Wetenschap
Het is gemakkelijk om kaarten te zien als sets van visuele richtingen. Of je nu de top van de Mount Everest probeert te bereiken of naar het nieuwe huis van een vriend, een kaart kan u helpen uw weg te vinden. Maar kaarten kunnen meer doen dan u helpen erachter te komen waar u bent en waar u heen gaat. Het zijn representaties van informatie die bijna alles over de wereld kunnen beschrijven.
Als u een idee wilt krijgen van welke hondenrassen het populairst zijn in verschillende regio's, je zou dagen kunnen besteden aan het bekijken van lijsten en grafieken. Of u kunt naar een kaart kijken en meteen dezelfde informatie krijgen. Leren over de fysieke kenmerken, invoer, export en bevolkingsdichtheid van verschillende landen zou eeuwen duren als je zou vertrouwen op geschreven beschrijvingen in een boek. Maar met een kaart alle nummers, patronen en correlaties liggen recht voor je neus. Als Ian Turner, senior cartograaf bij GeoNova, plaatst het, "Een kaart is een soort taal. Het is een grafische taal. Het presenteert informatie hopelijk op een manier die heel gemakkelijk te begrijpen is."
Het is het werk van een kaartenmaker, of cartograaf , om al deze informatie in een formaat om te zetten dat mensen kunnen begrijpen en waarvan ze kunnen leren. Wat een persoon precies kan leren, hangt af van het type kaart. De meeste kaarten beginnen met een overzicht van een locatie, als een stuk land of een waterlichaam. Vervolgens, ze geven informatie over de kenmerken van de locatie. Verschillende kaarten bevatten verschillende attributen. Bijvoorbeeld:
Deze combinatie van locaties en attributen maakt het mogelijk om veel informatie in een zeer kleine ruimte te plaatsen. Een enkele kaart kan u alle landen op een continent tonen, hun grenzen, hun geschatte populaties en hun primaire import en export. Mensen kunnen ook gespecialiseerde thematische kaarten gebruiken om trends en patronen in allerlei soorten gegevens te analyseren. Een kaart met de communicatiekosten in verschillende delen van de wereld, bijvoorbeeld, kan een non-profitorganisatie helpen beslissen waar een goedkoop draadloos netwerk moet worden gebouwd. Zoals Turner uitlegt, "Kaarten gaan meer dan over hoofdsteden en landen - het gaat echt over hoe economie en klimaat en natuurlijke kenmerken, hoe alle verschillende variabelen waaruit een samenleving bestaat, zich tot elkaar verhouden."
Gemeenschappelijke conventies helpen cartografen om al deze informatie op een logische manier te presenteren. We zullen ze in meer detail bekijken in de volgende sectie.
Inhoud
Hoewel ze verschillende datasets kunnen bevatten, kaarten volgen meestal verschillende basis conventies die mensen helpen om ze meteen te begrijpen. Turner legt uit, "[Eén conventie] gebruikt in cartografie op politieke kaarten, op de meeste kaarten is dat het water blauw is. Het kan mensen weggooien als je een andere kleur probeert te gebruiken om iets als water aan te duiden." op fysieke kaarten, landmassa's zijn meestal bruin of geelbruin, en de vegetatie is groen.
Kaarten geven hun onderwerp van bovenaf weer en gebruiken lijnen en kleuren om onderscheid te maken tussen regio's. Politieke kaarten hebben de neiging om soortgelijke symbolen en lettergroottes te gebruiken om grenzen aan te geven, steden en andere objecten. op veel, maar niet alles, kaarten, het noorden staat bovenaan — andere kaarten bevatten vaak een pijl om de richting aan te geven. De meeste kaarten hebben een legende die hun symbolen uitlegt, en velen hebben een schaal die een verband aangeeft tussen de grootte van de kaart en de grootte van de echte wereld, zoals 1 inch tot 100 mijl. Sommige kaarten drukken schaal uit als een verhouding, zoals 1:25, 000.
