Carta geografica

Rappresentazione grafica di una sezione della superficie terrestre effettuata riproducendo su un piano (il piano della carta) gli elementi che la caratterizzano. Questi elementi possono essere naturali (come fiumi, laghi, montagne, coste ecc.) o artificiali (come case, campi, strade, città ecc.), e vengono riprodotti attraverso simboli grafici (linee, colori ecc.).

Caratteristica fondamentale di ogni rappresentazione cartografica è la scala, cioè la riduzione che subisce la superficie di territorio rappresentata nel passaggio dalla realtà alla carta. La riduzione definisce il tipo di carta, perché a seconda della scala è possibile rappresentare una superficie molto vasta, come un continente, o una superficie molto piccola, come un campo. Si hanno così i vari tipi di sectiune: le sectiune geografiche, regionali e corografiche (che riproducono ampi tratti della superficie terrestre), le sectiune topografiche (che rappresentano piccole superfici e vengono chiamate anche mappe) e infine i isferi, che rappresentano l'intera superficie terrestre.

I tipi di carta variano anche a seconda degli oggetti che vengono fatti risaltare nella rappresentazione o, detto in altro modo, del tipo di informazioni che si intende fornire: una carta può privilegiare, ad esempio, la rete dei fiumi o altri elementi fisici, un'altra può dare importanza alle coltivazioni, agli insediamenti o alle strade. Ci sono sectiune generali, che forniscono le informazioni fondamentali, di carattere naturale e di carattere antropico, per conoscere un paese o un territorio, e sectiune più specificamente rivolte a rappresentare determinati fenomeni: sono, queste, le sectiune tematiche.

La costruzione delle sectiune

La costruzione di una carta comporta una serie complessa di operazioni. Fondamentale è il rilevamento della superficie terrestre considerata e la sua rappresentazione fedele per quanto riguarda la distanza dei punti che la identificano; altrettanto importante è il rilevamento dei singoli elementi che la caratterizzano, la loro classificazione in categorie e la loro collocazione gerarchica.

I sistemi di rilevamento, rudimentali prima che si imponesse la cartografia moderna, si sono affinati a partire dalla seconda metà dell'Ottocento, con il perfezionamento della fotogrammetria e, successivamente, con l'imporsi della aerofotogrammetria, basata sul rilevamento dagli aerei. Oggi un notevole contributo è offerto al rilevamento cartografico dalle immagini da satellite (telerilevamento). Nel rilevamento si è ormai arrivati a precisioni estreme, praticamente senza apprezzabili margini di errore.

Tipi di sectiune

sectiune topografiche

Sono le sectiune per eccellenza, vengono utilizzate per rappresentare parti di territorio. Riportano gli elementi naturali e quelli introdotti artificialmente che hanno un valore culturale nel contesto della carta. A causa della varietà e della complessità delle informazioni che contengono, le sectiune topografiche sono solitamente utilizzate a scopo di consultazione per le necessità più varie, da costruttori, pianificatori, militari, studiosi, amministratori, escursionisti ecc.

sectiune tematiche

sectiune tematiche sono, com'è stato detto, le sectiune che rappresentano fenomeni particolari. Sono destinate a precisi usi, nella ricerca scientifica, nella pianificazione territoriale, nell'amministrazione ecc. ½ sono diverse categorie di sectiune tematiche. Importanti, per l'uso strumentale che se ne fa, sono quelle nautiche e quelle aeronautiche. Le prime indicano le rotte delle navi e coprono la superficie degli oceani e degli specchi d'acqua navigabili. Indicano le profondità e l'ampiezza delle maree, le secche, i canali e altri elementi necessari alla sicurezza della navigazione, quali la natura del fondale e l'esatta posizione dei fari e degli scogli affioranti. Le sectiune aeronautiche assomigliano in qualche modo alle sectiune topografiche, ma riportano in più le aerovie, i radiofari con tutte le indicazioni della portata dei loro segnali.

sectiune tematiche sono inoltre quelle politiche, che indicano solamente città e divisioni politiche, le sectiune geologiche, quelle agrarie e tante altre sectiune di carattere scientifico. Tra le sectiune tematiche rientrano anche quelle che rappresentano fenomeni privi di un impatto diretto sul territorio, come ad esempio la percentuale di lavoratori addetti all'industria o dei malati di AIDS di un paese o di una regione.

