De lange weg naar moderne cartografie

Eeuwenlang heeft cartografie geholpen onze veranderende wereld in kaart te brengen.

Naarmate de technologie evolueert, evolueren ook onze cartografische mogelijkheden. We kunnen onze stad, ons land, onze planeet en tot op zekere hoogte zelfs ons universum in kaart brengen.

Geografische informatiesystemen (GIS), het ultieme hoogtepunt van cartografie en moderne technologie, stellen ons in staat onze wereld als nooit tevoren in kaart te brengen: van het renderen van 3D-basiskaarten van oceanen tot het vinden van de dichtstbijzijnde stomerij.

De technologie zelf is ontegenzeggelijk indrukwekkend en cartografie vormt de basis ervan.

Dit bericht behandelt:

I. Definitie van cartografie

II. Een korte geschiedenis van cartografie

III. Moderne hulpmiddelen voor cartografie

IV. Praktische toepassingen van moderne cartografie

Wat is cartografie?

Cartografie is de methode waarmee kaarten worden bestudeerd, gemaakt en ontworpen. Cartografie is een samenvloeiing van praktijk, wetenschap en kunst en geeft richting aan de principes en praktische normen achter kaarten en het maken van kaarten.

Met overlappingen tussen geografie, aardwetenschappen, topologie en zelfs politiek, is cartografie een zeer intersectionele discipline. Desondanks heeft het één centraal idee: locatie.

Kartografie helpt ons onze plaats in de wereld te begrijpen, positieverhoudingen te analyseren en na te denken over het effect van geografie op ons dagelijks leven.

Het is belangrijk op te merken dat cartografie te maken heeft met representaties van de wereld: representaties die gevormd zijn door het doel van de kaart en de bedoelingen van de maker van de kaart.

Kaarten weerspiegelen een perspectief, dat niet noodzakelijkerwijs overeenkomt met de werkelijkheid.

Door de geschiedenis heen zijn kaarten gebruikt om actuele gebeurtenissen weer te geven, politiek en handel te manipuleren, en zelfs om religieuze overtuigingen te illustreren.

Met het verstrijken van elk jaar wordt de cartografie steeds verder ontwikkeld, en doet nu haar intrede in de moderne tijd in de vorm van geavanceerde geospatiale technologieën.

Hieronder duiken we in de beginjaren van de cartografie en onderzoeken we de ontwikkeling door de eeuwen heen.

Een korte geschiedenis van cartografie

Het maken van kaarten gaat eeuwen terug, zelfs millennia. De oudste kaarten zijn muurschilderingen in grotten en stenen tafelen, en het duurde honderden jaren om een navigeerbare (hoewel nog steeds vervormde) projectie van de wereld te produceren.

Of het formaat ook, de geschiedenis van de kaarten van onze wereld is uiterst fascinerend.

Oeroude kaarten

De oudst bekende kaart ter wereld dateert uit het 7e millennium voor Christus.

Deze oude kaart, waarvan men denkt dat hij de details en de ligging van de Anatolische stad Çatalhöyük afbeeldt, werd gevonden op een grotwand. De kaart toont een vulkaan en 80 gebouwen, is 2 meter breed en wordt door sommigen gezien als een stadsplattegrond.

Er moet worden opgemerkt dat er verschillende interpretaties van deze tekeningen zijn. Sommigen geloven dat de “berg” eigenlijk een luipaardvel is en dat de vierkanten een kunstig geometrisch ontwerp zijn. Zonder aanvullend bewijs is het bijna onmogelijk om een harde uitspraak te doen in de ene of de andere richting.

Hoe dan ook, deze tekening illustreert het gebrek aan duidelijkheid in veel cartografische voorstellingen.

De opkomst van het kaartmaken met een hogere precisie wordt vaak toegeschreven aan Griekse academici en filosofen.

De Grieken

Griekse filosoof Anaximander zou de eerste gepubliceerde wereldkaart hebben gemaakt. Die kaart is al lang verloren gegaan, maar er zijn reproducties gemaakt op basis van beschrijvingen uit secundaire bronnen.