De meeste kaarten bevatten ook een soort coördinatensysteem om mensen te helpen specifieke locaties te vinden. Op een plattegrond van een stad, dit kan een eenvoudig raster zijn met letters en cijfers. Grotere kaarten gebruiken meestal denkbeeldige lijnen die bekend staan als lengte- en breedtegraad. Op een wereldbol, deze lijnen zijn ordelijk en gelijkmatig verdeeld. Alle lengtegraden, of meridianen, die in noord-zuid richting lopen, even lang zijn. De breedtegraden, of parallellen, ze lopen allemaal naar het oosten en het westen en zijn korter naarmate ze verder van de evenaar verwijderd zijn.
kaarten, anderzijds, kan grote schade aanrichten aan de parallellen en meridianen. Dit komt omdat de aarde ruwweg de vorm heeft van een pompoen en het is niet eenvoudig om een plat stuk papier te krijgen dat nauwkeurig op het hele oppervlak van een pompoen lijkt. U kunt een idee krijgen van de moeilijkheden die ermee gepaard gaan door een afbeelding op een opgeblazen ballon te tekenen. Vervolgens, rek de leeggelopen ballon totdat deze plat ligt. Je kunt je nog steeds voorstellen hoe de originele foto eruit zag, maar de maten en vormen zijn allemaal verkeerd.
Je kunt de leeggelopen afbeelding iets nauwkeuriger maken door hem in stukjes te knippen, zodat de ballon lijkt op de gores gebruikt om bolvormige bollen te maken van plat papier. Helaas, de resulterende reeks puntige segmenten lijkt nog steeds niet veel op de originele afbeelding. Aangrenzende delen raken elkaar niet, en je moet je voorstellen hoe ze eruit zouden zien zonder de gaten.
Om de tekortkomingen van plat papier te omzeilen, cartografen gebruiken verschillende kaartprojecties. We zullen ze in de volgende sectie onderzoeken.
Parallellen en meridianenMet behulp van graden, minuten en seconden, meridianen meten hoe ver oost of west een locatie is van de nulmeridiaan . Parallellen meten hoe ver noord of zuid een locatie is van de evenaar .
Ook al zijn ze gemakkelijk op te vouwen en mee te nemen, noch sterk vervormde kaarten noch gedemonteerde globe-gores hebben veel praktisch nut. Om deze reden, cartografen hebben een aantal kaartprojecties , of methoden voor het vertalen van een bol naar een plat oppervlak. Geen enkele projectie is perfect - ze strekken zich allemaal uit, scheuren of comprimeren de kenmerken van de aarde tot op zekere hoogte. Echter, verschillende projecties vervormen verschillende kwaliteiten van de kaart.
"Alle kaarten hebben een zekere mate van onnauwkeurigheid, " Turner legt uit. "We nemen een ronde aarde en projecteren deze op een tweedimensionaal oppervlak - op een stuk papier of een computerscherm - dus er zal enige vervorming zijn." de verscheidenheid aan beschikbare projecties maakt het voor een cartograaf mogelijk om er een te kiezen die de nauwkeurigheid van bepaalde kenmerken behoudt en minder belangrijke vervormt.
Het maken van een kaartprojectie is vaak een zeer wiskundig proces waarbij een computer algoritmen gebruikt om punten op een bol te vertalen naar punten op een vlak. Maar je kunt het zien als het kopiëren van de kenmerken van een wereldbol op een gebogen vorm die je open kunt snijden en plat kunt leggen - een cilinder of een kegel. Deze vormen zijn: raaklijn tot, of aanraken, Aarde op één punt of langs één lijn, of ze zijn secans naar de aarde, het langs een of meer lijnen doorsnijden. Je kunt ook delen van de aarde rechtstreeks op een raakvlak of secansvlak projecteren.
