La Cartografia 1 INTRODUZIONE

Transcript

1 LA CARTOGRAFIA

2 La Cartografia 1 INTRODUZIONE La cartografia può essere definita come arte e scienza della rappresentazione del territorio. Citiamo queste due significative definizioni: "La cartografia è la più scientifica delle arti e la più artistica delle scienze" (Paul Theroux). "L'uomo ha sviluppato tre grandi forme di comunicazione: il linguaggio, la musica e la cartografia. Quest'ultima è di gran lunga la forma di comunicazione più antica" ("The Times", 14 ottobre 1992). 2 CHE COS'È LA CARTOGRAFIA? Con il termine cartografia si intende tutto ciò che riguarda la realizzazione e lo studio delle carte geografiche. Per creare una carta sono necessari alcuni requisiti: la capacità di trovare e selezionare le informazioni provenienti da varie fonti della geografia per poi sintetizzarle in un corpo informativo organico e compatto; la capacità di illustrare correttamente il messaggio della carta, che deve risultare chiaro a una gamma di utenti che differiscono profondamente nelle loro capacità di leggere la carta stessa; l'abilità grafica nel trasmettere le informazioni attraverso il ricorso a simboli, a linee e a colori, rendendo semplici i messaggi più complessi e assicurando la piena leggibilità della carta geografica. Le carte geografiche non sono soltanto creazioni artistiche che esaltano le capacità dei loro creatori, ma sono soprattutto documenti di carattere storico e sociologico. Nei paesi più avanzati nell'amministrazione dello stato, come la Francia e la Gran Bretagna, il servizio per il rilevamento topografico ha iniziato a produrre delle carte fin dai primi anni del XIX secolo. Esse oggi permettono di seguire gli sviluppi del territorio attraverso i secoli fino ai nostri giorni: ci raccontano di attività industriali chiuse da tempo e di tracciati ferroviari abbandonati da decenni, di insediamenti noti come borghi e divenuti in seguito città popolose ecc. La cartografia è stata spesso impiegata per rappresentare la realtà territoriale in funzione di certi obiettivi, falsandola per ragioni politiche o di propaganda: così fece il regime nazista per dimostrare la "minaccia" rappresentata per il popolo tedesco dalla Polonia e dagli altri paesi dell'europa orientale. Così fece l'unione Sovietica falsando la cartografia ufficiale per meglio tener celati i suoi segreti militari. Altro esempio di uso distorto della cartografia: in passato il ricorso alle carte con la proiezione di Mercatore permise di far apparire esageratamente grandi i possedimenti britannici in Canada rispetto alle colonie francesi che si trovavano in prossimità dell'equatore. Proprio per questa capacità di riflettere intendimenti storici e sociali la cartografia è diventata oggetto di studi approfonditi, in quanto offre una valida documentazione sulla vita di una società o di uno stato. La realizzazione di una carta geografica non segue una formula rigida, assoluta. Essa dipende dagli strumenti di cui si dispone, dagli scopi della carta e dalle conoscenze generali del realizzatore. Esistono comunque alcune regole generali che possono guidare chi si avvicina a questa professione. 3 I DIVERSI TIPI DI CARTE La suddivisione più comune è quella tra carte topografiche e carte tematiche. Le prime mostrano parti di superficie terrestre in cui sono inserite anche le opere dell'uomo: generalmente sono indicate le principali vie di trasporto (strade, linee ferroviarie, canali navigabili, sentieri, aeroporti), gli insediamenti umani (villaggi, paesi e città) sullo sfondo dello spazio naturale, rappresentato con i fiumi, le coste, i rilievi. Le carte tematiche sviluppano invece temi specifici come, ad esempio, la geologia di una determinata area. prof. Giancarlo Gaddi 2

