Geografia - RODZAJE MAP

Klasyfikacja map ze względu na treść:
 

1. Mapy ogólnogeograficzne - uwzględniają wiele elementów środowiska geograficznego.
   
   Dzieli się je na:

   • mapy fizyczne (hipsometryczne)

   • mapy polityczno - administracyjne

2. Mapy tematyczne (specjalne) - dotyczą wybranego tematu; np. ukazują rozmieszczenie pojedynczego zjawiska lub relacje przestrzenne między kilkoma zjawiskami w ramach jednego tematu.
   
   Dzieli się je na:

   • mapy przyrodnicze - np. mapy klimatyczne, glebowe, geologiczne, geomorfologiczne, hydrologiczne, wulkaniczne i sejsmiczne

   • mapy inżynieryjne - np. mapy urbanistyczne, górnicze, ewidencji gruntów

   • mapy społeczno-gospodarcze - np. mapy zaludnienia, historyczne, komunikacyjne, przemysłu

Klasyfikacja map ze względu na szczegółowość:

• Mapy topograficzne (wielkoskalowe) - 1:5000 (szczegółowe) do 1:200 000. Przedstawiają małe obszary powierzchni Ziemi, np. szczegółowo przedstawiają sieć rzeczną, rzeźbę terenu
   

• Mapy przeglądowo- topograficzne (średnioskalowe) - 1:200 000 do 1 000 000. Przedstawiają większe obszary powierzchni Ziemi niż mapy topograficzne np. przedstawiają sieć komunikacyjną, rzeźbę i pokrycie terenu.
   

• Mapy przeglądowe (małoskalowe) - w skalach mniejszych niż 1:1 000 000. Przedstawiają ogólny obraz kontynentów

Układy  "1992" (PUWG-92),  UTM,  "1942"

We wszystkich trzech układach wymienionych w tytule podział obszaru na arkusze map jest prowadzony w oparciu o zasady zdefiniowane w podziale tzw. Międzynarodowej Mapy Świata w skali 1:1000 000. Zgodnie z nim kula ziemska zostaje podzielona na pasy zarówno w kierunku równoleżnikowym, jak i w kierunku południkowym. Pasy równoleżnikowe są oznaczane kolejnymi literami począwszy od równika w kierunku na północ. Pasy południkowe są numerowane kolejnymi liczbami od południka 180^o w kierunku z zachodu na wschód.

Rysunek obok przedstawia stosowny fragment skorowidza Międzynarodowej Mapy Świata obejmujący obszar Polski z zaznaczonymi właściwymi oznaczeniami pasów oraz arkuszami w skali 1:1000 000, które powstają z przecięcia pasów o odmiennej orientacji.

Godło każdego arkusza powstaje z oznaczeń przecinających się pasów, tak więc godło przykładowe ma postać M-34,
gdzie:
M - oznaczenie pasa równoleżnikowego,
34 - oznaczenie pasa południkowego.

Arkusze map w skalach większych powstają na skutek kolejnych podziałów podstawowego arkusza mapy w skali 1:1000 000, który obejmuje obszar 6^ox4^o. Podziały zawsze odbywają się tak, aby brzegi arkuszy pokrywały się z liniami siatki geograficznej, a więc wzdłuż linii południków i równoleżników. Zasadą jest, że arkusz w skali mniejszej dzieli się na całkowitą liczbę arkuszy w skali większej.

Mapa w skali 1:1000 000 dzieli się na 12x12=144 arkusze mapy w skali 1:100 000. Są one oznaczane kolejnymi liczbami zgodnie ze schematem podanym obok (z uwagi na czytelność rysunku pokazano tu tylko wybrane numery arkuszy).

Godło mapy 1:100 000 powstaje przez dopisanie do godła mapy w skali 1:1000 000, stosownego numeru arkusza wynikającego z podziału. Przykładowe godło ma postać M-34-29.
Czasami jedno- lub dwucyfrowy numer arkusza w skali 1:100 000 jest uzupełniany zerami w celu uzyskania oznaczenia o stałej długości trzech znaków. Na przykład zamiast oznaczenia M-34-2 możemy spotkać równoważny zapis M-34-002. Wprowadza to jednolitą strukturę zapisu godła konieczną np. w niektórych aplikacjach komputerowych.

