Im 15. Jahrhundert reifte die wissenschaftliche Entwicklung der Kartografie als Ergebnis humanistischer Studien zu Ptolemaios Werk, deren Verbreitung durch die Erfindung des Buchdrucks erleichtert wurde. Das wissenschaftliche Modell des alexandrinischen Geografen beeinflusste die Arbeit der Kartografen der Renaissance sowie der sardischen Choreografen des 16. Jahrhunderts, Sigismondo Arquer und Giovanni Francesco Fara.
Sigismondo Arquers Monographie „Sardinia brevis storia et descriptio“, 1550 in Basel in der lateinischen Ausgabe von „Cosmographia“ des Geografen Sebastiano Münster veröffentlicht, bezieht sich auf die chorographische Methode (deskriptive Analyse der Geographie). Münsters Werk war weit verbreitet und das Werk des Arquers, das erste über die geographischen Besonderheiten der Insel, war lange Zeit eine der wenigen Quellen auf Sardinien. Dem Text liegt eine geografische Karte bei, die den ptolemäischen Tafeln nachempfunden ist: Sie ist das erste Beispiel für die Konzeptualisierung des Inselraums durch einen sardischen Intellektuellen, stellt jedoch immer noch einen schematischen Entwurf dar, in dem Orographie und Hydrografie zusammenfassend und ungenau sind. Andererseits sollte die Karte ein kultiviertes Werk veranschaulichen und dem Leser eine Identifizierung der beschriebenen Orte nahelegen: Die Toponymie ist in der Tat sehr präzise, und - zum ersten Mal auf einer wissenschaftlichen Karte - werden die Orte mit ihrem aktuellen Namen bezeichnet; Städte, Häfen, Burgen, Villen werden mit einfachen, aber effektiven Zeichnungen dargestellt, die an ihre wichtigsten Merkmale erinnern.
Ein Versuch, das gelehrte Wissen antiker Geografen mit einer wissenschaftlichen Untersuchung der Renaissance in Einklang zu bringen, wird von Giovanni Francesco Fara mit den beiden Büchern „Chorographia Sardiniae“ umgesetzt. Es wurde um 1580 verfasst und ist das Ergebnis direkter Kenntnis des Territoriums. Es ist seit mehr als zwei Jahrhunderten die Hauptquelle, aus der Geografen Informationen beziehen. Obwohl es keine Karten gibt, hat das Werk des sassarianischen Historikers dank der Fülle an Informationen und Berechnungen zur Größe der Insel einen langen Einfluss auf die spätere Kartografie gehabt.
Antiptolemäisch inspiriert ist dagegen die Arbeit von Rocco Cappellino (1577), einem Militärarchitekten, der 1522 auf Befehl Karls V. nach Sardinien kam, um die Befestigungsanlagen von Cagliari neu zu strukturieren. Die Karte ist das Ergebnis einer direkten Vermessung von Orten und die erste kartografische Studie, in der das Bergrelief und die wichtigsten Flüsse genau nachgezeichnet wurden. Die Toponymie ist auch in Gebieten im Landesinneren sehr umfangreich, was von Kartografen bisher völlig ignoriert wurde. Horizontal gezeichnet, weist jedoch auch zahlreiche Ungenauigkeiten auf, darunter die Lage im Südosten des Golfs von Cagliari und im Nordwesten des Golfs von Asinara, die von vielen nachfolgenden Kartografen aufgegriffen werden.
Die neuen Entwicklungen in der Kartografie des 16. Jahrhunderts hängen hauptsächlich mit der Erforschung von Projektionsmethoden zusammen, die sowohl durch mathematische Berechnungen als auch durch geometrische Verfahren analysiert wurden. Die Karte Sardiniens von Abramo Ortels (Ortelio), die in das „Theatrum Orbis Terrarum“ (1570) eingefügt wurde, basiert exakt auf einer ovalen Projektion. Sardinien ist in einer Karte enthalten, die die Tabellen der Mittelmeerinseln (Sizilien, Malta, Elba, Djerba, Korfu) gruppiert. Die Darstellung des Antwerpener Geographen trägt nicht viel zu dem bei, was bereits über die Form der Insel bekannt war.
Auf der anderen Seite spielt die wichtige Karte von Gerhard Kremer (Mercator) eine ganz andere Rolle, was einen Wendepunkt in der kartografischen Darstellung der Insel darstellt. Tatsächlich ist Mercator für eine bestimmte Art von Zylinderprojektion verantwortlich, die allgemein für die Erstellung von Seekarten verwendet wird.
