Bài giảng gồm 6 chương với các nội dung chính: Tổng quan về bản đồ học; Cơ sở toán học của bản đồ; Ngôn ngữ bản đồ; Tổ chức thành lập và tổng quát hoá bản đồ; Bản đồ địa hình - Tập bản đồ; Sử dụng bản đồ. Mời các bạn cùng tham khảo!
TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ HỌC
Đối tượng nghiên cứu và nhiệm vụ của bản đồ học
1.1.1 Đối tượng nghiên cứu bản đồ học
Bản đồ học là lĩnh vực khoa học kỹ thuật nghiên cứu về bản đồ, bao gồm các tính chất, phương pháp thành lập và sử dụng bản đồ Đối tượng nghiên cứu của bản đồ học là không gian cụ thể của các đối tượng và hiện tượng trong thực tế khách quan, cùng với những biến đổi của chúng theo thời gian Các sản phẩm của bản đồ học bao gồm bản đồ giấy, bản đồ điện tử, bản đồ mạng (Web-map) và bản đồ đa phương tiện (Multimedia map) Bản đồ học cũng được coi là khoa học về các bản đồ địa lý, với bản đồ địa lý là đối tượng chính của lĩnh vực này.
1.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu bản đồ học
Bản đồ học nghiên cứu cấu trúc không gian và phản ánh các quy luật phân bố địa lý của các hiện tượng và đối tượng tự nhiên, kinh tế, xã hội Nó cũng phân tích mối tương quan và quá trình phát triển của chúng, thể hiện thông qua các phương pháp và ngôn ngữ đặc biệt trên bản đồ.
Bản đồ học không chỉ nghiên cứu và đề xuất các phương pháp, công nghệ sản xuất bản đồ mà còn tìm hiểu các phương hướng và phương pháp sử dụng bản đồ Đồng thời, nó cũng đánh giá độ tin cậy và độ chính xác của thông tin thu nhận được từ các bản đồ.
Bản đồ, sản phẩm khoa học của Bản đồ học, phản ánh kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực địa lý, đồng thời cung cấp tri thức mới về thiên nhiên và xã hội.
Bản đồ học là một lĩnh vực đa dạng, bao gồm nhiều môn học kỹ thuật chuyên ngành liên quan chặt chẽ, mỗi môn học đảm nhận một chức năng riêng biệt Mỗi lĩnh vực trong bản đồ học có đối tượng và nhiệm vụ cụ thể, góp phần vào sự phát triển và ứng dụng của ngành này.
Cơ sở lý thuyết của bản đồ học đại cương bao gồm việc nghiên cứu các loại bản đồ, tính chất và các yếu tố cấu thành bản đồ Bên cạnh đó, nó cũng tập trung vào khả năng ứng dụng của các bản đồ trong thực tế và lịch sử phát triển của lĩnh vực bản đồ học.
- Toán bản đồ: Nghiên cứu các phương pháp chiếu bề mặt toán học
Việc chiếu hình cầu của trái đất lên mặt phẳng liên quan đến các tính chất và phương pháp đánh giá khác nhau Lựa chọn phép chiếu bản đồ phù hợp là rất quan trọng trong việc thể hiện chính xác các yếu tố địa lý Các yếu tố toán học cơ bản của bản đồ cũng cần được xem xét để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc truyền đạt thông tin không gian.
Thiết kế và thành lập bản đồ là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất của bản đồ học, nghiên cứu và phát triển lý thuyết tổng quát hóa bản đồ Nó bao gồm công nghệ thiết kế bản đồ, các nguyên tắc biên tập và quy trình thành lập bản đồ thông qua các phương pháp thực hiện trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu bản đồ bao gồm việc khám phá các phương pháp và công cụ để trình bày màu sắc và hình vẽ, cùng với việc thiết kế các ký hiệu quy ước một cách hiệu quả.
- In bản đồ: Nghiên cứu các phương pháp chế in và in hàng loạt các bản đồ
Bản đồ học nghiên cứu các phương hướng và phương pháp sử dụng bản đồ, đồng thời đánh giá độ tin cậy và độ chính xác của các kết quả thu nhận từ chúng.
Môn học Kinh tế và tổ chức sản xuất bản đồ tập trung vào việc nghiên cứu các khía cạnh kinh tế và các biện pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất bản đồ.
Tự động hoá sản xuất bản đồ là quá trình ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật như điện tử, tin học, cơ khí hoá và điều khiển học vào từng giai đoạn sản xuất bản đồ, nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong công việc này.
