TEMATICKÁ KARTOGRAFIE

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologická fakulta

TEMATICKÁ KARTOGRAFIE (E-learningová podpora)

Tomáš Peňáz

Ostrava, 2013

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologická fakulta

TEMATICKÁ KARTOGRAFIE (E-learningová podpora)

Tomáš Peňáz

Ostrava, 2013

Obsah Seznam zkratek .......................................................................................................................... v Seznam obrázků ....................................................................................................................... vii 1

Úvod .................................................................................................................................... 1

2

Základní pojmy ................................................................................................................... 2 2.1

Kartografie a mapa ...................................................................................................... 3

2.2

Členění kartografie ...................................................................................................... 4

2.3

Klasifikace map ........................................................................................................... 4

2.3.1

Klasifikace map podle způsobu publikování ....................................................... 4

2.3.2

Klasifikace map podle měřítka ............................................................................. 5

2.3.3

Další hlediska pro klasifikaci map ....................................................................... 6

2.4

3

Tematická kartografie a tematická mapa ..................................................................... 7

2.4.1

Tematický obsah .................................................................................................. 7

2.4.2

Mapový podklad ................................................................................................... 9

2.4.3

Použití tematických map .................................................................................... 10

Státní mapová díla pro území České republiky ................................................................ 11 3.1

Základní státní mapová díla ....................................................................................... 12

3.1.1

Základní státní mapová díla z produkce ČÚZK ................................................. 13

3.1.2

Základní státní mapová díla z produkce AČR ................................................... 15

3.2

Tematická státní mapová díla .................................................................................... 16

3.2.1

Tematická státní mapová díla z produkce ČÚZK .............................................. 16

3.2.2

Tematická státní mapová díla z produkce AČR ................................................. 19

4

Rozdělení dat do tříd Jenksovou optimalizační metodou ................................................. 21

5

Barvy v tematické kartografii ........................................................................................... 26

6

5.1

Složky a vlastnosti barvy ........................................................................................... 27

5.2

Digitální teorie barev ................................................................................................. 29

5.3

Působení barev - vnímání barev člověkem ................................................................ 30

5.4

Význam barev pro znázornění kvalitativních charakteristik ..................................... 35

5.5

Význam barev pro znázornění kvantitativních charakteristik ................................... 36

Obsah map ........................................................................................................................ 38 6.1

Konstrukční prvky mapy ........................................................................................... 39

6.2

Fyzickogeografické prvky ......................................................................................... 39

6.3

Socioekonomické prvky ............................................................................................ 39 i

6.4 7

Znak a úloha znaku v kartografii ...................................................................................... 41 7.1

Bodový znak .............................................................................................................. 43

7.1.1

Tvar bodového znaku ......................................................................................... 45

7.1.2

Velikost bodového znaku ................................................................................... 45

7.1.3

Struktura bodového znaku .................................................................................. 46

7.1.4

Výplň bodového znaku ....................................................................................... 47

7.1.5

Orientace bodového znaku ................................................................................. 47

7.2

Liniový znak .............................................................................................................. 48

7.2.1

Struktura liniového znaku .................................................................................. 49

7.2.2

Tloušťka liniového znaku ................................................................................... 49

7.2.3

Barva liniového znaku ........................................................................................ 50

7.2.4

Orientace liniového znaku .................................................................................. 50

7.3

8

Doplňkové a pomocné prvky ..................................................................................... 39

Plošný znak ................................................................................................................ 51

7.3.1

Výplň plošného znaku ........................................................................................ 51

7.3.2

Obrys plošného znaku ........................................................................................ 54

Kompozice tematických map ............................................................................................ 55 8.1

Mapové pole .............................................................................................................. 59

8.2

Název mapy ............................................................................................................... 59

8.3

Legenda ..................................................................................................................... 60

8.3.1

Úplnost legendy.................................................................................................. 61

8.3.2

Nezávislost legendy............................................................................................ 61

8.3.3

Uspořádanost legendy ........................................................................................ 62

8.3.4

Srozumitelnost legendy ...................................................................................... 62

8.3.5

Soulad legendy s označením v mapě.................................................................. 62

8.4

Měřítko ...................................................................................................................... 63

8.5

Tiráž ........................................................................................................................... 65

8.6

Směrovka ................................................................................................................... 65

8.7

Logo ........................................................................................................................... 66

8.8

Tabulka ...................................................................................................................... 67

8.9

Grafy a diagramy ....................................................................................................... 67

8.10

Vedlejší mapa......................................................................................................... 67

8.11

Vysvětlující texty ................................................................................................... 68 ii

9

Metody tematické kartografie ........................................................................................... 70 9.1

Metoda bodových znaků ............................................................................................ 71

9.2

Metoda liniových znaků ............................................................................................ 71

9.2.1

Identifikační liniové znaky ................................................................................. 71

9.2.2

Hraniční liniové znaky ....................................................................................... 72

9.3

Metoda plošných znaků ............................................................................................. 73

9.3.1

Modifikace výplně plošných znaků .................................................................... 73

9.3.2

Modifikace obrysu plošných znaků .................................................................... 74

9.4

Metoda kótování ........................................................................................................ 75

9.5

Metoda izolinií ........................................................................................................... 76

9.5.1

Metoda vrstevnic ................................................................................................ 78

9.5.2

Metoda hloubnic ................................................................................................. 80

9.6

Metoda kvantitativních areálů ................................................................................... 82

9.6.1

Historie metody kvantitativních areálů .............................................................. 82

9.6.2

Princip metody kvantitativních areálů ................................................................ 83

9.6.3

Standardizace dat ................................................................................................ 86

9.6.4

Volba (ne)vhodných data pro metodu ................................................................ 87

9.6.5

Klasifikace dat .................................................................................................... 88

9.6.6

Výplň areálů ....................................................................................................... 88

9.6.7

Čtení mapy ......................................................................................................... 91

9.6.8

Výhody a nevýhody metody kvantitativních areálů ........................................... 91

9.6.9

Znázornění vícerozměrných dat metodou kvantitativních areálů ...................... 92

9.7

Dasymetrická metoda ................................................................................................ 93

9.7.1

Historie metody .................................................................................................. 93

9.7.2

Princip metody ................................................................................................... 93

9.7.3

Přístupy k areálové interpolaci dasymetrickou metodou ................................... 94

9.7.4

Výhody a nevýhody dasymetrické metody ........................................................ 95

9.8

Metoda proporcionálních bodových znaků ............................................................... 95

9.8.1

Historie metody .................................................................................................. 95

9.8.2

Princip metody ................................................................................................... 96

9.8.3

Volba bodového znaku ....................................................................................... 97

9.8.4

Umístění znaku ................................................................................................. 104

9.8.5

Legenda pro metodu proporcionálních bodových znaků ................................. 104 iii

9.8.6 9.9

Výhody a nevýhody metody proporcionálních bodových znaků ..................... 106

Metody pro znázornění prostorových interakcí ....................................................... 107

9.9.1

Metoda stuhová ................................................................................................ 108

9.9.2

Metoda dosahových liniových znaků ............................................................... 111

9.9.3

Metoda proudových liniových znaků ............................................................... 114

9.9.4

Metoda dynamických liniových znaků ............................................................ 115

10 Závěr ............................................................................................................................... 117 Seznam literatury.................................................................................................................... 118 Seznam legislativních dokumentů, norem a technické dokumentace .................................... 123 Přílohy .................................................................................................................................... 124

iv

Seznam zkratek AČR

Armáda České republiky

CcMmYK

Cyan light cyan Magenta light magenta Yellow blacK

CMY

Cyan Magenta Yellow

CMY(K)

Cyan Magenta Yellow (blacK)

ČHMÚ

Český hydrometeorologický ústav

ČSÚ

Český statistický úřad

ČÚZK

Český úřad zeměměřický a katastrální

JOG250A

Joint Operations Graphics 1 : 250 000 Air

JOG250G

Joint Operations Graphics 1 : 250 000 Ground

COM

Component Object Model

DDE

Dynamic Data Exchange

GEOS AČR Geografická služba Armády České republiky GVF

goodness of variance fit

KČT

Klub českých turistů

LS SDB

lokalizační systém silniční databanky

MČR 500

Mapa České republiky 1 : 500 000

MZSJ ČR 50 Mapa základních sídelních jednotek České republiky OLE

Object Linking and Embedding

PMČR500

Přehledná mapa České republiky 1:500 000

RGB

Red Green Blue

ŘSD

Ředitelství silnic a dálnic

SMO

Státní mapa 1 : 5 000 – odvozená

SM

Státní mapa 1 : 5 000

TFC(L)250

Transit Flying Chart (Low Level) 1 : 250 000

VÚV

Výzkumný ústav vodohospodářský

ZABAGED

Základní báze geografických dat

v

ZM10

Základní mapy České republiky v měřítku 1 : 10 000

ZM25

Základní mapy České republiky v měřítku 1 : 25 000

ZM50

Základní mapy České republiky v měřítku 1 : 50 000

ZM100

Základní mapy České republiky v měřítku 1 : 100 000

ZM200

Základní mapy České republiky v měřítku 1 : 200 000

ZVM 50

Základní vodohospodářská mapa

ZÚ

Zeměměřický úřad

vi

Seznam obrázků Obrázek 1 Ukázka analytické tematické mapy .......................................................................... 7 Obrázek 2 Ukázka komplexní tematické mapy.......................................................................... 8 Obrázek 3 Ukázka syntetické tematické mapy........................................................................... 9 Obrázek 4 Státní mapa v měřítku 1:5 000 ................................................................................ 13 Obrázek 5 Výřez z mapového pole Základní mapy ZM10 ...................................................... 14 Obrázek 6 Ukázka části mapového pole Základní mapy ZM100 ............................................ 15 Obrázek 7 Ukázka mapového pole Topografické mapy TM25 ............................................... 16 Obrázek 8 Ukázka Základní vodohospodářské mapy .............................................................. 17 Obrázek 9 Ukázka Silniční mapy České republiky 1 : 50 000................................................. 18 Obrázek 10 Ukázka Silniční mapy krajů ČR 1 : 200 000 ........................................................ 18 Obrázek 11 Ukázka výřezu z Podkladové mapy ČR 1 : 1 000 000 ......................................... 19 Obrázek 12 Formulář pro nastavení parametrů klasifikace v prostředí QGIS ......................... 23 Obrázek 13 Ukázkový výpočet optimalizačního kritéria GVF při Jenksově klasifikaci ......... 24 Obrázek 14 Znázornění barevných tónů ve spektru ................................................................. 28 Obrázek 15 Znázornění významu sytosti a jasu změnách fialového tónu ............................... 28 Obrázek 16 Schéma barevného modelu HSL........................................................................... 29 Obrázek 17 Schematické znázornění barevných modelů RGB a CMY ................................... 30 Obrázek 18 Schematické znázornění vjemu hloubky barev ................................................... 31 Obrázek 19 Ittenův barevný kruh ............................................................................................. 32 Obrázek 20 Kontrast čistých barev ......................................................................................... 32 Obrázek 21 Kontrast světlé a tmavé ......................................................................................... 33 Obrázek 22 Simultánní kontrast ............................................................................................... 33 Obrázek 23 Komplementární kontrast ..................................................................................... 33 Obrázek 24 Komplementární kontrast ..................................................................................... 34 Obrázek 25 Kontrast kvality .................................................................................................... 34 Obrázek 26 Kontrast kvantity .................................................................................................. 35 Obrázek 27 Ukázka atributové tabulky třídy silnice v databázi ArcČR 500. .................... 36 Obrázek 28 Ukázka bodových znaků znázorňujících abstraktní bodové objekty. ................... 43 Obrázek 29 Bodové znaky znázorňující maloplošné objekty. ................................................. 44 Obrázek 30 Bodové znaky jako součást složitějších vyjadřovacích prostředků ...................... 44 Obrázek 31 Parametry bodového znaku................................................................................... 44 Obrázek 32 Nástroj Marker Editor z prostředí ArcGIS Desktop ............................................. 45 Obrázek 33 Klasifikace bodových znaků podle tvaru a charakteru kresby. ............................ 46 Obrázek 34 Význam struktury a výplně bodového znaku pro vyjádření struktury jevu. ......... 47 Obrázek 35 Ukázky možností orientace různých bodových znaků ......................................... 47 Obrázek 36 Odlišná orientace dvou totožných bodových znaků pro vyjádření kvality ........... 48 Obrázek 37 Liniový znak jsou součást metody izolinií ........................................................... 48 Obrázek 38 Ukázky liniových znaků tvořených bodovými, liniovými a plošnými elementy. 49 Obrázek 39 Ukázky rozdílné tloušťky základních a zdůrazněných vrstevnic. ........................ 50 Obrázek 40 Příklady podélné (vlevo) a příčné (vpravo) orientace liniových znaků ................ 51 Obrázek 41 Optické parametry rastru ...................................................................................... 52 Obrázek 42 Ukázka použití kvalitativního rastru .................................................................... 53 Obrázek 43 Plnobarevná výplň a kvantitativní rastr pro vyjádření kvantitativních údajů ...... 53 vii

Obrázek 44 Ukázka kompozice mapového listu Základní mapy 1 : 10 000 ............................ 56 Obrázek 45 Možnosti kompozice tematických map ................................................................ 57 Obrázek 46 Různé styly chybných (vlevo) a správných (vpravo) měřítek .............................. 64 Obrázek 47 Ukázka knihovny směrovek v prostředí ArcGIS Desktop ArcMap ..................... 66 Obrázek 48 Ukázka identifikačních liniových znaků z legendy Základní mapy ZM10 ......... 72 Obrázek 49 Ukázka hraničních liniových znaků z legendy Základní mapy ZM 1 : 50 000 .... 72 Obrázek 50 Příklad využití kombinace pravidel o podobnosti a různosti areálů ..................... 74 Obrázek 51 Ukázky obrysů plošných znaků v Základní mapě ZM50 ..................................... 75 Obrázek 52 Ukázka mapových znaků pro znázornění terénního reliéfu v mapě ZM50. ......... 75 Obrázek 53 Ukázka výškopisu na mapách 3. vojenského mapování ....................................... 76 Obrázek 54 Ukázka legendy základní mapy ZM50. ................................................................ 78 Obrázek 55 Detail vrstevnicového plánu, který zohledňuje pravidla pro vykreslení vrstevnic80 Obrázek 56 Hloubnicová mapa Basin of North Atlantic Ocean ............................................. 81 Obrázek 57 Dupinova mapa vytvořená metodou kvantitativních areálů. ................................ 82 Obrázek 58 Guerryho mapy roku 1829, vytvořené metodou kvantitativních areálů.. ............. 83 Obrázek 59 Mapy vytvořená metodou kvantitativních areálů. ................................................ 88 Obrázek 60 Mapa vytvořená metodou kvantitativních areálů pro jednorozměrná data........... 90 Obrázek 61 Ukázka mapy vytvořené metodou kvantitativních areálů pro vícerozměrná data.92 Obrázek 62 Znázornění principu areálové interpolace............................................................. 94 Obrázek 63 Minardův kartodiagram z roku 1858. ................................................................... 96 Obrázek 64 Mapa vytvořená metodou strukturního kartodiagramu ........................................ 98 Obrázek 65 Použití metody písmenkových proporcionálních bodových znaků ...................... 99 Obrázek 66 Klam při vnímání velikosti bodových znaků ...................................................... 100 Obrázek 67 Matematické vyjádření velikosti vybraných dvourozměrných bodových znaků. ................................................................................................................................................ 100 Obrázek 68 Porovnání velikostních stupnic vyjadřujících gradaci kruhu a pseudokoule. ..... 101 Obrázek 69 Kombinace velikosti a intenzity výplně bodových znaků. ................................. 102 Obrázek 70 Prostředí aplikace ColorBrewer .......................................................................... 103 Obrázek 71 Kartodiagram s funkčním velikostním měřítkem ............................................... 105 Obrázek 72 Mapa vytvořená metodou kvantitativních areálů bez klasifikace do tříd ........... 105 Obrázek 73 Ukázka prostředí programového nástroje TransCAD ........................................ 108 Obrázek 74 Ukázka Harnessovy mapy využívající stuhovou metodu. .................................. 109 Obrázek 75 Ukázka mapy, vytvořené stuhovou metodou ...................................................... 110 Obrázek 76 Ukázka použití dosahových, pohybových liniových znaků ............................... 112 Obrázek 77 Ukázka součtové varianty pohybových liniových znaků dosahových ............... 112 Obrázek 78 Mapa vytvořená distributivní verzí metody dosahových pohybových liniových znaků ...................................................................................................................................... 113 Obrázek 79 Ukázka dosahových pohybových liniových znaků ............................................. 114 Obrázek 80 Ukázka pohybových liniových znaků proudových ............................................. 114 Obrázek 81 Ukázka dynamických pohybových liniových znaků .......................................... 115

viii

1

Úvod

Pro řadu technických oborů jsou mapy důležitým technickým dokumentem, který má úzký vztah k odborné problematice. To platí i pro některé obory, jejichž studium nabízí Hornicko-geologická fakulta VŠB – Technické univerzity Ostrava. Studijní plány těchto oborů kladou důraz na vzdělávání v oblasti geodézie, geodetického kreslení, geoinformačních technologií a tematické kartografie. Tematická kartografie patří k povinným předmětům ve studijním plánu oboru Geoinformatika a dále k povinně volitelným předmětům ve studijních plánech oborů Geologické inženýrství a 3914R024 - Krajinné vodní hospodářství na Hornickogeologické fakultě VŠB – Technické univerzity Ostrava. Smyslem tohoto výukového textu je poskytnout studentům uvedených oborů výukovou oporu pro distanční studium tematické kartografie. Text přináší základy tematické kartografie a současně obohacuje dostupnou literaturu z oblasti kartografie a tematické kartografie o některé pasáže, které jsou v české odborné literatuře opomíjeny.

1

2

Základní pojmy

Cílem této kapitoly je připomenout studentům základní pojem mapa, s nímž se setkali v rámci povinné školní docházky ve výuce zeměpisu a dále naučit studenty základní pojmy z oboru kartografie.

V kapitole budou vysvětleny základní pojmy mapa a kartografie a dále pojmy tematická mapa tematická kartografie. Náplň kapitoly dále tvoří členění kartografie a klasifikace map.

Předpokladem pro úspěšné porozumění náplni kapitoly je zvládnutí látky předmětu 548-0057/02 Základy geoinformatiky, která se vyučuje pro studenty oboru 3646R006 - Geoinformatika a 3914R024 - Krajinné vodní hospodářství. Pro studenty oboru 2101R003 - Geologické inženýrství je základem předmět 5410514/04 Geoinformatika. Získáte:  znalost pojmů mapa a kartografie,  znalost pojmů geodetická kartografie a geografická kartografie,  znalost klasifikace map podle různých hledisek,  znalost pojmů tematická mapa a tematická kartografie,  znalost tří základních typů tematických map. Budete umět:  charakterizovat pojmy mapa a kartografie,  rozdíly mezi geodetickou a geografickou kartografií,  rozlišit podle měřítka tři kategorie map,  vysvětlit rozdíly mezi třemi základními typy tematických map.

Budete schopni:  rozlišit mapu malého měřítka, mapu středního měřítka a mapu velkého měřítka,  rozlišit mapu topografickou či obecně zeměpisnou od mapy tematické,  rozeznat tematickou mapu analytickou, komplexní a syntetickou.

2

Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 180 minut.

V každé učebnici kartografie jsou zpravidla předloženy definice základních pojmů, pokrývajících kartografickou terminologii. Definovat základní pojmy jako jsou kartografie, mapa, tematická kartografie, tematická mapa a další, je obtížný úkol. Je totiž takřka nemožné najít definici, která by byla společná pro jakékoliv dvě učebnice kartografie, které mají různého autora či různé autory. Pomineme-li snadno pochopitelnou názorovou různost kartografů - jednotlivců, pak jednou z významných příčin pestrosti při vymezování základních pojmů je i skutečnost, že je na ně možno pohlížet očima odborníků různého zaměření, různých profesí. Klasifikací map podle různých hledisek se zabývá podkapitola 2.3 Klasifikace map.

2.1 Kartografie a mapa „Kartografie je vědní obor, zabývající se znázorněním zemského povrchu a nebeských těles a objektů, jevů na nich a jejich vztahů ve formě kartografického díla, a dále soubor činností při zpracování a využívání map“ (ČSN 73 0406). Kartografie je tedy obor lidské činnosti (věda, technologie), který se zabývá mapami. Mnohé definice kartografie explicitně uvádějí jako objekt zkoumání kartografie výhradně objektivní realitu, tedy reálné přírodní a společenské jevy. Nelze však opomenout fakt, že objektem zkoumání kartografie mohou být i jevy, které nepatří do objektivní reality, neboť jsou výsledkem imaginace. Objekty, jevy či procesy, které v daném okamžiku neexistují, ale v budoucnosti se s jejich vznikem a existencí počítá, zobrazují kupříkladu mapy, které jsou součástí územně plánovací dokumentace. Při vymezení objektu zkoumání kartografie s tímto aspektem počítá následující definice, která zmiňuje i pojem konstruované poznání. „Kartografie je věda, která řeší interpretaci jevů objektivní reality nebo konstruovaného poznání pomocí matematicko-grafických metod a výrazových prostředků. Výsledkem tohoto snažení je tvorba map všeho druhu“ (Novák, 1988). S pojmem kartografie těsně souvisí pojem mapa. Některé definice vymezují pojem mapa pouze ve vztahu k planetě Zemi. Příkladem je definice Mezinárodní kartografické asociace ICA (International Cartographic Association) z roku 1973. “Mapa je reprezentace vybraných materiálních nebo abstraktních znaků území, které se nacházejí na povrchu Země nebo se k zemskému povrchu vztahují, zobrazuje povrch Země obvykle v měřítku a na plochém médiu.“ Ve skutečnosti se však běžně vyskytují i mapy Měsíce případně mapy planet sluneční soustavy. Na mapu je tedy možné pohlížet obecněji, jak je zřejmé z národní definice, zakotvené v normě. 3

„Mapa je zmenšený generalizovaný konvenční obraz Země, nebeských těles, kosmu či jejich částí, převedený do roviny pomocí matematicky definovaných vztahů (kartografickým zobrazením), ukazující podle zvolených hledisek polohu, stav a vztahy přírodních, socioekonomických a technických objektů a jevů” (ČSN 73 0401). Většina oborů lidské činnosti a lidé mnoha profesí, pracujících s mapami, se zabývají problematikou spojenou s planetou Zemí. Proto se následující text orientuje výhradně na geografické mapy. Jedná se tedy o mapy, jejichž obsah se týká objektů, jevů a procesů, které jsou na povrchu Země, nebo které lze najít v blízkosti zemského povrchu.

2.2 Členění kartografie Aby bylo možno pojem kartografie popsat detailněji, je možné pohlížet na tuto problematiku z několika různých hledisek. Klíčem k často používanému vymezení dvou odlišných způsobů vnímání kartografie, jsou hlediska odborníků geodeta a geografa. Geodet obvykle využívá kartografii při geodetickém mapování jako disciplínu, v níž převládá matematická složka mapy nad složkou sémantickou. V této souvislosti se často používá pojem geodetická kartografie. Důležitými atributy map, na jejichž tvorbě se podílí zpravidla geodet - kartograf, jsou horizontální a vertikální polohová přesnost. Naopak geograf se při své činnosti soustředí především na sémantickou složku mapy. Zabývá se tedy využitím kartografických vyjadřovacích prostředků a metod, vhodných pro znázornění rozmanitých informací pocházejících z různých společenskovědních, technických či přírodovědných oborů. Kartografie, zaměřující se na tvorbu takových map, se označuje jako geografická kartografie. Popsané členění kartografie je pouze jedním z řady způsobů, jak nahlížet na zaměření jednotlivých kartografických subdisciplín a jejich náplň. Pro další kapitoly tohoto učebního textu je však toto členění kartografie bezpochyby relevantní. S uvedeným způsobem členění kartografie do značné míry souvisí i klasifikace map podle měřítka, jímž se zabývá podkapitola 2.3.2 Klasifikace map podle měřítka.

2.3 Klasifikace map V návaznosti na způsoby členění kartografie je potřebné vysvětlit problematiku klasifikace map. V odborné kartografické literatuře jsou mapy klasifikovány podle řady různých hledisek. 2.3.1 Klasifikace map podle způsobu publikování Podle způsobu, jakým se mapy dostávají ke čtenářům, lze rozlišit mapy tradiční nebo mapy elektronické. Tradiční mapa je vytištěná či vykreslená na hmotném mediu (papír, fólie, pauzovací papír, dřevěná deska, apod.). Jedná se o mapy, které lidstvo používá přinejmenším již řadu století. Elektronické mapy, někdy též elektronicky publikované mapy, vznikají prostřednictvím moderních technických prostředků (PC, tablet, mapové navigační přístroje apod.) na zobrazovacím zařízení jakým je displej počítače či navigačního přístroje. Podobně lze mapu elektronicky publikovat za 4

pomoci datového projektoru promítáním na projekční plochu. Existence elektronických map je dočasná a je limitována trváním činnosti technického zařízení. Elektronicky publikované mapy jsou využívány ve stále větší míře. Velice často se lze setkat s pojmem digitální mapa. Jedná se o geodata zapsaná v digitální (číselné) podobě a uložená v elektronické formě v operační paměti či na paměťových mediích počítače. Příkladem digitální mapy je Digitální katastrální mapa. Zvýrazněný pojem je současně oficiálním názvem digitálního mapového díla. Běžně se pracuje s pojmem digitální technická mapa. V elektronické podobě uloženou digitální mapu lze prostřednictvím informačních technologií obvykle snadno transformovat do podoby elektronicky publikované mapy. Opakem je tisk digitální mapy na tiskárně, při němž vzniká tradiční analogová mapa. Proces transformace digitální mapy do podoby tradiční analogové mapy (angl. hardcopy) je postup, který se uplatní nejen při digitálním tisku, ale také při přípravě podkladů pro ofsetový tisk pomocí osvitové jednotky či při tisku na 3D tiskárně. 2.3.2 Klasifikace map podle měřítka S uvedeným členěním kartografie souvisí také zařazení map do kategorií na základě měřítkových rozmezí, které rozlišuje mapy velkého měřítka, mapy středního měřítka a mapy malého měřítka. Klasifikace do takto specifikovaných měřítkových kategorií je nedostatečná, neboť v geodetické kartografii jsou tato rozmezí vnímána odlišně než v kartografii geografické. Proto je potřebné porozumět i tomu, zda se o měřítkových kategoriích hovoří v kontextu problematiky geodézie či geografie. V geodetické kartografii je obvyklé rozdělovat mapy podle měřítkových rozmezí především s ohledem na technologii jejich vzniku. Předmětem zájmu jsou především měřítka státních mapových děl, která jsou na daném území zakotvena historicky, nebo povinnost jejich tvorby stanoví aktuální legislativa. Příkladem takové legislativy je Zákon č. 256/2013 Sb. ze dne 8. srpna 2013, o katastru nemovitostí (Katastrální zákon) případně Nařízení vlády č. 430/2006 Sb. v aktuálním znění, které stanoví seznam mapových děl, která jsou závazná pro území České republiky. Přehled kategorií map podle měřítkových rozpětí uvádí tabulka 1. Tabulka 1 Členění map podle měřítkových rozpětí v geodetické kartografii

Rozpětí měřítek

Charakteristické měřítkové řady

velkého měřítka 1 : 5 000 a větší 1 : 500 1 : 1 000 1 : 1 440 1 : 2 000 1 : 2 880 1 : 5 000

Mapy středního měřítka 1 : 10 000 až 1 : 200 000 1 : 10 000 1 : 25 000 1 : 50 000 1 : 75 000 1 : 100 000 1 : 200 000

malého měřítka menší než 1 : 200 000 1 : 250 000 1 : 500 000 1 : 1 000 000

5

Do kategorie map velkých měřítek tak patří mapy spojené s problematikou katastrálního mapování a dále Státní mapa 1 : 5 000 - odvozená. Kategorie map středních měřítek zahrnuje mapy topografického charakteru, jimiž jsou řady Základních map a Topografických map (od měřítka 1 : 10 000 do měřítka 1 : 200 000). Ty jsou vytvářeny na základě zpracování dat získaným přímým měřením v terénu, vyhodnocením měřických snímků, odvozováním či jinými metodami. Do kategorie státních map malých měřítek patří mapy v měřítku 1 : 250 000 a menším. Důležité: Členění map podle měřítkových rozpětí na mapy malého, středního a velkého měřítka je velmi důležitý a často používaný způsob klasifikace. Proto této kapitole věnujte pozornost.

Tabulka 2 Členění map podle měřítkových rozpětí v geografické kartografii

velkého měřítka 1 : 200 000 a větší 1 : 10 000 1 : 25 000 Charakteristické 1 : 50 000 měřítkové řady 1 : 75 000 1 : 100 000 Rozpětí měřítek

Mapy středního měřítka 1 : 200 000 až 1 : 1 000 000 1 : 200 000 1 : 250 000 1 : 500 000 1 : 750 000 1 : 1 000 000

malého měřítka menší než 1 : 1 000 000 1 : 2 000 000 1 : 5 000 000

Poněkud odlišné hranice měřítkových rozpětí pro klasifikaci map do kategorií používá geografie (tabulka 2). Předmětem zájmu geografa je častěji území většího rozsahu, pro jehož znázornění se hodí především mapy malého měřítka. Za mapy malého měřítka jsou považovány ty, jejichž měřítko je 1 : 1 000 000 a menší. Měřítkové rozmezí 1 : 200 000 až 1 : 1 000 000 zahrnuje mapy středního měřítka. Mapami velkého měřítka jsou z pohledu geografie mapy s měřítkem 1 : 200 000 a větším. V této kapitole se zcela samozřejmě používá pojem „měřítko mapy“ a mapy se dokonce podle měřítka klasifikují. Možná vás napadlo, že jste pracovali s pojmem, který v textu nebyl před tím vysvětlen. Ruku na srdce. Není to pojem, který jste už kdysi slyšeli při výuce zeměpisu na základní škole? Určitě ano. Vezměte například měřítko 1 : 100 000. Tenkrát vám přece vysvětlili, že 1 cm na mapě odpovídá 100 000 cm ve skutečnosti. To tedy znamená, že jeden cm na mapě odpovídá 1 km ve skutečnosti. To přece není tak obtížná úvaha. Jde jen o to se naučit s měřítkem zcela samozřejmě pracovat. Ten přepočet musí proběhnout v hlavě okamžité, bez zaváhání. 2.3.3 Další hlediska pro klasifikaci map V geodézii a v kartografii se využívá řada dalších hledisek, na základě nichž je možné klasifikovat mapy. Pro tento učební text je zásadní rozdělení map na mapy 6

základní a mapy tematické, protože umožňuje vymezení pojmů tematická kartografie a tematická mapa. Podobný způsob dělení vyplývá z Nařízení vlády č. 430/2006 Sb, v němž jsou státní mapová díla členěna na základní státní mapová díla a státní mapová díla tematická. Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí (https://www.vugtk.cz/slovnik/index.php) vysvětluje pojem Základní mapa: „Základní mapa je mapa se základním, všeobecně využitelným obsahem stanoveným příslušným technickým předpisem, která vzniká zpravidla původním mapováním; z ní jsou odvozovány mapy menších měřítek, popř. slouží jako základ pro tematické mapy.“ Základní mapy (angl. general-reference maps) jsou vydávány v několika měřítkových řadách. Problematika základních map je podrobněji vysvětlena v kapitole Státní mapová díla pro území České republiky. Pojmy tematická kartografie a tematická mapa se zabývá následující podkapitola.

2.4 Tematická kartografie a tematická mapa Tematická mapa (angl. thematic map) je mapou, jejíž obsah je do určité míry specifický. Potenciálními čtenáři těchto map jsou odborníci z určitých profesí či zájemci o specifickou problematiku zobrazenou v tematické mapě. Problematikou tematických map se zabývá tematická kartografie (angl. thematic cartography), což je dílčí podobor kartografie. Tematická mapa zobrazuje prvky jednoho nebo i více příbuzných témat z určitého oboru, které jsou pro obsah mapy prvořadé. Tato témata jsou označována jako tematický obsah mapy (ČSN 73 0401). V tematické mapě se však vyskytují i prvky, které jsou druhořadé s ohledem k tématu. Označují se jako mapový podklad nebo podkladová mapa (ČSN 73 0401). 2.4.1 Tematický obsah Tematický obsah mapy bývá tvořen vybranými prvky mapového podkladu, znázorněním dat získaných měřením, šetřením nebo pozorováním, případně znázorněním poznatků získaných vědeckými metodami práce.

Obrázek 1 Ukázka analytické tematické mapy (zdroj: Atlas podnebí ČR)

7

Tematický obsah reprezentují prvky, týkající se specifické tematiky, která je dominantní náplní mapy. V tematické mapě může být současně znázorněno jedno nebo i více témat. V případě analytických tematických map se jedná o jedno znázorněné téma. Příkladem je mapa na obrázku 1. Více témat, která spolu úzce souvisí, bývá náplní komplexních tematických map. Jejich konstrukce však vyžaduje dostatek zkušeností. Příkladem komplexních tematických map je mapa na obrázku 2 a dále turistické mapy, jejichž tematický obsah je vytvořen několika kartografickými metodami pro zobrazení prvků turistické infrastruktury. Nejvíce charakteristické jsou červené, zelené, modré a žluté linie vyznačující v mapě pěší či lyžařské turistické trasy nebo cyklotrasy. Bodovými značkami jsou vyznačeny stravovací a ubytovací zařízení, přírodovědné lokality a historické pamětihodnosti, sportovní zařízení, zastávky prostředků veřejné pozemní dopravy apod. Pomocí polygonů jsou vyznačeny areály a hranice velkoplošných chráněných území, obory velkoplošné sportovní areály aj. Obdobně komplexní jsou i automapy či autoatlasy.

