در تعریفی که در کنفرانس های بین المللی کارتو گرافی ارایه شده و هم چنین از طرف سازمان ملل متحد مورد تایید قرار گرفته است،کارتو گرافی علم و هنر و فن تهیه نقشه تعریف شده که کلیه مراحل تهیه نقشه یعنی ژئودزی ،عملیات زمینی ،فتو گرامتری ترسیم و چاپ را شامل می شود.

البته در یک تعریف خاص تر مراحل بعد از برداشت زمینی و فتوگرامتری را که همان ترسیم و چاپ نقشه است،کارتوگرافی می گویند.در واقع تهیه نقشه از یک منطقه شامل دو گروه فعالیت مجزاست.یکی جمع آوری اطلاعات توسط مهندسین نقشه بردار و دیگری ترسیم نقشه بر اساس آن اطلاعات که کار کارتوگراف است.اطلاعاتی که توسط نقشه برداران گردآوری می گردد برای همه قابل استفاده نیست و این کارتو گراف است که این داده های خام را می پروراند و به نقشه هایی گویا و مطلوب تبدیل می کند.

کار کارتوگراف شامل تنظیم پیش نویس ،ترکیب اطلاعات،استفاده از نقشه ها و مدارک مربوطه ، انتخاب شبکه ، تعیین علایم و نوشته ها ، هماهنگی اطلاعات موجود در نقشه،طراحی اطلاعات حاشیه نقشه، انتخاب روش ترسیم و چاپ و تکثیر آن می شود.

مباني و اصول كارتوگرافي

کارتوگرافي به صورت سنتي بعنوان علم و هنر ترسيم نقشه تعريف شده است. نقشه ها بصورت سنتي بوسيله مداد و کاغذ ترسيم مي‌شدند ولي گسترش و مزاياي کامپيوترها، کارتوگرافيرا متحول کرده است. بيشتر نقشه هاي کيفي _ تجاري هم اکنون توسط نرم‌افزارهاي نقشهکشي از انواعCAD,GIS و ديگر نرم افزارهاي خاص کارتوگرافي مي باشد، تهيه مي گردندکه اين عمل خود باعث استفاده موثر از تصاوير دورسنجي و GIS (سيستم هاي اطلاعاتجغرافيايي) مي گردد.

نقشه هاابزارهاي بصري(Visual) داده‌هاي مکاني هستند. داده‌هاي مکاني خود از اندازه گيري‌هاحاصل شده و در پايگاه‌هاي داده براي مقاصد متنوعي نگهداري مي‌شوند. امروزه روندتهيه نقشه‌ها به سمت کنار گذاشتن روش‌هاي آنالوگ تهيه نقشه و حرکت در جهت ايجاد وگسترش روش‌هاي ديناميکي مي‌باشد که مي‌توانند نقشه ها را بصورت رقوميدرآورند.

کارتوگرافي را به صورت مختصر هنر، علم و تکنولوژي ساختن نقشه اززمين و يا ساير کرات آسماني تعريف مي‌نمايند. ولي معني واقعي کارتوگرافي چيزي بيشاز اين بوده و شامل ساختن(ثبت داده‌هاي مکاني بر روي نقشه ها)، مطالعه و حتيروش‌هاي استفاده از نقشه هاست. در دنياي امروز کارتوگرافي بسيار گسترده‌تر از نمايشمرزهاي سياسي،خط سير ترابري و حمل و نقل مي باشد.

لازم به ذکر است،قديمي‌ترين نقشه‌هاي شناخته شده متعلق به پنج هزار سال قبل است. نقشه ها با روش هاو کاربرد‌هاي علمي به صورت فزاينده‌اي در قرون 17، 18و 19 ميلادي گسترش يافتند. بسياري از کشورها تحت پوشش برنامه‌هاي نقشه‌برداري بين المللي قرار دارند. تا قبلاز جنگ جهاني دوم بسياري از کشورها داراي اطلاعات بسيار کمي در خصوص ترسيم نقشه‌هايمناطق مختلف بودند. بعد از پديدار شدن سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي(GIS) در دهه‌هاي 1980-1970 تغييرات بسيار زيادي در الگوهاي کارتوگرافي سنتي پديد آمد.

