maps-and-exploration
مجموعة الكارتوغرافيين التقنيات والأدوات المستخدمة في الاستكشاف التاريخي
Table of Contents
وقد كان فن رسم الخرائط دائما غير قابل للفصل من الدافع إلى الاستكشاف، فقبل أن تتعقب السواتل مواقد القارات من المدار، ترجمت صانعات الخرائط رحلات غير مؤكدة إلى خطوط في البحيرة أو الخراف أو الورق، لم يكن عملها مجرد ازدراء، بل كان الأداة الأساسية التي تسمح للمستكشفين بترك المعارف المعروفة والعودة إلى المعارف الجديدة، وتدرس هذه المادة اليوم الأدوات والتقنيات التي تحدد مسارها التاريخي.
تقنيات رسم الخرائط في مرحلة مبكرة
وقد ولدت الخرائط الأولى من الضرورات والمراقبة، وخدشت الشعوب القديمة طرقاً في أضواء الطين، والمشاهد الطلاءية على جدران الكهوف، أو حفرت الشواهد في الخشب لتسجيل السفر، وكانت هذه الجهود المبكرة عملية للغاية، مع الاعتماد على الأساليب الأساسية التي تشكل مع ذلك أساس الانضباط الرسمي.
الملاحة البحرية
فقبل البوصلة أو الكرونوم، كانت السماء أكثر دليل موثوق به للمستكشف، إذ إن من خلال رصد وضع الشمس والقمر والنجوم الثابتة، يمكن للملاحين أن يقدروا خطتهم بدقة مفاجئة، فمنطقة القطب الشمالي، مثلا، ترتفع مباشرة تقريبا فوق القطب الشمالي للأرض؛ وتعطي زاوية فوق الأفق قراءة مباشرة لخطورة خطوط بحرية المراقبين في شمال هيمي.
استقصاءات الأراضي وقياسها
On solid ground, early cartographers used simple but effective techniques to measure distance and shape. The Roman agrimensores (land surveyors) used a ]groma - a column staff with cross-arms bearing bedb lines-to establish straight lines and right angles relied to centuriation (the6).
The Magnetic Compass
وقد أدت البوصلة المغناطيسية التي يحتمل أن تخترع في الصين خلال فترة صلاحية هان والتي اعتمدت في أوروبا في القرن الثاني عشر، إلى إحداث ثورة في الملاحة، ولأول مرة، يستطيع الملاحون تحديد الاتجاه حتى عندما تحجب الغيوم الشمس أو النجوم، وكانت البوصلة الأولى هي الإبر المغنطية البسيطة التي تطفو في المياه أو تتوازن في أحد المعالم، كما أن تطوير قبو السواحل الجافة في القرن الثالث عشر، قد سمح بصورة أكثر دقة.
أدوات التجارة
وقد جمعت شركات رسم الخرائط عبر الأعمار مجموعة من الأدوات الرائعة، كل منها مصمم لحل مشكلة محددة من القياس، ويبرز فهم هذه الأدوات فن وعلم إنشاء الخرائط التاريخية.
The Quadrant and the Astrolabe
وقد كان كل من الملاحين الرابحين - ربع حافة من الخشب أو الصدر مثبتاً بدرجات وعلقوا من الملاحين المتشددين - لقياس ارتفاع الجسم السمعي فوق الأفق، حيث كان من الممكن، من خلال رؤية حافة واحدة وقراءة زاوية عبور خط السباكة للمقياس، أن يحدد الملاحون خط العرض، وقد اتجهت الأرضي، وهو جهاز ثابت أكثر تطوراً، إلى اليونان.
المُتَجَرِّد و المُتَوَقَّد
وقد استخدم المشغل، الذي اخترعه جون هادلي في عام 1730، والمتحيز الذي تلاه، نظاما من المرايا لمواءمة صورة هيئة سماوية مع الأفق، مما أتاح قياسات أكثر دقة بكثير، حتى على متن سفينة متحركة، وحسن بشكل كبير دقة الملاحة السماوية، وأصبح المشتغل بالجنس الأداة المميزة للاستكشاف البحري، مما مكّن النقيب كوك من رسم خرائط ثابتة لم يسبق لها مثيل.
