně sloučen s krajem Žateckým 2 Původní název Slánský kraj (Pars crcul Satecenss) 3 Pars crcul Boleslavenss 4 Berounský kraj vznkl sloučením původního kraje Podbrdského (Pars crcul Podbrdenss) a kraje Vltavského (Pars crcul Moldavenss) 21
přímo ve středu směrové růžce po obou stranách směrovky magnetcké deklnace vyznačena její hodnota (Vnen 1708 Declnat 10 o ). Hodnoty magnetcké deklnace odměřené na rastrových ekvvalentech rukopsných Müllerových map jsou uvedeny v (Čada a Vchrová, 2009) a další podrobnost o problematce měření v (Čada, 2010). Není však reálné s ohledem na postup prací a skutečnost, že Müller pracoval na několka zakázkách a v různých krajích současně, že by veškeré konstrukční délky byly měřeny. Od 17. století jsou pravdelně vydávány podrobné poštovní lexkony a cestovní tneráře s nformacem o vzdálenostech jednotlvých míst. Velce zásadní byla také spolupráce s místní (zemskou, krajskou) správou, která je doložena osobní korespondencí Müllera s dvorskou admnstratvou, a proto je možné vyslovt hypotézu, že veškeré tyto zdroje byly využívány a že vlastní měření bylo omezeno na mnmum. Základní polohopsný obsah rukopsných Müllerových map krajů zobrazoval především sídla typově rozdělená na opevněná města (zobrazen schematcky půdorys města a opevnění s blokovou zástavbou uvntř hradeb), neopevněná města, městečka s trhy, městečka se zámky, vs s kostely a zámkem, vs se zámkem, vs s kostely, vs bez kostelů a zmzelé vs. Jako sídelní objekty můžeme dále zařadt hrady, zámky, panská a rytířská sídla (Semotanová, 2001). Sídla jsou nejvýznamnějším polohopsným objekty dobře použtelným pro lokalzac jednotlvých map. Mapové znaky sídel na rukopsných Müllerových mapách Čech a jejch změny jsou uvedeny příloze 1 5, kde jednotlvé kraje jsou uvedeny v pořadí tak, jak postupovalo mapování. Dalším prvky základního polohopsu jsou královské slnce, řeky a krajské (zemské) hrance. Tento polohopsný obsah je však zobrazen pouze schematcky a není proto vhodný pro lokalzac rukopsných map krajů. Zobrazené komunkace dávají pouze orentační přehled o propojení nejdůležtějších sídel bez ambce na komplexnost vyjádření jž tehdy exstující slnční sítě. Podobně je tomu u vodních toků a rybnčních soustav, kde v porovnání s přesností sídel, nastávají mnohem větší odchylky nejen v poloze, ale především v geometrckém tvaru těchto objektů. Tematcký polohopsný obsah byl tvořen objekty církevním (samostatně stojící kostely, kláštery) a objekty hospodářským (rybníky, hostnce, vodní a větrné mlýny, mosty, pošty, doly na železnou rudu, zlaté doly, doly na stříbro, doly na cín). Mapové znaky tematckého obsahu rukopsných Müllerových map Čech jsou uvedeny příloze 2 6. Na Müllerových rukopsných mapách krajů se dále setkáváme s objekty, které nemají vlastní mapovou značku a jsou rozlšené pouze popsem jako např. ovčíny (ovle), poustevny (eremtora), lázně (thermae č balneum), sklárny (offcnae vtrarae nebo Glasshütten) nebo myslvny (Jägerhaus) (tab. 1). Tyto objekty jsou mapovým znakem zakresleny až v mapovém souboru Müllerovy mapy Čech Mappa geographca regn Bohemae n duodecm crculos dvsae cum comtatu Glacens. Pops je markantní součástí obsahu rukopsných map krajů a je nejčastěj použt pro názvy sídel, samot a dvorců. U některých osad (např. Bechyňský a Prácheňský kraj) je německý pops doplněn českým názvem sídla s předsazeným písmenem B. Výrazný je pops nejen zemí a krajů územně správního členění ještě před územní reformou z roku 1714, ale též pops hrančních pohoří Tab. 1 Objekty na Müllerových mapách krajů bez vlastního mapového znaku Ovčnec Poustevna Lázně Sklárna Myslvna 5 Pozn. redakce: príloha je na http://home.zcu.cz/~cada/www-kma/download/prloha_1.pdf 6 Pozn. redakce: príloha je na http://home.zcu.cz/~cada/www-kma/download/prloha_2.pdf 22