Kolejne podziały, w celu otrzymania map o coraz to większej skali, dokonują się według zasady podziału "poprzednika" na 4 części. Tak więc z mapy 1:100 000 otrzymujemy 4 mapy w skali 1:50 000. Z mapy w skali 1:50 000 otrzymujemy 4 mapy w skali 1:25 000. I wreszcie z mapy w skali 1:25 000 otrzymujemy 4 mapy w skali 1:10 000.
Podobnie jak poprzednio, każdy podział powoduje dopisanie rozszerzenia literowego lub cyfrowego do godła dzielonej mapy, tak aby mapa powstała z podziału otrzymała własne, unikalne oznaczenie.
Warto przy tym zwrócić uwagę na rysunku, jakiego rodzaju znaki są używane do generowania godła w zależności od skali powstającego arkusza nowej mapy. Dla map 1:50 000 są to litery A-D, dla map 1:25 000 są to litery a-d, dla map 1:10 000 są to cyfry 1-4.

Przykładowe godło mapy w skali 1:10 000 ma więc oznaczenie M-34-65-A-c-4, gdzie:
M - oznaczenie pasa MMŚ dla mapy w skali 1:1000 000,
34 - oznaczenie słupa MMŚ dla mapy w skali 1:1000 000,
65 - oznaczenie arkusza mapy w skali 1:100 000,
A - oznaczenie arkusza mapy w skali 1:50 000,
c - oznaczenie arkusza mapy w skali 1:25 000,
4 - oznaczenie arkusza mapy w skali 1:10 000.

W przypadku niektórych wydań mapy są one drukowane parami - jedną kartę stanowią dwa arkusze przylegające. Wówczas taka mapa jest oznaczana godłem typu M-34-1,2 co należy rozumieć, iż wydrukowaną kartę mapy stanowią dwa arkusze w skali 1:100 000 o godłach M-34-1 i M-34-2. Z kolei godło M-34-21-A,B oznacza, iż kartę stanowią dwa arkusze w skali 1:50 000 o godłach M-34-21-A i M-34-21-B.

W podsumowaniu trzeba dodać jeszcze kilka wniosków praktycznych. Trzy układy współrzędnych posiadające identyczne zasady podziału na arkusze, jednak różnią się zasadniczo jeden od drugiego. Dla układu "1942" elipsoidą odniesienia jest elipsoida Krassowskiego, natomiast dla układów PUWG-92 i UTM jest to elipsoida WGS84(GRS80). Oznacza to, że dwie mapy o identycznym godle - np. jedna w układzie "1942" a druga w układzie "1992", będą prezentować obraz nieco innego fragmentu terenu. Graficznie wielkość przesunięcia nie jest duża, ale zauważalna. Będzie tym bardziej widoczna im większa jest skala mapy.
Każdy z tych rodzajów map ma własną siatkę kilometrową wynikającą z definicji "swojego" odwzorowania kartograficznego, a wartości współrzędnych opisujące siatkę są inne dla każdego rodzaju mapy.

Na dodatek siatka kilometrowa dla układu PUWG-92 jest jednolita na obszarze całego kraju, ponieważ w przyjętym odwzorowaniu kartograficznym zastosowano jeden szeroki pas z południkiem centralnym 19^o. Natomiast w odwzorowaniach układów "1942" i UTM stosowane są pasy południkowe o szerokości 6^o z południkami centralnymi 15^o i 21^o. Oznacza to, że na lewo i na prawo od granicznego południka 18^o, w każdym z tych układów funkcjonują zupełnie inne wartości współrzędnych płaskich, które nie korelują ze współrzędnymi arkusza sąsiedniego, leżącego po drugiej stronie tegoż południka. Oś pionowa układu współrzędnych płaskich dla wszystkich arkuszy z pasa południkowego nr 33 pokrywa się z południkiem 15^o. Natomiast współrzędne płaskie wszystkich arkuszy z pasa południkowego nr 34 odniesione są do osi pionowej ustanowionej na południku 21^o.

Z podanych tu uwag wynika, że w przypadku tych układów samo godło nie jest wystarczające do zidentyfikowania rodzaju mapy. Konieczna jest również informacja o rodzaju układu, która nie zawsze jest podawana na mapie. Ewentualne wątpliwości co do układu mapy można wyjaśnić na podstawie współrzędnych płaskich jej naroży. Wartości tych współrzędnych dla konkretnego godła mapy oraz poszczególnych układów można uzyskać programem AutoKalibrator. Konfrontując wyniki z wartościami siatki kilometrowej posiadanej mapy, można łatwo zidentyfikować rodzaj jej układu współrzędnych.