Het is duidelijk dat de nauwkeurigheid van deze kaart beperkt was. Toch was het een van de eerste bekende pogingen om de wereld in zijn geheel nauwkeurig af te beelden.

Ptolemaeus, een andere Griek, was de vader van de geografie.

Een veelzijdig academicus, met bijdragen aan de astrologie, astronomie en wiskunde, was Ptolemaeus geobsedeerd door het idee om nauwkeurige horoscopen te creëren. Om dit doel te bereiken bedacht hij een systeem van lijnen – lengte- en breedtegraden – waarover hij 10.000 geboortelocaties uitzette

Deze inspanning legde onbedoeld de basis van de cartografie zoals die vandaag de dag bekend is.

Het tijdperk van ontdekkingen

Het tijdperk van ontdekkingen begon in de 15e eeuw, mede dankzij ongelooflijke uitvindingen als de telescoop, het kompas en de sextant.

Door deze ontdekkingsdrang ontstond de vraag naar steeds gedetailleerdere en nauwkeurigere wereldkaarten.

Dit tijdperk wordt perfect samengevat door Time Magazine:

“Halverwege de zestiende eeuw had iedereen behoefte aan een platte kaart waarmee zeevaarders lange afstanden konden uitzetten met behulp van een rechte lijn die rekening hield met de kromming van het aardoppervlak.”

Deze vraag zette Europese cartografen ertoe aan uitgebreide landmetingen te doen, onbekende gebieden te verkennen en de meest gedetailleerde kaarten te maken die tot op heden bekend waren. Het was in deze tijd dat de nu beroemde Mercator-projectie werd gecreëerd.

Kaarten in de moderne tijd

Kaarten evolueerden aanzienlijk met de opkomst van de geospatiale technologie: met de komst van Google Earth werd een nieuwe weg ingeslagen.

Zhou Qiming, hoogleraar en directeur van het Centre for Geo-Computation Studies aan de Hong Kong Baptist University, spreekt deze nieuwe tijd perfect aan:

“We… (vinden) manieren om geospatiale locaties te presenteren die geen kaarten zijn in de traditionele zin, maar eerder kaart-achtige visualisaties. Kaarten worden slimmer, en laten ons de wereld zien onder andere parameters.”

Hulpmiddelen bij cartografie uit het verleden zijn onder meer kompassen, mylarfolie, planimeters en verdelers – allemaal gebruikt om analoge kaarten te maken. Door de opkomst van digitale cartografie zijn de moderne cartografiemiddelen aanzienlijk veranderd.

Moderne cartografiemiddelen

De cartografiemiddelen van vandaag hebben het maken van kaarten tot nieuwe hoogten gebracht, meestal in termen van detail en nauwkeurigheid, maar soms ook letterlijk.

Het maken van kaarten kan gebruik maken van een enorme variëteit aan methoden en hulpmiddelen. Hier behandelen we een paar van de meest gebruikte hulpmiddelen: luchtfotografie, sensoren, GPS, satellieten en GIS.

Luchtfotografie

Mensen proberen al camera’s in de lucht te krijgen zolang diezelfde camera’s al bestaan. Vroege pogingen tot luchtfotografie bestonden onder meer uit ballonnen, vliegers en zelfs raketten.

In 1860 werd de oudste bewaard gebleven luchtfoto gemaakt door James Wallace Black, vastgebonden in een heteluchtballon op 2.000 voet boven Boston.

Lees hier meer over de fascinerende geschiedenis van luchtfotografie.

De moderne luchtfotografie maakt nu gebruik van geavanceerde technologie zoals helikopters en onbemande luchtvaartuigen (UAV’s) – in de volksmond beter bekend als drones.

Drones kunnen indrukwekkende hoogten bereiken en worden bestuurd met een hand-afstandsbediening. Vooral voor GIS-kartering maken grootschalige, consistente visuele registraties landmetingen en het opsporen van veranderingen een fluitje van een cent.

Hoewel drones nog vrij duur zijn, is de toetredingsdrempel laag genoeg dat organisaties en zelfs de meeste individuen kunnen deelnemen.