a horských pásem. Popsem jsou rozlšeny některé vodní toky (např. Elb.fl.) včetně pramenů a významné regonální lokalty jako např. Rbenzahls Luft garden (obr. 1). Popsem jsou doplněny některé rybníky jhočeské rybnční pánve v Bechyňském kraj. Popsem je doplněna např. hstorcká Zlatá stezka (der guldene Steg) v Prácheňském kraj nebo jednotlvé drobné církevní stavby jako kostelíky a kaplčky jmény svatých, kterým jsou zasvěceny. Pops jednotlvých objektů však není systematcký an na celém území kraje, ale výrazně se lší v jednotlvých mapách. Obr. 1 Výřez z rukopsné mapy Hradeckého kraje (výřez natočený severovýchodním směrem) Terénní pokryv je vyjádřen pomocí chnogramů (otsků různě velkých schematckých znaků), které jsou sdružovány do areálů a dávají velm dobrý obraz o vegetac především lesních komplexů (obr. 2). Provedení chnogramů je však na jednotlvých mapách krajů různé a na pozděj vyhotovených mapách je zřejmá snaha o zjednodušení znaků. Na mapách Bechyňského a Prácheňského kraje jsou použty složtější znaky evokující lstnatý les č křovny v hnědé barvě, na mapě Rakovnckého kraje a dalších se jž jedná o jednoduché šedé tečky oválného tvaru. Na mapě Ltoměřckého kraje jsou dále vyznačeny areály mokřn a vnc. Použté mapové znaky jsou patrné z obr. 3. Obr. 2 Výřez z rukopsné mapy Berounského se zalesněným pohořím Brd Obr. 3 Areálové znaky mokřn a vnc na rukopsné mapě Ltoměřckého kraje 23
Rukopsné Müllerovy mapy krajů jsou na mapovém rámu opatřeny geografckou sítí. Na mapových lstech Bechyňského, Prácheňského, Rakovnckého, Ltoměřckého a Kouřmského kraje je geografcká síť vykreslena po jedné stupňové mnutě (s popsem každé páté mnuty), mapové lsty kraje Královéhradeckého, Chrudmského, Čáslavského a Berounského mají geografckou síť vyznačenou po pět stupňových mnutách s popsem každé desáté mnuty. Na mapovém lstu Bechyňského kraje je geografcká síť s ntervalem pět mnut vykreslena uvntř mapového lstu a jednotlvé sloupce jsou označeny A-S východním směrem, vrstvy a-m od severu k jhu. Zákres geografcké sítě bohužel není přílš přesný a kvaltní. Vyskytují se hrubé chyby v dělení (obr. 4), je možné konstatovat, že zákres sítě je pouze schematcký a údaje o zeměpsných souřadncích byly převzaty z jných zdrojů. Obr. 4 Severovýchodní a jhovýchodní roh mapového lstu Bechyňského kraje s chybnou stupncí geografcké sítě 1.2 Výškopsný obsah rukopsných Müllerových map krajů Pro vyjádření výškopsu rukopsných Müllerových map byla použta kopečková metoda doplněná lavírováním severovýchodních svahů ředěnou tuží (Pravda, 2005). Plastcký vjem vyjádření výškopsu je zvýrazněn prvky rostlnné pokrývky. U některých markantních terénních útvarů je zřejmá snaha o zachování charakterstckého tvaru tak, aby také výškops mapy pomohl př orentac v mapě. Některé významné vrcholy jsou také doplněny popsem (obr. 5). Obr. 5 Výřez z rukopsné mapy Rakovnckého kraje s horou Říp uprostřed Naopak, na prokazatelných příkladech některých terénních markantů je doložtelné pouze přblžné zobrazování výškopsu bez měření byť relatvních výšek. Na obr. 6 je v dolní část zobrazena Mlešovka (832 m n.m., nejvyšší vrchol Českého Středohoří nad obcí Mlschau), která je optcky menší než sousední vrchol Kletečná (706 m n.m. obec Kletschen). Jedná se pravděpodobně o omyl autora př kresbě výškopsu. 24
