Hea kaart annab selle kasutajale informatsiooni edasi, ilma et ta peaks väga palju vaeva nägema. Arvatakse, et Anaximandros koostas oma kaardi (joonis 2) muu hulgas seepärast, et veenda Joonia linnriike moodustama meedlaste rünnaku vastu ühtset liitu. Seepärast oli Vahemere ranniku osa detailsem kui kaugemad Euroopa, Aafrika ja Aasia mandrid.

Nagu eelmises peatükis lugesid, on kaardid aja jooksul üha täpsemaks muutunud. Nüüdseks ümbritseb Maad üle tuhande satelliidi, mida kasutatakse loodusgeograafia edendamiseks. Neist umbes 500 (arv võib ajas muutuda) on optilised satelliidid ehk sellised, mis koguvad pilte maakerast nähtava valguse abil. Radarsatelliidid saadavad välja raadiolaineid, mis maapinnalt ja objektidelt tagasi peegeldades annavad teavet maapinna kõrguse ja reljeefi kohta. Raadiolained suudavad läbida ka pilvi ning ei sõltu päikesevalgusest. Olgugi et radarsatelliitide tehtud pildid on vähem detailsemad, saab nende abil siiski mõõta kõrguseid millimeetri täpsusega. Sensorsatelliidid koguvad andmeid Maa atmosfääri, ookeanide ja maapinna omaduste kohta (temperatuur, niiskus, taimestik jne), kasutades erinevaid sensoreid, näiteks infrapuna- ja mikrolaineid. Kasutades erinevaid sensoreid ja kombineerides nende tulemused, valmib Maast täpsem ja objektiivsem ülevaade (joonis 11).

Üldgeograafiline kaart on mitmekülgne tööriist, mis annab ülevaate nii looduslikust kui ka inimtekkelisest keskkonnast. See põhineb satelliidipiltidelt kogutud andmetel, kuid võib sisaldada ka muudest allikatest pärit informatsiooni. Üldgeograafilisel kaardil on kujutatud mitmesuguseid elemente, nagu linnu, teid, riigipiire, jõgesid, järvesid, pinnavorme jms. Üldgeograafilisest kaardist eristuvad teemakaardid, mis keskenduvad konkreetsele teemale või nähtusele. Näiteks poliitiline kaart näitab riigipiire, pealinnu ja sageli ka teisi suuremaid linnu (joonis 12). Majanduskaart võib kujutada tööstuspiirkondi, põllumajanduslikke alasid või kaubandusvoogusid. Kliimakaart näitab erinevaid kliimavöötmeid. Teemakaardid on kasulikud spetsiifilise teabe leidmiseks ja analüüsimiseks.

Hea kaardi osad

Tänapäeval kasutatakse üldgeograafiliste kaartide kujundamisel põhimõtteliselt kogu maailmas
samasugust vormistust:

• kaardil on kergesti mõistetav peal- või allkiri;
• põhjasuund asub kaardi ülaosas ja lõunasuund alaosas ja/või näitab kompass põhjasuunda (kui põhi pole ülaosas, siis peab kaardil olema põhjasuund määratud);
• kaardil on kirjas mõõtkava;
• leppemärgid ja -värvid on selgesti eristatavad ning selgitatud legendis;
• suurema maa-alaga kaartidele märgitakse meridiaanid ja paralleelid.

Et ühtmoodi aru saada, mida on kaardil kujutatud, peab sellel olema konkreetne, kergesti mõistetav pealkiri. Tavaliselt on pealkirjaks regiooni nimetus, mida on kujutatud, ning kaardi teema, näiteks „Eesti füüsiline kaart“ või „Euroopa poliitiline kaart“.