Układ  "1965"

Pod nazwą układ "1965" kryje się de facto 5 układów współrzędnych płaskich - każdy dla innej części kraju.
Zapewne zdecydował o tym wzgląd na ochronę tajemnicy państwowej, za jaką w tamtym okresie uważane były materiały kartograficzne. Im większy obszar kraju pokryty w sposób ciagły mapą jednego rodzaju, tym większa była tajemnica i potencjalne zagrożenie. Dodatkowym zabezpieczeniem był brak siatki geograficznej - mapy posiadają tylko siatkę kilometrową. W ten sposób wraża rakieta wystrzelona np. ze Szczecina nie mogła być zorientowana na cel w Warszawie na podstawie podstępnie zdobytych map.

Obszar Polski podzielono na 5 nieregularnych stref, których granice nie podlegają definicjom matematycznym.
Strefom nadano identyfikatory cyfrowe tak, jak podano to na rysunku obok.

Przyjęto tu zasadę, że podział sekcyjny map odbywa się wzdłuż linii równoległych do osi układów współrzędnych płaskich. Oznacza to, że ramki arkuszy pokrywają się z siatką kilometrową, a nie z siatką geograficzną, co różni te mapy od najczęściej spotykanego rozwiązania.

Na użytek podziału sekcyjnego map, w każdej strefie niezależnie zaprojektowano siatkę linii wyznaczających ramki teoretycznych arkuszy w skali 1:100 000. Każdy taki arkusz obejmuje obszar 64x40 km. Rysunek obok ilustruje to na przykładzie strefy nr 3. W każdym kierunku linie podziału przebiegają wzdłuż wybranych, całkowitych wartości kilometrowych na osi współrzędnych.
Linie tworzą układ pasów i słupów. Poszczególne pasy i słupy ponumerowano cyframi z zakresu 0-9. Wszystko to tworzy kanwę do podziału sekcyjnego (arkuszowego) oraz oznaczania godeł arkuszy map.

W każdej strefie układu "1965" jest nieco inna liczba pasów i słupów. Zauważalne jest również to, że podziały sekcyjne w poszczególnych strefach nie są skorelowane w żaden sposób ze strefami sąsiadującymi, a układy współrzędnych są wzajemnie skręcone i przesunięte.
Faktyczne granice poszczególnych stref nie pokrywają się z ramkami arkuszy map, dlatego w rejonach styku dwóch stref mapy są wydawane zarówno w układzie współrzędnych jednej, jak i drugiej strefy. Dzięki takiej ekstrapolacji arkusze "przygraniczne" są kompletne w treść na całej swojej powierzchni. Tam gdzie ekstrapolacja za granicę strefy byłaby zbyt dyża przewidziano możliwość drukowania arkuszy połówkowych. Dlatego w składnicach można spotkać godła z literą L (lewa połowa arkusza normatywnego) lub P (prawa połowa).

Godło arkusza w skali 1:100 000, będącego podstawą dalszych podziałów składa się z 3 cyfr oznaczających kolejno: numer strefy,   numer pasa,   numer słupa.
Arkusz 1:100 000 jest tylko teoretyczny, ponieważ w tej skali nie są wydawane mapy w układzie "1965".

Kolejne podziały w celu otrzymania arkuszy o coraz to większej skali dokonują się według zasady podziału arkusza podstawowego na 4 części. Tak więc z arkusza 1:100 000 powstają 4 arkusze w skali 1:50 000. Następnie z każdego arkusza 1:50 000 otrzymujemy 4 arkusze w skali 1:25 000. I wreszcie z każdego arkusza w skali 1:25 000 otrzymujemy 4 arkusze w skali 1:10 000.
Każdy podział powoduje stosowne wydłużenie godła tak, aby arkusz powstały z podziału otrzymał własne, unikalne oznaczenie.