Bản đồ học có mối liên hệ chặt chẽ với nhiều bộ môn khoa học như trắc địa cao cấp, trắc địa địa hình, thiên văn học và địa lý học Những mối quan hệ này mang tính chất hai chiều, trong đó bản đồ học sử dụng kết quả nghiên cứu từ các môn khoa học này để biên soạn và thiết kế nội dung bản đồ Ngược lại, các khoa học khác cũng áp dụng bản đồ và phương pháp bản đồ để giải quyết các vấn đề thực tiễn của mình.
Trắc địa cao cấp, thiên văn học và trọng lực học đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu về hình dạng và kích thước của trái đất, cũng như tọa độ các điểm trong lưới khống chế đo đạc.
Trắc địa địa hình và trắc địa ảnh sử dụng các phương pháp đo vẽ đa dạng, cung cấp tài liệu bản đồ đầu tiên cho bản đồ học nhằm nghiên cứu bề mặt trái đất Đây là nguồn tư liệu gốc quan trọng để phát triển và xây dựng các bản đồ khác.
Định nghĩa và các đặc điểm, tính chất bản đồ
Bản đồ là một biểu thị tổng quát và thu nhỏ bề mặt trái đất hoặc bề mặt của thiên thể khác, được thể hiện trên mặt phẳng thông qua một phép chiếu xác định Nội dung của bản đồ được trình bày bằng hệ thống ký hiệu quy ước, tạo nên định nghĩa chung về bản đồ.
Mỗi bản đồ được xây dựng theo quy luật toán học nhất định, thể hiện qua tỷ lệ và phép chiếu Nội dung bản đồ, bao gồm các đối tượng và hiện tượng, được khái quát hóa dựa trên mục đích, tỷ lệ và đặc điểm địa lý của lãnh thổ Các đối tượng này được biểu thị bằng ngôn ngữ của bản đồ, tức là hệ thống ký hiệu quy ước Ba đặc tính cơ bản phân biệt bản đồ với các hình thức khác trong việc biểu thị bề mặt trái đất là cơ sở toán học, tổng quát hóa các yếu tố nội dung và sự thể hiện bằng ký hiệu bản đồ.
Ngoài định nghĩa chung về bản đồ học thì còn một số định nghĩa khác: Định nghĩa theo Hội nghị Bản đồ thế giới lần thứ 10 (Barxelona, 1995):
Bản đồ là hình ảnh ký hiệu hoá của thực tế địa lý, phản ánh các yếu tố và đặc điểm một cách có chọn lọc, thể hiện nỗ lực sáng tạo của tác giả và được thiết kế để sử dụng trong mối quan hệ không gian Theo A.M Berliant, bản đồ là mô hình của bề mặt trái đất hoặc không gian vũ trụ, được xác định toán học, thu nhỏ và tổng quát hóa, phản ánh các đối tượng phân bố trên đó trong một hệ thống ký hiệu đã được chấp nhận.
1.2.2 Đặc điểm cơ bản của bản đồ
Mỗi bản đồ được xây dựng dựa trên một cơ sở toán học cụ thể, bao gồm tỷ lệ và phép chiếu bản đồ Ngoài ra, bố cục bản đồ và các yếu tố toán học khác như lưới điểm độ cao, lưới khống chế trắc địa và địa chính cũng đóng vai trò quan trọng tùy thuộc vào từng loại bản đồ.
Trước khi đưa các đối tượng và hiện tượng tự nhiên, kinh tế, xã hội lên bản đồ, cần phải trải qua quá trình tổng quát hóa Quá trình này phụ thuộc vào mục đích, tỉ lệ và đặc điểm địa lý của lãnh thổ Nội dung bản đồ được lựa chọn và thể hiện theo phương pháp phù hợp để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.
- Các đối tượng và hiện tượng được biểu thị lên bản đồ bằng ngôn ngữ của bản đồ đó là hệ thống các ký hiệu quy ước
Cơ sở toán học của bản đồ, sự tổng quát hóa các yếu tố nội dung và việc thể hiện các đối tượng cùng hiện tượng bằng ký hiệu là ba đặc tính cơ bản giúp phân biệt bản đồ với các hình thức khác trong việc biểu thị bề mặt Trái đất.
1.2.3 Tính chất cơ bản của bản đồ
Bản đồ sở hữu 11 tính chất quan trọng, bao gồm tính trừu tượng, tính lựa chọn, tính tổng hợp, tính đo được, tính đơn trị, tính liên tục của sự biểu hiện, tính trực quan, tính bao quát, tính tương tự về không gian và thời gian, sự phù hợp nội dung, và tính logic Trong số đó, ba tính chất nổi bật nhất của bản đồ là tính trực quan, tính đo được và tính thông tin.