Pärast kompassi levimist Hiinast väljapoole hakati kaartidel üle maailma kujutama põhjasuunda kaardi ülaosas, sest kompassi nõel osutas samasse suunda. Kuna peamised kompassi ja kaardi kasutajad olid maadeavastajad ja meresõitjad, oli lihtsam, kui nii kaart kui ka kompass näitasid ühes suunas põhja poole, ka Araabia maades, kus varem oli kujutatud ülaosas lõunasuunda (joonis 6). Siiski on tänapäevalgi kasutusel ka kaarte, kus põhi ei ole suunatud ülespoole, vaid näiteks paremale. Sellisel juhul peab kaardile lisama viite, millega näidatakse, kuhu jääb kaardil põhjasuund (joonis 13).

Kuna kaart on mingi maa-ala vähendatud kujutis, on vaja näidata mõõtkavaga, mitu korda seda maa-ala vähendatud on. Arvmõõtkava on esitatud suhtena, mille saab kirja panna hariliku murruna, kus lugeja on alati 1 ja nimetaja vastab vahemaale looduses. Näiteks \(\large\frac{1}{10000}\) tähendab, et 1 cm kaardil on looduses 10 000 cm. Levinum arvmõõtkava esitusviis on suhte väljendamine jagatisena, näiteks 1 : 10 000, kus 10 000 cm on vähendatud kaardil 1 cm pikkuseks. Mida suurem on murru jagatis, seda suurem on mõõtkava, näiteks \(\large\frac{1}{100}\) ehk 1 : 100 on suurem kui \(\large\frac{1}{1000}\) ehk 1 : 1000. Kui aga arvud, mis tegelikkusele vastavad, lähevad liiga suureks (nt sadadesse tuhandetesse või miljonitesse), võib kaardi kasutajal olla tegelikku vahemaad keeruline ette kujutada või tal võib tekkida raskusi sentimeetrite teisendamisega kilomeetriteks. Selliste segaduste vältimiseks lisatakse mõnikord ka võrdlusmõõtkava, milles teisendatakse vahemaa lihtsustamise eesmärgil juba meetriteks või kilomeetriteks. Näiteks arvmõõtkava 1 : 3 000 000 juurde, mille 1 sentimeetrile vastab looduses 3 miljonit sentimeetrit, lisatakse mõõtühikutega võrdlus: 1 cm – 30 km. Tüüpiliselt lisatakse arv- ja/või võrdlusmõõtkavale juurde ka joonmõõtkava, mis näitab mingi joone pikkuse vastavust pikkusele tegelikkuses (joonis 14). Näiteks kui joonmõõtkaval on märgitud ühe joone pikkuseks 100 km, siis valides joonega sama pika vahemaa kaardil, vastab see looduses 100 kilomeetrile.

Joonmõõtkavad on kasulikud juhul, kui algset kaarti on suurendatud või vähendatud, ilma et arvmõõtkava oleks kohandatud, näiteks on A5-formaadis kaart pandud A4-formaati. Joonmõõtkavasid mõõdetakse väiksematel kaartidel enamasti sirkliga: haarade vahele võetakse mõõtkavalt joone pikkus ning tõstetakse kaardile vahemaa mõõtmiseks. Niimoodi navigeerisid ka maadeavastajad ja meresõitjad.

Tänapäeval kasutatakse peamiselt digitaalseid kaarte, mis võimaldavad piirkondi sisse-välja suumida, et vaadata neid erinevatel mõõtkavadel, üksikasjalikest linnaplaanidest kuni kogu planeedini välja. Digitaalsed kaardid koosnevad erinevatest kihtidest, mida saab vastavalt vajadusele sisse ja välja lülitada. Kaardikiht on nagu läbipaistev paberileht, millele on kantud teatud informatsioon, näiteks ühel kihil on kujutatud teedevõrku, teisel hooneid, kolmandal rahvastiku paiknemist jne. Digitaalsed kaardid on andnud palju uusi võimalusi ruumi uurimiseks ja analüüsimiseks. Igapäevaelus kasutatakse neid navigatsiooniks ja reiside planeerimiseks, teadlased ja spetsialistid koostavad nende põhjal ruumianalüüse, mida kasutatakse linnaplaneerimisel, keskkonnakaitses ja loodusõnnetuste ohjamisel. See aga tähendab, et kaardid peavad olema iga mõõtkava jaoks vastavalt kohandatud, et tagada andmete täpsus. Suumitavatel kaartidel tuleb andmeid esitada erinevatel detailsustasemetel, mis nõuab hoolikat kaardistamist ja andmete üldistamist. Internetikaartide kasutamisel tuleb arvestada ka ajakohasusega: igat kihti ei pruugita väga regulaarselt täiendada, mistõttu ühel mõõtkaval võib detailsus olla ajakohane, teisel aga mitte.

