La cartografia è la scienza che si occupa di rappresentare graficamente la superficie terrestre (o di parti di essa) su una superficie piana, tramite carte geografiche, mappe e globi, utilizzando scale e simboli.
La carta geografica …
La carta geografica è una rappresentazione della superficie terrestre, o di una sua parte, che presenta sempre quattro caratteristiche: è ridotta, simbolica, orientata, approssimata.
… è ridotta
Tutte le carte geografiche sono necessariamente ridotte secondo un rapporto detto scala, poiché è impossibile riportare su di essa le distanze reali.
La scala ci indica di quante volte le dimensioni reali sono state rimpicciolite.
Si usano due notazioni per esprimere la scala: numerica e grafica.
- La scala numerica è un fattore di proporzionalità scritto come un rapporto.
La frazione esprime il rapporto tra l'unità di lunghezza della carta al numeratore e la corrispondente lunghezza reale sulla superficie terrestre al denominatore.
Per esempio 1 : 25.000 significa che le distanze sono ridotte di 25.000 volte e quindi 1 cm sulla carta equivale a 25.000 cm (= 250 m) reali.
La scala si dice “piccola” se il denominatore è grande, quindi c'è stata una notevole riduzione; una carta geografica a “grande” scala ha il denominatore piccolo, cioè è stata ridotta poco e presenta molti particolari.
Precisiamo che la scala numerica indica la riduzione delle lunghezze, ma non delle aree. Infatti, la scala delle aree è uguale al quadrato della scala lineare.
- Nella scala grafica abbiamo un segmento lungo alcuni centimetri, diviso in parti uguali, sormontato da numeri. Il segmento rappresenta le distanze sulla carta e i numeri le distanze reali sulla Terra.
Una riduzione in scala 1 : 25.000 è così rappresentata:
… è simbolica
A meno che non si tratti di mappe satellitari, che mostrano il territorio così come è nella realtà, ogni carta geografica usa simboli cartografici convenzionali non in scala per indicare alcune entità.
Ci sono simboli comuni a diverse carte, come quelli per gli elementi naturali del paesaggio (monti, valli, pianure, coste, corsi d'acqua, ghiacciai, laghi, scarpate, ecc.) o manufatti umani (centri abitati, una serie di croci per i confini di stato, due linee parallele per indicare una strada, ferrovie, case, ecc.).
Altre carte impiegano simboli specifici.
In ogni caso, in calce è riportata la legenda con i simboli adoperati e il loro significato.
… è orientata
Le carte geografiche sono sempre orientate, altrimenti non sarebbe possibile capire secondo quale direzione leggerle.
In genere per convenzione, quando non è diversamente indicato (per esempio la carta meteorologica inglese), hanno sempre il Nord in alto, il Sud in basso, l'Est a destra e l'Ovest a sinistra di chi guarda la carta.
Nelle mappe è aggiunta una freccia che indica il nord.
… è approssimata
Le carte geografiche sono sempre approssimate perché non è possibile trasferire su un piano una superficie sferica (con buona pace dei terrapiattisti!), senza produrre una deformazione su alcuni aspetti, come le distanze, gli angoli o le aree.
Infatti, attraverso particolari procedimenti geometrici e grafici si devono trasformare i trapezi sferici formati dall'intersezione di meridiani e paralleli in trapezi piani o in rettangoli.
Il grado di approssimazione aumenta quanto più grande è l'estensione dell'area che si vuole rappresentare. Solo un globo tridimensionale ha una rappresentazione corretta dei territori ma, essendo a scala piccolissima, contiene pochi particolari.
Classificazione delle carte geografiche
Esiste una grande varietà di carte geografiche redatte in base al contenuto e alle finalità per cui sono costruite.
Classificazione in base alla scala di riduzione
In base alla scala, le carte possono essere suddivise nella seguente maniera.
- Mappamondi, a scala inferiore a 1 : 50.000.000, rappresentano l'intera superficie terrestre divisa in due emisferi. Da non confondere con il globo, che è una rappresentazione tridimensionale della Terra. Spesso i due termini sono usati impropriamente come sinonimi.