Przy generowaniu godła każdej mapy istnieje zasada, że po każdych trzech cyfrach stawiana jest kropka, interpretowana wyłącznie jako separator ułatwiający odczyt. Godło mapy w układzie "1965" jest w zasadzie wyłącznie cyfrowe. W wyjątkowych przypadkach może być dodatkowo zakończone literą L lub P, o czym wspominano wcześniej.

Przykładowe godło arkusza mapy w skali 1:10 000 ma postać 264.123, gdzie:
2 - numer strefy układu "1965",
6 - numer pasa arkusza 1:100 000,
4 - numer słupa arkusza 1:100 000,
1 - numer arkusza 1:50 000,
2 - numer arkusza 1:25 000,
3 - numer arkusza 1:10 000.

Układ  "GUGiK 1980"

W układzie "GUGiK 80" podstawowym arkuszem podlegającym dalszym podziałom jest arkusz w skali 1:500 000 obejmujący obszar 3^ox2^o.

Godło każdego arkusza jest tu bardzo proste - jest to dwucyfrowy numer według skorowidza pokazanego obok.

Podział arkusza podstawowego jest wykonywany w celu uzyskania arkuszy w skali 1:200 000.

Z jednego arkusza mapy w skali 1:500 000 uzyskuje się 15 arkuszy map w skali 1:200 000. Schemat podziału i numeracji arkuszy widoczny jest obok.

Następnie w wyniku podziału każdej mapy w skali 1:200 000 na 4 części dochodzimy do arkusza mapy w skali 1:100 000.

Godło arkusza powstającego na skutek podziału jest tworzone poprzez dopisanie do godła bazowego w skali mniejszej stosownej cechy cyfrowej identyfikującej arkusz wynikowy.

Przykładowe godło arkusza mapy w skali 1:100 000 ma postać 84.07.3., gdzie:
84 - godło arkusza w skali 1:500 000,
07 - oznaczenie arkusza w skali 1:200 000,
3 - oznaczenie arkusza w skali 1:200 000

Na skali 1:100 000 kończy się szereg skalowy map w układzie "GUGiK 80" - mapy o większych skalach nie są opracowywane w tym układzie.

Warto zauważyć, iż mapy w układzie "GUGiK 80" mają obniżoną użyteczność w zastosowaniach związanych z GPS. Wynika to z wprowadzonego niewielkiego przesunięcia siatki kartograficznej względem treści mapy. Zaburzenie takie wprowadzono celowo, bo był to okres kiedy produkty kartograficzne były informacja poufną lub nawet tajną. Przeznaczeniem tych map były zastosowania cywilne, a w przeciwieństwie do układu "1965", w sposób ciągły i jednolity pokrywały one obszar całego kraju. Systemowe zafałszowanie danych matematycznych według tajnego algorytmu miało być zabezpieczeniem przed wykorzystaniem tych map przez służby wrogich państw.

Mapa zasadnicza w układzie "1965"

Kategoria map topograficznych kończy się na skali 1:10 000. Mapy w skali większej są uznawane za tzw. mapę zasadniczą, prowadzoną dotychczas w układzie "1965", a ostatnio w układzie "2000". Mapy tego rodzaju są przeznaczone do użytku branżowego. Tu również obowiązują zasady dotyczące podziału sekcyjnego i oznaczania poszczególnych arkuszy.

Godło arkusza mapy zasadniczej powstaje przez poszerzenie godła arkusza mapy topograficznej w skali 1:10 000 cechą wynikającą z podziału tegoż arkusza. Tak więc podstawą jest arkusz 1:10 000 o wymiarach 5 x 8 km, a długość godła mapy w skali większej zależy od skali mapy zasadniczej. Istnieją dwa dozwolone schematy podziału arkusza mapy w skali 1:10 000 w zależności od potrzebnej, docelowej skali wynikowego arkusza mapy zasadniczej.

Pierwszy schemat jest stosowany w celu uzyskania map w skali 1:5000 i jest to prosty podział na 4 arkusze wynikowe. Jest to "krótka ścieżka", ponieważ arkusz w skali 1:5000 nie podlega już dalszym podziałom.

Drugi schemat stosuje się w celu utworzenia arkuszy w skali 1:2000. Jest to podział na 25 części według rysunku obok. Cyfrowe oznaczenia poszczególnych arkuszy 1:2000, figurujące na rysunku, stanowią informację umieszczaną w godle każdej mapy powstałej w wyniku podziału. Ten schemat podziału jest bardziej otwarty, ponieważ każda mapa w skali 1:2000 może podlegać dalszym podziałom.

