Способы картографических изображений генерализация

Картографическая генерализация

Картографическая генерализация – отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно назначению и масштабу, содержанию карты и особенностям картографируемой территории. Суть генерализации состоит в передаче на карте основных, типических черт объектов, их характерных особенностей и взаимосвязей.

Генерализация – неотъемлемое свойство всех карт, даже самых крупномасштабных. Она проявляется в обобщении качественных и количественных характеристик объектов, замене индивидуальных понятий собирательными, отвлечении от частностей и деталей для показа главных черт. При этом генерализация ведет не только к исключению части информации, но и к появлению качественно новой информации. По мере генерализации все отчетливее проступают наиболее важные черты объекта, ведущие закономерности, главные взаимосвязи, выделяются геосистемы все более крупного ранга.

Процесс картографической генерализации трудно поддается формализации и автоматизации. Оптимальный путь автоматизации генерализации связан с развитием диалоговых процедур при активном участии картографа.

Факторами генерализации являются: масштаб карты, её назначение, тематика и тип, особенности картографического объекта, его изученность, способы графического оформления карты.

На картах показывают лишь те объекты, которые соответствуют её назначению. Изображение других объектов, не отвечающих назначению карты, мешает восприятию карты, затрудняет работу с ней. Например, на учебной административной карте сохраняют лишь наиболее важные элементы содержания (города, границы) и их изображают в укрупненном виде со значительным обобщением без излишней детализации. Если же административная карта имеет справочное значение и используется в настольном варианте, то она должна содержать максимум возможностей для данного масштаба информации об административном делении, населенных пунктах, путях сообщения.

Влияние масштаба проявляется в том, что при переходе от более крупного изображения к мелкому сокращаются размеры изображаемой территории (например, изображение 1 км 2 в масштабе 1:10 000 составляет 1 дм 2 , а в масштабе 1:1 000 000 – всего 1 мм 2 ). Изобразить в более мелком масштабе все детали и подробности, имеющиеся на исходной карте, невозможно, поэтому необходимо провести их отбор, обобщение, исключение. С уменьшением масштаба карты увеличивается пространственный охват, что также сказывается на генерализации. Объекты, важные для крупномасштабных карт (например, местные ориентиры), теряют свое значение на картах мелкого масштаба и подлежат исключению.

Тематика и тип карты определяют, какие элементы следует показывать на карте с наибольшей подробностью, а какие подвергать более или менее существенному обобщению. Так, на геологической или почвенной карте важно дать детальное изображение гидросети, но можно сильно генерализовать дорожную сеть и населенные пункты, совсем исключить административные границы. Но на карте экономической тематики напротив, необходимо подробно показать населенные пункты, пути сообщения и административное деление. В то же время речную сеть можно изобразить генерализованно, сохранив реки, важные для судоходства.

Карты разного типа также имеют разную генерализацию. Наиболее подробны аналитические карты инвентаризационного типа, наиболее обобщены и генерализованы синтетические карты (например, карты районирования) и в особенности карты-выводы, карты-умозаключения.

Необходимо передать на карте своеобразие этого объекта или территории, отразить наиболее типичные для них черты, самые характерные для них элементы. Например, в засушливых степных или полупустынных районах очень важно показать все мелкие озера, иногда при генерализации их дают даже с преувеличением. В тундровых ландшафтах, где имеются тысячи озер некоторые из них можно при генерализации исключить, зато следует правильно отразить характер озерности территории.

При достаточной изученности объекта изображение может быть максимально подробным, а при нехватке фактического материала оно неизбежно становится более обобщенным, схематичным. В этом отношении наиболее генерализованы карты гипотетические и прогнозные, составленные по неполным данным, когда объект недостаточно изучен, имеются примерные сведения о закономерностях распространения этого объекта.

Многоцветные карты позволяют показать большее количество знаков, чем карты одноцветные. При хорошем качестве печати и правильном подборе фоновых красок, изолиний, значков на одной карте можно путем наложения совместить до шести взаимно перекрывающихся изображений без особого ущерба для её читаемости. На одноцветной карте или карте с ограниченным набором красок это сделать трудно или даже невозможно, следовательно, необходима генерализация содержания.

1. Обобщение качественных характеристик за счет сокращения различий объектов, что связано с обобщением классификационных признаков. Например, на обзорных картах вместо показа преобладающих пород леса дают единый (собирательный) знак леса; на геологических картах при переходе от крупных масштабов к мелким обобщают стратиграфические подраз-деления, объединяя свиты и ярусы в отделы, затем отделы в системы и т. д.

2. Обобщение количественных характеристик проявляется в укрупнении количественных градаций изображаемого явления, укрупнении шкал, переходе от непрерывных шкал к ступенчатым или от неравномерных к равномерным, например увеличение сечения рельефа при генерализации топокарт или при укрупнении группировки населенных пунктов по числу жителей.

3. При отборе объектов на карте оставляют важные и необходимые объекты с точки зрения назначения и масштаба карты, особенностей территории. Отбор тесно связан с обобщением качественных и количественных характеристик. Он ведется в соответствии с новыми укрупненными подразделениями легенды. При отборе пользуются двумя количественными показателями – цензами и нормами.

4. Ценз отбора – ограничительное значение, указывающее величину или значимость объектов, сохраняемых на карте при генерализации, например, сохранить на карте все леса, имеющие размер более 10 км 2 , или показать все районные административные центры.

5. Норма отбора – показатель, характеризующий принятую меру (степень отбора), среднее значение сохраняемых при генерализации объектов. Нормы отбора регулируют нагрузку карты. Например, при переходе от топокарт масштаба 1:200 000 к картам масштаба 1:500 000 норма нагрузки изображения населенными пунктами для густо заселенных районов составляет 1/3, то есть на генерализованной карте будет сохранена лишь третья часть населенных пунктов. Нормы отбора всегда дифференцированы в зависимости от географических особенностей местности. Поэтому, например, на той же карте масштаба 1:500 000 в менее заселенных районах норма отбора может составить 1/2 населенных пунктов, а на участках с очень редким заселением показывают все населенные пункты.

6. Обобщение геометрических очертаний проявляется в отказе от мелких деталей, небольших изгибов контуров, в спрямлении границ и т. п. Но упрощение не должно выполнятся механически, обобщение очертаний не сводится к формальному их сглаживанию, генерализованное изображение должно подчеркивать географические особенности объекта, например, степень извилистости рек, тип эрозионного расчленения, характер складчатости.

7. Объединение контуров – одно из геометрических проявлений генерализации, связанное с их группировкой. Объединение бывает в результате:

а) обобщение качественных и количественных характеристик и укрупнение изображения легенды;

б) вследствие слияния нескольких мелких контуров.

8. Показ объектов с преувеличением происходит, когда некоторые важные со смысловой точки зрения объекты, которые из-за малых размеров или по условиям цензового отбора должны быть исключены, оставляют на карте и даже несколько преувеличивают по размерам, например, небольшие, но характерные меандры реки, мелкие озера в засушливых областях и т. д.

Обычно отдельные виды генерализации проявляются на картах не порознь, а совместно. Оценка точности генерализации проводится в двух отношениях:

1. С точки зрения геометрической точности;

2. С позиций содержательной достоверности карты.

Геометрическая точность характеризует степень соответствия местоположения отдельных точек и объектов на карте их действительному положению. Она устанавливается при сопоставлении изображения с местностью. На топокартах РФ ошибки планового изображения в среднем 0,5–0,75 мм, а по высоте 0,3–0,5h, где высота сечения рельефа на карте. Предельные ошибки в положении контуров не превышают удвоенных средних величин. Для некоторых карт природы ошибки (мм) следующие:

Виды карт	Средняя квадратическая ошибка	Максимальная ошибка
Геологические	0,3-0,7	1,5
Геоморфологические	0,8-1,4	2,9
Геоботанические	0,6-1,2	2,5
Почвенные	0,8-1,3	2,7
Ландшафтные и методико-географические	0,4-1,6	2,8

Содержательная достоверность карты это качественная оценка соответствия изображения реальной действительности с учетом ее главных, типичных особенностей и взаимосвязей между объектами. Критерии геометрической точности и содержательной достоверности нередко находятся при генерализации в диалектическом противоречии.

Генерализация объектов различной локализации:

1. Объекты, локализованные в пунктах генерализуют путем обобщения их качественных и количественных характеристик с использованием цензов и норм отбора. При этом замена видовых понятий родовыми возможна только при переходе от изображений отдельных объектов к показу ареалов их распространения.

2. Объекты, локализованные на линиях, в ходе генерализации также испытывают отбор в соответствии с цензами и нормативами, обобщение качественных и количественных характеристик. Дополнительно: это спрямление и упрощение рисунка, отказ от мелких извилин (но при сохранении типичных деталей). На линейных объектах всегда отмечается преувеличение их ширины.

3. Объекты площадной локализации генерализуют прежде всего путем укрупнения качественных характеристик и количественных градаций. Отмечается исключение отдельных выделов, спрямление их очертаний. Если явление изображено изолиниями, то увеличивают сечение, обобщают рисунок изолиний и производят их взаимное согласование.

4. Объекты рассеянного распространения, изображаемые точечным способом, генерализуют за счет укрупнения веса точек. Если эти объекты показаны способом качественного фона или ареалов, то генерализация производится путем отбора выделов или ареалов и обобщения их границ.

Источник

15. Картографическая генерализация. Способы выполнения генера­лизации

Картографическая генерализация — это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно её назначению, масштабу, содержанию и особенностям картографируемой территории.

Термин «генерализация» происходит от латинского корня «generalis», что означает общий, главный. Суть процесса состоит в передаче на карте основных, типических черт объектов, их характерных особенностей и взаимосвязей.

Генерализация — свойство любой карты. Она усиливает познавательную ценность карты, способствует выявлению характерных особенностей и закономерностей.

Отбор главного и лишь его изображение на карте не является потерей информа­ции, а является преобразованием её в другую, иного качества, формирующую пространст­венный образ явления как целостную систему, состоящую из наиболее важных, первосте­пенных элементов.

Генерализация связана с переходом от конкретного (объекты или явления) к абст­рактному (их обобщение и отбор главных).

Генерализация проявляется в обобщении качественных и количественных характе­ристик объектов, замене индивидуальных понятий собирательными, отвлечении от част­ностей и деталей ради отчётливого изображения главных черт пространственного разме­щения.

Всё это позволяет утверждать, что генерализация — одно из проявлений процесса абстрагирования отображаемой на карте действительности. Именно генерализация спо­собствует формированию и воплощению в картографической форме новых понятий и на­учных абстракций.

Процесс генерализации труднее других картографических процессов подеется формализации и автоматизации. Не все этапы процедуры могут быть алгоритмизированы, не все критерии удаётся однозначно формализовать. Опыт показывает, что автоматизация картографической генерализации должна опираться на интерактивные, диалоговые про­цедуры, обеспечивающие активное участие картографа.

Факторами генерализации являются масштаб карт, её назначение, тематика и тип, особенности и изученность картографического объекта, способы графического оформления карты. Факторы определяют подходы к генерализации, её условия и характер.

Назначение карты. На картах показывают лишь те объекты, которые соответствуют её назначению. Изображение других объектов, не отвечающих назначению карты, только мешает её восприятию, затрудняет работу с картой.

Влияние масштаба проявляется в том, что при переходе от более крупного изобра­жения к более мелкому сокращается площадь карты. Одновременно с уменьшением мас­штаба увеличивается пространственных охват, что также сказывается на генерализации. Объекты, важные для крупномасштабных карт, теряют своё значение на картах мелкого масштаба и, следовательно, подлежат исключению.

Тематика и тип карты определяют, какие элементы следует показывать на карте с наибольшей подробностью, а какие можно более или менее существенно обобщить или даже совсем снять.

Карты разного типа имеют разную генерализацию. Наиболее подробны аналити­ческие карты инвентаризационного типа, а наиболее обобщены и генерализованы синте­тические карты (например, карты районирования) и в особенности карты-выводы, карты-умозаключения. Они по самой сути своей не предполагают особой детальности.

Особенности картографируемого объекта (или территории). Влияние этого фактора сказывается в необходимости передать на карте своеобразие, примечательные характер­ные элементы объектов или территории. Например, в степных или полупустынных рай­онах очень важно показать все мелкие озёра, иногда даже с преувеличением, если они не «помещаются» в масштаб — это очень важно для засушливых территорий. Но вот в тунд­ровых ландшафтах, где встречаются тысячи мелких озёр, многие из них можно исключить при генерализации, здесь важно правильно отразить общий характер озёрности террито­рии. Это один из наиболее субъективных факторов генерализации, ведь решить, что «ха­рактерно» и «типично», а что — нет, может только сам картограф-составитель, формаль­ные критерии тут работают плохо.

Изученность объекта. При достаточной изученности объекта изображение может быть максимально подробным (для данного масштаба и назначения карты), а при нехватке фактического материала оно неизбежно становится обобщённым, схематичным. Фактор изученности тесно связан с качеством и полнотой источников, используемых для карто­графирования.

Оформление карты. Многоцветные карты (при прочих равных условиях) позволя­ют показать большее количество знаков, чем карты одноцветные. При хорошем качестве печати и правильном подборе фоновых окрасок, значков, штриховок на одной карте мож­но путём наложения совместить до шести взаимно перекрывающихся слоев без особого ущерба для читаемости. На одноцветной карте или карте с ограниченным набором красок это сделать трудно или даже невозможно, следовательно, необходима генерализация со­держания [2].

Генерализация проявляется в обобщении очертаний (контуров) объектов, их коли­чественной и качественной характеристик, в отборе картографических объектов, в пере­ходе от простых понятий к их собирательным обозначениям.

Рассмотрим особенности этих сторон генерализации.

Наиболее очевидна сторона генерализации, т.е. обобщение контуров. Она состоит в продуманном упрощении плановых очертаний объектов — линейных и площадных, при котором сохраняются особенности очертаний, характерные для данного объекта. Это не­редко приводит к преувеличению отдельных деталей, утрированию изображения, выделе­нию главного.

Для полноценной генерализации, т.е. для отбора главного, существенного и для его передачи, надо понимать сущность изображаемого явления.

При генерализации обобщение количественной характеристики объекта или явле­ния состоит в укрупнении интервалов (ступеней), например подразделение населённых пунктов по людности.

Обобщение качественной характеристики имеет целью сократить качественные различия в данной категории объектов (сокращение числа типов) с помощью замены дробных классификаций классификациями обобщёнными.

Отбор объектов — это ограничение содержания крайне необходимыми объектами и исключение прочих.

При отборе пользуются двумя количественными показателями: цензами и нор­мами. Ценз отбора — ограничительный параметр, указывающий величину или значимость объектов, сохраняемых при генерализации. Норма отбора — показатель, определяющий принятую степень отбора, среднее на единицу площади значение объектов, сохраняемых при генерализации. Нормы отбора регулируют нагрузку карты [2].

Замена отдельных объектов (простых понятий) их собирательными обозначениями (обобщающими понятиями) может проявляться в замене знаков отдельных объектов обо­значениями обобщающего понятия (изображение населённого пункта может быть вначале в виде отдельных строений, затем кварталов и, наконец, пунсонов).

Среди условий, необходимых для правильной генерализации особенно важно по­нимать сущность изображаемых явлений и обязательно учитывать связи:

1) между объектами, входящими в один из элементов содержания карты (напри­мер, в гидрографии при исключении небольшого озера можно сделать так, что выпадение этого звена водной системы приведёт к её разрыву);

2) между различными элементами содержания карты (например, населённые пункты и пути сообщения имеют непосредственную связь; устранение второстепенных населённых пунктов влечёт исключение местных путей, которые связывают эти пункты с магистральными линиями);

3) между элементами данной карты и других родственных карт (например, между рельефом, почвами и растительностью, изображёнными на разных картах).

С географических позиций генерализация рассматривается как процесс выделения на картах геосистем всё более крупного ранга, их главных компонентов и взаимосвязей. Среди многообразия условий генерализации наиболее существенны следующие:

— научно-обоснованное обобщение легенды;

— отображение генетических и морфологических особенностей объектов и явле­ний;

— учёт внутренних и внешних взаимосвязей изображаемых объектов, их иерархи­ческой соподчинённости;

— оптимальный подбор знаков и изобразительных средств.

При генерализации обязательно следует учитывать следующие виды связей:

— между однородными объектами (например, необходим согласованный отбор рек и озёр, входящих в единую водную систему);

— между объектами разной природы или разными картографическими слоями (рельефом и гидрографией, дорожной сетью и населёнными пунктами и т.п.);

— между разными картами (следует, например, стремиться к единому уровню ге­нерализации карт четвертичных отложений, почвенного покрова, растительности и ланд­шафтов одной территории).

Источник