Obr. 6 Kletečná vs. Mlešovka na rukopsné Müllerově mapě Ltoměřckého kraje 2. Lokalzace rukopsných Müllerových map krajů Rastrové ekvvalenty rukopsných map krajů, pořízené se souhlasem vedení Oddělení uměleckých sbírek a ředtelství Památníku národního písemnctví v Praze na Strahově skenerem Contex CRYSTAL G600 ve formátu TIFF (Tagged Image Fle Format true color, 400 dp), byly dále zpracovány na oddělení geomatky Fakulty aplkovaných věd ZČU v Plzn. Některé rozměrné mapové lsty byly v mnulost rozstříhány na nepravdelné část podle velkost kraje. Bechyňský kraj původně obsahoval patnáct samostatných dílů, Královéhradecký kraj jako největší kraj dvacet tř částí, Prácheňský, Ltoměřcký a Kouřmský kraj devět dílů, kraje Rakovncký, Chrudmský a Čáslavský šest dílů a kraj Berounský čtyř samostatné část. Takto archvované rukopsné mapy krajů byly v 80. letech mnulého století př restaurování podlepeny kartonovou podložkou. Rozměrné mapové lsty, jako jsou kraje Bechyňský a Královéhradecký (Čada, 2010), jsou na dvou samostatných podložkách vzájemně spojených knhařským plátnem. Takto restaurované mapové lsty vykazují na kresbě uvntř mapového rámu patrné nespojtost kresby, a proto bylo nutné přstoupt k rekonstrukc rastrových ekvvalentů mapových lstů s cílem zajstt původní stav kresby před rozstříháním (obr. 7). Obr. 7 Stav kresby na styku restaurovaného mapového lstu Královéhradeckého kraje a výsledek po rekonstrukc 25
Jednotlvé oblast byly proto po částech podobnostní transformací přpojeny vzájemně k sobě přes dentcké body na stycích jednotlvých částí mapových lstů. Jako dentcké body byly voleny koncové body lnových prvků (komunkace, vodní toky) zobrazených na sousedních částech, případně další markantní kresba na společných okrajích jednotlvých dílů. Vlvem rozdílné srážky jednotlvých částí bylo ke ztotožnění kresby využto Jungovy nerezduální dotransformace na dentckých bodech v prostředí programového systému Kokeš v.10, která zajstla návaznost původně spojté kresby a transformac zbytku mapového dílu bez deformace. S ohledem na obsah rukopsných Müllerových map, na předpokládaný způsob měření (bez geodetckých základů) a na konstrukce mapových lstů (nejsou známy kartografcké základy 7 lokalzované mapové sady) bylo rozhodnuto o provedení lokalzace na dentfkovatelné prvky polohopsného obsahu rukopsných map. Na takto rekonstruovaných mapových lstech byly kartometrcky odečteny souřadnce sídel podle kategore sídla. Pouze u opevněných měst, zobrazených schematckým půdorysem uvntř městských hradeb, je možné defnční bod umístt do poměrně přesně dentfkovatelného prostoru, jako je např. střed náměstí, katedrála, kostel, radnce, případně křžovatka významných komunkací apod. Protože dspozce center středověkých měst se nám poměrně věrně zachovala, nebyl problém odsunuté souřadnce ztotožnt s defnčním bodem sídla z vytvořené databáze sídel. Ostatní kategore sídel jsou na rukopsných mapách zobrazeny obrázkovým symbolem s vyznačeným defnčním bodem kruhového tvaru (příloha 1). U těchto typů sídel byly kartometrcké souřadnce vztaženy ke středu kruhového znaku (Králíčková, 2011). Někteří autoř uvádějí, že Müllerovy mapy byly konstruovány na základě výsledků astronomckých měření vybraných objektů. Bylo proto pracováno s hypotézou, že pokud by byla př mapování astronomcká měření skutečně prováděna (např. pro významná sídla), vykazovala by tato skupna sídel lepší výsledky v poloze. Tato sídla by tvořla základní kostru dané mapy a ostatní sídla by následně byla doplněna do této přesněj vynesené kostry sídel. Proto byla dgtalzace souřadnc vztažných bodů sídel na rekonstruovaných mapách prováděna s ohledem na kategore sídel (příloha 1). 