6.1. Классификация карт городов
6.2. Задачи картографирования городов,
источники, показатели и масштабы
6.3. Пути развития картографирования городов. Карты городов в сети Интернет
6.1. Классификация карт городов
Особую отрасль картографирования образуют карты и атласы городов. Стремительный рост населения и сосредоточение его на ограниченной территории, где сконцентрированы экономические, политические и социальные интересы огромного количества людей, приводят к тому, что роль города во всех сферах жизни человеческого общества увеличивается, и, как следствие, растет количество карт, отображающих различные аспекты демографических, экономических и экологических проблем города.
Карты городов определяются как географические карты, изображающие планировку города, его ландшафты, достопримечательности, население, функции, городское хозяйство, процессы урбанизации, экологическое состояние. Карты городов могут иметь самое разное содержание (природные условия, социально-экономические особенности, экология) и различное назначение — справочное, историко-культурное, туристское [3].
C древнейших времен, со времени образования первых постоянных поселений, предпринимались попытки тем или иным образом показать их на карте. Картографирование городов начиналось с рисованных планов типа «Плана Москвы» Сигизмунда Герберштейна, который путешествовал по России в середине XVI столетия, составил карты и оставил письменные впечатления о стране. План Герберштейна дает изображение города в пределах Кремля, но мало достоверен, и расположение домов на нем совершенно условно (рис. 6.1).
Рис. 6.1. План Москвы Сигизмунда Герберштейна, 1556 г.
Первый в истории мировой картографии и один из самых известных в мире Атлас городов земного шара (Civitates Orbis Terrarum) Ф. Хогенберга и Г. Брауна вышел в свет в конце XVI — начале XVII в. Шесть томов этого произведения создавались в течение 46 лет и были опубликованы в Кёльне. В атласе представлены перспективные планы, сделанные на основе геодезических съемок и создающие наглядные образы городов «с высоты птичьего полета». Как правило, город расположен на втором плане, а на первом — достаточно подробно воспроизведены окружающий пейзаж и изображения горожан, что дополняет историко-географическое содержание произведения. Свыше пятисот вошедших в атлас планов составили целую эпоху в истории картографирования городов.
В 1828 г. в Санкт-Петербурге на 24 листах был издан самый крупномасштабный (1: 4 200) из всех опубликованных к тому времени планов за всю историю картографирования города «Подробный план Столичного города Санкт-Петербурга». На плане помимо подробной конфигурации каждого здания детально показаны все дворы, реки, каналы, пруды, болота, а также сады, аллеи и цветники. Кроме того, приведена нумерация домов и участков.
С XX в. планы городов издаются после проведения точнейших топографических съемок и могут показать конфигурацию каждого здания. Тем не менее, картографирование городов является молодой отраслью картографической науки. До 60–70-х гг. XX столетия одним из основных видов городского картографирования оставалось только топографическое. Среди первых тематических атласов городов по полноте содержания выделяются: Атлас планирования Западного Берлина (1962 г.), Атлас Парижа и Парижского региона (1967 г.), Атлас Лондона (1968 г.).
Картографическое изучение городов имеет множество проблем, связанных с методикой проведения работ, научной проработкой вопросов проектирования и составления карт и др. Создаются как фундаментальные картографические произведения, так и карты-однодневки для показа взаимодействия и зависимости друг от друга компонентов городской среды, что может быть полезно для учета прикладного характера решаемых проблем.
Выделяют городское картографирование следующих видов (рис. 6.2).
1. Топографическое. Карты и планы, общегеографические по своему содержанию, имеют высокую точность и самую широкую область применения. Они создаются для профессиональной работы в области землеустройства, строительства, навигации и ряде других областей. Они требуют достоверной топографической основы, получаемой обычно в результате аэрофото- или топографической съемки. При создании топографических карт и планов городов наиболее часто используется следующий масштабный ряд: 1:500–1:1 000–1:
2 000–1:5 000–1:10 000–1:25 000–1:50 000. К топографическому картографированию относят атласы городов, на которых с большой точностью локализации показаны здания и строения, улицы и площади, реки, водоемы, железнодорожные платформы, все выходы станций метро (в тех городах, где они есть). Атлас «Москва с каждым домом» (2006 г.), где весь город показан в масштабе 1: 12 000, а центр города (внутри Садового кольца) — в масштабе 1:6 000, при этом изображены все дома с их номерами, является примером такого атласа.