3 Una ulteriore distinzione viene fatta tra le carte a grande o a piccola scala. Le carte a grande scala dell'europa e di alcune altre parti del mondo arrivano a mostrare le singole costruzioni sul terreno. Di solito le carte più dettagliate sono quelle delle proprietà agrarie: in Svezia vengono aggiornate dall'inizio del XVIII secolo e normalmente hanno una scala compresa tra 1:500 e 1:5000. Le carte geografiche a piccola scala, come le carte murali che si usano nelle scuole, ammettono delle generalizzazioni. Strade e linee ferroviarie, ad esempio, possono essere deviate rispetto al loro percorso reale per ridurre la confusione, a patto che tutti gli elementi rappresentati vengano indicati nella loro corretta interrelazione. Nei casi estremi (carte di scala 1: o anche più piccole), il risultato è quello di un'illustrazione che offre un buon colpo d'occhio d'insieme ma ben poche informazioni affidabili (ad esempio la distanza tra due punti). Il tipo di proiezione scelta per produrre la carta può incidere in maniera determinante sul risultato. La maggior parte di ciò che è stato prodotto dalla cartografia tradizionale è il risultato di un lavoro compiuto per conto di organismi che fanno parte del servizio pubblico. Praticamente ogni paese ha un proprio servizio cartografico che dipende dallo Stato, il quale provvede alla realizzazione delle carte di base del territorio nazionale: ciò a fini amministrativi, statistici, militari ecc. In Italia l'igm (Istituto geografico militare) sin dagli anni successivi all'unità ha realizzato il rilevamento del territorio, traducendolo in una serie di tavole alla scala 1: (e alla scala 1: ). Da queste derivano generalmente tutte le carte che usualmente vengono pubblicate per i più vari scopi. Raramente infatti gli editori privati possono permettersi di produrre carte di interesse nazionale, preferendo concentrarsi su quei settori che per ragioni diverse, di carattere o turistico o imprenditoriale, sono in grado di assicurare una ricca clientela ai loro prodotti. 4 STORIA DELLA CARTOGRAFIA Le più antiche carte geografiche di cui abbiamo notizia furono realizzate dai babilonesi intorno al 2300 a.c. Disegnate su supporti di terracotta, consistevano essenzialmente in rilevamenti delle proprietà agricole compiuti allo scopo di tassarle. Carte regionali di maggiore dettaglio e completezza furono invece tracciate sulla seta nella Cina del II secolo a.c. La capacità di realizzare carte geografiche si afferma comunque in diverse parti del mondo antico; straordinaria la particolare mappa realizzata fin dai tempi antichi dagli abitanti delle isole Marshall che, utilizzando una corda di fibra vegetale opportunamente annodata, riuscivano a rappresentare la posizione delle isole nell'oceano. L'arte della cartografia era conosciuta e praticata dai maya e dagli inca, che realizzarono carte dei luoghi conquistati fin dal XII secolo d.c. Il primo tentativo di rappresentare il mondo conosciuto risale al VI a.c. ed è attribuito al filosofo greco Anassimandro. La carta che egli disegnò aveva forma circolare e rappresentava le terre allora conosciute che si estendevano intorno al mare Egeo, a loro volta circondate dai misteriosi oceani. Tra le carte più note della classicità vi è quella attribuita a Eratostene (200 ca. a.c.) che rappresenta il mondo conosciuto, i cui margini erano le Isole britanniche a nord-ovest, il fiume Gange (in India) a est, la Libia a sud. Questa fu la prima carta a essere dotata di linee parallele che indicavano la latitudine, oltre ad alcuni meridiani di longitudine che erano però riportati a distanze irregolari. Intorno al 150 d.c. lo studioso egiziano Tolomeo produsse il suo trattato di geografia, che conteneva alcune carte del mondo. In esse veniva utilizzata per la prima volta una forma di proiezione conica basata sui precetti della matematica, facendo uso di un rudimentale reticolo di meridiani e paralleli; gli errori nella descrizione delle dimensioni dell'asia sono comunque molti. Con la caduta dell'impero romano (la cui produzione di carte culmina nella cosiddetta Tabula Peutingeriana) l'attività cartografica in Europa subì un quasi totale arresto; rimasero le carte prodotte dai monaci, che avevano come unico prof. Giancarlo Gaddi 3