Gli elementi fondamentali di una carta

Perché una carta possa contenere un gran numero di informazioni è necessario ricorrere a un sistema di simboli. Quelli utilizzati con maggior frequenza sono stati accettati da tutti i cartografi e si ritrovano sulle sectiune di tutto il mondo. Il cartografo dispone comunque di una grande varietà di simboli per soddisfare le diverse esigenze: un punto può ad esempio indicare la presenza di 10.000 capi di bestiame mentre una coppia di martelli incrociati tra loro può indicare una miniera. I simboli utilizzati sono definiti chiavi e vengono solitamente raccolti in una legenda.

Il reticolo geografico

Per la costruzione di una carta è fondamentale avere un sistema di riferimento a cui riportare gli elementi da rappresentare. Tale sistema, utilizzato per la prima volta da Tolomeo, è quello del reticolo di meridiani e paralleli: linee immaginarie che circondano il globo terrestre in senso tra loro perpendicolare. I meridiani si ricavano pensando di sezionare il globo verticalmente, da un polo all'altro; i paralleli si ricavano invece immaginando di sezionare la Terra orizzontalmente ossia trasversalmente ai meridiani. Questi danno la latitudine, i meridiani la longitudine.

Convenzionalmente la longitudine si calcola in 180° est e 180° ovest a partire dagli 0° del meridiano di Greenwich, in Inghilterra. La latitudine è indicata in 90° nord e 90° sud a partire dal parallelo 0°, rappresentato dall'equatore. Qualsiasi punto della carta può essere definito con precisione ricorrendo a gradi, minuti e secondi di latitudine e longitudine. Le sectiune sono generalmente orientate con il nord nella parte superiore e sono dotate del disegno di una bussola o di altre forme di indicatore, che consente di individuare il polo magnetico settentrionale.

La scala

La scala della carta geografica offre la chiave per tradurre la distanza di due punti sulla carta nella distanza reale che sulla superficie terrestre divide tali punti. La scala è solitamente rappresentata da una frazione. Ad esempio, scala 1:100.000 significa che ciascuna unità di misura della carta (diciamo 1 cm) rappresenta 100.000 unità di misura nella realtà (nel nostro esempio 100.000 cm, cioè 1 km). Solitamente la scala è indicata al margine della carta accanto a un segmento delimitato che può corrispondere a una distanza quale 1, 5, 10 o 100 km.

Il rilievo

Uno dei maggiori problemi che sin dalle origini si sono imposti ai cartografi è stato la rappresentazione del rilievo, cioè di colline e montagne, valli e gole. Nelle prime sectiune geografiche i rilievi erano rappresentati in maniera generica, senza alcuna precisione. Questa si è avuta soltanto dopo l'introduzione delle cosiddette curve di livello, o isoipse. Le curve di livello sono delle linee curve che collegano sulla carta tutti i punti posti alla medesima quota altimetrica: l'intervallo di livello può essere scelto liberamente (generalmente in funzione del tipo di rilievo e della scala della carta). Nel caso di un intervallo fissato in 50 m le curve di livello indicheranno tutti i livelli multipli della misura di riferimento (50, 100, 150 m ecc.). Le curve di livello assicurano una rappresentazione accurata dei rilievi.

Altri metodi per indicare i rilievi del terreno prevedono il ricorso a colori (tinte altimetriche) e ombre, al rilievo a sfumo e al rilievo a tratteggio. Quando vengono utilizzati i colori si ricorre solitamente a una scala di intensità decrescente collegata in ciascuna tonalità a un'altezza media; ad esempio, tutto il terreno compreso tra 0 e 100 m viene colorato in verde chiaro, quello tra 100 e 200 m in verde medio e così via.

La proiezione cartografica

Per rappresentare l'intera superficie della Terra senza alcun tipo di distorsione una carta geografica dovrebbe avere una superficie sferica; una carta di questo tipo è il mappamondo o globo, che però è ingombrante, di poco uso pratico, e non consente molti dettagli. Per questo si ricorre alle sectiune, le quali però hanno il difetto che, in quanto superfici piane, non possono rappresentare in maniera accurata la superficie della Terra se non in sezioni di dimensioni ridotte, in cui l'effetto della curvatura terrestre risulta trascurabile.

