Rozšiřování horizontů v oblasti vědy, hlavně rozvoj matematiky a astronomie umožnil zrychlení vývoje kartografie a otevřel tak kartografům nové obzory k řešení problémů mnohem komplexněji, než jako v raném středověku. Nový typ map představovaly mapy portolánové, známé rovněž pod názvem portulánové či kompasové. Byly vytvořené pro použití na moři a založené na systému loxodrom. Tyto mapy se používaly od konce 13. až do přibližně 16. století našeho letopočtu a představovaly novou etapu rozvoje kartografie. Přinesly rovněž svědectví o důležitosti obchodních cest ve Středomoří, protože vznikly právě za účelem jejich zdokonalení.
Slovo portolán bylo odvozeno z italského slova „portolani“, které v překladu znamená písemné námořní pokyny. Jiné zdroje uvádějí, že slovo portolán bylo odvozeno z italského slova „porto“, znamenající přístav. Portolánové mapy se anglicky označují jako „portolan charts“, kde slovo „chart“ pochází z latiny ze slova „carta“, které znamená kapesník, nebo také ubrus. Tyto mapy obsahovaly textové seznamy míst včetně vzdáleností a směrů k jejich dosažení. Z významu slova „carta“ je patrné, že se jednalo o mapy jako takové, nikoliv jen o instruktivní knihy. Názor, že se tyto mapy používaly spolu s pokyny napsanými po stranách mapy, je v dnešní době spíše zpochybňován.
Mapy znázorňovaly obrysy pobřeží, zálivy, zátoky, důležitá kotviště a přinášely užitečné pokyny pro námořní plavbu. Byly již zpravidla orientovány na sever a jejich nejdůležitějším rysem bylo pokrytí systémem loxodrom, linií, obvykle šestnácti nebo dvaatřiceti, které se paprskovitě rozbíhaly z určitého středového bodu směrem podle jednotlivých větrů, které byly vyznačeny kompasovými body. Kormidelníci používali těchto linií spolu s kompasem k udržení kurzu a dosažení správného cíle. Mapy měly zpravidla obdélníkový tvar, byly kresleny většinou na pergamenu a uvnitř byla umístěná jedna nebo více takovýchto směrových růžic. Zpočátku jejich plocha pokrývala oblast zahrnující Středozemní moře, Černé moře a část Atlantického oceánu.
Vznikaly převážně v italských městech, jako jsou Benátky, Janov a dále v oblasti Katalánska a v Portugalsku. Z evropských států vznikaly ještě v oblasti Holandska a Francie. Janov a Benátky byly prvními známými centry jejich tvorby. Italské portolánové mapy zpravidla zobrazovaly břehy Středomoří a pobřeží západní Evropy. Katalánské mapy sahaly na severu až do oblasti Skandinávie a na východě některé až do Číny. Bohužel se těchto map z doby do roku 1500 zachovalo méně než sto.
Pobřeží bylo zpravidla podrobně zakresleno včetně bohatého geografického popisu, kdežto pevninská část těchto map zůstávala prázdná. Tyto místa vyplňovaly bohatě zdobené mytické motivy, jejich popisy, motivy zvířat, vyobrazení králů a významných událostí. Jejich dekorace byly často velkolepým uměním. Mapy dále obsahovaly nápisy jako například „terra incognita“, země neznámá nebo „hic sunt leones“, zde jsou lvi. Mnohé z těchto map představovaly atraktivní díla určená spíše pro plánování cest po pobřeží než přímo pro plavbu na moři. Portolánové mapy obsahovaly přesnější detaily než jakékoliv předešlé mapy a jejich loxodromy spojovaly nejdůležitější přístavy.
S přesností, kterou bylo dosaženo pomocí kompasu, bylo možné zdokonalit tyto mapy. Nejpřesněji vypovídaly o oblastech, kterými se lodě plavily nejčastěji. Do těchto map, díky zdokonalené navigaci, mohly být snáze a přesněji zakreslovány nové objevy. Výrobu map a hlavně jejich reprodukci významně ovlivnil vynález knihtisku Johanem Gutenbergem v polovině patnáctého století. Význam portolánových map poklesl až poté, co na mapách začala být zakreslována síť poledníků a rovnoběžek. Ve třináctém, čtrnáctém a patnáctém století portolánové mapy zaznamenaly nahromaděné zkušenosti a moudrost generací námořníků, kteří se plavili po Středozemním moři, a byly tak praktickými a smysluplnými pomůckami pro potřeby dalších generací námořníků.
Portolánové mapy byly vytvořeny, aby se námořníci bezpečně dostali na stanovené místo a zpět. Museli se ale stále spoléhat na své zkušenosti, instinkty a smysly. Novější námořní mapy měly mnoho charakteristik společných s portolánovým mapami. Byla to například stupnice, kompas, pobřežní linie, zobrazení přístavů a nepatrně naznačený obsah vnitrozemí.