صكوك المسح: ثيودولتي، وشاين، والجدول المسمى " بلاين "
وعلى الأرض، فإن الصك الذي يقيس الزوايا الأفقية والرأسية - مثل حجر الزاوية في رسم الخرائط على نطاق واسع - كان الشحوم الأوائل من أدوات الصدر الثقيلة، ولكنهم سمحوا لشركات المسح بخلق شبكات دقيقة للتثليث، وقد أصبحت سلسلة التنقيب عن الوقود التي تحمل علامة " FLT:0 " () (سلسلة رسم الخرائط على طول طولها 66 قدما) معيارا لقياس المسافة.
الكرونوميتر
وعلى مدى قرون، فإن مشكلة التصويب الطاعون في الخراطيم، رغم أن خط العرض يمكن قياسه من النجوم، فإن خط الطول يتطلب معرفة الوقت الدقيق في مرج مرجعي )مثل غرينيتش( في البحر، مما أدى إلى اختراع مقياس بحري موثوق به من جانب جون هاريسون في القرن الثامن عشر، مما أدى إلى حل هذه المشكلة، ومن ثم فإن المقياس الذي يتيح للجزر البحرية أن تجتاز خريطة المستودع، يقارنها بالإطار الزمني المحلي.
التقدم في رسم الخرائط
ومع توسع الاستكشاف وتراكم المعارف، ظهرت تقنيات جديدة أتاحت للخرائط أن تصبح أكثر دقة وأكثر تفصيلا، وأكثر توزيعا على نطاق أوسع.
The Printing Press
وكان لاختراع صحافة الطباعة التي قام بها يوهانس غوتينبرغ حوالي ١٤٥٠ أثر عميق على رسم الخرائط، وقبل الطباعة، تم نسخ الخرائط بطريقة مجهدة باليد، مما أدى إلى أخطاء وشح، ويمكن استنساخ الخرائط المطبوعة بكمية وتوزيعها على الملاحين والباحثين والأميرين.
التسلسل
وقد أصبح التثليث هو الطريقة المهيمنة لرسم الخرائط على نطاق واسع منذ القرن السادس عشر وما بعده، إذ أن قياس المسافة المرجعية مع سلسلة، ثم استخدام الشريان الدوليت لقياس الزوايا إلى نقطة بعيدة، يمكن للمساحين حساب موقع تلك النقطة باستخدام ثلاثية الأبعاد، وقد أدى تكرار العملية إلى إنشاء شبكة من المثلثات التي تغطي بلدانا بأكملها، وقد استخدمت الدراسة الاستقصائية الكبرى عن الترايجونمية في الهند )القرع الثاثي( هذه التقنية المحسنة.
الخرائط الطبوغرافية وخطوط الوحدات
وقد تطورت صورة التضاريس ببطء، حيث كثيرا ما استخدمت الخرائط الأولية رموز التلال المسيل أو المشابك (خطوط الهكتار التي تشير إلى المنحدر) لإظهار الإغاثة، وفي القرن الثامن عشر، كان المهندسون العسكريون في فرنسا رائدين في استخدام خطوط المحاصلة التي تربط بين نقاط الرفع المتساوية - لتمثل شكل الصعوبة في الأرض، وقد تم إنتاج أول خريطة طبوغرافية حقيقية تستخدم خرائط مركبة في فرنسا (الخطة) الأساسية.
التوقعات المتعلقة بالخرائط
إن تمثيل منطقة على سطح مسطح لا بد أن يؤدي إلى تشويه، فقد وضع الكارتوغرافيون عدة اسقاطات، كل منها مبادلته الخاصة، وقد حافظت توقعات ميركاتور )١٩٦٩( على الزوايا والتوجيه، مما جعلها مثالية للملاحة، ولكنها تشوه بشدة المناطق القريبة من القطبين، وحاول مشروع روبنسون )١٩٦٣( التوصل إلى حل وسط، مما يعطي صورة أكثر توازنا عن العالم بأسره، وفهم هذه التوقعات هو مفتاح تفسير أي حدود تكنولوجية مختارة.
