کارتوگرافی2

فرق نقشه و عکس هوایی

طرح مساله تفاوت عکس و نقشه :یکی از روش‌های تولید نقشه استفاده از عکس‌های هوایی است. عکس‌های هوایی یک منطقه پس از اعمال تصحیحات مختلف با روش‌های فتوگرامتری ترسیم‌شده و به یک نقشه تبدیل می‌شوند. امکان تهیه نقشه از روی عکس هوایی این فکر را به وجود می‌آورد که آیا می‌توان از خود عکس هوایی بجای یک نقشه استفاده کرد؟ آیا تفاوت عکس و نقشه در حدی است که دیگر با نقشه‌های قدیمی خود خداحافظی نماییم؟

مقایسه بین عکس و نقشه

جواب سؤال را می‌توان با بررسی تفاوت عکس و نقشه که در زیر به آن‌ها اشاره می‌شود، پیدا کرد:

1- عکس تصویری است مرکزی، درحالی‌که نقشه تصویری اورتوگونال و قائم است. مرکزی بودن عکس اشکالاتی ایجاد می‌کند که به آن جابجایی ارتفاعی و جابجایی کجی محور دوربین ( tilt) گفته می‌شود. این جابجایی‌ها که از مرکزی بودن تصویر عکس ناشی می‌شود، باعث می‌گردد که اندازه‌گیری‌های مستقیم ابعاد عوارض در روی عکس فاقد دقت هندسی باشد. شاید بتوان مهم‌ترین تفاوت عکس و نقشه را همان سیستم تصویر مرکزی و اورتوگونال بودن آن‌ها دانست.

2- مقیاس عکس هوایی در سطح یک عکس، هماهنگ و یکسان نیست و تغییراتی در آن مشاهده خواهد شد که به نحوۀ پرواز و ناهمواری زمین بستگی خواهد داشت. برای مناطق مسطح با استفاده از روش‌هایی می‌توان تغییرات مقیاس را کنترل کرده و به صفر و یا حداقل رساند، ولیکن این موضوع را نمی‌توان برای کلیه عکس‌ها عمومیت داد. درصورتی‌که مقیاس نقشه باید کاملاً صحیح و در سرتاسر نقشه برابر و یکنواخت باشد.

3- یک عکس هوایی به‌تنهایی نمی‌تواند اطلاعات ارتفاعی زمین را به‌صورت کمی ارائه دهد، لیکن ارتفاعات در نقشه به‌صورت منحنی میزان و رقم و در پاره‌ای موارد به‌وسیلۀ رنگ‌های پله‌ای و سایه‌روشن ظاهر می‌شوند که دسترسی به وضع ناهمواری زمین از دیدگاه اندازه و کمی میسر است.

4- شناسایی عوارض در عکس هوایی احتیاج به مطالعه و تفسیر عکس هوایی دارد و تفکیک عوارض در مقیاس‌ها کوچک چندان آسان نیست، ولی در نقشه چون برای هر نوع عارضه علامت خاصی انتخاب می‌شود تمایز عوارض مختلف، مثل بیمارستان و ساختمان معمولی، به‌راحتی امکان‌پذیر است.

نمونه صفحات فایل گذاشته شده

کارتوگرافی2

   5- عکس را می‌توان به‌سرعت به دست آورد، اما برای تهیه نقشه احتیاج به زمان است.

6- اگر یک عکس و یک نقشه را باهم مقایسه کنیم، می‌بینیم که عکس، کلیه اطلاعات مشهود سطح زمین را در بر دارد و نقشه تهیه‌شده از همین منطقه، فقط مقداری از عوارض را نشان می‌دهد و فاقد تمامی اطلاعات است.

7- معمولاً بزرگ کردن نقشه کار اشتباهی است، زیرا دقت آن را نسبت به مقیاس نقشه موردنظر پایین آورده و به کمیت آن صدمه می‌زند، درصورتی‌که عکس را می‌توان بزرگ و کوچک کرد، بدون اینکه دقت و کیفیت آن تغییر یابد.

8- به‌طورکلی خصوصیت کمی و کیفی عکس از نقشه بیشتر است.