Obrázek 10. Síť linií
Obrázek zobrazuje jednoduchou síť linií utvořenou uvnitř kruhu, později často nahrazovanou ozdobnou kompasovou růžicí. Obrázek převzat a upraven z: http://bell.lib.umn.edu/map/PORTO/ROS/index66.html.
Obrázek 11. Místní názvy
Na tomto obrázku jsou dobře patrné pobřežní linie včetně místních názvů. Obrázek převzat a upraven z: http://bell.lib.umn.edu/map/PORTO/ROS/index66.html.
Obrázek 12. Upozornění na mělké vody
Na obrázku jsou vidět upozornění na mělké vody, útesy a ostrovy podél pobřeží. Obrázek převzat a upraven z: http://bell.lib.umn.edu/map/PORTO/ROS/index66.html.
Definování portolánové mapy jako takové je složité. Dokonce i definice, podle níž se tyto mapy používaly na moři, je sama jejich slabinou. Některé mapy byly totiž evidentně vyhotoveny pro potřeby pozorovatelů, kteří nikdy neopustili pevnou zem. Peter Whitfield, autor knihy „The Charting of the Oceans“, definici zakončil tím, že možná vše, co můžeme říci k definici námořních map je fakt, že mapy jsou soustředěny více na moře, a že pevnina je znázorněna jen okrajově, spíše než naopak. (Whitfield 1996, pp. 19-20) Ještě jeden fakt o portolánových mapách je důležitý a to, že se začaly používat spolu s vynálezem magnetického kompasu a jeho rozšířením do Evropy.
Lloyd Brown ve svém díle „The Story of Maps“ píše, že na počátku byla tendence odstranit námořní mapy z akademické oblasti a z veřejného oběhu. Tyto mapy byly totiž mnohem více než jen pomocníky mořeplavců. Ve své podstatě byly totiž klíčem k udržení říše a klíčem k bohatství. (Brown 1949, 121) Toto může být jeden z důvodů, proč se tak málo portolánových map dodnes zachovalo.
Na počátku se portolánové mapy vyráběly z komerčních důvodů, hlavně kvůli rozvíjejícímu se obchodu ve Středomoří. Není proto pochyb, že se zhotovilo tisíce portolánových map. Protože se portolánové mapy používaly hlavně na moři, některé z nich klesly společně s loďmi na dno mořského oceánu, nebo se namočily a poškodily. Rovněž postupem času se tyto mapy stávaly neaktuálními a byly postupně vyřazovány. Dalším z problémů byl materiál, ze kterého byly vyráběny. Protože pergamen byl drahý, moc se s ním neplýtvalo a pro běžné kopie se používaly méně odolné materiály.
Každý tvůrce námořních map používal vlastní charakteristickou kompasovou růžici s charakteristickými kontrastními barvami. Následuje několik přiložených příkladů těchto růžic. Je vidět například kontrastní červeno-modré a červeno-černé schéma. Růžice se ovšem liší i ve stylu, kterým jsou vyhotoveny od značně zdobených až po takzvané moderní, které jsou zdobené méně.
Kompasové růžice se začaly objevovat spolu s portolánovými námořními mapami. Pojem kompasová růže vznikl proto, že hlavní kompasové body se podobaly okvětním lístkům růže. Původně tento vynález byl používán k indikaci směrů jednotlivých větrů a byl znám pod pojmem větrná růžice. Ve středověku, názvy větrů byly běžně známy díky zemím, které přiléhaly ke Středozemnímu moři. Severní vítr se nazýval tramontana, severovýchodní greco, východní levante, jihovýchodní siroco, jižní ostro, jihozápadní libeccio, západní ponente a severozápadní maestro. Na portolánových mapách můžeme nalézt první písmena těchto větrů psané při okrajích. Jejich písmena jsou tedy T, G, L, S, O, L, P a M.
Dvaatřicet bodů vzniklo v Evropě jednoduše půlením směrů těchto osmi hlavních větrů, ale například Číňané rozdělili kompas na 12 hlavních směrů podle znamení zvěrokruhu. Pro západní učedníky mořeplavectví byla jména těchto větrů jednou z prvních věcí, kterou se učili. Perfektní znalost jmen všech bodů se považovala za znalost kompasu. Tehdy neexistoval žádný daný standard pro náčrt kompasové růžice a tak si každá kartografická škola vytvořila vlastní. Na prvních námořních mapách byl server znázorněn jako oštěp nad písmenem T, znázorňující severní vítr, neboli tramonatanu. Symbol se vyvinul v lilii v období Kolumbových výprav a byl prvně znázorněn na portugalských mapách.