Kuna kaardil ei ole võimalik kujutada kõiki maapinna detaile, siis kaarte generaliseeritakse ehk üldistatakse, et vähendada detailide hulka ja esitada ainult põhilisemaid objekte või nähtusi. Üldistamise aste sõltub kaardi mõõtkavast: mida väiksem on mõõtkava (st mida suuremat ala kaart kujutab), seda rohkem tuleb detaile üldistada.

Selleks et anda kaardi kaudu edasi informatsiooni, on vaja andmeid lihtsustada sümboliteks või värvideks – nende tähenduse ja kujutamise seosed lepitakse kokku. Leppemärgid ja -värvid peavad olema piisavalt lihtsad, et need ei koormaks kaarti üleliigse informatsiooniga, kuid piisavalt täpsed, et oleks siiski üksteisest eristatavad. Samuti ei tohiks ühel kaardil olla liiga palju erinevaid leppemärke või -värve. Selgitusi märkide ja/või värvide tähendustele annab kaardi legend. Näiteks poliitilistel kaartidel võib ühe värviga olla värvitud mitu riiki, kui need on üksteisest piisavalt kaugel (joonis 12). Üldgeograafilistel kaartidel on tavaliselt rohelise ja pruuniga märgitud maismaa kõrgused merepinnast, sinisega veekogude sügavused ning juurde märgitud ka olulisimad linnad, teed, raudteed jm inimtekkelised objektid.

Suuremat maa-ala kujutavatele kaartidele on tihti otstarbekas lisada ka geograafilist pikkust ja laiust märkivad jooned ehk meridiaanid ja paralleelid, et aidata lugejal luua ruumilist taju. Mõni loodusnähtus võib olla seotud teatud laiuskraadidega, näiteks kõrbed tekivad enamasti 30. laiuskraadidel. Need jooned aitavad paremini mõista ka seda, millist osa planeedist või millise nurga alt on planeeti kaardil kujutatud (joonis 15).

Heal kaardil on kõik eelnimetatud osad selgelt esile toodud. Kui kaart ei anna piisavalt konteksti edasi, pole sellel kirjeldavat väärtust ning on seega halb kaart. Joonisel 16 on näha kaarti, millel pole kõiki vajalikke osi, seega pole tõenäoliselt võimalik aru saada, mis informatsiooni on üritatud selle kaardiga edasi anda.

Kaardiprojektsioonid

Kaardid aitavad meil mõista maailma, kuid nende tõlgendamisel tuleb arvestada, et ükski kaart ei ole täiuslik. Maa ei ole täiuslik kera, vaid pigem ebakorrapärase kujuga keha, mida nimetatakse geoidiks. See on kõige täpsem viis Maa kuju kirjeldamiseks, kuid geoid on matemaatiliselt keeruline ja selle kasutamine kaartide koostamisel ebapraktiline. Seetõttu kasutatakse geoidi asemel selle lihtsustatud mudelit pöördellipsoidi, mis põhineb sellisel ellipsil, mille kahel teljel (x- ja y-telg) on sama pikkus ning mis pöörleb ümber kolmanda telje (z-telg). Seetõttu on Maa läbimõõt x ja y (joonis 17).