Sensoren

Sensoren detecteren gebeurtenissen, veranderingen en fysieke kenmerken van een bepaald gebied door prikkels (geluid, licht, warmte, of beweging) om te zetten in elektrische signalen.

Deze signalen worden verzameld en vervolgens doorgegeven aan een ander apparaat, meestal een computer. Eenvoudig gezegd, sensoren verzamelen gegevens over het aardoppervlak.

Voorbeelden van sensoren zijn:

Seisometers: Meten grondbewegingen
LIDAR: 3D-kartering vanuit de lucht op basis van laser
Sonar: Detecteren van objecten onder water door middel van geluidsverspreiding

In termen van moderne cartografie dragen sensoren bij aan het ontwerp en de creatie van gedetailleerde, high-fidelity kaarten.

Omdat sensoren regelmatig enorme hoeveelheden nauwkeurige gegevens kunnen detecteren en loggen, worden ze vaak gebruikt in projecten voor het detecteren van veranderingen. Het komt erop neer dat men een kaart van een gebied maakt, een bepaalde tijd wacht, een andere maakt en vervolgens vergelijkt op afwijkingen.

GPS

Het Global Positioning System (GPS) is een serie van meer dan 24 satellieten die regelmatig in een baan om de aarde draaien en elk een uniek signaal uitzenden.

GPS-ontvangers onderscheppen deze signalen en voeren trilateratie uit (op afstand gebaseerde meting tussen verschillende punten): dit maakt een uiterst nauwkeurig navigatiesysteem mogelijk.

GPS wordt vooral gebruikt voor navigatie in vliegtuigen, auto’s, boten en mobiele telefoons, maar is ook het belangrijkste instrument voor landmeting.

Digitale cartografie heeft de alomtegenwoordigheid van GPS-systemen mogelijk gemaakt. Gebruikers kunnen GPS gebruiken om alledaagse trends zoals verkeer te volgen, coördinaten voor oriëntatiepunten te markeren, een pad van de ene naar de andere locatie uit te stippelen en hun eigen locatie op een kaart te vinden.

Satellieten

Satellieten dienen verschillende doelen – van het bespioneren van buitenlandse tegenstanders, tot het volgen van het weer en het verbeteren van de mobiele dienstverlening, of zoals hierboven vermeld – het mogelijk maken van het GPS-netwerk.

In termen van het maken van kaarten, maken satellieten consistente, grootschalige updates van het aardoppervlak mogelijk.

Denk aan moderne toepassingen zoals Google Earth of cloud GIS-tools. Deze zijn allemaal afhankelijk van satellieten voor nauwkeurige geospatiale gegevens.

Satellieten hebben de snelheid en het bereik waarmee kaartinformatie kan worden verzameld, vergroot. Onderzoeken die vroeger maanden duurden, kunnen nu in enkele minuten worden uitgevoerd.

Door voortdurend beelden van het aardoppervlak vast te leggen, hebben satellieten de creatie van duizenden, zo niet miljoenen kaarten mogelijk gemaakt – gebruikt in de landbouw, nutsbedrijven, bosbouw, aardwetenschappen, veranderingen in het aardsysteem en regionale planning.

Geogrpahic Information Systems (GIS)

Sensoren, GPS, en satellieten zijn methoden om gegevens te verzamelen.

Deze apparaten zijn behoorlijk geavanceerd. In het algemeen missen zij echter de mogelijkheden om de verzamelde gegevens weer te geven, te ordenen en te beheren.

GIS biedt de ideale oplossing.

GIS is locatiegebaseerde software die wordt gebruikt om geospatiale gegevens te bekijken, organiseren, visualiseren en analyseren. GIS helpt gebruikers hun gegevens te ordenen, zodat zij positiegebonden patronen en relaties beter kunnen begrijpen.

De oudere GIS-platforms, die hun oorsprong vinden in de jaren tachtig, bieden gereedschappen voor wetenschappelijke analyse en visualisatie van gegevens op hoog niveau. Deze programma’s zijn meestal desktopgebaseerd en vereisen lokale installatie – hoewel sommige mobiele toepassingen bieden.