9- امکان دید سه بعدی در نقشه وجود ندارد، (به‌استثنای نقشه‌های برجسته)، لیکن عوارض موجود در عکس‌های هوایی را می‌توان به کمک دستگاه‌های ساده به‌صورت برجسته و سه‌بعدی مشاهده کرد. از طرف دیگر، تهیۀ نقشه‌های دورنگ برجسته ( سیستم آناگلیف ) امکان‌پذیراست، لیکن هزینه زیادی را در بر خواهد داشت.

10- اگر مقیاس عکس، کوچک باشد، عوارض را نمی‌توان به‌راحتی شناسایی کرد. گاهی اوقات هم، شناخت آن‌ها غیرممکن است، درصورتی‌که هرقدر هم مقیاس نقشه کوچک باشد، عوارض به‌وضوح نشان داده می‌شوند.

11- چون عکس هوایی از یک ارتفاع معین از سطح زمین گرفته می‌شود، کلیۀ عوارض موجود در آن به یک اندازه کوچک شده‌اند و عوارض نسبت به هم دارای اندازه‌های واقعی است، ولی در نقشه از علائم قراردادی برای نشان دادن عوارض استفاده می‌شود و این نسبت‌ها ممکن است رعایت نشود، مثلاً در اغلب نقشه‌های کوچک‌مقیاس، جاده‌ها پهن‌تر از اندازۀ واقعی‌شان نمایش داده می‌شوند.

12- رنگ‌های نقشه از آنجائی که انتخابی است و بر مبنای اصول طراحی انتخاب می‌شود، قادر است عوارض را به نحو بارزی به نمایش درآورده و از سایر اطلاعات نقشه تفکیک نماید. گرچه رنگ انتخاب‌شده برای عوارض باید با رنگ طیفی آن‌ها مطابقت داشته باشد، لیکن در خیلی از موارد برای تأکید کردن بر عوارض، می‌توان رنگ‌های مناسبی غیر از رنگ طیفی آن‌ها انتخاب نمود. درصورتی‌که در مورد عکس چنین نیست و غالب اوقات عکس‌ها سیاه‌وسفید هستند و اگر هم عکس رنگی باشد، به دلیل تنوع رنگی عوارض سطح زمین در خیلی از موارد تشخیص و تفکیک عوارض از روی رنگ آن‌ها مشکل است.

13- نقشه، دارای اسامی، نوشته‌ها و شبکه است که به شناسایی مناطق و … کمک می‌نماید، درصورتی‌که عکس فاقد چنین اطلاعاتی است.

14- نقشه، روی کاغذ عادی چاپ می‌شود، اما عکس را معمولاً روی کاغذ عکاسی چاپ می‌کنند که کاربرد آن در عملیات، مخصوصاً در ابعاد بزرگ، مشکل است.

15- تکثیر و تیراژ نقشه هزینۀ زیادی در بر ندارد، درصورتی‌که تهیه نسخه‌هایی از عکس گران خواهد بود.

16- و بالاخره، عکس هوایی ازآنجایی‌که واقعیت‌های روی زمین را در یک‌لحظه ثبت می‌نماید، واقعی است و به‌اصطلاح دروغ‌گو نیست. درصورتی‌که احتمال وجود اشتباه در نقشه زیاد است و اعتبار واقعیت و وجود نسبی عوارض در عکس غالباً نیشتر از نقشه است.

نمونه صفحات فایل گذاشته شده

کارتوگرافی2

از این مقایسه می‌توان چنین نتیجه گرفت که به‌طورکلی تفاوت عکس و نقشه بسیار زیاد است و نقشه و عکس را نمی‌توان جایگزین هم نمود و یکی را به بهای استفاده از دیگری حذف کرد. درواقع، هرکدام کاربرد مخصوص به خود را دارند و مکمل هم هستند. البته نقشه‌های تصویری نیز با این نگاه تولید شدند که بتوانند هم‌زمان مزایای نقشه و عکس هوایی را در خود جای دهند. اما آن‌ها نیز با محدودیت‌هایی مواجه هستند و میزان اطلاعاتی که در یک نقشه تصویری می‌توان جای داد، از یک نقشه بسیار کمتر خواهد شد. در خیلی از مواقع نقشه نمی‌تواند جوابگوی نیازهای اطلاعاتی باشد و باید از عکس بهره‌گیری کرد. برعکس، در پاره‌ای موارد، اطلاعات موجود در عکس کافی و مناسب برای بررسی پدیده‌های سطح زمین نخواهد بود و استفاده از نقشه اجتناب‌ناپذیر می‌گردد. به همین منظور است که هر کشوری هم به امر عکس‌برداری هوایی می‌پردازد و هم به تولید نقشه.