(Crediti: Strebe - Opera propria, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=72772906)
- Planisferi: a scala inferiore a 1 : 50.000.000, rappresentano l'intera superficie terrestre in una sola immagine.
(Crediti: Central Intelligence Agency - CIA World Factbook [1]Transferred from en.wikipedia, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45637)
- Carte geografiche: a piccola scala, compresa tra 1 : 1.000.000 e 1 : 50.000.000; sono, per esempio, le carte dei continenti.
(Crediti: Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2783991)
- Carte corografiche: a scala media, tra 1 : 1.000.000 e 1 : 150.000; in queste carte è rappresentato uno Stato piccolo o una singola regione.
- Carte topografiche: a scala medio-grande, tra 1 : 150.000 e 1 : 10.000; mostrano le caratteristiche di un territorio, sia naturali, sia i manufatti umani con un buon dettaglio; vi appartengono le carte dell'Istituto Geografico, Militare.
Carta topografica del Cervino. (Crediti: Ufficio federale di topografia - Original TIFF file: Swiss Map Raster 25Geographical portal: map.geo.admin.ch, Attribution-Swisstopo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=101923050)
- Mappe o piante: a grande scala, uguale o maggiore di 1 : 10.000; sono carte molto dettagliate di piccole aree; ne sono esempi le mappe catastali e le piante della città.
È possibile consultare la carta d'Italia a diversa scala su GeoMap.com e sul Geoportale Mase.
Esempi di carte geografiche (Crediti: Touring Club Italiano, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=125801298)
Classificazione in base alla deformazione
Per ridurre al massimo le deformazioni, i cartografi hanno proposto delle carte, deformandole solo in determinate direzioni.
Carte equidistanti
Le carte equidistanti sono proiezioni (vedi più avanti) che mantengono corretti i rapporti tra le distanze reali di uno o due punti (è impossibile costruire carte con tutte le distanze in scala) sulla Terra e quelle sulla carta, ma non rispettano le aree.
Esempi di carte equidistanti sono le carte stradali o quelle tematiche, con rapporto di scala 1 : 25.000.
Planisfero secondo la proiezione cilindrica equidistante. (Crediti: Di Strebe - Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16115228)
Carte equivalenti
Le carte equivalenti sono proiezioni cartografiche dove sono rispettati ovunque i rapporti tra le aree delle superfici reali e quelle raffigurate, ma non corrispondono le distanze.
Per questo motivo l'estensione dei territori è corretta, ma a scapito di un'importante deformazione della forma degli elementi cartografati.
La proiezione cilindrica equivalente di Gall-Peters, nota come “Carta di Peters”, proposta nel 1973 dal cartografo tedesco Arno Peters (1916 -2002), è una carta ottenuta suddividendo la Terra in 100 parti orizzontali e 100 verticali, mantenendo ortogonali i meridiani e i paralleli.
Questa carta conserva la proporzionalità dell'estensione dei territori, ma è imprecisa nel rappresentare le distanze verticali perché ne sono deformate le forme.
Il mondo secondo la proiezione equivalente di Peters. (Crediti: Strebe - Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16115242)
Peters ha proposto questa carta in polemica con quella di Mercatore, da lui considerata troppo eurocentrica.
Effettivamente, se si confrontano L'Europa e l'America latina nella cartina sottostante, queste appaiono di dimensioni simili, mentre in realtà l'America latina ha una superficie quasi doppia.
Ancora più evidente è la sproporzione tra la Groenlandia (circa 2 milioni di km²) che sembra essere più grande dell'Africa (30 milioni di km²).
Questa carta è sponsorizzata dall'UNESCO, dall'ONU, dall'UNICEF, dalla Caritas.
Carte isogone o conformi
Le carte isogone sono proiezioni cartografiche in cui sono rispettati gli angoli tra le direzioni (meridiani e paralleli) e quindi mantengono la forma dei territori - e per questo vengono anche chiamate conformi -, ma non l'area, che appare ingrandita o rimpicciolita rispetto la realtà.