Per descrivere una porzione importante della superficie terrestre in maniera accurata la carta deve essere disegnata in modo da ottenere un compromesso tra distorsione delle superfici, distanza e direzione. Talvolta un cartografo decide di ricercare l'accuratezza in uno solo di questi caratteri a spese degli altri elementi. I vari metodi utilizzati per riprodurre la superficie terrestre su una superficie piana sono conosciuti come proiezioni che, a seconda della tecnica impiegata, vengono classificate come geometriche o analitiche. Le proiezioni geometriche vengono classificate in relazione al tipo di superficie che devono rappresentare e indicate come proiezioni di sviluppo cilindriche, coniche o piane. Le proiezioni piane sono note anche come proiezioni azimutali o zenitali. Le proiezioni analitiche sono sviluppate sulla base di calcoli matematici.

Proiezioni cilindriche

Nel realizzare una proiezione cilindrica il cartografo immagina la carta come un cilindro che circonda la Terra appoggiandosi all'equatore. I paralleli di latitudine sono la proiezione sullo stesso cilindro dei piani paralleli che tagliano il globo. A causa della curvatura della Terra, avvicinandosi ai poli i paralleli si avvicineranno progressivamente tra loro mentre i meridiani verranno rappresentati come una sequenza di linee parallele perpendicolari all'equatore. Dopo aver completato la proiezione immaginiamo che il cilindro venga tagliato verticalmente e srotolato sul piano. Il risultato è quello di una carta che rappresenta la superficie terrestre come un rettangolo con le linee di longitudine parallele ed equidistanti e quelle di latitudine anch'esse parallele ma non equidistanti: per quanto le forme delle superfici siano distorte in maniera crescente via via che ci si avvicina ai poli, le superfici relative tra le diverse aree sono equivalenti a quelle calcolate sul mappamondo.

La proiezione di Mercatore, sviluppata appunto dal cartografo fiammingo Gerardo Mercatore è strettamente collegata, pur con qualche adattamento, alla proiezione cilindrica. Una carta di questo tipo è accurata nelle regioni equatoriali ma notevolmente distorta alle alte latitudini. Le direzioni sono comunque rappresentate in maniera fedele e per questo le sectiune costruite su proiezioni cilindriche sono particolarmente apprezzate e usate dai naviganti (categoria cui le sectiune di Mercatore erano inizialmente rivolte). Ciascuna linea che taglia due o più meridiani con lo stesso angolo è rappresentata nelle sectiune di Mercatore come una linea retta. Questa linea viene chiamata linea lossodromica e rappresenta la rotta ideale di una nave o di un aereo che seguono senza correzioni le indicazioni fissate dalla bussola.

Proiezione azimutale

Deriva dalla proiezione del globo su un piano con cui può entrare in contatto in un punto qualsiasi. Questo gruppo comprende le proiezioni gnomoniche, ortografiche e stereografiche. Altre due proiezioni piane sono note come azimutali di area equivalente e azimutali equidistanti: non possono essere proiettate ma si sviluppano in una tangente piana. La proiezione gnomonica, o centrografica, è prodotta da una sorgente luminosa immaginaria posta al centro della Terra, mentre in quella ortografica la fonte di proiezione è posta all'infinito. La posizione della fonte luminosa nella proiezione stereografica è quella del punto antipodico a quello di tangenza della sfera con il foglio sul quale viene realizzata.

La natura della proiezione varia in funzione della fonte che si sceglie per realizzarla. La proiezione gnomonica copre un'area inferiore a metà di un emisfero, la proiezione ortografica copre un intero emisfero, l'azimutale di area equivalente e la stereografica possono coprire superfici maggiori, mentre l'azimutale equidistante può rappresentare l'intero globo terrestre. In tutte queste proiezioni (con la sola eccezione dell'azimutale equidistante), la porzione di Terra rappresentata dipenderà dal punto di contatto scelto tra il piano immaginario e la Terra stessa. Una proiezione piana tangente con il piano all'equatore rappresenterà appunto la zona equatoriale ma non sarà in grado di rappresentarla nella sua interezza su una sola carta; se il punto di tangenza sarà invece uno dei due poli, la carta rappresenterà la corrispondente regione polare.