Obrázek 2 Ukázka komplexní tematické mapy (zdroj: Atlas krajiny ČR)

Poslední skupinou jsou syntetické tematické mapy, zobrazující několik témat současně. Tyto mapy jsou určeny pro relativně úzkou skupinu odborníků dané specializace, kteří mají odborné předpoklady pro správnou interpretaci informací uložených v mapě. Příkladem syntetických tematických map jsou mapy klimatických oblastí (na obrázku 3) nebo některé mapy, které jsou součástí územně plánovací dokumentace. Uvedený způsob klasifikace tematických map podle tematického obsahu je jedním z řady dalších způsobů rozdělení map podle různých hledisek. Velmi častá je klasifikace tematických map podle oboru lidské činnosti, pro který jsou mapy určeny, podle cílové skupiny čtenářů, podle územního rozsahu a podle dalších hledisek. Problematika třídění map je detailně zpracována ve specializované kartografické literatuře (Hojovec at al, 1987). 8

Obrázek 3 Ukázka syntetické tematické mapy (zdroj: Atlas krajiny ČR)

Pestrou kolekci tematických map všech tří typů najdete v Atlasu krajiny ČR, s nímž se seznámíte ve cvičeních.

2.4.2 Mapový podklad Mapový podklad tematické mapy slouží k určení polohy prvků tematického obsahu v prostoru a k vyjádření topologických vztahů. Jako příklad poslouží tematická mapa s názvem: NEZAMĚSTNANOST v obcích Moravskoslezského kraje k 31. 12. 2009 Tematický obsah mapy, tedy v tomto případě znázornění míry nezaměstnanosti, musí být určen z hlediska umístění v prostoru. Tuto roli hraje mapový podklad, tvořený hranicemi obcí Moravskoslezského kraje. Hranice obcí spojují míru nezaměstnanosti s konkrétní polohou v prostoru a současně umožňují vyčíst i informaci o topologických vztazích. Z mapy je tedy například možno zjistit, které obce sousedí s konkrétní obcí postiženou anomální mírou nezaměstnanosti. Pro mapový podklad se vybírají prvky, které umožní charakterizovat polohu tematického obsahu v prostoru a které jsou významné pro určení topologických vztahů. Mezi tyto prvky patří zpravidla hranice územních jednotek, vodstvo, komunikace apod. Mnohdy postačuje velmi jednoduchý, strohý mapový podklad, který nebude zatěžovat obsah mapy nadbytečnými informacemi. Příkladem je tematická mapa s názvem: 9

DLOUHODOBĚ NEZAMĚSTNANÍ v okresech Moravskoslezského kraje k 31. 12. 2009 Zde zpravidla postačují hranice obcí, okresů, a dále hranice kraje a České republiky. Naopak charakter jiných tematických map vyžaduje, aby se jejich mapový podklad téměř nelišil od obsahu map topografických. Pro některé mapy, například mapy turistické, je charakteristické stírání rozdílů mezi mapovým podkladem a tematickým obsahem. V turistických mapách najdeme kompletní obsah topografické mapy a tematický obsah zahrnuje turistickou infrastrukturu (např. značení turistických tras, ubytovacích zařízení apod.). Zdrojem mapových podkladů pro tematické mapy jsou tradičně základní mapy. V současnosti je zcela samozřejmá automatizace procesu tvorby map s využitím informačních technologií. Mapový podklad se k tvůrci tematické mapy dostává v podobě databází digitálních map. Jako příklad takových databází je možno jmenovat ArcČR 500, ZABAGED a některé další. Při tvorbě tematických map hraje klíčovou roli aktuálnost mapového podkladu. Požadavek aktuálnosti je zásadní především u statistických map, které prezentují data získaná sběrem či statistickým šetřením. Přestože v databázích ArcČR 500 i ZABAGED jsou k dispozici hranice územních jednotek administrativně-správního charakteru, doporučuje se využít data průběžně udržovaná pracovníky oddělení statistických územních jednotek Českého statistického úřadu. 2.4.3 Použití tematických map Tematické mapy poskytují specifické informace o konkrétním místě či oblasti, dále obecné informace o vzorech prostorového uspořádání zobrazené charakteristiky a také umožňují porovnání vzorů prostorového uspořádání na dvou nebo více mapách (Slocum et al, 2009). Poznámku je možné vložit do kterékoliv části textu. Poznámka se vepisuje kurzívou do rámečku s příslušným piktogramem. Jejich počet není nijak omezen. Mají přispět ke srozumitelnosti textu. V tomto okamžiku byste již měli znát rozdíl mezi topografickou mapou či tematickou mapou

Kontrolní otázky: 1) uveďte skupiny krajinných prvků, znázorněných v letní turistické mapě, které tvoří mapový podklad pro tento typ tematické mapy, 2) vyjmenujte některá témata, která tvoří tematický obsah letní turistické mapy, 3) vzpomeňte si na některou tematickou mapu, s níž jste se setkali na základní škole při výuce zeměpisu a pokuste se vysvětlit, co tato mapa znázorňovala. 10

3

Státní mapová díla pro území České republiky

Cílem této kapitoly je představit studentům státní mapová díla, pokrývající území České republiky, která prostřednictvím svých institucí vytváří stát.

V kapitole budou představeny dvě základní skupiny státních mapových děl, jimiž jsou základní státní mapová díla a tematická státní mapová díla.

Předpokladem pro úspěšné porozumění náplni kapitoly je zvládnutí látky z předchozí kapitoly, obsahující základní pojmy.

Získáte:  základní přehled o základních státních mapových dílech pro území České republiky,  základní přehled o tematických státních mapových dílech pro území České republiky,  informace o digitálních databázích, které lze použít jako mapový podklad při tvorbě vlastních tematických map. Budete umět:  použít prodejní portál ČÚZK, který nabízí vyhledání dat v požadovaném rozsahu,  zvolit mapu či mapové dílo, která měřítkem nejlépe odpovídá parametrům tematické mapy, kterou vytváříte,  ze zvolené mapy či listů mapového díla vybrat krajinné prvky, které nejlépe poslouží jako mapovým podklad pro připravovanou tematickou mapu. Budete schopni:  podle obsahu a způsobu znázornění rozlišit mapové listy Základní mapy České republiky v měřítcích 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000 a 1 : 200 000,  odlišit Základní mapu ČR v měřítcích 1 : 25 000, 1 : 50 000 a 1 : 100 000 od Topografické mapy ve stejných měřítcích.

11

Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 180 minut. Další čas budete potřebovat na úlohy pro samostudium.

Moderní státy se v průběhu své existence zapojily do tvorby map. Původním důvodem byla snaha podpořit činnost některých svých institucí, zvláště pak těch, které se zabývaly výběrem daní a obranou státu. Vznik evidence nemovitého majetku zahrnující rovněž mapy, podpořil daňovou správu ve výběru daní. Vojenským mapováním byly vytvořeny mapy, které sloužily především armádě. V průběhu času se ukázalo, že používání takových map je přínosem nejenom pro další složky státního aparátu, ale také pro podnikatelskou činnost. Zapojení státu do tvorby státních mapových děl v uplynulých více než dvou stoletích lze zaznamenat i na území České republiky. Vyčerpávající přehled této problematiky lze najít ve specializované studijní literatuře (Miklošík, 1997). Státní mapy, které vznikly pro území státu v uplynulých stoletích, jsou i v současnosti důležitým dokladem své doby, který má vztah k současnosti. Samozřejmou součástí kompetencí posluchače, který absolvoval tematickou kartografii, by proto měly být i základní znalosti historie státního mapování a produktů, které do dnešní doby vznikly. Zapojení státu do tvorby map není primární náplní tohoto textu. Další pasáže této kapitoly se proto zabývají pouze současnou situací státního mapování v České republice. Státní mapová díla tvoří mapové listy souvisle zobrazující území České republiky, zpracované podle jednotných zásad a vydávané orgánem státní správy ve veřejném zájmu (Miklošík, 1997). Konkrétní mapy a mapová díla, která do obou kategorií státních mapových děl patří, uvádí Nařízení vlády č. 430/2006 Sb. ze dne 16. srpna 2006, o stanovení geodetických referenčních systémů a státních mapových děl závazných na území státu a zásadách jejich používání, ve znění změny č. 81/2011. Stát prostřednictvím svých institucí s odborným zaměřením garantuje tvorbu základních státních mapových děl se základním, všeobecně využitelným obsahem a státních mapových děl tematických, která zpravidla na podkladě základního státního mapového díla zobrazují další tematické skutečnosti. Jak základní státní mapová díla, tak státní mapová díla tematická mají úzký vztah k náplni tohoto učebního textu. Státní mapová díla představují zdroj mapových podkladů pro tematické mapy. Státní tematická mapová díla jsou zdrojem specifických odborných informací, které se vztahují k řadě oborů lidské činnosti. Smyslem této kapitoly je podat základní informace o státních mapových dílech i o státních tematických mapových dílech, která jsou v současnosti závazná na území České republiky.

3.1 Základní státní mapová díla Pro zařazení mapových děl do této kapitoly je klíčové nařízení vlády č. 430/2006 Sb. ze dne 16. srpna 2006, o stanovení geodetických referenčních systémů a státních mapových děl závazných na území státu a zásadách jejich používání, ve znění změny 12

č. 81/2011. Podle tohoto nařízení patří k základním státním mapovým dílům mapová díla vydávaná Českým úřadem zeměměřickým a katastrálním (dále jen ČÚZK) a dále mapová díla z produkce Armády České republiky (dále jen AČR). Ačkoliv obsah státních mapových děl středního měřítka, vydávaný oběma těmito institucemi, je do značné míry podobný, z geopolitických a historických důvodů existují obě měřítkové řady mapových děl vedle sebe již řadu desetiletí. Mapy z produkce ČÚZK v tradiční analogové podobě lze zakoupit v prodejnách map Zeměměřického úřadu. Kontaktní adresy jsou dostupné na webových stránkách úřadu (http://www.cuzk.cz/Zememerictvi/Geograficke-podklady/Prodejnymap/Kontaktni-udaje.aspx). Digitální formu map lze získat prostřednictvím prodejní resp. nákupní aplikace Geoportálu (http://geoportal.cuzk.cz). Vydávání mapových děl z produkce Armády České republiky v současnosti zajišťuje Generální štáb Armády České republiky a jejich zpracování specializovaná složka s názvem Geografická služba Armády České republiky – (GEOS AČR). 3.1.1 Základní státní mapová díla z produkce ČÚZK K základním státním mapovým dílům, které vydává Český úřad zeměměřický a katastrální, patří katastrální mapa, Státní mapa v měřítku 1 : 5 000 (obrázek 4), Základní mapa České republiky v měřítcích 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000 a 1 : 200 000, Mapa České republiky v měřítku 1 : 500 000.

Obrázek 4 Státní mapa v měřítku 1:5 000 (zdroj: ČÚZK)

13

K mapám velkého měřítka patří katastrální mapa a Státní mapa v měřítku 1:5 000. Katastrální mapa obsahuje body polohového bodového pole, polohopis a popis a může mít formu digitální mapy, analogové mapy nebo digitalizované mapy. Digitální podoba katastrálních map je dostupná prostřednictvím Internetu. První možností je bezplatný přístup umožňující prohlížení mapy a druhý způsob je určen pro registrované uživatele, kteří získají přístup ke všem údajům katastru nemovitostí, jak to umožňuje zákon. Obsahem Státní mapy v měřítku 1 : 5 000 je polohopis, výškopis a popis. Polohopis vychází z katastrální mapy, výškopis je tvořen vrstevnicemi převzatými ze Základní mapy České republiky 1 : 10 000 nebo z databáze ZABAGED®. Mapa je dostupná pro celé území České republiky, přičemž část je k dispozici ve vektorové podobě a zbytek ve formě rastru. Mapa slouží jako podklad pro tvorbu tematických map, které jsou výsledkem projektování a plánování. Základní mapy České republiky v měřítcích 1 : 10 000 (ZM10), 1 : 25 000 (ZM25), 1 : 50 000 (ZM50), 1 : 100 000 (ZM100) a 1 : 200 000 (ZM200) patří mezi mapy středního měřítka. Základní mapy mají topografický charakter a obsahují tedy polohopis, výškopis a popis. Soubor Základních map má jednotný klad mapových listů, který byl navržen s cílem optimálně pokrýt území České republiky mapovými listy. Jednotlivé mapové listy mají tvar lichoběžníků, orientovaných stranami přibližně kolmo ke světovým stranám.

Obrázek 5 Výřez z mapového pole Základní mapy ZM10 (zdroj: ČÚZK)

Základní mapy v měřítcích 1 : 10 000 (obrázek 5), 1 : 25 000, 1 : 50 000 a 1 : 100 000 (obrázek 6) byly zpracovány pro území České republiky s využitím digitálních technologií na podkladě databází ZABAGED® a Geonames. Základní 14

mapa České republiky v měřítku 1 : 200 000 se od roku 2011 vyhotovuje rovněž digitální technologií a to na základě Národní databáze Data200. Digitální podobu Základních map lze využít v geografických informačních systémech, které jsou implementované jako desktop nebo webové aplikace. Samozřejmé je i využití vybraných složek polohopisu, výškopisu a popisu, případně kompletních map pro zvolené území jako mapového podkladu pro přípravu tematických map v daném oboru lidské činnosti. Výhodou je jednotný způsob zpracování mapového díla v celém rozsahu území České republiky.

Obrázek 6 Ukázka části mapového pole Základní mapy ZM100 (zdroj: ČÚZK)

Základním státním mapovým dílem malého měřítka je Mapa České republiky 1 : 500 000 (MČR 500). Jedná se o přehlednou obecně zeměpisnou mapu, která zobrazuje celé území České republiky na jednom mapovém listu. MČR 500 obsahuje polohopis, výškové body, zeměpisnou síť, popis a vysvětlivky k mapě. Polohopis sestává ze sídel, vybraných komunikací silniční sítě, železniční sítě, vodstva, státních a krajských hranic a dále porostu a povrch půdy (lesů). Výškopis je tvořen výškovými body. Popis mapy zahrnuje název a měřítko, výškové kóty, standardizované geografické názvosloví, tirážní údaje a údaje grafického měřítka, textové části vysvětlivek a rámových údajů (zeměpisné souřadnice). V mapě je vykreslena zeměpisná síť, dělená po 1°. Polohopis, výškopis a popis mapy, jsou souvisle znázorněny i na přiléhajících částech území sousedních států, s výjimkou vnitrostátních správních hranic. 3.1.2 Základní státní mapová díla z produkce AČR Výčet základních státních mapových děl, vydávaných Armádou České republiky, tvoří Topografická mapa v měřítcích 1 : 25 000, 1 : 50 000 a 1 : 100 000 a dále Vojenská mapa České republiky v měřítcích 1 : 250 000, 1 : 500 000 a 1 : 1 000 000. Historie Topografické mapy sahá do roku 1953, kdy začalo topografické mapování s cílem vyhotovit mapové dílo podle jednotné koncepce tehdejšího vojenského paktu 15

označovaného Varšavská smlouva. Nejprve byla metodou letecké fotogrammetrie zpracována Topografická mapa v měřítku 1 : 25 000 (obrázek 7) a následně odvozeny Topografické mapy v měřítcích 1 : 50 000 a 1 : 100 000.

3.2 Tematická státní mapová díla Tematické státní mapové dílo vzniká na podkladě základního státního mapového díla a jeho úkolem je zobrazit tematické skutečnosti, určené a vydávané institucí státní správy ve veřejném zájmu (Miklošík, 1997). Výčet tematických státních mapových, děl závazných pro území ČR, uvádí nařízení vlády č. 430/2006 Sb. ze dne 16. srpna 2006.

Obrázek 7 Ukázka mapového pole Topografické mapy TM25 (zdroj: AČR)

3.2.1 Tematická státní mapová díla z produkce ČÚZK K tematickým státním mapovým dílům, které vydává Český úřad zeměměřický a katastrální, patří Základní vodohospodářská mapa, Mapa základních sídelních jednotek České republiky, Silniční mapa České republiky 1 : 50 000, Silniční mapa krajů České republiky 1 : 200 000, Podkladová mapa ČR 1 : 1 000 000, Mapa krajů ČR 1 : 200 000. Základní vodohospodářská mapa (ZVM 50) vzniká na podkladu Základní mapy 1 : 50 000. Tematická data pro mapové dílo spravuje a vlastní Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.M., v.v.i. Mapové dílo (ukázka na obrázku 8) obsahuje mimo jiné síť vodních toků s vodohospodářskými objekty, umělé toky, hydrologické členění povodí toků, zátopová území, vodní nádrže a rybníky s číselnými 16

charakteristikami, pásma ochrany vodních zdrojů, hlavní vodovodní řády povodí vodárenských toků, objekty staničních sítí ČHMÚ, evidované prameny a další.

Obrázek 8 Ukázka Základní vodohospodářské mapy (zdroj: ČÚZK, VÚV T.G.M., v.v.i.)

Mapa základních sídelních jednotek České republiky (MZSJ ČR 50) obsahuje jednobarevný přítisk hranic základních sídelních jednotek do Základní mapy ZM 50. Mapa slouží pro identifikaci nejmenších jednotek osídlení a k určení vazby základních sídelních jednotek na katastrální území. Silniční mapu České republiky 1 : 50 000 na podkladu Základní mapy 1 : 50 000 vytváří Zeměměřický úřad ve spolupráci s Ředitelstvím silnic a dálnic České republiky. Tematický obsah mapy je tvořen čtyřbarevným přítiskem do ZM 50 a tvoří jej silnice a dálnice s rozlišením tříd, čísla dálnic a silnic, uzlové body lokalizačního systému silniční databanky (LS SDB), mimoúrovňové křižovatky, mosty, podjezdy, železniční přejezdy, tunely a přívozy, oblouky a stoupání, soutěsky a kilometráž po 1 km (obrázek 9). Silniční mapu krajů ČR 1 : 200 000 (obrázek 10) na podkladu Mapy krajů ČR 1 : 200 000 zpracovává Zeměměřický úřad ve spolupráci s Ředitelstvím silnic a dálnic České republiky. Tematický obsah mapy tvoří čtyřbarevný přítisk do podkladu. V mapě jsou silnice a dálnice s rozlišením tříd, čísla dálnic a silnic 1. a 2. třídy, mimoúrovňové křižovatky, podjezdy, tunely a přívozy, oblouky a stoupání a kilometráž po 5 km. 17

Obrázek 9 Ukázka Silniční mapy České republiky 1 : 50 000

Podkladovou mapu ČR 1 : 1 000 000 (na obrázku 11) vytváří Zeměměřický úřad. Mapa je na jednom listu o rozměrech 53,5 x 35 cm.

Obrázek 10 Ukázka Silniční mapy krajů ČR 1 : 200 000

Mapu krajů ČR 1 : 200 000 na podkladu Mapy krajů ČR 1 : 200 000 zpracovává Zeměměřický úřad. Mapové dílo se dělí do 7 mapových listů a jeho tematický obsah 18

tvoří sedmibarevný přítisk do mapového podkladu. V mapě jsou státní, krajské, okresní, obecní hranice, dále hranice měst popř. hranice městských obvodů či místních částí. Znázorněna jsou sídla s počtem obyvatel větším než 1000 obyvatel. Mapa se obnovuje v 5 letých cyklech.

Obrázek 11 Ukázka výřezu z Podkladové mapy ČR 1 : 1 000 000

Poslední skupinu státních tematických mapových děl, které zpracovává Zeměměřický úřad, tvoří trojice map, určených pro geodetickou praxi. Jedná se o následující mapy: Přehled trigonometrických bodů a bodů podrobného bodového polohového pole 1. třídy přesnosti 1:50, Přehled výškové (nivelační) sítě 1:50 000 a Česká republika – česká státní nivelační síť I.-III. řád 1 : 500 000. 3.2.2 Tematická státní mapová díla z produkce AČR Armáda České republiky vydává prostřednictvím svých organizačních složek několik tematických státních mapových děl, která jsou určena pro vlastní potřebu. Jedná se o následující mapy: Mapa geodetických údajů 1 : 50 000, Mapa vojenských výcvikových prostorů, mapa Joint Operations Graphics 1 : 250 000 Ground JOG250G, Mapa Česká republika 1 : 250 000, Mapa World Serie 1404 1:500 000, Přehledná mapa České republiky 1 : 500 000 –PMČR500, mapa Joint Operations Graphics 1 : 250 000 Air - JOG250A, mapa Transit Flying Chart (Low Level) 1 : 250 000 – TFC(L)250.

19

Tematická státní mapová díla z produkce AČR jsou úzce zaměřena na problematiku obrany státu a jsou dostupná pouze pro armádní složky a dále pro vybrané složky integrovaného záchranného systému. Pro není snadné se s nimi běžně setkat. V tomto okamžiku byste již měli mít přehled o státních mapových dílech, vydávaných institucemi pro území České republiky

Kontrolní otázky 1) Postřehli jste, jak jsou v jednotlivých měřítcích 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000 a 1 : 200 000 Základní mapy České republiky znázorněna sídla? 2) Jaký je rozdíl ve znázornění sídel v Státní mapě v měřítku 1 : 5 000 a Základní mapě České republiky v měřítku 1 : 10 000? Úlohy pro samostudium 1) Na WWW stránkách Českého úřadu zeměměřického a katastrálního vyhledejte Srovnávací seznam mapových značek Základních map ČR 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000 a 1 : 200 000 a seznamte se s jeho obsahem. 2) Pomocí služby WMS, která vám zpřístupní data katastru nemovitostí a Státní mapy v měřítku 1 : 5 000, si prohlédněte své bydliště na obou mapových dílech. Porovnejte obsah obou mapových děl a charakterizujte hlavní rozdíly v obsahu a způsobu kartografického znázornění. Pokud by se vám zdálo, že druhá úloha je pro samostudium příliš obtížná, vzpomeňte si na absolvovaná cvičení z předmětů 548-0057/02 Základy geoinformatiky a dále 548-0019/06 Zdroje prostorových dat. V obou těchto předmětech bylo cvičení zaměřené na použití služby WMS, takže nic nového pod Sluncem.

20

4

Rozdělení dat do tříd Jenksovou optimalizační metodou

Cílem této kapitoly je doplnit znalosti studentů, získané v průběhu dosavadního studia, o novou látku. Jedná se o Jenksovu optimalizační metodu, sloužící pro rozdělení statistických dat do tříd.

V kapitole je vysvětlena teorie Jenksovy optimalizační metody a dále předložen řešený příklad použití této metody na ukázkovém jednorozměrném statistickém souboru.

Předpokladem pro úspěšné porozumění náplni kapitoly je zvládnutí látky z předmětu 541-0004/02 Aplikovaná statistika, jehož náplní je rozdělení jednorozměrných dat do tříd.

Získáte:  informace o metodě klasifikace, která je standardním nástrojem implementovaným ve většině programových nástrojů pro tvorbu tematických map,  řešený příklad, který vám umožní porozumět matematickému aparátu, který Jenksova optimalizační metoda využívá. Budete umět:  posoudit, zda pro rozdělení jednorozměrných statistických dat do tříd ponechat Jenksovu optimalizační metodu jako implicitní volbu.

Budete schopni:  použít Jenksovu optimalizační metodu při tvorbě statistických map a současně vám bude jasné, k jakému zpracování statistického souboru při tom došlo. Příslušná funkce pro vás již nebude znamenat „černou skříňku.“ Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 90 minut. Další čas budete potřebovat na úlohy pro samostudium.

Při vizualizaci dat vyjadřovacími prostředky a metodami tematické kartografie vstupují do zpracování statistická data, která jsou bezprostředně předmětem 21

grafického znázornění v mapovém poli. Tato data často vyjadřují kvantitativní charakteristiky objektů, jevů a procesů. Součástí některých metod tematické kartografie je rozdělení dat do vhodného počtu tříd na základě vybraného klasifikačního schématu. Příkladem je metoda kvantitativních areálů nebo metoda proporcionálních bodových znaků, jejichž principy použití jsou vysvětleny v následujících kapitolách. Důležitým parametrem, který ovlivňuje volbu hranic třídních intervalů, je klasifikační schéma (metoda klasifikace). Počet tříd a klasifikační schéma je potřebné zvolit na základě posouzení základních charakteristik statistického souboru zpracovávaných dat. Nejčastěji používané metody rozdělení do tříd využívají stejné intervaly, kvantily či intervaly odvozené jako násobky směrodatné odchylky od aritmetického průměru hodnot statistického souboru. Uvedené metody rozdělení dat do tříd jsou náplní předmětu 541-0004/02 – Aplikovaná statistika a proto je tento výukový text již považuje za zvládnuté. V tematické kartografii je však často nutné pracovat se statistickým souborem, který je charakterizován vícevrcholovým rozdělením. Rozdělení takových dat do tříd vyžaduje volbu hranic třídních intervalů, v nichž budou soustředěny hodnoty, které vykazují co nejmenší variabilitu v rámci jednotlivých tříd. Vymezení hranic tříd může být provedeno na základě vizuálního posouzení histogramu. Hranice třídních intervalů se doporučuje umístit do hodnot s nejnižší četností tzv. přirozených zlomů (angl. natural breaks), je-li to možné. Druhý způsob stanovení hranic tříd je založen na některé optimalizační metodě. V programových nástrojích, které slouží pro tvorbu map, je často implementovaná Jenksova optimalizační metoda. Tuto metodu výpočtu hranic třídních intervalů nabízí ArcGIS Desktop, QGIS (obrázek 12), Geomedia a další produkty. Jenksova optimalizační metoda bývá často nastavena jako implicitní klasifikační schéma. Mnozí uživatelé těchto programových nástrojů nemají znalost principu, na základě něhož metoda optimalizuje výpočet hranic třídních intervalů. Pro některé je tak klasifikační nástroj pouze „černou skříňkou.“ Používání Jenksovy optimalizační metody, které není podloženo dostatečnými teoretickými znalostmi uživatele, vyvolává oprávněné pochyby o správnosti provedené klasifikace. Autorem metody je kartograf George F. Jenks, (Jenks, 1967). Po masovém rozšíření osobních počítačů v průběhu 80. let 20. století se metoda se stala součástí programových nástrojů pro tvorbu map. Důvodem rozšíření metody byl dostatečný výpočetní výkon osobních počítačů a dále větší potřeba interaktivity činností při práci uživatele s kartografickými programy. Jenksova optimalizační metoda probíhá jako iterační výpočet. Pro zvolený počet tříd se testují rozmanitá nastavení hranic třídních intervalů, která přicházejí v úvahu. Na základě výpočtu kritéria dobré shody rozptylu (angl. goodness of variance fit) se vybírá jedno, optimální nastavení hranic třídních intervalů, pro které se GVF nejvíce 22

blíží hodnotě 1. Vypočtené hranice třídních intervalů se následně použijí k rozdělení hodnot do tříd.

Obrázek 12 Formulář pro nastavení parametrů klasifikace v prostředí QGIS

Výpočet dobré shody rozptylu (GVF) probíhá v iteracích na základě následujícího vztahu:

GVF 

SDAM  SDCM SDAM

Kde SDAM představuje součet čtverců odchylek hodnot statistického souboru od aritmetického průměru:

SDAM   ( x  X ) i

2

Hodnota SDCM je součet čtverců odchylek hodnot tříd od aritmetického průměru tříd 2 SDCM   ( x  Z ) i c Ukázka iteračních výpočtů GVF je uvedena v tabulce na obrázku 13. Pro snadnější pochopení výpočtu je 1. iterace provedena pro ideální, teoretickou volbu hranic třídních intervalů, kdy každá hodnota statistického souboru je zařazena do jedné třídy. Ukázkový statistický soubor má 10 hodnot, které jsou v první iteraci rozděleny do 10 tříd. Optimalizační kritérium nabývá při tomto ideálním nastavení tříd maximální hodnotu, GVF = 1. Další dvě ukázkové iterace probíhají s cílem posoudit, která ze dvou možností představuje vhodnější rozdělení hodnot do čtyř tříd. Hodnota GVF pro 3. iteraci se blíží hodnotě 1 více než hodnota GVF pro 2. iteraci. Pro rozdělení hodnot do tříd je proto je vhodnější použít hranice třídních intervalů, které 23

odpovídají 3. Iteraci (obrázek 13). Hranice třídních intervalů získané optimalizačním výpočtem je vhodné upravit zaokrouhlením.

Obrázek 13 Ukázkový výpočet optimalizačního kritéria GVF při Jenksově klasifikaci

24

Jenksovu optimalizační metodu najdete jako implicitní volbu klasifikace v některých programových nástrojích, jako ArcGIS, QGIS, Geomedia apod.

Po prostudování této kapitoly byste již navíc měli znát i Jenksovu optimalizační metodu. Do uvedených matematických vztahů pravděpodobně nikdy nebudete dosazovat hodnoty „toho svého“ statistického souboru. Správné je však znát i logiku výpočtu nástrojů, které používáme. Podrobnosti o metodě by se přesto mohly hodit některým z vás. Někteří budete možná jako vývojáři u vzniku programového vybavení, do něhož budete funkčnost této metody implementovat. Kontrolní otázky 1) Myslíte si, že výpočet třídních intervalů Jenksovou optimalizační metodou je ovlivněn počtem hodnot, které obsahuje zpracovávaný statistický soubor? 2) Charakterizujte, co bude při výpočtu ovlivněno?

Úlohy pro samostudium 1) zopakujte si metody rozdělení hodnot statistického souboru do požadovaného počtu intervalů.

Jenksova optimalizační metoda se může jevit jako zcela univerzální postup pro rozdělení hodnot do zvoleného počtu tříd. Když si však všimnete hodnot třídních intervalů, které byly stanoveny výpočtem podle metody, napadne vás, že by jejich hodnoty mohly být zaokrouhlené. To je nepochybně jeden z důležitých úkolů tvůrce mapy. Používané programy dávají uživateli možnost přizpůsobit hodnoty třídních intervalů zaokrouhlením

25

5

Barvy v tematické kartografii

Cílem této kapitoly je naučit studenty základní informace, které se týkají využití barev v tematické kartografii. Smyslem je vysvětlit, jakou roli hrají v kartografii, jak působí na čtenáře mapy a ukázat principy jejich praktického používání. Důležitou součástí předávaných znalostí jsou barevné modely, jejichž princip se využívá při funkci technických prostředků pracujících s barvami. V kapitole jsou shrnuty fyzikální základy problematiky barev, princip psychofyzikálního působení barev, které je základem barevného vjemu. Náplní kapitoly je i zdůvodnění konvencí, které se v kartografii dodržují pro větší efektivitu jejich účinku Předpokladem pro úspěšné porozumění náplni kapitoly je zvládnutí látky z předmětu 516-0511/01 – Základy fyziky a dále 714-0591/02 Počítačová grafika.

Získáte:  přehled o fyzikální podstatě barev,  informace o psychofyzikálním působení barev na lidský zrak, 

Budete umět:  správně použít barvu jako jeden ze základních optických parametrů kartografického znaku,  transformovat barvy, vyjádřené pomocí složek modelů RGB, CMY(K), HSL, HSV, mezi uvedenými modely navzájem.

Budete schopni:  využít získané teoretické znalosti při práci s barvami v prostředí programových nástrojů, využívaných v geoinformatice. Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 120 minut. Další čas budete potřebovat na úlohy pro samostudium.

Barvy hrají v kartografii velice významnou roli, neboť jsou jednou ze základních vlastností kartografických znaků a dalších vyjadřovacích prostředků jako jsou grafy, 26

diagramy apod. Barva je tak součástí jazyka mapy, kterým autor předává čtenáři informační sdělení. Využití barev v jazyce mapy je vázáno řadou pravidel, zvyklostí a zásad, které vyplývají z principů působení na lidský organismus. Správné využití barev přispívá k lepší názornosti mapy a nezanedbatelný je též jejich estetický význam v mapě, který nebývá dostatečně doceněn. Možnosti barevného tisku map, vytvářených uživateli informačních systémů, jsou v dnešní době na velice vysoké úrovní a náklady na barevný tisk jsou přijatelné. Proto je důležité, aby i začátečníci, kteří se pokoušejí vytvářet své vlastní mapy, získali přiměřené množství základních teoretických poznatků z oblasti teorie barev a jejich využití v digitálním prostředí. Obohacení těmito znalostmi může výrazně přispět k lepší kvalitě map vytvářených studenty ve cvičeních z tematické kartografie a při dalších příležitostech v rámci studia. Obsah této kapitoly vychází ze základních znalostí problematiky elektromagnetického záření a optiky. Některé pojmy jsou doplněny anglickým ekvivalentem. Informační technologie jsou neodmyslitelným nástrojem každého autora mapy a často vyžadují znalost některého z těchto anglických slov.