2.1 Databáze sídel Pro lokalzac map, vyhledávací a zobrazovací funkce webových služeb bylo nutné vytvořt databáz sídel (DBS) s defnčním body a názvy sídel. Tato databáze vychází z Územně dentfkačního regstru základních sídelních jednotek (ÚIR-ZSJ), který byl vytvářen v letech 1992 2004 pod gescí Mnsterstva pro místní rozvoj a v současné době je spravován a aktualzován Českým statstckým úřadem jako součást regstru sčítacích obvodů a budov (RSO). Databáze sídel byla postupně naplňována soubory OBCE.dbf (soubor defnčních bodů obcí), KU.dbf (soubor defnčních bodů katastrálních území), MCAST.dbf (soubor defnčních bodů městských obvodů/městských částí), COBE.dbf (soubor defnčních bodů částí obcí evdenčních), COB.dbf (soubor defnčních bodů částí obcí) a ZSJ.dbf (soubor defnčních bodů základních sídelních jednotek). V takto naplněné databáz byly elmnovány duplctní body (např. stejný defnční bod obce a defnční bod katastrálního území), kontrolována a případně zpřesněna jednoznačná poloha defnčních bodů sídel nad Základní mapou České republky 1 : 10 000 (ZM10) v dgtální podobě. Souřadnce defnčních bodů sídel uložené v DBS jsou brány jako referenční pro lokalzac mapové sady do S-JTSK s přesností mapové sady ZM10. Navržená datová struktura DBS byla rozšířena o tabulku rukopsných Müllerových map, kde jsou uloženy nformace o veškerých sídlech, typu sídla a jeho německém, případně českém názvu. Poloha sídla v S-JTSK byla získána transformací odsunutých kartometrckých souřadnc na zrekonstruovaných mapách krajů výsledným transformačním klíčem pro jednotlvé kraje. Sídla zobrazená na několka mapových lstech jsou uložena opakovaně s rozdílným souřadncem, s příznakem příslušného kraje, případně odlšným názvem. Specálním příznakem jsou odlšena sídla za hrancem Čech. 7 Např. v (Paldus, 1907) se uvádí, že bylo využto zobrazení Plattkarten, kdy rovnoběžky a poledníky jsou zobrazovány jako přímky s obdobným vlastnost jako válcové zobrazení ekvdstantní v polednících s nezkreslenou rovnoběžkou. Bohužel an přesnost zobrazené geografcké sítě an další potřebné parametry zobrazení (referenční plocha, počáteční poledník a další) neumožňují provést lokalzac s využtím kartografckých základů. 26
Nad takto uloženým daty je možné následně provádět řadu analýz přímo v databázovém prostředí. Je možné získat nformace o přesnost lokalzace sídel uvntř a vně hranc kraje, nformace o zánku nebo naopak vznku nových obcí nebo o růstu jednotlvých sídelních útvarů. Jednoduchým databázovým dotazem lze zjstt četnost sídel v jednotlvých krajích podle typu sídla (Čada a Janečka, 2011). Je možné sledovat, zda názvy sídel, až na německou transkrpc, jsou shodné se současným názvem (např. Radomßchl Radomyšl) nebo zda současný název je překladem německého ekvvalentu (např. Schweneßchlag Svňovce), nebo zda byl používán jak německý, tak český název doplněný písmenem B (Bohemce, resp. Böemsch). Z těchto dat je možné analyzovat např. zastoupení německého prostředí na území našeho státu na počátku 18. století. Velce zajímavým fenoménem je vedle souhlásek s háčky v názvech sídel výskyt spřežkového pravopsu. 