Bản đồ mang lại tính trực quan cao, cho phép người dùng nhanh chóng tiếp thu những yếu tố quan trọng nhất của nội dung Một trong những ưu điểm nổi bật của bản đồ là khả năng biến những điều không nhìn thấy thành hình ảnh rõ ràng Nó tạo ra mô hình trực quan về lãnh thổ, phản ánh tri thức về các đối tượng và hiện tượng được biểu thị Thông qua bản đồ, người dùng có thể nhận diện và tìm ra quy luật phân bố của các đối tượng và hiện tượng trên bề mặt trái đất.
Tính đo được là một đặc tính quan trọng của bản đồ, liên quan chặt chẽ đến cơ sở toán học của nó Dựa vào tỷ lệ, phép chiếu và thang bậc của các ký hiệu quy ước, bản đồ cho phép xác định nhiều trị số như tọa độ, biên độ, độ dài, khoảng cách, diện tích, thể tích, góc và phương hướng Nhờ vào tính chất này, bản đồ trở thành cơ sở để xây dựng các mô hình toán học cho các hiện tượng địa lý và giải quyết nhiều vấn đề khoa học cũng như thực tiễn sản xuất.
Bản đồ là công cụ hiệu quả nhất để lưu trữ và truyền đạt thông tin về các đối tượng và hiện tượng địa lý, đóng vai trò quan trọng trong Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Tính thông tin của bản đồ đã phát triển song song với lịch sử loài người, thể hiện qua khái niệm “Tải”.
Phân loại bản đồ
1.3.1 Ý nghĩa và nguyên tắc phân loại bản đồ
1.3.1.1 Ý nghĩa phân loại bản đồ
Sự phân loại bản đồ địa lý một cách khoa học đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển khoa học bản đồ, ảnh hưởng đến cả phương pháp luận và thực tiễn sản xuất Điều này cũng liên quan đến việc thành lập và sử dụng bản đồ một cách hiệu quả.
- Mở ra các hướng nghiên cứu và xác lập cơ sở phương pháp luận, những quy luật biểu thị đối với từng loại bản đồ;
- Tổ chức thành lập và sản xuất các loại bản đồ;
Hệ thống hóa danh mục bản đồ giúp nâng cao hiệu quả trong việc lưu trữ, tra cứu và sử dụng bản đồ một cách nhanh chóng và thuận tiện hơn.
1.3.1.2 Nguyên tắc phân loại bản đồ
Quá trình phân loại bản đồ cần tuân thủ các tiêu chí phân loại khác nhau, nhưng phải đảm bảo tính logic khoa học và nguyên tắc phân loại khoa học Các nguyên tắc này là cơ sở để thực hiện phân loại một cách chính xác và hiệu quả.
Sự phân loại khái niệm cần đảm bảo tính liên tục logic, từ khái niệm chung đến riêng và từ rộng đến hẹp Ví dụ, bản đồ có thể được phân chia thành hai lớp: bản đồ địa lý đại cương và bản đồ địa lý chuyên đề Mỗi lớp này tiếp tục được chia thành các hệ hẹp hơn, như hệ bản đồ địa lý đại cương và hệ bản đồ địa lý chuyên đề Trong hệ bản đồ địa lý chuyên đề, có thể phân thành nhóm bản đồ tự nhiên và bản đồ kinh tế xã hội Nhóm bản đồ tự nhiên lại bao gồm các loại như bản đồ địa chất và bản đồ địa mạo Việc đưa bản đồ địa chất vào nhóm bản đồ địa lý đại cương là không hợp lý, vì nó thuộc về bản đồ địa lý chuyên đề.
Sự phân loại cần đảm bảo tính nhất quán, nghĩa là khi đã chọn một tiêu chí phân loại, không được phép kết hợp tiêu chí khác vào hệ thống đó Chẳng hạn, nếu sử dụng tỷ lệ bản đồ làm tiêu chí, các bản đồ địa lý đại cương sẽ chỉ bao gồm bản đồ địa hình, bản đồ địa hình khái quát và bản đồ khái quát Việc đưa vào các tiêu chí khác như bản đồ giáo khoa, bản đồ du lịch hay bản đồ quân sự là không hợp lý, vì điều này đồng nghĩa với việc áp dụng hai tiêu chí phân loại khác nhau cùng lúc, mặc dù bản đồ giáo khoa cũng có nhiều tỷ lệ khác nhau, bao gồm cả bản đồ địa hình và bản đồ địa hình khái quát.
