CURSUL NR. 1

La momentul actual, cnd calculatoarele au devenit elemente indispensabile n tiin i societate, se poate distinge cu uurin apariia unui subdomeniu (subramur) de cercetare cartografic: Cartografierea digital. n literatura de specialitate, dar i n vorbirea curent procesul de creare a reprezentrilor cartografice i a imaginilor grafice n format digital a fost denumit n mai multe moduri: cartografie asistat de calculator, cartografiere automat, cartografiere numeric, etc. Dei sunt apropiate ca semnificaie acestea nu reprezint exact coninutul acestui domeniu, de aceea, pentru a evita unele confuzii vom face referire la acest proces prin termenul de cartografiere digital, urmnd s le definim i pe celelalte. Dup The GIS Glossary cartografia asistat de calculator reprezint procesul de cartografiere n care operaiile sunt realizate parial sau total cu ajutorul calculatorului. Cartografierea automat este o metod de cartografiere n cadrul creia procesele de pregtire i transpunere grafic a informaiei sunt automatizate (dup V. Donis, 1998). Cartografierea numeric este procesul de cartografiere executat prin metode numerice de prelucrare i reprezentare a datelor (dup V. Donis, 1998). SCURT ISTORIC AL CARTOGRAFIEI Informaiile documentare despre hri ne arat c ele au existat nc dinaintea erei noastr: au fost gsite schie primitive la egipteni, chinezi, canadieni, amerindieni realizate pe suporturi foarte variate ncepnd de la os, coji de copac, nisip, lemn, pietre, etc. Coninutul acestor schie se refer la suprafee restrnse i reprezint diferit elemente ale cadrului natural ca reeaua hidrografic, lacurile, pdurile, peterile. Cea mai veche hart ajuns n Romnia, zgriat pe o tabl de argint este a Mesopotamiei, datnd din sec. XIV-XV .e.n. Primele hri propru-zise apar la grecii antici. Cea dinti hart greceasc a fost construit de ANAXIMADRU din MILET i cuprinde lumea cunoscut a timpului su, nconjurat de OKEANOS, n ipoteza Pmntului plan. Cele mai remarcabile rezultate cartografice n antichitate au fost construirea primului glob geografic de ctre CRATES i imaginarea primelor sisteme de proiecie de ctre HIPARH (sec. II .e.n.) i PTOLEMEU (sec. II e. n.). Romanii n-au mbogit cu nimic baza teoretic a reprezentrilor cartografice, chiar dac au ntocmit i ei hri numite itinerarii, necesare n rzboaiele lor de expansiune. O astfel de hart este Tabula Peutingerian. n feudalism, dezvoltarea comerului atrage dup sine ntocmirea hrilor legate de necesitile practice. Astfel se construiesc hri marine de ctre italieni, cunoscute sub numele de portulane, care se refereaua de obicei la o bazinul unei singure mri.