Queste carte sono usate per la navigazione marittima e aerea.
Proiezione isogona di Mercatore della Terra tra 82° S e 82° N. (Crediti: Strebe - Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16115307)
Solo nel caso di piccole aree, per le quali la superficie sferica si discosta pochissimo da quella del piano tangente, potranno coesistere tutte le proprietà, anche se gli errori sono comunque presenti; si tratta delle carte afilattiche.
Classificazione in base ai contenuti
Le carte geografiche possono rappresentare contenuti differenti e sono suddivise in: carte generali e carte tematiche.
Carte generali
Le carte generali rappresentano esclusivamente aspetti fisici o politici di un territorio.
- Carte fisiche. Mediante colori e altri simboli, sono evidenziati i rilievi, le pianure, i fiumi, i mari ecc. senza indicare gli stati e le loro divisioni amministrative.
Carta fisica delle Alpi e del bacino idrografico del Po. (Crediti: Touring Club Italiano, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=124030373)
- Carte politiche. Sono rappresentati gli Stati e le loro divisioni amministrative, le vie di comunicazione, ecc.
(Creditii: Xander - Image:Europe ISO 3166-1.svg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3510447)
- Carte storiche. Rappresentano la situazione politica in un determinato momento del passato.
La terraferma veneta nel 1796. (Crediti: William Robert Shepherd - The Historical Atlas by William R. Shepherd, 1926, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=689543)
Carte tematiche
Le carte tematiche rappresentano un particolare aspetto del territorio.
Ne elenchiamo solo alcune.
- Carte geologiche. Mostrano i tipi di roccia, le strutture tettoniche, la presenza di fossili e minerali.
- Carte meteorologiche. In esse sono rappresentate le isobare, le aree cicloniche e anticicloniche, le perturbazioni.
- Carte dei rischi sismici, franosi, incendi ecc.
- Carte nautiche, in cui sono rappresentato i mari, le isole, conformazione delle coste.
- Carte turistiche, dove ci sono indicazioni di monumenti e altre località di interesse.
- Carte stradali. Mostrano le strade, le autostrade, le ferrovie e le diverse vie principali.
Popolazione dei comuni del Veneto nel 2019. (Crediti: Lanoyta - Opera propria, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=87877936)
- Le carte geologiche
Dai gli scopi del G.M.P.E., le carte geologiche meritano un approfondimento.
In una carta geologica sono rappresentati i vari tipi di rocce affioranti sulla superficie terrestre, indicate con colori convenzionali, e a volte anche l'età.
Sono inoltre rappresentate le strutture tettoniche, la giacitura degli strati, la presenza di minerali e fossili e in genere tutte le caratteristiche geologiche più importanti.
Facciamo riferimento alla Carta Geologica dei Colli Euganei, proposta qui.
(Crediti: Memorie di Scienze Geologiche, vol. 34, fasc. 25 (1981). Creative Commons CC BY-NC-SA 4.0)
Le carte possono essere corredate da uno o più profili geologici, cioè una sezione dove sono rappresentati, fino a una certa profondità, i tipi di rocce e la loro giacitura.
(Crediti: Paolopaolo714 - CC BY-SA 4.0)
Esaminiamo ora il rilievo.
Fino alla fine del ‘700 le montagne erano rappresentate in senso figurato attraverso un simbolo denominato mucchio di talpa, per la somiglianza con le tane di questi animali.
Carta dei Colli Euganei. Dominici Vandellii, Tractatus de thermis agri Patavini, Padova 1761. Collezione University of Illinois Urbana-Champaign
In alcuni casi si usava il tratto forte, linee nere piuttosto spesse, che simulavano l'andamento dei rilievi principali.
Un altro modo è il sistema a spina di pesce, o a bruco, in cui il rilevo è rappresentato da una doppia serie di piccoli tratti paralleli tra loro e ortogonali all'asse della catena montuosa, che è lasciata bianca.