Motiv lilie měl vždy výsadní postavení. V rané křesťanské době byla tato květina považována za symbol čistoty pro svoji delikátní podobu a sněhobílou barvu. Je rovněž považována za symbol přízně, krásy a dokonalosti. Biblická legenda říká, že lilie vznikla z Eviných slz, když byla s Adamem vykázána z ráje. V křesťanském pojetí její bílý podlouhlý květ symbolizuje vzkříšení Ježíše. Na mapách pečlivě graficky provedená lilie označovala vždy severní směr v růžici směrů.
Ve čtrnáctém století písmeno L pro levante na východní straně růže bylo nahrazeno křížem. Tímto symbolem byl znázorněn směr do ráje, který, jak se lidé dlouho domnívali, byl na východě nebo minimálně tam, kde se narodil Kristus.
Barvy na schématech jsou pravděpodobně výsledkem potřeby pro grafickou jasnost, spíše než že by se jednalo o pouhý kartografický rozmar. Na kolébající se lodi v noci za světla blikající lampy musely být tyto symboly jasně viditelné. Proto osm hlavních bodů růžice bylo obvykle zobrazeno v černé barvě, která snadno vystupuje z mapy. Proti tomuto pozadí, body reprezentující půlené směry byly obvykle barveny modrou nebo zelenou barvou. Pokud růžice měla dvaatřicet bodů, tak zbylé směry byly barveny zpravidla červeně a byly nejmenšími.
| Bod | Směr | Azimut |
| 0 | sever | 0° 0' |
| 1 | sever mírně k východu | 11° 15' |
| 2 | severo-severovýchod | 22° 30' |
| 3 | severovýchod mírně k severu | 33° 45' |
| 4 | severovýchod | 45° 0' |
| 5 | severovýchod mírně k východu | 56° 15' |
| 6 | východo-severovýchod | 67° 30' |
| 7 | východ mírně k severu | 78° 45' |
| 8 | východ | 90° 0' |
| 9 | východ mírně k jihu | 101° 15' |
| 10 | východo-jihovýchod | 112° 30' |
| 11 | jihovýchod mírně k východu | 123° 45' |
| 12 | jihovýchod | 135° 0' |
| 13 | jihovýchod mírně k jihu | 146° 15' |
| 14 | jiho-jihovýchod | 168° 45' |
| 15 | jih mírně k východu | 180° 0' |
| 16 | jih | 22° 30' |
| 17 | jih mírně k západu | 191° 15' |
| 18 | jiho-jihozápad | 191° 15' |
| 19 | severozápad mírně k jihu | 213° 45' |
| 20 | jihozápad | 225° 0' |
| 21 | jihozápad mírně k západu | 236° 15' |
| 22 | západo-jihozápad | 247° 30' |
| 23 | západ mírně k jihu | 258° 45' |
| 24 | západ | 270° 0' |
| 25 | západ mírně k severu | 281° 15' |
| 26 | západo-severozápad | 292° 30' |
| 27 | severozápad mírně k západu | 303° 45' |
| 28 | severozápad | 315° 0' |
| 29 | severozápad mírně k severu | 326° 15' |
| 30 | severo-severozápad | 337° 30' |
| 31 | sever mírně k západu | 348° 45' |
Nejstarší dochovaná portolánová mapa pochází z konce 13. století, přibližně kolem roku 1290. Dnes je uložena v národní knihovně v Paříži a nazývá se „Carte Pisane“, protože byla majetkem rodu z Pisy. Její tvůrce není znám a místo, kde byla vytvořena, je rovněž nepřesné. Většina učenců věří, že byla vytvořena v Janově. Popis nalezený na této mapě byl v několika jazycích, což ale není pro čtrnácté století neobvyklé. Právě z tohoto důvodu je dnes obtížné určit původ většiny portolánových map. Carte Pisane drží neobvyklé prvenství v historii mapování. Sice je nejstarší portolánovou mapou, ale má stejné rysy, jako portolánové mapy, které přišly až po ní. Záhadou tedy je, že nemá žádné známé předchůdce, a tak se zdá, jakoby se vynořila z hlubin moře, které sama popisuje.
Tato mapa zobrazuje Středozemní moře s až zarážející přesností. Zobrazení Itálie na Carte Pisane není až tak přesné jako na další nalezené portolánové mapě. Rovněž zobrazení oblasti Atlantiku vypadá žalostně, alespoň podle slov hlavního badatele zabývajícího se prvními portolánovými mapami Jamese E. Kelleyho, Jr. (Kelley 1979, 19). Dnes nikdo neví, jaké zdroje byly použity při tvorbě Carte Pisane. Podle detailu, který je dán jmény pobřežních linií, je vidět, že Carte Pisane odráží výsledky mnoha cest a obsahuje informace z mnoha předešlých map.