Proiezioni coniche

Nel preparare una proiezione di sviluppo di questo tipo si deve immaginare di porre la sfera terrestre dentro un solido di forma conica, di collocare all'interno della sfera stessa la sorgente luminosa proiettante il reticolato sulla superficie del solido e quindi di tagliare lungo una generatrice questa superficie per poi svolgerla in una superficie piana. Il solido è tangente con la sfera terrestre in tutti i punti di uno stesso parallelo di latitudine e sarà proprio quella la zona di maggior accuratezza della carta che verrà prodotta mentre la distorsione andrà crescendo via via che ci si allontana dal parallelo di tangenza.

Notevolmente più precisa ma assai più complessa da realizzare è la proiezione policonica, in cui si immagina una serie di coni, ciascuno dei quali è tangente alla Terra in un diverso parallelo di latitudine. La carta che ne deriva sarà composta dalla somma dei singoli rilevamenti, adattandosi soprattutto all'analisi ativa di aree non particolarmente estese che si sviluppano nelle zone temperate del pianeta.

Proiezioni matematiche

Per realizzare le sectiune di piccola scala di grandi aree della superficie terrestre sono state elaborate alcune proiezioni dette a sviluppo matematico. Queste sectiune rappresentano l'intera superficie della Terra in forma di cerchi, ovali e in altre forme. Ricorrendo a questi metodi la Terra non viene rappresentata nella forma tradizionale di una proiezione ma appare come l'assemblaggio di una serie di frazioni di dimensioni irregolari. Vengono chiamate anche sectiune a proiezione interrotta.

I metodi per realizzare una carta geografica

La cartografia ha subito enormi e rapidissimi sviluppi soprattutto a partire dalla seconda guerra mondiale. Le nuove tecnologie utilizzate per la raccolta delle informazioni, la fotografia aerea e satellitare, le triangolazioni satellitari rese disponibili dal sistema GPS (Global Positioning System) hanno sensibilmente ridotto i margini di errore nella determinazione dei punti sulla superficie della Terra. Tra le grandi innovazioni di questi anni non va dimenticato il ricorso al computer per il disegno di precisione delle sectiune.

L'osservazione

Alla base della moderna cartografia c'è la precisione del rilevamento dei punti della superficie terrestre che andranno a comporre la carta della zona considerata. Quasi tutte le sectiune di nuova produzione ricorrono oggi al rilevamento aereo, che integra le informazioni ottenute dal rilevamento topografico tradizionale. Le fotografie satellitari, oltre a indicare con precisione la posizione relativa degli elementi costitutivi la superficie terrestre, possono fornire indicazioni accurate sulla posizione dei depositi minerali, sullo sviluppo dei centri urbani, sul movimento della vegetazione e anche sulla qualità dei terreni.

Compilazione e riproduzione

Una volta raccolte le informazioni deve essere compiuta un'attenta pianificazione per assicurarsi che tutte le indicazioni rilevanti siano esposte con chiarezza e in maniera accurata. I dati raccolti vengono inseriti in forma di punti in una griglia realizzata sulla base della proiezione piana o di sviluppo che si è adottato. I rilievi sono indicati, quando richiesto, facendo ricorso alle curve di livello che vengono tracciate utilizzando coppie di fotografie stereoscopiche. Nello stesso modo si tracciano le strade, i fiumi e via via tutti gli altri elementi di riferimento. La preparazione finale della carta geografica prevede la realizzazione di una serie di pellicole colorate sulle quali i vari simboli vengono tracciati con la tecnica della litografia

Sempre più diffusa è inoltre la carta ortofotografica, composta da un mosaico di porzioni di fotografie aeree. Le immagini di queste sectiune vengono registrate con uno strumento speciale noto come ortofotoscopio, che permette di eliminare le distorsioni di scala e di angolo di ripresa. L'uso massiccio delle banche dati informatiche ha inoltre permesso la realizzazione di sectiune-video che mostrano sullo schermo del computer i cambiamenti verificatisi in una determinata zona in un certo lasso di tempo.