2.2 Statstcké testování sídel použtých pro lokalzac Pro jednotlvé kategore sídel byly sestaveny transformační klíče afnní transformace, dle rovnc: X = ax + by + c Y = dx + ey + f, kdy koefcenty jsou určeny vyrovnáním pro n-3 nadbytečné dentcké body, přčemž X a Y jsou souřadnce v cílové souřadncové soustavě S-JTSK a x a y jsou kartometrcky odsunuté souřadnce ve výchozí (místní) souřadncové soustavě. Následně byly odsunuté souřadnce transformovány do S-JTSK a testovány dference: d = X x d = Y y, x t kde x t resp. y t jsou transformované souřadnce odsunutých dentckých bodů do cílové souřadncové soustavy. Soubory těchto dferencí musí splňovat podmínky normalty náhodné velčny. Pro dference, které nesplňují podmínky d x ks x resp. d y ks y pro k=2,5 a vypočtené výběrové rozptyly vektorů dferencí s x ve směru osy X a s y ve směru osy Y, je nutné zjstt důvody vybočujících sídel. Nebyla-l nalezena chyba v odsunu souřadnc an v poloze vztažného bodu sídla v S-JTSK, je nutno takovéto sídlo z výpočtu transformačního klíče vyloučt jako nevyhovující a provést výpočet transformačních koefcentů opakovaně. Počet vyloučených sídel v krajích nepřekročl 5 % po jednotlvých kategorích sídel. Výsledkem této analýzy bylo zjštění, že průměrná polohová dference (P) transformovaných sídel: kde d x a d y n = 1 d y P =, n jsou dference polohy sídel po transformac v jednotlvých souřadncích, a n je počet sídel v jednotlvých kategorích: 1. není v jednotlvých krajích výrazně rozdílná pro některé kategore sídel, a proto nelze potvrdt hypotézu, že poloha některých sídel byla určena přesněj například astronomckým měřením, 2. je závslá především na počtu dentckých bodů 8 a jejch vzájemné konfgurac, 3. je pro některé kraje výrazně systematcky vyšší u všech kategorí sídel (např. Ltoměřcký nebo Bechyňský kraj). Přehledně jsou výsledky analýz zpracovány v tab. 2, ve které je pro každý kraj uveden počet dosud exstujících sídel podle jednotlvých kategorí (tučný údaj v horní část řádku) a hodnota průměrné dference dílčího transformačního klíče pro jednotlvé kategore sídel (údaj v dolní část řádku). Podbarvením je vyznačena mnmální (světle šedá barva) a maxmální (tmavě šedá barva) hodnota průměrné dference transformačního klíče v jednotlvých kategorích sídel v kraj. Protože nebylo prokázáno, že polohové určení vybraných kategorí sídel bylo výrazně přesnější, bylo dále pracováno s jedním společným transformačním klíčem vytvořeným ze všech zachovaných sídel pro celý mapový lst. Soubor kartometrcky odečtených souřadnc dentckých sídel 2 x + d 2 y t 8 Pro tř dentcké body se afnní transformace stává nerezduální transformací s nulovou hodnotou m p 27
byl tímto společným transformačním klíčem převeden do S-JTSK a odlehlé dference byly testovány za stejných podmínek uvedených výše. Odlehlá sídla byla kontrolována a v případě, že nebyla nalezena chyba odsunutých souřadnc sídel an chybný defnční bod v DBS, byl tento bod z transformačního klíče vyloučen. Tímto postupným teračním způsobem bylo vyloučeno okolo 5 % sídel (nejméně v kraj Královéhradeckém -4,3 %, nejvíce v kraj Čáslavském -7,9 %) většnou v údolí řek nebo naopak v horských oblastech. Často se tato sídla vyskytují ve skupnách pohromadě. V tab. 2 