5.1 Složky a vlastnosti barvy Za připomenutí stojí, že rozkladem bílého, bezbarvého světla při průchodu optickým hranolem lze získat jednotlivé barvy. Bílé denní světlo, jehož největším zdrojem je sluneční záření, pokrývá obor viditelného elektromagnetického záření s vlnovou délkou λ: λ ∈ ⟨380; 780⟩ [𝑛𝑚] Pro uvedený interval vlnových délek pak lze snadno vypočíst odpovídající interval frekvencí podle vztahu: 𝑓=

1 [𝐻𝑧] λ

Uvedený interval hodnot vlnových délek charakterizuje elektromagnetické záření z části spektra, v němž je umožněno barevné vidění nejpočetnější skupině lidské populace. Někteří lidé mají interval citlivosti vůči frekvenčnímu oboru výrazně zúžený a naopak jiná část populace má schopnost vnímat barvy v širším frekvenčním oboru. Každou konkrétní barvu, která je vnímána zrakem v okolním světě, na fotografii nebo na mapě, lze popsat pomocí tří základních parametrů, kterými jsou určeny vlastnosti vizuálního vjemu této barvy. Jedná se o tón, sytost a jas. Lze tedy říci, že barevného vidění je dáno schopností člověka rozlišovat frekvenční obor viditelného elektromagnetického záření a dále schopností vnímat intenzitu barvy, která je dána sytostí a jasem. Tón (angl. Hue) neboli frekvenční obor je vlastnost barvy, která je dána odpovídající vlnovou délkou viditelného elektromagnetického záření. Barevný tón lze technicky 27

vyjádřit hodnotou vlnové délky nebo přirozeným jazykem, který reflektuje subjektivní vnímání vlnové délky a fyzikální hodnotě λ = 0,5 μm přiřadí slovní vyjádření “zelená.” červená

oranžová žlutá

zelená

modrá

fialová

Obrázek 14 Znázornění barevných tónů ve spektru

Barvy, označované jako spektrální (obrázek 14), můžeme najít ve viditelné části elektromagnetického spektra. Purpurová barva se označuje jako nespektrální. Černá barva a její šedé odstíny jsou barvy achromatické. Sytost (angl. Saturation) vyjadřuje, do jaké míry se barva jeví odlišná od šedé barvy. Syté barvy obsahují vysokou hodnotu barevné složky na úkor šedi. Barvy s malou sytostí obsahují vysokou hodnotu šedi na úkor barevné složky a lze je slovně označit jako barvy bledé. Světlost (angl. Lightness) - udává relativní čistotu barvy, která je dána množstvím bílého (bezbarvého) světla ve výsledné barvě. Tmavé barvy obsahují nízkou hodnotu jasové složky, světlé barvy obsahují vysokou hodnotu jasové složky. Jas má vliv na vnímání barev jako barev pestrých a naopak barev nepestrých.

Obrázek 15 Znázornění významu sytosti a jasu změnách fialového tónu

Prostředí, ve kterém člověk žije, je současně i fyzikálním prostředím. Zcela přirozeně zde dochází k fyzikálnímu procesu, který je opakem rozkladu světla. Jedná se o vnik nových barev nových mícháním (též skládáním) základních složek. V okolním světě totiž dochází v každém okamžiku k odrazu elektromagnetického záření na povrchu 28

různých materiálů, které člověka obklopují. K těmto fyzikálním dějům dochází ve velice rozmanitém prostředí s dostatkem či nedostatkem světla. To ovlivňuje výsledný barevný vjem, který se utváří na základě výsledku míchání všech tří složek tohoto barevného modelu, který je pro člověka nejpřirozenější. Problematiku míchání výsledné barvy z barevného tónu, světlosti a sytosti si lze lépe představit s pomocí grafického znázornění (obrázek 15). Informační technologie, na nichž je současná kartografie postavena, využívají principů míchání barev v digitálním prostředí.

5.2 Digitální teorie barev Využití digitálních technologií v kartografii je spojeno s využíváním výstupních technických zařízení, jako je displej počítače či barevná tiskárna. Tato zařízení vytvářejí barvy nejčastěji na základě barevných modelů RGB a CMY(K). Využití nachází i barevný model HSV. Tradiční barevné modely jsou však přizpůsobeny požadavkům na digitální popis procesu míchání barev. Barevný model HSL (obrázek 16) je využíván s tím, že hodnoty vjemových složek vyjadřuje diskrétním způsobem, který je obvyklý v digitální teorii barev. Digitální teorie barev udává barevný tón hodnotou H, kde 𝐻 ∈ ⟨0; 360⟩ Složky sytost S a jas L jsou vyjadřovány diskrétními hodnotami celých čísel, kde 𝑆 ∈ ⟨0; 100⟩ 𝐿 ∈ ⟨0; 100⟩

Obrázek 16 Schéma barevného modelu HSL

Zobrazení barev na displeji počítače zajišťuje barevný model RGB (obrázek 17), který požadovanou barvu popisuje jako výsledek aditivního skládání tří základních barev, jimiž jsou červená (Red), zelená (Green) a modrá (Blue). Obraz na displeji počítače vzniká ze tří základních barev RGB na základě popisu, v jakém množství je ta která složka ve výsledné barvě přítomna. Část výstupních tiskových zařízení, která se využívají pro tisk map, jsou založena na principu barevného modelu CMY (obrázek 17) popř. CMYK, který výslednou barvu popisuje jako výsledek subtraktivního skládání tří základních barev, jimiž jsou 29

azurová (Cyan), purpurová (Magenta) a Žlutá (Yellow). Většina inkoustových tiskáren využívá barevný model CMY, jsou tedy vybaveny inkoustovými náplněmi s uvedenou trojicí barev. Potřeba tisknout efektivně i černou barvou přinesla požadavek, aby byla doplněna černá inkoustová náplň. V takovém případě se hovoří o modelu CMYK a tento barevný model slouží k předávání informací o výsledných barvách tiskárně nebo osvitové jednotce. Barevný model CMYK však není jediným používaným modelem pro barevný digitální tisk. Některé barevné tiskárny využívají barevný model CcMmYK, který zahrnuje azurovou, světle azurovou, purpurovou, světle purpurovou, žlutou a černou barvu.

Obrázek 17 Schematické znázornění barevných modelů RGB a CMY

5.3 Působení barev - vnímání barev člověkem Působení barev na člověka a vnímání barev člověkem má psychofyzikální povahu. Fyzikální stránka tohoto procesu je dána společným působením frekvenčního oboru a intenzity při podráždění zrakového ústrojí. Psychická stránka procesu zahrnuje vznik barevného vjemu. Barevný vjem je determinován fyziologicky a některé okolnosti působení barev jsou tedy dány objektivně. V souvislosti s působením barev na lidský zrak bylo zjištěno, že některé barevné tóny jsou vnímány citlivěji než jiné. Příkladem je zelený tón, pro který je lidský zrak schopen rozeznávat nejvíce odstínů. Naopak citlivost zraku na rozeznávání odstínů je nejmenší pro žlutý tón. Působení elektromagnetického záření v rámci určitého frekvenčního oboru lze zintenzivnit snížením podílu jasu a zvýšením sytosti barvy. Intenzitu působení barvy lze snížit zvýšením podílu jasu a snížením sytosti. V této souvislosti se hovoří o optické váze barev. Rozdílná intenzita vnímání barevných tónů vede k rozdílnému vnímání hloubky. Některé barvy na mapě se jeví vzdálenější než jiné barvy. Modrá a zelená se jeví blíže než purpurová, ostatní barvy se jeví v intervalu mezi zelenou a purpurovou (obrázek 18). Vnímání barev je však ovlivněno i spolupůsobením subjektivních aspektů. V této souvislosti se hovoří o pocitu tepla resp. chladu, které mohou vyvolávat teplé resp. studené barvy. Tento způsob vnímání barev je naprosto běžný při návštěvě koupelny, kdy teplá voda začne téct při otočení páky směšovací baterie směrem k červenému symbolu. O teplých a studených barvách se zcela běžně hovoří i v souvislosti 30

s prostředím, které nás obklopuje v interiérech budov či při úvaze o barvě oblečení. Tuto konvenci je možno s výhodou využít v mapách při zobrazení teplých a studených mořských proudů. Jinou analogii lze vystopovat ve vojenských mapách znázorňujících území s rozmístěnými vojenskými jednotkami. Armádní specialisté vyznačují do map červenou (jinými slovy teplou, tedy vlastně příjemnou) barvou vlastní jednotky či jednotky spřátelené. Naopak modrá (tedy studená či vlastně méně příjemná) barva slouží pro znázornění pozic jednotek nepřítele. Další subjektivní způsob vnímání barev je spojen se vzrušivostí. Na některé barvy lze pohlížet jako na barvy klidné, na jiné jako na barvy vzrušivé. Světle zelená barva je vnímána jako barva uklidňující, červená barva naopak jako vzrušující.

Obrázek 18 Schematické znázornění vjemu hloubky barev (upraveno podle Makowského)

V lidské společnosti však existují i konvence, tedy všeobecná shoda na tom, jak má být ta která barva vnímána, a lidé se tomuto přístupu k vnímání a tedy i k používání barev přizpůsobují. Konvence používání barev se mění v průběhu historického vývoje a do značné míry se v dané době liší i podle kulturního prostředí. Mezi tradiční a zavedené konvence, které se týkají barev v kartografii, patří například použití modré barvy pro označování vodstva či zelené barva pro označování vegetace. Jiná zvyklost se týká barevné hypsometrie, tedy značení pásem nadmořské výšky na obecně zeměpisných mapách. Za připomenutí stojí, že tyto maloměřítkové mapy se používají například při výuce zeměpisu na školách. Nížiny jsou v nich značeny zeleně, pahorkatiny okrovou barvou, hornatiny světle hnědou barvou a takto jsou výšková pásma značena přes tmavě hnědou barvu hor až po pásmo, v němž se trvale nachází led a sníh. Některé druhy map, mezi něž patří mapy pro orientační běh, však takové konvence neakceptují.

31

Barevný vjem je ovšem ovlivněn i vzájemnými vztahy barev, které člověk vnímá velmi citlivě. Základem je rozdělení barev na primární, sekundární a terciální. Mezi primární barvy, žlutá, červená a modrá, jsou základní stavební komponenty pro všechny další barevné tóny. Primární barvy nemohou být vytvořeny mícháním žádných jiných pigmentů (Itten, 1961). Každá ze sekundárních barev, tedy zelená fialová a oranžová, je vytvořena ze dvojice barev primárních. V Ittenově barevném kruhu (obrázek 19) jsou sekundární barvy umístěny v centrálním šestiúhelníku vně trojúhelníku primárních barev.

Obrázek 19 Ittenův barevný kruh (zdroj: The Color Wheel Company)

Terciární barvy se tvoří mícháním primárních a sekundárních barev. Jsou to žlutozelená, žlutooranžová, červenooranžová, červenofialová, modrofialová a modrozelená. V Ittenově barevném kruhu jsou umístěny ve vnější mezikruží spolu s barvami primárními a sekundárními. Itten odvodil 7 typů vztahů, které lze vysledovat mezi barvami. Tyto vztahy charakterizují různé typy tzv. kontrastů, které lze s výhodou využít při volbě barev v kartografii. Kontrast čistých (základních) barev (angl. pure colour contrast), je charakteristický pro základní barvy, které nevznikají mícháním. Tyto barvy, tedy žlutá, červená a modrá, jsou nejvíce kontrastní, jestliže jsou porovnávány vůči sobě navzájem (na obrázku 20 vlevo nahoře). Jsou to barvy stabilní, a proto v mapách slouží k znázornění objektů, jevů či procesů, které jsou stabilní, zásadní, klíčové. Tento kontrast je výhodné použít pro znázornění kvantitativních charakteristik.

Obrázek 20 Kontrast čistých barev (upraveno podle Itten, 1970)

32

Kontrast světlé a tmavé (angl. light – dark contrast), je dán rozdílem světlosti barev. Tento kontrast se uplatní i u achromatické šedé barvy, kterou lze efektivně zesvětlit resp. ztmavit po bílou resp. černou barvu. Jednotlivé barevné tóny mají odlišné předpoklady k uplatnění vztahu světlé a tmavé, což je dáno odlišnou optickou váhou. Zatímco základní modrou či zelenou lze zesvětlit snadno, pro základní žlutou barvu je to obtížné (obrázek 21).

Obrázek 21 Kontrast světlé a tmavé (upraveno podle Itten, 1970)

Simultánní kontrast (angl. simultaneous contrast), tento typ kontrastu lze demonstrovat zobrazením barev umístěných vedle sebe. Zajímavé je sledovat, působení určité barvy, v kontextu s jinými barvami umístěnými v sousedství. Konkrétní barva působí jinak, jestliže je umístěna vedle odlišné barvy a jinak, zobrazuje-li se vedle jiné odlišné barvy (obrázek 22).

Obrázek 22 Simultánní kontrast (upraveno podle Itten, 1970)

Komplementární kontrast (angl. complementary contrast), se týká dvojic barev, ležících na Ittenově kruhu na opačné straně. Jedná se o kontrast, který je velmi výrazný. Fialová se žlutou jsou vůči sobě v největším kontrastu světlé tmavé, který lze dosáhnout mezi chromatickými barvami. Oranžová s modrou jsou ve vztahu největšího kontrastu mezi teplou a studenou barvou. Komplementární kontrast se využívá při zdůraznění protikladů (obrázek 23).

Obrázek 23 Komplementární kontrast (upraveno podle Itten, 1970)

33

Kontrast teplá-studená (angl. warm-cold contrast), působí mezi barvami označovanými jako teplé a barvami studenými (obrázek 24). Teplé barvy jsou postaveny na žlutém a červeném tónu, barvy studené vycházejí z modrého tónu mícháním s červenou a zelenou. Zelená a fialová jsou považovány za neutrální s ohledem na jejich kontrast. Kontrast teplá studená je možno použít pro vyjádření protikladů, které lze vystihnout vztahy mezi dvojicemi stinný-slunečný, vlhký-suchý, řídký-hustý, vzdušný-zemitý,příjemný-nepříjemný apod. (Voženílek et al, 2011).

Obrázek 24 Komplementární kontrast (upraveno podle Itten, 1970)

Kontrast kvality též kontrast intenzity (angl. quality contrast), vyjadřuje kontrast mezi čistými barvami a temnými barvami (obrázek 25). Mícháním čistých barev s odstíny šedého tónu dochází k vytváření zmiňované tmavosti a bledosti a ztrácí se kvalita barevné čistoty. Čisté barvy dominují svým působením nad tmavými a bledými barvami.

Obrázek 25 Kontrast kvality (upraveno podle Itten, 1970)

Kontrast kvantity (angl. quantity contrast), se týká vzájemného vztahu velké barevné plochy a malé sousední plochy (obrázek 26). Velká barevná plocha je s malou plochou v barevném kontrastu, což zvětšuje barevné působení hlavní barvy. Tento základní kontrast je dále ovlivňován optickou váhou barev, které jsou ve vztahu vzájemného spolupůsobení. Při zachování určitého poměru velikostí barevných ploch, který je navíc ovlivněn jejich optickou váhou, lze dosáhnout přijatelného kontrastu kvantity, který působí klidně až staticky.

34

Obrázek 26 Kontrast kvantity (upraveno podle Itten, 1970)

Dynamika barevného působení se zvětšuje spolu s rostoucím kontrastem kvantity, tedy ruku v ruce se zvětšováním poměru velikostí těchto barevných ploch. Optickou váhu primárních a sekundárních barev lze označit hodnotami jejich působení žlutá 3, oranžová 4, červená 5, zelená 6, modrá 8, fialová 9. Aby s ohledem ke kontrastu kvantity bylo jejich působení vyrovnané, je třeba volit poměr velikosti ploch těchto barev žlutá 9, oranžová 8, červená 6, zelená 6, modrá 5, fialová 4 (Voženílek et al, 2011). Při volbě barev v mapě je proto nutné vycházet alespoň ze základních principů, které popisuje specializovaná literatura. Zásadní význam má volba vhodných barev pro nezanedbatelnou skupinu asi 9 % populace (muži 8 %, ženy 1 %), která má různé poruchy barvocitu. Správnost volby tzv. bezpečných barev je možno ověřit na specializovaných webových stránkách (http://www.vischeck.com/).

5.4 Význam barev pro znázornění kvalitativních charakteristik Pod pojmem kvalitativní charakteristiky znázorněných objektů, jevů či procesů se v tomto textu rozumí jakékoliv vlastnosti objektů, jevů či procesů, které nabývají binární nebo nominální hodnoty. Význam barev při znázornění nominálních hodnot je zřejmý z následujícího příkladu. Komunikace, tvořící síť silničních komunikací, popisuje charakteristika nazvaná Třída silnice. Jednotlivé silnice mají přiřazenou některou z následujících hodnot: Dálnice, Rychlostní silnice, Silnice I. třídy, Silnice II. třídy, Silnice III. Třídy a Neevidované silnice (obrázek 27). Barvy mají rozlišovací funkci, která se projeví při vykreslením všech komunikací stejné třídy totožným liniovým znakem. Barva však není jediným parametrem pro vyjádření kvalitativních vlastností a proto se často používá v kombinaci s jinými parametry (obrázek 5). Pro znázornění kvalitativních vlastností se používají barvy z několika zavedených barevných palet. Ukázky barevných palet pro znázornění kvalitativních charakteristik jsou součástí obrazových příloh tohoto textu. Znázornění kvalitativních charakteristik v mapách je velice časté a provádí se metodami, které jsou detailně vysvětleny v dalších kapitolách tohoto textu. Jedná se o trojici metod nazývaných metoda bodových znaků, metoda liniových znaků a metoda plošných znaků. V mapách, vytvořených nejčastěji kombinací těchto metod, dokáže většina čtenářů snadno číst, aniž by se před tím museli s metodami detailně seznámit. 35

Obrázek 27 Ukázka atributové tabulky třídy silnice v databázi ArcČR 500.

Správně vytvořená mapa musí být dobře srozumitelná na základě zavedených kartografických znaků. Volba barev při sestavování mapy se podřizuje některým dalším zásadám. Bodové, liniové objekty se znázorňují tmavšími barvami na světlejší pozadí rozsáhlejších ploch. Podobná zásada se uplatní u malých objektů a menších ploch, pro které se použijí barvy s větší optickou váhou než pro vyplnění rozsáhlejších ploch.

5.5 Význam barev pro znázornění kvantitativních charakteristik Pod pojmem kvantitativní charakteristiky objektů, jevů či procesů se v tomto textu rozumí vlastnosti, jejichž hodnoty jsou ordinární, intervalové nebo poměrové. Barva je jednou z optických vlastností vyjadřovacích prostředků, které se používají pro znázornění kvantitativních charakteristik. Hlavním smyslem použití barev je rozlišení velikosti hodnot těchto charakteristik. Detailní informace o použití barev pro jednotlivé kvantitativní metody tematické kartografie jsou uvedeny v příslušných kapitolách tohoto učebního textu. Po prostudování této kapitoly budete mít teoretické předpoklady, abyste mohli správně využívat barvy při tvorbě tematických map.

Kontrolní otázky 1) Jaký princip se využívá při transformaci barevného obrazu z modelu RGB do šedotónového obrazu? 2) Které barvy se označují jako spektrální? Vyjmenujte 6 základních spektrálních barev. 3) Co znamená pojem achromatické barvy?

36

Úlohy pro samostudium 1) Nastudujte si používání webové aplikace ColorBrewer, jejíž adresa je uvedena v předchozím textu. 2) Vyzkoušejte exportovat popis zvolených barev v podobě složek barevných modelů RGB a CMYK.

37

6

Obsah map

Cílem této kapitoly je vysvětlit, co je obsahem tematických map a jednotlivé složky obsahu ilustrovat na ukázkách map.

V této kapitole naleznete přehled skupiny prvků obsahu tematické mapy. Naučíte se rozdělení prvků obsahu na konstrukční, fyzickogeografické, socioekonomické, doplňkové a pomocné.

Studium této kapitoly vyžaduje znalost obsahu předchozích kapitol tohoto výukového textu.

Získáte:  přehled o obsahu tematických map,  znalost 4 základních skupin, do nichž je obsah tematických map klasifikován,  informace o jednotlivých prvcích obsahu tematických map.

Budete umět:  správně pojmenovat a zařadit do skupin základní prvky obsahu tematických map jako jsou vodstvo, geografická síť, pozemní komunikace, legendu, měřítko, a.p.

Budete schopni:  vnímat rozdíly mezi základními skupinami prvků obsahu tematických map,  správně používat termíny, kterými se označují základní prvky obsahu tematických map. Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 60 minut. Další čas budete potřebovat na úlohy pro samostudium.

38

Při vymezení pojmu tematická mapa v předchozí kapitole se tento text zabýval mapovým podkladem a tematickým obsahem, které tvoří její obsah. Detailnější pohled však přináší zjištění, že obsah map může sestávat z velice rozsáhlé a pestré škály prvků, které lze členit podle různých hledisek. Srozumitelné a obvyklé a je členění obsahu map z hlediska charakteru, původu a významu na prvky konstrukční, fyzickogeografické, socioekonomické, doplňkové a pomocné.

6.1 Konstrukční prvky mapy Nepřesnější výklad pojmu konstrukční prvky mapy předkládá Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí, podle něhož se jedná o: „prvky důležité ke konstrukci mapy, které se zobrazují na konstrukční list; jsou to souřadnice rohů mapového rámu, údaje potřebné k dělení na rámu mapy, souřadnice průsečíků příslušných souřadnicových sítí, souřadnice bodů základního a podrobného bodového pole, popř. dalších bodů.“ V některých výukových a jiných odborných kartografických textech jsou konstrukční prvky mapy označovány jako matematické prvky mapy.

6.2 Fyzickogeografické prvky Fyzickogeografické prvky obsahu map reprezentují objekty, jevy a procesy týkající se fyzicko-geografické sféry. Mezi fyzickogeografické prvky se zařazuje vodstvo (moře, jezera, řeky, atd.), terénní reliéf vyjadřující vertikální členitost povrchu Země (vrstevnice, kóty, barevná hypsometrie), vegetační pokryv (lesy, stepi, tajga, vřesoviště, apod.), půdy, znázornění ostatních složek krajiny, majících přírodní charakter (počasí, podnebí, geologická stavba apod.). Některé fyzickogeografické prvky jsou součástí mapového podkladu. Jiné se stávají obsahem tematické mapy díky tvůrci tematického obsahu.

6.3 Socioekonomické prvky Socioekonomické prvky obsahu map znázorňují objekty, jevy a procesy, které se dotýkají socioekonomické sféry. Pod pojem socioekonomické prvky se řadí hranice územních jednotek (politické, administrativně-správní, vlastnické, apod.), sídla (obce členěné zpravidla do hierarchických úrovní podle počtu obyvatel), komunikace (silniční a železniční infrastruktura, lanovky apod.), dopravní trasy (námořní, letecké apod.), ostatní objekty, jevy a procesy spojené s lidskou činností. Vybrané socioekonomické prvky mohou tvořit mapový podklad tematické mapy, další socioekonomické prvky pak její tematický obsah.

6.4 Doplňkové a pomocné prvky Doplňkové a pomocné prvky obsahu map doplňují a upřesňují obsah mapy. Mezi nejdůležitějšími doplňkovými a pomocnými prvky obsahu mapy lze jmenovat legendu a vysvětlivky, dále tiráž, popisy a další informace.

39

Legenda obsahuje přehled všech mapových značek, které jsou použité v mapovém poli, a proto patří k základním kompozičním prvkům mapy. Umožňuje čtenáři co nejdokonaleji porozumět obsahu mapy. Legendě a tiráži se v tomto textu detailně věnuje kapitola 8 Kompozice tematických map. Skupiny základních prvků obsahu tematických map můžete snadno a efektivně poznat na základě studia rozmanitých tematických map. Ukázky naleznete v Atlasu krajiny ČR, který je dostupný na WWW stránkách Ministerstva životního prostředí. Po prostudování této kapitoly budete znát 4 skupiny základních prvků, které se objevují v tematických mapách. Dále budete vědět, které základní prvky patří do každé z těchto skupin. Kontrolní otázky 1) Které skupiny základních prvků obsahu tematické mapy znáte? 2) Do které skupiny patří vodní stavby, jako jsou vodní kanály a rybníky? 3) Myslíte si, že uvedené rozdělení je jednoznačné.

Úlohy pro samostudium 1) Vyberte si některou z map, obsažených v Atlasu krajiny České republiky, a analyzujte obsah této mapy. 2) Proveďte rozdělení základních prvků, obsažených v mapě, do 4 základních skupin.

40

7

Znak a úloha znaku v kartografii

K cílům této kapitoly patří představení pojmů znak, mapový znak a vysvětlení jeho role mapového znaku v kartografii.

Kapitola obsahuje vymezení pojmu znak, resp. pojmu mapový znak a dále klasifikaci mapových znaků podle geometrického charakteru na bodové, liniové a plošné. Tyto tři typy mapových znaků jsou charakterizovány s ohledem na odlišnosti, které se týkají jejich role jako vyjadřovacích prostředků a dále jejich použití v metodách tematické kartografie. Studium kapitoly vyžaduje znalost obsahu předchozích kapitol tohoto výukového textu.

Získáte:  informace o významu znaku v kartografii a dozvíte se význam rozdělení mapových znaků podle jejich geometrického charakteru,  znalost proměnlivých parametrů mapového znaku, které jsou využívány pro vyjadřování kvalitativních i kvantitativních vlastností znázorněných objektů, jevů či procesů. Budete umět:  využít proměnlivé parametry mapového znaku v metodách tematické kartografie,  využít efektivní spolupůsobení proměnlivých parametrů mapového znaku za účelem předávání informací čtenáři v komprimované podobě,  vytvořit tematickou mapu, obsahující mapové znaky jako samostatné vyjadřovací prostředky či jako součást složitějších vyjadřovacích prostředků. Budete schopni:  použít mapový znak jako samostatný vyjadřovací prostředek,  pochopit úlohu mapového znaku a jeho proměnlivých parametrů v metodách tematické kartografie, s nimiž budete seznámeni v následujícím textu.

41

Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 210 minut. Další čas budete potřebovat na úlohy pro samostudium.

V národní normě (ČSN 73 0406) je uvedeno, že „Kartografie je vědní obor zabývající se znázorněním …“ Podobně jako psaná podoba jazyka (ve smyslu lingvistiky), používá i kartografie grafémy, tedy opticky vnímatelné ustálené znaky. Takovým znakem může být písmeno, číslice, matematický symbol či jiný typ znaku. Jedná se o jednotky sdělení, které diskrétním (nespojitým) způsobem zaznamenávají celek sdělení. Obecně je takový záznam více či méně vhodný k přenosu sdělení. Oproti psané podobě jazyka však kartografii slouží daleko širší spektrum prostředků grafického vyjádření. Kromě textových a číselných znaků využívá kartografie především obrazové symboly. Ty totiž specifickým způsobem vystihují, respektive zrcadlí charakter objektu, jevu či procesu, který reprezentují. Vztah mezi objektem, jevem či procesem a obrazovými symboly, které je zastupují, musí být co nejsrozumitelnější. To lze nejsnadněji pochopit na příkladu vztahu mezi skutečným objektem a jeho obrazovým symbolem, který je založen na tvaru či tvarové charakteristice. Tvar je totiž při čtení symbolu čtenářem vnímán přímo, případně je se symbolem spojen na základě určité zvyklosti. Mnoha objektům odpovídají tradiční či zavedené symboly a člověk je schopen vztah objekt - symbol snadno najít, dokáže si k objektu přiřadit odpovídající symbol. Takové fungování vztahu objekt - symbol je spojeno s primárním významem slova symbol. To pochází z řeckého σύμβολον [symbolon], jehož význam je poznávací znamení, značka či obraz. To lze vyjádřit opisně jako znamení, které se samo vysvětluje. Tyto vyjadřovací prostředky se přirozeným postupným vývojem začlenily do podoby propracovaného graficko-matematického jazyka, který slouží k vyjádření objektu kartografie a předmětu jejího poznání. Tento jazyk (jazyk mapy) lze použít nejen k vyobrazení aktuální objektivní reality, ale také k vyjádření výsledků lidské imaginace a tudíž subjektivních myšlenek autora mapy. Kartografie tedy ke znázornění využívá řadu prostředků grafického vyjádření, které jsou založeny na pojmu znak. Systém existujících kartografických vyjadřovacích prostředků detailně studoval Francouz Jacques Bertin (1918-2010), Ten na základě studia používaných znaků zjistil, že znaky používané v kartografii, tvoří grafický systém. Bertin je považován za zakladatele kartografické sémiologie (někdy též kartografické sémiotiky), dílčího podoboru kartografie, který se problematikou kartografických vyjadřovacích prostředků zabývá detailně a systematicky. Jazyk mapy tedy tvoří jednotný systém kartografických vyjadřovacích prostředků, který je tvořen množinou znaků a dále principy a metodami používání těchto znaků. Autor pomocí tohoto jazyka zakóduje sdělení určené pro čtenáře map. Je to jazyk

42

sloužící k vyjádření objektu a předmětu poznání kartografie, dovoluje vyobrazit jak objektivní realitu, tak subjektivní myšlenky autora. Pro pojem (mapový či kartografický) znak lze v literatuře nalézt řadu vymezení. “Mapový znak chápeme jako libovolný grafický prostředek nebo souhrn grafických prostředků prvotního významu vztahu, jako grafický záznam, který je schopný být nositelem významu, tzn. něco na kartografickém produktu (mapě, plánu, atp.) vyjadřovat o základních prvcích obsahu„ (Drápela, 1983). Stručněji vysvětluje pojem znak slovenský kartograf Ján Pravda: “Základní prostředek jazyka mapy, kterým se sdělují informace o vlastnostech znázorňovaného jevu“ (Pravda, 2006) Významnou výhodou mapových znaků je možnost zakódovat určité množství informace do jediného znaku. To znamená, že do jediného znaku je možno komprimovat hodnoty několika vyjadřovaných vlastností znázorněného objektu, jevu či procesu. Tato problematika je důležitou součástí kartografické sémiologie. Následující podkapitoly pojednávají o vybraných vyjadřovacích prostředcích v kartografii, jejichž jednotlivé optické vlastnosti jsou nositeli elementárních sdělení. Komplex těchto vlastností, náležejících ke konkrétnímu znaku, zahrnuje předávané sdělení jako celek. Optické vlastnosti mapových znaků souvisí s jejich geometrickým charakterem a tedy i s prostorovou rozměrností znaků. Ta představuje klíčové hledisko, podle něhož lze znaky rozdělit do tří kategorií na znaky bodové, liniové a plošné.

7.1 Bodový znak Bodový znak se používá pro znázornění objektů, které mají bodový (obrázek 28) nebo maloplošný charakter (obrázek 29). Pod označením maloplošné objekty si lze představit takové objekty, jejichž průmět na zemský povrch má zanedbatelný obsah (resp. výměru či rozlohu). Posouzení, zda lze plochu průmětu zanedbat či zda je nutné s plochou průmětu počítat, závisí především na měřítku mapy, v níž má být objekt znázorněn. V některých maloměřítkových mapách, např. v měřítku 1 : 10 000 000, může být Praha znázorněna bodovým znakem. Naopak v mapách, jejichž měřítko je větší, např. 1 : 100 000, nebude Praha znázorněna bodovým znakem.

Obrázek 28 Ukázka bodových znaků znázorňujících abstraktní bodové objekty.

Naopak i nejmenší bodový znak, který je v mapě čitelný pro lidské oko, pokrývá v mapě nezanedbatelnou plochu. Obsah této plochy není možné na základě měřítka mapy smysluplně přepočítat na obsah plochy průmětu odpovídajícího reálného 43

objektu. Takový matematický vztah založený na měřítku neexistuje. Proto se bodové znaky se označují jako mimoměřítkové.

Obrázek 29 Bodové znaky znázorňující maloplošné objekty.

Bodový znak tedy slouží především pro vyjádření existence odpovídajícího objektu z reálného světa, některých jeho vlastností (kromě obsahu, výměry či rozlohy) a současně pro znázornění jeho polohy. Bodový znak se používá rovněž jako součást složitějších vyjadřovacích prostředků, tedy například jako součást výplně plošných znaků nebo jako součást liniových znaků. Bodový znak může být rovněž využíván některými kartografickými metodami, například metodou plošných znaků nebo metodou plošného kartodiagramu (obrázek 30).

Obrázek 30 Bodové znaky jako součást složitějších vyjadřovacích prostředků

Bodový znak je charakterizován proměnlivými vlastnostmi - parametry (též vizuálními či grafickými proměnnými), kterými jsou tvar, velikost, výplň, struktura a orientace znaku (obrázek 31). Prostřednictvím těchto parametrů jsou do znaku zakódovány různé informace. Výhodou je synergický efekt neboli efektivní spolupůsobení těchto parametrů při sdělování informací zakódovaných ve znaku čtenáři mapy.

Obrázek 31 Parametry bodového znaku

44

Bodový znak se umisťuje do mapového pole za pomoci hlavního (vztažného) bodu znaku. Hlavní bod znaku se nachází v některém významném a logickém místě znaku, jako je geometrický střed, pata znaku, těžiště, střed základny znaku a podobně. K umístění znaku dojde po ztotožnění hlavního bodu znaku s místem výskytu znázorňovaného objektu.

Obrázek 32 Nástroj Marker Editor z prostředí ArcGIS Desktop

Poloha hlavního bodu bodového znaku je jeden z důležitých parametrů, který může být stanoven v prostředí specializovaného nástroje pro tvorbu a přizpůsobení mapových znaků (obrázek 32) 7.1.1 Tvar bodového znaku Tvar znaku určuje jeho obrysová čára, která přispívá k odlišení znaku od okolí. Tvar slouží především k vyjádření kvalitativních charakteristik objektů a má proto rozlišovací funkci. Na základě tvaru znaku a podle charakteru kresby znaku lze rozlišit bodové znaky geometrické, symbolické, obrázkové a alfanumerické (obrázek 33). 7.1.2 Velikost bodového znaku Velikost bodového znaku slouží pro znázornění významu zobrazeného objektu, jeho postavení v hierarchii nebo k efektivnímu vyjádření hodnot kvantitativních charakteristik. Větší, významnější, nadřazený objekt se vykresluje větším bodovým znakem než objekt menší, méně významný či podřazený. Při vyjadřování kvantitativních údajů roste velikost znaku úměrně k velikosti hodnoty zobrazeného kvantitativního jevu. Podrobnější informace o využití velikosti bodových znaků pro znázornění kvantitativních charakteristik podává kapitola Metoda bodových znaků.

45

Obrázek 33 Klasifikace bodových znaků podle tvaru a charakteru kresby.