Kolmemõõtmeliste kujundite kujutamine kahemõõtmelisel pinnal nõuab paratamatult moonutusi, ka Maa kujutamisel kaardi peal. Kaardiprojektsioon on matemaatiline meetod, mille abil kantakse maakera pind üle kaardile, säilitades teatud omadusi, näiteks konkreetse piirkonna pindala, kuju, suund jne, teades, et absoluutselt kõiki omadusi ei ole võimalik samasuguseks jätta. Sobiv projektsioon valitakse kaardi otstarbe põhjal. Levinumad kaardiprojektsioonid on (joonis 18):

• silindrilised – maakera projitseeritakse silindrilisele pinnale. Kasutatakse tihti maailmakaartidel. Moonutavad alasid pooluste lähedal.
• koonilised – maakera projitseeritakse koonuselisele pinnale. Kasutatakse teatud laiuskraadidel paiknevate piirkondade kujutamiseks (näiteks Eesti põhikaardi jaoks), kuid moonutavad teisi kaugemaid alasid.
• tasapinnalised – maakera projitseeritakse tasapinnale. Kasutatakse enamasti pooluste kujutamiseks, pea kõik eemalolevad alad moonutatud.

Nende põhjal on arendatud välja ka spetsiifilisemad projektsioonid, näiteks Mercatori projektsioon (joonis 19), mis säilitab küll korrektsed ilmakaarte suunad, kuid moonutab pindala ja muudab seda suuremaks, mida kaugemale ekvaatorist liikuda: näiteks Gröönimaa näib sama suur kui Aafrika, kuid tegelikult on Aafrika pindalalt palju suurem. Seevastu Robinsoni projektsioon (joonis 20) püüab leida tasakaalu pindala, kuju ja kauguse moonutuste vahel, et kaart näeks esteetiliselt ilus välja, kuigi pea kogu kaart on moonutatud. Tüüpilised mõõtmisvead võivadki tulla projektsioonide moonutustest, mis viivad kaardi lugejat ekslike järeldusteni.

Koordinaatsüsteemid

Koordinaatsüsteeme kasutatakse Maa pinnal asuvate punktide asukoha täpseks määramiseks. Juba 2. sajandil kasutas Ptolemaios oma kaardil pikkus- ja laiusparalleele, näitamaks erinevate asukohtade kaugust üksteisest (joonis 5), kuid tema arvutused ei olnud väga täpsed. Tänapäeval näitavad koordinaadid kaugust ekvaatorist ja nullmeridiaanist. Kuna maakera on ümar, siis mõõdetakse kaugust kraadides (°), minutites (‘) ja sekundites (“). 1 kraad koosneb 60 minutist ning 1 minut omakorda 60 sekundist.

Laiuskraad näitab, kui kaugele põhja või lõunasse punkt ekvaatorist jääb. Poolus on ekvaatori suhtes täisnurga all, seega laiuskraad saab olla maksimaalselt 90°. Kuna ekvaator jagab Maa põhja- ja lõunapoolkeraks, siis lisatakse laiuskraadile juurde vastav tähis N (pl) (north ehk põhi) või S (ll) (south ehk lõuna), mis näitab, kummal poolkeral punkt asub. Näiteks Eesti ning suur osa Euraasiast asub laiuskraadide 30°N ja 60°N vahel, samas laiuskraadide 30°S ja 60°S vahel on Lõuna-Jäämeri ning osa Aafrikast ja Lõuna-Ameerikast. (Joonis 21)

Pikkuskraad näitab, kui kaugele itta või läände jääb punkt nullmeridiaanist. Meenutame, et nullmeridiaan on see kokkuleppeline meridiaan, mis läbib Greenwichi observatooriumi Inglismaal, kuid mis erinevalt ekvaatorist ei tee joonena tervele maakerale ringi peale. Meridiaanid ulatuvad pooluselt pooluseni ja kulgevad nullmeridiaanist kummalegi poole, seega pikkuskraad saab olla maksimaalselt 180°. Nullmeridiaan jaotab Maa ida- ja läänepoolkeraks ning pikkuskraadidele lisatakse vastav tähis E (ip) (east ehk ida) või W (lp) (west ehk lääs ). Näiteks asub Eesti (ning ka suur osa Euraasiast ja Aafrikast) pikkuskraadide 15°E ja 30°E vahel, samas 15°W ja 30°W vahel on jupid Islandist, Gröönimaast ja suur osa Atlandi ookeanist. (Joonis 22)