Arkusz mapy w skali 1:2000 może być następnie podzielony na 4 arkusze w skali 1:1000 (oznaczane jako 1, 2, 3 i 4). A następnie każdy arkusz mapy w skali 1:1000 może być podzielony na 4 arkusze mapy w skali 1:500.

Tak więc przykładowe godła map w układzie "1965" mogą mieć następującą postać:
263.123.2 - dla skali 1:5000,
263.123.24 - dla skali 1:2000,
263.123.242 - dla skali 1:1000,
263.123.242.3 - dla skali 1:500,
pierwsza część każdego z tych godeł o wartości 263.1 to oznaczenie mapy w skali 1:10 000.

Niezależnie od skali, każdy arkusz mapy ma wymiar 50 x 80 cm, natomiast zakres pokrycia terenu jest następujący:
skala 1:5000 - 2.5 x 4.0 km
skala 1:2000 - 1.0 x 1.6 km
skala 1:1000 - 0.5 x 0.8 km
skala 1:500 - 0.25 x 0.4 km

W powyższych zasadach znajdujemy szereg analogii ze schematem ustalania godeł mapy zasadniczej w układzie "2000".
Warto jednak zwrócić uwagę, że arkusze mapy w obu tych układach z reguły prezentują nieco inny teren.

Ze względu na wzajemne przesunięcie i skręt układów współrzędnych oraz różne, lokalne współczynniki skali, arkusze mapy pochodzące z obu układów nie "wchodzą" jeden w drugi. Zawsze istnieje sytuacja, że arkusz mapy w układzie "1965" obejmuje teren prezentowany na kilku arkuszach mapy tej samej skali w układzie "2000", i vice versa. Aczkolwiek mapy w tej samej skali odpowiadają sobie wymiarem, jednak zawsze istnieje mniejszy lub większy wzajemny skręt oraz przesunięcie arkuszy obu układów w zależności od sumarycznego wyniku kilku elementów wynikających z matematycznych relacji pomiędzy układami współrzędnych.
Przykładem może być sekcja w skali 1:1000 o godle 132.113.112, która na skorowidzu w układzie "2000" lokuje się w sposób pokazany na rysunku obok (zrzut ekranu z programu GeoKonwerter).

Ustalenie wzajemnego pokrycia sekcji mapy zasadniczej pomiędzy układami "1965" i "2000" jest bardzo trudne bez pomocy jakiegoś narzędzia softwaerowego. Umożliwia to na przykład program GeoKonwerter.

Mapa zasadnicza w układzie "2000"

Jak powiedziano już przy omawianiu godeł mapy zasadniczej w układzie "1965", kategoria map topograficznych kończy się na skali 1:10 000. Mapy w skali większej są uznawane za tzw. mapę zasadniczą. W przypadku układu "1965" zasady tworzenia i oznaczania arkuszy mapy zasadniczej są naturalnym wydłużeniem szeregu skalowego obowiązującego dla map topograficznych. Natomiast w przypadku układu "2000" jest nieco inaczej, ponieważ w tym układzie nie są wydawane mapy topograficzne. Jest to układ współrzędnych, w którym prowadzona jest tylko mapa zasadnicza. Co prawda układ "2000" wywodzi się matematycznie z układu "1992" stosowanego do map topograficznych, ale oba te układy mają zupełnie odrębne zasady, jeśli chodzi o podział na arkusze map. W układzie "2000" podział sekcyjny oparty jest o współrzędne płaskie, a nie o współrzędne geograficzne, jak to jest w przypadku układu "1992".

Tak więc układ "2000" wymagał stworzenia jakiegoś bazowego arkusza mapy, który podlegałby dalszemu podziałowi. Taką funkcję pełni mapa w skali 1:10 000 o wymiarach 5 x 8 km, ale jest to arkusz czysto teoretyczny (faktyczna mapa zasadnicza zaczyna się od skali 1:5000). Godło teoretycznego arkusza w skali 1:10 000 jest podstawowym, początkowym elementem godła każdej mapy w skali większej, tak więc przyjrzyjmy się, jak ono powstaje.