In het laatste decennium zijn cloud GIS-systemen steeds gangbaarder geworden. Cloud GIS-systemen bieden niet hetzelfde niveau van diepgaande wetenschappelijke analyse, maar zijn wel veel mobielvriendelijker – zodat gebruikers GIS overal mee naartoe kunnen nemen.

Praktische toepassingen van moderne cartografie

De meeste mensen hebben dagelijks te maken met de producten van moderne cartografie.

Bedenk eens hoeveel apps er in uw telefoon staan. Hoeveel van hen vertrouwen op locatie-gebaseerde diensten? Navigatie-apps als Google Maps en Waze, ritjesdiensten als Uber of Lyft, en apps voor voedselbezorging als DoorDash hebben allemaal een of andere kaartcomponent.

Dat gezegd hebbende, moderne cartografie gaat veel verder dan alleen het vinden van je locatie op een kaart. Locatie-intelligentie, 3D-modellering en realtime kaarten maken zijn allemaal gebaseerd op de toepassing van moderne cartografische tools.

Locatie-intelligentie

Locatie-intelligentie, ook bekend als ruimtelijke intelligentie, helpt gebruikers inzichten af te leiden en zinvolle relaties te ontdekken binnen geospatiale gegevens.

Locatie-intelligentie is voortgekomen uit de basis van GIS, en wordt gebruikt om organisaties en bedrijven te helpen positiegegevens te begrijpen.

Praktische toepassingen voor locatie-intelligentie omvatten risicobeoordeling, leveringsoptimalisatie, prijsconfiguratie, en strategieontwikkeling voor overname of uitbreiding.

3D-modellering

LiDAR, een van de hierboven genoemde moderne cartografische hulpmiddelen, is een integraal onderdeel van het maken van 3D-kaarten en modellen. LiDAR maakt gebruik van laserlicht om afstanden te meten.

Een laserpuls wordt afgegeven, gaat naar buiten, raakt een object en kaatst vervolgens terug. Net als bij sonar wordt de afstand gemeten aan de hand van de tijd die de pulsen nodig hebben om terug te keren.

Omdat licht ongelooflijk snel en in alle richtingen tegelijk reist, produceren LiDAR-scans puntwolken.

Puntwolken bestaan uit miljoenen afzonderlijke punten en zijn in feite zeer gedetailleerde 3D-kaarten. Alleen al het aantal datapunten betekent dat LiDAR-scans 3D-kaarten kunnen maken van alles van een bruisende metropool tot de Grand Canyon.

Lees hier meer over LiDAR in onze uitgebreide gids over GIS-datatypen.

Real-time Map Making

Cloudtechnologie heeft het mogelijk gemaakt kaarten in real time te maken.

In tegenstelling tot lokaal geïnstalleerde software, zijn cloud-gebaseerde GIS-platforms toegankelijk via elke webbrowser. Dit betekent dat elk apparaat dat is aangesloten op het internet kan worden gebruikt voor het bekijken van en interactie met een bepaald programma.

Realtime digitale kartering maakt een ongelooflijke hoeveelheid activiteiten mogelijk – van het bijhouden van inspecties van nutsbedrijven, tot het kijken hoe je Uber-chauffeur de pick-up plek nadert.

Afgezien van het ontzagwekkende aantal toepassingen, is real-time kartering misschien wel de duidelijkste indicator van hoe ver de cartografie is gekomen. Van de vroegste grottekeningen tot het maken van live kaarten voor vrijwel elk doel, de technologische vooruitgang is werkelijk verbluffend.

Samenvatting

Kartografie is een rijk onderwerp met diepe historische wortels.

De moderne cartografie staat op een fundament dat millennia teruggaat, en het blijft groeien en evolueren met elk jaar dat voorbijgaat.

Met gegevens van drones, satellieten en sensoren, plus de robuuste mogelijkheden van GIS-karteringsoftware – belooft de toekomst van cartografie rooskleurig te zijn.