Trong hệ thống phân loại, tổng hợp các khái niệm hẹp cần phải tương đương với dung lượng của khái niệm rộng hơn Chẳng hạn, hệ thống bản đồ kinh tế quốc dân không chỉ nên bao gồm bản đồ sản xuất công nghiệp và nông nghiệp, mà còn phải phản ánh các yếu tố như giao thông vận tải, thông tin liên lạc, dịch vụ du lịch và ngoại thương Tương tự, hệ thống bản đồ dân cư cần phải có các bản đồ phân bố dân cư, thành phần dân tộc và cơ cấu dân cư để đảm bảo tính đầy đủ và chính xác.
1.3.2 Các hệ thống phân loại bản đồ
1.3.2.1 Phân loại theo các đối tượng thể hiện
Bản đồ được phân chia làm 2 nhóm:
+ Các bản đồ địa lý biểu thị bề mặt trái đất và các hiện tượng tự nhiên, kinh tế xã hội xảy ra trên bề mặt trái đất;
Các bản đồ thiên văn bao gồm bản đồ bầu trời sao và bản đồ bề mặt của các thiên thể, hành tinh, cũng như vệ tinh trong hệ mặt trời, chẳng hạn như bản đồ mặt trăng.
1.3.2.2 Phân loại theo nội dung
Bản đồ được phân loại theo đề mục, hay còn gọi là phân loại theo chuyên đề, dựa trên nội dung biểu hiện của chúng Các bản đồ địa lý được chia thành hai hệ chính: hệ bản đồ địa lý đại cương (địa lý chung) và hệ bản đồ địa lý chuyên đề Mỗi hệ này được phân chia thành các nhóm nhỏ hơn, với các bản đồ có nội dung chuyên đề hẹp hơn.
Bản đồ địa lý chung là loại bản đồ thể hiện toàn diện các đối tượng và hiện tượng địa lý trên bề mặt Trái đất, bao gồm các yếu tố tự nhiên như thủy văn, địa hình, thực vật, đất đai, cùng với các yếu tố kinh tế, văn hóa, xã hội như dân cư, giao thông, công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, và các khía cạnh hành chính, chính trị.
Tùy thuộc vào tỷ lệ của bản đồ, mức độ chi tiết của nội dung bản đồ địa lý có thể thay đổi Tuy nhiên, khi xét một bản đồ với tỷ lệ nhất định, bản đồ địa lý chung sẽ thể hiện tất cả các đối tượng và hiện tượng một cách đồng nhất.
Bản đồ địa lý chung có nhiều ứng dụng quan trọng trong khảo sát, quy hoạch, thiết kế và an ninh quốc phòng Chúng được phân loại thành ba nhóm chính: bản đồ địa hình, bản đồ địa hình khái quát và bản đồ khái quát.
Bản đồ địa hình được tạo ra thông qua phương pháp đo vẽ trực tiếp tại hiện trường, kết hợp với ảnh không gian, dựa trên lưới khống chế mặt bằng và độ cao Những bản đồ này có nội dung chi tiết và độ chính xác cao, được sản xuất theo quy trình quy phạm nhà nước với các tỷ lệ từ 1:100.000 trở lên Tuy nhiên, độ tỉ mỉ và chi tiết của bản đồ sẽ thay đổi tùy theo tỷ lệ, do đó việc chọn tỷ lệ phù hợp là rất quan trọng để đáp ứng yêu cầu của người sử dụng.
+ Bản đồ địa hình khái quát và bản đồ khái quát là những bản đồ có tỷ lệ
Bản đồ tỷ lệ 1:200.000, 1:500.000, 1:1.000.000 và nhỏ hơn được hình thành từ các bản đồ địa hình lớn hơn, mang tính khái quát cao hơn do lược bỏ một số chi tiết theo tiêu chuẩn Mặc dù độ chính xác không cao và không được sử dụng cho đo đạc, những bản đồ này rất hữu ích khi cần khảo sát mối tương quan trên phạm vi rộng hoặc thực hiện nghiên cứu sơ bộ.
Bản đồ địa lý chuyên đề là loại bản đồ chỉ tập trung vào một hoặc một vài yếu tố cụ thể, khác với bản đồ địa lý chung Nó thể hiện các hiện tượng và quá trình địa lý mà không có trên bản đồ tổng quát Ví dụ, bản đồ chuyên đề về dân cư sẽ cung cấp thông tin chi tiết về dân số, mật độ, thành phần xã hội, nghề nghiệp, dân tộc và độ tuổi, giúp người xem hiểu rõ hơn về đặc điểm của yếu tố đó.
Yếu tố khí hậu thường không xuất hiện trên bản đồ địa lý chung, nhưng lại được trình bày một cách đầy đủ và có hệ thống trên bản đồ chuyên đề khí hậu.