2. Инженерно-техническое, специальное. Основная задача карт — изображение инженерных коммуникаций и их подробная характеристика. На картах показываются электрические, газовые, водные, тепловые, канализационные сети, линии связи, подземные сооружения и другие объекты. Этот вид карт тесно связан с крупномасштабными картами и планами. Такие специальные карты могут быть аналитическими и комплексными. На аналитических — показывается один определенный вид сетей (объектов), при этом он отражается максимально подробно. Элементы сетей сопровождаются подписями об использованном материале, также указываются количественные характеристики (диаметр, напряжение, емкость, дата сооружения и др.). На комплексных картах показываются несколько совмещенных изображений инженерных сетей. При этом существенно повышается общая информационная нагрузка, но ухудшается читаемость; следует учесть, что на карту не наносятся второстепенные элементы содержания отдельных сетей и дополнительные характеристики.
3. Тематическое картографирование охватывает все основные сферы городской жизни. Создаются как отдельные тематические карты, так и серии карт эколого-географической или социально-экономической тематик. Социально-экономические карты городов рассматривают административное устройство, население (состав, миграции, занятость, здоровье и др.), промышленное производство, строительство, сферу культурно-бытового обслуживания, образование, рекреацию и т. д.
Рис. 6.2. Классификация карт городов
Карты функционального зонирования и оценки территории города можно отнести и к специальным (по назначению), и к тематическим (по сути). Они составляются для обсуждения тех или иных проектировочных решений, определения планировочных проблем города, расчета коммуникационных затрат.
Однако создание отдельных карт не всегда способно удовлетворить потребности изучения города как единого целого, поскольку не дает полного представления о сложности и взаимосвязанности изучаемых процессов и явлений. Лучшее решение — это комплексное тематическое картографирование и подготовка комплексных атласов городов.
Достоинство комплексного атласа состоит в системном рассмотрении городской территории. Созданные для атласа карты подчинены требованиям единой программы и составляются по единым принципам, обеспечивающим их совместимость и взаимодополняемость.
Среди первых комплексных атласов городов по полноте и разносторонности тематики наиболее интересен «Атлас Парижа и парижского региона» (1967 г.), который включает более 400 карт. В атласе рассмотрены административное устройство, структура городских земель, население, транспортная инфраструктура, жизнеобеспечение, промышленность, торговля и др. Кроме того, в нем помещены детальные карты центральной части Парижа, показывающие отдельные здания и сооружения, среднемасштабные карты всей территории этого города, характеризующие его административные районы, и мелкомасштабные карты Парижского района. Совместное рассмотрение Парижа и парижского региона позволяет правильнее понять историю формирования города, его административное и социальное устройство, экономическую организацию. В атлас были введены и оригинально решены темы, новые в те годы для атласного картографирования: «летний отдых парижан», «коммерческая специализация улиц города» и др.
«Атлас Лондона» (1968 г.) значительно меньше по объему и менее подробен, чем Атлас Парижа и парижского региона. На 120 картах представлены административное устройство, промышленность, экономика, транспорт, население, социальная сфера. Картограммы в атласе построены не для административных подразделений города и не по кварталам, а по клеткам 500-метровой сетки квадратов, что имеет особый картографический смысл — обработка статистических данных по сеткам квадратов облегчает процессы автоматического составления карт [35].
В качестве примера современного атласа города можно упомянуть научно-справочный «Атлас Барнаула» (2006 г.), комплексный по своему содержанию, проиллюстрированный большим количеством старых карт в разделе «История развития города» и предоставивший к тому же возможность увидеть космический снимок территории города.