مقیاس و دقت نقشه از دیدگاه کارتوگرافی

همكاري متخصصين مختلف ژئودزي، نقشه‌برداري، فتوگرامتري و كارتوگرافي است. وجود و بروز خطا در هريك از مراحل ذكر شده امري طبيعي است؛ زيرا اين كارها با حواس انسان و تجهيزات ساختة دست وي انجام مي‌شوند و در بهترين حالات كمي خطا در اندازه‌گيري‌ها وجود دارد. اگر در هر يك از مراحل تهية نقشه به دقت آن توجه كافي نشود، خطاها به صورت تصاعدي افزايش يافته و خطاي هر مرحله در مرحلة بعد تأثير منفي گذاشته و ممكن است نقشة نهايي خطاي زيادي داشته باشد.

براي مثال اگر در مرحلة نقشه‌برداري دقت كافي صورت نگيرد، داده‌هاي برداشت شده داراي خطا خواهند بود و اگر اين داده‌ها در اختيار متخصص كارتوگرافي قرار گيرد و براي تهية نقشه استفاده شود، خطاي اوليه به همراه خطايي كه در مرحلة تهية نقشه ايجاد مي‌شود، منجر به خطايي بزرگ‌تر خواهد شد و ممكن است نقشة نهايي دقت مناسبي نداشته باشد.

بنابراين لازم است متخصص كارتوگرافي در هر مرحلة انجام كار، از دقت داده‌هايي كه در اختيار او قرار مي‌گيرد، اطمينان حاصل نمايد.

از موارد مهم ديگر در زمينة دقت نقشه، ارتباط دقت نقشه با مقياس آن است. هرچه مقياس نقشه بزرگ‌تر باشد، دقت مكاني آن نيز بالاتر خواهد بود. براي مثال اگر نقشه‌بردار در برداشت يك مسافت 1000 متري، خطايي برابر يك متر داشته باشد، اين خطا در نقشه با مقياس 1:100 برابر يك سانتي‌متر و در مقياس 1:100000 برابر 01/0 ميلي‌متر خواهد بود. به‌طوري كه مشاهده مي‌شود اين خطا در مقياس 1:100 قابل توجه و بزرگ است، ولي در مقياس 1:100000 بسيار ناچيز و قابل صرفنظر كردن است.

مسئلة ديگری که در زمان تهية نقشه در مورد دقت نقشه، بايد مدنظر متخصص كارتوگرافي قرار گيرد، توجه به رعايت دقت در مراحل ترسيم نقشه و همچنين دقت در زمان چاپ و نيز تغيير مقياس است.

در تهية نقشه‌هاي مختلف، متناسب با هدف تهية آن و مقياس مورد نظر، يك خطاي قابل قبول يا خطاي مجاز در نظر گرفته مي‌شود كه تجاوز از اين خطا، اعتبار نقشه را خدشه‌دار مي‌نمايد. براي مثال در نقشه‌هاي با مقياس بزرگ‌تر از 1:20000 نبايد بيش از        10 درصد نقاط مورد آزمايش آنها، خطايي بيش از 85/0 ميلي‌متر داشته باشد.

جنرالیزاسیون نقشه

جنرالیزاسیون (تعمیم) یا جنرالیزه کردن، موضوعی قدیمی در كارتوگرافی است و از سال 1950 مقالات بیشماری در مجلات جغرافیایی و كارتوگرافی در خصوص این فن ظریف به چاپ رسیده است. این موضوع با پیشرفت تحقیقات و تكنولوژی در سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) اهمیت روزافزونی یافته است.

هر چند الگوریتمهایی در زمینه ساده كردن خطوط نقشه تهیه شده است، اما انجام جنرالیزاسیون تمام اتوماتیك (Fully Automatic) در سراسر نقشه با مشكلات زیادی همراه خواهد بود. این امر به خاطر شرایط گوناگون و ارتباطات پیچیده ‏ای است كه در بین عوارض در دنیای واقعی وجود دارد.