اصولکارتوگرافي:

اصول کارتوگرافي طبق نظر رابينسون(Robinson) به شرح زير ميباشد:

الف) مقياس (Scale) / سيستم تصوير(Map Projection) / جنراليزه کردن (Generalization).

ب) طراحي (Design) / ترسيم و توليد(Map Produce).

مقياس (Scale):

کليه نقشه‌ها از واقعيت کوچکترند، پس اولين تصميم کارتوگرافبه تعيين نسبيت(ابعاد) بين واقعيت و نقشه اختصاص مي‌يابد. اين نسبت، اصطلاحا مقياسخوانده مي شود.

سيستم تصوير(Map Projection) :

نقشه‌ها به طور کلينشاندهنده وضع نسبي ابعاد پديده‌ها هستند. سه مشخصه پديده‌هاي فضايي عبارتند از: طول، عرض وارتفاع. بدين ترتيب يکي از اهداف کارتوگراف بهره گيري از تصويري است کهبوسيله آن بتوان ابعاد سه گانه سطح کروي را روي سطح مسطح منتقل نمود. البته اينانتقال باعث ايجاد تغييرات اجتناب ناپذيري در جهت، فاصله، مساحت و شکل مي گردد. فرايند انتقال سطح کروي برسطح مسطح، اصطلاحا بنام "سيستم تصوير نقشه" معروف است. اين سيستم بايد براي تمام نقشه ها انتخاب گردد. به علاوه هر نقشه داراي سيستممختصات مبنايي است که به شبکه مختصات صفحه‌اي موسوم است.

نشان‌دهنده سيستم تصويري UTM است كه جهان را به 60 زون تقسيم مي‌كند

شکل فوق نشان‌دهندهسيستم تصويري UTM است كه جهان را به 60 زون تقسيم مي‌كند.

جنراليزه کردن (Generalization):

جنراليزه کردن يا خلاصه نمودن اطلاعات يکي از مشکل‌ترينعمليات کارتوگرافي محسوب مي شود. واقعيت‌هاي موجود در نقشه، در مواقع ضروري بايدساده گردند و اطلاعات لازم بايد طوري نشان داده شود که در رابطه با هدف نقشه از نظرتصويري و نمايش، کم و بيش مورد تاکيد قرار گيرند. اطلاعات آماري موجود در نقشه نيزبايد به نحوي خلاصه و پرورانده شود که نمايانگر ويژگي اصلي اطلاعات باشند.

سيستم نرماليزه کردن جهاني

تصوير فوق سيستم نرماليزه کردن جهاني را نمايش مي دهد(Nominal Or Generationg Globe)

طراحي (Design):

اين قسمت از کار شامل مراحل مختلفي است. تصميم‌گيري در موردروش‌هاي نمايش، اندازه و نوع حروف، ضخامت خطوط، رنگ و سايه روشن، علائم، راهنماينقشه و ايجاد هماهنگي‌هاي لازم بين عناصر مختلف گرافيکي از جمله مراحل فوقاست.

ترسيم و توليد (Map Produce):

در قديم رسم بر اين بود که نقشه با مرکب و قلم ترسيم مي‌شد. توسعه و تکامل روش ترسيم اسکرايبينگ (scribing)، اختراع کاغذ هاي پلاستيک، فيلم‌هايعکاسي، روش‌هاي چاپ نمونه و ساير عمليات فني باعث گرديده که دو مرحله ساختن، توليدو چاپ نقشه طوري به هم آميخته گردند که فکر تفکيک آنها از هم غير ممکن گردد.

نقشه‌ها ابزارهاي اوليه نمايش ارتباطات مکاني بوده بنابراين اسناد بسيار مهميهستند. چند عنصر کليدي براي تهيه نقشه‌ها وجود دارد که به بيننده در درک بهترارتباطات نقشه، کمک مي کند. اين عناصر کليدي عبارتند از:

1) چهارچوب يا قالبداده‌ها (Data Frame):

چهارچوب داده بخشي از نقشه است که بصورت لايه‌هاي دادهنمايش داده مي‌شود. اين بخش مهمترين قسمت نقشه است. در مثال آورده شده، چهارچوبداده‌ها در برگيرنده اطلاعات مربوط به مرزهاي سياسي ايران در خاورميانهمي‌باشد.

