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Introduzione

Carta geografica Rappresentazione grafica di una sezione della superficie terrestre, ottenuta riproducendo in due dimensioni gli elementi caratterizzanti la superficie stessa. Tali elementi possono essere naturali (fiumi, laghi, montagne, coste ecc.) o artificiali (case, campi, strade, città ecc.), e vengono rappresentati mediante simboli grafici (linee, colori ecc.).

Caratteristica fondamentale di ogni rappresentazione cartografica è la scala, cioè la riduzione che la superficie rappresentata subisce nel passaggio dalla realtà alla carta. La riduzione definisce il tipo di carta: a seconda della scala è infatti possibile rappresentare una superficie molto vasta, come un continente, o una molto piccola, come un campo coltivabile. Si hanno così carte di vario tipo: le carte geografiche, regionali e corografiche (che riproducono ampi tratti della superficie terrestre), le carte topografiche (che rappresentano piccole superfici in scala relativamente grande) e infine i planisferi, che rappresentano l’intera superficie terrestre.

Le carte si caratterizzano anche a seconda degli oggetti cui si vuole dare particolare risalto nella rappresentazione: possono privilegiare, ad esempio, la rete dei fiumi o altri elementi fisici, oppure coltivazioni, insediamenti e strade. Le carte generali forniscono le informazioni fondamentali, dal punto di vista naturale o antropico, per conoscere un paese o un territorio; le carte il cui scopo è quello di rappresentare graficamente determinati fenomeni sono dette carte tematiche.

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La realizzazione delle carte geografiche

La costruzione di una carta comporta una serie complessa di operazioni. Fondamentale è il rilevamento della superficie considerata e la sua rappresentazione fedele, ovvero il rispetto delle distanze tra punti di riferimento; altrettanto importante è il rilevamento dei singoli elementi che la caratterizzano, la loro classificazione in categorie e la loro collocazione gerarchica.

I sistemi di rilevamento, molto rudimentali prima che si imponesse la cartografia moderna, si sono affinati a partire dalla seconda metà dell’Ottocento, con il perfezionamento della fotogrammetria e, successivamente, con l’avvento della aerofotogrammetria, basata sul rilevamento da aerei. Oggi un notevole contributo è dato dalle immagini dei satelliti artificiali (telerilevamento), che forniscono dati di precisione estrema.

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Tipi di carte geografiche

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Carte topografiche

Le carte topografiche sono utilizzate per rappresentare parti delimitate di territorio. Rappresentano gli elementi naturali e quelli introdotti dall’uomo. Data la varietà e la complessità delle informazioni in esse contenute, le carte topografiche fungono da riferimento per le attività più varie e sono utilizzate da costruttori, pianificatori, amministratori pubblici, militari, geologi, escursionisti ecc.

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Carte tematiche

Sono destinate a impieghi particolari, nella ricerca scientifica, nella pianificazione territoriale, nell’amministrazione ecc. Esistono diverse categorie di carte tematiche. Particolarmente importanti sono le carte nautiche e quelle aeronautiche. Le prime indicano le rotte delle navi e coprono la superficie degli oceani e degli specchi d’acqua navigabili; indicano inoltre le profondità e le escursioni di marea, le correnti dominanti, le secche, i canali e altri elementi necessari alla sicurezza della navigazione, quali la natura del fondale e l’esatta posizione dei fari e degli scogli affioranti. Le carte aeronautiche rappresentano le aerovie e indicano la posizione dei radiofari.

Carte tematiche sono inoltre quelle politiche (che indicano i confini di stato, di regione e di altre circoscrizioni minori), quelle geologiche, quelle agrarie e molte altre carte di carattere scientifico. Tra le carte tematiche rientrano anche quelle che rappresentano fenomeni privi di un impatto diretto sul territorio, come ad esempio la percentuale di lavoratori addetti all’industria o dei malati di AIDS di un paese o di una regione.

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Gli elementi fondamentali di una carta geografica

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

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Il reticolo geografico

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

Convenzionalmente, la longitudine si calcola in 180° est e 180° ovest a partire dal meridiano di Greenwich, in Inghilterra. La latitudine è indicata in 90° nord e 90° sud a partire dall’equatore. Qualsiasi punto della carta può essere definito con precisione esprimendo le coordinate in gradi, minuti e secondi di latitudine e longitudine. Le carte sono generalmente orientate con il nord nella parte superiore.

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La scala

La scala della carta geografica offre la chiave per tradurre la distanza di due punti sulla carta nella distanza reale che sulla superficie terrestre separa tali punti. La scala è solitamente rappresentata da una frazione. Ad esempio, scala 1:100.000 significa che l’unità di misura della carta (ad esempio 1 cm) rappresenta 100.000 unità di misura nella realtà (100.000 cm, cioè 1 km). Solitamente la scala è riportata al margine della carta accanto a un segmento di riferimento che corrisponde a una distanza indicata (1, 5, 10 o 100 km).