4 scopo quello di mostrare la centralità di Gerusalemme nel mondo e che per questo erano disposti a tradire i principi affermati della geografia scientifica. Ai secoli bui dell'europa si contrappose la vivace produzione cartografica dei naviganti e dei geografi arabi: nel 1154 il geografo Al-Idrisi produsse una particolare carta del mondo. A partire dal XIII secolo i navigatori cominciarono a realizzare accurate carte marittime, note come portolani, che solitamente non avevano meridiani e paralleli ma che usavano come sistema di riferimento un insieme di linee tratteggiate che indicavano le rotte per raggiungere i principali porti. Nel XV secolo furono nuovamente pubblicate le carte tolemaiche, che per molti secoli successivi avrebbero influenzato in maniera determinante i cartografi europei. Nel 1507 la carta di Martin Waldseemüller fu la prima a riportare con il nome di America (in onore di Amerigo Vespucci) la "nuova" terra scoperta in quegli anni a occidente dell'oceano Atlantico. L'opera del cartografo tedesco, realizzata su dodici fogli separati, fu inoltre la prima a distinguere con chiarezza i continenti americano e asiatico. Nel 1570 il fiammingo Abramo Ortelio pubblicò il primo atlante moderno, dal titolo Orbis Terrarum, che conteneva 70 carte, dando vita a una scuola fiamminga di cartografia che realizzerà in seguito carte e atlanti (come quello di Blaeu) apprezzati ancora oggi come capolavori dell'arte cartografica. A questa diedero fondamentali contributi anche diversi cartografi italiani. I grandi sviluppi della cartografia si ebbero nel corso del XVI secolo, quando molti cartografi raccolsero nei loro lavori la grande messe di informazioni che navigatori ed esploratori riportavano dai loro viaggi. Fu comunque Gerardo Mercatore che si elevò al di sopra di tutti i suoi contemporanei, mettendo a punto un tipo di proiezione cartografica che si dimostrò di valore inestimabile per tutti i navigatori del suo secolo e di quelli successivi. Con il passare dei secoli le carte del mondo diventavano via via più precise grazie alla determinazione della latitudine e della longitudine e alle maggiori informazioni sulle dimensioni e sulla forma della terra. Le prime carte a mostrare le variazioni dei campi magnetici suscettibili di interessare la bussola apparvero nella prima metà del XVII secolo, mentre nel 1665 fu prodotta la prima carta geografica che forniva indicazioni sulle correnti oceaniche. Con l'inizio del XVIII secolo tutti i principi scientifici che stanno alla base della cartografia moderna erano stati fissati: gli errori nella rappresentazione cartografica riguardavano ormai solamente le zone inesplorate del mondo e in particolare certe zone interne dei continenti. Nella seconda metà del XVIII secolo alcuni paesi europei iniziarono il rilevamento sistematico del proprio territorio. Nel 1793 fu ultimata la prima carta completa della Francia: misurava circa 11 m di lato ed era di forma quadrata. Gran Bretagna, Spagna, Austria, Svizzera e altri paesi fecero lo stesso negli anni immediatamente successivi. Negli Stati Uniti il primo rilevamento geologico del territorio fu avviato nel 1879 e due anni più tardi il Congresso geografico internazionale propose la realizzazione della carta del mondo in scala 1: , un progetto che deve ancora essere completato. Nel XX secolo la tecnica cartografica si è arricchita della fotografia aerea, che fu sviluppata nel corso della prima guerra mondiale e fu utilizzata in maniera sistematica in quella successiva. Nel 1966, il lancio del satellite Pageos e, negli anni Settanta, dei tre satelliti Landsat, rappresentarono una svolta ulteriore per la ricerca cartografica, assicurando carte di altissima precisione di molte zone poco conosciute del mondo. Nonostante tutto restano comunque ancora prive di carte dettagliate importanti porzioni della superficie terrestre. prof. Giancarlo Gaddi 4