Curs 1

1

Secolul al XVI-lea se caracterizeaz printr-o fructuoas i valoroas activitate cartografic, cei mai importani reprezentani ai acestei perioade fiind MERCATOR i ORTELIUS (olandez). Mercator public n anul 1578 un prim atlas de hri geografice dup hrile lui Ptolemeu, dar reconstituite i corectate de el. La ntocmirea hrilor, utilizeaz proiecia cartografic i propune mai multe proiecii, dintre care una pentru navigaie, care i poart numele, fiind folosit i n prezent. Sec. al XVII-lea este cunoscut prin apariia unor atlase, care pe lng hrile respective conineau i texte. Din secolul al XVIII-lea merit amintit activitatea de ntocmire a hrilor la scri mijlocii i mari. Prima hart topografic este harta Franei a lui Cassini la scara 1:86400. n anul 1871 are loc primul congres de geografie, unde se pune problema alegerii meridianului de origine sau a primului meridian, probleme rezolvat n 1884 la o conferin special convocat la Washington, cnd s-a ales ca meridian de origine meridianul observatorului de la Greenwich. La sf. sec. al XIX-lea (1891), la Congresul de la Berna, pentru unificarea hrilor topografice naionale ntr-o hart internaional s-a adoptat propunerea lui A. Penck de a construi o hart a globului la scara 1:1.000.000. n 1899 s-a hotrt ntocmirea unei hri batimetrice a Oc. Planetar la scara 1:10.000.000 care a aprut n 1904. ntre cele dou rzboaie mondiale s-au realizat diferite tipuri de hri i atlase. Opera cartografic de importan mondial a acestei periade este Marele Atlas Sovietic al Lumii. Dup al doilea rzboi mondial, dezvoltarea cartografiei este n plin ascensiune, se continu cu ntocmirea atlaselor naionale, a hrilor topografice pentru noile state aprute, apariia unor dicionare poliglote, organizarea unor conferine internaionale de cartografie, etc. Dup etapele aproximrilor dimensionale, geometrizrii geografiei i aplicrii metodelor statistice n geografie, anii 1960 marcheaz debutul etapei informatizrii cartografiei. Aceast etap se identific cu debutul GIS, ea fiind condiionat de perfecionarea rapid a calculatoarelor. Volumul imens de informaii cu care opereaz cartografia i-a gsit pentru prima dat posibilitile de a fi valorificat (prelucrat) i validat (n practic) prin GIS. Primii pai au fost marcai prin constituirea bazelor de date, care ulterior au putut fi utilizate i de ctre ali beneficiari. O astfel de banc de date este compus din datele brute (propriu-zise), neprelucrate care sunt memorate pe un suport fizic (benzi sau discuri magnetice-CD) i dintr-un sistem de programe care asigur introducerea, organizarea, stocarea, activarea i prezentarea lor. Sistemul poate opera n general att cu date cantitative ct i calitative, exprimnd valoarea parametrilor geografici dintr-un anumit punct, regiune, zon geografic. Fiecare punct, dar i tip de informaie primete un anumit cod. Codul servete n actualizarea informaiei, la cerere. Bncile de date permit noirea informaiei nmagazinate, respectiv aducerea la zi, precum i trierea i regsirea rapid a

Curs 1

2

informaiilor cerute, fie prin afiarea pe ecranul calculatorului (prin intermediul operatorului uman), fie prin imprimarea informaiei (pe imprimanta anex computerului). Un pas nainte n informatizarea cartografiei l-a constituit realizarea atlaselor electronice, care pot conine pe lng informaiile unei bnci de date tradiionale, i informaie sub form grafic (hri generale, hri tematice, cartograme, blocdiagrame, cartodiagrame, profile, etc.). Atlasele electronice prezint avantajul modificrii rapide a informaiei coninute sub form grafic de la un eveniment sau fenomen geografic prezent la unul viitor, ntrunind atributul de operaional i funcional. Carl Steinitz e unul din precursorii GIS-ului, el realiznd primele studii experimentale n cadrul unui laborator de grafic computerizat la Harward, laborator creat n 1965 cu o donaie Ford. Programele create, testate i rspndite de aici au fost: - SYMAP - program de cartografiere automat; - CALFORM - program de cartografiere cu pen-plotter; - SYMVU - program de cartografiere suprafa-perspectiv; - POLYURT - program de manipulare a bazei de date cartografice; n dezvoltarea GIS pot fi identificate cel puin cinci etape. Etapa ntia debuteaz cu anul 1960, cnd computerele se foloseau la realizarea hrilor i a altor imagini care s-ar fi putut realiza i fr computer. Analizele spaiale i statistice erau dificile, cu un profesionalism sczut, iar pesimismul general era mare. Etapa a doua ncepe cu anul 1970. Analizele GIS sunt mai sofisticate, iar prin tehnicile statistice i cartografice noi, dar i prin metodele de analiz spaial mai complexe, proiectele G.I.S. trezesc un mare interes, fiind finanate de la buget. GIS-ul interacioneaz alte discipline i profesii, n mod deosebit ingineria. Soft-urile sunt din ce n ce mai complexe i private. Atenia se axeaz pe luarea deciziilor. Anul 1975 marchez nceputul celei de-a treia etape. Tehnica G.I.S. este concretizat n afiaje grafice diverse i tridimensionale. Noutatea adus de GIS este dat de posibilitatea referenierii acestor date fa de coordonatele geografice (longitudine i latitudine). Etapa a patra debuteaz odat cu anii deceniului nou, respectiv 1980-1981. Apariia primelor GIS operaionale (Sistemul Informaional Geografic Canadian i Unitatea Experimental de Cartografie a Marii Britanii), nc din anii '60, este urmat n anul 1982 de sistemul ARC/INFO al firmei Environmental Systems Research Institute din U.S.A. Deceniul al noulea se remarc de asemenea prin progrese spectaculoase ale tehnicii de calcul. Apariia PC-urilor i softurilor, dar i posibilitilor de software n englez i francez deschide o nou etap n existena GIS. Etapa a cincea se identific cu actualitatea sau mai precis cu ceea ce a urmat anului 1990, cnd pentru prima dat n istoria cartografiei romneti putem vorbi despre facilitile oferite G.I.S.