Velikost bodového znaku se vyjadřuje pomocí délkových či plošných jednotek nosiče mapy. Důležitá je znalost velikosti nejmenšího bodového znaku v mapě, při které průměrné, zdravé lidské oko dokáže rozlišit tvar. Tato velikost je 1x1 mm, což je hodnota, kterou musí mít autor mapy při použití bodových znaků na paměti. Jakoukoliv hodnotu velikosti v jednotkách nosiče mapy, tedy v našich podmínkách v metrických jednotkách, musí autor mapy odvozovat přepočtem z anglosaských jednotek, které se běžně používají v prostředí programového vybavení. Na straně použitého programového nástroje se velikost bodových znaků udává v (amerických) typografických bodech, mají jednotku „b.“ Jeden typografický bod odpovídá délce cca 0,33 mm, což lze matematicky vyjádřit takto: 1 𝑏. = 0,33 𝑚𝑚 Typografické body jsou odvozeny od imperiálního palce, který se v našem prostředí označuje jako coul a odpovídá délce 2,54 cm. 1" = 2,54 𝑐𝑚 Typografickými body se běžně udává velikost písma, velikost bodových znaků, tloušťka čáry a další v prostředí textových editorů a DTP, CAD a GIS programů apod. 7.1.3 Struktura bodového znaku Vnitřní grafické členění bodového znaku se označuje pojmem struktura. Struktura bodového znaku má především rozlišovací funkci, neboť na základě ní lze rozlišit rozdílné bodové znaky stejného tvaru (obrázek 34).

46

Obrázek 34 Význam struktury a výplně bodového znaku pro vyjádření struktury jevu.

Na základě spolupůsobení vnitřního členění a výplně některých typů bodových znaků je možné vyjádřit strukturu vícerozměrného jevu jak kvalitativně tak i kvantitativně. Jednotlivé části vnitřního členění mohou totiž popisovat vzájemné proporce jednotlivých složek vícerozměrného jevu. Takový význam mají například diagramy, které mohou mít roli bodových znaků 7.1.4 Výplň bodového znaku Výplní bodového znaku bez vnitřního strukturování se rozumí provedení vnitřní části znaku ohraničené obrysovou čarou. V případě bodového znaku s vnitřním strukturováním může být odlišná výplň v každé jeho dílčí části. Výplň lze provést barvou, rastrem nebo kombinací barvy a rastru. Barvy i rastr mají především rozlišovací funkci a slouží tedy k vyjádření kvalitativních charakteristik zobrazeného jevu nebo jednotlivých složek vícerozměrného jevu Někteří kartografové (Slocum et al, 2009; Sandvik, 2008) doporučují možnost kombinování nárůstu intenzity výplně bodových znaků s gradací jejich velikosti. Bližší informace jsou uvedeny v kapitole Metoda proporcionálních bodových znaků. 7.1.5 Orientace bodového znaku Orientace bodového znaku znamená jeho natočení okolo geometrického středu nebo těžiště znaku (obrázek 35).

Obrázek 35 Ukázky možností orientace různých bodových znaků

V praxi se natočení znaku využívá pro vyjádření polohy objektu vzhledem k jinému objektu, kdy v praxi se může jednat o natočení bodového znaku, reprezentujícího parabolickou anténu, ve směru k umístění geostacionární spojovací družice. Bodový znak může být natočen i vzhledem k souřadnicové síti, jak je tomu často na mapách malých měřítek. Na těchto mapách se výrazně projevuje konvergence poledníků, a proto je potřebné provést natočení každého bodového znaku samostatně o specifický úhel tak, aby všechny znaky směřovaly k severu.

47

Obrázek 36 Odlišná orientace dvou totožných bodových znaků pro vyjádření kvality

Dalším důvodem využití orientace bodového znaku je vyjádření kvalitativní odlišnosti. Obrázek 36 ukazuje příklad odlišných orientací dvou stejných bodových znaků symbolizujících činný důl (vlevo) a uzavřený důl (vpravo).

7.2 Liniový znak Vyjadřovací prostředek, označovaný jako liniový znak se používá pro znázornění liniových objektů. Jedná se o takové objekty, u nichž jeden rozměr výrazně převládá nad ostatními rozměry. Liniový znak se používá samostatně v rámci metody liniových znaků. Dále může být součástí složitějších vyjadřovacích prostředků a kartografických metod (obrázek 37).

Obrázek 37 Liniový znak jsou součást metody izolinií

Rovněž liniový znak je charakterizován proměnlivými vlastnostmi - parametry (též vizuálními či grafickými proměnnými), kterými jsou tloušťka, výplň, struktura a orientace znaku. Na základě těchto parametrů lze do znaku zakódovat různé kvantitativní i kvalitativní údaje. Tyto údaje následně dekóduje čtenář mapy a na základě nich získává přístup k předávanému informační sdělení. Liniový mapový znak se umísťuje do mapy za pomoci hlavní (vztažné) linie. Jestliže je liniový znak symetrický v podélném směru, je hlavní linií osa znaku. Liniové znaky, které nejsou symetrické v podélném směru, mají hlavní linii umístěnou jiným způsobem. K umístění liniového znaku dojde po ztotožnění hlavní linie znaku s osou linie, která vyjadřuje výskyt znázorňovaného liniového objektu. Jestliže je liniový znak obrysem plošného znaku, dochází k jeho umístění současně s vykreslením plošného znaku. V krajině se často vyskytují místa, kde v určitém úseku dochází k souběhu dvou a více liniových objektů, jejichž vzájemná vzdálenost není příliš velká. Jako příklad lze uvést úzké údolí, v němž paralelně prochází vodní tok, železniční trať a silnice. Jestliže má být takový souběh liniových objektů vyjádřen v mapě, může to přinést jejich polohový konflikt. Je-li po přepočtu do měřítka mapy zřejmé, že při umísťování linií do mapy bude docházet k jejich částečnému nebo úplnému 48

překryvu, musí být proveden kartografický odsun. V rámci této operace se upraví poloha jedné nebo i více linií v souběhu tak, aby byl překryv odstraněn. Úprava polohy se řeší zpravidla paralelním odsunutím vybraného liniového znaku mimo linii skutečného průběhu, zatímco jiný liniový znak zůstává na původním místě. Odsun by se neměl týkat fyzickogeografických prvků, a proto linie vyjadřující průběh vodního toku zůstane na svém místě a posunutí se týká silnice případně železnice. 7.2.1 Struktura liniového znaku Liniový znak může být tvořen vhodně uspořádanými grafickými prvky, které mají bodový, liniový či plošný charakter (obrázek 38). Výsledný liniový znak může být tvořen jednoduchou souvislou linií nebo jednoduchou posloupností grafických elementů, případně se může jednat o komplexní liniový znak, tvořený dvěma i více paralelními posloupnostmi elementů. Pestrost použitelných stavebních elementů dává příležitost pro vytvoření velmi rozmanité škály liniových znaků, které mají rozlišovací funkci a jsou používány především k vyjádření kvalitativních údajů. Součástí kartografických metod pro vyjádření kvantitativních údajů bývají liniové znaky, které mají jednoduchou stavbu.

Obrázek 38 Ukázky liniových znaků tvořených bodovými, liniovými a plošnými elementy.

7.2.2 Tloušťka liniového znaku Tloušťka (neboli šířka) liniového znaku je analogií k velikosti bodového znaku. Tloušťka liniového znaku znamená vzájemnou vzdálenost okrajů linie a vyjadřuje se pomocí délkových či plošných jednotek nosiče mapy. V praxi se jedná o metrické jednotky nebo velmi často o (americké) typografické body. Liniový znak, pro který je v prostředí počítačového programu nastavena hodnota tloušťky jeden typografický bod, bude mít po vykreslení na papír tloušťku cca 0,33 mm. Tloušťka liniového znaku slouží pro znázornění významu zobrazeného objektu či jevu, jeho postavení v hierarchii nebo k efektivnímu vyjádření hodnot kvantitativních charakteristik. Větší, významnější, nadřazený objekt resp. jev se vykresluje tlustším liniovým znakem než objekt resp. jev menší, méně významný či podřazený. Při vyjadřování kvantitativních údajů roste tloušťka liniového znaku úměrně k velikosti hodnoty zobrazené kvantitativní charakteristiky objektu. Podrobnější informace o využití velikosti bodových znaků pro znázornění kvantitativních charakteristik podává kapitola Metoda proporcionálních bodových znaků.

49

Obrázek 39 Ukázky rozdílné tloušťky základních a zdůrazněných vrstevnic.

Na rozdíl od délky není tloušťka liniových znaků (s ohledem na měřítko mapy) funkčně závislá na šířce skutečného liniového objektu, který znázorňuje. S ohledem k tloušťce jsou tedy liniové znaky mimoměřítkové. Z tloušťky liniového znaku, který znázorňuje kvalitativní vlastnost objektu, není proto možné na základě měřítka vypočítat skutečnou šířku jevu. 7.2.3 Barva liniového znaku Barva liniového znaku je parametrem, který může vyjadřovat jak kvalitativní tak také kvantitativní charakteristiky objektů resp. jevů. Kvalitativní vlastnosti jevu nejlépe rozliší barevný tón liniového znaku. Barva je stejně tak dobrým prostředkem pro znázornění kvantity. K tomu se nejlépe hodí barevné stupnice se sekvenčním schématem a to jednotónové nebo vícetónové. Ukázky stupnic barev se sekvenčním schématem pro znázornění kvantitativních charakteristik liniových objektů, jevů a procesů, je možné vyhledat v přílohách tohoto textu. Jestliže je liniový znak složen z různých strukturálních prvků, může se barva uplatnit pro jejich odlišení. To platí jak pro ohraničující linie, tak pro výplň mezi těmito liniemi případně pro tzv. doprovodné znaky, které jsou rozmístěny podél liniového znaku. 7.2.4 Orientace liniového znaku Význam pojmu orientace liniového znaku bývá často nesprávně vnímán na základě intuice, což má velmi daleko ke skutečnému významu. Například orientací linie vodního toku není směr severojižní či orientace sever-jih. Voženílek vysvětluje, že „orientací liniového znaku se rozumí nesouměrnost znaku podél a napříč osy znaku„ (Voženílek et al, 2011). Pro liniový znak je tedy možno rozlišit dvě různé orientace, orientaci podélnou a orientaci příčnou. Podélné orientaci liniového znaku lze porozumět na základě úvahy, kde liniový znak začíná a kde končí. V pojetí vektorového datového modelu je tedy liniový znak vektorem o nenulové délce. Liniový znak v podobě šipky je tedy nesouměrný podle příčné osy, protože šipka směřuje do koncového bodu. Jestliže je jasná příčná orientace znaku, lze rozeznat pravou a levou stranu znaku. To má význam především u podélně (osově) nesouměrných znaků, jejichž příklady jsou na obrázku 40 vpravo.

50

Obrázek 40 Příklady podélné (vlevo) a příčné (vpravo) orientace liniových znaků

7.3 Plošný znak Plošný mapový znak je dalším vyjadřovacím prostředkem, který se používá pro znázornění objektů, jejichž velikost v daném měřítku přesahuje určitou mez. Měřítko mapy je základní ukazatel, který ovlivňuje, zda určitý typ objektů bude znázorněn bodem, linií či polygonem. Zatímco mapa v měřítku 1 : 100 000 bude silniční komunikace znázorňovat liniovými znaky, katastrální mapa v měřítku 1 : 1 000 zobrazí stejné komunikace plošnými znaky. Silniční komunikace představuje v tomto měřítku parcelu či více parcel, které mají určitou nezanedbatelnou výměru. Plošné znaky představují samostatný vyjadřovací prostředek v metodě plošných znaků. Dále jsou využívány i v dalších kartografických metodách jako je například metoda kvantitativních areálů nebo dasymetrická metoda. Plošný znak může být nositelem informací o kvalitativních i kvantitativních vlastnostech objektů, jevů a procesů. Takové informace lze zakódovat ve formě proměnlivých parametrů znaku. Těmito parametry jsou výplň znaku a jeho obrys. Plošné znaky se neumísťují prostřednictvím hlavního bodu jako bodové znaky ani pomocí hlavní linie jako liniové znaky. Plošný znak je v mapovém poli vykreslen tam, kde jeho umístění odpovídá výskytu znázorněného objektu, jevu či procesu. Plošný znak svým obsahem odpovídá jeho rozloze či výměře a není tedy mimoměřítkový. 7.3.1 Výplň plošného znaku Výplň plošného znaku, kterou lze najít uvnitř oblasti ohraničené jeho obrysem, je tvořena barvou nebo rastrem. Výplní lze znázornit kvalitativní i kvantitativní vlastnosti jednoduchého jevu. Podobná je i možnost využití výplně pro strukturovaný jev, jehož popis tvoří více složek. U některých plošných znaků může výplň chybět, resp. vnitřní část znaku nemusí být vyplněna barvou či rastrem. Takový znak nebude mít schopnost překrýt znaky, které jsou vytisknuty pod tímto znakem. Zásady použití barevné výplně vycházejí ze základních zásad pro práci s barvami a jsou součástí kapitoly Barvy v tematické kartografii. Druhý způsob provedení výplně plošného znaku představuje rastr, který je tvořen pravidelně či nepravidelně rozmístěnými bodovými nebo liniovými kartografickými znaky. Vzniká tak bodový rastr (angl. dot patterns) nebo liniový rastr (angl. line patterns). Vzhled rastru ovlivňují jeho optické parametry, kterými jsou struktura, velikost nebo tloušťka, hustota a směr (obrázek 41). Kombinací těchto parametrů lze získat velice pestrou škálu podob rastru. Rastr se používá pro vyjádření kvalitativních i kvantitativních veličin. V kartografické praxi jsou to barevné i 51

černobílé rastry, přičemž jejich použití bývá často závislé na možnostech výstupního tiskového zařízení.

Obrázek 41 Optické parametry rastru

Kvalitativní rastr má rozlišovací funkci a proto v mapě tvoří výplň plošných znaků, které znázorňují kvantitativní charakteristiky objektů, jevů a procesů. Optické parametry, ovlivňující výslednou podobu kvalitativního rastru, jsou struktura a směr. Kvalitativní rastr tvoří často výplň plošných znaků jednoho ze zobrazených témat, které se v mapách překrývá s plošnými znaky jiných témat. Použití plnobarevné výplně by totiž způsobilo překrytí plošných znaků v níže vykresleném tématu plošnými znaky tématu, které je vykresleno výše. Příkladem je znázornění areálu vojenského újezdu v turistické mapě (obrázek 42). Rastrová výplň areálu vojenského újezdu dovoluje čtenáři číst obsah témat, která jsou v hierarchii vykreslena níže. Kvalitativní rastr se hodí jako výplň plošných znaků v tematické mapě, jejíž mapový podklad tvoří ortofotosnímek. Důležitá je však hustota rastru, který musí čtenáři mapy umožňovat čtení plošných znaků, umístěných pod rastrem. Někteří tvůrci map si tuto možnost neuvědomují a často používají plnobarevnou plošnou výplň, zobrazenou s částečnou průhledností (angl. transparency). Tato technika umožňuje, viditelnost plošných znaků v pozadí (např. ortofotosnímku), ale současně je porušena zásada úplnosti legendy. V důsledku míchání barev transparentní výplně plošných znaků v popředí s barvami plošných znaků nebo rastrových dat v pozadí, dochází ke vzniku barev, které nelze nalézt v legendě mapy.

52

Obrázek 42 Ukázka použití kvalitativního rastru (zdroj: turistická mapa Oderské vrchy, KČT)

Pro znázornění kvantitativních charakteristik kartografických areálů se používá kvantitativní rastr, jehož optickými parametry jsou velikost nebo tloušťka a hustota. Optické parametry rastru rozhodují o zaplnění jednotkové plochy bodovými nebo liniovými znaky, jimiž je rastr tvořen. Míra zaplnění jednotkové plochy se označuje jako intenzita rastru (angl. dot patterns density, line patterns density). Intenzita rastru ovlivňuje vizuální vjem čtenáře mapy a tím se podílí na přenosu sdělení, obsahujícího kvantitativní informaci. Funkce kvantitativního rastru je založena na jednoduchém principu. Čím intenzívnější je rastr, tím intenzívnější hodnotu vyjadřuje. Intenzitu rastru lze stupňovat zvětšováním tloušťky linií nebo velikosti teček, případně zvyšováním hustoty linií nebo teček. Při sestavování stupnice pro rastrovou výplň je třeba mít na paměti, že na opačných pólech stupnice nestojí jako minimální resp. maximální intenzita bílá resp. černá barva.

Obrázek 43 Plnobarevná výplň a kvantitativní rastr pro vyjádření kvantitativních údajů (zdroj: Gruver)

53

Změnu intenzity rastru je nevhodné zajišťovat změnou směru linií nebo změnou struktury rastru. Takové změny mohou vést čtenáře k chybné interpretaci, neboť vyjadřují změnu kvality. Princip použití kvantitativního rastru je zřejmý z obrázku 43. Intenzita rastru ve výplni plošných znaků graduje v pěti stupních a tím vyjadřuje rostoucí intenzity znázorněné veličiny v jednotlivých areálech. Principem využití stupňované intenzity plošné výplně se detailně zabývá kapitola Metoda kvantitativních areálů. 7.3.2 Obrys plošného znaku Obrysem plošného znaku se rozumí linie, která ohraničuje vnitřní část znaku s výplní či bez výplně. Obrys je znázorněn liniovým znakem, který může nést všechny vlastnosti liniového znaku, které byly popsány v předchozí kapitole. Tyto vlastnosti obrysové linie mohou sloužit k vyjádření kvalitativních vlastností znázorněného plošného jevu. Po prostudování této kapitoly již rozumíte úloze mapových znaků, používaných při tvorbě tematických map. Znáte rozdělení mapových znaků do kategorií na základě jejich geometrického charakteru. Nyní již máte znalosti, které vám umožní porozumět metodám tematické kartografie, které jsou předmětem dalších kapitol tohoto výukového textu. Kontrolní otázky 1) Uveďte optické parametry bodového znaku a upřesněte, jaký je základní princip využití těchto parametrů pro znázornění kvalitativních a kvantitativních charakteristik objektů, jevů a procesů. 2) Uveďte optické parametry liniového znaku a upřesněte, jaký je základní princip jejich využití pro znázornění kvalitativních a kvantitativních charakteristik objektů, jevů a procesů. 3) Uveďte optické parametry plošného znaku a upřesněte, jaký je základní princip využití těchto parametrů pro znázornění kvalitativních a kvantitativních charakteristik objektů, jevů a procesů. Úlohy pro samostudium 1) Nastudujte možnosti webové aplikace ColorBrewer (http://colorbrewer2.org/) při volbě barev. Naučte se aplikaci ovládat, abyste následně dokázali provádět volbu barev obrysu a výplně plošných znaků. 2) Nastudujte praktické použití webové aplikace Map Symbol Brewer (http://www.carto.net/schnabel/mapsymbolbrewer/).

54

8

Kompozice tematických map

K cílům této kapitoly je představit tzv. kompoziční prvky mapy a vysvětlit jejich význam a smysl uspořádání na disponibilní ploše mapového listu. Dalším cílem kapitoly je vysvětlit základní principy, které je třeba dodržovat při sestavování legendy tematické mapy Kapitola obsahuje vymezení pojmu kompozice tematické mapy a dále se zabývá představením kompozičních prvků, z nichž některé jsou samozřejmou součástí mapy a jiné se využívají volitelně. Kapitola se zabývá rovněž základními principy, které je nutné brát v úvahu při sestavování legendy tematické mapy. Jedná se o úplnost, nezávislost, uspořádanost, srozumitelnost legendy a dále o soulad legendy s označením v mapě. Předpokladem pro úspěšné studium této kapitoly je dostatečná znalost obsahu předchozích kapitol tohoto výukového textu.

Získáte:  znalost základních kompozičních prvků tematické mapy a pravidel jejich použití,  informace o nadstavbových kompozičních prvcích tematické mapy a důvodech a pravidlech jejich použití v mapě,  znalosti obecný principů potřebných pro sestavení legendy. Budete umět:  správně použít kompoziční prvky v tematické mapě,  navrhnout název tematické mapy,  posoudit předloženou tematickou mapu s ohledem na správnost rozložení jednotlivých kompozičních prvků,  aplikovat obecné principy, potřebné pro sestavení legendy, na návrh tematické mapy, vytvořené některou z metod, uvedených v následujících kapitolách. Budete schopni:  posoudit, které nadstavbové kompoziční prvky má smysl umístit do připravované tematické mapy, s ohledem na její nosné téma, cílovou skupinu čtenářů, použitou metodu tematické kartografie,  aplikovat pravidla, zásady a doporučení, kterými se v tematické kartografii řídí použití jednotlivých typů kompozičních prvků mapy.

55

Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 180 minut. Další čas budete potřebovat na úlohy pro samostudium.

Důležitým krokem v procesu tvorby tematické mapy, který musí provést každý autor, je zajištění finálního vzhledu připravovaného díla. K tomu musí být stanoveno měřítko mapy, kartografické zobrazení a musí být vyřešena (sestavena) i kompozice tematické mapy (tzv. zrcadlo mapy). Tím se rozumí způsob rozmístění kompozičních prvků mapy na použitém nosiči. Pro tradiční mapu je nosičem zpravidla listu papíru či jiného materiálu. V případě mapového díla s definovaným systémem kladu mapových listů, jsou rozměry listů předem jasně dané a rovněž rozmístění kompozičních prvků je striktně určeno (obrázek 44). To se týká základních státních mapových děl a tematických státních mapových děl.

Obrázek 44 Ukázka kompozice mapového listu Základní mapy 1 : 10 000 (zdroj: ČÚZK)

Podobné pravidlo může být dodrženo i pro tematické mapy na podkladu základních státních mapových děl, na jejichž vyhotovení se nepodílejí instituce státu. To se týká například map vznikajících v rámci odborné činnosti soukromých subjektů či univerzitních a výzkumných pracovišť. Sestavení kompozice tematické mapy se provádí s ohledem na zvolený účel mapy a s uvážením, kdo bude čtenářem mapy. Důležitý je rovněž způsob, jakým bude mapa v praxi využívána. 56

Při řešení kompozice ostatních tematických map není stanovena povinnost dodržovat natolik přísné požadavky, které jsou aplikovány při tvorbě státních mapových děl. Každý autor mapy by však měl dodržovat zavedené kartografické zásady, pravidla a doporučení. Na základě znalosti měřítka, kartografického zobrazení a po vyřešení kompozice mapy se ujasní rozměry nosiče. Schematické znázornění možných způsobů řešení kompozice tematické mapy je na obrázku 45. Zcela specifickou problematiku představuje publikování elektronických map na zobrazovacím zařízení počítačů, tabletů, mobilních zařízení apod. Dynamicky publikované mapy mohou být zobrazeny v různých měřítcích, která lze měnit podle požadavků uživatele aplikace. Displej přístroje slouží jako uživatelské rozhraní pro přístup do databáze a navíc i pro ovládání programového vybavení, kterým je mapa publikována. Kompozice dynamicky publikovaných map se tedy často dynamicky mění podle okamžitých požadavků čtenáře mapy, který je současně i uživatelem programu. Uvedená problematika není součástí náplně tohoto učebního textu a zájemci o toto téma mohou najít bližší informace ve specializované literatuře.

Obrázek 45 Možnosti kompozice tematických map

Po ujasnění rozměrů nosiče má autor k dispozici jasně vymezený prostor, v němž řeší kompozici mapy. V tomto prostoru musí vhodně rozmístit základní kompoziční prvky mapy, tedy mapové pole, název mapy, měřítko, legendu, tiráž. V mapě mohou být podle potřeby a uvážení autora využity i nadstavbové kompoziční prvky, kterými

57

jsou vedlejší mapy, směrovka, tabulky, grafy, diagramy a schémata, blokdiagramy, loga, vysvětlující texty, rejstříky a obrázky (tabulka 3). Tabulka 3 Zásady použití kompozičních prvků v tematické mapě

Název kategorie prvků

Povinnost použití v mapě

Základní kompoziční prvky jsou název mapy legenda

vždy součástí mapy, do níž mohou být začleněny různými způsoby - musí být na mapovém listu vždy uveden - musí být vždy součástí samostatné tematické mapy - nemusí být součástí každého listu, který tvoří mapové dílo - může být samostatnou přílohou mapového díla členěného po listech na základě systému kladu mapových listů měřítko - musí být vždy uvedeno v některé ze dvou obvyklých forem tiráž - musí být vždy součástí samostatné tematické mapy - nemusí být součástí mapových listů, které tvoří mapové dílo mapové pole - musí být vždy bez výjimky součástí mapy Nadstavbové kompoziční nejsou povinné a mohou být použity výhradně prvky na základě tvůrčích úmyslů a potřeb autora mapy směrovka - pokud chybí, je sever směrem k hornímu okraji mapy logo - není povinné tabulka - není povinná graf, diagram - obě grafické formy znázornění statistických dat nejsou povinné často vedlejší mapa - není povinná, často však zobrazuje v detailu část (hlavního) mapového pole nebo uvádí do prostorového kontextu území zobrazené v (hlavním) mapovém poli vysvětlující texty - nejsou povinné, ale často významně upřesňují obsah mapy rejstřík - není povinný, je-li však součástí, tiskne se na rub listu mapy Pomocí nadstavbových kompozičních prvků sděluje autor mapy čtenáři některé další informace, které nejsou zásadní, ale přesto mohou být pro mapu přínosem. Výrazové prostředky (velikost plochy, barvy, šrafování, tloušťka čar apod.), jimiž se nadstavbové kompoziční prvky v mapě realizují, musí být v souladu s jejich

58

významem, který není klíčový. Nesmí být tedy narušena dominantnost základních kompozičních prvků, především mapového pole a názvu mapy.

8.1 Mapové pole „Mapové pole je plocha, na které je zobrazen obsah mapy, ohraničená vnitřními rámovými čarami“ (Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí). Jedná se logicky nejvýznamnější kompoziční prvek, jemuž je věnována pozornost ve většině kapitol tohoto výukového textu. Obsah mapového pole je vytvořen některou z metod tematické kartografie a často také kombinací dvou a více těchto metod (tabulka 4). Každá metoda tematické kartografie využívá nejméně dva vyjadřovací prostředky, které jsou shrnuty v kapitole Znak a úloha znaku v kartografii. Nejvýznamnější metody tematické kartografie jsou představeny v samostatných kapitolách tohoto výukového textu. Většina učebnic, zaměřených na tematickou kartografii, používá rozdělení metod znázornění do dvou základních skupin na metody kvalitativní a metody kvantitativní. Kvalitativní metody tematické kartografie jsou určeny pro prezentaci objektů, jevů a procesů, jejichž charakteristiky jsou popisovány daty, která mají kvalitativní charakter. Naopak pro znázornění objektů, jevů a procesů, které jsou popisovány kvantitativními daty, jsou určeny metody pro znázornění kvantitativních charakteristik. Tabulka 4 Přehled metod tematické kartografie

Kategorie metod tematické kartografie Kvalitativní metody

Kvantitativní metody

Název a alternativní názvy metody Metoda bodových (figurálních) znaků Metoda liniových znaků Metoda plošných znaků (metoda kvantitativních areálů, metoda areálová) Metoda izolinií Metoda kvantitativních areálů (metoda kartogramu) Metoda dasymetrická Metoda proporcionálních bodových znaků (bodový a plošný kartodiagram) Metoda stuhová

8.2 Název mapy „Název mapy je slovní označení charakterizující obvykle zobrazené území, druh mapy, popř. měřítko mapy“ (ČSN 73 0401). Bývá formulován tak, aby obsahoval věcné vymezení, prostorové vymezení a časové vymezení problematiky, kterou mapa zobrazuje jako hlavní téma. Název mapy (angl. map title), a někdy i upřesňující vedlejší název mapy neboli doplněk názvu mapy (angl. map sub-title), se obvykle umisťují k hornímu okraji mapy. Nejčastěji jsou horizontálně vycentrované, aby byla 59

zajištěna symetrie vzhledem k vertikální ose mapového listu. Název mapy se píše velkými písmeny a vždy obsahuje věcné vymezení znázorněné problematiky. Pro vedlejší název mapy se používá menší velikost fontů než pro název mapy a je napsán malým písmem s výjimkou těch, která jsou podle pravidel pravopisu velká. Vedlejší název mapy vyjadřuje prostorové vymezení nebo časové vymezení hlavního tématu, případně vymezuje téma jak prostorově tak časově. Název mapy je velice důležitý pro prvotní orientaci čtenáře, a proto musí být využity fonty, které jsou nejsnáze čitelné. Zcela vyloučeny jsou rody písma, obsahující vlasové čáry. Pro zajištění snazší čitelnosti se nedoporučují ani písma patková. Nejvhodnější font je arial, který se nejvíce blíží tradičnímu rodu grotesk. Písmo názvu mapy i vedlejšího názvu mapy musí být dostatečně velké, aby kompoziční prvek dominoval na mapovém listu. V názvu mapy se nepoužívá slovo „mapa“. Výjimky z tohoto pravidla lze najít v některých státních mapových dílech. Inspiraci lze najít v následujících příkladech názvů map, zobrazujících problematiku trhu práce. MÍRA NEZAMĚSTNANOSTI V PARDUBICKÉM KRAJI K 31. 12. 2009 VÝZNAMNÍ ZAMĚSTNAVATELÉ VE ZLÍNSKÉM KRAJI v roce 2008 DLOUHODOBĚ NEZAMĚSTNANÍ v okresech Moravskoslezského kraje k 31. 12. 2009 NÁRŮST NEZAMĚSTNANOSTI v okresech Severočeského kraje v období 1. 7. - 31. 12. 2009

Při sestavování názvu mapy je třeba vyjít z dominantního tématu, které je v mapě zobrazeno. Název mapy není konečný, dokud není definitivně sestavena celá mapa. Případné změny náplně mapy v průběhu její tvorby musí být promítnuty i do názvu. Sestavení názvu mapy obvykle činí začátečníkům problémy.

8.3 Legenda V legendě nachází čtenář mapy výklad mapových znaků, včetně významu barevných stupnic a velikostních měřítek. Některá mapová díla, která pokrývají území větším počtem mapových listů, mají legendu odděleně v samostatné příloze. Jako příklad lze uvést Základní mapy České republiky, pro které je k dispozici několik měřítkových řad (1 : 10 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000, 1 : 200 000) nebo autoatlasy, v nichž najdeme přílohu zpravidla na několika samostatných stranách, které jsou součástí publikace. V takovém případě tedy není legenda součástí konkrétního listu mapového díla.

60

V samostatných tematických mapách je legenda umístěna ve vhodné části mapy s ohledem na disponibilní prostor, který souvisí s tvarem zobrazeného území, s měřítkem mapy a dále s ostatními kompozičními prvky (obrázek 45). Legenda se neoznačuje slovem „Legenda“, nýbrž textem, který bude více vypovídat o jejím obsahu. Některé programy pro tvorbu map, např. aplikace ArcMap z programového balíku ArcGIS Desktop, tento požadavek neakceptují a nadepíší legendu slovem „Legend“ či „Legenda“ (v české lokalizaci programu). Toto slovo je vhodné odstranit nebo jej nahradit jiným, vhodnějším textem. Legenda, která představuje znakový klíč konkrétní mapy, je zpracována na základě obsahu této mapy. Při sestavování legendy, což je náročný úkol kartografa, je třeba dodržet obecné zásady, které přispívají k bezproblémovému využití ze strany čtenáře. Jedná se o zásady, jimiž se zajišťuje úplnost, nezávislost, uspořádanost, srozumitelnost legendy a soulad legendy s označením v mapě. Zatímco porušení některých zásad sestavování legendy je způsobeno nepozorností či opomenutím, porušení jiných zásad může mít příčiny v nesprávné koncepci při návrhu sémantického významu použitých znaků. 8.3.1 Úplnost legendy Legenda každé mapy musí být úplná, což znamená, že všechny vyjadřovací prostředky, použité v mapovém poli, musí být obsaženy v legendě a naopak všechny znaky, vysvětlené legendou, musí být použity v mapovém poli. Chybou je tedy výskyt vyjadřovacího prostředku, použitého v mapovém poli, pro který chybí v legendě vysvětlení. Podobně závažnou chybou je i výskyt vysvětlení určitého vyjadřovacího prostředku v legendě, aniž by byl obsažen v mapovém poli. Samozřejmostí tematické mapy je, že její legenda se soustředí především na vysvětlení tematického obsahu. Použité prvky topografického podkladu by legenda měla obsahovat pouze tehdy, jestliže se jedná o prvky, jejichž použití je neobvyklé vzhledem k zvláštnostem území. 8.3.2 Nezávislost legendy Nezávislost legendy vychází z požadavku na existenci jednoznačného vztahu mezi znaky obsaženými v legendě a prvky obsahu mapového pole. Porušení této zásady nastane, jestliže k objektu v mapovém poli lze přiřadit více než jeden symbol. Tento nedostatek struktury legendy přináší problémy zcela zásadního charakteru. Lze si j představit na příkladu rodinného domu, kterému by mohl být v legendě přiřazen význam jak “budova” tak “budova pro bydlení”. Postačuje-li tvůrci mapy znázornění budov bez rozlišení jejich funkce, nemá kategorie “budova pro bydlení” v legendě co dělat. Jestliže je však cílem znázornit v mapě budovy s rozlišením jejich funkce, je třeba kategorii “budovy” strukturovat na podrobněji charakterizované kategorie budov, tedy např. průmyslové budovy, zemědělské budovy, administrativně-správní budovy apod.

