مجموعة أدوات الكارتوغرافيين: التقنيات والأدوات المستخدمة في الاستكشاف التاريخي

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 المحفوظات 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 والأساليب التي تحدد مسارها التاريخي.

تقنيات رسم الخرائط في مرحلة مبكرة

وقد ولدت الخرائط الأولى بالضرورة والمراقبة، وخدشت الشعوب القديمة طرقاً في أقراص الطين، ومشاهد مطلية على جدران الكهف، أو حفرت الشجيرات 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 الأدلة موثوقية لدى المستكشف، إذ إن من خلال مراقبة وضع الشمس والقمر والنجوم الثابتة، يمكن للملاحين تقدير خطتهم بدقة مفاجئة، حيث أصبحت أمواج النجم الشمالي (البحرية) مثلا أعلى مباشرة تقريبا من القطب الشمالي للأرض؛ وزاوية فوق الأفق تعطي قراءة مباشرة لخطورة خطوط العرض البحرية للمراقبين في شمال هيمي.

الدراسات الاستقصائية عن 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-armchles bearing bedb lines-to establish straight lines and right angles relied

The Magnetic Compass

وقد أدت البوصلة المغناطيسية التي يحتمل أن تخترع في الصين خلال فترة ولاية 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 إبرة مغنطة بسيطة تطفو في المياه أو متوازنة على نحو أكثر، كما أن تطوير قبو السواحل الجافة في القرن الثالث عشر قد سمح برسمها.

أدوات التجارة

وقد جمعت شركات رسم الخرائط عبر الأعمار مجموعة كبيرة من الأدوات، كل منها مصمم لحل مشكلة محددة من القياس، ويبرز فهم هذه الأدوات فن وعلم إنشاء الخرائط التاريخية.

The Quadrant and the Astrolabe

وقد أدى كل من الملاحين الذين ينحدرون من حرائق بحرية إلى ارتفاع عدد أفرادها فوق الأفق، حيث كان من الممكن، من خلال النظر إلى جانب حافة واحدة، وقراءة زاوية عبور خط السباكة للمقياس، أن يحدد الملاحون خط العرض، وقد كان الفلكي، وهو أكثر تطورا، يتتبعون جذوره الإسلامية إلى حد بعيد.

المُتَعَدِّد و المُتَعَدِّد

وقد استخدم الراكب 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 الرئيسية للاستكشاف البحري، مما أتاح للقائد كوك أن يرسم جداول ثابتة غير مسبوقة.

صكوك المسح: ثيودوليت، وشاين، والجدول المسمى " بلانيت "

وعلى الأرض، كان الصك الذي يقيس الزوايا الأفقية والرأسية - مثل حجر الزاوية في رسم الخرائط على نطاق واسع - وكانت الشعابين الأولى أدوات حمالة صدر ثقيلة، ولكنها سمحت للمستقصين بإنشاء شبكات دقيقة للتصنيف، وقد أصبحت سلسلة التنقيب عن الوقود التي تحمل علامة " FLT:0 " ، التي تُعد على مر القرون، هي التي تُعد على جدول رسم خرائط باللغة الانكليزية.

الكرونوميتر

وعلى مدى قرون، فإن مشكلة التصويب الطاعون في الخراطيم، رغم أن خط العرض يمكن قياسه من النجوم، فإن خط الاستقطاب 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 يُمكن للجزر البحرية من أن تجتاز خريطة المنزل، يقارنه بالإطار الزمني المحلي.

التقدم المحرز 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، كانت الخرائط تنسخ عن طريق اليد، مما أدى إلى أخطاء وندرة، كما يمكن استنساخ الخرائط المطبوعة 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 تغطي بلدانا بأكملها، وقد استخدمت الدراسة الاستقصائية التقريبية للدلائل في الهند (19) هذه التقنية المحسنة.

الخرائط الطبوغرافية وخطوط الوحدات

وقد تطورت صورة التضاريس ببطء، حيث كانت الخرائط الأولى تستخدم في كثير من الأحيان رموز التلال المسيل أو المشابك (خطوط الهبات التي تشير إلى المنحدر) لإظهار الإغاثة، وفي القرن الثامن عشر، كان المهندسون العسكريون في فرنسا رائدين في استخدام خطوط المحارم التي تربط بين نقاط الرفع المتساوية لتمثل شكل الأرض، وقد تم إنتاج أول خريطة طبوغرافية حقيقية تستخدم خرائط مركبة في فرنسا (الخطة الرئيسية)().

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 يعطي صورة متوازنة أكثر من الناحية البصرية للعالم بأسره، وفهم هذه الإسقاطات 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، وقدم تعليمات لرسم الخرائط باستخدام نظام للخطوط الطولية والطول، وتضمن إحداثيات لآلاف الأماكن، وقد نسي عمله إلى حد كبير في أوروبا خلال العصر الأوسط 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 الرشاش هو اختراق للملاحة: فقد حافظ على الزوايا المحلية، مما سمح للبحارة بتخطيط دورات مباشرة (خطوط الرماية) يمكن اتباعها في جمع خرائط أرضية ثابتة.

ابراهام أورتيليوس )١٢٧-١٥٩٨(

ويُقيَّد أورتيليوس بإنشاء أول أطلس حديث، وهو Theatrum Orbis Terrarum] (1570) وقد جمع أفضل الخرائط المتاحة من مختلف الرسوم البيانية، ووحد شكلها، وجمّعها إلى حجم واحد، وكانت أطلس أورتيليس مشهورة للغاية، ومرّت بأعداد عديدة، كما أن المعرفة بالجيولوجيا في أوائل القارة الأوروبية.