Curs 1

3

HARTA I PLANUL Cea mai simpl definiia care s-ar putea da hrii este aceea de reprezentare micorat a unei poriuni din suprafaa terestr. Definiia enunat are calitatea de a fi foarte concis, dar n acelai timp i neajunsul de a nu reda n ntregime coninutul noiunii de hart. Acest lucru se constat la o analiz ct de sumar a hrii. n primul rnd, se constat c harta este o reprezentare n plan a suprafeei terestre. Aceasta o deosebete de reprezentarea sub form de globuri, care dei sunt reduse ca rspndire sunt cele mai corecte. n schimb, pe hart se nregistreaz deformrile cunoscute. Deoarece harta red poriuni mari din suprafaa terestr, la realizarea ei se ine seama de curbura suprafeei terestre, n timp ce la planuri nu e necesar s se in seama de curbur. O alt caracteristic uor de observat este aceea c elementele reprezentate sunt reduse pe baze matematice riguros exacte, adic la o anumit scar. Aceasta i confer precizia necesar n diferite activiti practice sau de cercetare. De asemenea, se constat c harta nu este o fotografie a suprafeei terestre. Elementele suprafeei terestre sunt redate prin nite desene care uneori nici nu seamn cu elementele din natur. Desenele respective sunt semnele convenionale, ceea ce nseamn c harta este o reprezentare convenional. Se mai constat c pe hart nu sunt redate toate elementele terenului, ci c apar n funcie de mrimea suprafeei reprezentate, numai elementele cele mai evidente. Deci, se poate spune c este vorba de o generalizare cartografic. Legat de coninutul hrii se poate constata c unele hri conin toate elementele posibil de reprezentat (ansamblul elementelor naturale i antropice ale unui teritoriu), fiind numite hri generale, iar n unele apar numai un element, fiind numite hri speciale sau hri tematice. innd cont de caracteristicile menionate se poate formula o definiie mai complet. Harta este o reprezentare n plan, micorat, convenional i generalizat a suprafeei terestre, cu fenomene naturale i sociale de la un moment dat, realizat pe principii matematice i la o anumit scar, innd cont de sfericitatea pmntului. Planul este o reprezentare cu aceleai caracteristici ca i harta, diferenele constnd n faptul c red o suprafa mai mic de teren, ns cu mai multe detalii i cu o mare precizie. Deoarece scara mare nu permite redarea unei suprafee ntinse de teren, poriunile terestre reprezentate se consider plane, deci nu ine cont de sfericitatea pmntului. DIFERENIERI HARTA PLANUL Red o suprafa mai mare de teren Red o suprafa mai mic de teren cu detalii mai puine n funcie de cu multe detalii scar Scara de reprezentare este mai mic Scara de reprezentare este mare

Curs 1

4

dect la plan (de la 1:25000 pn la 1:20000 pn la 1:50 scri foarte mici) ine cont de curbura suprafeei Nu ine cont de curbura suprafeei terestre terestre Proiectarea punctelor de pe suprafaa Transpunerea punctelor se face fr terestr se face cu ajutorul unei a folosi un sistem de proiecie proiecii cartografice.