تلاش برای یافتن تعریف جنرالیزاسیون نیز كار دشواری است. یكی از محققان به نام Keats در سال 1991 اذعان نمود: ” در واقع در عباراتی كه برای شرح فرآیند جنرالیزاسیون بكار می‏روند، اتفاق نظر وجود ندارد”، به عبارتی هر تعریفی روی یك جنبه تاكید خاص داشته یا مربوط به سلیقه‏ های شخصی است. تقریباً تمام كارتوگراف‏های تحصیلكرده و مجرب معتقدند كه انجام جنرالیزاسیون، نیازمند مهارت، تجربه و دانش كافی است. بنابر این مهم است كه بدانیم، كی؟ كجا؟ و چگونه؟ عمل جنرالیزه را انجام دهیم.

هر عمل اشتباه در حین جنرالیزاسیون می‏تواند به اصل نقشه لطمه وارد سازد و در نتیجه استفاده كننده را گمراه نماید. در واقع جنرالیزاسیون فرآیندی مستمر در جهت ساده كردن و هماهنگ نمودن محتویات نقشه است. به علت تجربی بودن، تئوری‏های زیادی برای مشخص كردن فرایند جنرالیزه در كارتوگرافی وجود ندارد. هر چند محققین بسیاری نتایج مهمی را در این خصوص به ارمغان آورده ‏اند. جنرالیزه در واقع صرفاً یك فرآیند علمی نمی‏باشد بلكه وابسته به مهارتهای هنری بالایی است.

چرا میبایست نقشه ها را جنرالیزه كنیم؟

مطالعه دنیای واقعی با بیشمار عارضه طبیعی و مصنوعی كه ارتباطات ضمنی و پیچیده‏‏ای با هم دارند، عملاً یا امكانپذیر نیست یا با دشواریهای بسیار زیادی همراه می‏باشد. بدین منظور ناچار به مدلسازی دنیای واقعی خواهید بود. نقشه مدلی از دنیای واقعی است. چرا كه با توجه به مقیاس عوارض محدودی از یك ناحیه خاص انتخاب شده و با ابعادی كوچكتر و به صورتی ساده ‏تر، در نقشه بازنمایی می‏گردند. با توجه به اینكه انتخاب عارضه، خلاصه‏ سازی و ساده‏ كردن از اجزای جنرالیزه به حساب می‏ آیند، بنابراین در یك بیان كلی در فرآیند تهیه هر نقشه‏ ای، به نوعی عمل جنرالیزه انجام می‏شود. از سوی دیگر در هنگام تألیف نقشه‏‏ ای با مقیاس كوچكتر از نقشه ‏های موجود، یكی از دلایلی كه عمل جنرالیزه را امری ضروری می‏سازد افزایش تراكم محتوای نقشه بر اثر كاهش مقیاس است. نمایش عوارض سطح زمین در مقیاسهای بزرگتر با واقعیت تطابق بیشتری دارد و در صورت كاهش مساحت برگ نقشه، تراكم محتوی نقشه افزایش می‏ یابد. در نتیجه باید از محتوی نقشه كاسته شود كه این مهم توسط عمل جنرالیزاسیون صورت می‏پذیرد.

مفهوم جنرالیزاسیون

جنرالیزاسیون یا تعمیم به مفهوم رسیدن از طبقات اطلاعات پائین‏تر به سطوح اطلاعات بالاتر است. به طوری كه در كلاس‏های پائین‏تر جزئیات بیشتری از اطلاعات قابل دسترسی بوده و هر چه به كلاس‏های بالاتر صعود می‏كنید از میزان جزئیات كاسته شده و به اطلاعات كلی‏ تری دست خواهید یافت.
به عنوان مثال در نقشه‏ های توپوگرافی 1:25000، اگر پوشش‏ گیاهی شامل عوارض سطحی باغ، بیشه، تاكستان، جنگل، چایكاری، چمنزار، درختكاری، زراعت، شالیزار، مرتع، نخلستان و بوته‏ زار باشد، در مقیاس 1:100000 پوشش گیاهی با عوارض عمومی‏ تر باغ‏ و درختكاری، جنگل‏ و‏ بیشه، مرتع‏ و چمن، زمین‏های زراعی و بوته‏ زار تعریف می‏گردد.

با این نوع نگرش، می‏توان گفت كه Generalization در مقابل كلمه Specialization قرار می‏گیرد.