Сейчас на первое место при изучении городской территории выдвигаются экологические факторы и условия, отражающие территориальные особенности и закономерности развития городской среды. При этом ставится задача не только констатации напряженности экологической обстановки, превышения допустимых норм по концентрации загрязняющих веществ в природных средах или объемов их выброса промышленными предприятиями. Каждый из таких фактов должен сопровождаться конкретными параметрами медико-биологических, медико-гигиенических оценок качества окружающей среды с точки зрения населения, его здоровья и т. п.
По назначению выделяют научно-справочные карты, рекламно-презентационные, научно-популярные, учебно-краеведческие и карты для туристов.
К последним категориям можно отнести карты и карты-схемы, предназначенные преимущественно для бытового использования. Требования к топографической основе здесь совсем невысокие: достаточно возможности однозначного ориентирования на местности и определения маршрута к той или иной точке. Примером подобного типа картографирования может послужить «Атлас Ленинграда» (1977 г.), комплексный по содержанию и историко-географический (ознакомительно-туристский) по назначению. Помимо карт населения, промышленности, социальной инфраструктуры, в атласе нашли отражение наиболее значительные политические и культурные события из жизни города, начиная с конца XIX и до 70-х гг. XX в. Показан ход крупнейших исторических событий — революций 1905 и 1917 годов, Гражданской войны (1918–1920 гг.), Великой Отечественной войны (1941–1945 гг.), а также послевоенное развитие Ленинграда. Несмотря на недостаточную проработку и явно пропагандистскую направленность ряда сюжетов и карт, атлас остался в истории картографирования нашей страны как один из первых историко-географических атласов городов.
Ценность рекламных, научно-популярных и краеведческих карт и атласов городов в основном определяется степенью подробности и дополнительными справочными материалами (списками предприятий, телефонов, адресов, маршрутами городского транспорта и т. п.). Очень важным фактором является удачное оформление. Помимо собственно карт городов, к этому виду картографирования относят и некоторые карты автомобильных дорог, в том случае, если они содержат большой объем информации по каждому населенному пункту.
6.2. Задачи картографирования городов,
источники, показатели и масштабы
Первые шаги при составлении карты города — создание и реализация специализированных баз географической информации, которые будут отражать различные аспекты состояния и развития городской среды. Должны быть созданы базы данных для характеристики природной среды, экологической обстановки, состояния здоровья населения города, некоторых социальных аспектов. Это требует совместных усилий картографов и разнообразных ведомств и научных организаций, объединенных общей проблемой комплексного изучения городской территории.
При создании мощной разноплановой базы основным источником служат топографические карты, и кроме того картографическая, статистическая и текстовая информация, которая является, по сути, основным компонентом городской географической информационной системы.
При работе с базами данных учитывается множество показателей и параметров, которые необходимо использовать при оценке городской среды, при выработке конкретных мер по управлению территорией. Прежде всего, это плотность населения по муниципальным округам, состав населения, расслоение жителей городов по социальному признаку.
При создании крупномасштабных карт (планов) городов используют:
• каталоги (списки) координат геодезических пунктов;
• крупномасштабные топографические карты;
• фотопланы, фотосхемы и другие материалы дистанционного зондирования;
• литературно-справочные материалы (географические описания, различные справочники и путеводители, списки названий улиц и т. д.).
Все исходные материалы должны быть проверены с целью определения их современности, точности и полноты содержания, а также возможности их использования при картографировании города.
Классификация городов на карте, как правило, происходит по какому-либо одному признаку, разработка типологии — по их сочетанию.
В географии и картографии города классифицируют и изображают по:
1) величине;
2) экономико-географическому положению;
3) времени возникновения;
4) народнохозяйственным функциям.
Разрабатываются и находят применение множество типологий городов, например, генетическая типология, когда за основу принимается время возникновения города, или типология по уровню социально-экономического развития.