Godło bazowe tworzy grupa trzech liczb rozdzielonych kropkami:

• Pierwsza liczba (jednocyfrowa) - numer pasa odwzorowania, a więc wartość 5, 6, 7 lub 8 odpowiednio dla południka osiowego 15^o, 18^o, 21^o lub 24^o.

• Druga liczba (trzycyfrowa) - numer rzędu wynikającego z podzielenia osi pionowej X na pasy o szerokości 5 km.

• Trzecia liczba (dwucyfrowa) - numer kolumny wynikającej z podzielenia osi poziomej Y na słupy o szerokości 8 km.

Przykładowe godło arkusza 1:10 000 ma więc postać 6.172.17 .

Natomiast godło arkusza mapy zasadniczej powstaje przez poszerzenie godła arkusza mapy w skali 1:10 000 cechą wynikającą z podziału tegoż arkusza. Podstawą jest teoretyczny arkusz 1:10 000, a długość godła mapy w skali większej zależy od skali mapy zasadniczej. Podobnie jak w przypadku układu "1965" istnieją tu dwa dozwolone schematy podziału arkusza mapy w skali 1:10 000 w zależności od potrzebnej, docelowej skali wynikowego arkusza mapy zasadniczej.

Pierwszy schemat jest stosowany w celu uzyskania map w skali 1:5000 i jest to prosty podział na 4 arkusze wynikowe. Jest to "krótka ścieżka", ponieważ arkusz w skali 1:5000 nie podlega już dalszym podziałom.

Drugi schemat stosuje się w celu utworzenia arkuszy w skali 1:2000. Jest to podział na 25 części według rysunku obok. Cyfrowe oznaczenia poszczególnych arkuszy 1:2000, figurujące na rysunku, stanowią informację umieszczaną w godle każdej mapy powstałej w wyniku podziału. Ten schemat podziału jest bardziej otwarty, ponieważ każda mapa w skali 1:2000 może podlegać dalszym podziałom.

Arkusz mapy w skali 1:2000 może być następnie podzielony na 4 arkusze w skali 1:1000 (oznaczane jako 1, 2, 3 i 4). A następnie każdy arkusz mapy w skali 1:1000 może być podzielony na 4 arkusze mapy w skali 1:500.

Tak więc przykładowe godła map w układzie "2000" mogą mieć następującą postać:
6.172.17.1 - dla skali 1:5000,
6.172.17.02 - dla skali 1:2000,
6.172.17.02.4 - dla skali 1:1000,
6.172.17.02.4.1 - dla skali 1:500,
pierwsza część każdego z tych godeł o wartości 6.172.17 to oczywiście oznaczenie mapy w skali 1:10 000.

Niezależnie od skali, każdy arkusz mapy ma wymiar 50 x 80 cm, natomiast zakres pokrycia terenu jest następujący:
skala 1:5000 - 2.5 x 4.0 km
skala 1:2000 - 1.0 x 1.6 km
skala 1:1000 - 0.5 x 0.8 km
skala 1:500 - 0.25 x 0.4 km

W powyższych zasadach znajdujemy szereg analogii ze schematem ustalania godeł mapy zasadniczej w układzie "1965".

Ze względu na wzajemne przesunięcie i skręt układów współrzędnych oraz różne, lokalne współczynniki skali, arkusze mapy pochodzące z obu układów nie "wchodzą" jeden w drugi. Zawsze istnieje sytuacja, że arkusz mapy w układzie "2000" obejmuje teren prezentowany na kilku arkuszach mapy tej samej skali w układzie "1965", i vice versa. Aczkolwiek mapy w tej samej skali odpowiadają sobie wymiarem, jednak zawsze istnieje mniejszy lub większy wzajemny skręt oraz przesunięcie arkuszy obu układów w zależności od sumarycznego wyniku kilku elementów wynikających z matematycznych relacji pomiędzy układami współrzędnych.
Przykładem może być sekcja w skali 1:1000 o godle 6.154.28.07.2, która na skorowidzu w układzie "1965" lokuje się w sposób pokazany na rysunku obok (zrzut ekranu z programu GeoKonwerter).

Ustalenie wzajemnego pokrycia sekcji mapy zasadniczej pomiędzy układami "2000" i "1965" jest bardzo trudne bez pomocy jakiegoś narzędzia softwaerowego. Umożliwia to na przykład program GeoKonwerter.