Projecties zijn meestal het meest nauwkeurig langs het punt of de lijn waarop ze de planeet raken. Elke vorm kan de aarde op elk punt en vanuit elke hoek raken of doorsnijden, het gebied dat het meest nauwkeurig is en de vorm van de voltooide kaart drastisch verandert.
Sommige projecties gebruiken ook tranen, of onderbrekingen , om specifieke verstoringen te minimaliseren. Anders dan bij de gores van een wereldbol, deze onderbrekingen zijn strategisch geplaatst om gerelateerde delen van de kaart te groeperen. Bijvoorbeeld, een Goode homolosine projectie maakt gebruik van vier verschillende onderbrekingen die door de oceanen snijden maar grote landmassa's onaangeroerd laten.
Verschillende projecties hebben verschillende sterke en zwakke punten. In het algemeen, elke projectie kan wat behouden, maar niet alles, van de oorspronkelijke kwaliteiten van de kaart, inclusief:
U kunt meer te weten komen over de specifieke kaartprojecties en hun sterke en zwakke punten van NASA, en de U.S. Geological Survey. De Nationale Atlas van de Verenigde Staten eindigde in 2014, maar veel van hun werk is beschikbaar op andere websites.
Het kiezen van de juiste projectie is slechts een onderdeel van het maken van een succesvolle kaart. Een andere is het vinden van de juiste gegevens. In het volgende gedeelte bekijken we waar de kaartinformatie vandaan komt.
In hun kern, kaarten zijn visuele uitingen van metingen. De metingen voor de eerste kaarten kwamen hoogstwaarschijnlijk van de verkenning van het lokale terrein door kaartenmakers. Eventueel, meer mensen reisden en documenteerden de locaties van verre landmassa's en watermassa's. Mapmakers verzamelden deze persoonlijke metingen, schetsen en notities tot representaties van meer van de wereld. Cartografen bouwden ook voort op de kennis van hun voorgangers, een trend die zich voortzet met de afgeleide kaarten van vandaag, die andere kaarten als bronnen gebruiken.
Sommige van de kaarten van vandaag zijn ook afhankelijk van fysieke metingen die door echte mensen zijn genomen. Landmeters gebruiken instrumenten om nauwkeurige metingen van land en water uit te voeren, evenals de posities van door de mens gemaakte functies. Deze informatie is essentieel voor nauwkeurige topografische kaarten. evenzo, geologische kaarten zijn ook afhankelijk van veldstudies van geologen. Verbeterde instrumenten, inclusief GPS-ontvangers en elektronische gegevensverzamelaars, hebben dergelijk veldonderzoek steeds nauwkeuriger gemaakt. Onderzoekers kunnen ook akten en verkoopgegevens bestuderen en lokale bewoners interviewen om de juiste plaatsnamen te bepalen voor kaarten van voorheen niet in kaart gebrachte gebieden.
De huidige technologie maakt het voor cartografen ook mogelijk om gedetailleerde kaarten te maken van plaatsen waar ze nog nooit zijn geweest. Het veld van teledetectie , of lucht- en satellietfotografie, heeft cartografen een enorme hoeveelheid nieuwe informatie over de aarde gegeven. Remote sensing is niet echt nieuw - het eerste gebruik van luchtfotografie voor het maken van kaarten vond plaats in 1858. het gebruik ervan bij het maken van kaarten was pas na de Tweede Wereldoorlog wijdverbreid, toen cartografen verkenningsfoto's gingen gebruiken als kaartgegevens.
Meestal, het omzetten van satelliet- en luchtfoto's naar kaarten vereist de vaardigheid van een menselijke cartograaf. Cartografen kunnen de kenmerken van een afbeelding met regelmatige tussenpozen meten, of ze kunnen hele contouren volgen. Deze twee methoden staan bekend als: raster en vector codering, en beide kunnen tijdrovend zijn. Computerprogramma's kunnen helpen bij het proces, en sommigen kunnen zelfs verschillen in oude en nieuwe foto's herkennen. Dit kan uiteindelijk het proces van het bijwerken van kaartgegevens automatiseren. In de volgende sectie zullen we thematische kaarten bekijken.