Clasificarea hrilor Problema clasificrii hrilor este foarte important pentru orientarea n folosirea i studierea materialului cartografic. Dei nu exist o clasificare cu valabilitate universal, de-a lungul timpului au fost luate n considerare diverse criterii n ordonarea materialelor cartografice. 1. n funcie de dimensiunea teritoriului cartografiat: - hri modiale (planigloburi, mapamonduri, planisfere), care reprezint ntrega suprafa terestr; - hri ale emisferelor pe latitudine i respectiv longitudine; - hri ale grupelor de continente; - hri ale oceanelor i mrilor limitrofe; - hri ale unor continente; - hri ale unor state; - hri cu regiuni dintr-un stat. 2. n funcie de scar: - hri la scar mare - hri la scar mijlocie - hri la scar mic. 3. n funcie de coninut: - hri generale - hri tematice sau speciale: i. hri tematice fizico-geografice (hri hipsometrice, morfologice, ale energiei reliefului, climatice, pedologice, biogeografice, hidrologice, etc.) ii. Hri tematice socio-economice (hri ale populaiei, ale cilor de comunicaie, economice calitative i cantitative, politicoadministrative, ale modului de utilizare a terenului, etc.) 4. n funcie de destinaie: - hri informative; - hri tiinifice; - hri didactice; - hri turistice;

Curs 1

5

5.

6.

7.

8.

- hri pentru navigaie. n funcie de originalitate - minutele topografice, care constituie rezultatul direct al ridicrilor topografice; - copiile, adic reproduceri dup minutele topografice la aceeai scar; - derivatele, adic reproduceri dup copiile topografice ns la scar diferit (mai mic). n funcie de numrul culorilor: - hri monocrome - hri policrome. n funcie de modul de realizare: - hri analogice - hri digitale (n format raster i respectiv n format vector). n funcie de modul de prezentare: - hri propriu-zise - hri virtuale.

ELEMENTELE PLANURILOR I HRILOR Ca documente cartografice cu larg utilitate, elementele hrilor i planurilor sunt grupate n mai multe categorii. n literatura de specialitate se disting, n general dou tipuri de clasificare a cestor elemente. Unii autori grupeaz elementele hrilor n dou categorii: elemente din exteriorul cadrului i respectiv elemente din interiorul cadrului (Nstase, A. 1983, Rus, I., Buz, V, 2003). Ali autori (Buz, V., Sndulache, A. 1984) grupeaz aceste elemente n trei categorii: elemente matematice, de coninut i de ntocmire. Considerm c aceast grupare este mai util pentru nelegerea exact a acestor aspecte. Elementele matematice reprezint baza geometric a hrii. Sunt cuprinse n aceast categorie urmtoarele elemente: - scara de proporie - cadrul hrii - nomenclatura - baza geodezo-topografic - elementele de orientare - graficul nclinrii versanilor - canevasul. Elementele de coninut sunt considerate a fi cele reprezentate n interiorul cadrului hrii, respectiv n cuprinsul spaiului desenat. Aceste elemente se pot grupa n dou categorii: fizico-geografice (relief, hidrografie, vegetaie, soluri) i socioeconomice (localiti, ci de comunicaie, detalii economice i cultuale, granie). 6

Curs 1

Elementele de ntocmire sau de montare a hrii cuprind informaii absolut necesare pentru nelegerea i utilizarea hrii. Dintre ele unele se refer la ntocmirea hrii. Aici sunt incluse: titlul, felul hrii, destinaia, legenda, autorul, materialele documentare folosite. BIBLIOGRAFIE 1. Anson, R. W., Ormeling, F. J. (1993), Basic Cartography for students and technicians, volume 1, 2nd Edition, I. C. A., Elsevier, London. 2. Linc, Ribana (2004), Studiul hrii, Editura Universitii din Oradea, 208 pag, Oradea. 3. Nstase, A. (1983), Cartografie-Topografie, Edit. Didactic i Pedagogic, 424 pag., Bucureti. 4. Rus, I., Buz, V. (2003), Geografie tehnic. Cartografie, Editura Silvania, 318 pag., Zalu. 5. Sndulache, Al., Sficlea, V. (1970), Cartografie-Topografie, Edit. Didactic i Pedagogic, Bucureti.

Curs 1

7