Các yếu tố của bản đồ
Để tạo lập và sử dụng bản đồ địa lý hiệu quả, cần nắm vững các tính chất và đặc điểm của bản đồ, đồng thời phân biệt các yếu tố cấu thành, hiểu rõ ý nghĩa, giá trị và tác dụng của từng yếu tố cũng như mối liên hệ giữa chúng Mỗi bản đồ bao gồm các yếu tố nội dung, cơ sở toán học, cùng với các yếu tố hỗ trợ và bổ sung.
1.4.1 Các yếu tố nội dung của bản đồ
Nội dung bản đồ được thể hiện thông qua các phương pháp biểu thị và hệ thống ký hiệu quy ước, bao gồm thông tin về sự phân bố, tính chất, mối liên hệ và sự biến đổi của các đối tượng và hiện tượng theo thời gian Những thông tin này chính là phần cốt lõi của bản đồ.
Các yếu tố chính trong nội dung bản đồ địa hình bao gồm thuỷ hệ, điểm dân cư, hình dạng địa hình, lớp phủ thực vật, mạng lưới giao thông, thông tin về các đối tượng kinh tế, công nông nghiệp, văn hóa, cùng với sự phân chia hành chính và chính trị.
Các yếu tố nội dung của bản đồ chuyên đề phụ thuộc vào đề tài cụ thể Khi thể hiện nội dung, cần phân biệt giữa nội dung thực tế và hình thức truyền đạt thông qua hệ thống ký hiệu của bản đồ.
Các quy luật hình học trong biểu thị bản đồ dựa vào cơ sở toán học, bao gồm tỷ lệ, phép chiếu, và mạng lưới tọa độ Những yếu tố này, cùng với mạng lưới khống chế trắc địa và sự bố cục của bản đồ, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra bản đồ chính xác và dễ hiểu.
Bản chất của phép chiếu bản đồ là sự phụ thuộc giữa tọa độ điểm trên bề mặt Elipxoit trái đất và hình chiếu của nó trên mặt phẳng Hệ thống lưới tọa độ là nền tảng của mọi bản đồ địa lý, và việc thành lập bản đồ bắt đầu từ việc dựng lưới tọa độ Khi sử dụng bản đồ, mạng lưới tọa độ là cơ sở để thực hiện các đo đạc khác nhau.
Mạng lưới trắc địa đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi từ bề mặt tự nhiên của mặt đất lên bề mặt elipxoit, giúp xác định chính xác vị trí các yếu tố địa lý trên bản đồ Thông qua việc thể hiện trên các bản đồ địa hình, mạng lưới này đảm bảo sự liên kết với hệ thống tọa độ, góp phần nâng cao độ chính xác trong công tác đo đạc và lập bản đồ.
Bố cục bản đồ bao gồm khung bản đồ, định hướng và cách bố trí lãnh thổ trong khung, cùng với sự phân mảnh đánh số bản đồ, tất cả đều là các yếu tố cơ bản trong toán học của bản đồ.
1.4.3 Các yếu tố hỗ trợ và bổ sung bản đồ
Bản đồ không chỉ bao gồm các yếu tố nội dung và cơ sở toán học mà còn được hỗ trợ bởi các thành phần như bảng chú giải, thước tỷ lệ và đồ thị.
Bảng chú giải đóng vai trò quan trọng như "chìa khoá" giúp người đọc hiểu và khám phá nội dung của bản đồ, với các ký hiệu được giải thích một cách ngắn gọn và rõ ràng.
- Thước tỷ lệ và các đồ thị được sử dụng trong quá trình đo đạc trên bản đồ để nhanh chóng xác định được các trị số cần thiết
Các yếu tố hỗ trợ được thể hiện qua các khoảng trống bên ngoài hoặc trong khung bản đồ, bao gồm bản đồ phụ, biểu đồ, đồ thị, lát cắt và bảng thống kê Những yếu tố này nhằm bổ sung, làm rõ và làm phong phú thêm nội dung của bản đồ.
Bố cục bản đồ, bao gồm khung bản đồ, sự định hướng và cách bố trí lãnh thổ trong khung, là những yếu tố quan trọng Ngoài ra, việc phân chia bản đồ lớn thành các mảnh nhỏ và hệ thống đánh số các mảnh này cũng là các yếu tố cơ sở toán học thiết yếu của bản đồ.
Sơ lược lịch sử phát triển của bản đồ học
1.5.1 Sơ lược lịch sử phát triển bản đồ học trên thế giới
Bản đồ ra đời từ nhu cầu thiết yếu của cuộc sống xã hội, phản ánh khách quan thực tế thiên nhiên và đời sống con người Do đó, bản đồ trở thành sản phẩm văn hóa quý giá của nền văn minh nhân loại.