je na posledních dvou řádcích uveden počet bodů, které vstupovaly do výpočtu společného klíče (bez rozlšení kategore sídla) a vypočtená hodnota průměrné polohové dference společného klíče. Tato hodnota může být chápána jako relatvní parametr kvalty zobrazení sídel na jednotlvých rukopsných mapách krajů. Z výsledků je zřejmé, že nejlépe vychází kraj Prácheňský, nejhůře kraj Ltoměřcký. Rozborem dferencí d x resp. d y po transformac jednotným transformačním klíčem bylo zjštěno, že velkost směr vektorů dferencí má v určtých oblastech shodný průběh a tedy, že tyto oblast by byly transformací jednotným klíčem systematcky deformovány. Je zřejmé, že toto je důsledkem systematckých chyb v zákresu polohy sídel na rukopsných Müllerových mapách krajů. Pro tyto případy je deální aplkovat statstcké metody shlukové analýzy s důrazem na elmnac subjektvních přístupů řešení. Vstupním daty pro shlukovou analýzu v prostředí Matlab je matce typu (n,7), kde n je počet sídel příslušné rukopsné mapy kraje a v jednotlvých sloupcích je uloženo číslo sídla, souřadnce X a souřadnce Y z DBS a transformované souřadnce x t a souřadnce y t. z místních souřadnc do S-JTSK. Nejprve byly soubory dferencí d x a d y pro každý kraj, s ohledem na rozsah souborů, podrobeny Kolmogorov Smrnovu testu normalty a určeny četnost výskytu dferencí v jednotlvých ntervalech hstogramů. Tyto četnost byly porovnány s teoretckou ntervalovou četností a byla testována nulová hypotéza, že četnost se lší pouze náhodně tzn., že hodnocený výběr patří do základního souboru s normálním rozdělením pravděpodobnost. Vybraný test se používá jako pravostranný. Testem bylo potvrzeno, že soubory dferencí d x a d y mají s 95 % pravděpodobností normální rozdělení s výjmkou kraje Ltoměřckého, Čáslavského a souboru dferencí d y v Chrudmském kraj. Protože nesoulad nebyl njak zásadní, bylo v těchto případech postupováno obdobně. Hodnoty souřadnc jako atrbutu polohy jevu a hodnoty dferencí jako dalšího důležtého parametru jsou výrazně odlšné. Je proto nutné zavádět buď emprcky váhové koefcenty, nebo upravt hodnoty vstupující do shlukové analýzy tak, aby byly vzájemně porovnatelné. Vektory dferencí vykazují normální rozdělení N(0,s), a proto je možná úprava na normální normalzované rozdělení N(0,1) vydělením vektoru dferencí hodnotou vypočteného výběrového rozptylu s. Pro vektory souřadnc nebyla normalzace souřadnc provedena na těžště vydělením průměrnou hodnotou souřadnc. Pro shlukovou analýzu byla požta Wardova metoda, př které dochází ke sdružení takových shluků, aby se maxmálně snížla hodnota Wardova funkconálu 28 b Ar As 2 2 ( b, b ) d ( b, br ) d ( b bs ) W = d, 2, b Ar s kde b je centrod shluku, který vznkne sloučením shluků A r a A s, b je centrod shluku A r r, b je centrod shluku A s, a b je bod souboru. Výchozí stav je dán n shluky samostatných bodů s dferencem d x a d y. Výstupem shlukové analýzy je matce sloucen typu ((n-1),3), kde n je počet bodů vstupního souboru. První dva sloupce obsahují nterní čísla shluků, které jsou slučovány a ve třetím sloupc jsou hodnoty parametru, na základě kterého sloučení proběhlo. Proces shlukování je optmalzován na základě vzualzace matce sloucen ve formě dendrogramu. Jako optmální úroveň ukončení shlukování pro většnu krajů byly stanoveny tř shluky, pouze u kraje Prácheňského a Rakovnckého byly voleny shluky čtyř. Závěrečným krokem je elmnace osamělých sídel. Jedná se o případy, kdy se uvntř rozsáhlé oblast jednoho shluku vyskytuje sídlo (maxmálně dvojce sídel) přřazené do jného shluku s odlšným vlastnostm. Tato elmnace byla prováděna v grafckém systému Kokeš s využtím výpočtu gradentů polohových dferencí nejblžších okolních sídel. b As