Cartografen en computers kunnen ook parallax gebruiken, of het verschil in hoek tussen twee afbeeldingen van hetzelfde onderwerp, hoogtes te meten. Het proces is vergelijkbaar met de manier waarop uw ogen diepte waarnemen. Hiermee kunnen cartografen remote sensing-beelden gebruiken om fysieke en topografische kaarten te maken.
Voor thematische kaarten, de vorm van de wereld is nog maar het begin. Bij het maken van een thematische kaart, cartografen moeten nauwkeurige, up-to-date informatiebronnen voor een reeks sociale en ecologische fenomenen. "We gebruiken verschillende bronnen om de functie die we willen weergeven zo goed mogelijk te generaliseren, " zegt Turner. "Bijvoorbeeld, voor een bevolkingsdichtheidskaart, elke 10 jaar is er in de VS een volkstelling. De nieuwe volkstellingsgegevens zullen openbaar worden gemaakt, en we zullen die informatie kunnen gebruiken en er nieuwe kaarten van kunnen maken."
Cartografen moeten ook bepalen welke informatiebron het meest actueel is, juist en volledig. "Als we een staatskaart van Virginia maken, we kunnen in een bepaalde periode informatie van de staat ontvangen, dat ooit is ontwikkeld, Turner legt uit. "We kunnen informatie ontvangen van een stad of een provincie die op een ander moment is ontwikkeld, en een deel van het plezier van mijn werk is het interpreteren van [welke bron] correct is."
De meeste thematische kaarten bevatten een citaat waarin wordt uitgelegd waar de informatie vandaan komt. Een paar veelvoorkomende bronnen zijn:
Samen met gegevens over de grootte en vorm van de planeet, veel van deze thematische informatie wordt opgeslagen in databases. Het is de taak van de cartograaf om de informatie uit de verschillende databases en bestaande kaarten te combineren om een nieuwe, begrijpelijke kaart. We zullen in de volgende sectie bekijken hoe dit gebeurt.
Tissot's IndicatrixSoms, het kan moeilijk zijn om precies te zeggen hoe een kaartprojectie de vorm van de kenmerken van de aarde vervormt. Een hulpmiddel voor het onderzoeken van vervormingen is: Tissot's indicator , een reeks kleine, identieke cirkels getekend op een wereldbol. Op een projectie, je kunt zien hoe de grootte en vorm van de cirkels veranderen, die overeenkomt met het type en de richting van de vervorming.
Mensen maken al duizenden jaren kaarten. Babyloniërs etsten al in 2300 v.G.T. kaarten in tabletten. [bron:Britannica]. Sommige oudere schilderijen kunnen ook voorbeelden zijn van kaarten, maar archeologen en antropologen zijn het er niet over eens of de kunstenaars van plan waren een kaart te maken of een afbeelding te schilderen. Achteloos, kaarten bestaan al heel lang, en gedurende het grootste deel van die tijd, mensen hebben ze met de hand getekend en geschilderd.
Handgetekende kaarten werden nauwkeuriger naarmate mensen nieuwe ontdekkingen deden in wiskunde en aardrijkskunde. Nauwkeurige schattingen van de diameter van de aarde hielpen cartografen om landmassa's en oceanen in de juiste verhoudingen weer te geven. Dit was vooral het geval nadat cartografen zowel het oostelijk als het westelijk halfrond tegelijkertijd in kaart gingen brengen. In de 17e en 18e eeuw, vooruitgang in het maken van klokken maakte het voor reizigers mogelijk om hun lengtegraad nauwkeurig te bepalen, waardoor het gemakkelijker wordt om nauwkeurige metingen voor kaarten te krijgen.