5 5 LA NASCITA DELLA NUOVA CARTOGRAFIA La cartografia classica si sviluppò dopo l'invenzione della stampa. Da allora i cartografi lavorarono sulla carta. Anteriormente erano stati utilizzati i supporti più diversi, quali le pietre e la ceramica. Nel corso degli ultimi trent'anni, e in particolar modo dal 1990, la situazione della cartografia è cambiata radicalmente. Questo è stato possibile grazie all'introduzione del computer che ha modificato il lavoro di creazione delle carte geografiche. I primi tentativi in questa direzione furono fatti dai meteorologi in Svezia, Gran Bretagna e Stati Uniti, ma il grande balzo nella nuova tecnologia fu compiuto tra il 1968 e il 1973 dall'unità sperimentale di cartografia, in Gran Bretagna, e dai cartografi dell'università di Harvard. Da allora l'arte e la tecnica di realizzazione delle carte geografiche e topografiche ha subito alcuni cambiamenti irreversibili. Innanzitutto le carte vengono ora realizzate sulla base delle informazioni contenute in un database. Esse sono dei sottoprodotti del database. Il computer non viene più utilizzato solamente per automatizzare le tecniche descrittive dei cartografi ma è diventato lo strumento di valutazione della qualità dei dati, l'elemento che fonde i dati tra loro e ne valuta la compatibilità; viene utilizzato sia dal ricercatore che cerca fonti e materiali interessanti ai fini del lavoro, sia dal cartografo e dal grafico, che riproducono i dati raccolti. Il Servizio di rilevamento, come quello in funzione in Gran Bretagna e altri paesi, consente, attraverso lo schermo di un computer, di crearsi la propria carta geografica selezionando l'area di interesse. Essa viene poi stampata su carta; il tipo e la quantità di informazioni che saranno contenute in questa carta "fai da te" dipenderanno dall'utente, che ne potrà scegliere anche la scala in un ambito compreso tra 1:100 e 1:5000. Le informazioni e i programmi per realizzare delle carte geografiche sono sempre più accessibili e, grazie a questo, non vi sono mai state tante carte geografiche in circolazione come in questi anni. Grazie alle nuove tecnologie informatiche oggi la distorsione geometrica delle fotografie aeree e satellitari, che sono di particolare utilità in zone di difficile accesso come estuari e paludi, può essere rimossa ricorrendo al computer. 6 I SISTEMI INFORMATIVI GEOGRAFICI (GIS) Fino al 1985 la divisione dei ruoli e delle professionalità nel settore della mappatura topografica erano chiari e inequivocabili. I geodeti si occupavano delle prove strumentali e analizzavano i risultati che permettevano di definire con sempre maggior esattezza la forma dell'area studiata. Da queste prime informazioni i topografi, operando sul terreno, iniziavano a colmare gli spazi bianchi con i dettagli, lavoro che in alternativa poteva essere compiuto dai fotogrammetristi anche ricorrendo alla fotografia aerea. Nel corso degli ultimi dieci anni la situazione è però radicalmente cambiata. Gran parte delle professionalità legate alla cartografia è stata eliminata dall'introduzione dei sistemi satellitari del tipo Global Positioning System. I ricercatori hanno la possibilità di utilizzare programmi informatici che permettono loro di produrre carte che, per eleganza e leggibilità, competono con quelle realizzate con sistemi tradizionali. D'altra parte è sbagliato pensare di trovarsi di fonte a un settore in declino. La diffusione dell'uso dei computer ha portato allo sviluppo di una nuova serie di strumenti di studio che collettivamente vengono chiamati Sistemi informativi geografici, noti con l'acronimo inglese GIS (Geographic Information System). Il primo di questi sistemi fu costruito in prof. Giancarlo Gaddi 5

6 Canada nel 1965 per realizzare l'inventario della fauna e della flora del paese. Oggi ve ne sono decine di migliaia in tutto il mondo. I GIS assicurano poi un altro grande vantaggio: sono infatti gli unici strumenti capaci di intrecciare le informazioni raccolte da diverse organizzazioni di ricerca. Queste possono ad esempio compiere valutazioni sulla produttività agricola di una determinata regione e accantonare i dati raccolti: grazie al GIS milioni di dati possono essere comparati automaticamente con quelli raccolti da un'altra società, per ragioni completamente diverse, sulla medesima area di interesse. In che modo queste nuove tecnologie possono incidere sulla scienza della cartografia? L ipotesi, prospettata da alcuni, che le nuove tecnologie per la trasmissione delle informazioni geografiche possano cancellare il ricorso alle carte non ha fondamento. Sono infatti due strumenti che convivono e si alimentano reciprocamente perché, se è vero che il supporto cartaceo non è in grado di contenere la complessità delle informazioni di un sistema GIS, d'altra parte questo non è in grado di rappresentare con la chiarezza e l'immediatezza di una carta topografica le variazioni qualitative e quantitative che si verificano sul territorio. Lo sviluppo combinato del GIS e della più recente tecnica cartografica basata sui computer sta provocando una rapida espansione dell'uso delle carte che, come si capisce, non hanno più molto a che spartire con le carte geografiche tradizionali. prof. Giancarlo Gaddi 6