Tab. 2 Počty dosud exstujících sídel podle jednotlvých kategorí a hodnoty průměrné polohové dference dílčích a výsledných transformačních klíčů K r a j K a t e g o r e s í d l a Počet sídel Průměrná polohová dference sídel [m] Opevněná města Neopevněná města Městečka s trhy Městečka se zámky Vs s kostely a zámky Vs se zámky Vs s kostely Vs bez kostelů Bechyňský Prácheňský Rakovncký Ltoměřcký 12 7 14 7 14 9 9 9 2 1140 790 1030 1710 910 1220 750 660 0 19 7 2 12 8 7 2 7 8 1650 1000 0 1210 710 770 0 640 860 33 28 33 26 73 33 54 44 30 1250 820 800 1170 990 1130 950 1070 910 14 2 0 0 0 0 0 0 0 1050 0 - - - - - - - 5 7 9 10 21 1 7 8 3 390 1280 650 1200 820-360 810 0 47 54 49 31 34 8 46 52 53 1170 740 830 1270 890 570 830 710 820 97 69 102 78 187 90 91 100 50 1220 790 790 1280 1610 1060 820 830 920 1092 859 621 663 912 595 780 662 678 1250 800 820 1290 1050 1060 900 920 820 Počet sídel v kraj celkem 1319 1033 830 827 1249 743 989 882 824 Počet sídel pro společný klíč průměrná polohová dference společného klíče [m] 1252 977 772 784 1195 685 911 838 777 1260 800 820 1300 1050 1070 890 910 940 Vytvořené shluky reprezentují různě rozsáhlé oblast s rozdílnou hustotou sídel. Tato nevyváženost by př výpočtu výsledného transformačního klíče způsobla, že oblast s vyšší hustotou sídel by výrazně ovlvnly výslednou lokalzac map jednotlvých krajů. Proto pro jednotlvé oblast shluků byly vybrány reprezentant oblastí tak, aby hustota sídel byla rovnoměrná (homogenní). Z těchto sídel (reprezentantů oblastí) byly následně vypočítány koefcenty afnní transformace s vyrovnáním MNČ pro jednotlvé mapy krajů. Pro vlastní transformac rastrových ekvvalentů rukopsných Müllerových map krajů Čech byla jako optmální zvolena nerezduální TPS transformace. Závěr Výsledkem kartometrcké analýzy rukopsných Müllerových map krajů Čech je lokalzace mapové sady starých map do referenčního souřadncového systému Jednotné trgonometrcké sítě katastrální (S-JTSK) pro publkování na mapovém portálu pomocí vybraných sídel zobrazených schematckým půdorysem (opevněná města) nebo bodovým znakem (ostatní typy sídel). Stručně je popsána také databáze sídel (DBS), vytvořená mmo jné za účelem lokalzace mapových sad, u kterých není možné využívat geodetckých a kartografckých základů. DBS je dále využívána pro vyhledávací a zobrazovací funkce webových služeb budovaného mapového portálu. Je analyzována přesnost výsledné lokalzace a popsány případy chybných zákresů některých sídel. Pozornost je věnována také dalšímu obsahu rukopsných map a zdůvodněno, proč tyto další objekty (říční síť, komunkace, hrance územních celků, výškops) nejsou pro lokalzac vhodné. Z důvodu pouze Královéhradecký Chrudmský Čáslavský Kouřmský Berounský 29