الأرقام التاريخية في رسم الخرائط
إن تاريخ رسم الخرائط مليء بالأفراد الذين أعادت ابتكاراتهم وطموحاتهم تشكيل الفهم الإنساني للجغرافيا، ويبرز العديد منهم أثرهم الدائم.
Ptolemy (c. 150 CE)
وكان كلوديوس بوتوليمي هو العمل النهائي لرسم الخرائط القديمة، وقد وفر هذا المشروع تعليمات لرسم الخرائط باستخدام نظام للخطوط الشبكية وخطوط الطول، وشمل إحداثيات لآلاف الأماكن، وقد نسي عمله إلى حد كبير في أوروبا خلال العصور الوسطى ولكنه أعيد اكتشافه وترجمته في القرن الخامس عشر، وأصبح الأساس للتقديرات المنهجية للرسم.
جيراردوس ميركاتور )١٥١٢-١٥٩٤(
ويرتبط اسم المرتزق إلى الأبد بتوقعه الشهير، الذي استخدم لأول مرة لخريطة عالمية في عام 1569، وكان عرض الملاح هو اختراق للملاحة: فقد حافظ على الزوايا المحلية، وسمح للبحارة بتخطيط دورات مباشرة (خطوط الرماية) يمكن اتباعها مع مجموعة ثابتة من الخرائط.
ابراهام أورتيليوس )١٢٧-١٥٩٨(
ويُقيَّد أورتيليوس بإنشاء أول أطلس حديث، وTheatrum Orbis Terrarum] (1570) وجمع أفضل الخرائط المتاحة من مختلف الرسوم البيانية، ووحد شكلها، وجمّعها إلى حجم واحد، وكانت أطلس أورتيليس مشهورة للغاية، ومرّت بطبعات عديدة، وبثت أيضاً المعرفة بالجيولوجيا في أنحاء أوروبا.
مارتن والدسيمولر (1470-1520)
وقد أنتج والدسيمولر خريطة عالمية لعام 1507 استخدمت أولاً اسم " أمريكا " لوصف القارة التي اكتشفها مستكشفون أوروبيون، وقد رسمت خريطة " ، استناداً إلى معلومات من شركة Amerigo Vespucci " ، على شكل كتلة أرض منفصلة غرب المحيط الأطلسي، متميزة عن آسيا.
Al-Idrisi (1100-1165)
وقد عمل محرر الجيولوجي المسلم محمد الإدريسي في محكمة روجر الثاني في صقلية، وأصدر Tabula Rogeriana]، وهو خريطة عالمية ونص مصاحب لها يصف المعرفة الاصطناعية من أوروبا وأفريقيا وآسيا، وكانت خريطة الإدريسي من بين أكثر المصادر تفصيلا ودقيقة من فترة القرون الوسطى، مما يدل على أن المحيط الهندي هو بحر مفتوح.
التقنيات الحديثة لرسم الخرائط
وقد شهد القرنان العشرين والحادي والعشرون تحولا في رسم الخرائط بواسطة التكنولوجيا الرقمية، كما أن أدوات المصور الحديث لا يمكن التعرف عليها تقريبا من رواسب وسلاسل العهود السابقة.
نظم المعلومات الجغرافية
التصوير بواسطة السواتل والاستشعار عن بعد
وتوفر السواتل التي ترصد الأرض، مثل برنامج لانداسات )المنشور في عام ١٩٧٢( والوحدات التجارية الحديثة، صورة عالية الاستبانة لسطح الكوكب، وتسمح تكنولوجيات الاستشعار عن بعد، بما في ذلك التصوير المتعدد الأطياف والرادار، بكشف السمات غير مرئية للعين البشرية: طرطوبة التربة، وصحة الغابات، بل ودفنت مواقع أثرية، وقد أصبحت الصور المستمدة من الخرائط الساتلية طبقة أساسية من خرائط محدثة لا حصر لها.