7 LE Carte geografiche 1 INTRODUZIONE Carta geografica Rappresentazione grafica di una sezione della superficie terrestre, ottenuta riproducendo in due dimensioni gli elementi caratterizzanti la superficie stessa. Tali elementi possono essere naturali (fiumi, laghi, montagne, coste ecc.) o artificiali (case, campi, strade, città ecc.), e vengono rappresentati mediante simboli grafici (linee, colori ecc.). Robert Harding Picture Library Mappa Mundi La città di Hereford conserva nella sua cattedrale normanna una preziosa testimonianza storica: la Mappa Mundi, realizzata alla fine del XIII secolo da Riccardo di Haldingham. Questa rappresentazione del mondo costituisce una sintesi figurativa delle conoscenze geografiche medievali. La Terra è rappresentata come una circonferenza al cui centro è situata la città di Gerusalemme, al di sotto della quale sono tracciati sommariamente i contorni del Mediterraneo (la macchia nera nella fascia inferiore). In alto a destra spicca il profilo del Mar Rosso. Caratteristica fondamentale di ogni rappresentazione cartografica è la scala, cioè la riduzione che la superficie rappresentata subisce nel passaggio dalla realtà alla carta. La riduzione definisce il tipo di carta: a seconda della scala è infatti possibile rappresentare una superficie molto vasta, come un continente, o una molto piccola, come un campo coltivabile. Si hanno così carte di vario tipo: le carte geografiche, regionali e corografiche (che riproducono ampi tratti della superficie terrestre), le carte topografiche (che rappresentano piccole superfici in scala relativamente grande) e infine i planisferi, che rappresentano l'intera superficie terrestre. Le carte si caratterizzano anche a seconda degli oggetti cui si vuole dare particolare risalto nella rappresentazione: possono privilegiare, ad esempio, la rete dei fiumi o altri elementi fisici, oppure coltivazioni, insediamenti e strade. Le carte generali forniscono le informazioni fondamentali, dal punto di vista naturale o antropico, per conoscere un paese o un territorio; le carte il cui scopo è quello di rappresentare graficamente determinati fenomeni sono dette carte tematiche. 2 LA REALIZZAZIONE DELLE CARTE La costruzione di una carta comporta una serie complessa di operazioni. Fondamentale è il rilevamento della superficie considerata e la sua rappresentazione fedele, ovvero il rispetto delle distanze tra punti di riferimento; altrettanto importante è il rilevamento dei singoli elementi che la caratterizzano, la loro classificazione in categorie e la loro collocazione gerarchica. prof. Giancarlo Gaddi 7

8 I sistemi di rilevamento, molto rudimentali prima che si imponesse la cartografia moderna, si sono affinati a partire dalla seconda metà dell'ottocento, con il perfezionamento della fotogrammetria e, successivamente, con l'avvento della aerofotogrammetria, basata sul rilevamento da aerei. Oggi un notevole contributo è dato dalle immagini dei satelliti (telerilevamento), che forniscono dati di precisione estrema. 3 TIPI DI CARTE 3.1 Carte topografiche Vengono utilizzate per rappresentare parti delimitate di territorio. Rappresentano gli elementi naturali e quelli introdotti dall uomo. Data la varietà e la complessità delle informazioni in esse contenute, le carte topografiche fungono da riferimento per le attività più varie e sono utilizzate da costruttori, pianificatori, amministratori pubblici, militari, geologi, escursionisti ecc. Carta topografica Oltre alle principali località e ai confini politici, le carte topografiche riportano le caratteristiche fisiche e geologiche di un territorio. Sono corredate di una legenda che indica la scala di riduzione e spiega i simboli utilizzati, ad esempio, per strade, ponti o ferrovie. I colori vengono usati per indicare l'altitudine sul livello del mare: al bianco corrisponde una depressione, mentre le tonalità dal verde al marrone indicano un'altitudine crescente; i toni dall'azzurro al blu sono usati invece per la profondità delle acque. 3.2 Carte tematiche Sono destinate a impieghi particolari, nella ricerca scientifica, nella pianificazione territoriale, nell'amministrazione ecc. Esistono diverse categorie di carte tematiche. Particolarmente importanti sono le carte nautiche e quelle aeronautiche. Le prime indicano le rotte delle navi e coprono la superficie degli oceani e degli specchi d'acqua navigabili; indicano inoltre le profondità e le escursioni di marea, le correnti dominanti, le secche, i canali e altri elementi necessari alla sicurezza della navigazione, quali la natura del fondale e l'esatta posizione dei fari e degli scogli affioranti. Le carte aeronautiche rappresentano le aerovie e indicano la posizione dei radiofari. Carte tematiche sono inoltre quelle politiche (che indicano i confini di stato, di regione e di altre circoscrizioni minori), quelle geologiche, quelle agrarie e molte altre carte di carattere scientifico. Tra le carte tematiche rientrano anche quelle che rappresentano fenomeni privi di un impatto diretto sul territorio, come ad esempio la percentuale di lavoratori addetti all'industria o dei malati di AIDS di un paese o di una regione. prof. Giancarlo Gaddi 8