Наиболее распространена функциональная типология (значение имеют следующие признаки: степень развитости функциональной структуры, экономико-географическое положение, распределение работающего населения по отраслям). Чем больше по величине город, тем сильнее у него выражена многофункциональность. Малые города, как правило, однофункциональны, хотя есть среди них населенные пункты, сочетающие 2–3 функции.
Для оценки городской территории основной картой является упоминавшаяся ранее карта функционального зонирования территории города, которая представляет собой, как правило, синтез планировочной структуры городских территорий и их функций. Она показывает в пределах городских территорий относительно однородные по природным условиям и хозяйственному использованию участки для разработки дальнейших мероприятий по оптимизации и рациональному управлению ими, также она ложится в основу расчета коммуникационных затрат, адекватной оценки стоимости городских земель. При разработке подобной карты выполняются следующие работы:
• поиск картографических, статистических, литературных и любых других источников о городе, отбор качественной необходимой информации для оценки территории города;
• изучение всех сфер городской жизнедеятельности: транспорта, жилого фонда, инженерно-технического оснащения, проблемы занятости, потоков движения населения и т. д.;
• составление карты существующего использования территории на основе картографических источников;
• составление карт различных факторов, влияющих на развитие города (карты рельефа и застройки территории города
и окрестностей, карты гидрогеологии, почвы, карты экологических проблем города (например, загрязнения воздуха), карты улично-дорожной сети, плотности населения, комплексной карты престижа и репутации городских земель);
• создание базы данных для автоматизированной системы оценки городских территорий, получение оценки по каждой функции города (просто плохих или хороших земель не бывает, есть лишь наиболее и наименее пригодные для того или иного вида использования);
• всесторонняя и тщательная оценка результатов машинного расчета, получение и использование карты функционального зонирования для проектов детальной планировки.
Тематические карты основных факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на размер арендной платы в городе, могут стать исходным материалом или компонентом для интегральной тематической карты оценки стоимости жилья (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Серия тематических карт основных факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на выбор места проживания
в городе Берлине и созданная на основе этого материала интегральная карта прогнозируемой стоимости аренды жилья одного из районов города
Интересным сюжетов для картографирования является планировочная структура города — изображение компоновки частей города, устройства каждой из них и связи между ними. В отличие от функциональной структуры, которая характеризует совокупность выполняемых городом функций, планировочная структура обладает большей инертностью в силу жесткого закрепления параметров площадей и улиц.
Основные планировочные элементы города — жилые здания и здания административно-общественных учреждений, промышленные предприятия, основные магистрали, зоны отдыха — показывают на карте способом качественного фона, стараясь давать четкие границы для показа разнообразия планировочной структуры и в то же время избегая слишком контрастных цветов.
Значком определенной формы или его модификацией показываются типы планировочных структур городов:
• полосовидная структура (город вытянут вдоль реки или побережья);
многолучевая или звездчатая (располагается на ровной местности в узле дорог);
• радиально-кольцевая (город разрастался равномерно, городская черта близка к окружности);
• многоядерная структура (город сформирован вокруг нескольких, связанных между собой, городских центров).
Размещение на карте населения или в атласе основных типов планировочной структуры городов очень украшает картографическое произведение и дает дополнительную информацию по этой теме.
Частый сюжет картографирования — изменение численности населения в разных районах города в зависимости от времени суток. Поскольку центр каждого большого города привлекает массы жителей города и приезжих в дневное время, а в «спальные районы» — в вечерние часы, способом изолиний или качественным фоном показывают изменение численности населения к концу недели, колебания сезонные или суточные (другой аспект этой темы — маятниковые поездки внутри городов или в пригородной зоне).
Одним из самых сложных видов картографирования городов является картографирование городских агломераций — близко расположенных населенных пунктов, имеющих сплошную, общую транспортную инфраструктуру и тесные производственные связи. И в развитых странах, и в большинстве стран третьего мира в агломерациях сосредоточена преобладающая часть населения и производства. Агломерация не упраздняет город, но меняет его.