61

8.3.3 Uspořádanost legendy Legenda je uspořádaná tehdy, jestliže ji tvoří systém znaků uspořádaných do skupin, v nichž se nacházejí znaky významově podobné. I v jednoduchých legendách se může uplatnit hierarchické strukturování znaků patřících do stejné kategorie. Například hranice administrativně-správních územních jednotek mohou být strukturovány na státní, krajské, okresní a obecní hranice. Časté je i strukturování sídel do určitého počtu kategorií podle počtu obyvatel. 8.3.4 Srozumitelnost legendy Ke srozumitelnosti legendy přispívá, jestliže její autor správně zhodnotí požadavky, kladené na mapu okruhem potenciálních čtenářů a těmto požadavkům přizpůsobí kartografické vyjadřovací prostředky a v souvislosti s nimi i legendu. Přitom je potřebné dbát na dodržování všech kartografických zásad, pravidel a zvyklostí, které jsou důležité pro srozumitelnost jazyka mapy. Správně sestavená legenda je snadno zapamatovatelná, při jejím dekódování lze do určité míry použít intuici. Kategorie tematické mapy a z toho vyplývající složitost a obsáhlost zpracovaného tématu, vyžadují odpovídající legendu. Legenda tematických map se rozlišuje do kategorií jednoduchá, kombinovaná, složená kombinovaná. Zatímco jednoduchá legenda je typická pro analytické mapy, kombinovaná legenda se vyskytuje na komplexních mapách a je charakteristická výkladem několika témat, které tento druh map kombinuje. Kombinovaná legenda často využívá strukturování témat do hierarchických úrovní. Složená kombinovaná legenda se využívá v syntetických mapách, které jsou velmi složité tím, že syntetizují více témat, na základě nichž byly vytvořeny. Jedná se o legendu, jejíž dekódování vyžaduje speciální znalosti a jsou obvykle využívány odborníky některých profesí (klimatologie, urbanismus a územní plánování, aj.). Kromě uvedeného způsobu klasifikace legend lze využít členění legendy na typologické, regionální, chronologické. Typologické legendy najdeme především v mapách, v nichž se provádí klasifikace prvků obsahu. Chronologické legendy jsou součástí map, znázorňujících vývoj sledovaného jevu ve vymezeném časovém období. Tento druh legendy umožní čtenáři dekódovat zobrazený jev, například vývoj nezaměstnanosti v území na základě některého z relevantních parametrů (např. míry nezaměstnanosti) 8.3.5 Soulad legendy s označením v mapě Tato zásada vyžaduje, aby kterémukoli znaku v legendě odpovídal stejně provedený znak v mapovém poli. Požadovaný soulad se týká optických vlastností kartografického znaku (barva, velikost, orientace, apod.), které budou vysvětleny v následujících kapitolách. Nedodržení tohoto požadavku může mít zásadní dopad na reálné možnosti čtenáře interpretovat obsah mapového pole podle legendy. Názorným příkladem nedodržení této zásady je výskyt odlišné barevné stupnice v mapovém poli kartogramu a v legendě. V takovém případě nelze odečíst znázorněné kvantitativní hodnoty. Jiným příkladem je výskyt odlišného symbolu pro 62

vyznačení státní hranice v mapovém poli a v legendě. Přestože oba znaky si mohou být podobné (shoduje se většina optických vlastností), viditelně odlišná tloušťka použitých čar je tím, co vyvolává nesoulad.

8.4 Měřítko „Měřítko mapy je poměr zmenšení nezkreslené délky v mapě k odpovídající délce ve skutečnosti; označuje se výrazem 1 : M, kde M je měřítkové číslo“ (Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí). Měřítko (angl. scale) připravované mapy je určováno jejím účelem a zaměřením. Na měřítku závisí podrobnost mapy a přesnost znázornění jednotlivých prvků. Od měřítka mapy lze dále odvodit i rozsah území, který bude možno na mapě znázornit. Naopak při známém měřítku a rozsahu území, které je třeba v mapě znázornit, lze stanovit i velikost mapového listu, který bude pro mapu potřebný. Měřítko lze do mapy uvést v některé ze tří forem jako měřítko číselné, měřítko grafické nebo měřítko slovní. „Číselné měřítko (angl. numerical scale) je číselné vyjádření měřítka mapy v podobě 1 : M (např. 1 : 25 000), kde M je měřítkové číslo“ (Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí). Číselné měřítko je tedy zlomek, v němž právě měřítkové číslo rozhoduje o rozdělení map do měřítkových kategorií. Čím větší je měřítkové číslo, tím menší hodnotu zlomek vyjadřuje a tím menší je tedy měřítko mapy. A naopak čím menší je měřítkové číslo, tím větší hodnotu zlomek vyjadřuje a tedy tím větší je měřítko mapy (tabulka 5). Tabulka 5 Význam měřítkového čísla pro měřítko mapy a označování měřítkových kategorií map

Mapy středního měřítka

velkého měřítka

malého měřítka

„Grafické měřítko (angl. graphical scale, scale bar, graphic scale) je úsečka rozdělená na dílky, jejichž délky na mapě odpovídají číselně vyjádřeným skutečným délkám“ (ČSN 73 0401). Grafické měřítko je nejvhodnější, protože zůstává v platnosti i při změně rozměrů mapy v důsledku srážky papíru nebo při kopírování reprografickými technikami, u nichž nelze mít měřítko kopírování vždy přesně pod kontrolou. 63

1 : 5 000 00 0

1 : 2 000 000

1 : 1 000 000

1 : 750 000

1 : 500 000

1 : 250 000

1 : 200 000

1 : 100 000

1 : 75 000

1 : 50 000

1 : 25 000

1 : 10 000

1 : 5 000

1 : 2 880

1 : 1 440

1 : 1 000

1 : 500

←klesající hodnoty měřítkového čísla ↔ rostoucí hodnoty měřítka čísla → ← rostoucí hodnoty měřítka ← ↔ → klesající hodnoty měřítka →

Jedno ze základních kartografických pravidel vyžaduje, aby měřítko mapy bylo pokud možno standardní. Při vytváření map mnohdy dochází v zájmu co nejlepšího využití nosiče k použití měřítek, která jsou mimo standardní měřítkové řady. V takových případech se do mapy nevkládá nestandardní číselné měřítko, např. 1 : 127 000, nýbrž plně postačující grafické měřítko. Pokud jsou však dodrženy ostatní požadavky na využití měřítka, lze takový postup považovat za akceptovatelný. V levé části grafického měřítka je možno provést jeho zjemnění, což v praxi znamená rozdělení stupnice této části s cílem umožnit odečítání kratších vzdáleností. Jak hlavní tak i vedlejší dělení měřítka má být dekadické.

Obrázek 46 Různé styly chybných (vlevo) a správných (vpravo) měřítek (zdroj: Seeman, 2012)

Slovní měřítko se uvádí pouze na mapách, jejichž zkreslení je ve všech směrech zanedbatelné. Na mapách malých měřítek se slovní měřítko nepoužívá. Správná formulace pro zápis slovního měřítka je „1 cm na mapě odpovídá 2 km ve skutečnosti.“ Programové nástroje, které se v současnosti využívají pro tvorbu map (ArcMap ArcGIS Desktop, MAPublisher, QGIS, TransCAD apod.), umožňují vložit do mapy grafické měřítko v některém z bohaté řady stylů, obsažených v knihovně grafických měřítek. Na obrázku 46 vlevo jsou ukázky chybných měřítek, zatímco v pravé části obrázku 46 jsou ukázky správných měřítek. Znalost měřítka mapy a dovednosti základních matematických výpočtů na základě měřítka, si z výuky zeměpisu odnášejí již žáci základních škol. Proto je naprosto samozřejmé, že tato látka se na úrovni vysokoškolského studia považuje za zvládnutou a ve výuce tematické kartografie jí není věnována pozornost. Znalosti měřítka mapy a dovednosti výpočtů však budou prověřovány s cílem motivovat posluchače k doplnění chybějících znalostí,

64

8.5 Tiráž Tiráž mapy má stejný účel jako tiráž knihy, tedy poskytnout čtenáři upřesňující informace spojené se vznikem mapy. Čtenář mapy čte tiráž z bezprostřední blízkosti (podobně jako text knihy) a proto postačuje písmo o velikosti, která tomu odpovídá. Tiráž lze najít většinou v levé dolní části mapy u spodního okraje. Není to však striktní doporučení. Obsáhlejší tiráž lze členit na více částí, které se následně umístí do vhodných částí mapového listu. Přehled údajů, které se obvykle uvádějí v tiráži, je v tabulce 6. Tabulka 6 Ukázka nejčastějších údajů, uváděných v tiráži profesionálně vyhotovených tematických map

Název mapy: Vydavatel: Aktualizace mapové části Aktualizace textové části Aktualizace pěších a lyžařských tras Aktualizace cyklotras Lektor mapy Datum redakční uzávěrky Náklad Pořadí vydání Tisk Druh tisku Údaje o papíru Zdroj topografického podkladu Zdroje tematického obsahu ISBN

MORAVSKOSLEZSKÉ BESKYDY, Soubor turistických map 1 : 50 000 TRASA, spol s.r.o., Seydlerova 2451, 158 00 Praha 5 Stanislav Duchek Stanislav Duchek Ing. Ludvík Čvanda, Stanislav Duchek Dr. Ing. Jan Břuska Ing. Vladimír Pohorecký 10. 6. 2010 12 000 výtisků 5. vydání VKÚ Harmanec, s.r.o. offset gramáž 120 g.m-2 © ČR - Zeměměřický úřad, 2007 © Klub českých turistů 978-80-7324-249-7

Takto rozsáhlou tiráž však mají většinou mapy vytvářené a vydávané profesionálně, kdy se na jejím vzniku podílí kolektiv autorů. Pro tematické mapy, vytvářené v jednotlivých výtiscích nebo v malých nákladech pro omezený okruh čtenářů, postačí stručná tiráž. V té by mělo být uvedeno kartografické zobrazení, jméno autora mapy, název vydávajícího subjektu, jméno lektora či lektorů mapy (tedy jméno připomínkoval specialisty), copyright mapy, zdroje mapového podkladu a zdroje tematického obsahu. Při praktické tvorbě mapy v prostředí počítačového programu se tiráž vkládá jako grafický objekt typu textové pole nebo tabulka, jehož polohu v mapovém listu a dále jeho obsah i vnější podobu je možno měnit pomocí editačních nástrojů.

8.6 Směrovka Směrovka (angl. north arrow) je grafický symbol (často v podobě magnetické střelky kompasu) vyjadřující orientaci mapy vůči světovým stranám. Směrovka patří mezi nadstavbové kompoziční prvky, protože její použití v mapě není povinné, jestliže 65

mapa obsahuje síť poledníků a rovnoběžek či jestliže mapa zobrazuje (tvarově) známé území. Směrovka není vyžadována rovněž u map, které jsou součástí mapového díla, jehož orientace je vyjádřena společně a jednotně pro všechny mapové listy. V ostatních případech je použití směrovky povinné. Při posouzení, zda tvar zobrazeného území je pro čtenáře známý, lze předpokládat, že pro občana České republiky by obrys území státu známý být měl. Vzniká-li mapa jako příloha dokumentu určeného pro čtenáře neznalého tvaru České republiky (tedy občana cizího státu), měla by být směrovka její samozřejmou součástí. Též nelze předpokládat, že každý občan zná tvar jednotlivých krajů či okresů ČR. Prostředí programových nástrojů, používaných pro tvorbu map, nabízí uživatelům možnost vložit směrovku, vybranou z bohaté knihovny grafických stylů směrovek (obrázek 47). Při použití programů, jejichž prostředí není dokonale lokalizováno do českého jazyka, odpovídá označení světových stran počátečním písmenům slov vyjadřujících světové strany v angličtině (N - North, S - South, E - East, W – West).

Obrázek 47 Ukázka knihovny směrovek v prostředí ArcGIS Desktop ArcMap

Mapa, vytvořená v českém jazyce, by však měla být dokonalá i při označování světových stran, tedy S - sever, J - jih, V - východ, Z - západ. Tvůrce mapy by měl provést odpovídající přizpůsobení.

8.7 Logo Logo je grafický symbol, který má vztah k tématu mapy, autorovi, vydavateli či jiným aspektům mapy. Použití loga v podmínkách firmy, instituce veřejné správy, vysoké školy apod. často podléhá specifických předpisům, upravujícím dodržování vizuálního stylu.

66

8.8 Tabulka Některé mapy mohou být doplněny nadstavbovým kompoziční prvkem - tabulkou, upřesňující vstupní údaje, na základě nichž byla mapa zhotovena. K tomu přistupuje autor mapy, jestliže potřebuje sdělit čtenáři přesné hodnoty určité veličiny, které není možno odečíst na základě ostatních kompozičních prvků. Do map se vkládají zpravidla jen jednoduché přehledné tabulky, které svým rozsahem nekomplikují čtení mapy. Možnost vložení tabulky do mapy nabízí jako standardní krok řada programových nástrojů, používaných pro tvorbu map. Do mapy lze často vložit tabulku, která zobrazující data některé z databázových tabulek (DBF, MDB) nebo tabulku z některého tabulkového kalkulátoru (XLS). Tyto tabulky se obvykle vkládají pomocí některé z technologií, zajišťujících vzájemnou komunikaci mezi programy (technologie OLE, DDE, COM). To v praxi znamená, že pokud se změní některé hodnoty ve zdrojové tabulce, projeví se tato změna i v tabulce, která je vložena v mapě.

8.9 Grafy a diagramy Grafy a diagramy představují jednu z řady forem grafického znázornění údajů v mapě. Kvantitativní údaje lze snadno zpracovat v prostředí tabulkového kalkulátoru (např. MS Excel, OpenOffice Calc) a vytvořit graf (funkce) nebo diagram (hodnot), který se následně může stát součástí mapy jako samostatný kompoziční prvek. Pojmem diagram se označují i schémata, znázorňující vztahy, strukturu či vývoj (např UML-diagramy, či jiné typy vývojových diagramů). Pokud jsou tyto typy diagramů vytvořeny ve vhodném programovém nástroji, jsou možnosti použití v mapě obdobné jako u grafů funkcí či diagramů pro znázornění hodnot. Do mapy je vhodné vkládat grafy či diagramy, připravené pomocí specializovaných programů jako jsou MS Excel, OpenOffice Calc, UML-editory apod., které umožňují komunikaci založenou na technologiích OLE, DDE či COM. Při konstrukci mapy lze diagramy využít rovněž v rámci kartografické metody kartodiagramu, kdy se stávají součástí mapového pole. V této souvislosti však diagram není samostatným kompozičním prvkem mapy.

8.10 Vedlejší mapa Pojmem vedlejší mapa nebo také příložná mapa se označuje „mapa ve větším měřítku než je základní měřítko mapy, ke které tvoří přílohu; zobrazuje část území s hustým polohopisem nebo výškopisem (obvykle část intravilánu), která se nedá zobrazit v základním měřítku mapy“ (Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí). V souvislosti se zavedením pojmu vedlejší mapa je třeba vymezit i pojem hlavní mapa, což je „mapa, která je doplněna jednou nebo více vedlejšími, zpravidla 67

podrobnějšími mapami“ (Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí). Jakákoliv vedlejší mapa bývá ohraničena rámečkem, který zajišťuje optické oddělení od zbývajících kompozičních prvků hlavní mapy. Vedlejší mapu je třeba doplnit názvem (je-li odlišný od názvu hlavní mapy) a většinou i legendou a měřítkem. Výše uvedené vymezení pojmu vedlejší mapa není úplné, neboť tato slouží často také jako lokalizační mapa nebo se jedná o výřez z přehledu kladu mapových listů. Lokalizační mapa ukazuje prostorový kontext území znázorněného hlavní mapou v základním měřítku. Měřítko vedlejší mapy s lokalizačním významem je výrazně menší než měřítko hlavní mapy. Obsah lokalizační mapy bývá velice strohý. Jako příklad si lze představit mapu zobrazující umístění Olomouckého kraje na území České republiky. Přehled kladu mapových listů (angl. index map nebo sheet numbering scheme) „je soustava vnitřních rámových čar, udávající vzájemnou polohu a označení jednotlivých mapových listů mapového díla, vykreslená zpravidla v menším měřítku než mapové dílo; (u atlasu) přehledná mapa s vyznačením rámů a čísel (nebo stran atlasu) jednotlivých atlasových map“ (Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí). Výřez z přehledu kladu mapových listů je tedy typ vedlejší mapy, která se používá typicky na mapových listech státních mapových děl se systémem kladu mapových listů. Jejím úkolem je zobrazit aktuální mapový list v kontextu sousedních mapových listů a usnadnit čtenáři mapy orientaci v systému kladu mapových listů mapového díla.

8.11 Vysvětlující texty Další textové informace lze do mapy doplnit v podobě vysvětlujících textů. Ty představují nadstavbový kompoziční prvek, který se v prostředí počítačových programů do mapy vkládá podobně jako tiráž, ve formě grafického prvku obvykle označovaného jako textové pole. Po prostudování kapitoly již znáte pojem kompozice tematické mapy, a dále jste rovněž seznámeni s kompozičními prvky mapy, jako jsou mapové pole název mapy, legenda, měřítko, tiráž apod. Máte tedy již teoretické znalosti, které jsou zásadní pro přípravu vlastní tematické mapy. Kontrolní otázky 1) Vyjmenujte základní kompoziční prvky tematické mapy a vysvětlete, za jakých okolností nemusí být některé z nich umístěny na mapovém listu. 2) Vysvětlete, jaký význam mají nadstavbové kompoziční prvky tematické mapy, a vyjmenujte je. 3) Uveďte, zda k nadstavbovým kompozičním prvkům tematické mapy patří i směrovka.

68

Úlohy pro samostudium 1) Prohlédněte si elektronickou nápovědu k ArcGIS 10.x a v příslušné části si prostudujte technické možnosti, které nástroj nabízí uživateli při sestavení kompozice připravované mapy (http://resources.arcgis.com/en/help/main/10.1/index.html#//00s9000000070000 00).

69

9

Metody tematické kartografie

Cílem této kapitoly je představit nejpoužívanější metody tematické kartografie a vysvětlit, pro které fenomény okolního světa je ta která metoda nejvhodnější. Výklad se soustředí na historii metod, vysvětluje jejich základní princip a odkazuje na kartografické vyjadřovací prostředky, používané v rámci metody. V kapitole jsou představeny metody následující metody: metoda bodových znaků, metoda liniových znaků, metoda plošných znaků, metoda kótování, metoda izolinií, metoda kvantitativních areálů, metoda dasymetrická, metoda proporcionálních bodových znaků a dále několik metod určených pro znázornění prostorových interakcí. Předpokladem pro úspěšné studium této kapitoly je dostatečná znalost obsahu předchozích kapitol tohoto výukového textu.

Získáte:  informace o historii představených metod tematické kartografie,  znalost základního principu každé z metod,  znalosti potřebné pro přípravu dat, vhodných pro úspěšné aplikování vybrané metody.

Budete umět:  posoudit, kterou metodou znázornit typ fenoménu reálného a imaginárního světa,  použít případné varianty a modifikace některé z představených metody,  posoudit předloženou tematickou mapu s ohledem na správnost použité metody tematické kartografie, kterou byla taková mapa vytvořena. Budete schopni:  použít principy představených metod tematické kartografie v prostředí některého z programových nástrojů pro tvorbu tematických map,  eliminovat nedokonalost těchto programových nástrojů v případě, kdy nebudou poskytovat funkce dovolující aplikovat zavedená pravidla, principy a požadavky tematické kartografie.

70

Obsah kapitoly byste měli nastudovat za 450 minut. Další čas budete potřebovat na úlohy pro samostudium.

9.1 Metoda bodových znaků Metoda bodových znaků, označovaná i jako metoda figurálních znaků, slouží pro znázornění objektů, jevů a procesů včetně jejich charakteristik na mapě pomocí bodových znaků různého tvaru, velikosti, struktury, výplně a orientace. Metoda využívá bodový znak se všemi jeho optickými vlastnostmi jako samostatný vyjadřovací prostředek. Metoda je rozšířená jak v topografických, tak také v tematických mapách. Tvar, struktura, výplň a orientace znaku slouží ke znázornění kvalitativních charakteristik, protože mají rozlišovací funkci. Velikostí znaku se nejčastěji vyjadřují kvantitativní charakteristiky. Významnou roli mívá velikost znaku i při znázornění významu objektů ve stanovené hierarchii. Objekt, který je v hierarchii výše díky některé své vlastnosti, je znázorněn větším znakem než objekt umístěný v hierarchii níže.

9.2 Metoda liniových znaků Metoda liniových znaků znázorňuje v mapě objekty, jevy a procesy a také jejich charakteristiky pomocí liniových znaků s různou strukturou, tloušťkou, barvou a orientací. Metoda využívá liniový znak i se všemi jeho optickými vlastnostmi jako samostatný vyjadřovací prostředek. Metoda je rozšířená jak v topografických tak také v tematických mapách. Základní optická vlastnost liniového znaku pro znázornění kvalitativních vlastností je jeho struktura. Pestrá škála liniových znaků rozmanité struktury se vytváří vhodnou posloupností grafických prvků bodového, liniového či plošného charakteru. Liniové symboly bývají tvořeny jednou nebo i více takovými posloupnostmi, uspořádanými paralelně. Pro znázornění některých geografických prvků jsou tradičně respektovány již zavedené struktury liniových znaků. Nejznámějším příkladem jsou vodní toky, které se znázorňují modrou plnou čárou, jestliže jsou povrchové. Povrchovým občasným tokům je vyhrazena modrá čárkovaná čára. Vodní toky tekoucí pod povrchem jsou vykresleny modrou tečkovanou čárou. Liniové znaky mohou mít některou ze tří základních funkcí. 9.2.1 Identifikační liniové znaky Identifikační liniové znaky znázorňují a současně identifikují liniové objekty, jako jsou vodní toky, pozemní komunikace, liniové prvky inženýrských sítí apod. (obrázek 48). Při identifikaci se uplatní kombinace struktury, tloušťky i barvy liniového symbolu, v nichž je význam konkrétního znaku zakódován.

71

Obrázek 48 Ukázka identifikačních liniových znaků z legendy Základní mapy ZM10 (zdroj ČÚZK)

9.2.2 Hraniční liniové znaky Hraniční liniové znaky tvoří a vyznačují hranice mezi kvalitativními areály, tedy plošnými objekty nebo jevy. V mapách se jimi vyznačují například hranice administrativních či statistických územních jednotek jako jsou hranice států, okresů, katastrů, parcel. Hranice těchto typů areálů jsou zpravidla jednoznačně vymezeny. Je doporučeno (Voženílek et al, 2011), aby hranice takových areálů v tematických mapách byly znázorněny plnou čarou. V základních mapách ZM10 a ZM25 se hranice areálů vyznačují přerušovanými liniovými znaky, v základních mapách ZM50 a ZM100 jsou hranice nižší hierarchické úrovně vyznačeny přerušovanými liniemi a vyšší hierarchické úrovně plnými liniemi (Srovnávací seznam mapových značek Základních map ČR 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000 a 1 : 200 000). V některých mapách je hraniční liniový znak zvýrazněn lemovkou hranice (obrázek 49).

Obrázek 49 Ukázka hraničních liniových znaků z legendy Základní mapy ZM 1 : 50 000 (zdroj ČÚZK)

V mapě jsou často vykresleny hranice administrativních areálů, které jsou uspořádány podle hierarchie a podle zásady skladebnosti jednotek nižší hierarchické úrovně utvářejících větší a hierarchicky nadřazený celek. Hranice takových areálů se vykreslují liniovými znaky, které jsou odlišeny především tloušťkou a to v souladu s postavením územního celku v hierarchii. V úsecích se souběhem dvou a více hranic se vykreslují maximálně dva hraniční liniové znaky. V mapách topografického 72

charakteru se při souběhu hranic územně správních jednotek vykresluje pouze hraniční liniový znak, znázorňující nejvýznamnější hranici v souběhu. Hranice areálů, jejichž hranice nejsou vymezeny jednoznačné, se v tematických mapách znázorňují přerušovanou linií. Jedná se zpravidla o areály rozšíření rostlinných či živočišných druhů.

9.3 Metoda plošných znaků Metoda plošných znaků, označovaná také jako metoda areálová, se používá pro znázornění objektů a areálu s výskytem jevů a procesů a jejich kvalitativních charakteristik v mapě pomocí plošných znaků s různou výplní a obrysem. Metoda využívá plošný znak jako samostatný vyjadřovací prostředek, přičemž významnou roli hrají oba jeho proměnlivé optické parametry, tedy výplň a obrys (kapitola Znak a úloha znaku v kartografii). Oba parametry mají rozlišovací funkci, neboť na jejich základě čtenář mapy rozezná kvalitativní odlišnosti jednotlivých areálů. Metoda je velmi rozšířená jak v topografických tak také v tematických mapách a většinou je používána v kombinaci s jinými metodami topografické a tematické kartografie. Metodou plošných znaků jsou v mapách znázorňovány objekty a jevy, které jsou dostatečně velkoplošné. Posouzení, zda objekt je dostatečně velkoplošný, aby jej bylo možné znázornit metodou plošných znaků, lze provést na základě přepočtu plošného rozsahu do měřítka mapy. Po přepočtu výměry resp. rozlohy zkoumaného objektu resp. areálu výskytu jevu do měřítka mapy musí být obsah plošného znaku dostatečně velký. Dostatečná velikost plošného znaku je předpokladem pro úspěšné použití výplně, která musí být odlišitelná od jiných areálů v mapě a musí umožňovat vykreslení obrysu. Dalším důvodem pro dostatečnou velikost areálů bývá rovněž použití textů pro popis areálů a mělo by tedy být možné text do areálu umístit. 9.3.1 Modifikace výplně plošných znaků Při použití metody pracuje autor mapy především s výplní areálu, která je vizuálně více dominantní než obrys areálu. Výplň areálů musí být zvolena tak, aby zajistila dostatečnou rozlišitelnost znázorněných objektů či jevů podle kvalitativních charakteristik. Přitom platí, že shodné objekty nebo areály se znázorňují navzájem shodnými výplněmi. Příkladem jsou ostrovy Řecké republiky, které jsou na politické mapě znázorněny stejnou výplní jako kontinentální část Řecka, protože tvoří jeden státní útvar. Dále platí, že podobné objekty nebo areály se znázorňují navzájem podobnými výplněmi. Příkladem použití tohoto pravidla je administrativní mapa České republiky, kde okresy patřící do jednoho kraje jsou znázorněny odstíny zvoleného barevného tónu. Okresy uvnitř jednotlivých krajů jsou si tedy podobné barevnou výplní (obrázek 50). Třetí pravidlo požaduje, aby se různé objekty nebo areály znázorňovaly navzájem různými výplněmi. Pravidlo bylo použito v politické mapě Evropy, kde odlišné tóny barev výplně areálů zajišťují rozlišení jednotlivých států příslušejících k Evropě. Výplň areálů, tvořená provedená tóny barev nebo rastrem, musí v mysli čtenáře vyvolávat asociace mezi areály se stejnou nebo podobnou výplní. Čtenář naopak musí vnímat rozdílnost areálů s rozdílnou výplní. 73

9.3.2 Modifikace obrysu plošných znaků Druhým proměnlivým parametrem plošného znaku je obrys, který je tvořen liniovým znakem. Liniový znak je možné modifikovat na základě jeho proměnlivých optických parametrů, jimiž jsou tloušťka, výplň, struktura a orientace. Takto je možné ovlivnit podobu celého plošného znaku, jehož obrys může být vykreslen velmi rozmanitou škálou liniových znaků různé tloušťky a struktura, s různou výplní a případně i s různou orientací. V některých případech může obrys zcela chybět.

Obrázek 50 Příklad využití kombinace pravidel o podobnosti a různosti areálů pro volbu barevné výplně (zdroj KARTOGRAFIE Praha)

Volba parametrů obrysové linie hraje významnou roli především pro vyjadřování v tematických mapách. Rozdílná struktura obrysové čáry může vystihovat některé obecně platné charakteristiky objektů či areály výskytu jevů. Při volbě liniového znaku pro vykreslení obrysu by měl mít autor mapy na paměti, že právě struktura čáry vypovídá o míře jistoty, přibližnosti, pravděpodobnosti či neurčitosti výskytu objektu v prostoru a času. Nejvyšší míru jistoty při znázornění v mapě vyjadřuje plný liniový znak. Jako příklad mohou sloužit obrysy plošných znaků používané ve státních mapových dílech. Prostorová data o zobrazených jevech byla získána geodetickými metodami a metodami odvozování map menších měřítek. Mapy se vyznačují relativně vysokou přesností, míra jistoty je značná. Proto ve státních mapových dílech najdeme většinu plošných znaků ohraničených plnou čarou. Ve státních mapách se i přesto vyskytují plošné znaky, ohraničené čárkovanými nebo tečkovanými liniemi, případně plošné znaky bez obrysu. Čárkovaná a tečkovaná linie obrysu vyjadřují neurčitost, přibližnost, nejistotu či pravděpodobnost výskytu 74

objektu znázorněného plošným znakem. Čárkovaný obrys se použije pro vyjádření větší míry jistoty a pravděpodobnosti resp. pro menší neurčitost znázornění. Tečkovaný obrys vyjadřuje menší míru pravděpodobnosti, jistoty či větší neurčitost. Specifický představuje plošný znak s chybějícím obrysovým znakem, který znázorňuje výskyt močálu, jehož hranice jsou nejasně ohraničené, nejisté a neurčité. Výjimkou z tohoto pravidla je čárkovaný obrys zatopené těžební jámy, která je takto odlišena od jiných vodních ploch (obrázek 51 vlevo).

Obrázek 51 Ukázky obrysů plošných znaků v Základní mapě ZM50 (zdroj ČÚZK)

Tloušťka liniového znaku použitá pro obrys plošného znaku, vyjadřuje obvykle význam objektu, často zařazeného na určitou úroveň v systému hierarchie. Význam tloušťky hraničních liniových znaků je detailně zpracován v předchozí kapitole Metoda liniových znaků.

9.4 Metoda kótování Kóty jsou nejjednodušší prostředek pro znázornění terénního reliéfu v mapách. Jako vyjadřovací prostředek se používají zpravidla bodové znaky doplněné popisem, který číselně vyjadřuje výšku nebo hloubku každého z bodů vůči zvolené hladinové ploše (Hojovec at al, 1987). Metoda kótování je nejpřesnější metodou pro znázornění terénního reliéfu, protože hodnoty výšky jsou získávány přímo topografickým nebo fotogrammetrickým měřením a v současnosti často vyhodnocením dat naměřených laserovým skenováním. Jestliže jsou nadmořské výšky vztahovány k nulové hladinové ploše, například k hladině Baltského moře, hovoří se o absolutních, neboli nadmořských výškách. Nadmořskou výškou se popisují kóty, které jsou součástí terénní kostry. Zpravidla se jedná o geodetické body, vrcholy pohoří, sedla terénních hřebenů, rozcestí apod. Kótami se popisují i normální hladiny některých přehradních nádrží, rybníků a jezer. V případě, že zvolená hladinová plocha není v úrovni mořské hladiny, jedná se o výšky relativní, které vyjadřují výškové rozdíly. Udávají tedy relativní převýšení kótovaného bodu vůči zvolené hladinové ploše proložené terénem v okolí. V mapách jsou terénní kóty téměř vždy v kombinaci s vrstevnicemi případně s dalšími vyjadřovacími prostředky pro popis terénního reliéfu (obrázek 52).

Obrázek 52 Ukázka mapových znaků pro znázornění terénního reliéfu v mapě ZM50 (zdroj: ČÚZK).

75

9.5 Metoda izolinií Na přelomu 17. a 18. století využívala kartografie řadu metod, které umožňovaly znázornit geografické objekty a jejich umístění. Kartografové měli k dispozici metody pro znázornění oceánů, moří a pevniny. Vznikaly mapy zobrazující objekty na pevnině, jako jsou sídla, vodstvo, pozemní komunikace a další. Známá byla kopečková metoda a různé metody šrafování (Lehmannovy, kreslířské či krajinné šrafy) pro znázornění terénního reliéfu. Rozvoj matematiky a dalších věd poskytl kartografii pevné teoretické základy, s jejichž pomocí bylo možno navrhnout, propracovat a rutinně využívat metody, které by dovolily zobrazovat i jiné aspekty objektů, jevů či procesů. Na začátku 18. století se projevily snahy kartografů zobrazit v mapě více než jen geografické umístění objektů (Friendly, 2008). Právě v té době se zrodila metoda izolinií. Tato metoda využívá linie, spojující místa se stejnou hodnotou fyzikální veličiny, kterou je popisován sledovaný jev. Ve zdrojích o historii kartografických metod je v souvislosti s prvním doloženým použitím metody izolinií připomínán anglický vědec Edmond Halley. Ten již v roce 1701 vytvořil mapu izogon, tedy izolinií magnetické deklinace. Další vědec, v jehož práci se metoda uplatnila, byl Alexander von Humboldt (1769-1859). Je doloženo, že byl prvním, kdo v mapě vykreslil izotermy pro vyjádření teploty vody v oceánech na severní polokouli.