9 4 GLI ELEMENTI FONDAMENTALI DI UNA CARTA Perché una carta possa contenere un gran numero di informazioni è necessario ricorrere a un sistema di simboli. Quelli utilizzati con maggior frequenza sono stati accettati da tutti i cartografi e si ritrovano sulle carte di tutto il mondo. Il cartografo dispone comunque di una grande varietà di simboli per soddisfare le diverse esigenze: un punto può ad esempio indicare la presenza di capi di bestiame mentre una coppia di martelli incrociati può indicare una miniera. I simboli utilizzati vengono solitamente resi espliciti in un apposita legenda. 4.1 Il reticolo geografico Per la costruzione di una carta è fondamentale avere un sistema di riferimento a cui riportare gli elementi da rappresentare. Tale sistema, utilizzato per la prima volta da Tolomeo, è quello del reticolo di meridiani e paralleli: linee immaginarie che circondano il globo terrestre in senso tra loro perpendicolare. I meridiani si ricavano immaginando di sezionare il globo verticalmente, da un polo all'altro; i paralleli si ricavano invece immaginando di sezionare la Terra orizzontalmente, ossia trasversalmente ai meridiani. Ai paralleli corrisponde la latitudine, a meridiani la longitudine. Convenzionalmente la longitudine si calcola in 180 est e 180 ovest a partire dal meridiano di Greenwich, in Inghilterra. La latitudine è indicata in 90 nord e 90 sud a partire dall'equatore. Qualsiasi punto della carta può essere definito con precisione esprimendo le coordinate in gradi, minuti e secondi di latitudine e longitudine. Le carte sono generalmente orientate con il nord nella parte superiore. 4.2 La scala La scala della carta geografica offre la chiave per tradurre la distanza di due punti sulla carta nella distanza reale che sulla superficie terrestre separa tali punti. La scala è solitamente rappresentata da una frazione. Ad esempio, scala 1: significa che l unità di misura della carta (per esempio 1 cm) rappresenta unità di misura nella realtà ( cm, cioè 1 km). Solitamente la scala è riportata al margine della carta accanto a un segmento di riferimento che corrisponde a una distanza indicata (1, 5, 10 o 100 km). 4.3 Il rilievo Uno dei maggiori problemi che sin dalle origini si sono imposti ai cartografi è stato la rappresentazione del rilievo, cioè di colline e montagne, valli e gole. Nelle prime carte geografiche i rilievi erano riportati in maniera generica, senza la minima pretesa di precisione. La rappresentazione è divenuta realistica solo con l'introduzione delle cosiddette curve di livello, o isoipse. Le curve di livello sono linee che raccordano sulla carta tutti i punti situati a una stessa quota altimetrica: l'intervallo tra una quota e l altra, o equidistanza, viene scelto in base all opportunità. Nel caso di un intervallo fissato in 50 m le curve di livello indicheranno tutti i livelli multipli della misura di riferimento (50, 100, 150 m ecc.). Altri metodi per indicare i rilievi del terreno prevedono il ricorso a colori (tinte altimetriche) e ombre, al rilievo a sfumo e al rilievo a tratteggio. Quando vengono utilizzati i colori si ricorre a una scala di intensità decrescente collegata in ciascuna tonalità a un'altezza media; ad esempio, tutto il terreno compreso tra 0 e 100 m viene colorato in verde chiaro, quello tra 100 e 200 m in verde di intensità media e così via. prof. Giancarlo Gaddi 9