Для того чтобы изобразить на карте более сложную и более эффективную в социальном и экономическом отношении деятельность, которую ведут города в составе агломерации, прежде всего, требуется, по возможности, обозначить границы определяемой агломерации.
Сложности картографирования связаны с тем, что юридические границы каждого из поселений существуют только на бумаге, а реальный рубеж определяется по конечным пунктам маятниковых миграций. Показывается территориальная структура крупной городской агломерации. Центр города и расходящиеся от него транспортные магистрали образуют основу территориальной структуры. Вдоль транспортных артерий (способ линейных знаков) формируются широкие лучи расселения, которые в зависимости от масштаба можно показать или сплошной полосой, или цепочкой населенных пунктов (способ значков, ареалов). Полосы эти сходят на нет там, где затраты времени на регулярные ежедневные поездки в город-центр превышают целесообразные, с точки зрения населения, пределы [21].
Между лучами расселения показываются зоны спутников (кольцевые линии), в развитых агломерациях они делятся на пояса. Первый пояс — ближайшие спутники, т. е. города, которые служат продолжением города-центра; а последний — замыкающие спутники, расположенные там, где центростремительные потоки маятниковой миграции из-за предельного расстояния теряют свое значение (рис. 6.4).
Рис. 6.4. Территориальные структуры крупной городской агломерации (по Г. Лаппо, 1997):
1 — центральный город (ядро агломерации); 2 — замыкающие спутники; 3 — прочие спутники; 4 — агломерации второго порядка;
5 — первый пояс спутников; 6 — второй пояс спутников; 7 — периферийная зона; 8 — узлы-«противовесы»; 9 — транспортные линии
Картографирование геоэкологических проблем городов включает отображение изменений теплового и водного балансов, вызванных совокупностью многих причин, в том числе наличием транспорта и преобладающей площади асфальтовых покрытий, многоэтажной застройкой, сбросом тепла ТЭС, нарушением геохимического баланса поверхности, загрязнением атмосферы, почв, подземного пространства и содержащихся там водоносных горизонтов и др. Картографическое отображение специфического загрязнения городской среды представлено в виде серии инвентаризационных и интегральных карт во многих тематических атласах, в том числе в «Экологическом атласе Москвы» (2000).
Для картографирования городов необходимо использовать разномасштабные картографические основы, обеспечивая при этом возможность перехода от мелкомасштабных к крупномасштабным картам. Для различных городов, в зависимости от размера их территории, масштабы могут быть различны:
1) 1: 25 000–1:50 000 — обеспечивают картографирование города в целом;
2) 1:10 000–1:25 000 — дают возможность изучения территории отдельных административных районов;
3) 1:5 000–1:10 0000 — позволяют дать детальное внутрирайонное картографическое описание территориальной инфраструктуры;
4) 1:2 000–1:5 000 — направлены на детальный показ зданий и сооружений города.
6.3. Пути развития картографирования городов. Карты городов в сети Интернет
Увеличивающееся с каждым годом количество показателей и параметров, которые необходимо учитывать и использовать при оценке городской среды для выработки конкретных мер по управлению территорией, а также быстрая изменчивость компонентов городской среды привели к созданию автоматизированных систем их сбора и переработки. Технологии и методы геоинформационного картографирования позволяют оперативно отобразить и оценить состояние городской среды.
Картографирование проблем городов, связанных с транспортом, развитием инфраструктуры, ценой на жилье, также решается с использованием ГИС-технологий. Возможности интернет и ГИС представляют интересные и полные проекты, в которых реализованы такие функции, как полномасштабность, интерактивное тематическое содержание карт, функции адресной локации и маршрутизаторы проездов. Как правило, они должны включать: 1) карту города с подробностью до здания; 2) привязанную к ней базу данных адресов и муниципального транспорта; 3) обширный справочник предприятий. Некоторые системы, например, Yahoo.Maps позволяют вести мониторинг показателей в реальном времени, таких, например, как погода или дорожная ситуация движения.