Obrázek 53 Ukázka výškopisu na mapách 3. vojenského mapování (zdroj: Historický ústav AVČR)

Na území někdejší Rakousko-Uherské monarchie a tedy i na území dnešní České republiky se metoda uplatnila v rámci 3. vojenského mapování v letech 1873-1883. Mapy 3. vojenského mapování znázorňují výškopis kombinací vrstevnic, kót a Lehmannových šraf (obrázek 53). Metoda je určena pro znázornění jevů, jejichž výskyt v prostoru je charakterizován fyzikálním polem a jeho intenzitou. Tyto jevy jsou popisovány hodnotou příslušné fyzikální veličiny, která je funkcí dvou proměnných, souřadnic x, y. Hodnota funkce 76

dvou proměnných tedy udává intenzitu fyzikálního pole v určitém místě a v prostoru se mění spojitě. Předpokladem použitelnosti metody izolinií v mapě je tedy kontinuita sledovaného fyzikálního jevu. Jako příklady lze uvést teplotní pole či tlakové pole, která charakterizují rozložení hodnot atmosférické teploty či tlaku. Metoda izolinií jako taková naopak není vhodná pro znázornění fenoménů, které se mění nespojitě. Přesto se však metoda běžně používá pro znázornění terénního reliéfu, pro který je charakteristický i výskyt nespojitých jevů. Při takovém použití však musí být metoda doplněna o další vyjadřovací prostředky, které jsou určeny pro znázornění nespojitostí průběhu nadmořské výšky terénu. Velmi diskutabilní je využití metody izolinií při znázornění sociometrických, případně jiných veličin, jejichž rozložení v prostoru není kontinuální. Jako příklady lze uvést hustotu zalidnění, míru nezaměstnanosti či hustotu výskytu klíšťat. Přesto však někteří geografové, kteří se zabývají socioekonomickou problematikou, využívají metodu izolinií pro znázornění těchto jevů. Kartografové tyto izolinie nazývají jako nepravé, aby byl jasně vyjádřen odborný odstup při vnímání účelnosti takto použité metody. Některé fyzikální veličiny, zobrazované metodou izolinií, mohou být v průběhu času relativně stálé (nadmořská výška terénu) nebo naopak velmi proměnlivé (atmosférický tlak, vlhkost či teplota). Metoda izolinií je vhodná pro oba typy veličin. Velmi zajímavý je způsob vizualizace hodnot veličiny v času a prostoru za pomoci animace. Tento způsob vizualizace je často využívaný například pro znázornění změn atmosférického tlakového pole a patří k prezentačním nástrojům, které jsou využívány například v televizní předpovědi počasí. Metoda izolinií se často kombinuje se zobrazením izopásem. Ta představují části území, v mapě vymezená (ohraničená) dvěma po sobě následujícími izoliniemi. Jedná se tedy o plochy charakterizované intervalem hodnot příslušné fyzikální veličiny. Jednotlivá izopásma se zobrazují vhodným plošným znakem, který čtenáři mapy usnadňuje čtení hodnot zobrazené fyzikální veličiny a umožňuje lepší orientaci při vnímání rozložení hodnot jevu v prostoru. Specifickým případem fyzikálního jevu je nadmořská výška terénního reliéfu, kde se fakticky kombinuje spojitá proměnlivost s častými a rozsáhlými nespojitostmi (diskontinuitami) průběhu. Ty si lze snadno představit v podobě terénních stupňů, propastí, strží, kaňonů, útesů, skalních věží či balvanů apod. Antropogenním ovlivněním terénního reliéfu vznikají terénní stupně, které mají technický původ v těžbě nerostných surovin či stavební činnosti. Příkladem jsou těžební řezy v uhelných povrchových dolech nebo zářezy či sypaná zemní tělesa pro vedení staveb pozemních dopravních komunikací. V těchto částech terénu se nadmořská výška často mění nespojitě. Komplikovanost rozložení hodnot nadmořské výšky neumožňuje vyjádření terénního reliéfu matematickou funkcí. V praxi se k tomu proto využívá řada metod, které patří do oblasti topografické kartografie, deskriptivní geometrie, geoinformatiky a dalších oborů. 77

Tradiční a hojně využívanou metodou pro znázornění terénního reliéfu je právě metoda izolinií. Ta však na částech území neumožňuje výstižně zobrazit komplikovanost průběhu terénního reliéfu a výskyt nespojitostí nadmořské výšky. Proto se v praxi kombinuje s podpůrnými vyjadřovacími prostředky (spádovkami a šrafami) pro vyjádření konvexnosti či konkávnosti tvarů či pro znázornění terénních stupňů jako jsou hráze, náspy, břehy apod. (obrázek 54).

Obrázek 54 Ukázka legendy základní mapy ZM50 (zdroj: ČÚZK).

Zvláštními případy metody izolinií jsou metoda vrstevnic a metoda hloubnic. Vrstevnice vyjadřují členitost terénu souše nad mořskou hladinou. Hloubnice neboli izobathy se používají pro zobrazení reliéfu dna moří a oceánů nebo také terénního reliéfu pod hladinou vodních objektů jako jsou jezera, přehradní nádrže, rybníky či vodních toky. 9.5.1 Metoda vrstevnic Vrstevnice (angl. contour lines nebo contours) jsou křivky, spojující body se stejnou hodnotou nadmořské výšky. Rozdíl nadmořské výšky dvou sousedních vrstevnic udává základní interval vrstevnic (angl. contour interval), jinak označovaný jako ekvidistance, a jeho hodnota se uvádí v legendě mapy. Vrstevnicový interval i se volí v závislosti na měřítku mapy M, nejčastěji podle vztahu: 𝑖=

𝑀 5000

Vykreslením vrstevnic vzniká vrstevnicový plán, v němž je zpravidla každá pátá vrstevnice zdůrazněná (angl. index contour) a mezi zdůrazněnými vrstevnicemi jsou vykresleny 4 vrstevnice základní (angl. intermediate contours). Aby vrstevnice byly dostatečně rozlišitelné, používají se pro jejich kreslení liniové znaky, jejichž vlastnosti jsou popsány v tabulce 7. Vybrané zdůrazněné vrstevnice se označují vrstevnicovou kótou (angl. contour elevation), což je číselná hodnota nadmořské výšky, kterou vyjadřuje konkrétní vrstevnice. Zdůrazněné vrstevnice, zobrazující terénní reliéf území pod úrovní hladiny moře či oceánu (např. Dead Valley v Kalifornii), se popisují vrstevnicovou kótou se záporným znaménkem. V místech, kde je plochý terén a horizontální vzdálenost vrstevnic je tedy větší, se používají doplňkové vrstevnice, které zde lépe vyjádří průběh nadmořské výšky. Doplňková vrstevnice (angl. supplementary contour) je (podle ČSN 73 0402) “vrstevnice s vrstevnicovým intervalem rovným polovině nebo čtvrtině základního vrstevnicového intervalu v těch místech mapy, kde základní vrstevnice dostatečně nevystihuje terénní tvary.”

78

Vrstevnicový plán může obsahovat i pomocné vrstevnice. Pomocná vrstevnice (angl. auxiliary contour) je (ČSN 73 0402): “zjednodušená horizontála přibližně zobrazující členité, zvláště uměle vytvořené terénní tvary, jejichž zobrazení základními vrstevnicemi by bylo nehospodárné; pomocné vrstevnice se nekótují.” Uměle vytvořené terénní tvary vznikají v důsledku antropogenních činností, například při povrchové těžbě nerostných surovin, kde se vyskytuje množství uměle vytvořených proměnlivých konvexních i konkávních tvarů, zahloubení, odvalů a výsypek. Jiný příkladem lidského zásahu do terénního reliéfu jsou rozsáhlé zemní práce na stavbách, při nichž vznikají zářezy či zemní tělesa. Vyhotovení vrstevnicového plánu vyžaduje, aby při kreslení vrstevnic byly dodrženy osvědčené kartografické zásady. Zhotovitel mapy musí dbát na volbu kartografických znaků. Základní vrstevnice v barevných mapách se kreslí tenkou plnou čárou hnědé barvy (např. siena pálená) a zdůrazněné vrstevnice tlustou (3x silnější) plnou čárou hnědé barvy (tabulka 7). V územích, kde je terénní reliéf tvořen povrchem ledovce, se vrstevnice vykreslují modrou barvou. Tabulka 7 Typy vrstevnic a vlastnosti kartografických znaků pro jejich vykreslení

Typ vrstevnice

Význam

- hodnota vrstevnice je dělitelná základním vrstevnicovým intervalem - hodnota vrstevnice je dělitelná (zpravidla) 5 násobkem základního vrstevnicového zdůrazněné intervalu - usnadňuje orientaci ve vrstevnicovém plánu a odečítání hodnot vrstevnicových kót - hodnota vrstevnice je polovinou nebo čtvrtinou základního vrstevnicového intervalu doplňkové - vyjadřují vertikální členitost v místech, charakterizovaných malými výškovými rozdíly reliéfu - vykreslují se v místech s nestálým reliéfem, často antropogenního původu pomocné základní

Vlastnosti znaku tenká (0,1 mm), hnědá, plná linie tlustá (0,3 mm), hnědá, plná linie

tenká (0,1 mm), hnědá, čárkovaná linie (čárky 5 mm, mezery 1 mm) tenká (0,1 mm), hnědá, čárkovaná linie (čárky 2 mm, mezery 1 mm)

Přesné údaje o tloušťce vrstevnic a vhodné barvě udává technická dokumentace, popisující příslušné mapové dílo resp. digitální datovou sadu. Vybrané zdůrazněné vrstevnice se popisují vrstevnicovými kótami, což jsou číselné údaje vypovídající o hodnotách výšek vrstevnic. Kóty se k vrstevnicím rozmísťují rovnoměrně, avšak nepravidelně v celém rozsahu mapy. Při kótování vrstevnic se číselný údaj o hodnotě výšky umísťuje do úseku přerušení vrstevnice tak, aby byl čitelný při pohledu ve směru stoupání (do svahu). V praxi je možné přerušení vrstevnice zajistit dvěma principálně odlišnými způsoby. Výhodnější je použití masky, tedy pravoúhelníku, 79

vygenerovaného zpravidla automatizovaně pro každou kótu. Méně vhodné je fyzické přerušení vrstevnice v délce, která je potřebná pro umístění kóty. Minimální možná vzdálenost sousedních vrstevnic na mapě se z důvodu čitelnosti volí 0,2 - 0,3 mm. Jestliže jsou vrstevnice umístěny blíže u sebe, jeví se pozorovateli jako by se vzájemně dotýkaly a tudíž je obtížné jednotlivé linie odlišit. V místech, kde úhel sklonu svahu dosahuje značných hodnot, se mohou sousední vrstevnice natolik přibližovat, že v případě vykreslení by navzájem splynuly. V takovém případě se v úsecích zhuštění vybrané vrstevnice vynechávají (obrázek 55). Vynechání vrstevnic se většinou týká pouze základních vrstevnic a zdůrazněné vrstevnice se ponechávají. V případě velmi příkrého svahu je nutné vynechat i zdůrazněné vrstevnice. Klíčovým kritériem, podle něhož se rozhoduje o vynechání resp. ponechání vrstevnic, je jejich čitelnost. Vynechání vrstevnice lze prakticky dosáhnout fyzickým odstraněním příslušného úseku vrstevnice. Tento způsob byl obvyklý ve starších verzích digitálních databází vrstevnic. Vhodnějším postupem je vykreslování dílčích úseků vrstevnice na základě hodnoty pomocného atributu. Popsané způsoby závisí do značné míry na možnostech programového vybavení, používaného pro vykreslení vrstevnicového plánu.

Obrázek 55 Detail vrstevnicového plánu, který zohledňuje pravidla pro vykreslení vrstevnic

Vrstevnice neumožňují dostatečně vyjádřit komplikovanost terénního reliéfu, a proto se do vrstevnicového plánu doplňují kartografické znaky pro znázornění částí reliéfu se skokovým průběhem nadmořské výšky. Tato problematika není primární náplní tohoto výukového textu a zájemce o ni lze odkázat na zajímavé zdroje informací na stránkách ČÚZK. Detailní informace velmi výstižně předkládá především Srovnávací seznam mapových značek Základních map ČR 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000 a 1 : 200 00 zveřejněný na stránkách www.cuzk.cz. 9.5.2 Metoda hloubnic Hloubnice neboli izobáty (angl. depth contours nebo isobaths) jsou křivky, spojující body se stejnou hodnotou hloubky dna pod hladinou moří a oceánů nebo pod hladinou vnitrozemských vodních ploch. Metodu hloubnic využívá bathymetrie, jejíž název je odvozen od řeckých slov βαθύς (bathus) - hloubka a μέτρον (metron) 80

měřit. Bathymetrie je analogií hypsometrie či topografie. S hloubkou dna jezer, moří či oceánů pod vodní hladinou úzce souvisí reliéf dna (angl. seafloor relief nebo seafloor terrain). Rozdíl hloubky dvou sousedních hloubnic udává základní interval (ekvidistance) hloubnic, jehož hodnota je uvedena v legendě mapy. Vykreslením hloubnic vzniká hloubnicová mapa (angl. bathymetric map), která je základním podkladem pro podvodní resp. podmořskou navigaci. Při vykreslování hloubnic se dodržují podobné zásady jako při vykreslování vrstevnic. Základní hloubnice (angl. depth contours nebo isobaths) se kreslí tenkou, modrou čarou a zdůrazněné hloubnice (angl. index depth contours nebo index isobaths), tedy zpravidla každá pátá hloubnice, tlustší modrou čarou. Vybrané zdůrazněné hloubnice se označují hloubnicovou kótou (angl. bathymetric depth), což je číselná hodnota hloubky pod hladinou, kterou vyjadřuje konkrétní hloubnice. Barva hloubnicové kóty je modrá. Jestliže mapa kombinuje zobrazení terénního reliéfu pevniny či souše vrstevnicovým plánem a reliéfu dna hloubnicemi, nabývají hloubnicové kóty záporných hodnot. V mapě, která zobrazuje reliéf dna a současně neobsahuje vrstevnicový plán, nabývají hloubnicové kóty kladných hodnot. Na obrázku 56 je ukázka jedné z prvních hloubnicových map Basin of North Atlantic Ocean, vydaných tiskem v polovině 19. století (zdroj: National Oceanic and Atmospheric Administration (http://www.noaa.gov).

Obrázek 56 Hloubnicová mapa Basin of North Atlantic Ocean (zdroj: NOAA)

81

9.6 Metoda kvantitativních areálů V současné době patří metoda kvantitativních areálů k nejpoužívanějším metodám tematické kartografie pro znázornění kvantitativních údajů v mapách. Důvodem častého použití je velmi dobrá podpora metody v programových nástrojích pro zpracování a vizualizaci prostorových dat. 9.6.1 Historie metody kvantitativních areálů Bylo 30. listopadu 1826, když francouzský matematik a univerzitní profesor Pierre Charles François Dupin (1784–1873) přednesl řeč o vztahu mezi gramotností a ekonomickou prosperitou. Při přednášce na univerzitě Conservatoire national des Arts et Métiers podpořil své slovní argumenty mapou Carte figurative de l'instruction populaire de la France. Tato mapa byla vytvořena do té doby neznámou metodou, porovnávající podíly dvou statistických charakteristik (obrázek 57). Dupin je proto považován za prvního, kdo kdy použil techniku, v současnosti nazývanou metoda kvantitativních areálů (Dainotto, 2000).

Obrázek 57 Dupinova mapa vytvořená metodou kvantitativních areálů. (zdroj: Johnson, Z. F.)

Nejnápadnější imitace zmiňované Dupinovy mapy pochází z Nizozemí, kde byla v roce 1827 publikována Carte figurative de l'instruction populaire des Pays-bas, druhý dokumentovaný případ tematické mapy (Boonstra), vytvořené metodou kvantitativních areálů. O rozvoj metody se dále významně zasloužil Francouz André-Michel Guerry (1802– 1866), právník se zálibou ve statistice, který působil na ministerstvu spravedlnosti (Friendly, 2008). Na přelomu 20. a 30. let 19. století vytvořil Guerry za pomoci 82

metody kvantitativních areálů řadu map (obrázek 58), které zobrazovaly statistická data o kriminalitě ve vztahu k jiným charakteristikám, např. kriminalitu ve vztahu ke gramotnosti (Friendly, 2008). Metoda kvantitativních areálů však získala svůj název až více než 100 let od svého vzniku. Pojem choropleth map v roce 1938 poprvé použil americký geograf John Kirtland Wright (Wright, 1938), který zároveň formuloval pravidla pro použití této metody (Crampton, 2003).

Obrázek 58 Guerryho mapy roku 1829, vytvořené metodou kvantitativních areálů. (zdroj:Friendly, 2008).

Název (angl. choropleth map, fr. carte choroplète, něm. e Choroplethenkarte) má původ v řeckých slovech choros = místo, oblast, areál a plethos = význam, důležitost, síla. Problematika názvu metody v české či slovenské kartografické terminologii je diferencovaná a v současnosti se používají alternativní názvy metoda kartogramu (Kaňok, 1998; Voženílek et al, 2011; Pravda), choropletová mapa (Konečný et al.) a metoda kvantitativních areálů (Drápela 1983, Hojovec at al, 1987). 9.6.2 Princip metody kvantitativních areálů Mezinárodní kartografická asociace ICA (International Cartographic Association) definuje metodu kvantitativních areálů jako “metodu kartografického znázornění, která využívá charakteristické barvy nebo stínování pro jiné areály, než které jsou

83

ohraničeny izoliniemi. Těmi jsou obvykle statistické nebo administrativní areály” (Meynen, 1973). Principem metody kvantitativních areálů je tedy využití předem známých územních celků (kartografických areálů), zobrazených v podobě polygonů, jejichž výplň vyjadřuje požadovanou veličinu. Intenzita výplně odpovídá intenzitě zobrazené veličiny, a čím intenzívnější je tedy výplň areálu, tím intenzívnější hodnotu veličiny tato výplň reprezentuje. V praxi se pro odstupňování intenzity jevu používá nejen barev a jejich stínování, ale také rastrů a šraf, u nichž se mění jejich hustota. Cílem vynálezce metody bylo umožnit čtenáři mapy snadno porovnat kvantitativní údaje, vztahující se k územním celkům. Veličina zobrazená metodou kvantitativních areálů tedy musí splňovat požadavek, aby její hodnoty pro územní celky byly vzájemně porovnatelné. Porovnatelnost zobrazené veličiny se dosáhne standardizací, která je některými autory označována jako normalizace. S principy standardizace se lze blíže seznámit v následujících odstavcích. Kartografickými areály mohou být rozmanité typy územních jednotek. Nejčastěji využívané jsou sčítací obvody (angl. enumeration units) a administrativní jednotky (angl. administrative units). Těmi jsou kraje, okresy, obce, spádové obvody školských zařízení, hasební obvody jednotek požární ochrany apod., které se využívají zpravidla pro zobrazení socioekonomických jevů. Intenzitu fyzickogeografických jevů má význam zobrazovat pro fyzickogeografické areály. K těm patří například areály povodí, jednotky geomorfologického členění, klimatické oblasti a podobně. Jako kartografické areály pro metodu se využívají i polygony uspořádané v pravidelné geometrické síti. Polygony se často volí v návaznosti na metodu sběru dat. Některé metody sběru prostorových dat jsou totiž postaveny na síti pravidelně uspořádaných polygonů, které mají stejný tvar (nejčastěji čtverce popř. obdélníky) i obsah. Velikost polygonů se odvozuje od prostorového rozložení zkoumaného jevu, jehož parametry jsou zjišťovány prostřednictvím zobrazované kvantitativní veličiny. Jiným důvodem volby pravidelných geometrických areálů při zobrazení některých heterogenních jevů může být snaha rozčlenit území do většího počtu pravidelných areálů (nejčastěji čtverců či obdélníků), uvnitř nichž je zkoumaný jev více homogenní. Mimořádný význam při užití metody kvantitativních areálů má velikost a tvar územních jednotek (Slocum et al, 2009). Nejlépe se hodí pro územní celky, které nevykazují významné rozdíly ve velikosti a tvaru. Pro pochopení pojmu standardizace zobrazené veličiny se zkusme zamyslet nad problematikou obyvatelstva krajů ČR a podívejme se na tabulku 8. Na základě údajů v tabulce můžeme snadno porovnat kraje podle rozlohy a počtu obyvatel. Porovnání územních celků podle počtu obyvatel však často nepostačuje, neboť nepopisuje detailněji charakter územních celků.

84

Pokud by území ČR bylo zalidněno rovnoměrně, platilo by, že počty obyvatel krajů jsou přímo úměrné jejich rozloze. Za tohoto předpokladu bychom mohli očekávat, že Středočeský kraj má 22 násobný počet obyvatel v porovnání s Hlavním městem Prahou. Při porovnání skutečných údajů v tabulce však zjistíme, že tomu tak není a že počty obyvatel obou krajů jsou srovnatelné (v řádech milionů, statisíců a desetitisíců). Důvodem je nerovnoměrnost osídlení ČR. Abychom mohli lépe zkoumat rovnoměrnost resp. nerovnoměrnost osídlení, potřebovali bychom zobrazit veličinu, která více vystihuje charakter výskytu obyvatel územních celků. Takovou veličinou je hustota zalidnění, vypočtená jako podíl počtu obyvatel a rozlohy. ℎ𝑢𝑠𝑡𝑜𝑡𝑎 𝑧𝑎𝑙𝑖𝑑𝑛ě𝑛í =

𝑝𝑜č𝑒𝑡 𝑜𝑏𝑦𝑣𝑎𝑡𝑒𝑙 𝑟𝑜𝑧𝑙𝑜ℎ𝑎

Hustota zalidnění je standardizovaná veličina, která se vyjadřuje počtem obyvatel na jednotku rozlohy (např. počet obyvatel.km-2). Tabulka 8 Vybrané základní statistické údaje o krajích České republiky

Název kraje ČR

Počet obyvatel

Rozloha [km-2]

Hustota zalidnění [počet obyvatel.km2 ]

Hlavní město Praha

1272690

496,130162

2565,23

Středočeský kraj

1274633

11015,292137

115,71

Jihočeský kraj

637460

10056,379805

63,39

Plzeňský kraj

574694

7560,975486

76,01

Karlovarský kraj

310245

3314,540544

93,60

Ústecký kraj

830371

5334,481930

155,66

Liberecký kraj

439262

3163,379322

138,86

Královéhradecký kraj

555683

4758,737095

116,77

Pardubický kraj

518228

4518,855797

114,68

Kraj Vysočina

512727

6795,603149

75,45

1169788

7194,792521

162,59

Olomoucký kraj

639946

5266,561748

121,51

Moravskoslezský kraj

1236028

5427,050642

227,75

590459

3963,199509

148,99

Jihomoravský kraj

Zlínský kraj

85

9.6.3 Standardizace dat Výpočtem podílu dvou dílčích statistických charakteristik se provádí standardizace, tedy přepočet eliminující rozdíly ve významu jedné veličiny pro jinou veličinu. V našem příkladu je standardizací eliminován význam rozlohy krajů ve vztahu k počtu jejich obyvatel. Standardizovanou veličinu již můžeme transformovat do mapy na intenzitu výplně územních celků. Standardizace veličiny, určené pro zobrazení metodou kvantitativních areálů, vychází ze čtyř používaných přístupů. První přístup vypočítává podíl veličiny, která není obsahem areálu (např. počet obyvatel areálu), a obsahu areálu (např. rozlohy kraje). Výsledek vyjadřuje hustotu veličiny vztaženou k plošné jednotce. Srozumitelným příkladem je již uváděná hustota zalidnění. Druhý přístup standardizace vypočítává podíl součtů dvou veličin, vyjadřujících obsahy (rozlohy či výměry) areálů. Příkladem jsou součty výměr lesů v okresech ČR dělené rozlohou okresů. Výsledkem je procentuální vyjádření podílu lesních ploch na rozloze okresů. Třetí způsob standardizace lze zajistit výpočtem podílu součtů dvou veličin, které nereprezentují obsahy areálů. To může být spotřeba alkoholu vyjádřená na 1 obyvatele. Popisované způsoby standardizace jsou jednoduché a výsledné mapy jsou snadno srozumitelné. Poslední způsob standardizace vyžaduje vypočet vhodné míry polohy nebo míry variability hodnot sledované veličiny. Mezi míry polohy patří výběrový aritmetický průměr, výběrový geometrický průměr, výběrový medián či modus. Metodou kvantitativních areálů lze porovnat okresy ČR podle průměrné rozlohy obcí. K často používaným mírám variability patří směrodatná odchylka či variační koeficient. Mapou můžeme zobrazit variabilitu výše mezd v okresech ČR a využít k tomu směrodatnou odchylku. Mapy konstruované na základě měr polohy či variability jsou určeny spíše čtenářům, kteří znají základy popisné statistiky. V některých titulech české odborné literatury (např. Voženílek et al, 2011; Kaňok, 1998) lze najít pojem nepravý kartogram. Tím je označována mapa, při jejíž tvorbě se neprovádí standardizace zobrazené veličiny přepočtem na jednotku obsahu (rozlohy či výměry) areálu, nýbrž standardizace jinou veličinou. Autoři upozorňují, že tento způsob konstrukce mapy zkresluje význam velikosti areálů pro vnímání zobrazené veličiny (Veverka, Kaňok). Naproti tomu existuje i početná skupina tematických kartografů, kteří obhajují všechny uváděné způsoby standardizace. Například Slocum upozorňuje (Slocum et al, 2009), že přestože obsah (rozloha či výměra) areálu není součástí matematického vztahu pro standardizaci zobrazované veličiny, tento způsob i bere v úvahu velikost areálu. K rozlehlejším areálům se totiž obvykle váží i větší hodnoty obou veličin.

86

9.6.4 Volba (ne)vhodných data pro metodu Před použitím metody kvantitativních areálů je potřebné znát, která data jsou pro zobrazení touto metodou vhodná, která data jsou méně vhodná a která data je zcela nesmyslné touto metodou zobrazovat. Metoda je nejvhodnější pro znázornění charakteristik, které jsou rozloženy stejnoměrně uvnitř každého územního celku a mění se na jeho hranici. Příkladem je daň z přidané hodnoty (na určitou komoditu), která je zpravidla konstantní uvnitř každé země a mění se na státních hranicích. Podobných charakteristik lze najít více, ale přesto jsou ve světě okolo nás častější charakteristiky rozložené v území nestejnoměrně. Příkladem je hustota zalidnění. Tato podílová charakteristika, vyjádřená počtem obyvatel na jednotku rozlohy územního celku (např. počet obyvatel.km-2), je sice standardizovaná, ale při jejím znázornění metodou kvantitativních areálů dochází k menšímu či většímu zkreslení. Představuje charakteristiku, která je pro areál “typická” (Slocum et al, 2009), ale čtenáři mapy se nedostává přesnější informace o rozložení charakteristiky uvnitř jednotlivých areálů. Jestliže míra variability uvnitř zvolené kategorie areálů je příliš velká, je výhodnější zobrazit veličinu pro menší areály. Není-li možné využít vhodnější metodu znázornění hustoty zalidnění (viz kapitola Dasymetrická metoda), lze metodu kvantitativních areálů úspěšně použít za předpokladu, že autor i čtenář mapy si uvědomují chybu, která se mohla dostat do mapy díky popisovanému omezení metody. Částečné eliminace této chyby je možné dosáhnout, jestliže územní celky v mapě nevykazují velké velikostní rozdíly (obrázek 59).

87

Obrázek 59 Mapy vytvořená metodou kvantitativních areálů.

Zcela nevhodné pro znázornění metodou kvantitativních areálů jsou spojité jevy. Pro jejich znázornění v mapě se využívá metoda izolinií doplněná zobrazením izopásem, jimiž se podrobně zabývá kapitola Metoda izolinií. 9.6.5 Klasifikace dat Při návrhu mapy je důležité rozhodnutí, zda standardizovaná data ponechat neklasifikovaná nebo je klasifikovat do tříd. Veličinu lze totiž v mapě zobrazit jako neklasifikovanou nebo klasifikovanou. Každé zobrazené hodnotě statistického souboru odpovídá v neklasifikované mapě vlastní symbol plošné výplně. Příkladem je mapa hustoty osídlení v okresech ČR, kdy 77 okresům v mapovém poli odpovídá v legendě stupnice zahrnující 77 symbolů. Výhodou neklasifikované mapy je věrnější znázornění veličiny prostřednictvím výplně areálu (Slocum et al, 2009). Autor neklasifikované mapy však ztrácí schopnost směřovat prostřednictvím mapy čtenáři část svého sdělení (Dobson, 1973). Tím může být i přiřazení areálů do zvolených tříd. Součástí legendy je hodnotová stupnice, zobrazující plynulý přechod barevné škály od nejméně intenzívní výplně k výplni nejintenzívnější nebo naopak. Odečítání hodnot je poněkud obtížnější, protože vyžaduje nalezení odpovídající intenzity pro hodnocený polygon. Nevýhodou neklasifikovaných map je nesnadné porovnávání hodnot areálů. Jako zajímavost lze uvést, že Dupinova první mapa, vytvořená metodou kvantitativních areálů, byla mapa neklasifikovaná. Po roce 1830 se začaly vyskytovat i mapy klasifikované, které brzy převažovaly (Robinson, 1982). Klasifikovaná mapa zobrazuje hodnoty veličiny transformované do omezeného počtu tříd. Každý areál v mapě svou intenzitou výplně a tedy i hodnotou přísluší k některé ze stanovených tříd. Jednoznačná příslušnost areálu ke třídě je výhodou při odečítání hodnot na stupnici, neboť čtenář mapy snadněji nalezne vztah mezi intenzitou výplně sledovaného areálu a odpovídající třídou. Klasifikace dat může sehrát významnou roli při průzkumné analýze dat (angl. exploratory data analysis), která pomáhá objektivizovat pohled na data (Dramowicz). Zpracovatel dat totiž často volí různé metody klasifikace, modifikované navíc i volbou počtu intervalů a případně dalšími parametry. Z takto zpracovávaných dat pak vznikají rozmanité mapy, které mohou být určeny pro samotného tvůrce (či blízké spolupracovníky) a nepočítá se s jejich zveřejněním pro další čtenáře. Tyto mapy umožňují různé pohledy na stejná data a přispívají k pochopení významu dat a jejich lepší interpretaci. 9.6.6 Výplň areálů Areály mohou být vyplněny celobarevně (solid fill), rastrem (raster fill) nebo šrafováním (hatch fill), přičemž intenzity každého typu výplně je dosaženo jiným způsobem. Celobarevná výplň areálů je charakteristická obvykle pro mapy, jejichž medium či forma publikování umožňují čtenáři využít barevný vjem. Ve vztahu ke vnímání 88

barev je třeba připomenout tři základní složky, jimiž jsou barevný odstín (angl. hue), jas (angl. lightness) a sytost (angl. saturation). Intenzitu výsledné barvy můžeme ovlivnit sytostí, jasem nebo vhodnou kombinací obou těchto složek. Zvláštním případem celobarevné výplně je nespektrální šeď, kterou je možno využít v šedotónové stupnici (gray scale). Změna intenzity šedé barvy je zajištěna proměnlivostí jasu. Požadavek využití šedotónové škály se objevuje v souvislosti s publikováním map, kdy použitá technologie publikování neumožňuje barevné zobrazení. To bývá obvyklé v některých časopisech, denním tisku nebo ve sbornících příspěvků z některých konferencí a podobných odborných akcí. Celobarevná výplň areálů vyžaduje volbu barevné škály, která vystihuje charakter dat. Pokud je již pro znázorňovanou kvantitativní veličinu nějaká barevná škála zavedena, měl by ji autor preferovat. V opačném případě je na zvážení autora mapy, jakou barevnou škálu zvolí. Měly by však být dodrženy všeobecné zásady použití barev pro znázornění kvantitativních údajů v tematických mapách. Před volbou barevné stupnice je třeba posoudit charakter řady hodnot zobrazované veličiny a podle toho zvolit sekvenční schéma nebo divergentní schéma barevné stupnice (Brewer, 1994). Sekvenční schéma (angl. sequential scheme) barevných stupnic je vhodné pro veličiny, kde každá následující hodnota v posloupnosti řady hodnot by měla být reprezentována stupňovanými odstíny zvoleného barevného tónu. Sekvenční schéma mají jednotónové stupnice (angl. single hue scale) nebo vícetónové stupnice (angl. multihue scale). Jednotónové barevné stupnice mají konstantní barevný tón a stupňování intenzity se dosahuje proměnlivým jasem nebo sytostí (obrázek 60). Intenzitu zvoleného barevného tónu lze měnit také současným stupňováním jasu a sytosti. Ve vícetónových barevných stupnicích je stupňování intenzity zajištěno proměnlivostí barevných tónů. To poskytuje lepší kontrast barev a tedy i jejich snadnější rozlišitelnost. Vytvoření vícetónových stupnic je obtížnější než jednotónových, protože všechny tři rozměry barev se mění současně (Harrower, 2003). Velmi užitečným nástrojem, který usnadní volbu barev při použití metody kvantitativních areálů, je webová aplikace ColorBrewer. Autory programu jsou kartografové Cynthia Brewer a Mark Harrower. V současnosti je k dispozici 2. přepracovaná verze programové aplikace (http://colorbrewer2.org/), která vznikla ve spolupráci autorů se společností Axis Maps LLC. Divergentní schéma (angl. diverging scheme) barevných stupnic se využívá k zobrazení veličin, pro něž je potřebné zdůraznit kritickou třídu dat (angl. critical data class) nebo bod zlomu (angl. breakpoint). Na maximální a minimální hodnotu takových veličin lze pohlížet jako na opačné póly. Příkladem takové veličiny je roční migrační saldo v okresech ČR, standardizované počtem obyvatel okresů. Okresy se zápornou hodnotou zobrazované veličiny jsou vystěhovalecké, neboť mají úbytek obyvatelstva. Jiné okresy budou charakterizované kladnou hodnotou, což vyjadřuje 89

přírůstek obyvatelstva. Bodem zlomu je v takovém případě nulová hodnota ročního migračního salda, která vyjadřuje stabilizovaný počet obyvatel. Jiným příkladem veličiny, pro jejíž znázornění se hodí divergentní barevné schéma stupnice, je mapa zobrazující říční odtok za zvolené časové období. Pro areály, kterými jsou jednotlivá povodí daného řádu, je znázorněn říční odtok, který je pod dlouhodobým normálem či naopak nad normálem. Kritický interval pak představuje říční odtok, který dosahuje hodnot blízkých dlouhodobě průměrným hodnotám (Brewer, 1997).

Obrázek 60 Ukázka mapy vytvořené metodou kvantitativních areálů pro jednorozměrná data.