10 5 LA PROIEZIONE CARTOGRAFICA Per rappresentare l'intera superficie della Terra senza alcun tipo di distorsione una carta geografica dovrebbe avere una superficie sferica; una carta di questo tipo è il mappamondo o globo, che però è ingombrante, poco pratico, e non riporta molti dettagli. Per questo si preferisce ricorrere a rappresentazioni bidimensionali, le quali però non possono rappresentare in maniera accurata la superficie della Terra se non in sezioni di dimensioni ridotte, in cui l'effetto della curvatura terrestre risulta trascurabile. Per descrivere una porzione importante della superficie terrestre in maniera accurata la carta deve essere disegnata in modo da ottenere un compromesso tra distorsione delle superfici, distanze e angoli. Spesso la precisione di uno di questi parametri va a scapito di quella degli altri. I vari metodi utilizzati per riprodurre la superficie terrestre su una superficie piana sono detti proiezioni; esse vengono classificate come geometriche o analitiche. Le proiezioni geometriche vengono classificate in relazione al tipo di superficie che devono rappresentare e indicate come proiezioni di sviluppo cilindriche, coniche o piane. Le proiezioni piane sono note anche come proiezioni azimutali o zenitali. Le proiezioni analitiche sono sviluppate sulla base di calcoli matematici. 5.1 Proiezioni cilindriche Nel realizzare una proiezione cilindrica il cartografo immagina la carta come un cilindro tangente la Terra in corrispondenza dell'equatore. I paralleli sono la proiezione sullo stesso cilindro dei piani paralleli che tagliano il globo. A causa della curvatura della Terra, procedendo verso poli i paralleli vanno avvicinandosi progressivamente tra loro, mentre i meridiani vengono rappresentati come linee parallele perpendicolari all'equatore. Completata la proiezione, immaginiamo che il cilindro venga tagliato verticalmente e srotolato sul piano. Il risultato è quello di una carta che rappresenta la superficie terrestre come un rettangolo con le linee di longitudine parallele ed equidistanti e quelle di latitudine anch'esse parallele ma non equidistanti: per quanto le forme delle superfici siano distorte in maniera crescente via via che ci si avvicina ai poli, le superfici relative tra le diverse aree sono equivalenti a quelle calcolate sul mappamondo. La proiezione di Mercatore, sviluppata dal cartografo fiammingo Gerardo Mercatore è affine, pur con qualche adattamento, alla proiezione cilindrica. Una carta di questo tipo è accurata nelle regioni equatoriali ma notevolmente distorta alle alte latitudini. Gli angoli sono comunque rappresentati fedelmente e per questo le carte costruite mediante proiezioni cilindriche sono utilizzate dai naviganti per la determinazione delle rotte. Ciascuna linea che taglia due o più meridiani con lo stesso angolo è rappresentata nelle carte di Mercatore come una linea retta. Questa linea viene detta lossodromica e rappresenta la rotta ideale di una nave o di un aereo che seguono senza deviazioni una direzione indicata dalla bussola. prof. Giancarlo Gaddi 10

11 5.2 Proiezione azimutale La proiezione azimutale corrisponde a una proiezione del globo su una superficie piana che può entrare in contatto con il globo in un punto qualsiasi. Le proiezioni azimutali raggruppano le proiezioni piane di tipo gnomonico, ortografico e stereografico. Altre due proiezioni piane sono note come azimutali equivalenti (conservano le proporzioni delle superfici) e azimutali equidistanti (conservano la proporzione delle distanze): non possono essere proiettate ma si sviluppano in una tangente piana. La proiezione gnomonica, o centrografica, è prodotta da una sorgente luminosa immaginaria posta al centro della Terra, mentre in quella ortografica la fonte di proiezione è posta all'infinito. La posizione della fonte luminosa nella proiezione stereografica è quella del punto agli antipodi di quello di tangenza della sfera con il foglio. Esempio di proiezione azimutale Se si immagina di appoggiare un foglio di carta in un punto specifico di un globo luminoso, la proiezione che ne deriva viene definita azimutale. Questo tipo di proiezione viene utilizzato per rappresentare soprattutto le regioni polari che, situate attorno al Polo Nord, appaiono riprodotte senza marcate distorsioni. La natura della proiezione varia in funzione della fonte scelta. La proiezione gnomonica copre un'area inferiore a metà di un emisfero, la proiezione ortografica copre un intero emisfero, l'azimutale equivalente e la stereografica possono coprire superfici maggiori, mentre l'azimutale equidistante può rappresentare l'intero globo terrestre. In tutte queste proiezioni (con la sola eccezione dell'azimutale equidistante), la porzione di Terra rappresentata dipenderà dal punto di contatto scelto tra il piano immaginario e la Terra stessa. Una proiezione piana tangente all'equatore rappresenterà appunto la zona equatoriale ma non sarà in grado di rappresentarla nella sua interezza su una sola carta; se il punto di tangenza sarà invece uno dei due poli, la carta rappresenterà la corrispondente regione polare. prof. Giancarlo Gaddi 11