کارتوگرافی به کمک کامپیوتر

عملیات جنرالیزاسیون به سه دسته بازفشردگی (Re-pressing)، تأكید (Emphasize) و سازگاری منطقی (Logical Consistency) تقسیم می‏گردند. عملیات حذف، ساده كردن و تركیب در دسته بازفشردگی، عمل اغراق در گروه تأكید و عمل جابجایی در دسته سازگاری منطقی قرار می‏گیرند.

1- حذف

به هنگام كوچك شدن مقیاس نقشه و به علت كافی نبودن فضای خالی امكان نمایش همه عوارض وجود ندارد، لذا با انتخاب صحیح، برخی از عوارض را حذف می‏نمائیم. به عنوان مثال زمانی كه یك ردیف منزل میان دو خیابان قرار گرفته باشند زمانی كه مقیاس كاهش می‏ یابد، امكان نمایش تك تك آنها وجود نخواهد داشت لذا تعدادی از آنها حذف خواهند شد. البته به گونه ‏ای كه خصوصیت مسكونی بودن منطقه حفظ گردد.

2- ساده ‏كردن

این مورد بیشتر روی خطوط انجام می‏شود. از بین بردن تضاریس در منحنی میزان‏ها، نوار ساحلی و یا كم كردن قوس های جاده امكان نمایش بهتر این عوارض را در نقشه‏ هایی كه مقیاسشان كوچكتر شده، فراهم می‏كند.

3- تركیب

تركیب عبارتست از ادغام عوارض همگون. مثلاً در یك نقشه بزرگ مقیاس چند منطقه جنگلی مجاور را می‏توان با محدوده دقیق نشان داد. ولی در یك نقشه كوچك مقیاس این نواحی با هم ادغام شده و به صورت یك منطقه جنگلی یكپارچه نشان داده می‏شود. البته تركیب عوارض همگون به وسعت عارضه و فاصله میان اجزای آن بستگی دارد.

گاه تغییر مقیاس و تركیب عوارض در مفهوم عوارض و طبقه ‏بندی آنها اثر می‏گذارد. به طور مثال در نقشه بزرگ مقیاس ساختمان‏ها را می‏توان با اشكال مربع یا مستطیل نمایش داد. در نقشه متوسط مقیاس ممكن است محل ساختمان را بتوان با نقطه مشخص نمود ولی در نقشه كوچك مقیاس چنین امكانی وجود ندارد. در چنین مواردی اگر ساختمانها بهم نزدیك باشند، منطقه وسیعی را می‏توان با علامت سطح نشان داد. این علامت دیگر نمایش دهنده حدود یك ساختمان نیست بلكه حدود یك منطقه مسكونی را مشخص می‏سازد. بنابر این تركیب عوارض موجب تغییر محل، مفهوم و طبقه‏ بندی عوارض نیز می‏گردد.

4- اغراق

گاهی عوارض در اثر كوچك شدن مقیاس خوانایی و اهمیت خود را از دست می‏دهند. لذا با بزرگنمائی باز هم این عوارض ویژگی خود را از لحاظ اهمیت حفظ خواهند كرد. به عبارت دیگر در برخی موارد در هنگام جنرالیزاسیون لازم است تعدادی از عوارض را به دلیل اهمیت‏شان بزرگتر از مقیاس حقیقی نشان داد. این عمل را در اصطلاح اغراق می‏گویند.
به طور كلی علائم كارتوگرافی نباید از حد معینی كوچكتر باشند زیرا كوچك بودن علائم نه تنها رؤیت آنها را (به ویژه در میان سایر اطلاعات نقشه) دشوار می‏سازد، بلكه موجب تقلیل اهمیت عوارض نیز می‏گردد. در نقشه ‏های كوچك مقیاس غالباً در نمایش علائم اغراق می‏گردد.

5- جابجائی

در اثر اغراق، حدود عوارض روی نقشه به مناطق مجاور گسترش می‏ یابد. اگر علائم پراكنده و دور از هم باشند اغراق برای نمایش عوارض كافی خواهد بود. ولی اگر چند عارضه از این قبیل در كنار هم قرار گیرند، جابجایی عوارض نیز لازم است. در واقع برای اینكه نمایش عوارض روی نقشه با وضعیت عوارض در دنیای واقعی به طور منطقی سازگار شود، عملیات جابجایی ضرورت می‏یابد.
باید توجه داشت كه بعضی از عوارض مثل عوارض هیدروگرافی (رودخانه، كانال و …) جابجا نمی‏شوند.

(کارتوگرافی2)