Zelfs toen technologische vooruitgang het gemakkelijker maakte om nauwkeurige kaartgegevens te verkrijgen, het maken van een goede kaart vereiste nog steeds de vaardigheid van een kunstenaar. Een kaartenmaker moest alle kenmerken van de kaart kunnen tekenen of schilderen, zodat ze nauwkeurig waren, leesbaar en aantrekkelijk. Hetzelfde geldt vandaag. Computers en geografische informatiesystemen (GIS) hebben veel taken voor het maken van kaarten geautomatiseerd om diepte en informatieve functies aan kaarten toe te voegen. Een softwareplatform, GIS verzamelt, analyseert en ordent gegevens die kaarten helpen om een gemakkelijk te lezen afbeelding van patronen te presenteren. Elke keer dat u een kaart hebt bekeken met een kleurcode op basis van ziekte-incidentie in een bepaald gebied of armoedeniveaus, heeft u de mogelijkheden van GIS gewaardeerd.
Echter, de beste kaarten komen nog steeds van bekwame cartografen die alle beschikbare technologie gebruiken, maar met een menselijke touch.
Bij het maken van een kaart, een cartograaf moet rekening houden met verschillende factoren, inclusief:
Kaarten die bedoeld zijn om online te bekijken, stellen ook andere eisen dan die bedoeld zijn om op papier te bekijken. Turner legt uit:
Als u een kaart speciaal voor internet ontwikkelt, over het algemeen moeten de lettertypen groter zijn, zodat u het type op het scherm kunt lezen. U heeft minder kleurkeuzes omdat niet elke kleur noodzakelijkerwijs correct wordt weergegeven als iemand die kaart probeert af te drukken. Dus, vanwege beperkingen in kleur, vanwege de beperkingen in lettergrootte, in vergelijking met een gedrukte kaart moet het over het algemeen veel eenvoudiger zijn... Je ontwikkelt over het algemeen een kaart die op een standaard computerscherm past, zodat de gebruiker niet hoeft te pannen om de informatie te kunnen interpreteren.
Met dit alles in gedachten, de cartograaf moet gegevens verzamelen en uitzoeken hoe hij visuele elementen kan gebruiken om deze op de kaart te presenteren. Dit vereist meer dan alleen het nauwkeurig afbakenen van continenten en watermassa's. De cartograaf moet kleuren gebruiken, lijnen, symbolen en tekst om ervoor te zorgen dat de lezer de kaart correct kan interpreteren. Deze visuele elementen helpen om duidelijk te maken welke delen van de kaart het belangrijkst zijn, evenals welke delen op de voorgrond staan en welke op de achtergrond. Vaak, de cartograaf kan een GIS gebruiken om meerdere versies van dezelfde kaart te onderzoeken om te bepalen welke het beste werkt.
Zelfs met behulp van een GIS, het succesvol maken van een kaart vereist dat een cartograaf veel gespecialiseerde kennis heeft. Veel cartografen hebben een diploma in cartografie of aanverwante vakken, zoals aardrijkskunde, landmeten of wiskunde. Vanwege de prevalentie en complexiteit van geografische informatiesystemen, cartografen moeten ook bedreven zijn in het gebruik van computers. In aanvulling, veel cartografen zijn ook geïnteresseerd in velden die veel kaarten gebruiken. Turner zegt, "Voor mij, het is weer en politiek. Voor anderen kan het talen of geologie zijn. Voor sommigen is het misschien geschiedenis, of het nu de Amerikaanse geschiedenis of de wereldgeschiedenis is."
Verbeteringen in cartografische technieken en in geografische informatiesystemen hebben het mogelijk gemaakt voor mensen om zeer gespecialiseerde kaarten zeer snel te krijgen. Dit is een grote verbetering die de afgelopen decennia heeft plaatsgevonden. Eerder, het verkrijgen van een hoogwaardige, gespecialiseerde kaart kan een uitdaging zijn, vooral op korte termijn. De volgende uitdaging is om nieuwe kaarten sneller in het openbaar te krijgen.
