История картографии

Эти карты по характеру изображения и детальности  сравнимы с топографическими картами. По точности они существенно превосходили даже более поздние европейские  карты.

Основной же китайский вклад в создание карт заключался в изобретении не позднее II в. до н. э. бумаги, на которой стали  составляться карты, и прямоугольной  сетки координат, которую впервые  применил великий китайский астроном и математик Чжан Хэн (78–139 гг. н. э.). В дальнейшем китайские картографы неизменно пользовались прямоугольной  сеткой координат.

Столетие спустя китайский картограф Пэй Сю (224–271 гг.) разработал принципы составления  карт, основанные на использовании  прямоугольной сетки координат, а также принципы измерения расстояний на основе законов геометрии.

Изобретение китайцами  в VIII в. книгопечатания позволило им первыми в мировой истории  приступить к печатанию карт. Первая из сохранившихся печатных китайских  карт датируется 1155 годом.

1.2 Карты Средневековья

В раннем Средневековье  картография пришла в упадок.

После распада  в IV в. Римской империи научные  и картографические достижения Античной Греции и Рима были забыты в Европе на несколько веков. Вплоть до X в. некоторое  оживление в создании карт наблюдалось  лишь в монастырях, где для иллюстрации  богословских трудов помещались небольшие  по размеру схематичные карты  мира – mappae mundi, изображавшие Землю  в виде круга, поделенного на пять тепловых поясов.

Вопрос о форме  Земли перестал быть важным для философии  того времени, многие снова начали считать  Землю плоской. Получили распространение  так называемые карты, на которых поверхность Земли изображалась состоящей из дискообразной суши, окружённой океаном .

Суша изображалась разделённой на три части Европу, Азию и Африку. Европу от Африки отделяло Средиземное море , Африку от Азии река Нил, а Европу от Азии река Дон .

Картографы того времени, скрывая свое географическое неведение, заполняли карту разнообразными художественными рисунками: пустыни  и леса «заселялись» дикими зверями, обжитые места заполнялись фигурками  людей, моря украшались рисунками кораблей и морских животных.

На фоне упадка географии и картографии в  Европе в период раннего средневековья  успешно развивалась арабская картография (вообще, греческая культура дошла  до европейцев в основном благодаря  арабам). Арабы усовершенствовали  методы определения широты Птолемея, они научились использовать наблюдения звёзд вместо Солнца. Это повысило точность. Здесь, в Багдаде, в IX в. была переведена на арамейский, а затем  на арабский язык «География» Птолемея.

Расцвет же арабской картографии связывается с именем арабского географа и картографа Идриси (1100– ок. 1165 гг.), создавшего карту  известной в то время части  мира на серебряной пластине размером 3,5 х 1,5 м, а также на 70 листах бумаги. Интересная особенность карты Идриси, как, впрочем, и других карт, составленных арабами — юг изображался сверху карты.

Распространение с X–XI веков в Средиземноморье  компаса и потребности торгового  мореплавания вызвали здесь появление  в конце XIII в. первых навигационных  карт – карт-портоланов, или компасных  карт. Их родиной считается Каталония. На картах-портоланах подробно изображалась береговая линия Средиземного и Черного морей, указывалось много географических названий, а в ряде точек наносились компасные сетки, указывавшие положение стран света и промежуточные направления.

Кроме того, на некоторых  из них изображалось побережье Атлантического океана от Дании до Морокко и Британских островов. Во второй половине XV в. на картах-портоланах стали помещать многочисленные изображения  компасных роз. Самая древняя  из сохранившихся карт-портоланов –  Пизанская карта, датируемая примерно концом XIII в.

Некоторую революцию  в европейской картографии устроило введение в пользование в конце XIII—начале XIV веков магнитного компаса. Появился новый тип карт — подробные компасные карты берегов портоланы (портуланы). Подробное изображение береговой линии на портоланах нередко совмещалось с простейшим делением на страны света. Первый дошедший до нас портолан датируется 1296 годом. Портоланы служили сугубо практическим целям, и как таковые мало заботились об учёте формы Земли.

В середине XIV века началась эпоха Великих географических открытий.