2) راهنماي نقشه (Legend):

راهنما، رمز گشاي چهارچوب داده‌هادر نقشه است. بنابراين بصورت متداول به عنوان کليد معرفي مي‌شود. توضيح جزئيات هررنگ، بصورت نماد يا رده بندي در اين بخش توضيح داده مي‌شود. در راهنماي زير،واحدهاي سنگ‌شناسي نقشه در قسمت‌هاي مختلف بوسيله رنگ‌هاي متفاوت تقسيم بندي شده ونشان مي‌دهد هر رنگ مربوط به کدام واحد زمين‌شناسي بوده و داراي چه سني مي‌باشد. بدون اين راهنما، رنگ‌ها هيچ مفهومي براي بيننده نخواهد داشت. راهنما به بينندهاطلاع مي‌دهد که بيشترين و کمترين تمرکز جمعيت در کدام مناطق ايران وجوددارد.

3) موضوع (Titel) :

موضوع بسيار مهم است، چرا که توضيحي فوري ومختصر درباره شرح نقشه به بيننده مي‌دهد. عنوان، به سرعت موضوعي که بر اساس آن نقشهتهيه شده و موقعيت داده‌ها را اطلاع مي‌دهد. در مثال آورده شده موضوع نقشه "ذخايرمعدني در برگه ميامي" مي‌باشد.

4) جهت شمال(North Arrow) :

هدف اين علامت يا نشانه مشخص نمودن جهاتجغرافيايي است و به بيننده امکان مي‌دهد نقشه را بر اساس شمال جغرافيايي توجيهنمايد. بيشتر نقشه‌ها جهت شمال را در بالاي صفحه نشانمي‌دهند.

5) مقياس(Scale) :

مقياس ارتباط بين قالب داده‌ها با اندازه‌هاي آنها، در دنيايواقعي را شرح مي‌دهد. انتخاب مقياس از اهميت ويژه‌اي برخوردار است، زيرا مقياس باعثايجاد فضايي در نقشه مي‌گردد که در آن قسمتي از واقعيت‌ها به صورت خلاصه گنجاندهمي‌شود.

مقياس در حقيقت توصيف يک نسبيت است که ممکن است واحد به واحد يا ازيک واحد اندازه گيري به يک واحد ديگر نشان داده شود. بنابراين مقياس 1:10000 نشانمي دهد هر واحد از نقشه معرف 10000 واحد از دنياي واقعي است. به عنوان مثال: 1:10000 با واحد اينچ بدين معني است که هر واحد نقشه مساوي با 10000 اينچ در دنيايواقعي مي‌باشد. روش دوم براي نمايش مقياس، مقايسه با ديگر انواع واحدها است. برايمثال:1:100 بدين معناست که هر واحد اندازه بر روي نقشه 100 فوت در جهان واقعي است. اين نسبت همان 1:1200(1فوت=12 اينچ) است. علاوه بر موارد گفته شده، نسبت مي‌تواندبصورت گرافيکي در فرم Scale Bar مقياس خطي نيز قرار گيرد. همچنين نقشه‌هايي کهمقياس ندارند بايد داراي نشان N.T.S باشند که به مفهوم "مقياس نشده است" مي‌باشد.

در شکل فوق مقياس خطي بر اساس کيلومتر تقسيم‌بندي گرديده است.

6) رونگاشت:(Citation)

اين بخش از نقشه اطلاعات مهمي را شامل مي‌شود(Meta Data). در اين قسمت از نقشه، توضيحاتي درباره منبع و مبلغ، اطلاعات پروژه و هرگونهتوصيفي که مورد نياز است، جاي مي‌گيرد. درمثال زير، رونگاشت، منبع و تاريخ داده‌هارا مشخص مي کند. رونگاشت به بيننده کمک مي‌کند تا استفاده از نقشه را براي اهدافخويش تعيين نمايد.

7) مرزها(Border) :

قرارگيري مرزها در نقشه به محصور کردن تمام عناصر نقشهکمک مي‌نمايد. به علاوه، مرزهاي داخلي، عناصر نقشه را طبقه‌بندي مي‌نمايد. مرزهاهمچنين حدود خارجي نقشه را معين مي‌کنند.