12 5.3 Proiezioni coniche Nel preparare una proiezione di sviluppo di questo tipo si deve immaginare di porre la sfera terrestre dentro un solido di forma conica, di collocare all'interno della sfera stessa la sorgente luminosa che proietterà il reticolo sulla superficie del solido e quindi di tagliare lungo una generatrice questa superficie per poi svolgerla in una superficie piana. Il solido è tangente con la sfera terrestre in tutti i punti di uno stesso parallelo di latitudine e sarà proprio quella la zona di maggior accuratezza della carta che verrà prodotta mentre la distorsione andrà crescendo via via che ci si allontana dal parallelo di tangenza. Esempio di proiezione conica Nella preparazione di una mappa a proiezione conica si immagina di collocare all'interno di un cono la sfera terrestre, illuminandola dall'interno. Il cono è in contatto con il globo su ciascuno dei punti di un solo parallelo. La carta così ottenuta sarà estremamente precisa per tutte le aree di tale parallelo, ma le altre risulteranno deformate. Notevolmente più precisa ma assai più complessa da realizzare è la proiezione policonica, in cui si immagina una serie di coni, ciascuno dei quali è tangente alla Terra a una diversa latitudine. La carta che ne deriva sarà composta dalla somma dei singoli rilevamenti. 5.4 Proiezioni matematiche Per realizzare carte di piccola scala di grandi aree della superficie terrestre sono state elaborate proiezioni dette a sviluppo matematico. Queste carte, fondate su calcoli matematici, rappresentano l'intera superficie della Terra in forma di cerchi, ovali o altre forme. Chiamate anche carte a proiezione interrotta, includono la proiezione di Goode e la proiezione equivalente di Eckert. prof. Giancarlo Gaddi 12

13 6 I METODI PER REALIZZARE UNA CARTA GEOGRAFICA La cartografia ha avuto enormi sviluppi a partire dalla seconda guerra mondiale. Le nuove tecnologie utilizzate per la raccolta delle informazioni, la fotografia aerea e satellitare, le triangolazioni satellitari rese disponibili dal sistema GPS (Global Positioning System) hanno sensibilmente ridotto i margini di errore nel rilevamento dei punti sulla superficie della Terra. Tra le grandi innovazioni di questi anni non va dimenticato il ricorso al computer per il disegno di precisione delle carte. 6.1 L'osservazione La moderna cartografia si avvale della precisione del rilevamento aereo, che integra le informazioni ottenute dal rilevamento topografico tradizionale. Le fotografie satellitari, oltre a indicare con precisione la posizione relativa degli elementi che costituiscono la superficie terrestre, possono fornire indicazioni accurate sulla posizione dei giacimenti minerali, sullo sviluppo dei centri urbani, sulla distribuzione della vegetazione e anche sulla qualità dei suoli. 6.2 Compilazione e riproduzione Una volta raccolte le informazioni, è necessario compiere un'attenta pianificazione per assicurarsi che tutte le indicazioni rilevanti siano esposte con chiarezza e precisione. I dati raccolti vengono inseriti in forma di punti in una griglia realizzata sulla base della proiezione piana o di sviluppo che si è adottata. I rilievi sono indicati, quando richiesto, facendo ricorso alle curve di livello che vengono tracciate utilizzando coppie di fotografie stereoscopiche. Nello stesso modo si tracciano le strade, i fiumi e via via tutti gli altri elementi di riferimento. Sempre più diffusa è inoltre la carta ortofotografica, composta da un mosaico di porzioni di fotografie aeree (aerofotogrammetria). Le immagini di queste carte vengono registrate con uno strumento speciale noto come ortofotoscopio, che permette di eliminare le distorsioni di scala e di angolo di ripresa. L'uso massiccio delle banche dati informatiche ha inoltre permesso la realizzazione di carte-video che mostrano sullo schermo del computer i cambiamenti verificatisi in una determinata zona in un certo intervallo di tempo. prof. Giancarlo Gaddi 13

14 LA Scala In cartografia, la scala, indica il rapporto tra la distanza di due punti su una carta geografica e la distanza reale dei due punti considerati sulla superficie terrestre. Sulle carte geografiche la scala viene rappresentata in tre modi: come rapporto o frazione, 1: o 1/50.000, che significa che una unità di misura sulla carta corrisponde a unità della stessa misura sulla superficie terrestre; con una scala grafica, normalmente una linea retta (generalmente calcolata in chilometri o miglia); con una frase come "1 cm rappresenta 100 km" (che significa 1 cm sulla carta geografica corrisponde a 100 km sulla superficie della Terra). Tanto maggiore è la scala della carta, tanto migliore e più dettagliata è la rappresentazione della superficie terrestre. Scala La scala di una carta geografica permette di definire la relazione esistente tra le distanze sulla carta e le distanze corrispondenti sulla Terra. In questa illustrazione sono messe a confronto tre carte geografiche con scala diversa. La prima è di 1 a : nella carta, quindi, la distanza di 1 cm corrisponde a 1000 km. La seconda è più dettagliata, perché a ogni centimetro sulla carta corrispondono 100 km. Infine, nella terza carta la precisione è altissima perché a ogni centimetro corrispondono solo 10 km. prof. Giancarlo Gaddi 14