"Typisch, " zegt Turner, "de vertragingstijd tussen het moment waarop een kaart wordt ontwikkeld en het moment waarop deze beschikbaar is voor het publiek in print of op het web is drie tot zes maanden, en dat is denk ik een gebied waar mensen verbetering gaan verwachten."
Vierkleurentheoriein 1852, Francis Guthrie ontdekte dat het mogelijk was om een kaart van alle graafschappen in Engeland te kleuren met slechts vier kleuren. Hij theoretiseerde toen dat het mogelijk was om slechts vier kleuren te gebruiken om een kaart te kleuren. Dit werd bekend als de vierkleurenstelling . Verschillende wiskundigen hebben bewijzen voor de stelling voorgesteld, inclusief een die het gebruik van een computer vereist om te voltooien.
Hoewel we ons zeker afvragen hoe we ooit zonder GPS hebben geleefd, feit is dat iedereen dat tot niet zo lang geleden prima deed. Echter, de beschikbaarheid van deze technologie heeft het maken van kaarten getransformeerd tot een nog preciezere onderneming dan het al was. Volledig bekend als het Global Positioning System (GPS), het is samengesteld uit tientallen satellieten, die geografische coördinaten bieden voor verschillende aardse kenmerken. Oorspronkelijk in een baan om de aarde gebracht door het Amerikaanse ministerie van Defensie, ze zijn sinds de jaren tachtig beschikbaar voor civiele uitkeringen, en sindsdien heeft de technologie een revolutie teweeggebracht in alles, van vliegtuignavigatie tot landmeten en meer. Het speelt zelfs een rol bij gamen.
Aangezien deze satellieten continu in een baan om de aarde draaien (tweemaal per dag cirkelend), data-acquisitie en -toepassing is dramatisch versneld. Hierdoor kunnen kaartenmakers de meest actuele kaarten maken, vooral belangrijk omdat ruimtelijke ordening en milieu-impact de laatste jaren zulke hete hangijzers zijn geworden.
GPS-technologie leidde ook tot de uitbreiding van persoonlijke navigatiehulpmiddelen, zoals Waze en Google Maps. Eerder, alleen militaire en transportorganisaties waren op de hoogte van deze gegevens. Vandaag, iedereen kan (en doet) deze realtime kaarten om te komen waar ze heen moeten met behulp van stapsgewijze instructies. Niemand hoeft echt te weten hoe hij een kaart moet "lezen" om een routebeschrijving te krijgen. Nu op voortschrijdende basis bijgewerkt, GPS-kaarten hebben een lange weg afgelegd, zelfs niet een paar jaar geleden, toen er nog veel "dode hoeken" te vinden waren.
Door de exponentiële vooruitgang van de technologie zal het maken en gebruiken van kaarten de komende jaren waarschijnlijk blijven veranderen. Echter, ondanks het gemak van digitale kaarten, het is onwaarschijnlijk dat papieren kaarten ooit zouden (of zouden moeten) worden uitgeroeid. Hoewel een van de redenen is dat je telefoon op elk moment kan overlijden en je kaartloos achterblijft, er is een betere reden om bij papier te blijven als je echt wilt reizen of een gebied diep wilt begrijpen. Blijkbaar, digitale informatie is prima voor het verkrijgen van informatie op laag niveau, zoals hoe je van punt A naar B komt. Dezelfde informatie op papier, ter vergelijking, wordt waarschijnlijk beter verteerd en vastgehouden, de gebruiker een grondiger inzicht geven in de inhoud en het gebied.
Speciale dankMet dank aan Ian Turner, senior cartograaf bij GeoNova, voor zijn hulp bij dit artikel.
Oorspronkelijk gepubliceerd:14 mei 2007
De productie van energie uit organische verbindingen, zoals glucose, door oxidatie met behulp van chemische (meestal organische) verbindingen uit een cel als "elektronenacceptoren" wordt fermentatie genoemd. D
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com