přblžného zákresu geografcké sítě a neznámých vlastností kartografckých základů byl způsob lokalzace pomocí sídel vyhodnocen jako nejvýhodnější a nejpřesnější. Na základě provedených analýz je možné konstatovat, že jednotlvé kategore sídel jsou na Müllerových rukopsných mapách zobrazeny se srovnatelnou přesností. Polohová přesnost je závslá na prostoru v daném území jednotlvých krajů. Tyto prostory je možné velce dobře vymezt statstckou metodou shlukové analýzy. Autor byl podpořen Výzkumným záměrem MSM497775301. Lteratúra ČADA, V., VICHROVÁ, M. (2009). Rukopsné mapy Čech J. Ch. Müllera. Kartografcké lsty, 17, s. 21-30. ČADA, V. (2010). Kartometrcká kvalta Müllerovy mapy Čech (aneb vychází Müllerovy mapy Čech z astronomcky určených zeměpsných souřadnc?). Z dějn geodéze a kartografe 14. Rozpravy Národního technckého muzea v Praze 211, s. 14-20. ČADA, V., JANEČKA, K. (2011). Database of settlements and ts usage for localzaton of old maps. XXIIIth Internatonal CIPA Symposum. Prague (n prnt). KUPČÍK, I. (1995). Nález rukopsné předlohy tsku Müllerovy mapy Čech, pohřešovaného rukopsu mapy Moravy a tskové desky mapy okolí Chebu. Sborník české geografcké společnost, 1, s. 25-33. KRÁLÍČKOVÁ, P. (2011). Datový model rukopsných Müllerových map Čech. Dplomová práce, Plzeň (Západočeská unverzta v Plzn, Fakulta aplkovaných věd). SEMOTANOVÁ, E. (2001). Tematcké legendy tštěných map českých zemí ve století Jana Kryštofa Müllera. Hstorcká geografe, 31. Praha (Hstorcký ústav AV ČR), s. 241-275. PALDUS, J. (1907). Johann Chrstoph Müller. En Betrag zur Geschchte vaterländscher Kartographe. Wen (Josef Roller&Comp.). PRAVDA, J. (2005). Georeléf na mapách. Geodetcký a kartografcký obzor, 51/93, 8, s. 173-179. S u m m a r y Cartometrc analyss and localzaton of manuscrpt Müller's maps of the Czech regons for ther publcaton on the map portal Georeferencng of set of old maps nto JTSK coordnate system s the result of cartometrc analyss of manuscrpt Müller's maps of Czech regons. It has been done through dentfcaton of dentcal settlements represented by schematc outlnes of fortfed towns or by pont symbols for publcaton on the map portal Database of settlements, created for ths puspose s also mentoned. Accuracy of georeferencng has been analyzed and some ncorrect localzaton of settlements when usng statstcal method of cluster analyss were dscovered. Attenton was pad to other content of manuscrpt maps n order to justfy unsutablty of other objects e.g. rver and road network, admnstratve boundares or hypsography as control ponts for georeferencng. Approxmatve representaton of geographc network and unknown fundaments of cartographc projecton led to choce of settlements as the most sutable and accurate control ponts for that task. Fg. 1 Slce of manuscrpt map of Regnohradecenss regon (turned nto North East drecton) Fg. 2 Slce of manuscrpt map of Beroun regon wth forested mountan chan Brdy Fg. 3 Cartographc area symbols of wetland and vneyards n manuscrpt map of Ltoměřce regon Fg. 4 North East and South East corners of a map sheet represented the Bechyně regon wth ncorrect scale of geographc network Fg. 5 Slce of manuscrpt map of Rakovník regon wth the mountan Říp n the mddle Fg. 6 Kletečná vs. Mlešovka mountans n manuscrpt map of Ltoměřce regon Fg. 7 Muzzy drawng n margnal part of restored map sheet of Regnohradecenss regon and result after reconstructon Tab. 1 Objects n Müller's maps whout ther own map symbols Tab. 2 Počty dosud exstujících sídel podle jednotlvých kategorí a hodnoty průměrné polohové dference dílčích a výsledných transformačních klíčů Annex 1 Map symbols of settlements n manusrpt Müller's maps of Czech regons Annex 2 Other map symbols of thematc planmetrc content n manuscrpt Müller's maps of Czech regons Recenzoval: Doc. Ing. Mroslav MIKŠOVSKÝ, CSc., Praha, Česká republka 30