Koordinaatsüsteeme on erinevaid, kuid enim kasutatakse geograafilisi koordinaate. Iga punkt Maal on ühe konkreetse laius- ja pikkuskraadi ristumiskohal. Näiteks Austraalias asub üks väike asula Wee Waa, mille keskuse geograafiline koordinaat on 30°13’31″S 149°26’34″E. See tähendab, et see asub ekvaatorist ümardatult 30 kraadi lõunapoolkeral ning nullmeridiaanist ümardatult 149,5 kraadi idapoolkeral. Nende paralleelide ristumiskoht ongi Wee Waa geograafiline koordinaat. (Joonis 23).

Teine, pigem riiklikul tasandil kasutatav koordinaatsüsteem on ristkoordinaadid. See põhineb matemaatikast tuttaval koordinaatteljestikul, kus x-telje kaudu näidatakse koha laiuskraadi ning y-telje kaudu pikkuskraadi. Selle koordinaatsüsteemi põhiühik on meeter.

Eestis kasutatakse ristkoordinaatide süsteemi L-EST97, milles y-teljeks on määratud 24°E pikkuskraad ning x-teljeks 57°31’03.19415″N laiuskraad. L-EST97 on Lamberti konformse koonilise projektsiooni põhjal (joonis 24) tehtud LAMBERT-EST-i kaardiprojektsiooni kõige uuem versioon. Vastupidiselt matemaatikas õpitule, on kartograafias X- ja Y-teljed vahetuses – X-koordinaat muutub suuremaks kui liikuda x-teljest üles ehk põhja suunas ning Y-koordinaat suuremaks kui liikuda y-teljest paremale ehk ida suunas. L-EST97 teljestiku lähtepunkti ristkoordinaadid X = 6 375 000 m ning Y = 500 000 m. (Joonis 25)

Täpsemaks koordinaatide leidmiseks ning arvutamiseks on jagatud Eesti põhikaart (mõõtkavaga 1 : 200 000) väiksemateks 10 × 10 km suurusteks ruutudeks mõõtkavaga 1 : 20 000, igaühel oma neljakohaline kaardinumber lihtsamaks süstematiseerimiseks (joonised 26 ja 27). Trükikaarte saab tellida Maa-ametilt, aga need on ka digitaalselt olemas Maa-ameti geoportaalis. Lihtsamaks mõistmiseks on kõige lõunapoolsemate ruutude lõunapoolsete külgede väärtuseks määratud X = 6 370 000 m (mitte x-telje enda väärtus 6 375 000), et iga järgmine ruut algaks täiskümnetuhandelisega. Trükitud kaartidel on lühendatud vormil märgitud L-EST-i ristkoordinaatide süsteemi võrgustik kilomeetriste vahedega. Kaardilehe ääres on lisaks L-EST‑i koordinaatsüsteemi joonte sammudele ka geograafiliste koordinaatide, universaalse õigenurkse projektsiooni (UTM) koordinaatide ja NSVL-i 1942. aasta süsteemi koordinaatide sammud (joonis 28).

Ajalooliselt on kahe punkti vahelise kauguse mõõtmiseks kaardil kasutatud peamiselt joonlauda, kuid see võib olla ebatäpne ja viia otsustavate vigadeni, eriti suuremate vahemaade puhul. Joonlauaga mõõtmine sõltub suuresti inimese enda täpsusest, mis võib olla mõjutatud näiteks tööpinna ebastabiilsusest, vale nurga alt vaatamisest jms. Täpsemini saab kaardil kahe punkti vahelist kaugust mõõta koordinaatteljestikku ja Pythagorase teoreemi kasutades (joonis 29).

Kordamisküsimused

Arutelu