النظام العالمي لتحديد المواقع
وشبكة السواتل التي أنشأتها وزارة الدفاع الأمريكية أصلا، تتيح الآن لأي شخص لديه جهاز استقبال أن يحدد موقعه الدقيق )الخط العرض، والطول، والارتقاء( في أي مكان على الأرض، وقد أحدثت الشبكة ثورة في المسح الميداني: إذ يمكن للمساح أن يسجل الآن إحداثيات نقطة بدقة سنتيمتر، كما أنها تخول أيضا خرائط مسارات تحويلية تخلق فوائد مباشرة، وتغذي البيانات التي تستخدمها المليارات يوميا.
3D Mapping and Digital Elevation Models
وتُنشئ تقنيات المسح الحديثة 3D نماذج واقعية للتضاريس من بيانات الارتفاع، كما أن الدار (الكشف عن الرحلات وتدبيرها) يلتقط ملايين النقاط في الثانية، ويُحدث سحابة افتراضية من المشهد، ويمكن تجهيز هذه البيانات إلى ] نماذج الارتفاعات الرقمية [FEMs] التي تبين شكل الأرض ذات الدقة.
مستقبل رسم الخرائط
ومع استمرار نمو جمع البيانات وحساب الطاقة، فإن رسم الخرائط مهيأ لمزيد من التحول، وستكون خرائط الغد أكثر دينامية وشخصية وذكاء.
الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي
ويجري بالفعل استخدام " آي " لتفسير الصور الساتلية وتصنيف الغطاء الأرضي والكشف عن التغيرات بمرور الوقت، ويمكن أن تحدد الخوارزميات التعليمية الآلات الطرقات والمباني والنباتات بصورة تلقائية، مما يقلل من العمل المشتغل في مجال وضع الخرائط، وفي المستقبل، يمكن أن تُنشئ المنظمة خرائط عن الذبابة، وتُكيّفها مع خريطة خاصة للمستعملين - مما يجعل مسار السيارات الحضرية أكثر دقة.
Augmented Reality (AR)
ويزيد عدد المشاهدين على المعلومات الرقمية في العالم الحقيقي من خلال شاشة الهاتف أو عناوين الرؤوس، ويستخدم جهاز الملاحة بالفعل " آر " لإظهار السهام في الشارع المقبل، ويمكن أيضاً أن يصمم المصورون في المستقبل تجارب في مجال البحث والتطوير تكشف عن طبقات تاريخية للمدينة أو البنية التحتية المخفية أو السمات الجيولوجية التي يسير بها المستخدم، مما يدمج الخريطة مع المشهد نفسه، وينشئ دليلاً تفاعلياً للسياقاً.
رسم الخرائط في الوقت الحقيقي والموارد
وبوجود أجهزة استشعار في كل مكان من الهواتف الذكية إلى كاميرات المرور إلى محطات الطقس - يمكن الآن استكمالها في الوقت الحقيقي، وقد تعكس خرائط غوغل وواز بالفعل ظروف المرور الراهنة، وقد تظهر الخرائط المستقبلية نوعية الهواء الحي أو مستويات الضوضاء أو كثافة الحشد، كما أن الحشد، كما هو مرئي في " أوف ستريت ماب " ، يسمح للمجتمعات المحلية برسم خرائطها الخاصة، في كثير من الأحيان في الأماكن التي تكون فيها خرائط عالمية متفرقة.
خاتمة
إن تاريخ رسم الخرائط هو شهادة على الإبداع البشري، فمن أول مخططات لصق في المحيط الهادئ إلى قواعد بيانات نظام المعلومات الجغرافية الحديثة المطبقة، وسع كل تقدم في مجال الأدوات والتقنيات حدود ما يمكن فهمه وإبلاغه عن كوكبنا، وما برحت مجموعة أدوات المصورين تستجيب دائما لتحديات الاستكشاف: كيفية قياس المسافة، وتصورات الخرائط، والمعرفة الحقيقية.