Lịch sử phát triển của bản đồ học phản ánh quá trình tiến hóa của tư tưởng và lý luận trong lĩnh vực này Việc nghiên cứu lịch sử bản đồ học không chỉ giúp chúng ta nhận thức rõ nhiệm vụ và vị trí của nó trong hiện tại mà còn định hướng chính xác hơn cho tương lai phát triển của khoa học bản đồ.
Xã hội phát triển và nhu cầu ngày càng tăng đã dẫn đến sự xuất hiện của nhiều loại bản đồ địa lý mới, làm phong phú thêm các dạng bản đồ Sự xuất hiện của các chủ đề và kiểu loại mới không chỉ tạo ra những vấn đề lý luận mới mà còn yêu cầu cơ sở khoa học mới cho bản đồ học, từ đó thúc đẩy sự hoàn thiện và phát triển các thể loại bản đồ Nghiên cứu lịch sử phát triển bản đồ học giúp chúng ta nhận diện những thành tựu khoa học và những đóng góp của các nhà khoa học cho sự tiến bộ của lĩnh vực này.
Lịch sử phát triển bản đồ học có thể chia ra 4 thời kỳ gắn liền với lịch sử thế giới
1.5.1.1 Bản đồ học thời cổ đại
Lòng mong ước nhận biết và biểu diễn lãnh thổ đã tồn tại lâu đời trong xã hội loài người Các yếu tố hình học và nét vẽ đơn giản trên các chất liệu như gỗ, đá, đất sét, da và vỏ cây chính là những hình thức sơ khai của bản đồ.
Khi khai quật các công trình cổ đại, người ta phát hiện những hình vẽ thô sơ về hệ thống tưới tiêu và sơ đồ thành phố ở Ấn Độ, Ai Cập, Tây Á, Trung Đông, Trung Quốc và Bắc Mỹ, cho thấy con người cổ xưa đã có tri thức bản đồ đáng kể Đặc biệt, Hy Lạp đã đóng góp quan trọng cho sự phát triển bản đồ học trong thời kỳ này, khi các nhà khoa học hiểu biết về thiên văn học, toán học và hình dạng cũng như kích thước của trái đất Họ đã sử dụng hệ thống tọa độ địa lý trong các bản vẽ, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực bản đồ học.
Tác phẩm nổi bật nhất của thời kỳ cổ đại là bộ 8 tập địa lý học của nhà bác học K Ptôlêmê (87-150) Tác phẩm này chỉ được dịch sang tiếng Latin vào thế kỷ 15 và được in lần đầu vào năm 1472.
Hình 1.2 Một phần bản đồ thế giới trong sách địa lý học của K Ptôlêmê
Trong thời kỳ cổ La Mã, bản đồ đóng vai trò quan trọng trong quân sự và hành chính Các bản đồ đường xã La Mã được sử dụng phổ biến, với kích thước dài gần 7 mét và rộng khoảng 1/3 mét, được cuộn thành ống dài, rất thuận tiện cho việc di chuyển và sử dụng.
Những người đo đạc đất đai ở La Mã cổ đại đã phát triển các phương pháp chia đất thành làng mạc, đường xã và quy hoạch ruộng đất Các bản chỉ đạo trong công tác đo đạc giúp hình dung rõ hơn về kỹ thuật đo vẽ và cách trình bày bản đồ thời kỳ đó.
Trung tâm khoa học cổ đại nổi bật tại Alexandria, Bắc Ai Cập, nổi tiếng với các viện bảo tàng và thư viện cổ Nhà địa lý học Eratosthenes đã tiên phong trong việc xác định phương pháp đo góc kinh tuyến để tính toán kích thước Trái Đất, đồng thời ông cũng ước lượng chiều dài của kinh tuyến Ông coi nhiệm vụ của địa lý là vẽ hình dạng của Trái Đất, đóng góp quan trọng cho ngành khoa học này.
Thời kì cổ đại, Trung Quốc đã là một trung tâm văn minh của thế giới kể cả bản đồ học
Theo tài liệu Tây Âu và sử sách, các bản đồ thời kỳ này được tạo lập với độ chính xác cao, sử dụng hình vẽ phối cảnh và ký hiệu quy ước Nổi bật nhất trong thế kỷ III Trung Quốc là nhà bản đồ Bùi Tú (223), người đã phát triển kỹ thuật vẽ bản đồ, chọn tỉ lệ, sử dụng lưới ô vuông để phân bố các đối tượng, xác định độ dài đường cong và định hướng cho các con sông, dãy núi Ông còn lập ra bản đồ tổng thể Trung Quốc với tỉ lệ khoảng 1:1.800.000.
