علم الخرائط علم وفن وتقنية صناعة الخرائط، ويشمل جمع البيانات الجغرافية وتمثيل سطح الأرض أو جزء منه على سطح مستوٍ باستخدام قواعد رياضية ورموز وألوان ووسائل فنية وتقنية. تطور هذا العلم من الرسم اليدوي بالقلم والورق إلى استخدام الحواسيب ونظم المعلومات الجغرافية والبرامج المتخصصة التي أتاحت معالجة الخرائط بدقة وفعالية. يقوم علم الخرائط على جوانب رئيسية مثل المساقط ومقياس الرسم وشبكة الإحداثيات والرموز الاصطلاحية وانتقاء الظواهر وتعميمها بحسب هدف الخريطة ومقياسها وطبيعة المنطقة. وتتنوع الخرائط بين طبوغرافية وعامة وموضوعية وتعليمية وملاحية وجدارية وأطلسية، وتظل قيمتها مرتبطة بدقة البيانات ووضوح الإخراج وملاءمة التصميم للغرض الذي وضعت من أجله.

إسقاط الخرائط طريقة رياضية في علم الخرائط تهدف إلى تمثيل سطح الأرض المنحني على سطح مستو، لأن الخريطة المسطحة لا يمكن أن تظهر من دون تحويل إحداثيات الكرة أو الجسم السماوي إلى مستوى. يقوم الإسقاط على نقل خطوط الطول والعرض إلى إحداثيات مسطحة، مع اختيار نموذج مناسب لشكل الأرض، سواء عوملت ككرة أو كجسم مفلطح. ولا يمكن لأي إسقاط أن يحافظ على جميع خصائص السطح الأصلي في الوقت نفسه، إذ لا بد أن يحدث تشويه في المساحة أو الشكل أو المسافة أو الاتجاه، لذلك يختار رسام الخرائط نوع الإسقاط بحسب الغرض من الخريطة. وتكمن أهمية هذه العملية في جعل الخرائط أسهل استخداما وقياسا وعرضا وتخزينا من الكرة الجغرافية.

الأطلس مجموعة منظمة من الخرائط تعرض الأرض أو منطقة محددة منها، وقد يتضمن معلومات جغرافية وسياسية واقتصادية واجتماعية وإحصائية تساعد على فهم المكان والعلاقات بين المواقع. كان الشكل التقليدي للأطلس كتاباً مطبوعاً، ثم تطور إلى صيغ رقمية ووسائط متعددة. ارتبط استخدام كلمة أطلس في الجغرافيا بخرائط مركاتور، ثم استقر معناها على مجموعة الخرائط، بينما ظهرت أعمال سابقة مهدت لفكرة جمع الخرائط في ترتيب موحد. تطورت الأطالس من مجموعات كان المشتري يختار محتوياتها إلى أعمال وطنية وعلمية متخصصة، كما ظهرت في العالم العربي نماذج مبكرة طبعت خارج المراكز العثمانية قبل انتشار طباعة الخرائط العربية.

المياه على المريخ موضوع علمي أساسي في دراسة الكوكب الأحمر، إذ تشير الأدلة الجيولوجية والكيميائية إلى أن الماء كان أكثر حضوراً على سطحه في الماضي. تظهر آثار أودية وقنوات ومعادن رطبة وثلوج قطبية ومياه متجمدة تحت السطح، مما يدعم فرضية أن المريخ امتلك بيئات رطبة قديمة. يرتبط البحث عن الماء بإمكانات الحياة السابقة أو الحالية وبخطط الاستكشاف البشري المستقبلية. يمثل الماء مفتاحاً لفهم تاريخ مناخ المريخ وتحوله من كوكب أكثر نشاطاً إلى عالم بارد وجاف.

نظام الإحداثيات الجغرافية نظام لتحديد المواقع على سطح الأرض باستخدام خط العرض وخط الطول، ويتيح وصف أي نقطة وصفاً رقمياً دقيقاً. يقوم خط العرض على قياس الزاوية بين النقطة والمستوى الاستوائي، وتوازي دوائره خط الاستواء حتى القطبين، بينما يقيس خط الطول موقع النقطة شرقاً أو غرباً من خط زوال مرجعي اختير عالمياً قرب جرينتش. وتساعد الشبكة الناتجة من تقاطع خطوط الطول والعرض على رسم الخرائط وتوجيه الملاحة واستخدام نظم التموضع والمعلومات الجغرافية. ويأخذ هذا النظام في الحسبان أن الأرض ليست كرة تامة، بل جسم قريب من الشكل البيضوي، ما يجعل تحديد المرجع الجغرافي ضرورياً للدقة.

في عام ١٩٠٣، وضع «تشارلز ويتمن كروس» وثلاثة جيولوجيين آخرين طريقة لتحليل الصخور عُرفت باسم معيار «سي آي بي دبليو»، وهي منهجية تقوم على تقدير التركيب المعدني النظري للصخور انطلاقاً من تركيبها الكيميائي، وقد بقيت بعض عناصرها مستخدمة حتى اليوم في الدراسات الجيولوجية وتحليل الصخور النارية.

تستند لوحة «نجمة بيت لحم» التفصيلية، التي أنجزها إدوارد بورن-جونز، إلى تصميمه لسجادة من عام ١٨٨٧ يصوّر مشهد «سجود المجوس»، وتُعد هذه اللوحة أكبر عمل مائي في القرن ١٩. وقد حوّل بورن-جونز الفكرة نفسها من صيغة زخرفية مخصّصة للنسيج إلى معالجة فنية مائية واسعة النطاق، ما منح المشهد الديني حضوراً بصرياً أكثر اتساعاً ووضوحاً ضمن سياق الفن الإنجليزي في تلك المرحلة.

أسهمت الرسوم التفصيلية التي أنجزها المستكشف الفرنسي لويس ديلافورت في توجيه عملية إعادة بناء معبد «فا ذات لوانغ» في لاوس، وهو أحد أبرز المعابد البوذية في البلاد. وقد وفّرت تلك الرسوم مرجعاً بصرياً مهماً مكّن القائمين على الترميم من استعادة ملامح المعلم بدقة أكبر، بعدما أصبح من الضروري الاعتماد على مصادر توثيقية تساعد في الحفاظ على هيئته التاريخية.

تعمل «مكتب رسّام الخرائط في ولاية ويسكونسن» على جرد المجتمعات غير المُدمجة في الولاية بهدف التحقق من وجود ما يُعرف بـ«الأشباح الخرائطية»، وهي أسماء أو مواقع تظهر في الخرائط والسجلات من دون أن يكون لها وجود جغرافي فعلي أو معاصر يمكن التثبت منه. ويُعد هذا النوع من المراجعة جزءاً من جهود تدقيق البيانات المكانية، إذ يساعد على تمييز الأماكن الحقيقية من الكيانات التي بقيت آثارها في الخرائط القديمة أو في مصادر غير دقيقة، بما يضمن تحديث الخرائط والبيانات الرسمية على نحو أدق وأكثر اتساقاً.

حاول بارتولوميوس سكلتتوس أن يصبح رسام الخرائط في بلاط إيفان الرهيب، وهو منصب كان يمنحه قرباً من دوائر الحكم ويتيح له الإسهام في إعداد الخرائط والتمثيلات الجغرافية المرتبطة بشؤون الدولة. ويعكس هذا المسعى سعيه إلى الارتباط بأحد أكثر البلاطات نفوذاً في ذلك العصر، حيث كانت خبرة رسام الخرائط تُعد جزءاً من المعرفة العملية ذات القيمة السياسية والإدارية.