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Il rilievo

Uno dei maggiori problemi che sin dalle origini si sono imposti ai cartografi è stato la rappresentazione del rilievo, cioè di colline e montagne, valli e gole. Nelle prime carte geografiche i rilievi erano riportati in maniera generica, senza la minima pretesa di precisione. La rappresentazione è divenuta realistica solo con l’introduzione delle cosiddette curve di livello, o isoipse. Le curve di livello sono linee che raccordano sulla carta tutti i punti situati a una stessa quota altimetrica: l’intervallo tra una quota e l’altra, o equidistanza, viene scelto in base all’opportunità. Nel caso di un intervallo fissato in 50 m le curve di livello indicheranno tutti i livelli multipli della misura di riferimento (50, 100, 150 m ecc.).

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

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La proiezione cartografica

Per rappresentare l’intera superficie della Terra senza alcun tipo di distorsione una carta geografica dovrebbe avere una superficie sferica; una carta di questo tipo è il mappamondo o globo, che però è ingombrante, poco pratico, e non riporta molti dettagli. Per questo si preferisce ricorrere a rappresentazioni bidimensionali, le quali però non possono rappresentare in maniera accurata la superficie della Terra se non in sezioni di dimensioni ridotte, in cui l’effetto della curvatura terrestre risulta trascurabile.

Per descrivere una porzione importante della superficie terrestre in maniera accurata la carta deve essere disegnata in modo da ottenere un compromesso tra distorsione delle superfici, distanze e angoli. Spesso la precisione di uno di questi parametri va a scapito di quella degli altri. I vari metodi utilizzati per riprodurre la superficie terrestre su una superficie piana sono detti proiezioni; esse vengono classificate come geometriche o analitiche. Le proiezioni geometriche vengono classificate in relazione al tipo di superficie che devono rappresentare e indicate come proiezioni di sviluppo cilindriche, coniche o piane. Le proiezioni piane sono note anche come proiezioni azimutali o zenitali. Le proiezioni analitiche sono sviluppate sulla base di calcoli matematici.

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Proiezioni cilindriche

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

La proiezione di Mercatore, sviluppata dal cartografo fiammingo Gerardo Mercatore è affine, pur con qualche adattamento, alla proiezione cilindrica. Una carta di questo tipo è accurata nelle regioni equatoriali ma notevolmente distorta alle alte latitudini. Gli angoli sono comunque rappresentati fedelmente e per questo le carte costruite mediante proiezioni cilindriche sono utilizzate dai naviganti per la determinazione delle rotte. Ciascuna linea che taglia due o più meridiani con lo stesso angolo è rappresentata nelle carte di Mercatore come una linea retta. Questa linea viene detta lossodromica e rappresenta la rotta ideale di una nave o di un aereo che seguono senza deviazioni una direzione indicata dalla bussola.

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Proiezione azimutale

La proiezione azimutale corrisponde a una proiezione del globo su una superficie piana che può entrare in contatto con il globo in un punto qualsiasi. Le proiezioni azimutali raggruppano le proiezioni piane di tipo gnomonico, ortografico e stereografico. Altre due proiezioni piane sono note come azimutali equivalenti (conservano le proporzioni delle superfici) e azimutali equidistanti (conservano la proporzione delle distanze): non possono essere proiettate ma si sviluppano in una tangente piana. La proiezione gnomonica, o centrografica, è prodotta da una sorgente luminosa immaginaria posta al centro della Terra, mentre in quella ortografica la fonte di proiezione è posta all’infinito. La posizione della fonte luminosa nella proiezione stereografica è quella del punto agli antipodi di quello di tangenza della sfera con il foglio.

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

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Proiezioni coniche

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

Notevolmente più precisa ma assai più complessa da realizzare è la proiezione policonica, in cui si immagina una serie di coni, ciascuno dei quali è tangente alla Terra a una diversa latitudine. La carta che ne deriva sarà composta dalla somma dei singoli rilevamenti.

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Proiezioni matematiche

Per realizzare carte di piccola scala di grandi aree della superficie terrestre sono state elaborate proiezioni dette “a sviluppo matematico”. Queste carte, fondate su calcoli matematici, rappresentano l’intera superficie della Terra in forma di cerchi, ovali o altre forme. Chiamate anche carte a proiezione interrotta, includono la proiezione di Goode e la proiezione equivalente di Eckert.

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I metodi per realizzare una carta geografica

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

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L’osservazione

La moderna cartografia si avvale della precisione del rilevamento aereo, che integra le informazioni ottenute dal rilevamento topografico tradizionale. Le fotografie satellitari, oltre a indicare con precisione la posizione relativa degli elementi che costituiscono la superficie terrestre, possono fornire indicazioni accurate sulla posizione dei giacimenti minerali, sullo sviluppo dei centri urbani, sulla distribuzione della vegetazione e anche sulla qualità dei suoli.

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Compilazione e riproduzione

Una volta raccolte le informazioni, è necessario compiere un’attenta pianificazione per assicurarsi che tutte le indicazioni rilevanti siano esposte con chiarezza e precisione. I dati raccolti vengono inseriti in forma di punti in una griglia realizzata sulla base della proiezione piana o di sviluppo che si è adottata. I rilievi sono indicati, quando richiesto, facendo ricorso alle curve di livello che vengono tracciate utilizzando coppie di fotografie stereoscopiche. Nello stesso modo si tracciano le strade, i fiumi e via via tutti gli altri elementi di riferimento.

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