1.5.1.2 Bản đồ học thời Trung cổ (thế kỷ V đến thế kỷ XVII)
Vào thế kỷ V, sự sụp đổ của Đế quốc La Mã đã dẫn đến sự chuyển đổi từ chế độ nông nô sang chế độ phong kiến ở Châu Âu, trong khi giáo hội phát triển mạnh mẽ Trong bối cảnh này, các ngành khoa học trái ngược với tư tưởng thần học bị xem là phản nghịch, bao gồm cả bản đồ học, vốn cũng rơi vào tình trạng tương tự.
Các nước Hồi giáo Ả Rập đã chú trọng đến địa lý học và áp dụng tri thức cổ đại từ Hy Lạp và La Mã để đạt được những thành tựu đáng kể Một ví dụ tiêu biểu là cuốn sách về hình thái Trái Đất do nhà toán học và địa lý học Al Khwarizmi, người Uzbekistan, viết vào năm 830 Cuối thế kỷ VII, một tác giả người Armenia cũng đã đóng góp vào lĩnh vực này.
“Địa Lý Armênia” gồm nhiều bản đồ (đến nay còn lưu trữ)
Thời trung cổ ở Trung Quốc, sách địa lý và bản đồ các khu vực địa phương, được gọi là sách “Địa trí”, đã trở nên phổ biến Vào cuối thế kỷ VIII, địa bàn, tiền thân của bản đồ biển, đã được phát minh Sự phát triển của bản đồ địa bàn chủ yếu diễn ra ở Italia, nhờ vào việc đưa địa bàn từ Trung Quốc sang các nước Ả Rập và Châu Âu Để phục vụ cho việc buôn bán và thám hiểm, các đội tàu do Đô đốc Trịnh Hoà dẫn dắt đã ra khơi khám phá các vùng đất mới.
Giữa năm 1371 và 1435, các bản đồ hàng hải mang tên Vũ Bị Chí đã được tạo ra, mô tả hải trình đến eo biển Ả Rập, bờ biển Sômali và vùng biển Đông Nam Á Trong khi đó, ở Tây Âu, giai đoạn đầu chứng kiến sự thống trị của bản đồ tu viện với các quan niệm tôn giáo về thế giới, nhưng sang thời kỳ Phục Hưng, bản đồ đã phát triển mạnh mẽ.
Có địa bàn, la bàn thì bản đồ biển được thành lập phục vụ cho các chuyến thám hiểm và đi biển dài ngày
Tác phẩm "Địa lý học" của K Ptolemy đã trải qua nhiều lần dịch, in và sửa chữa cho đến cuối thế kỉ XVI, với hệ thống bản đồ được chọn lọc có khoang độ và định hướng theo phương bắc Phương pháp thể hiện bản đồ trong tác phẩm này được cải tiến đáng kể, và nó có thể được coi là một trong những hình thức đầu tiên của Atlas địa lý hiện nay.
Vai trò, ý nghĩa của bản đồ đối với khoa học và thực tiễn
Bản đồ là tài liệu quan trọng cung cấp thông tin về các hiện tượng trên mặt đất, hỗ trợ quá trình nhận thức và nghiên cứu thiên nhiên của con người Tất cả các lĩnh vực sản xuất và đời sống, đặc biệt là các ngành kinh tế liên quan đến môi trường địa lý, đều sử dụng và khai thác bản đồ.
Nhu cầu sử dụng bản đồ của con người rất cao, bắt nguồn từ việc hỗ trợ di chuyển và giao thương hàng hóa từ xa xưa Ngày nay, bản đồ không chỉ phục vụ cho việc đi lại mà còn đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu và sản xuất, thể hiện sự phát triển vượt bậc trong công nghệ bản đồ.
Trong xây dựng công nghiệp, năng lượng, giao thông và các công trình khác, bản đồ đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và hiện thực hóa các kỹ thuật Nó là công cụ không thể thiếu trong xây dựng thủy lợi, cải tạo đất, quy hoạch đồng ruộng, chống xói mòn, cũng như trong tổ chức và quy hoạch kinh tế rừng.
Trong việc quy hoạch toàn bộ nền kinh tế của đất nước thì vai trò bản đồ có vai trò vô cùng quan trọng
Trong công tác quản lý hành chính thì bản đồ cũng là những công cụ, tài liệu pháp lý rất quan trọng,
Bản đồ đóng vai trò như "cuốn sách giáo khoa" thứ hai, là công cụ trực quan thiết yếu trong giảng dạy và học tập các môn Địa lý và Lịch sử tại trường phổ thông Ngoài ra, bản đồ còn là công cụ quan trọng trong việc tuyên truyền và quảng cáo, góp phần nâng cao trình độ văn hóa chung của cộng đồng.
