Kartans styrkor och svagheter ur ett naturvetenskapligt och tekniskt perspektiv

Att skapa en modell av verkligheten innebär alltid att en mängd anpassningar måste göras. Oavsett hur detaljerad kartan är eller hur stor skala som används så kan kartan aldrig exakt efterlikna verkligheten. Förutom de mer avsiktliga anpassningarna av kartinnehållet utifrån kartans syfte så finns det tekniska aspekter som påverkar kartans utseende. Redan vid infångandet av geografiska och geodetiska data kan det uppstå förvrängningar av verkligheten. Även om dagens metoder för längd- och höjdmätning är avancerade så är de aldrig helt exakta, enligt Sveriges Nationalatlas är felet endast ett fåtal centimeter för sträckor på 50 km. En noggrannhet som räcker gott och väl för de allra flesta kartor. Men det är ändå viktigt att notera att även mycket precisa geografiska data aldrig är en exakt spegling av verkligheten och det är också viktigt att förstå att dessa fel sedan följer med genom kartframställningsprocessen hela vägen fram till den färdiga kartan. Det är också så att geografiska data inte är oföränderliga, kontinenterna rör sig både i sid- och höjdled. Dessa förändringar kan tyckas små och försumbara men om man tittar på området Höga Kusten så är landhöjningen där ca 8 mm per år. På 70 år innebär det 56 cm, det vill säga under en livstid så hinner man se klara förändringar av landskapet i form av till exempel ändrade strandlinjer. Men geografiska data som oftast förändas betydligt snabbare är de som är ett resultat av mänsklig aktivitet, till exempel infrastruktur, byggnader och kraftledningar. Detta innebär att det är viktigt att hålla sina geografiska data uppdaterade, något som ofta dock är mycket dyrt.

Idag används ofta data från flygplan eller satelliter som underlag vid kartframställning, det kan röra sig om fotografier men också data från olika typer av sensorer. Men kan dock inte heller här tala om en exakt avbild av verkligheten. Alla kameror som används har en maximal upplösning, det vill säga det finns en gräns för hur små objekt de kan registrera. Och i hela den process från att sensorn registrerat något till dess att bilden producerats sker en mängd behandlingar och tolkningar av datat. Eller som Denis Wood skriver:

”The light reflected from the earth is broken up, it is transformed into an electric signal, it is recorded, it is played back, it is transmitted, it is received, it is recorded again, it is calibrated, annotated and recorded yet a third time, or it is calibrated, annotated and used to drive an electron beam recorder to produce…a picture.”

Den kedja av steg som Wood beskriver ovan kan variera lite beroende på vilken typ av utrustnings som använts men principen kvarstår, den signal som sensorn fångar upp (fotosensor eller annan typ av sensor) processas i ett stort antal steg. Och de datorprogram som används för att genomföra alla dessa olika steg tolkar signalen/datat. Till exempel finns det någonstans i processen en sensor och/eller ett program som omvandlar den färginformation som finns i det mottagna ljuset till digitalt data. Här sker alltså en tolkning genom att ljus av en viss våglängd tilldelas ett viss digitalt värde. Den digitala representationen av färgen är måhända bra men den är aldrig exakt.

När vi ska omsätta våra geografiska data till en plan karta så innebär det alltid någon form av förvrängning av verkligheten, det är en omöjlighet att på ett korrekt sätt avbilda en sfär på en plan yta. Vill vi avbilda jorden utan förvrängning så måste vi göra detta på ellipsoidformad jordglob. När vi avbildar jorden på en plan yta gör vi detta genom att använda en projektion. Det finns en mängd olika projektioner och vilken vi väljer att använda beror på kartans användningsområde och syfte. En projektion kan vara ytriktig, vinkelriktig (konform) eller längdriktig, dock aldrig yt- och vinkelriktig samtidigt och längdriktig kan den endast vara i vissa riktningar. (För förklaring till dessa begrepp se svaret på tentamensfrågan 1a.) Så vid val av projektion kan endast vissa av verklighetens geometriska egenskaper behållas vilket kan ses som en teknisk begränsning. Kartan visar alltid en geometriskt förvrängd bild av verkligheten, det klassiska exemplet på detta är Mercators projektion där Grönland och Afrika ser ungefär lika stora ut trots att Afrika i verkligheten är nästan 14 ggr större!