Первые интерактивные карты городов появились в интернете несколько лет назад. Спутниковые Карты Google и «Яндекс.карты» — одни из самых популярных служб. Онлайновые карты постоянно совершенствуются. В конце 2005 г. у пользователей появилась возможность самим участвовать в оформлении нужной им карты и отправлять их по электронной почте, размещать на сайтах и в блогах. Информация о пробках на дорогах Москвы также оперативно отображается на подобных картах.
Современная сетевая интерактивная картография содержит в настоящее время интерактивные карты большинства городов и субъектов России и мира с детализацией до дома. Это могут быть очень маленькие и схематичные карты, но вполне пригодные для общего ознакомления.
Тематическое картографирование лежит в основе создания любой муниципальной ГИС для управления городской территорией и создания генерального плана развития города. Она состоит из компонентов, описывающих городскую инфраструктуру, финансовые, культурно-развлекательные, медицинские и другие учреждения, содержит информацию об архитектурных достопримечательностях, маршрутах городского транспорта, включает поисковую систему улиц и других объектов, обозначенных на карте по названию, домов и строений — по адресу.
К примеру:
• компонент «население» содержит базы геоданных по размещению населения, обеспечивает анализ по половозрастному составу, занятости, социально защищенным группам, миграции, тем самым обеспечивая условия анализа и расчета социальных программ, а также деление по избирательным округам;
• компонент «земельный кадастр» включает данные о границах земельных участков в разрезе прав собственности на землю и список собственников, обеспечивая условия объективного взимания налогов на землю и соблюдение нормативно-правовых актов по владению, пользованию или смене собственника;
• компонент «автодороги» хранит информацию о дорогах, качестве покрытия, техническом состоянии дорог, технических характеристиках мостов, дорожных знаках, создает базы данных об использовании дорог для грузовых и пассажирских перевозок, о стоимости содержания дорог;
• компонент «водное хозяйство» включает базы данных о реках, водохранилищах, озерах, о площади, запасах и качестве водных ресурсов, характеристике рыбных запасов, о речных грузовых и пассажирских маршрутах, что обеспечивает объективную оценку и планирование использования водных ресурсов области;
• компонент «особо охраняемые природные территории» предоставляет информацию по одноименным территориям и обеспечивает принятие решений по разделам охраны природы.
Эти и другие тематические слои могут использоваться в качестве информации для систематизации и создания синтетических социально-экономических карт города, в качестве презентационных материалов для формирования отчетных документов.
Различные городские ведомства имеют собственные ГИС (здравоохранения, министерства внутренних дел, пожарные и т. д.), существуют и объединенные ведомственные ГИС, по сочетанию нескольких проблем и направлений. Самая популярная общедоступная ГИС — GoogleEarth — создает геоинформационные системы на крупнейшие города. Нью-Йорк, например, представляет собой трехмерную модель с подробностью до отдельных зданий и этажей. Можно запросить информацию любого характера — о магазинах, работе общественного транспорта, узнать, где находится ближайший ресторан определенной ценовой категории. На карте попеременно появляются изолинии, характеризующие преступность, загруженность автодорог, цены на недвижимость.
Сервис Google Maps представляет динамичные и интерактивные карты, на которых найденные объекты будут отображены группой значков на карте, а каждый значок раскроет подробную информацию об обозначенном месте, включая фотографии и обзорную статью. Доступна и навигация по виртуальному миру: прогулка по улицам, знакомство с достопримечательностями.
На интерактивных картах объекты отображаются в виде значков различной формы и цвета, в зависимости от их свойств. Есть версии, которые позволяют редактировать существующие картографические данные (дома, улицы, города, реки, лесные массивы и т. д.), добавлять как объекты, так и целые слои с собственными данными, включая информацию в виде форматированного текста, фотографий и видеороликов. С помощью таких полноценных редакторов можно наносить на векторные карты любую информацию вплоть до создания собственной карты любой территории. А поисковая система позволяет отфильтровывать объекты по различным критериям и отображать на карте только необходимый их набор.