8) تصوير کلي نقشه(Overview map) :

تمرکز بر روي يک ناحيه، نمايي کلي از منطقه به خصوص براي جهت يابيبينندگاني که با منطقه مورد نظر آشنا نيستند، ارائه خواهد نمود. به علاوه، اينتصوير کلي يک مفهوم بصري راجع به قرارگيري ناحيه مورد مطالعه در منطقه‌اي که آن راپوشش مي دهد، در اختيار بيننده قرارمي‌دهد.

9) شبکه مدارها و نصف النهارها وخطوط راهنما (Graticules and Indexes) :

شبکهمدارها و نصف النهارها، شبکه‌اي است که در زير لايه چهارچوب داده‌ها قرار مي‌گيرد. اين شبکه مي‌تواند به صورت خطوط طول و عرض جغرافيايي قرار گرفته و به جهت‌گيريبيننده در نقشه کمک کند.اين خطوط راهنما، به صورت يک دسته سلول‌هاي قراردادي درنقشه بوده و به عنوان يک راهنماي کمکي، بيننده را در بخش خاصي از نقشه راهنماييمي‌کنند.

البته عناصر ديگري مانند متن، نمودارها، تصاوير و ... نيز مي‌بايدبه نقشه اضافه شوند تا از لحاظ کارتوگرافي کامل گردد. به عنوان مثال مي‌توان ازعلامت‌هاي اختياري(Optional Elements) نام برد.بيشتر اين نشانه‌ها با اينکه الزامينيستند مي‌توانند براي کمک به بيننده اضافهشوند.

انواع کارتوگرافي:

تکنولوژي کارتوگرافي دائما درحال تغيير است و اين تغييراتبه منظور پاسخگويي به تقاضاي نسل جديد نقشه برداران و تهيه‌کنندگان نقشه هاست. اولين نقشه‌ها بصورت دستي و با قلم‌مو روي پوست ترسيم شدند، بنابراين داراي تنوع درکيفيت و محدوديت در توزيع بودند. امروزه تجهيزات رقومي جديد، امکان صحت بيشتر وقابليت نگهداري ديجيتالي را در اختيار تهيه‌کننده قرارمي‌دهد.براي درک نقشه‌هاي پايه، کارتوگرافي به 2 دسته عمده تقسيم بندي مي‌شود:

1) کارتوگرافيعمومي(عام).

2) کارتوگرافي موضوعي(خاص).

3) کارتوگرافيعمومي(عام(.

نقشه‌هاي عمومي منابع و موقعيت‌هاي زيادي را ارائه مي‌دهند وعموما به صورت سري توليد مي‌شوند. براي مثال: نقشه‌هاي توپوگرافي با مقياس 1:24000سازمان زمين‌شناسي امريکا با نقشه‌هاي توپوگرافي 1:50000 کانادايي قابل مقايسههستند. در حقيقت کارتوگرافي عام، هنر و فن آفرينش نقشه است که کليه مراحل تهيه نقشهيعني ژئودزي، عمليات زميني، فتوگرامتري، ترسيم و چاپ را شامل مي‌شود.

کارتوگرافي موضوعي(خاص)

:کارتوگرافي موضوعي، شامل نقشه‌هايي با موضوعاتجغرافيايي خاص و انتقال آن به کاربران خاص مي شود و تمام مراحل بعد از برداشتزميني، فتوگرامتري يا به عبارت ديگر، اطلاعات اوليه براي تهيه نقشه را شامل مي‌شود. در حقيقت، اين مرحله قسمت اعظم کار تهيه نقشه محسوب مي گردد. کارهايي از قبيل تنظيمپيش نويس، ترکيب اطلاعات و استفاده از نقشه‌ها و مدارک مربوطه، انتخاب شبکه، تعيينعلائم و نوشته‌ها، هماهنگي اطلاعات موجود در نقشه، طراحي اطلاعات حاشيه نقشه،انتخاب روش ترسيم، چاپ و تکثير، مراحل مختلف کارتوگرافي خاص را تشکيل مي‌دهد.