Из-за этого обострился и интерес к картографии. Важные достижения картографии доколумбовского  периода — карта фра Мауро (1459 года, эта карта, в некотором смысле придерживалась концепции плоской Земли) и «Земное яблоко» — первый глобус, составленный немецким географом Мартином Бехаймом.

После открытия Америки Колумбом в 1492 году в картографии  новые успехи — появился целый новый континент для исследования и изображения. Очертания американского континента стали ясны уже к 1530-м годам.

Весьма помогло  развитию картографического дела изобретение  книгопечатания.

Следующая революция  в картографии — создание Герхардтом Меркатором и Абрагамом Ортелиусом первых атласов Земного шара. При этом Меркатору пришлось создать картографию как науку: он разработал теорию картографических проекций и систему обозначений. А название «атлас» ввел для сборника карт фламандский картограф Герард Меркатор, издавший в I595 г. «Атлас».

Атлас Ортелиуса  под названием Theatrum Orbis Terrarum был напечатан  в 1570 году, полностью атлас Меркатора  был напечатан только после его  смерти. Все мореплаватели XVI и начала XVII в. пользовались этим атласом, который насчитывал 70 (семьдесят) карт большого формата, сопровождаемых объяснительным текстом.

Каждая карта  его атласа тщательно выгравирована  на меди и снабжена градусной сеткой. На карте полушарий материки Старого  и Нового Света были изображены со всеми подробностями, но их очертания  еще не соответствовали действительности. Одна из карт посвящена Южному материку (Магелании), который простирался  от Южного полюса до 40-50° ю.ш., дважды пересекал тропик Козерога и был  отдален от Южной Америки проливом Магеллана. Огненная Земля и Новая  Гвинея были изображены ее полуостровами.

Увеличению точности карт содействуют более точные способы  определения широт и долгот, открытие Снеллиусом в 1615 году способа триангуляции и усовершенствование инструментов — геодезических, астрономических и часов (хронометров). Хотя некоторые довольно удачные попытки составления больших карт (Германии, Швейцарии и т. д.) были сделаны ещё в конце XIV и в XVII веках, однако только в XVIII в. мы видим большой успех в этом отношении, а также существенное расширение более точных картографических сведений по отношению к Вост. и Сев. Азии, Австралии, Сев. Америке и т. д.

Важное техническое  достижение XVIII века — разработка способов измерения высот над уровнем моря и способов изображения высот на картах. Таким образом, появилась возможность снимать топографические карты. Первые топографические карты были сняты в XVIII веке во Франции.

Первая карта  России под названием «Большой чертеж»  была составлена, как предполагают ученые, во второй половине XVI в. Однако ни «Большой чертеж», и последующие  его дополненные и измененные экземпляры до нас не дошли. Сохранилось  только приложение к карте – «Книга Большому чертежу». В нем содержались  интересные сведения о природе и  хозяйственной деятельности населения, об основных дорогах и главных  реках как путях сообщения, о  «городах» и различных оборонительных сооружениях на границах Русского государства.

Таким образом, географическая карта — величайшее творение человечества. Она служит замечательным средством познания и преобразования окружающего мира. К ней обращаются инженеры и исследователи, геологи и агрономы, ученые и военные, и каждый находит нужные ответы на свои вопросы.

При работе с  картой есть возможность одновременно обозревать значительную площадь поверхности  или всю поверхность Земли.

Только карта  позволяет видеть и изучать взаимное расположение материков и кварталы городов, транспортные потоки между  странами и маршруты перелета птиц.

С помощью карты  можно делать выводы о многих процессах  и закономерностях нашей планеты. На некоторых картах можно увидеть дно океана, строение земной коры, ледниковые покровы прошлого и даже заглянуть в будущее.

Найденные археологами  примитивные рисунки местности  на камнях, бересте, дереве и даже на куске бивня мамонта, возраст  которых достигает около 15 тысячелетий, свидетельствуют о том, что зарождение карты уходит в далекое прошлое.

Итак,  карта не просто важнейший источник географических знаний, а особое средство информации,  её нельзя заменить ни текстом,  ни живым словом. 

2. Форма Земли  

С формой Земли  важно разобраться для того, чтобы  понимать, как выпуклая поверхность  планеты проецируется на плоскость  и превращается в карту.