Trong nghiên cứu khoa học, mọi hoạt động liên quan đến địa lý và các lĩnh vực khoa học khác về trái đất đều khởi đầu và kết thúc bằng bản đồ Kết quả nghiên cứu được thể hiện và chính xác hóa trên bản đồ, từ đó làm phong phú thêm nội dung của bản đồ.
Bản đồ giúp phát hiện quy luật phân bố không gian của các đối tượng và hiện tượng, đồng thời thể hiện mối liên hệ tương quan giữa chúng Việc sử dụng bản đồ là cần thiết để giải quyết các vấn đề liên quan đến chiến lược, chiến thuật và tác chiến trong hoạt động quân sự.
Ngày nay và trong tương lai, bản đồ đóng vai trò thiết yếu trong việc giải quyết các nhiệm vụ toàn cầu của nhân loại, như bố trí hợp lý lực lượng sản xuất, sử dụng tài nguyên thiên nhiên một cách hiệu quả và bảo vệ môi trường.
* Mối quan hệ giữa Bản đồ học với các ngành khoa học và nghệ thuật
Bản đồ học có mối liên hệ chặt chẽ với các môn khoa học như trắc địa cao cấp, trắc địa địa hình, thiên văn học và địa lý học, với tính chất tương tác hai chiều Nó không chỉ sử dụng kết quả nghiên cứu từ các lĩnh vực này để biên soạn nội dung bản đồ mà còn làm cơ sở toán học cho thiết kế bản đồ Ngược lại, các khoa học khác cũng áp dụng bản đồ và các phương pháp bản đồ để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong nghiên cứu của họ.
Trắc địa cao cấp, thiên văn học và trọng lực học đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu về hình dạng và kích thước của Trái đất, cũng như tọa độ các điểm trong lưới khống chế đo đạc.
Trắc địa địa hình và trắc địa ảnh sử dụng các phương pháp đo vẽ đa dạng, cung cấp tài liệu bản đồ đầu tiên cho bản đồ học nhằm nghiên cứu bề mặt trái đất Đây là nguồn tài liệu gốc quan trọng để xây dựng các loại bản đồ khác.
Bản đồ học không chỉ đơn thuần là sản phẩm mà còn là tác phẩm khoa học nghệ thuật Các tác phẩm bản đồ cần đảm bảo tính mỹ thuật từ phương pháp biểu thị đến sự thể hiện, phối hợp đường nét, màu sắc, hình vẽ và chữ viết Điều này dẫn đến sự hình thành bộ môn trình bày bản đồ, nghiên cứu các phương pháp và phương tiện để tạo ra những bản đồ đẹp và có giá trị nghệ thuật cao.
Bản đồ học và tin học là lĩnh vực liên quan chặt chẽ đến việc đo đạc, thu thập, xử lý, quản lý và hiển thị thông tin về Trái Đất, được gọi là Geomatics và GeoInformatics Địa lý học nghiên cứu các quy luật phát sinh và phát triển, cũng như mối quan hệ giữa các đối tượng và hiện tượng địa lý trong không gian Nó cung cấp kiến thức về bản chất, sự phân bố và các mối quan hệ tương hỗ của các hiện tượng địa lý, là nền tảng cho việc tạo ra các bản đồ địa lý Sự phát triển của các khoa học về Trái Đất đã làm phong phú thêm chủ đề của các bản đồ, giúp phản ánh chính xác các đối tượng và hiện tượng trên bản đồ.
Bản đồ học là công cụ nghiên cứu quan trọng cho các nhà Địa lý, yêu cầu họ không chỉ có kỹ năng bản đồ tốt mà còn cần kiến thức địa lý sâu rộng.
Bản đồ học có mối liên hệ chặt chẽ với nhiều lĩnh vực khoa học như địa chất, địa mạo, thổ nhưỡng và lịch sử, cùng với các ngành kỹ thuật như sản xuất giấy và in ấn Ngoài ra, nó còn kết nối với các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật mới nổi như lý thuyết thông tin, lý thuyết hệ thống, hệ thống thông tin địa lý, geomatics, điện tử, tin học và tự động hóa.
Bản đồ học đã được nâng cao nhờ vào những thành tựu khoa học và kỹ thuật mới Để giải quyết đúng đắn các vấn đề phương pháp luận, bản đồ học cần dựa vào các cơ sở triết học và lý luận nhận thức biện chứng Điều này giúp nghiên cứu và nhận thức thực tế khách quan, từ đó xây dựng lý luận về tổng quát hóa bản đồ, ngôn ngữ bản đồ và phương pháp nhận thức bản đồ.