Foglio n° 3 de La Gran Carta del Padovano: i Colli Euganei settentrionali. Padova, (Filippo Angeli), 1780. (Crediti: https://phaidra.cab.unipd.it/o:268284 - Creative Commons CC BY-NC-SA 4.0)
All'inizio dell'800 furono introdotte la tecnica dello sfumo, e quella del tratteggio, nelle quali i versanti sono definiti da ombreggiature o tratteggi più o meno scuri, ipotizzando che il Sole sia a nord-ovest, inclinato di 45°, e disegnando le ombre sui versanti in ombra, dove lo sfumo diventa più scuro o il tratteggio più fitto.
Questo tipo di rappresentazione non dà in formazioni quantitative sulle pendenze.Nella seconda metà dell'800 viene introdotta la tecnica delle tinte altimetriche, cioè sfumature di colore: in questo caso l'effetto del rilievo viene dato utilizzando varie gradazioni di colore, uno per ciascuna fascia di altitudine.
È possibile vedere un esempio anche qui.
Una tecnica molto precisa per rappresentare il rilievo è quella delle isoipse e isobate (per le profondità marine).
Le isoipse sono delle linee che uniscono i punti di uguale quota topografica. Poiché le isoipse hanno una ben precisa equidistanza altimetrica (differenza tra isoipse adiacenti), cioè il dislivello fra un'isoipsa e la successiva è costante, più le isoipse sono ravvicinate, maggiore è la pendenza del versante preso in considerazione. Inoltre, se le isoipse più interne hanno valori maggiori di quelle più esterne, abbiamo un rilievo, mentre nelle valli o altre depressioni, le isoipse più interne hanno valori minori.
Nelle carte geologiche sono presenti i punti quotati, punti di particolare importanza, corredati da un numero che esprime la quota ortometrica o geoidica, che si riferisce al livello medio del mare misurato in condizioni specifiche.
Servendosi delle isoipse è possibile ricavare il profilo altimetrico del terreno, cioè l'andamento del dislivello.
Per prima cosa si traccia il segmento su cui si vuole ricavare il profilo. Si appoggia il bordo di un foglio di carta millimetrata sul segmento.
Per ogni punto in cui il segmento interseca un'isoipsa, si traccia una retta verticale. Queste rette costituiscono le ascisse di un sistema cartesiano e complessivamente corrispondono alla distanza tra gli estremi del segmento.
In ordinata si mette la quota. Nella figura i valori scelti corrispondono alla distanza tra le isoipse, ma si può scegliere una scala diversa per evidenziare meglio il profilo.
Per ogni ascissa (isoipsa) si segna il punto alla quota corrispondente.
Unendo tutti i punti si ottiene il profilo altimetrico.
In modo assai preciso è possibile ottenere il profilo anche con Google Earth o con diversi altri programmi.Nella carta dei Colli Euganei della prima figura abbiamo tralasciato alcuni simboli; questi indicano la giacitura degli strati, cioè la disposizione nello spazio degli strati di un affioramento.
I simboli usati sono:
strati orizzontali 
strati inclinati 
strati subverticali 
strati rovesci Gli strati sedimentari, rispetto alle rocce magmatiche, permettono facilmente di riconoscere 3 parametri: la direzione, l'inclinazione e l'immersione.
- La direzione è la linea di intersezione della superficie di stratificazione con un piano orizzontale e si esprime con l'angolo che l'intersezione forma con la direzione del nord, misurato in senso orario.
- L'inclinazione è l'angolo diedro, misurato su un piano verticale, che la superficie di stratificazione forma col piano orizzontale.
- L'immersione è la linea di massima pendenza, perpendicolare alla direzione, che indica verso quale punto dell'orizzonte la superficie è inclinata. L'immersione è definita da un angolo orizzontale, misurato dal nord in senso orario. Conoscendo l'immersione, si conosce automaticamente la direzione, essendo a essa perpendicolare, ma non vale il contrario.
Sulla carta, quindi, quando troviamo questo simbolo:
significa che lo strato ha la direzione indicata dal segmento; la freccia ci dice il senso verso cui si verifica la massima inclinazione (immersione); il numero esprime in gradi l'inclinazione lungo l'immersione.