О форме и размерах Земли люди имели достаточно реальные представления еще до начала нашей эры. Так, древнегреческий философ Аристотель (384-322 до н. э.) полагал, что Земля имеет шарообразную форму, а в качестве доказательства приводил округлость формы земной тени во время лунных затмений, поскольку только шар при освещении с любой стороны всегда дает круглую тень.

А с другой стороны, с наблюдениями мореплавателей за появлением из-за горизонта приближающихся кораблей: сначала показывалась верхняя часть  мачты, а затем, постепенно, по мере приближения корабля, появлялись и  остальные его части. Объяснить  эти явления можно было, считая форму Земли шарообразной.

После того как  была высказана гипотеза о шарообразности Земли, возник вопрос о нахождении ее размеров. Первое измерение Земли, по-видимому, было произведено халдеями в VI в. до н.э. Однако способ, которым они производили  измерения, до нас не дошел. В Древней  Греции также занимались измерениями  Земли, на что указывает древнегреческий  философ Аристотель.

Эратосфен, живший в Александрии (332-331 гг. до н. э.) выбрал, около 230 г. до Р. X., для своего градусного измерения дугу александрийского меридиана, предположив, что на нем же лежит Ассуан (Ассуан, — 24° 8’ 6" ш. и 30° 34’ 39" д., последний из городов, встречаемых в Египте со стороны Нубии). Светилом для измерения высот служило Солнце (рис.1).

Рисунок 1 – Измерение  размеров Земли

Эратосфен узнал, что в Ассуане, во время летнего солнцестояния, в полдень, можно видеть изображение Солнца в глубоких колодцах, т. е., что Солнце достигает там в это время зенита, и высота его равна стало быть 90°. В Александрии, по наблюдениям тени гномона (гномон — древнейший астрономический инструмент, состоящий из вертикального стержня на горизонтальной площадке. По длине и направлению тени стержня можно определять высоту и азимут Солнца), в  то же самое время, Солнце оказывалось удаленным от зенита на одну пятидесятую часть окружности или на 7°12’, так что для разности широт этих городов получилась непосредственно величина 7°12’.

С другой стороны, из рассказов купцов, сопровождавших свои караваны, Эратосфен узнал, что путь между Ассуаном и Александрией лежит почти в направлении полуденной тени, т. е. по меридиану, и, судя по времени, необходимому на весь переход, и по скорости движения караванов, расстояние между названными городами равно 5000 стадиям (800 км). Если 7°12’ соответствуют 5000 стадиям (800 км), то длина окружности или 360° выходит равна 250 000 стадий (40 000 км), а радиус Земли = 39 789 стадий (6 366 км).

По новейшим определениям разность широт Александрии и Ассуана равна 7°7’, и оба города не лежат на одном меридиане, (Ассуан почти на 3° восточнее Александрии), там не менее астрономическая часть работы Эратосфена для своего времени была почти безупречна. К несчастью истинная длина египетской стадии была не известна. Разные ученые исследователи определяют ее от 158 до 185 метров, и потому о точности этого первого градусного измерения в настоящее время нельзя составить себе верного представления. Во всяком случае, как упомянуто выше, основание способа Эратосфена совершенно верно и применяется до сих пор.

Следующая попытка  определить размеры Земли была сделана  Посидонием (135-50 до н.э.) Крайними точками дуги меридиана избраны были Александрия и остров Родос. Угловое расстояние получено из наблюдений звезды Канопуса (Канопус (Argus), звезда первой величины в созвездии «Корабль Арго»; видна в нашем полушарии южнее 37,5° сев. широты), которая в Александрии поднимается до высоты 7½°, а на Родосе едва показывается на горизонте, так что высота ее там почти равна 0°.

Линейное расстояние оценено по времени перехода судов и принято равным 5 000 стадиям (800 км). Отсюда окружность Земли оказывается 240 000 стадий (38 400 км). Результат Посидония признается менее удовлетворительным, чем вывод Эратосфена, потому что на высоты светил близ горизонта весьма значительно влияет преломление лучей в атмосфере, тогда еще неизвестное, да и оценка линейного расстояния по морю не могла быть благонадежной.