نقش کارتوگرافي در تهيه نقشه:

حاصل کار نقشه‌برداري، چه زميني و چه هوايي،پيش‌نويسي است که اطلاعات مورد نظر روي آن به صورت ناقص و گنگ پياده مي شود. چنينپيش‌نويسي در اختيار کارتوگراف قرار مي‌گيرد. او با استفاده از اصول و مباني سيستمارتباطي و طراحي نقشه با دميدن روح در آن، عوارض و اطلاعات را گويا ساخته تا بهراحتي براي همگان قابل فهم گردد. در حقيقت از ديدگاه فني، کارتوگرافي مراحل پايانيکار تهيه نقشه است.

نقشه‌اي که بوسيله نقشه بردارن و يا فتوگرامتريست‌ها بهکارتوگراف واگذار مي‌شود، مجموعه‌اي از نقاط ، خطوط و علائم است که قابل درک برايکليه استفاده کنندگان نيست. اين پيش‌نويس که اغلب به شکل مدادي است از لحاظ هندسيداراي دقت بوده، ليکن از نقطه نظر نمايشي و هنري ارزش چنداني ندارد. کارتوگرافبااطلاعاتي که در زمينه هدف نقشه و ميزان اهميت عوارض کسب مي‌کند مبادرت به طراحي وبرنامه‌ريزي براي ساخت و توليد نقشه خواهد کرد. گرچه هر کدام ازمراحل کارتوگرافيجداگانه انجام مي شود، ولي طراحي کلي و برنامه‌ريزي يا به عبارت ديگر دستورالعمل اجرايي و گردش کار کليه عمليات در ابتداي امر صورت مي گيرد.

بسته به مواردمختلف، ممکن است بعضي از مراحل عملياتي کارتوگرافي حذف يا اضافه شود. اما موضوع وهدف نقشه هرچه باشد به طور کلي عمليات کارتوگرافي شامل مراحل زير خواهد بود:
انتخاب نوع و اندازه براي علائم نقطه اي، خطي و سطحي، تصميم‌گيري در مورد نوع واندازه اعداد و نوشته ها، تعيين رنگ براي نقشه‌هاي رنگي يا سايه روشن براي نقشه‌هاييک رنگ، طراحي حاشيه و راهنماي نقشه، تعيين انواع شبکه، انتخاب قطع و فرم عرضهنقشه، انتخاب تکنيک‌هاي ترسيم و بالاخره تصميم گيري در مورد توليد، چاپ و تکثيرنقشه.

اهميتکارتوگرافي:

-کارتوگرافي مرز بين رسم و نقشه را ترسيم ميکند.

-کارتوگرافي مي‌تواند در تجزيه مسائل به كار رود.

-کارتوگرافي درک بهتر پديدهها يا حالات را ممكن مي‌سازد.

-کارتوگرافي مفاهيم لازم براي اکتشاف را فراهممي‌آورد.

-کارتوگرافي مفاهيم مورد نياز اندازه گيري و نظارت را فراهم ميآورد.

-کارتوگرافي در تصميم گيري شرکت دارد.

تحول در کارتوگرافي:

-تکنولوژي، کارتوگرافي را به جلو سوق مي‌دهد.

-اينترنت، توزيعمحصولات کارتوگرافي را افزايش داده است.

-غير کارتوگراف‌ها، استفاده کنندگاناصلي محصولات کارتوگرافي هستند.

-عموم جامعه متقاضي محصولات عموميکارتوگرافي مي‌باشند.

-کارتوگرافي موضوعي بسيار رشد يافته است.

علل تغيير آهسته کارتوگراف‌ها طي زمان :

-روند تکنولوژي، از قابليت درکآن پيش افتاده است.

-مولفه‌هاي نقشه با ارکان زيادي تغيير مي‌کنند.

-داده‌هاي حاصل از نتايج بدست آمده، هشدار مي‌دهند که ارزش کارتوگرافي در آينده کمخواهدشد.
-کاربران زيادي از محصولات کارتوگرافي سنتي پيروي نمي‌کنند.

-عموم مردم به کارتوگرافي ارزش نمي‌نهند.

آينده کارتوگرافي:

-توسعهاخلاق کاري، که مشوق دقت کارتوگرافي در مواجه با تنوع و افزايش تقاضاي عموميباشد.
-تحت کنترل درآوردن عناصر بصري براي استفاده در تکنولوژي جديد. همچنين، همکاري در تحقيقات، کاربردها و آموزش در زمينه کارتوگرافي.

-ايجادزمينه‌هاي بيشتر براي استفاده از کارتوگرافي