Die erste merkatorianische Zeichnung Sardiniens stammt aus dem Jahr 1554 und ist in der „Großen Charta Europas“ enthalten. Dieser Entwurf wurde dann im „Atlas sive Cosmographicae Meditationes“ von 1585 aufgegriffen und erheblich verfeinert (Sardinien ist in Tabelle IC enthalten). Die Gestaltung der Küsten und die reiche Toponymie zeugen von einer außergewöhnlichen Kenntnis der geographischen und kartografischen Quellen, die es ihm ermöglichen, eine präzise und genaue Karte mit der genauen Position der Golfe von Cagliari und Asinara zu zeichnen und die angrenzenden Inseln und Wasserläufe korrekt zu identifizieren.
XVII secolo: la geografia accademica La cartografia del Seicento vede affermarsi la "geografia accademica" di Philip Cluver (Cluverio), completamente diversa dalla razionalità scientifica di Mercatore e basata essenzialmente sullo scavo e sul commento delle fonti e dei testi classici.L'applicazione di questo metodo ha portato a dimostrare come la ricostruzione delle condizioni geografiche di età passate non sia possibile senza lo studio e l'osservazione diretta del presente. L'opera del geografo di Danzica, "Sicilia Antiqua, item Sardinia et Corsica", pubblicata a Leida nel 1619, è ricca di informazioni tratte dagli autori antichi, dai documenti epigrafici e dalla visita dei luoghi. Le fonti relative alla Sardegna sono però di seconda mano, tuttavia l'opera costituisce un punto fermo della storiografia sull'isola. La carta riprende gli schemi di fondo dei disegni di Rocco Cappellino, introducendo notevoli modifiche ma continuando a riportare il golfo di Cagliari a SE; il profilo costiero si presenta assai impreciso e l'orografia è convenzionale. La carta venne imitata da numerosi cartografi successivi al punto da diventare un vero e proprio stereotipo.Il disegno di Cappellino è la base di un'altra importante carta del Seicento: la "Sardegna" dall'"Italia" del geografo Giovanni Antonio Magini, stampata a Bologna nel 1620. Per l'atlante d'Italia Magini preparò carte in gran parte originali, delineate in base a rilievi ufficiali. Per la Sardegna dovette ricorrere alla carta di Cappellino, che alla fine del '500 rappresentava l'unico lavoro di prima mano delle località ed eseguito sul campo. La carta, orientata con l'est in alto, riporta integralmente tutte le inesattezze nel disegno costiero, nell'orografia e nella toponomastica del prototipo, tuttavia essa fu ricopiata e imitata in tutta Europa, restando un modello insuperato per oltre un secolo.Dalla seconda metà del XVI secolo, con la crescente minaccia degli stati barbareschi del Mediterraneo, il problema della difesa costiera dell'isola acquista una rilevanza di primo piano. Una conoscenza geografica esatta del territorio diviene quindi sempre più necessaria. Il primo documento cartografico spagnolo è la grande carta della Sardegna a stampa, anonima, conservata nella Bibliotheque Nationale di Parigi. Su di essa appaiono gli stemmi di Filippo IV e Francisco de Vico, giurista e storico sardo, reggente del Supremo Consiglio d'Aragona e autore della "Historia General de la Isla y Reyno de Sardeña", pubblicata a Barcellona nel 1639, cui la carta appare collegata, motivo per cui è lecito supporre una sua elaborazione a Sassari nel terzo o quarto decennio del secolo. La straordinaria importanza di questo documento, oltre alla raffinatezza dell'incisione e alla chiarezza tipografica, sta nel fatto che mostra un'aderenza alla realtà sorprendente. Da un lato appare molto vicina al modello mercatoriano, da cui vengono tratte le coordinate esterne, dall'altro se ne discosta nel disegno costiero che dimostra una conoscenza diretta dei litorali. La linea che indica la costa è ben delineata e sono indicate quasi tutte le torri. Gli alberi indicano l'ampia diffusione del bosco mentre rombi con piccoli punti raffigurano le colture cerealicole. I centri abitati sono disegnati con un simbolismo che evidenzia il numero di abitanti. Tuttavia la carta non ha inciso affatto nell'evoluzione della cartografia dell'isola.Nel XVII secolo, con la progressiva decadenza dello stato spagnolo, cresce nel Mediterraneo la presenza commerciale e politico-militare della Francia, cui corrisponde anche uno sviluppo della produzione cartografica: il primo importante documento francese sulla Sardegna risale al 1640 ed è una carta manoscitta anonima, acquarellata a colori, conservata al British Museum di Londra, sicuramente frutto di ricerche dirette, come mostra la buona conoscenza delle isole minori e della linea costiera. Sono raffigurate numerose località e le città principali sono indicate con vedute prospettiche. Altro importante documento cartografico francese è la "Carte topographique des costes de l'isle de Sardaigne" disegnata a mano e dipinta a tempera nel 1682. In essa è tracciato alla perfezione il profilo costiero, a dimostrazione dell'alto livello di conoscenza delle coste mediterranee da parte della marina di Luigi XIV.
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