Barevná stupnice může mít (Harrower) dvoutónové divergentní schéma (angl. diverging colour scheme with two hues) nebo divergentní schéma se spektrálními barvami (angl. diverging spectral colour scheme). Sestavení dvoutónové divergentní barevné stupnice vyžaduje pečlivou volbu hodnot barevného tónu a také jasu, který se mění od pólu k pólu. Na každém z obou pólů dvoutónové stupnice je zvolený barevný tón v nejtmavším odstínu. Směrem k opačnému pólu se mění jas, přičemž ke změně jednoho barevného tónu na druhý dochází v bodu zlomu nebo v intervalu kritické třídy. Divergentní stupnice se spektrálními barvami využívá ke stupňování intenzity přechod mezi jednotlivými spektrálními barvami, což je princip intuitivní pro vizuální vnímání. Stupnice se spektrálními barvami mají lidé v oblibě, a proto jsou často používány. Stupnice se spektrálními barvami bývají občas používány nesprávně a to nejčastěji v situaci, kdy by měla být využita stupnice se sekvenčním schématem (Brewer, 1997). To je důsledkem nedostatečné znalosti volby barevných schémat mezi uživateli metody. 90

V kartografické praxi se využívají divergentní symetrické stupnice se sudým počtem tříd, nebo divergentní asymetrické stupnice s lichým počtem tříd. Jestliže se kritická třída nachází v polovině rozsahu statistického souboru, měl by být zvolen lichý počet intervalů. Nejméně intenzívní výplní se zobrazuje třída, v níž se nachází kritická hodnota. Je-li to potřebné, může autor mapy přizpůsobit asymetrickou stupnici posunutím kritické třídy nebo bodu zlomu blíže k některému z obou pólů (Brewer, Harrower, 2003). Volba barev představuje klíčový krok k úspěšnému využití metody kvantitativních areálů. Intenzity použitých barev totiž vypovídají o intenzitě zobrazeného jevu a jejich působením dochází k přenosu sdělení z mapy ke čtenáři. Součástí legendy musí být škála, kterou je vyjádřeno stupňování intenzity výplně areálů, a která tedy vypovídá o intenzitě zobrazené veličiny. Výplň areálů rastrem či šrafami představuje potřebnou alternativu k plnobarevné výplni. Častým důvodem jejich použití jsou omezení barevného tisku publikací, např. některých odborných časopisů či sborníků z některých konferencí. Řada autorů map tedy musí čas od času připravovat mapy, které budou publikovány monochromatickým či šedotónovým tiskem. Výplň šrafováním je alternativou, která vyžaduje dodržet základní zásady vyjádření intenzity pomocí hustoty šraf. Platí princip, že stupňující se intenzita jevu je vyjádřena stupňovanou hustotou šraf (kapitola 7.3.1 Výplň plošného znaku). 9.6.7 Čtení mapy Čtenář mapy, vytvořené metodou kvantitativních areálů, získává představu o celkovém rozložení geografického jevu se zřetelem k jednotlivým hodnotám proměnné zobrazené intenzitou. Metoda dále čtenáři umožňuje porovnat prostorové uspořádání jevu mezi dvěma či více mapami. Zjišťuje skutečné hodnoty (nebo rozsah třídy), vztahující se ke geografickému areálu (Dent, 2008). V elektronicky publikovaných mapách, zobrazených interaktivně prostřednictvím vhodného programového nástroje, může čtenář zpravidla zjišťovat individuální hodnoty veličiny pro areály na základě umístění kurzoru. Prostředí některých programů dovoluje prohlížet mapy seřazené do animované sekvence. Každá mapa v sekvenci může zobrazovat stav zkoumaného jevu k danému časovému okamžiku nebo za určitý časový interval. Tímto způsobem je možno efektivně znázornit dynamiku časových změn v zájmovém území. 9.6.8 Výhody a nevýhody metody kvantitativních areálů Výhodou metody kvantitativních areálů je efektivita, s jakou působí při vytváření myšlenkové představy, kterou se čtenář seznamuje se statistickými informacemi o prostorovém uspořádání. Metoda navíc dovoluje i snadné porovnání statistických dat v času a prostoru pro studované území. Jestliže čtenáři předložíme mapy, zobrazující totožně vymezené území ve dvou nebo několika časových okamžicích nebo pro dva nebo několik časových intervalů, umožníme mu jednoduše identifikovat změny 91

prostorového uspořádání jevu. Důležitým předpokladem je totožná klasifikace souboru statistických dat do příslušného počtu intervalů. Elektronicky publikované mapy, vytvořené metodou kvantitativních areálů v časové řadě, je pak možno porovnávat, jestliže se na zobrazovacím zařízení výpočetního systému střídají v krátkých intervalech (např. desetin sekund). Pro takové využití je možno využít některý z formátů určených pro ukládání animací (např. GIF) či videosekvencí. Nevýhodou metody je její omezení, které neumožňuje znázornit variabilitu intenzity jevu uvnitř jednotlivých areálů (Slocum et al, 2009). 9.6.9 Znázornění vícerozměrných dat metodou kvantitativních areálů Metodu kvantitativních areálů lze velmi efektivně využít i pro znázornění dvojrozměrných a případně i více rozměrných dat. Využívají se při tom podobné základní principy, které byly vysvětleny pro zobrazení jednorozměrná data. Rozšíření pro dvojrozměrná data spočívá v současném zobrazení a využití kombinace dvou stupnic, z nichž každá je určena pro jednu statistickou veličinu (obrázek 61).

Obrázek 61 Ukázka mapy vytvořené metodou kvantitativních areálů pro vícerozměrná data.

92

9.7 Dasymetrická metoda Dasymetrická metoda, někdy též dasymetrické mapování, využívá stejných vyjadřovacích prostředků jako metoda kvantitativních areálů, ale areály vytváří ad hoc, na základě analýzy prostorové distribuce znázorněného jevu. Metoda není příliš podporována v programových nástrojích, které slouží pro tvorbu tematických map. 9.7.1 Historie metody Za původce nové kvantitativní metody je považován ruský geograf Semenov TyanShansky, rus. Пётр Петро́вич Семёнов-Тян-Ша́нский (1827-1914). Metodu vyvinul v roce 1911 a první doložené použití metody je datováno do roku 1919. V roce 1920 vyšla Dasymetrická mapa evropského Ruska, která je považována za nejrozsáhlejší projekt v historii kartografie, který byl vytvořen dasymetrickou metodou (Petrov, 2012). O popularizaci metody se významně zasloužil americký geograf J. K. Wright, při mapování hustoty zalidnění (Wright, 1936). 9.7.2 Princip metody Dasymetrickou metodu charakterizují vyjadřovací prostředky plošného znaku. Pro výplň využívá charakteristické barvy nebo jejich odstíny, jimiž vyplňuje areály, které jsou vytvořeny cíleně pro účel znázornění veličiny popisující zkoumaný jev. Intenzita výplně tedy odpovídá intenzitě zobrazené veličiny. Obrysy areálů jsou současně hranicemi, které jednotlivé areály oddělují. Využitím stupňované intenzity výplně areálů se dasymetrická metoda podobá metodě kvantitativních areálů. Metoda znázorňuje především intenzitu a dále i prostorovou proměnlivost jevu. Důvodem pro stanovení ad hoc areálů je vnitřní nehomogenita tradičních socioekonomických územních jednotek (Horák, 2003) s ohledem na distribuci určitého jevu, například hustoty zalidnění. Nové areály vznikají na základě vyhodnocení prostorové distribuce jevu uvnitř územních jednotek. Rozložení jevu uvnitř územních jednotek však není známé, a proto se odvozuje na základě doplňkových informací (angl. ancillary information) o distribuci jiné veličiny, která má vztah ke znázorňovanému jevu. Analýzou lze získat subjednotky, ad hoc stanovené územní celky, které odpovídají plošné distribuci znázorňovaného jevu. Metoda, kterou se stanoví subjednotky, se nazývá areálová interpolace (angl. areal interpolation) a jejím účelem je redistribuovat přeskupit hodnoty mezi areály na základě doplňkové informace. Klasickým případem použití metody je znázornění hustoty zalidnění, neboť distribuce tohoto jevu je prostorově nehomogenní a proměnlivá. Jako zdroje dodatečných informací mohou dobře posloužit mapa využití území (angl. land-use map) nebo mapa vegetačního pokryvu (angl. land cover map), případně digitální obrazová data z dálkového průzkumu Země. Výsledkem areálové interpolace je statistický povrch v podobě gridu (Sleeter, 2004). Hodnoty buněk gridu vyjadřují disagregované počty obyvatel (obrázek 62).

93

Obrázek 62 Znázornění principu areálové interpolace (upraveno podle Sleeter, 2004).

9.7.3 Přístupy k areálové interpolaci dasymetrickou metodou Postupy přeskupení hodnot mezi areály jsou pracné a výpočetně náročné a proto je vhodné přistoupit k jejich automatizaci. Zajímavé postupy automatizace dasymetrické metody pro mapování hustoty zalidnění byly navrženy a testovány s využitím dat o využití území (Eicher, 2001). Jako doplňkové informace slouží znalost ploch v kategoriích sídla, zemědělské plochy, rozptýlené lesní porosty, lesní porosty a vodní objekty. Testovány byly tři přístupy k stanovení podílu obyvatelstva v dasymetrických zónách. Jedná se o binární přístup, trojtřídní přístup a o přístup využívající omezující proměnné (Eicher, 2001). Binární přístup ke stanovení podílu obyvatelstva v dasymetrických zónách rozděluje výše uvedené kategorie využití území na obyvatelné, kde žije 100% obyvatel, a na neobyvatelné, kde žije 0% obyvatel. K obyvatelným plochám patří sídla, zemědělské plochy, rozptýlené lesní porosty. Naopak za neobyvatelné jsou považovány lesní porosty a vodní objekty. Dasymetrická metoda, odvozující podíly obyvatelstva na základě binárního přístupu, zatěžuje mapy značnými chybami. Stanovení podílu obyvatelstva v dasymetrických zónách na základě trojtřídního přístupu vybírá typy území, kde může žít obyvatelstvo. V kategorii sídla může žít 70% obyvatelstva, v kategoriích zemědělské plochy a rozptýlené lesní porosty 20% obyvatelstva a v kategorii lesní porosty 10% obyvatelstva. Dasymetrická metoda, odvozující podíly obyvatelstva na základě trojtřídního přístupu, dává lepší výsledky než binární přístup, přesto však výsledná mapa obsahuje chyby. Poslední je přístup omezující proměnné, označovaný některými českými autory jako kartogramická analýza (Kaňok, 1999), vychází ze vztahu (Wright, 1936): 𝐷𝑛 =

𝐷 − 𝐷𝑚 𝑎𝑚 1 − 𝑎𝑚

94

kde D je celková intenzita jevu v analyzovaném území, Dm je odhadnutá intenzita jevu v podjednotce m, am je podíl rozlohy podjednotky na celkové rozloze území a Dn je hledaná intenzita jevu v podjednotce n. 9.7.4 Výhody a nevýhody dasymetrické metody Výhodou dasymetrické metody je možnost zpřesnit znázornění prostorové distribuce veličiny popisující zkoumaný jev v územních jednotkách, kde jeho skutečná distribuce není známa. V porovnání s metodou kvantitativních areálů je však použití dasymetrické metody složitější.

9.8 Metoda proporcionálních bodových znaků Metoda proporcionálních bodových znaků představuje další způsob, jímž tematická kartografie znázorňuje kvantitativní údaje do map. Technická realizace metody v prostředí informačních technologií pro podporu tvorby map, je relativně jednoduchá a proto ji tvůrci map často využívají. Důvodem značného rozšíření je i v tomto případě velmi dobrá podpora v prostředí programových nástrojů pro zpracování a vizualizaci prostorových dat. Metodu lze široce modifikovat a výsledkem je pestrá škála map, které jsou postaveny na stejném základním principu. 9.8.1 Historie metody Ačkoliv proporcionální symboly byly známé již od počátku 19. století jako metoda grafického znázornění ve statistice, uvádí se (Robinson, Johnson), že první mapy s proporcionálními bodovými znaky, zkonstruoval anglický kartograf a poručík britské armády Henry Drury Harness (Konvitz, 1987). Jednou z nich je i mapa The relative number of passangers in different directions by regular public conveyances (obrázek 74), která vyšla v roce 1838 jako součást publikace Atlas to Accompany 2d Report of the Railway Commissioners Ireland 1838 (Harness). Autor v mapě zkombinoval stuhovou metodu (viz kapitola Metody pro znázornění prostorových interakcí) pro vyjádření relativního počtu cestujících, využívajících pravidelnou veřejnou dopravu v různých směrech a dále metodu proporcionálních bodových znaků pro znázornění vybraných sídel podle velikosti. V roce 1850 metodu významně rozvinul francouzský stavební inženýr a univerzitní profesor Charles Joseph Minard (1781–1870), který pomocí ní dokázal zobrazit vícerozměrná data. Tento významý Fracouz vystudoval technickou univerzitu Ecole nationale des ponts et chaussées (nyní École des Ponts ParisTech), která začala jako první ve světě vzdělávat v oboru stavebního inženýrství. V jedné ze svých raných map Carte figurative et approximative des quantités de viande de boucherie envoyées sur pied par les départments et consommées à Paris, ukázal Minard proporce mezi množstvím různých druhů masa, dodávaného řezníky z francouzských regionů do Paříže (Minard, 1858).

95

Obrázek 63 Minardův kartodiagram z roku 1858 (zdroj: Johnson, Z. F.).

V českém jazyce se pro označení metody používá především název bodový kartodiagram či polygonový kartodiagram. Pojmem kartodiagram je však v tomto kontextu označována i mapa, v níž jsou umístěny bodové znaky bez vnitřní struktury, jejichž velikosti jsou odstupňovány na základě hodnot určité znázorňované veličiny. Kaňok charakterizuje diagram (Voženílek et al, 2011) jako „významný vyjadřovací prostředek se schopností sdělit více kvantitativních i kvalitativních informací vztažených k bodu, linii či ploše.“ Porovnání kvantitativních informací vztažených k bodu či polygonu umožňuje bodový znak pouze v případě, kdy je strukturován. Každý jednotlivý znak bez strukturování není diagramem, neboť sám o sobě nedovoluje porovnat více statistických údajů vztažených k bodu či k polygonu. Označení metoda proporcionálních bodových znaků se proto jeví jako univerzálnější, více odpovídající skutečnosti, neboť zahrnuje i speciální případ, kdy bodovým znakem je skutečný diagram. V anglickém jazyce se metoda označuje několika názvy proportioned point symbol mapping (Brewer), dále proportional point symbol mapping (Slocum et al, 2009), nebo variable point symbol mapping (Dent, 1999), případně graduated point symbol mapping (Dent, 2008), z nichž každý je alternativou k ostatním názvům. Analogický název nabízí i němčina (e Proportionale Signaturen). 9.8.2 Princip metody Mapy, vytvořené metodou proporcionálních bodových znaků, primárně zobrazují kvantitativní charakteristiky objektů, jevů či procesů pomocí bodových znaků. Princip metody je postaven na proporci mezi znázorněnou hodnotou veličiny a velikostí odpovídajícího bodového znaku. Čím větší je hodnota znázorněné kvantitativní veličiny, tím větší je bodový znak, který veličinu reprezentuje v mapě. Metoda dovoluje navíc znázornit i vícerozměrná statistická data, integrující kvantitativní i kvalitativní charakteristiky. To je zajištěno kombinací vizuálních parametrů bodových znaků. Kvantitativní údaje jsou vyjádřeny velikostí a strukturou znaku, kvalitativní údaje pak vyjadřuje barva. 96

Znak v mapě může být umístěn do bodu, který představuje skutečné místo, k němuž se vztahuje hodnota veličiny. Proporcionálními bodovými znaky můžeme v mapě znázornit například měřící stanice polétavého prachu s cílem ukázat naměřené hodnoty za určitý časový interval. Podobně lze zobrazit studny i s jejich vydatností. Bodový znak lze však také umístit na vhodném místě uvnitř areálu. Potom předpokládáme, že znak reprezentuje hodnoty agregované za celý tento areál (Dent, 2008). Může se jednat o počet obyvatel okresu, o množství turistů v kraji či o množství vytěženého černého uhlí ve státech Evropy. Někteří kartografové (Slocum et al, 2009) upozorňují na situaci, kdy je mimoměřítkový znak umístěn v bodu, ale zobrazovaná veličina byla získána pro související areál. Příkladem jsou znaky umístěné v bodech, které reprezentují obce s počty trvale přihlášených obyvatel. 9.8.3 Volba bodového znaku Důvodem značné pozornosti, která je kladena na správnou volbu bodových znaků, je psychofyzikální charakter procesu jejich vnímání. Aby metoda vyvolala u čtenáře mapy požadovaný vizuální vjem, musí autor mapy zvolit vhodný bodový znak, včetně všech jeho potřebných vizuálních parametrů, kterými jsou tvar, velikost, barva a struktura. Pro metodu má rozhodující význam i umístění znaku, kterému je v dalším textu věnovaná samostatná podkapitola. Zvolený tvar znaku je vlastnost, která se při aplikaci metody nemění. Bodové znaky, používané metodou proporcionálních bodových znaků, lze podle tvaru rozdělit na (Slocum 2009, Dent, 2008) geometrické (angl. geometric), obrazové (angl. pictorial) a alfanumerické (angl. alphanumeric). Jako geometrické proporcionální znaky lze použít kruh, elipsu a dále N-úhelníky jako jsou trojúhelník, čtyřúhelník (čtverec, obdélník, kosočtverec, lichoběžník atd.) a další. Nejčastěji používaným tvarem znaku je kruh (circle), který je kompaktní a jeho velikost lze měnit snadněji než u jiných tvarů (Dent 2008). Proto je možno kruhové znaky nejsnadněji umístit do areálů rozmanitých tvarů. Jiným významným argumentem pro použití kruhu je lepší hospodárnost při využívání prostoru mapového pole (Slocum et al, 2009) než je tomu u znaků jiného tvaru, např. u svislých či vodorovných obdélníků (angl. bar). Kruh je vizuálně stabilnější (angl. more visually stable) než jiné geometrické tvary, což čtenáři zajišťuje nejsnazší čitelnost a srozumitelnost (Slocum et al, 2009, Dent 2008). V situaci, kdy se nelze vyhnout překrývání znaků, je kruh nejefektivnější tvar. V porovnání s jinými tvary znaků totiž umožňuje snadnější odhad velikostí při sdělování příslušných kvantitativních údajů. Kruh představuje v neposlední řadě geometrický tvar, který se nejlépe přizpůsobuje dalším proměnným. Příkladem je proměnlivost barevného tónu či intenzity barvy. Jiný příklad přizpůsobení kruhu je jeho použití v podobě kruhového diagramu (angl. pie diagram), který se snadno člení na jednotlivé (různobarevné) kruhové výseče (Dent, 2008) a umožňuje tak vyjádřit i kvantitativní strukturu jevu. Bodový znak v podobě kruhu je však především nejpřirozenější volbou tvůrců map (Slocum et al, 2009).

97

Obrázek 64 Mapa vytvořená metodou strukturního kartodiagramu

Převažující používání kruhových znaků v této metodě však současně znamená omezení pestrosti kartografického vyjadřování. Intenzívní psychofyzikální výzkum ukázal, že metodu lze úspěšně obohatit bodovými znaky dalších tvarů (Brewer, 1998). Pro metodu proporcionálních znaků se někdy doporučuje použit vertikálně či horizontálně orientované sloupce (úzké obdélníky) s konstantní šířkou a s proměnlivou výškou. Výška sloupce představuje parametr, jehož hodnotu čtenář mapy vnímá a odhaduje odpovídající hodnotu zobrazené veličiny. Někdy se ještě vyčleňuje kategorie alfanumerických znaků (Voženílek et al, 2011) resp. písmenkových a číslicových znaků (Kaňok, 1999). Znaky ve formě písmen se vyskytují například v některých geologických mapách znázorňujících ložiska surovin. Písmenko či skupiny písmenek vyznačují lokalitu s výskytem ložisek prvku, od jehož pojmenování je znak odvozen např. Au od latinského aurum, tedy zlato. Odstupňovaná velikost písmen pak může vyjadřovat například velikost ložiska (obrázek 65) či intenzitu produkce suroviny. Proporcionální bodové znaky ve formě číslic lze využít například v mapě, zobrazující souhrnnou výši vyplacených půjček fyzickým osobám v okresech České republiky.

98

Obrázek 65 Použití metody písmenkových proporcionálních bodových znaků

K úplnému pochopení významu velikosti znaků pro popisovanou metodu je potřebné bodové znaky klasifikovat na jednorozměrné, dvourozměrné, pseudotřírozměrné. Smysl rozdělení znaků podle rozměrnosti je zřejmý při zavedení úvah o velikosti bodových znaků. Velikost znaku představuje vizuální proměnnou, která přímo vypovídá o hodnotě zobrazené kvantitativní veličiny. Čtenář mapy vnímá velikosti znaků a odhaduje s nimi spojené hodnoty znázorňované veličiny. Psychofyzikální výzkumy ukázaly, že základní princip vnímání velikosti bodového znaku a odhad velikosti znaku je ovlivňován řadou faktorů. Jedním z těchto faktorů je i výskyt znaků v okolí znaku, jehož velikost je odhadována (obrázek 66). Základní krok k porozumění role velikosti znaku při odhadu hodnoty znázorněné veličiny vyžaduje klasifikaci znaků na jednorozměrné, dvourozměrné a třírozměrné.

99

Obrázek 66 Klam při vnímání velikosti bodových znaků

Velikost jednorozměrných znaků, např. vertikálně orientovaných sloupců s konstantní šířkou a proměnlivou výškou, vyjadřuje jejich výška. U dvourozměrných znaků se velikostí rozumí obsah těchto rovinných útvarů (obrázek 67). Jako pseudotřírozměrné lze označit znaky, které mají planární charakter, ale i přesto se jejich použitím navozuje zdání existence třírozměrných objektů a tedy iluze prostorového vjemu. Někdy bývají označovány jako fiktivně-objemové (Voženílek et al, 2011). Jako velikost těchto pseudotřírozměrných znaků je vnímán jejich objem. Velikost pseudotřírozměrných sloupců pak představuje proměnlivá perspektivní výška (angl. perspective height). Použití metody vyžaduje stanovit vhodnou gradaci (nárůst velikosti) bodových symbolů v závislosti na rostoucí hodnotě znázorňované veličiny. Nárůst hodnot se stanovuje některým ze tří následujících přístupů (Dent, 2008), které lze označit jako matematická gradace, vjemová gradace a intervalová gradace.

Obrázek 67 Matematické vyjádření velikosti vybraných dvourozměrných bodových znaků (podle Dent et al, 2008).

Matematická gradace (angl. mathematical scaling) velikostní stupnice se vyjadřuje jednoduchým matematickým vztahem, který zohledňuje rozměrnost znaku a 100

případně jeho tvar (tabulka 9). Veličina vi reprezentuje hodnotu, pro kterou má být vypočtena velikost příslušného znaku a veličina vL představuje hodnotu, k níž se vztahuje největší znak (upraveno podle Slocum et al, 2009). Tabulka 9 Matematické vztahy určené pro výpočet relevantních parametrů gradace velikostních stupnic pro metodu proporcionálních bodových znaků

Tvar znaku

Rozměrnost

Matematický vztah

sloupec

jednorozměrný

𝑣𝑖 ℎ𝑖 = ℎ𝐿 𝑣𝐿

kruh

dvourozměrný

𝑣𝑖 𝑟𝑖 = 𝑟𝐿 √ 𝑣𝐿

čtverec

dvourozměrný

𝑣𝑖 𝑠𝑖 = 𝑠𝐿 √ 𝑣𝐿

trojúhelník dvourozměrný

𝑣𝑖 𝑠𝑖 = 𝑠𝐿 √ 𝑣𝐿

koule

pseudotřírozměrný

3 𝑣𝑖 𝑟𝑖 = 𝑟𝐿 √ 𝑣𝐿

krychle

pseudotřírozměrný

3 𝑣𝑖 𝑠𝑖 = 𝑠𝐿 √ 𝑣𝐿

Veličiny hi - vypočítávaná výška sloupce hL - výška největšího sloupce v mapě ri - vypočítávaný poloměr kruhu rL - poloměr největšího kruhu v mapě si - vypočítávaná strana čtverce sL - strana největšího čtverce v mapě si - vypočítávaná strana trojúhelníka sL - strana největšího trojúhelníka v mapě ri - vypočítávaný poloměr koule rL - poloměr největšího koule v mapě si - vypočítávaná strana krychle sL - strana největší krychle v mapě

Psychofyzikálním výzkumem bylo zjištěno, že vnímaná velikost proporcionálních bodových znaků neodpovídá jejich matematické velikosti. Při odhadu mají lidé tendenci podhodnocovat velikost velkých znaků. Čím větší je znak, tím méně přesný je odhad jeho velikosti.

Obrázek 68 Porovnání velikostních stupnic vyjadřujících gradaci kruhu a pseudokoule (zdroj: Sandvik).

101

Tento nesoulad přijatelně zohledňuje vjemová gradace (angl. perceptual scaling), která koriguje vztahy pro matematickou gradaci tak, aby výsledná velikost znaků lépe odpovídala odhadům velikosti znaků při vizuálnímu vjemu (Flannery, 1971). Matematický aparát pro vjemovou gradaci je implementován v některých programových nástrojích, umožňujících použití metody. Příkladem je ArcMap, poskytující volitelnou funkci Flannery Compensation. Zajímavou možnost zdůraznění gradace poskytují duplicitní znaky (angl. redundant symbols), které kombinují dvě vizuální proměnné. Spolu s nárůstem velikosti znaku se stupňuje i intenzita výplně (Slocum et al, 2009; Sandvik, 2008).

Obrázek 69 Kombinace velikosti a intenzity výplně bodových znaků (zdroj: Sandvik).

Princip intervalové gradace (angl. range-graded scaling) spočívá v klasifikaci hodnot do vhodného počtu intervalů. Každý z intervalů je v mapě reprezentován bodovým znakem odlišné velikosti. Intervalová gradace vyžaduje stanovení počtu intervalů, zadání metody klasifikace a přiřazení bodového znaku každému z intervalů. Zvolené proporcionální bodové znaky musí být uspořádány podle velikosti v pořadí, které odpovídá posloupnosti intervalů. Výsledky experimentů ukazují, že pro klasifikaci je vhodné stanovit 3 až 6 tříd (Dent, 2008). Vyšší počet tříd znesnadňuje rozlišení velikosti znaků a jejich porovnání s velikostním měřítkem. Velikosti znaků jsou zvoleny tak, aby zdůrazňovaly vizuální odlišnost tříd (Slocum et al, 2009) a tím usnadnili odečítání hodnot znázorněné veličiny. Na základě experimentů zaměřených na zkoumání vizuálního vjemu velikostí kruhového znaku byly navrženy průměry kružnic vhodných pro intervalovou gradaci (Meihoefer, 1969; Dent, 1999). Tabulka s návrhem odstupňování velikosti kružnic poskytuje autorovi mapy jednoduchou a ověřenou pomůcku pro přípravu mapy. Použití intervalové gradace je možné i pro další geometrické bodové znaky. Členitý tvar některých obrázkových bodových znaků zvyšuje nároky na autora i čtenáře mapy. Obtížnější je jak návrh stupňování velikosti znaků na straně autora mapy, tak odhad velikosti znaků na straně čtenáře. Intervalová gradace takových znaků usnadňuje práci autora i čtenáře při sdělování kvantitativních údajů. Intervalová gradace přináší některé výhody pro čtenáře mapy. Především usnadňuje rozlišení znaků podle velikosti a zjednodušuje tak ztotožnění znaků v mapovém poli s velikostním měřítkem v legendě. Přínosem je i možnost zdůraznění vzorů prostorového rozložení v mapě díky kontrastu velikosti znaků (Slocum et al, 2009).

102

Bodové znaky jsou charakterizovány zvolenou barvou, která je konstantní pro daný statistický znak. Jestliže metoda znázorňuje v mapě dva a více statistických znaků, pak každý z nich je zobrazen jinou barvou. Barva slouží pro jejich rozlišení, tedy pro znázornění odlišné kvality. Pro každý typ samostatného statistického znaku se v takovém případě volí odlišný tvar bodového znaku. Výzkum prokázal (Patton et al, 1985; Lindenberg, 1986), že barva proporcionálních bodových znaků nemá vliv na přesnost odhadu hodnot. Je tedy třeba dodržovat obecné zásady využití barev v tematické kartografii. Důležitou zásadou je volba dostatečně odlišných barev. Barvy v diagramech slouží pro rozlišení jednotlivých dimenzí vícerozměrných dat a mají tedy rozlišovací funkci. Proto je vyžadován výběr barev, vhodných pro znázornění kvantitativních údajů, tzv. kvalitativní barevné schéma. Volbu barev pro metodu proporcionálních bodových znaků s diagramy (kartodiagramy) zpravidla usnadní programový nástroj používaný pro přípravu mapy. Autor mapy má obvykle přístup do knihovny barevných palet, strukturovaných podle charakteru dat, pro které lze palety využít. Do každé palety jsou zařazeny snadno odlišitelné barvy, jejichž intenzity jsou vzájemně vyváženy.

Obrázek 70 Prostředí aplikace ColorBrewer pro výběr kvalitativního barevného schématu pro kartodiagramy

Obdobné možnosti poskytuje i ColorBrewer (obrázek 70), autonomní webový nástroj, který je v tomto textu několikrát připomínán v popisu jednotlivých metod tematické kartografie. Obrázek 70 ukazuje prostředí programu ColorBrewer (http://colorbrewer2.org/).

103

Kvantitativní znaky mohou být charakterizovány strukturou, která má rozlišovací funkci. To platí i pro strukturované bodové znaky s vícebarevnou výplní, určené pro znázornění jednorozměrných dat. Jeden typ strukturovaného bodového znaku s vícebarevnou výplní reprezentuje jeden odpovídající statistický znak. Jiný typ strukturování mají diagramy, které jsou metodou grafického znázornění vícerozměrných statistických dat. Z pohledu kartografické sémiologie se jedná o bodové znaky s vícebarevnou výplní, které používá i metoda proporcionálních bodových znaků. Diagramy se v mapě umisťují do odpovídajícího bodu nebo areálu, pro který zobrazují vícerozměrná data. Taková mapa se označuje jako kartodiagram (angl. chart map příp. diagram map) a struktura znaku navíc znázorňuje proporce mezi jednotlivými dimenzemi vícerozměrných dat. 9.8.4 Umístění znaku Dalším parametrem bodového znaku je jeho umístění. Tento parametr se svým charakterem poněkud vyčleňuje ze skupiny ostatních vizuálních proměnných kartografického znaku. Nepodílí se totiž na modifikaci vzhledu bodového znaku. Pravděpodobně z toho důvodu jej někteří kartografové neuvádějí mezi vizuálními proměnnými. Umístění znaku v rovině mapy má významnou roli především proto, že vypovídá o poloze zobrazovaného objektu či jevu nebo o příslušnosti k některému z areálů. Po umístění znaku je třeba vyřešit i případné vzájemné prostorové konflikty znaků. K překrývání dochází, jestliže se v mapovém poli soustředí více bodových znaků na nedostatečně velké ploše. Bodové znaky se mohou překrývat při splnění některých zásad. Větší znak musí být umístěn pod menším znakem. Jestliže je pro znaky významná jejich struktura, nesmí být vzájemným překrýváním omezeny možnosti čtenáře využít význam struktury pro správné odečítání či odhadování hodnot veličiny. 9.8.5 Legenda pro metodu proporcionálních bodových znaků Mapová legenda, sestavená pro metodu proporcionálních bodových znaků, vysvětluje kvantitativní i kvalitativní charakteristiky zobrazené v mapě. Součástí legendy je velikostní měřítko, které je vnější formou stupnice použité pro gradaci bodových znaků. Velikostní měřítko graficky vyjadřuje proporcionální vztah mezi velikostí bodového znaku a odpovídající hodnotou znázorněné veličiny. Pro výpočet matematické nebo vjemové gradace velikosti znaku se používá funkční stupnice, jejíž velikostní měřítko může mít celou řadu podob. Účelem diskrétních velikostních měřítek je podpořit odhad zobrazených hodnot. Pro přesnější odečítání hodnot spojitě v celém rozsahu zobrazených hodnot je určeno spojité velikostní měřítko, doplněné grafem funkční stupnice. Pro intervalovou gradaci velikosti bodového symbolu se používá intervalová stupnice. Na základě takové stupnice čtenář správně přiřadí odpovídající hodnotu příslušné veličiny určitému znaku dané velkosti v mapovém poli. 104

Obrázek 71 Kartodiagram s funkčním velikostním měřítkem (zdroj: Atlas krajiny ČR)

Použití pseudotřírozměrných znaků (např. fiktivně objemová krychle „pseudokrychle“) přináší některé objektivní i subjektivní nevýhody. Tyto znaky mohou zakrývat významně části obsahu mapového pole a tím znesnadňují čtení mapy. Navíc bylo prokázáno, že odhady hodnot veličin znázorněných těmito znaky jsou málo přesné. Odhady čtenářů vykazují významně větší rozptyl než je tomu při odhadech hodnot z jednorozměrných či dvourozměrných znaků. Použití pseudotřírozměrných znaků tedy není možno pro metodu proporcionálních bodových znaků doporučit.