Det finns även en teknisk begränsning i hur vi kan presentera våra geografiska data. Tryckta kartor har en maximal möjlig upplösning, det vill säga föremål mindre än en viss storlek går inte att representera skalenligt på en tryckt karta. Och vill man ändå ha med dessa objekt på kartan så tvingas man att skapa dem i en skala som avviker från kartans. Detta är mycket vanligt när det gäller vägar och järnvägar, om man till exempel mäter bredden på de järnvägslinjer som ofta finns markerade på världskartor och omvandlar måttet enligt kartans skala så får man en orimligt hög siffra. Detsamma gäller ofta även för vattendrag, kanaler och andra objekt som egentligen är för små för att synas på kartan men som man ändå anser är av sådan vikt att man vill ha med dessa, trots att det innebär en förvrängning i förhållande till skalan. Det finns även andra problem relaterade till tryckprocessen, till exempel problemet som kan uppstå när man ska skriva ut kartor som innehåller olika gråskalor och rastreringar. Den tryckteknik som vanligtvis används bygger upp bilder och text utifrån små punkter, så kallade rasterpunkter. Det är alltså viktigt att tryckpressen är bra kalibrerad annars kan man få oönskade effekter, eller som Monmonier skriver: ”…risks medium gray that turn out black and choropleth maps on wich low becomes high an high becoms low”.

Liknande problematik finns även när det gäller kartor som presenteras på en skärm, här är det dock skärmens upplösning och förmåga att återge färger korrekt som sätter begränsningen.

Och som tidigare nämnts så går det inte att skapa en komplett representation av verkligheten på kartan utan man måste generalisera och göra ett urval. Vilket urval man gör beror givetvis på syftet med kartan men generellt gäller att man vill att kartan ska vara tydlig. Och eftersom det endast får plats en begränsad mängd objekt på en karta så är det viktigt att välja ”rätt” objekt att presentera samt att symbolisera dessa på ett tydligt sätt. Och för att skapa en tydlig karta så tvingas man ibland att representera objekt på ett icke skalenligt sätt och/eller placera ett objekt på en plats som avviker från verkligheten. Söderman nämner undanhållning som ett exempel på detta. Vid undanhållning flyttar man ett objekt på grund av att objekten symboler är förstorade i förhållande till kartans skala vilket leder till att objekt överlappar. Det kan till exempel vara ett hus som flyttas på grund av att det annars skulle överlappa den intilliggande vägen. Och att de överlappar beror alltså på att vägens och/eller husets symbol på kartan är större än i verkligheten. Monmonier tar upp en mängd olika varianter på hur man generaliserar den geografiska informationen för att skapa en tydligare karta. Några exempel på dessa är förenkling (simplification), utjämning (smoothing), hopslagning/aggregering (aggregation) och punktkonvertering (point conversion). Jag tänkte förklara dessa genom att exemplifiera. En förenklig kan vara att minska antalet noder i en polygon eller i en länk och på så sätt få en mindre ”taggig” form. Utjämning kan bestå i att man avrundar en linjes eller en polygons hörn och på så sätt får en mjukare form. Vid aggregering slår man ihop flera punkter eller polygoner. Och slutligen, vid punktkonvertering konverterar man polygoner till punkter. Detta är som sagt bara några exempel på metoder man använder för att generalisera verkligheten och på så sätt skapa tydliga kartor.

Det mesta av vad jag skrivit ovan om de tekniska aspekterna på en karta upplevs nog som svagheter. Men tekniken har givetvis i högsta grad även bidragit till kartans styrkor. Till exempel har ju den tekniska utvecklingen inneburit att vi fått helt andra möjligheter att kartera vår värld. Vi kan nu mäta enorma sträckor med extrem exakthet och vi kan analysera jordens geografi från satelliter. När man läser i litteraturen om kartans historia så inser man att en stark drivkraft för utvecklingen är de tekniska och naturvetenskapliga upptäckterna. Och kartans utveckling är starkt kopplad till framsteg inom olika vetenskapliga grenar som till exempel astronomi och matematik. Astronomin har gett oss olika sätt att navigera och matematiken olika matematiska modeller så som trianguleringen. Och vår strävan att utforska rymden har gett oss satelliter som möjliggör positionering överallt på jorden samt möjlighet att övervaka vår miljö. Med GIS (geografiska informationssystem) förenklas skapande av kartor avsevärt och i och med Internet och de karttjänster som finns där har tillgången på kartor ökat dramatiskt. Sedan är det givetvis så att det finns nackdelar även med GIS och Internetbaserade karttjänster. En nackdel med GIS är till exempel att du utan några egentliga kunskaper i kartografi kan skapa kartor som ytligt sett ser mycket övertygande och trovärdiga ut trots att de kanske innehåller felaktigheter. Och en nackdel med Internetbaserade karttjänster är till exempel att de ofta tenderar till att få en monopolistisk ställning, det är nog inte många som skulle kunna namnge någon annan karttjänst än Googles. Men det går inte att komma ifrån att den tekniska och naturvetenskapliga utvecklingen har gett oss bättre kartor!........