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 أرض منفصلة غرب المحيط الأطلسي، متميزة عن آسيا.

Al-Idrisi (1100-1165)

وقد عمل مسلم جيولوجي 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 الإدريس من أكثر المصادر تفصيلا ودقيقة من فترة القرون الوسطى، مما يدل على أن المحيط الهندي منطقة بحرية مفتوحة.

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

(أ) إن نظام المعلومات الجغرافية هو العمود الفقري لرسم الخرائط المعاصرة، ويتيح للرسميين تخزين وتحليل وعرض البيانات المكانية في طبقات الطرق والأنهار والارتقاء واستخدام الأراضي والكثافة السكانية - كل ذلك في بيئة رقمية واحدة، ويتيح النظام العالمي للمعلومات التحليلات المعقدة، مثل نموذج مخاطر الفيضانات أو تتبع انتشار أي خريطة مكانية، ويمكن أن تصبح النواتج ذات صورة دينامية.

التصوير بواسطة السواتل والاستشعار عن بعد

وتوفر السواتل التي ترصد الأرض، مثل برنامج لاندرسات )الذي بدأ في عام ١٩٧٢( والجمعيات التجارية الحديثة، صورة عالية الاستبانة لسطح الكوكب، بما في ذلك التصوير المتعدد الأطياف والراداري، وتتيح إمكانية الكشف عن سمات غير مرئية للعين البشرية: طرطوبة التربة، وصحة الغابات، بل والمواقع الأثرية التي تباع، وقد أصبحت الصور المستمدة من الخرائط الساتلية طبقة أساسية من خرائط " غوتو " .

النظام العالمي لتحديد المواقع

وشبكة السواتل التي أنشأتها وزارة الدفاع الأمريكية أصلا، تمكن الآن أي شخص لديه جهاز استقبال من تحديد موقعه الدقيق )الخط العرض، والطول، والارتقاء( في أي مكان على الأرض، وقد قامت الشبكة العالمية لتحديد المواقع ذات الأهمية الفائقة، وبثت المسح الميداني: إذ يمكن للمساح الآن أن يسجل إحداثيات نقطة بدقة سنتيمتر، كما أنها تخول أيضا خرائط تحويل مسارات الملاحة التي تستخدمها المليارات يوميا.

3D Mapping and Digital Elevation Models

كما أن تقنيات المسح الحديثة 3D تخلق نماذج واقعية للتضاريس من بيانات الارتفاع، فاللدار (الكشف عن الطيران والتدبير) المتدفق من الطائرات أو الطائرات بدون طيار يلتقط ملايين النقاط في الثانية، ويولد سحابة افتراضية من المشهد، ويمكن تجهيز هذه البيانات إلى نماذج الارتفاع الرقمية 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

وتستخدم منظمة العفو الدولية بالفعل لتفسير الصور الساتلية وتصنيف الغطاء الأرضي والكشف عن التغيرات بمرور الوقت ويمكن أن تحدد الخوارزميات التعليمية الآلات الطرقات والمباني والنباتات تلقائيا، مما يقلل من العمل الذي ينطوي عليه إنشاء الخرائط، وفي المستقبل، يمكن للمنظمة أن تولد خرائط عن الذباب، وتضعها في خريطة خاصة بالاحتياجات المحددة للمستعمل - مما يجعل مسار السيارات في الجزيرة أكثر دقة، أو مخططا لرسم خرائط السلاسل الحضرية.

Augmented Reality (AR)

ويزيد عدد المشاهدين على المعلومات الرقمية في العالم الحقيقي من خلال شاشة الهاتف أو عناوين الرؤوس، ويستخدم جهاز الملاحة بالفعل AR لإظهار السهام في الشارع المقبل، ويمكن أيضاً أن يصمم المصورون المستقبلون تجارب في مجال البحث والتطوير تكشف عن طبقات تاريخية للمدينة أو البنية التحتية المخفية أو السمات الجيولوجية التي يسير بها المستخدم، ويدمج الخريطة مع المشهد نفسه، ويضعون دليلاً تفاعلياً ووعياً بالسياق.

رسم الخرائط في الوقت الحقيقي والموارد

ومع وجود أجهزة استشعار في كل مكان من الهواتف الذكية إلى كاميرات المرور إلى محطات الطقس - يمكن الآن استكمالها في الوقت الحقيقي، وقد تعكس خرائط غوغل واز بالفعل ظروف المرور الراهنة، وقد تظهر الخرائط المقبلة نوعية الهواء الحي أو مستويات الضوضاء أو كثافة الحشود، كما أن مصادر الحشد، كما يتبين من " أوف ستريت ماب " ، تسمح 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 إبداع الإنسان، فمن أول مخططات لصق في المحيط الهادئ إلى قواعد بيانات نظام المعلومات الجغرافية الحديثة ذات طبقات، وسع كل تقدم في مجال الأدوات والتقنيات حدود ما يمكن فهمه وإبلاغه عن كوكبنا، وما برحت مجموعة أدوات رسم الخرائط تستجيب دائما لتحديات الاستكشاف: كيفية قياس المسافة، ورسم الخرائط، وتبادل المعارف الحقيقية.