Obrázek 72 Mapa vytvořená metodou kvantitativních areálů bez klasifikace do tříd

105

Velikost znaku je závislá na hodnotě zobrazené veličiny, ale současně o velikosti znaku do určité míry spolurozhoduje autor mapy. Ten musí zvolit nejvhodnější přístup ke stanovení velikosti kartografického znaku. Metodu proporcionálních bodových znaků lze modifikovat (Dent et al, 2008), klasifikací hodnot zobrazených dat do tříd a následným zobrazením velikostních kategorií bodových znaků (angl. range-graded point symbol). Podle toho se pak označují i výsledné tematické mapy jako neklasifikované (angl. unclassed maps) či klasifikované (angl. classed nebo range-graded maps). Metoda kvantitativních znaků, používají nejčastěji absolutní hodnoty zobrazované veličiny. Zatímco pro metodu kvantitativních areálů je standardizace hodnot téměř povinná, při použití metody kvantitativních bodových znaků se standardizace dat se připouští jako možnost (Slocum et al, 2009). 9.8.6 Výhody a nevýhody metody proporcionálních bodových znaků Princip metody umožňuje jednoduše automatizovat vykreslení proporcionálních znaků na základě hodnot uložených v databázi. Metoda je snadno srozumitelná a poskytuje čtenáři možnost intuitivního vnímání hodnot kvantitativní charakteristiky, které je předáváno vyjadřovacími prostředky metody. Přesto však metoda ponechává autorovi dostatečný prostor k tomu, aby mohl vhodným způsobem ovlivnit své sdělení čtenáři. Metoda proporcionálních bodových znaků umožňuje do určité míry vystihnout strukturu a prostorové uspořádání zobrazených objektů a jevů bodového charakteru. Odpovídající bodové znaky se totiž v mapě soustředí v místech odpovídajících jejich skutečnému výskytu. K nevýhodám patří nedostatečná citlivost metody na variabilitu hodnot zobrazované veličiny. Metodou není vhodné znázornění veličin, jejichž hodnoty vykazují nepatrnou či malou variabilitu. Výsledné symboly mají (přibližně) stejnou velikost a jsou tedy monotónní a málo názorné (Dent, 2008). Použití metody může být negativně ovlivněno tvarem areálů, neboť členitý tvar některých areálů bývá překážkou pro efektivní umístění odpovídajícího znaku. V areálech s menší rozlohou a současně s vysokými hodnotami znázorněné veličiny se mohou objevovat velké, navzájem se překrývající znaky. Negativní efekt překrývání znaků je možné eliminovat pouze do určité míry a to především v případě, že proporcionální bodové znaky jsou vykreslovány jako objekty vektorové grafiky. Tvůrce mapy může zajistit částečný posun některých znaků a tím zmenšit jejich vzájemný překryv. Další možností je změna pořadí vykreslování znaků tak, aby se menší znaky vykreslovaly nad většími. Některé kartografické programové produkty, použité pro tvorbu mapy, neumožňují takovou manipulaci s objekty vektorové grafiky. Jako alternativní prostředí pro finalizaci mapy může sloužit vhodný vektorový editor jako je Adobe Illustrator, CorelDRAW nebo Inkscape.

106

9.9 Metody pro znázornění prostorových interakcí Pojmem prostorová interakce se rozumí pohyby, změny, aktivity či procesy spojené s objekty a jevy v geografickém prostoru. Prostorovou interakci si lze představit jako pohyb osob, živočichů, obchodovatelných komodit, kapitálu, informací apod. Jedná se například o dopravu cestujících mezi letišti případně zastávkami na železniční trati, vztah nabídky a poptávky přesuny kapitálu mezi jednotlivými zeměmi či migraci obyvatelstva a živočichů. Jako prostorovou interakci si lze představit také vztahy, relace mezi objekty. Metody pro znázornění prostorových interakcí, se v kartografii objevily ještě před zavedením pojmu prostorová interakce do odborného slovníku specialistů mnoha profesí. Intenzívní rozvoj nastal v 50. letech 20. století. Pohyb v mapách se znázorňuje pomocí pohybových liniových znaků, které umožňují vyjádřit směr a orientaci a případně i celou trajektorii pohybu. Pro úspěšné znázornění požadovaných fenoménů jsou základem interakční data, která popisují prostorové interakce. Prostorové interakce mohou být spojené s různými typy sítí, jako jsou například hydrologické sítě, dopravní sítě nebo sítě inženýrské. Tyto prostorové interakce se znázorňují stuhovou metodou. Jiné typy interakcí reprezentují vzájemné vztahy objektů bez vazby na uvedené typy sítí. Takové interakce se znázorňují metodou dosahových liniových znaků. Specifický typ interakcí se týká změn fyzikálních polí, které charakterizují kontinuální jevy. Tato fyzikální pole a s nimi spojené interakce jsou zpravidla vázané na rozsáhlé území. Příkladem jsou změny rozložení tlakového pole v zemské atmosféře, které vyvolávají proudění vzduchu. Podobné pohyby se týkají i vodních mas světového oceánu, které jsou aktivní následkem vyrovnávání teplotních rozdílů vody. V mapách se takové změny kontinuálních polí znázorňují metodou proudových liniových znaků. Pro situace, kdy je navíc vyžadováno i vyjádření dynamiky pohybu v prostoru a času, je určena metoda dynamických liniových znaků. Pro úspěšné a efektivní využití metody pohybových liniových znaků, je nutné dodržovat několik zásad (Dent, 1999). Pohybové linie v tematické mapě jsou nejdůležitějším prvkem obsahu a tomu musí odpovídat i jejich grafický význam jako výrazového prostředku. Menší pohybové linie by se měly zobrazovat nad většími pohybovými liniemi. Jestliže pro obsah mapy je zásadní orientace toku, musí být pohybové linie vykresleny jako šipky. Jestliže se v mapované oblasti vyskytují souš i vodní plochy, je nezbytné znázornit jejich kontrast. Všechny informace v mapě mají být snadno srozumitelné, včetně měřítka pohybových linií. Legenda má být jasná a jednoznačná, včetně uvedených jednotek, je-li to nutné. Pohybové liniové znaky lze použít jako distributivní (angl. distributive flow lines) jestliže se linie větví v blízkosti koncového bodu. Metody mapování pomocí pohybových liniových znaků jsou podporovány v prostředí některých programových nástrojů. Většinu metod, o nichž pojednávají 107

následující podkapitoly, poskytují jako svou funkci univerzální programové produkty jako ArcGIS Geomedia či QGIS. 9.9.1 Metoda stuhová Stuhová metoda (angl. network flow mapping method, volume-scaled bands method ) je určena pro znázornění kvantitativních charakteristik, které se týkají sítí tvořených liniovými objekty. Podpora stuhové metody je implementována v řadě programových nástrojů, které pracují s vektorovými geodaty, například v prostředí produktů ArcGIS Desktop, TransCAD a dalších. Jako základ pro použití metody slouží často liniové objekty, jako jsou silnice, železnice, vodní toky apod., vytvářející síť. Předmětem znázornění může být vhodně zvolená kvantitativní charakteristika těchto liniových objektů tvořících síť. Metodu lze široce modifikovat a výsledkem je pestrá škála možností vytvořit rozmanité mapy, které jsou postaveny na stejném základním principu.

Obrázek 73 Ukázka prostředí programového nástroje TransCAD (zdroj Caliper Corporation)

Z dostupných zdrojů, lze zjistit, že metodu stuhovou poprvé použil Henry Drury Harness (Konvitz, 1987), autor mapy The relative number of passangers in different directions by regular public conveyances, z roku 1838. Mapa byla součástí publikace Atlas to Accompany 2d Report of the Railway Commissioners Ireland 1838 (Harness). Harness v mapě použil kombinaci stuhové metody s metodou proporcionálních bodových znaků. Stuhová metoda v mapě znázorňuje počtu cestujících, využívajících pravidelnou veřejnou dopravu v různých směrech na tehdejších komunikacích mezi významnými sídly v Irsku. Mapy, vytvořené stuhovou metodou, primárně zobrazují kvantitativní charakteristiky liniových objektů, jevů či procesů pomocí liniových znaků. Princip metody je postaven na proporci mezi znázorněnou hodnotou veličiny a tloušťkou 108

odpovídajícího liniového znaku. Čím větší je hodnota znázorněné kvantitativní veličiny, tím tlustší je liniový znak, který veličinu v mapě reprezentuje. Metoda dovoluje navíc znázornit i vícerozměrná statistická data, kombinující kvantitativní i kvalitativní charakteristiky. Takové znázornění je zajištěno efektivním spolupůsobením vizuálních parametrů liniových znaků. Kvantitativní údaje jsou vyjádřeny tloušťkou a znaku, kvalitativní údaje vyjadřuje strukturou a barvou liniových znaků. Stuhová metoda je analogií k metodě proporcionálních bodových znaků.

Obrázek 74 Ukázka Harnessovy mapy využívající stuhovou metodu (zdroj: Johnson, Z. F.)

Liniový znak se do mapy umísťuje ztotožněním hlavní linie znaku s osou linie reprezentující znázorňovaný liniový objekt či jev. Proporcionálními liniovými znaky můžeme v mapě znázornit například úseky silničních komunikací s cílem ukázat jištění hodnoty projíždějících vozidel za určitý časový interval. Podobně lze zobrazit úseky tratí na železniční síti, vyjadřující počty přepravených cestujících. Na rozdíl od metody proporcionálních bodových znaků, je u stuhové metody značně omezena nabídka vhodných liniových znaků. Nejvhodnější je znázornění pomocí

109

plného liniového znaku, protože jeho šířka plně vystihuje požadavky na znázornění kvantitativních charakteristik. Mapová legenda, sestavená pro stuhovou metodu, vysvětluje kvantitativní i kvalitativní charakteristiky zobrazené v mapě. Součástí legendy je velikostní měřítko, které je vnější formou stupnice použité pro gradaci liniových znaků. Velikostní měřítko graficky vyjadřuje proporcionální vztah mezi velikostí liniového znaku a odpovídající hodnotou znázorněné veličiny. Tloušťka liniového znaku je parametr, jehož velikost lze snadno odhadnout na základě vizuálního vjemu. Pro výpočet gradace velikosti znaku se používá lineární funkční stupnice, jejíž velikostní měřítko, může být zobrazeno jako spojité nebo jako nespojité. Účelem diskrétních velikostních měřítek je podpořit odhad zobrazených hodnot. Pro přesnější odečítání hodnot spojitě v celém rozsahu zobrazených hodnot je určeno spojité velikostní měřítko, s grafem funkční stupnice. Kvantitativní charakteristiky liniových objektů je možné před znázorněním klasifikovat do vhodného počtu tříd. V takovém případě se jedná o intervalovou gradaci a v legendě se používá intervalové velikostní měřítko odpovídající použité intervalové stupnici. Na základě takové stupnice čtenář snadněji přiřadí odpovídající hodnotu znázorňované veličiny určitému znaku dané tloušťky v mapovém poli (obrázek 75).

Obrázek 75 Ukázka mapy, vytvořené stuhovou metodou

Princip stuhové metody umožňuje snadno automatizovat vykreslení proporcionálních liniových znaků na základě hodnot uložených v databázi. Metoda je snadno srozumitelná a poskytuje čtenáři možnost intuitivního vnímání hodnot kvantitativní 110

charakteristiky, které je předáváno vyjadřovacími prostředky metody. Metoda však i přesto ponechává autorovi dostatečný prostor k tomu, aby mohl vhodným způsobem ovlivnit své sdělení čtenáři. Příprava mapy v prostředí programových nástrojů s podporou metod tematické kartografie, vyžaduje od autora mapy volbu tloušťky liniového znaku s minimální hodnotou znázorňované veličiny. Program následně vypočte tloušťky linií, reprezentujících objekty s vyššími hodnotami zobrazeného jevu. 9.9.2 Metoda dosahových liniových znaků Metodou dosahových liniových znaků (angl. radial flow mapping method) se znázorňují prostorové toky, které mají nejčastěji radiální uspořádání. Využívají se k tomu liniové znaky, spojující místa, mezi nimiž dochází k prostorové interakci. Centrální bod, reprezentující centrum bodového nebo plošného charakteru, je liniovými znaky spojen s dosahovými body (Voženílek et al., 2011) v okolí. V zájmovém území se může nacházet několik center, reprezentujících bodové nebo plošné objekty stejného typu. Dosahové body mohou reprezentovat rovněž bodové nebo plošné objekty. Centra se znázorňují vhodným bodovým znakem, který je umožní odlišit od dosahových bodů, reprezentujících místa poptávky. Tato místa mohou být znázorněna bodovým znakem, reprezentujícím bodový nebo plošný objekt. Liniové znaky, spojující jedno konkrétní centrum s odpovídajícími dosahovými body, se vykreslují znakem totožné barvy. To umožní odlišit interakce každého znázorněného centra s odpovídajícími dosahovými body. Jestliže má význam znázornění orientace jednotlivých interakcí, mohou se liniové znaky vykreslit v podobě šipek s odpovídající orientací. To však nesmí být na úkor čitelnosti šipek, které se v takovém případě mohou nevhodně překrývat. Pro vyjádření orientace liniových znaků často postačí vhodně zvolený název mapy. Metoda umožňuje znázornit vztahy typu nabídka-poptávka. Pro ilustraci použití této metody uveďme příklad hasičské stanice, kterou reprezentuje centrum s nabídkou („hasičských“) služeb, a dále místa (dosahové body), v nichž jednotky hasičů ve sledovaném období zasahovaly při likvidaci požárů (obrázek 76). Uspořádání dosahových bodů tedy vypovídá o prostorovém rozložení výskytu uspokojené poptávky. Některé typy objektů reprezentované dosahovými body, mohou prostorově interagovat s více centry. V mapě na obrázku 76 se jedná o některá místa, kde došlo k požárům budov. Je zřejmé, že u některých požárů současně zasahovaly jednotky hasičů z více center. Prostorové interakce jsou vyjádřeny dosahovými liniovými znaky, které spojují hasičské stanice s místy událostí. V mapě lze rozeznat prostorové uspořádání požárů budov, které souvisí existencí obytných budov. Barva dosahových linií dovoluje čtenáři snadnější orientaci.

111

Obrázek 76 Ukázka použití dosahových, pohybových liniových znaků

Obrázek 77 Ukázka součtové varianty pohybových liniových znaků dosahových

112

Metodu dosahových liniových znaků pohybových je možno modifikovat pro znázornění dat, zpracovaných agregováním pro vybraný typ statistických územních jednotek případně za určité časové období. Výsledkem pak bývá součtová podoba metody. Ukázka mapy, vytvořené modifikovanou metodou, je na obrázku 77. Specifickou oblast využití dosahových, pohybových liniových znaků představuje mapování migračních toků (angl. migration flow mapping), tedy rozsáhlé přesuny lidské populace nebo živočišných druhů. Vyjadřovacím prostředkem jsou liniové znaky ve tvaru šipek, spojující počáteční bod migračního toku s koncovým bodem. Linie svým průběhem mají vystihovat trajektorii migrace, jejíž znalost je důležitá pro studium chování lidské populace nebo živočišných druhů. Migrační toky je výhodné znázornit jako distributivní (angl. distributive flows) Takový typ migračního toku (svazek linií) se skládá z několika dílčích migračních toků, které společně vycházejí z počátečního bodu a směřují do bodů cílových. V blízkosti každého cílového bodu se ze svazku oddělí linie s tloušťkou odpovídající velikosti dílčího proudu migrace (obrázek 78).

Obrázek 78 Mapa vytvořená distributivní verzí metody dosahových pohybových liniových znaků (zdroj Minard)

Ukázka mapy na obrázku 79 znázorňuje přednostní trasy migrace dravých ptáků v západní části státu Montana, USA.

113

Flow Mapper, (http://www.csiss.org/clearinghouse/FlowMapper/) je považován za pravděpodobně první programový nástroj (Tobler, 2003) použitelný pro automatizaci metod, sloužících pro znázornění prostorových interakcí.

Obrázek 79 Ukázka dosahových pohybových liniových znaků (zdroj Montana Audubon)

9.9.3 Metoda proudových liniových znaků Metoda proudových liniových znaků (angl. continuous flow mapping method) je využívána v mapách pro vyznačení rozsahu jevů a s nimi spojených procesů, k nimž dochází na rozsáhlém území. Rozšířené jsou mapy znázorňující směr a orientaci mořských proudů (obrázek 80). V meteorologii je obvyklé do map zakreslovat směr a rychlost větru.

Obrázek 80 Ukázka pohybových liniových znaků proudových (zdroj Indiana University)

114

9.9.4 Metoda dynamických liniových znaků Metoda dynamických liniových znaků slouží pro znázornění minulých, současných či budoucích pohybů či změn v prostoru a času. Jako vyjadřovací prostředek se používají liniové znaky v podobě šipek, které vyjadřují trajektorii pohybu a navíc jsou doplněny časovými údaji. Strukturou a barvou šipek je možné rozlišit kvalitativní rozdíly mezi více typy pohybů. Šipky s časovým údajem v historické mapě na obrázku 81 názorně ukazují odkud, kam a kdy směřovalo Napoleonovo tažení do Ruska. Modrou barvou je znázorněn pohyb Napoleonových vojsk, červeně pohyb vojsk ruských. Plná liniový znak se šipkou označuje postup jednotek, čárkované liniové znaky vyjadřují ústup jednotek. Metodu je možné modifikovat a také jako distributivní

Obrázek 81 Ukázka dynamických pohybových liniových znaků (zdroj Vladimir Volkov)

Po prostudování této kapitoly budete znát kolekci nejčastěji používaných metod pro znázornění kvantitativních a kvalitativních vlastností objektů, jevů a procesů v tematických mapách. Budete mít dostatečné znalosti, abyste ve cvičeních z tematické kartografie mohli procvičit praktickou přípravu map. Kontrolní otázky 1) Ve kterých případech je možné v tematické mapě vynechat tiráž? 2) Znáte některé typy map, v jejich názvu se neuvádí údaj, který mapu vymezuje časově? 3) Charakterizujte mapy, na nichž nenajdete směrovku a uveďte jiný vyjadřovací prostředek, pomocí něhož se může čtenář takové mapy zorientovat vzhledem ke světovým stranám.

115

Úlohy pro samostudium 1) V Atlasu krajiny České republiky, najděte příklady map, které jsou vytvořeny jednou metodou tematické kartografie 2) V Atlasu krajiny České republiky, najděte příklady map, které vznikly kombinací několika metod tematické kartografie.

116

10 Závěr Tento učební text je základním výukovým materiálem pro samostatné studium tematické kartografie. Studiem textu by posluchači měli získat znalosti, potřebné pro následné praktické procvičování přípravy tematických map. Rozsah tohoto textu je omezen, a proto nemůže pojmout značné množství odborných informací, které problematiku tematické kartografie prohlubují. Proto je vhodné kombinovat při studiu tento text s dostupnou odbornou literaturou. Další zdroj informací mohou zájemci najít v elektronické nápovědě, která je součástí programových produktů, používaných při cvičeních. Velmi přínosné pro podnícení diskuse o některých odborných, úzce zaměřených tématech, jsou specializované blogy. V těchto zdrojích lze nalézt nebývalou pestrost odborných informací, které jsou prezentovány v podobě zveřejněných článků a na ně navazujících diskusí. Řada podobných zdrojů informací je mnohdy podceňována členy odborné komunity, přestože kvalita obsahu je často velmi vysoká. Seznam literatury na konci tohoto textu obsahuje bohatou škálu titulů v českém jazyce, v angličtině, ale i v dalších jazycích. Některé odborných publikací v seznamu jsou učebnice, které je možné vyhledat v ústřední knihovně VŠB-Technické univerzity Ostrava. Další publikace ze seznamu literatury jsou články z odborných časopisů. Některé z těchto časopisů jsou dostupné bezplatně na WWW stránkách, jiné jsou dostupné pro zaměstnance a studenty univerzity v rámci licence zakoupené univerzitou. Jiné z uvedených článků jsou publikovány v časopisech, k nimž je zpoplatněný přístup. V takovém případě je účelné obrátit se na pracovnice ústřední knihovny s žádostí o zajištění kopie takového článku. V úplném závěru lze doporučit posluchačům oborů geoinformatika, geologické inženýrství a dále krajinné vodní hospodářství, aby přistoupili ke studiu tematické kartografie se zájmem. Důvodem je především skutečnost, že tematická mapa je často jedním z nejdůležitějších odborných či profesních dokumentů v daném oboru. Proto je důležité rozumět principům, metodám, zásadám a zvyklostem, které se uplatní při tvorbě map. Nezanedbatelným efektem poctivého přístupu může být i schopnost vytvořit vlastní tematickou mapu jako jednu z příloh kvalifikační práce, kterou je zakončeno jak bakalářské tak magisterské studium.

117

Seznam literatury Boonstra, O.: The Dawn of a Golden Age? Historical GIS and the History of Chloropleth Mapping in the Netherlands. In History and GIS: Epistemologies, Considerations and Reflections, eds. Von Luenen, A.; Travis, Ch. (New York: Springer, 2013), s. 27-38. Brewer, C. A.: Color Use Guidelines for Mapping and Visualization. Chapter 7 (pp. 123-147) in Visualization in Modern Cartography, eds. MacEachren, A. M.; Taylor, D. R. F., Elsevier Science, Tarrytown, NY, 1994. Brewer, C. A.: Guidelines for Use of the Perceptual Dimensions of Color for Mapping and Visualization, Color Hard Copy and Graphic Arts III, ed. Bares, J., Proceedings of the International Society for Optical Engineering (SPIE), San Jose, February 1994, Vol. 2171, pp. 54-63. On-line: http://www.personal.psu.edu/faculty/c/a/cab38/ColorSch/ASApaper.html Brewer, C. A.: Spectral Schemes: Controversial Color Use on Maps. Cartography and Geographic Information Systems, Vol. 24, No. 4., X. 1997, pp. 203-220. Online: http://www.questia.com/library/1G1-53947016/spectral-schemes-controversialcolor-use-on-maps Brewer, Cynthia A.; Campbell, A.J.: Beyond Graduated Circles: Varied Point Symbols for Representing Quantitative Data on Maps, Cartographic Perspectives 29: 6-25, 1998. On-line: Brewer-Campbell_1998_Point-Symbols_CP.pdf Brewer, C.; Harrower, M.: http://ColorBrewer.org, (2002). Brewer, C. A.: Designing Better Maps: A Guide for GIS Users. ESRI Press, 2005. Corbett, J.: John Kirtland Wright: Early Quantitative Geography, 1937. Center for Spatially Integrated Social Science, on-line http://www.csiss.org/classics/content/11 Cote, P.: Effective Cartography - Mapping with Quantitative Data. On-line: http://www.gsd.harvard.edu/gis/manual/normalize/ Crampton, J. W.: Are Choropleth Maps Good for Geography? GeoWorld, 16 (1), 58, 2003. On-line http://www.roebuckclasses.com/105/cartography/choropleth.htm ČÚZK: Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí. Český úřad zeměměřický a katastrální. On-line: https://www.vugtk.cz/slovnik/ (cit. 15. 12. 2013). Dainotto, R. M.: Place in Literature: Regions, Cultures and Communities. Cornell University Press; ISBN-10: 0801436834, 1st ed., 2000. Dent, B. D.: Cartography: Thematic Map Design, William C. Brown Publishers, London, Dubuque, USA, 5thed., 448 p., 1999.

118

Dent, B. D.; Torguson, J.; Hodler, T.: Cartography: Thematic Map Design, McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 6thed., 2008. Dobson, M. W.: Choropleth Maps Without Class Intervals?: A Comment. Geographical Analysis, Vol. 5, Issue 4, 2010. Dramowicz, E.; Dramowicz, K.: Choropleth Mapping with Exploratory Data Analysis. 2004. On-line: http://www.directionsmag.com/articles/choroplethmapping-with-exploratory-data-analysis/123579 Drápela, M. V.: Vybrané kapitoly z kartografie. Přírodovědecká fakulta J. Ev. Purkyně v Brně, Katedra geografie, Praha 1983, 128 s. Dupin, C.: Carte figurative de l'instruction populaire de la France. Bachelier, Paris, 1826. On-line: http://euclid.psych.yorku.ca/SCS/Gallery/images/dupin1826map_200.jpg Eicher, C. L.; Brewer, C. A.: Dasymetric Mapping and Areal Interpolation: Implementation and Evaluation. Eicher, C. L.; Brewer, C. A.: Dasymetric Mapping and Areal Interpolation: Implementation and Evaluation, Cartography and Geographic Information Science 28(2): 125-138, 2001. Flannery, J. J.: The relative effectiveness of some graduated point symbols in the presentation of quantitative data. The Canadian Cartographer 8(2), 96-109, 1971. Friendly, M.: A Brief History of Data Visualization. In Handbook of Data Visualization, eds. Chen, Ch.-H.; Härdle, W.; Unwin, A., New York, Springer, 2008, pp. 16-56. Friendly, M.: The Golden Age of Statistical Graphics. 2008, Vol. 23, No. 4, pp. 502535. On-line http://arxiv.org/pdf/0906.3979.pdf Griffin, T. L. C.: The importance of visual contrast for graduated circles. Cartography 19(3), 1990, 21-30. Gruver, A.; Dutton, J. A.: Cartography and visualization. e-Education Institute, College of Earth and Mineral Sciences, The Pennsylvania State University. On-line (cit.: 16.11.2013) https://www.eeducation.psu.edu/geog486/l4_p7.html#color_schemes Harness, H. D: The relative number of passangers in different directions by regular public conveyances. Griffith, R.J.; Harness, H.D.; Larcom, T.A.: Atlas to accompany 2d report of the Railways Commissioners Ireland 1838. Irish Railway Commission. On-line: http://digital.ucd.ie/view/ivrla:45724

119

Harrower, M.; Brewer, C. A.: ColorBrewer.org: An Online Tool for Selecting Colour Schemes for Maps. The Cartographic Journal Vol. 40 No. 1 pp. 27–37 June 2003. http://www.albany.edu/faculty/fboscoe/papers/harrower2003.pdf Hojovec, V.; Daniš, M.; Hájek, M.; Veverka, B.: Kartografie. Geodetický a kartografický podnik v Praze, 1987. Horák, J.; Horáková, B.: Spatial smoothing of areal data (Prostorové vyhlazování dat s areálovou reprezentací). In Sborník GIS Ostrava 2003. Itten, J.: Kunst der Farbe. 8. Auflage, Otto Maier Verlag. Ravensburg, 1970. Jenks, G. F. 1967. The Data Model Concept in Statistical Mapping, International Yearbook of Cartography 7: 186- 190. Jenny, B., Hutzler, E. and Hurni, L.: Self-Adjusting Legends for Proportional Symbol Maps. Cartographica, Vol. 44, No 4, p. 301–304, 2009. On-line: http://cartography.oregonstate.edu/pdf/2009_Jenny_Legends.pdf Johnson, Z. F.: The first thematic maps. On-line: http://indiemaps.com/blog/2009/11/the-first-thematic-maps/ Konečný M.; Friedmannová, L.; Staněk, K.: Tvorba otevřeného regionálního atlasu. Kartografické listy, vol. 2005, no. 13, s. 43-52, Bratislava, ISSN 1336-5274, On-line: http://gis.fns.uniba.sk/kartografickelisty/archiv/KL13/5.pdf Konvitz, J.: Cartography in France, 1660-1848: Science, Engineering, and Statecraft. The University of Chicago Press Book, 1987, ISBN: 9780226450940. Kronenfeld, B. J.: Gradation and Map Analysis in Area-Class Maps. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 3693, 2005, pp. 14-30, ISBN: 3-540-28964-X 978-3-54028964-7 (http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F11556114_2) Lamigueiro, O. P.: Displaying Time Series, Spatial, and Space-Time Data with R. CRC Press, 2014. Leonowicz, A. M.: Kartogram jako forma prezentacji zależności zjawisk geograficznych. Polska akademia nauk, Institut geografii i przestrzennego zagospodarowania im. Stanisława Leszczyckiego. Warszawa, 2006. On-line: http://rcin.org.pl/Content/555/Wa51_3483_r2006-nr206_Prace-Geogr.pdf Lindenberg, R.E.: The Effect of Color 011 Quantitative Map Symbol Estimation. Unpublished Ph.D. Dissertation, Department of Geography, University of Kansas, Lawrence, KS, 1986. MacEachren, A. M.: The Role of Complexity and Symbolization Method in Thematic Map Effectiveness. Annals of the Association of American Geographers. Vol. 72, Issue 4, pp. 495–513, 1982. 120

MacEachren, A. M.: Map Complexity: Comparison and Measurement. American Cartographer, 9, 1, 1982, pp. 31-46. Makowski, A. R.: Podstawa technologii barwy w kartografii. Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej in Warszawa, 1976. McGrew, J. Chapman Jr.; Monroe, Charles B.: An Introduction to Statistical Problem Solving in Geography. 2nd Ed., Waveland, 2009. Meihoefer, H. J.: The utility of the circle as an effective cartographic symbol. The Canadian Cartographer 10(1):63-84. Mennis, J.; Hultgren, T.: Intelligent dasymetric mapping and its application to areal interpolation. Cartography and Geographic Information Science, 33(3): 179-194, 2006 Mersey, J. E.: Cartographic symbolization requirements by microcomputer-based Geographic Information Systems. Cartographic Design: Theoretical and Practical Perspectives. eds C. Wood and P. Keller (New York: John Wiley and Sons, Inc.), 157-176, 1996. Miklošík, F.: Státní mapová díla České republiky. Vojenská akademie v Brně, 1997 Montello, D. R.: Cognitive Map-Design Research in the Twentieth Century: Theoretical and Empirical Approaches. Cartography and Geographic Information Science. 29(3), 2002, 283-304. Murray, Alan T.; Shyy, Tung-Kai: Integrating Attribute and Space Characteristics in Choropleth Display and Spatial Data Mining. International journal geographical information science, 2000, vol. 14, no. 7, 649-667. Naresh, K.: Frequency Histogram Legend in the Choropleth Map: A Substitute to Traditional Legends. Academic journal article from Cartography and Geographic Information Science, Vol. 31, No. 4. On-line: http://www.questia.com/library/1G1127160826/frequency-histogram-legend-in-the-choropleth-map Novák, V.; Murdych, Z.: Kartografie a topografie. SPN, Praha, 1988. Patton, J. C., Slocum T. A.: Spatial pattern recall / An analysis of the aesthetic use of color. Cartographica 22(3):70-87, 1985. Petrov, A.: One Hundred Years of Dasymetric Mapping: Back to the Origin, The Cartographic Journal, vol.49, nr.3, 2012. Pravda, J.: Metódy mapového vyjadrovania. Klasifikácia a ukážky. Geographia Slovaca, 21. (+ CD). Bratislava (Geografický ústav SAV), 2006. Robinson, A. H. (1955). The 1837 maps of Henry Drury Harness. Geographical Journal, 121:440-450. 121

Sandvik, B.: Proportional symbols in three dimensions. 23 June 2008. On-line (cit.: 15.11.2013): http://blog.thematicmapping.org/2008/06/proportional-symbols-inthree.html Sleeter, R.: Dasymetric mapping techniques for the San Francisco Bay region, California, in: Proceedings of the Urban and Regional Information Systems Association Annual Conference, Reno, Nevada, 2004. Slocum, T. A.; McMaster, R.B.; Kessler, F.C.; Howard, H.H.: Thematic Cartography and Geovisualization. 3rd ed., Upper Saddle River, NJ: Pearson, Prentice Hall; 2009. Steiner, F.: Multilingual Dictionary of Technical Terms in Cartography. International Cartographic Association (ICA), Commission II. Franz Steiner Verlag, Wiesbaden, 1973. Tobler, W. R.: Experiments in migration mapping by computer. Cartography and Geographic Information Science, 1987; 14(2):155-163. Tobler, W. R.: Choropleth Maps Without Class Intervals? Geographical Analysis. Vol. 5, Issue 3, 2010. Wright, J. K.: Notes on Statistical Mapping: With Special Reference to the Mapping of Population Phenomena. American Geographical Society, 1938. Wright, J. K.: A method of mapping densities of population. The Geographical Review 26: 103-110, 1936. Wright, J. K.: Map Makers are Human: Comments on the Subjective in Maps. The Geographical Review, v. 32, n. 4, p. 527-544, American Geographical Society, 1942. On-line http://cartography.hawaii.edu/390/articles/WrightMap_Makers_Are_Human.pdf Wright, J. K.: The Terminology of Certain Map Symbols. The Geographical Review, vol. 34, n. 4, p. 653-654, American Geographical Society, 1942. On-line http://go.owu.edu/~jbkrygie/course/j_k_wright_term_map_symbols.pdf

122

Seznam legislativních dokumentů, norem a technické dokumentace ČESKO. Zákon č. 200/1994 Sb., o zeměměřictví a o změně a doplnění některých zákonů souvisejících s jeho zavedením, ve znění zákona č. 257/2013 Sb. In: Sbírka zákonů České republiky. 1994, Dostupný také z: http://portal.gov.cz/app/zakony/download?idBiblio=42194&nr=200~2F1994~20Sb. &ft=pdf ČESKO. Nařízení vlády 430/2006 Sb. ze dne 16. srpna 2006 o stanovení geodetických referenčních systémů a státních mapových děl závazných na území státu a zásadách jejich používání, ve znění nařízení vlády č. 81/2011 Sb. In: Sbírka zákonů České republiky. 2006, Dostupný také z: http://portal.gov.cz/app/zakony/download?idBiblio=63017&nr=430~2F2006~20Sb. &ft=pdf ČESKO. Zákon č. 256/2013 Sb. ze dne 8. srpna 2013, o katastru nemovitostí (Katastrální zákon). In: Sbírka zákonů České republiky. 2013, Dostupný také z: http://portal.gov.cz/app/zakony/download?idBiblio=80383&nr=256~2F2013~20Sb. &ft=pdf ČSN 73 0401. Názvosloví v geodézii a kartografii. Praha: Český normalizační institut, 1990. ČSN 73 0402. Značky veličin v geodezii a kartografii. Praha: Český normalizační institut, 2010. ČSN 73 0406. Názvosloví kartografie. Praha: Český normalizační institut, 1984. ČÚZK. Srovnávací seznam mapových značek Základních map ČR 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000 a 1 : 200 000. Český úřad zeměměřický a katastrální, 2009, Dostupný také z: http://geoportal.cuzk.cz/%28S%28n4mxn555bktl5ebqugfjl1vh%29%29/Dokumenty/ znacky_srovnavaci2009.pdf

123

Přílohy

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

Autor Název Vydavatel Rozsah Rok Copyright Zdroj financování

Ing. Tomáš Peňáz, Ph.D. Tematická kartografie VŠB-TU Ostrava XXX stran 2013 © Tomáš Peňáz, 2013 Financováno z projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0308 Inovace bakalářských a magisterských studijních oborů na Hornicko-geologické fakultě VŠBTUO, spolufinancovaného Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky